Prevention of induction of quinolone-resistance by inhibition of drug efflux pump in uropathogenic E. coli

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26462455
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 山本 新吾 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (80322741)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東郷 容和 兵庫医科大学, 医学部, 講師 (20611370) [Withdrawn] ; 山崎 栄樹 帯広畜産大学, 畜産学部, 助教 (40514708) ; 倉園 久生 帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (90186487)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: キノロン耐性 / セフェム耐性 / QRDR遺伝子変異 / 薬剤排出ポンプ / ホールゲノムシークエンス

Outline of Annual Research Achievements

キノロン感受性尿路病原性大腸菌株89株をLVFX0.5～8μg/ml、4～64μg/ml、32～28μg/ml含有アガー培地で継代培養し、そのうち5株から中等度耐（4～32μg/ml）さらに2株の高度耐性（128μg/ml）を得た。薬剤排出ポンプ関連蛋白およびquorum sensing調整蛋白のmRNA発現レベルを比較したところ、marAにおいては100～1000倍と顕著な増加を示した。128μg/ml耐性株においては元株にはなかったQRDRの3カ所に遺伝子変異がみられた。
さらに大腸菌にキノロン耐性を誘導すると、セフェム系抗菌薬に対する耐性も同時に誘導されていることが確認されている。2015年度は、元株およびキノロン耐性が誘導された株を対象に、17株すべてに対してパルフィールドを施行することにより、元株とキノロン耐性誘導株が間違いなく同じクローンであることを検証し、さらに30種類以上の抗菌薬に対する感受性を網羅的に調べた。その結果、キノロン耐性が誘導された大腸菌株にセフェム系をはじめ様々な抗菌薬に対する耐性も同時に誘導されていることが確認されている。多くの株はペニシリン系、第1～3セフェム系に対して4～8倍の耐性を示す程度であるが、CMZにいたっては元株の16～32倍の耐性をしめす株も採取されている。
2016年度はペニシリン系およびセフェム系抗菌薬に対する耐性誘導のメカニズム解明のため、元株および対象菌株のホールゲノムシークエンスを行い、キノロン系およびセフェム系耐性の誘導に関与する遺伝子の同定を進めている。現在ホールゲノムシークエンス対象株17株のうち、8株においてはシークエンスが終了しており、変異遺伝子の同定を解析中、残る9株についてはホールゲノムシークエンスの準備中である。