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都市水循環が選択してしまう薬剤耐性因子の網羅的探索と集積機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K21984
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分22:土木工学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

春日 郁朗  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20431794)

研究分担者 片山 浩之  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00302779)
竹村 太地郎  長崎大学, 熱帯医学研究所, 助教 (60572899)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード薬剤耐性遺伝子 / 都市下水 / 都市河川 / 水利用 / 薬剤耐性因子 / 都市水循環
研究開始時の研究の概要

薬剤耐性病原細菌による死者は、2050年には年間1000万人に達すると予測されている。薬剤耐性遺伝子を保有する細菌の中で、塩素耐性が高く、水中で再増殖する能力に優れた種類は、浄水処理や下水処理の塩素消毒後にも生残し、都市の水循環系で優占する可能性が高い。本研究では、抗生物質の使用状況が大きく異なる日本とベトナムを研究対象とし、塩素耐性と再増殖能の高い薬剤耐性を有する細菌群を網羅的に探索する手法を確立し、都市特有の水循環における薬剤耐性因子の選択と集積の実態を解明する。

研究成果の概要

ベトナム及び日本の水環境を対象として、ハイスループット定量PCRを用いて薬剤耐性遺伝子の一斉スクリーニングを実施した。未処理汚水による水環境の汚染が顕著なベトナムでは、これらの遺伝子の相対濃度が日本の水環境よりも高く、水利用を通した薬剤耐性遺伝子の循環が生じるリスクが高いことが推測された。また、日本の都市河川でも、塩素消毒をした下水処理水の放流により、薬剤耐性遺伝子の濃度や組成は影響を受けていた。水環境中の薬剤耐性細菌のDNAをEdU(5-ethynyl-2-deoxyuridine)で標識する手法開発を試みたが、蛍光強度の感度改善を実現することはできなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

抗菌薬が効かない薬剤耐性細菌の問題は、社会の大きな健康リスクとなっている。社会における薬剤耐性細菌の動態については不明な点が多い。大半の下水が未処理のまま水環境に放出されているベトナムでは、水環境中の薬剤耐性遺伝子の相対濃度が、日本の水環境と比較しても高い傾向が確認された。また、日本の都市河川においても、下水処理水が放流された後の下流では薬剤耐性遺伝子の濃度や組成の変化が見られた。これらの結果は、薬剤耐性遺伝子の環境中の動態に、水の利用や処理の状況が影響を及ぼしていることを示唆している。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] High-Throughput Screening of Antimicrobial Resistance Genes and Their Association With Class 1 Integrons in Urban Rivers in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      I. Kasuga, K. Nagasawa, M. Suzuki, F. Kurisu and H. Furumai
    • 雑誌名

      Frontiers in Environmental Science

      巻: 10 ページ: 825372-825372

    • DOI

      10.3389/fenvs.2022.825372

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Association of the colistin resistance gene mcr-1 with fecal pollution in water environments in Hanoi, Vietnam2020

    • 著者名/発表者名
      (2)Nga Thi Nguyen, Miaomiao Liu, Hiroyuki Katayama, Taichiro Takemura, and Ikuro Kasuga
    • 雑誌名

      Letters in Applied Microbiology

      巻: 72 号: 3 ページ: 275-282

    • DOI

      10.1111/lam.13421

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prevalence of plasmid-mediated colistin resistance gene mcr-1 in domestic wastewater2020

    • 著者名/発表者名
      Thi My Hanh Vu and Ikuro Kasuga
    • 雑誌名

      IOP Conference Series: Earth and Environmental Science

      巻: 496 号: 1 ページ: 012015-012015

    • DOI

      10.1088/1755-1315/496/1/012015

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Profiling fecal pollution in rivers in Hanoi, Vietnam, using host-specific Bacteroidales and crAssphage markers2020

    • 著者名/発表者名
      Minh Ngoc Pham and Ikuro Kasuga
    • 雑誌名

      IOP Conference Series: Earth and Environmental Science

      巻: 496 号: 1 ページ: 012014-012014

    • DOI

      10.1088/1755-1315/496/1/012014

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Class 1インテグロンを指標とした都市河川における薬剤耐性遺伝子汚染の評価2021

    • 著者名/発表者名
      長澤杏香,春日郁朗,栗栖太,古米弘明
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Transmission of colistin resistance gene from water to aquatic vegetables due to untreated wastewater reuse for irrigation in Hanoi, Vietnam2020

    • 著者名/発表者名
      Thi My Hanh Vu and Ikuro Kasuga
    • 学会等名
      Water Environment Technology Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of antimicrobial resistance in water-food nexus in Vietnam2020

    • 著者名/発表者名
      Ikuro Kasuga
    • 学会等名
      VNU Vietnam -Japan University Scientific Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The screening of antibiotic resistance genes in water environments in Vietnam and Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Ikuro Kasuga
    • 学会等名
      Resistomap Webinar Series -Introduction to the environmental dimension of antibiotic resistance-
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dissemination of antimicrobial resistance in water environment in Vietnam2020

    • 著者名/発表者名
      Ikuro Kasuga
    • 学会等名
      10th International Forum for Green Technology and Management
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Prevalence of Plasmid-mediated Colistin Resistance Gene mcr-1 in Domestic Wastewater2020

    • 著者名/発表者名
      Thi My Hanh VU, Ikuro Kasuga, and Hiroyuki Katayama
    • 学会等名
      5th International Symposium on Sustainable Future in Asia/5th NIES International Forum
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tackling Antimicrobial Resistance in the Context of SDGs in Asia2020

    • 著者名/発表者名
      Ikuro Kasuga
    • 学会等名
      5th International Symposium on Sustainable Future in Asia/5th NIES International Forum
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Antimicrobial resistance associated with fecal pollution in water environment in Hanoi, Vietnam2019

    • 著者名/発表者名
      Ikuro Kasuga
    • 学会等名
      1st Symposium of JSPS Core-to-Core Program: “Center of Excellence in Health Risk Assessment for Adaptation to Climate Change”
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Prevalence of Antibiotic Resistance Genes in Different Water Environments in Hanoi, Vietnam2019

    • 著者名/発表者名
      Thi Nga Nguyen, Miaomiao Liu, Hiroyuki Katayama, and Ikuro Kasuga
    • 学会等名
      Water Environment Technology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ハノイの水環境における薬剤耐性遺伝子汚染の実態2019

    • 著者名/発表者名
      春日郁朗,Nguyen Thi Nga, Liu Miaomiao, 片山浩之
    • 学会等名
      第22回水環境学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2023-01-30  

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