E. coliによる新生児髄膜炎の理解

新生児髄膜炎（NM）は、新生児に影響を与える深刻な病気で、高い死亡率や長期的な健康問題を引き起こすことがある。この病気は特に危険で、影響を受けた赤ちゃんの10〜15%は生き残れない。生存する赤ちゃんの多くは、聴覚障害や運動・発達の困難など、さまざまな神経学的問題に直面することがあり、それは30〜50%のケースに影響を与える。NMのリスクは低所得国で最も高く、発生率は1,000人の生出生あたり約0.1〜6.1件だ。

#新生児髄膜炎の原因

NMのほとんどのケースは、ふたつの一般的な細菌、腸内細菌（E. coli）とB群ストレプトコッカス（GBS）によって引き起こされる。E. coliは、正期産の赤ちゃんでは2番目に多い原因で、早産の赤ちゃんでは主な原因となっている。これらの細菌はNMの約60%を占めており、E. coliが2件のGBSに対して1件の割合で発生している。一部の国では、GBSによって引き起こされるNMの発生が分娩時の抗生物質使用により減少しているが、E. coliによるNMの発生率は変わっていない。

#E. coliの遺伝的多様性

NMを引き起こすE. coli株は、遺伝的構成や表面構造に基づいて分類できる。フランスの研究によれば、E. coli株の約25%はST95クローン複合体という特定の遺伝的グループに属している。しかし、世界的に異なるE. coli株がNMを引き起こすメカニズムについては、まだ理解が不足している。NMを引き起こすE. coli株のほとんどは少数のタイプに属し、特定のいくつかの株が70%以上のケースを占めている。これらの株の大多数は、特定の糖化合物からなるK1カプセルという特定のタイプのカプセルを表現している。

K1カプセルは認識されているが、E. coliが病気を引き起こす能力に寄与する他の要因はあまりよく理解されていない。一部の研究では、特定のタンパク質や毒素がE. coliの体内の保護バリアを突破し、感染を引き起こすのに役立つ役割が強調されている。

#研究の焦点

E. coliに関連する健康リスクが大きいにもかかわらず、その遺伝構造に関する研究は限られている。ほとんどの研究は単一の株のみを調べてきた。この問題をよりよく理解するために、最近の研究では、46年にわたってさまざまな場所から取得した58のE. coli株を調査した。この研究は、これらの株の遺伝的内容、抗生物質耐性、および全体的な多様性を探ることを目的としていた。

遺伝的分析に加えて、この研究では18株の完全な遺伝情報も提供された。これにより、将来の研究のために利用可能なE. coliのゲノムが大幅に増加した。興味深いことに、この研究に関与した3人の赤ちゃんは、同じE. coli株による再発感染を経験していた。これらの子どもたちは腸内細菌の大きな乱れがあることが分かり、腸内にE. coliが存在することが再発感染につながる可能性を示している。

#E. coli株のコレクション構築

科学者たちは、NMと診断された新生児の血液や脊髄液から、さまざまなソースから52のE. coli株のコレクションを集めた。このコレクションは、オンラインデータベースで入手可能な追加の完全に配列されたゲノムも含めてさらに強化された。最終的な58株のグループは、フィンランド、スウェーデン、オーストラリアからの株が多く含まれている。

#E. coliの主要な遺伝的グループ

遺伝データを分析することで、NMに関連するE. coliの2つの主なタイプがST95とST1193であることが特定された。大多数の株は、系統群B2として知られるグループに属している。研究によって、これらの株はさまざまな遺伝的型で存在することが示されたが、多くは研究内に単一の代表しかなかった。ST95株は研究全期間にわたって分布していたが、ST1193株はより最近の特定であった。

#抗生物質耐性の理解

抗生物質耐性のテストでは、調査されたE. coli株の全体的な耐性レベルは比較的低いことが明らかになった。しかし、ST1193株は特定の変異を示し、特にフルオロキノロンに対して耐性を持っていた。一部のケースでは、カンボジアの株はより高い耐性を示し、抗生物質の効果に地域差があることを示している。

#病原因子

遺伝情報を詳しく見ると、E. coliが病気を引き起こすのに寄与するさまざまな因子が明らかになった。多くの株は、鉄を取り込むことに関連する遺伝子を含んでおり、これにより細菌は体内で繁栄する。E. coliが細胞に付着するのを助けるさまざまなタイプのフィンブリアという構造が、株ごとに異なる数で存在した。

研究では、E. coliによって生成されるいくつかの毒素が特定され、これが病気を引き起こす能力に寄与することがわかった。ある因子は株全体で非常に一般的である一方で、他の因子は特定の遺伝的グループに特有であることが発見された。特定の遺伝子の存在は、病気を引き起こす能力の高さと関連しており、これらの株がどのように振る舞うかにおいて重要な違いを示している。

#E. coli株とそのカプセル

E. coli株のカプセルのタイプが特定され、K1が最も一般的なタイプであることが分かった。この発見は、NMにおけるK1カプセルの重要性を強調している。他のカプセルタイプも確認されているが、はるかに少ない。

#再発感染

研究からの重要な発見は、一部の赤ちゃんが適切な抗生物質を受けた後でも再発性の侵襲的感染を経験したことだ。これは、再感染を可能にするE. coli株の持続的な貯蔵庫が彼らの体内に存在する可能性があることを示唆している。あるケースでは、フォローアップ訪問中に同じ株が便サンプルで見つかり、腸のコロニゼーションと再発感染との関連が示された。

#腸内健康の調査

研究者たちは再発感染の患者の腸内細菌も調べた。結果は、腸内微生物叢が多様性に欠け、いくつかの細菌タイプに支配されていることを示した。この多様性の欠如は、腸内細菌の全体的な健康を低下させる以前の抗生物質治療に関連している可能性がある。

#結論

この研究は、E. coliによる新生児髄膜炎の複雑さと、その行動や遺伝子についてのさらなる理解の必要性を強調している。遺伝的に多様な株により焦点を当てることで、科学者たちは病気の持続性や治療失敗の理由を明らかにすることを期待している。これらの細菌が腸にコロニゼーションする方法や、再発感染につながる可能性を理解することは、予防や治療の新しい戦略を開発するために重要である。この状態が新生児の健康に引き続き課題をもたらす中で、今後の臨床実践を情報提供し、影響を受けた赤ちゃんの結果を改善するためには、より広範な研究が必要となるだろう。