人間-病原体システムにおける動態と人工的淘汰圧下における進化の解明

阐明人工选择压力下人类病原体系统的动态和进化

• 批准号: 05257206
• 负责人: 瀬尾 明彦
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05257206/
• 关键词: 病原体; 薬剤耐性; 進化

薬剤使用という人工的淘汰圧下が病原体の進化に及ぼす影響の検討として、MRSA(Methicillin resistant Staphylococcus aureus)を念頭におき、以下の3種類の数学的解析とシミュレーションを行った。(1)ある免疫機能を持つホスト(患者)が、病原体に感染して抗生剤により治療される際の体内での病原体の増殖を表すモデルを作成し、耐性菌が薬剤により選択される過程を検討した。このモデルにより、免疫機能等とのバランスで病原体が消滅あるいは常在化することや、薬剤使用下で耐性菌が増加すること(医療による選択の存在)が再現できた。また、一般に耐性菌は内的増殖率が低いことから非耐性菌(或いは低耐性菌)に淘汰されるはずであるが、耐性菌と共存できる別な細菌Xを仮定すると、ある条件においてはこのようなXが存在しうることも確認された。(2)耐性菌のみ・非耐性菌のみ・Xのみ・耐性菌+Xのいずれかに感染した集団の動態をモデル化した。このモデルにより、Xが存在しないときは集団中に共存できない耐性菌と非耐性菌が、Xが存在することにより共存可能となることが確かめられた。また、このような性質を持ったXの保菌者の頻度は比較的低い可能性が示唆された。(3)抗生物質による治療を受けている患者と耐性菌に感染した患者間の伝染(院内感染)をモデル化した。このモデルにおいて耐性菌の保持者が増加する条件から判断すると、感染を予防するには、感染率を下げること、耐性菌からの治癒率を高めること、退院率を高めることなどが有効となった。実際の医療行為としては、消毒の徹底・耐性菌に対する薬剤治療・適切な入院期間の設定(入院期間を極力短くする)などがこれに対応しており、モデル上、これらの行為が有効であることが示唆された。

为了检查药物使用的人工选择压力对病原体进化的影响，我们考虑了以下三种数学分析和仿真，MRSA（耐甲氧西林抗葡萄球菌金黄色葡萄球菌）进行了考虑。 （1）我们创建了一个模型来描述当患有免疫功能的宿主（患者）感染病原体并用抗生素治疗并检查通过药物选择耐药细菌的过程时，体内病原体的生长。该模型能够以与免疫功能等的平衡复制消失或常驻病原体，并在使用药物（医疗选择的存在）下的耐药细菌增加。此外，耐药细菌通常具有较低的内部生长速率，因此应将其清除为无抗性细菌（或低抗性细菌），但假设另一种可与耐药细菌共存的细菌X，它已确认在某些条件下可能存在这种X。 （2）我们模拟了仅感染抗性细菌的人群的动力学，仅抗性细菌，仅X或抗性细菌 +X。该模型证实，耐药细菌和非耐药细菌在不存在X时无法在X处出现的耐药性细菌与X的存在相互依赖于X的存在。 （3）我们在接受抗生素治疗的患者和感染耐药细菌的患者之间对感染（无院感染）进行了建模。从该模型中耐药细菌数量增加的条件下，防止感染包括降低感染率，增加抗性细菌的治愈率以及增加排放率。实际的医疗程序包括彻底消毒，耐药细菌的药物治疗以及设定适当的住院期（尽可能缩短住院期），模型表明这些行动是有效的。