浮上するペルジモナス・エルジノーサ感染の脅威

緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）は病院でよく見られる病原菌で、感染症を引き起こすことで知られてる。多くの抗生物質に耐性があって、感染の治療が難しいんだ。この菌は、傷口、尿路、肺の感染症など、さまざまな健康問題を引き起こすことがあって、特に嚢胞性線維症の患者にとっては厄介だよ。

#抗生物質耐性

医者がP. aeruginosaの感染を治療するためによく使う抗生物質のグループはカルバペネム系って呼ばれてて、イミペネムやメロペネムが含まれている。この菌には一般的に効果的なんだけど、最近ではこの抗生物質に反応しないP. aeruginosaの株が増えてきてる。耐性は、細菌が薬が効かないように変化することで起こるんだ。

カルバペネム系が細菌に入る能力はOprDという特定のタンパク質に依存してる。OprDが十分に作られないと、細菌はカルバペネムに耐性を持つようになる。他にも、菌の外膜の性質が変わったり、抗生物質を排出する能力が高まったり、新しい耐性遺伝子を獲得することが耐性の原因になったりする。

#メタロ-β-ラクタマーゼ（MBLs）

抗生物質耐性の増加の大きな要因の一つがメタロ-β-ラクタマーゼ（MBLs）という酵素。これらの酵素はカルバペネム系を含む多くの抗生物質を分解できる。MBLにはいくつかのタイプがあって、特に病院環境で細菌間で広がることがよくある。

これらの酵素の起源は完全には理解されてないけど、環境にいる細菌から移ってきてる可能性が高い。MBLをコードする遺伝子が細菌間で移動することで、健康な細菌も耐性を持つようになる。

#研究の概要

この研究では、バングラデシュ・ダッカの入院患者における薬剤耐性P. aeruginosaの感染を調べた。研究者たちはカルバペネムに対する耐性と、分離された細菌の中でMBLがどれくらい一般的かに焦点を当てた。

#方法

#サンプル収集

ダッカ近郊のサバーにある2つの病院から臨床サンプルを集めた。研究者たちは238サンプル、尿、膿、血液を調べてP. aeruginosaの存在をチェックした。特定の特徴に基づいてP. aeruginosaを識別するための特殊な寒天培地で細菌を育てた。

#細菌の同定

細菌を正確に特定するために、研究者たちはシーケンシングという方法を使った。これで細菌の特定の遺伝物質を決定できる。DNAの一部である16S rDNAに焦点を当てて、サンプルがP. aeruginosaであることを確認した。

#耐性試験

研究者たちは、ディスク拡散法を使ってP. aeruginosaの分離株がカルバペネム系に対して耐性があるかどうかを調べた。この方法は、細菌のいるプレートに抗生物質ディスクを置いて、細菌が生えない周囲のエリアを測定するもの。細菌の成長を抑えるのに必要な最小限の抗生物質の量、つまり最小抑制濃度（MIC）も測定した。

#MBL生産の検出

細菌がMBLを生産するかどうかを評価するために、耐性のある分離株は、イミペネムとEDTAという化合物にさらしたときにどれくらい酵素を作れるかを測る特別なテストを受けた。EDTAディスクで成長が抑制された場合、MBLを生産している可能性が示唆される。

#MBLの遺伝子検査

研究者たちはMBLの特定のバリアントを識別するために遺伝子検査も行った。PCR（ポリメラーゼ連鎖反応）などの方法を使って細菌のDNAを増幅し、MBL生産に関与する特定の遺伝子の有無を確認した。

#遺伝的多様性の分析

異なるP. aeruginosaの分離株間の遺伝的関係を評価するために、ERIC-PCRという方法が用いられた。この技術は、細菌の遺伝的特徴に基づいて、どれくらい似ているかあるいは異なっているかを理解するのに役立つ。

#プラスミド抽出

研究者たちは、細菌に存在する小さなDNAの環であるプラスミドを抽出した。MBLを生産する細菌が耐性を広めるのに役立つプラスミドを持っているかどうかを調べたかったんだ。

#統計分析

研究中に集めたデータは、統計ソフトを使ってパターンを探し、サンプル間の耐性レベルを理解するために分析された。

#結果

#P. aeruginosaの分離

238の臨床サンプルのうち、53（約22%）がP. aeruginosaの成長を示した。陽性サンプルのほとんどは尿路感染（UTI）の患者から来ていて、次に傷口の感染が多かった。研究者たちはDNAシーケンシングを通じて分離株の同定を確認し、既知のP. aeruginosa株に高い類似性があることがわかった。

#カルバペネム耐性

53の分離株のうち、16（30%）がイミペネムとメロペネムの両方に耐性があった。耐性のレベルは様々で、いくつかの分離株は軽度から中程度の耐性を示したが、他の株ははるかに高い耐性を示した。

#MBLの検出

この研究では、イミペネム耐性のある分離株の中で多くがMBL生産陽性であることが明らかになった。16の耐性株のうち、14（約88%）がMBL活性を示した。遺伝子検査によると、耐性株の約63%が少なくとも一つのMBLバリアントを持っていて、bla-VIMバリアントが最も一般的だった。

#プラスミドとMBLバリアント

研究者たちは、MBL陽性の分離株の43%がプラスミドを持っていることを発見した。これらのプラスミドの一部は特定のMBL遺伝子を運んでいることが関連付けられていたが、他のものには関連するプラスミドがなく、染色体にインテグロンを持つ可能性も示唆された。

#遺伝的多様性

ERIC-PCRの結果、P. aeruginosaの分離株が遺伝的に多様であることが示された。クラスタリング分析によると、どの分離株も近縁ではなく、異なる源から来ている可能性が高いことを示している。

#議論

この研究は、P. aeruginosaにおける抗生物質耐性、特にMBL生産の懸念される増加を強調している。病院環境におけるカルバペネム耐性株の存在は、患者ケアに重大なリスクをもたらす。耐性株のかなりの数がMBL遺伝子を持っていて、これが耐性レベルの増加に寄与している可能性がある。

2つの病院で見られた違いは、病院の規模や患者集団が薬剤耐性細菌の広がりに影響を与えていることを示唆している。大きな病院には耐性株を持つ患者が多いかもしれなくて、それが耐性の広がりを促進する可能性がある。

この研究におけるMBLの出現は驚くべきことで、異なる細菌間で広がる可能性があることを考えると特に心配だ。全体的に、分離株の監視や抗生物質の使用の改善が必要だということを示している。

#結論

抗生物質耐性を持つP. aeruginosa、特にMBLの生産の増加は深刻な健康問題だ。この研究は、感染予防策や責任ある抗生物質の使用など、薬剤耐性感染症の脅威に立ち向かうための即時の行動が必要だと呼びかけている。これらの発見は、耐性細菌がもたらす課題に対処するための継続的な監視と研究の重要性を強調している。