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病院排水に由来する多剤薬剤耐性菌の不活化技術の開発と有効性評価

研究課題

研究課題/領域番号 20H02289
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分22060:土木環境システム関連
研究機関大阪医科薬科大学 (2021-2023)
大阪薬科大学 (2020)

研究代表者

東 剛志  大阪医科薬科大学, 薬学部, 助教 (10634222)

研究分担者 臼井 優  酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (60639540)
村上 道夫  大阪大学, 感染症総合教育研究拠点, 特任教授(常勤) (50509932)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード病院排水 / 薬剤耐性菌 / 薬剤耐性菌遺伝子 / 抗菌薬 / オゾン処理 / 不活化処理 / 定量的微生物リスク評価 / 高度水処理 / リスク評価 / UV-LED消毒 / 医薬品類 / 消毒処理 / 流域水質管理
研究開始時の研究の概要

本研究では、医療機関から公共下水道に放流される排水を対象にして、臨床現場における出現と蔓延が世界的に進行しつつあり、環境領域を含めて対策が求められている薬剤耐性菌と、環境汚染物質として社会的な関心が高まりつつある医薬品成分の存在実態を明らかにする。そして、これらの汚染物質の不活化に有効な消毒処理技術の開発と有効性の評価を行い、医療機関において排水処理を行うことによる環境リスク低減・緩和対策の有効性の評価を試みる。本研究により得られる成果は、医療と環境とのバランスを探る有益な知見となり、薬剤耐性菌(AMR)蔓延防止アクションプランやOne Healthアプローチの一助となることが期待される。

研究成果の概要

本研究では、水環境中における薬剤耐性菌と残留抗菌薬の実態を把握するために、病院から公共下水道に放流される病院排水と、これらの排水を処理する下水処理場、処理後の放流水が流入する河川をあわせて対象とした調査を行うとともに、各種排水処理による不活化実験を試みた。その結果、薬剤耐性菌が数CFU/mL~数千CFU/mL、抗菌薬については数ng/L~十数μg/Lと非常に幅広い濃度レベルで医療排水中に存在していることを明らかにした。これらは抗菌薬はオゾンをベースとした高度処理により効果的な不活化を行うことが可能であり、水処理の高度化を行うことが有効な対策の1つとなりうることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、医療機関に由来する排水中に存在する薬剤耐性菌と残留抗菌薬の存在実態と環境への負荷影響を明らかにするとともに、環境中に流入するこれらの新たな汚染物質による環境リスクの削減又は軽減対策として、水処理の高度化の展望を明らかにしている。本研究により得られた成果は、医療先進国であることが知られている日本において意義深く、世界的に対策を行うことが喫緊の課題になっている薬剤耐性(AMR)対策アクションプランの一助となると考えられる。また、欧米等の先進国や、急速に発展を続けるアジア諸国においても同様の対策検討の発展への寄与が期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 10件) 図書 (1件) 備考 (12件)

  • [雑誌論文] Inactivation of antibiotic-resistant bacteria in hospital wastewater by ozone-based advanced water treatment processes2024

    • 著者名/発表者名
      Azuma T., Usui M., Hayashi T.
    • 雑誌名

      Science of the Total Environment

      巻: 906 ページ: 167432-167432

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2023.167432

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance of a pilot-scale continuous flow ozone-based hospital wastewater treatment system2023

    • 著者名/発表者名
      Azuma T., Katagiri M., Sekizuka T., Kuroda M., Watanabe M.
    • 雑誌名

      Antibiotics

      巻: 12 号: 5 ページ: 932-932

    • DOI

      10.3390/antibiotics12050932

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 環境水・医療排水中の抗菌薬及び薬剤耐性菌の実態と不活化法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 雑誌名

      獣医疫学雑誌

      巻: 27 ページ: 9-16

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 薬剤耐性とワンヘルス-オゾン処理の有効性について-2023

    • 著者名/発表者名
      東 剛志, 林 哲也
    • 雑誌名

      相愛大学研究論集

      巻: 39 ページ: 17-26

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 特集 大阪の水環境 淀川中下流・支川における抗菌薬および薬剤耐性菌による環境問題への取り組み2023

