Studies on resistance mechanisms of multidrug-resistant Enterobacteriaceae bacteria and the effects of biofilm formation on resistance

多重耐药肠杆菌科细菌耐药机制及生物膜形成对耐药性影响的研究

基本信息

批准号：
20K08849
负责人：
竹村弘
金额：
$ 2.25万
依托单位：
St. Marianna University School of Medicine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

わが国で検出されるCREの多くはカルバペネマーゼ産生菌（CPE）ではない所謂non CPE-CREである。またCPEとしてはIMP-1産生Enterobacter cloacaeが多く、その傾向は東日本で顕著である。研究代表者は本研究において、様々な角度からCPE、non CPE-CREの耐性及び薬剤耐性伝達のメカニズム、その疫学的特徴を明らかにしたいと考えている。また現代医療において体内留置デバイスは不可欠なものだが、その周囲に細菌が付着すると、増殖する過程でバイオフィルム（BF）という構造を形成し、これが感染症の難治化の原因となる。このBF中では、生残のために菌同士が協調的に働くことが知られており、抗菌薬に対する抵抗性、BL産生性、耐性遺伝子の伝達効率などに影響を及ぼすことが容易に想像される。この観点から令和4年度に引き続きIMP-1産生E. cloacaeなどプラスミド伝達性耐性遺伝子保有株をドナー、BFを形成した状態の大腸菌をレシピエントとして接合伝達効率を検討する実験系の確立をめざしている。これより先に、BF形成性を定量的に評価するための実験系を既存の方法を改変して自作し、大腸菌の各種臨床分離菌やコンピーテント細胞のBF形成性をスクリーニング検査した。その結果として、先の実験で確立した耐性遺伝子の接合伝達性を評価できる実験系のレシピエント細胞である大腸菌SMUM-6380（ML4909）がBF過剰産生株で、そのBF産生性はMIC付近の濃度のβ-ラクタム薬で増強されることが判明した。さらにMIC測定の対照菌として教室で保存している大腸菌（ATCC25922）の中に、同様のBF過剰産生変異株が含まれていることも判り、そのメカニズムの解明を優先することになった。

日本检测到的大多数 CRE 都是所谓的非 CPE-CRE，它们不是产生碳青霉烯酶的细菌 (CPE)。此外，产生IMP-1的阴沟肠杆菌是最常见的CPE，这种趋势在日本东部尤为显着。本研究主要研究者希望从不同角度阐明CPE和非CPE-CRE耐药机制、耐药性传播及其流行病学特征。此外，留置装置在现代医学中是不可或缺的，但当细菌粘附在周围环境时，它们会在繁殖过程中形成一种称为生物膜（BF）的结构，这会使感染更加难以治疗。众所周知，细菌为了在这种BF中生存而相互协作，很容易想象这会影响抗菌药物的耐药性、BL生产力、耐药基因的传播效率等。从这个角度来看，我们将继续致力于在2020财年建立一个实验系统，以生产IMP-1的阴沟肠杆菌和其他质粒可转移抗性基因携带菌株作为供体和大肠杆菌在一个环境中检查接合转移效率。 BF 形成状态为接收者。在此之前，我们通过修改现有方法创建了定量评估BF形成的实验系统，并筛选了各种临床分离的大肠杆菌和BF形成的感受态细胞。结果，作为可以评价先前实验中建立的抗性基因的接合转移性的实验系统的受体细胞的大肠杆菌SMUM-6380(ML4909)是BF过量产生菌株，并且其BF发现 β-内酰胺药物在接近 MIC 的浓度下可提高生产率。此外，我们发现我们在教室里作为 MIC 测量对照菌株的大肠杆菌 (ATCC25922) 含有类似的过量产生 BF 的突变菌株，因此我们决定优先阐明其机制。