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。

为了研究药物的人工选择压力对病原体进化的影响，我们针对 MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）进行了以下三种类型的数学分析和模拟。 （1）建立代表具有一定免疫功能的宿主（患者）感染病原体并接受抗生素治疗时病原体在体内增殖的模型，并解释药物选择耐药菌的过程。我考虑过。使用这个模型，我们能够重现病原体的消失或持续与免疫功能的平衡，以及使用药物时耐药细菌的增加（医学选择的存在）。另外，耐药菌由于其内部生长速度较低，一般应该被淘汰为非耐药菌（或低耐药菌），但如果我们假设有另一种细菌X可以与耐药菌共存，在一定条件下这也证实了这样的X是可以存在的。 (2) 我们模拟了仅感染耐药菌、仅感染非耐药菌、仅感染 X 或感染耐药菌 + X 的群体的动态。使用该模型，证实了在缺乏 X 的情况下不能在群体中共存的耐药细菌和非耐药细菌在 X 存在的情况下能够共存。也有人提出，具有这些特征的X载波的频率可能相对较低。 (3) 我们模拟了接受抗生素治疗的患者与感染耐药菌的患者之间的传播（医院感染）。从该模型耐药菌携带者增多的情况来看，降低感染率、提高耐药菌治愈率、提高出院率是预防感染的有效途径。实际的医疗实践与此相对应，例如彻底消毒、对耐药菌进行药物治疗、设定适当的住院时间（尽量减少住院时间），这些行动在模型中被认为是有效的。