染色体性NDM遺伝子を保有するカルバペネム耐性腸内細菌科細菌の動向解明

阐明携带染色体 NDM 基因的耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌的趋势

• 批准号: 19K16642
• 负责人: 坂本 典子
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K16642/
• 关键词: カルバペネム耐性腸内細菌科細菌; NDM型カルバペネマーゼ遺伝子; 染色体; NDM型カルバペネマーゼ

カルバペネム耐性腸内細菌科細菌(CRE)が保有するカルバペネム耐性遺伝子は伝達性プラスミドに媒介されて類縁の他菌種に拡散することが知られているが、染色体上に同耐性遺伝子を有するCREに関する報告例はきわめて限定されている。そこで本研究では、染色体性のNDM型カルバペネマーゼ遺伝子(blaNDM)を保有するCREの動向を把握するため、ミャンマー及びタイから分離されたCREのスクリーニングをblaNDM保有 CRE分離株(773株)を対象として実施し、4株の大腸菌が染色体性blaNDM-5を保有していることを示した。これらについて全ゲノムシークエンサーによる精査を行った結果、blaNDM-5挿入領域は本菌株の有するIncFIIプラスミドから取り込まれていると推定され、過去に申請者が見出した肺炎桿菌とは全く異なる機序によることが示された。続いて、カルバペネマーゼ遺伝子の局在によって生じる表現型の変化を検証した。上記のスクリーニングで見出した、染色体及びプラスミド上にblaNDMを1コピーずつ保有する大腸菌野生株を用いて、染色体上あるいはプラスミド上のblaNDMをノックアウトした変異株を構築した。これらの変異株を用いてカルバペネマーゼ活性及びblaNDM転写量を比較したところ、染色体性blaNDM保有株はプラスミド性blaNDM保有株と比較してblaNDM転写量やカルバペネマーゼ活性が低下したが、カルバペネム耐性を維持するうえで影響はないことが示唆された。また、継代培養の結果から染色体性blaNDM保有株は抗菌薬非存在下でも安定してblaNDMを保持することが示された。このことから、染色体性blaNDMは抗菌薬による選択圧が消失しても脱落が生じず、特にアウトブレイククローンにblaNDM等のカルバペネマーゼ遺伝子が染色体上で安定化した場合、公衆衛生上の脅威となることが予想された。

据了解，碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌（CRE）所拥有的碳青霉烯类耐药基因通过可转移质粒传播到其他相关细菌物种的报道极为有限。因此，本研究为了了解携带染色体NDM型碳青霉烯酶基因（blaNDM）的CRE的变化趋势，我们对来自缅甸和泰国的携带blaNDM的CRE分离株（773株）进行了筛选。结果表明，四种大肠杆菌菌株拥有染色体 blaNDM-5。使用全基因组测序仪进行彻底检查的结果，推测blaNDM-5插入区域是从该菌株的IncFII质粒中掺入的，其机制与申请人过去发现的完全不同。显示肺炎克雷伯菌。接下来，我们验证了碳青霉烯酶基因定位引起的表型变化。利用上述筛选中发现的在其染色体和质粒上具有1个blaNDM拷贝的大肠杆菌野生菌株，我们构建了染色体或质粒上blaNDM被敲除的突变菌株。当我们使用这些突变菌株比较碳青霉烯酶活性和blaNDM转录水平时，我们发现与基于质粒的blaNDM携带菌株相比，染色体blaNDM携带菌株具有较低的blaNDM转录水平和碳青霉烯酶活性；影响。此外，传代培养的结果表明，即使在没有抗生素的情况下，携带blaNDM的染色体的菌株也能稳定地保留blaNDM。这表明，即使消除了来自抗生素的选择压力，染色体blaNDM也不会脱落，并且它将对公共健康构成威胁，特别是如果像blaNDM这样的碳青霉烯酶基因稳定在爆发克隆中的染色体上，这是预料之中的。 。

项目成果

染色体性NDM遺伝子を保有するカルバペネム耐性大腸菌のゲノム解析

携带染色体NDM基因的耐碳青霉烯类大肠杆菌的基因组分析

• 发表时间: 2019
• 作者: 坂本典子;菅原庸;明田幸宏;竹内壇;元岡大祐;朝野和典;浜田茂幸
• 通讯作者: 浜田茂幸

染色体性及びプラスミド性blaNDM遺伝子を保有する腸内細菌科細菌におけるカルバペネム耐性の発現様式

携带染色体和质粒blaNDM基因的肠杆菌科细菌碳青霉烯类耐药性的表达模式

• 发表时间: 2020
• 作者: 坂本典子;菅原庸;明田幸宏;竹内壇;朝野和典;浜田茂幸
• 通讯作者: 浜田茂幸