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 雑誌名

      水環境学会誌

      巻: 46 ページ: 240-244

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inactivation of antibiotic-resistant bacteria in wastewater by ozone-based advanced water treatment processes2022

    • 著者名/発表者名
      Azuma T., Usui M., Hayashi T.
    • 雑誌名

      Antibiotics

      巻: 11 号: 2 ページ: 210-210

    • DOI

      10.3390/antibiotics11020210

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of the correspondence between the concentration of antimicrobials entering sewage treatment plant influent and the predicted concentration of antimicrobials using annual sales, shipping, and prescriptions data2022

    • 著者名/発表者名
      Azuma T., Nakano T., Koizumi R., Matsunaga N., Ohmagari N., Hayashi T.
    • 雑誌名

      Antibiotics

      巻: 11 号: 4 ページ: 472-472

    • DOI

      10.3390/antibiotics11040472

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution and characteristics of carbapenem-resistant and extended-spectrum β-lactamase (ESBL) producing Escherichia coli in hospital effluents, sewage treatment plants, and river water in an urban area of Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Azuma T., Uchiyama T., Zhang D., Usui M., Hayashi T.
    • 雑誌名

      Science of the Total Environment

      巻: 839 ページ: 156232-156232

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2022.156232

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inactivation of bacteria and residual antimicrobials in hospital wastewater by ozone treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Azuma T., Katagiri M., Sekizuka T., Kuroda M., Watanabe M.
    • 雑誌名

      Antibiotics

      巻: 11 号: 7 ページ: 862-862

    • DOI

      10.3390/antibiotics11070862

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Occurrence and quantitative microbial risk assessment of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in a sub-catchment of the Yodo River Basin, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Azuma T., Murakami M., Sonoda Y., Ozaki A., Hayashi T.
    • 雑誌名

      Antibiotics

      巻: 11 号: 10 ページ: 1355-1355

    • DOI

      10.3390/antibiotics11101355

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Aerobic composting and anaerobic digestion decrease the copy numbers of antibiotic-resistant genes and the levels of lactose-degrading Enterobacteriaceae in dairy farms in Hokkaido, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Katada S, Fukuda A, Nakajima C, Suzuki Y, Azuma T, Takei A, Takada H, Okamoto E, Kato T, Tamura Y, Usui M*.
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 12 ページ: 737420-737420

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.737420

    • 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] Disinfection of antibiotic-resistant bacteria in sewage and hospital effluent by ozonation2021

    • 著者名/発表者名
      Azuma T., Hayashi T.
    • 雑誌名

      Ozone: Science & Engineering

      巻: 43 号: 5 ページ: 413-426

    • DOI

      10.1080/01919512.2021.1906095

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 医療排水を対象にしたオゾン処理の有効性評価2021

    • 著者名/発表者名
      東 剛志, 臼井 優, 林 哲也
    • 雑誌名

      医療・環境オゾン研究

      巻: 28 ページ: 91-100

    • NAID

      40022704518

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of natural sunlight on antimicrobial-resistant bacteria (AMRB) and antimicrobial-susceptible bacteria (AMSB) in wastewater and river water2021

    • 著者名/発表者名
      Azuma T,, Hayashi T.
    • 雑誌名

      Science of the Total Environment

      巻: 766 ページ: 142568-142568

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2020.142568

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-site chlorination responsible for effective disinfection of wastewater from hospital2021

    • 著者名/発表者名
      Azuma T,, Hayashi T.
    • 雑誌名

      Science of the Total Environment

      巻: 776 ページ: 145951-145951

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2021.145951

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 環境中の抗インフルエンザ薬による感染症流行の疫学解析2020

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 雑誌名

      水環境学会誌

      巻: 43 ページ: 313-316

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 環境水・医療排水中の抗菌薬及び薬剤耐性菌の実態と不活化法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 学会等名
      第61回獣医疫学会学術集会 シンポジウム「薬剤耐性問題:ヒト・動物・環境のインターフェイス」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療機関に由来する排水高度処理へのオゾンの応用2023

    • 著者名/発表者名
      東 剛志, 臼井 優, 林 哲也
    • 学会等名
      日本オゾン協会 第32回年次研究講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療機関に由来する排水高度処理へのオゾンの応用2023

