Use of bacteriophage therapy to control antimicrobial resistance bacteria during wastewater treatment

使用噬菌体疗法控制废水处理过程中的抗菌药物耐药菌

基本信息

批准号：
20K14864
负责人：
李善太
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hachinohe National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

本年度は、下水処理場へのファージを用いた薬剤耐性菌に対する制御手法の適用可能性について実際の処理過程を想定し、ファージの添加タイミング、水温条件について基礎的検討を行った。また、透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscopy: TEM）を用いて、薬剤耐性菌に感染するファージの形態学的特徴を観察した。ファージの添加タイミングの検討では、下水処理場流入直後（0分）、生物反応槽流入時（90分）、最終沈殿池流入時（410分）の各タイミングでファージを添加した場合における抗生物質耐性大腸菌の抑制効果を調べた。その結果、ファージを添加しなかったサンプルは、全ての培養時間（560分）後に培養前の濃度と比べて3-log程度増加していたのに対し、0分と90分にファージを添加した場合は、培養前の濃度と同程度であった。410分に添加した場合は、培養前の濃度と比べて2-log程度増加していた。このことから、下水処理場流入直後と生物反応槽流入時にファージを添加することで、抗生物質耐性大腸菌の増加を抑制できることが考えられた。水温の検討では、夏季（28℃）と冬季（18℃）を想定してファージを添加した場合における抗生物質耐性大腸菌の除去効果を調べた。その結果、どの温度条件もファージを添加しなかった場合と比べて添加した方の割合が低下していたことから、18~28℃の温度条件においては抗生物質耐性大腸菌に感染し、除去できる可能性が示された。TEMにより薬剤耐性菌に感染して有効に除去することのできたファージ5株を観察した結果、ファージ3株は長い尾部構造を有していることからCaudovirales目に、2株は尾部を持たずに球状の頭部のみを持っていることからMindivirales目に分類されるものと考えられた。

今年，我们对使用噬菌体对控制方法适用于使用噬菌体使用噬菌体来污水处理厂的实际治疗方法进行了有关噬菌体添加时间和水温条件时间的基础研究。另外，使用透射电子显微镜（TEM）观察到噬菌体感染抗药性细菌的形态特征。在检查噬菌体的添加时间时，我们研究了在污水处理厂（0分钟），生物反应罐（90分钟）的流入以及最终的沉淀池（410分钟）的流入时，在每个定时添加噬菌体大肠杆菌的抑制作用。结果，与培养之前的浓度相比，在所有培养时间（560分钟）后，未添加噬菌体的样品的增加约为3型，而当在0分钟和90分钟内添加噬菌体时，浓度与培养的浓度大约相同。与培养前的浓度相比，当410分钟加入410分钟时，浓度增加了约2个龙。这表明，可以通过在污水处理厂的流入和生物反应罐的流入后立即添加噬菌体来抑制抗生素耐药大肠杆菌的增加。在水温检查中，我们调查了添加噬菌体时抗生素耐药大肠杆菌的消除作用，并假设它是在夏季（28°C）和冬季（18°C）。结果，在任何温度条件下未添加噬菌体的情况下，噬菌体的添加比例低于噬菌体的比例，这表明在18-28°C的温度条件下，可以感染抗抗生素的大肠杆菌并将其删除。我们观察到了5种噬菌体菌株，这些噬菌体菌株感染了耐药细菌，并能够通过TEM有效去除。据认为，由于噬菌体菌株具有较长的尾巴结构，因此被归类为尾病毒，两种菌株没有尾巴，只有一个球形头，因此它们被归类为Mindivirales。