グリコペプチド耐性ブドウ球菌におけるグリコペプチド耐性メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 17F17713
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 細菌学(含真菌学)
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 崔 龍洙 自治医科大学, 医学部, 教授 (50306932)
• 研究分担者: CUI BINTAO 自治医科大学, 医学部, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2017-07-26 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2017年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 薬剤耐性 / バンコマイシン / テイコプラニン / 逆交差耐性 / WalKR / 耐性菌 / Staphylococcus capitis / グリコペプチド系抗菌薬 / 全ゲノム解析 / SNP解析

研究実績の概要

薬剤耐性菌の出現とその急速な蔓延は、既存の抗菌薬を無力化しつつある。グリコペプチド系抗菌薬は、半世紀にわたりブドウ球菌感染症治療の切り札として使われてきた。しかし、グリコペプチド系薬耐性黄色ブドウ球菌(VISA)が1996年に本邦で報告されて以降、世界中から相次いで報告され、現代医療に脅威をもたらしている。本研究は、グリコペプチド耐性Staphylococcus capitisの耐性分子機序を明らかにすることを目的とした。まず、同一患者から分離したバンコマイシン(VCM)耐性菌TW2795-1株, テイコプラニン(TEIC)耐性菌TW2795-3株と両剤に感性を示すTW2795-4株を用いて、それらの全ゲノム解析を行い、VCM耐性とTEICに関わる遺伝子の同定を行った。全ゲノムの比較解析で、耐性株には二成分制御系センサー因子の一つであるwalK遺伝子に点突然変異（L566R）が起こっていたことが判明された。引き続き、遺伝子置換実験や遺伝子転写解析などを行い、walK変異がStaphylococcus capitisにVCMとTEIC耐性をもたらした原因であることを明らかにした。
今回解析した耐性菌２株（TW2795-1とTW2795-3）は、VCMとTEICに対して逆交差耐性を示した。耐性株TW2795-1はVCMに高い耐性を示す反面、TW2795-3はTEICに高い耐性を示していた。TW2795-1とTW2795-3のVCMとTEICのMICsはそれぞれ、8,8 と4, 32 microg/mlであった。このような同じクラスの抗菌薬（ペプチドグリカン系抗菌薬）に逆交差耐を示す現象は臨床で散々報告されているが、その耐性機構は不明である。今回の解析で、WalK因子のL566R変異はVCMとTEICに対して逆交差耐性を起こす原因であることも明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of the Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Strain JMUB3031, Isolated from a Patient with Fatal Community-Acquired Pneumonia (2019)
  • 著者名/発表者名: Bintao Cui, Shinya Watanabe, Yusuke Sato’o, Fumiya Nihashi, Yoshifumi Aiba, Kotaro Kiga, Teppei Sasahara, Xin-Ee Tan, Moriyuki Kawauchi, Tanit Boonsiri, Kanate Thitiananpakorn, Yusuke Taki, Feng-Yu Li, Shiro Imokawa, Longzhu Cui
  • 雑誌名: Microbiology Resource Announcements 巻: 8 号: 4 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1128/mra.01652-18
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete genome sequencing of three human clinical isolates of Staphylococcus caprae reveals virulence factors similar to those of S. epidermidis and S. capitis (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Shinya、Aiba Yoshifumi、Tan Xin-Ee、Li Feng-Yu、Boonsiri Tanit、Thitiananpakorn Kanate、Cui Bintao、Sato’o Yusuke、Kiga Kotaro、Sasahara Teppei、Cui Longzhu
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 19 号: 1 ページ: 810-810
  • DOI: 10.1186/s12864-018-5185-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Optimized universal protocol for electroporation of both coagulase-positive and -negative Staphylococci (2018)
  • 著者名/発表者名: Sato'o Yusuke、Aiba Yoshifumi、Kiga Kotaro、Watanabe Shinya、Sasahara Teppei、Hayakawa Yasuhiko、Cui Longzhu
  • 雑誌名: Journal of Microbiological Methods 巻: 146 ページ: 25-32
  • DOI: 10.1016/j.mimet.2018.01.006
  • 査読あり / オープンアクセス