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 学会等名
      日本オゾン協会 第40回オゾン技術に関する講習会・見学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オゾンマイクロバブル処理による病院汚水の薬剤耐性菌、残留抗菌薬の低減2022

    • 著者名/発表者名
      片桐美和, 黒田 誠, 関塚剛史, 東 剛志, 渡邉 学
    • 学会等名
      第70回日本化学療法学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 医療排水中における医薬品の存在及び処理法に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 学会等名
      フォーラム2022 衛生薬学・環境トキシコロジー シンポジウム「フォーラムⅢ:疾病予防と健康増進に貢献する衛生薬学の最新研究」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療と環境の関わり-医療排水中における抗菌薬及び薬剤耐性菌の実態と不活化法の開発-2022

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 学会等名
      第5回京都生体質量分析研究会国際シンポジウム~環境汚染と感染症対策のための質量分析~
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療排水中における抗菌薬及び薬剤耐性菌の実態と不活化法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 学会等名
      第14回日本医師会・日本獣医師会による連携シンポジウム"One Health”アプローチで取り組む薬剤耐性菌対策~薬剤耐性(AMR)アクションプランの成果と次期展望~
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水系環境におけるESBL産生大腸菌・カルバペネム耐性大腸菌の実態調査2021

    • 著者名/発表者名
      内山智晴, 福田 昭, 東 剛志, 臼井 優
    • 学会等名
      第164回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 河川環境中に存在する薬剤耐性菌の実態と不活化技術の有効性評価2021

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 学会等名
      ミヤリサン製薬 産業動物学術WEBセミナー ワンヘルス アプローチ 薬剤耐性問題を考える
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療排水を対象とした薬剤耐性菌への塩素消毒とオゾン処理2020

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 学会等名
      日本医療・環境オゾン学会設立25周年記念総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療排水中における抗菌薬及び耐性菌の存在と高度処理技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 学会等名
      動物用抗菌剤研究会第47回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 医療分野におけるオゾン処理の有効性-病院排水への応用研究の取り組み-2020

    • 著者名/発表者名
      東 剛志
    • 学会等名
      日本オゾン協会第29回年次研究講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 乳牛糞便の堆肥化及び嫌気性消化による抗菌薬量・薬剤耐性菌数・薬剤耐性遺伝子量への影響の解明2020

    • 著者名/発表者名
      片田理志, 福田 昭, 東 剛志, 高田秀重, 臼井 優
    • 学会等名
      第163回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] オゾンの利活用事例集 追補版2023

    • 著者名/発表者名
      東 剛志, 関塚剛史, 黒田 誠, 片桐美和, 渡邉 学
    • 総ページ数
      58
    • 出版者
      日本医療・環境オゾン学会 環境応用部会/オゾン水研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 研究室のホームページ:

    • URL

      https://www.ompu.ac.jp/class/pharm/hgn.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 学校法人大阪医科薬科大学 サステナビリティ活動 医療と環境に配慮した病院排水浄化法の開発:

    • URL

      https://www.omp.ac.jp/about/sustainability.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 学校法人大阪医科薬科大学×SGDs:

    • URL

      https://www.omp.ac.jp/sdgs/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 学校法人大阪医科薬科大学×SGDs 活動事例紹介:

    • URL

      https://www.omp.ac.jp/sdgs/activities/edu_reseach.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Researchmap:

    • URL

      https://researchmap.jp/read0213951/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 研究室のホームページ

    • URL

      https://www.ompu.ac.jp/class/pharm/hgn.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [備考] 学校法人大阪医科薬科大学 サステナビリティ活動 医療と環境に配慮した病院排水浄化法の開発

    • URL

      https://www.omp.ac.jp/about/sustainability.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] 学校法人大阪医科薬科大学×SGDs

    • URL

      https://www.omp.ac.jp/sdgs/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [備考] 学校法人大阪医科薬科大学×SGDs 活動事例紹介

    • URL

      https://www.omp.ac.jp/sdgs/activities/edu_reseach.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/read0213951/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 学校法人大阪医科薬科大学×SGDs 活動事例紹介

    • URL

      https://www.omp.ac.jp/sdgs/activities/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 研究室のホームページ

    • URL

      https://www.oups.ac.jp/academics/lab/hgn.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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