2018 No.4（通巻250号）
ISSN 0285-2446

感染制御 ―薬剤耐性 (AMR)―
石井 良和 02

● ワンヘルスアプローチに基づく感染制御の重要性●

AMR対策に役立つ微生物検査法～AMRのスクリーニングおよび同定～

中村 竜也 07

● 院内感染対策に有用なPCR-based ORF Typing法（POT法）の原理●

当院における医療関連感染対策・抗菌薬適正使用対策について～POT法を活用した対策を含めて～● ファージセラピーの臨床応用と世界の動向 –パターソン症例から

URL http://www.kanto.co.jp

鈴木 匡弘 13
中家 清隆
掛屋 弘 19
藤木 純平、樋口 豪紀
岩野 英知 25

KANTO CHEMICAL CO., INC.

特集

感染制御 ―薬剤耐性 (AMR)―

ワンヘルスアプローチに基づく感染制御の重要性
Importance of Infection Control Based on One Health Approach

東邦大学医学部微生物・感染症学講座 教授

石井 良和

Yoshikazu Ishii (Professor)
Department of Mictobiology and Infectious Diseases, Toho University School of Medicine

キ ーワード01

one health approach, antibiotic resistance, infection control

AMRアクションプラン

多剤耐性アシネトバクター属菌 (MDRA)は、
フィットネスコストが高く、抗菌薬の選択圧がある病院という特殊な環境下で優位したがって、抗菌薬を必要な場合菌となると考えられている1)。

抗菌性物質の適切とは言えない使用が一因となり、世界に、適正に使用すれば、これらの耐性菌の分離頻度は減少する

的に薬剤耐性菌の増加が問題となっている。一方で、新規抗と考えられる。我が国におけるMDRPとMDRAの分離頻度は、菌薬の開発は減少傾向であり、耐性菌による感染症に対す

諸外国と比較すると極めて低く、
これまでの感染制御がこれらる治療薬が枯渇しつつある。 2015年5月の世界保健総会の耐性菌の制御に奏効していることが理解できる。

で、薬剤耐性（AMR）
に関するグローバル・アクションプラン

臨床材料から分離される緑膿菌のカルバペネム系薬、第三が採択され、加盟各国は2年以内に薬剤耐性に関するナショ

世代セファロスポリン系薬およびフルオロキノロン系薬に対す

ナル・アクションプランを策定することになった。我が国は、内る耐性菌の占める割合は2000年以降減少し続けているが、大閣府の「国際的に脅威となる感染症対策関係閣僚会議 」が、腸菌の第三世代セファロスポリン系薬およびフルオロキノロン

2016年4月にAMRアクションプランを公表した (https://系薬に対する耐性菌の割合は上昇し続けている。MRSAが黄www.mhlw.go.jp/file/06-Seisakujouhou-10900000-

色ブドウ球菌に占める割合に減少傾向がみられたが、その減少

Kenkoukyoku/0000120769.pdf)。このアクションプラン

傾向が鈍り、施設によっては再び上昇する傾向が認められていは、
ワンヘルスアプローチの視点に立ち、2016年から2020年

る。これらの耐性菌に現行の感染制御が効果を示していないとまでに、我が国の関係省庁、関係機関等が連携してヒト、動物

考えられる。MRSAやESBL産生菌、フルオロキノロン耐性大腸の垣根を越えて取り組むべき対策がまとめられている。具体的

菌などは市中で生活する健常人からも分離されており、市中かには、薬剤耐性対策を推進するため、①普及啓発・教育、②動向

ら病院内への流入が分離頻度の上昇の一因であることが示唆

調査・監視、③感染予防・管理、④抗微生物剤の適正使用、⑤研されている。このような耐性菌の分離頻度を低下させるために

究開発・創薬、⑥国際協力の６つの分野に関する目標
（大項目）

は、
これまでの感染制御だけでは不十分である。

が設定された。さらに、目標を実現するための戦略（中項目）
及び戦略を実行するための具体的な取組（小項目）が設定されている。
日本のAMRアクションプランには数値目標が示されている。
しかし筆者は、重要なのは掲げられた数値の達成ではなく、
アクションプランを推進することによって、耐性菌の検出頻度を下げ、入手可能な抗菌薬の効力を維持することと、新規抗菌薬の開発がしやすい環境を整備することにあると考えている。

021）
市中で拡散する耐性菌
市中感染型メチシリン耐性黄色ブドウ球菌 (CA-MRSA)MRSAは、
メチシリン感性黄色ブドウ球菌が有するペニシリ

ン結合タンパク質 (penicillin-binding proteins: PBPs)と呼ばれる細胞壁合成酵素群 に加えて、メチシリンに親和性が低

これまでの感染制御の限界

これまで耐性菌は病院内で蔓延するもので、市中の健常人か

2

03

AMRアクションプランを踏まえた
感染制御

い、PBP2’やPBP2a、MecAと呼ばれる、PBPを有することにより、
βラクタマーゼに安定なメチシリンに耐性を示す。前述のようにMRSAのフィットネスコストは高く、
メチシリン感性株とは違い、市中では蔓延しなかった2)。

らは検出されないと考えられてきた。院内感染型メチシリン耐

1981年に米国から市中で感染を起こすMRSAが報告されてか性黄色ブドウ球菌 (HA-MRSA)や多剤耐性緑膿菌 (MDRP)、

らCA-MRSAという言葉が使われるようになった3)。1999年にTHE CHEMICAL TIMES

亡例が報告された4)。

特集

ESBL産生菌

米国からCA-MRSAによる小児の肺炎および敗血症による4死

各クラスに属する主要なβラクタマーゼの名称とその特徴を

表2に示した。基質特異性拡張型βラクタマーゼ (Extendedspectrum beta-lactamase: ESBL)は、1983年にDr. H.

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

HA-MRSA感染のリスク因子として、入院あるいは手術、長期療養型施設への長期入所、血液透析、カテーテルなどの医療デ

Knotheらが肺炎桿菌およびSerratia marcescens が有するバイスの留置が上げられる。一方で、CA-MRSAのリスク因子と伝達性のセフォタキシム、セフォキシチン、セファマンドールおして、抗菌薬使用、糖尿病やアトピー性皮膚炎などの基礎疾患に加えて、集団生活（学校、幼稚園、託児所、軍隊、刑務所、運動

よびセフロキシム対する耐性因子として報告された8)。その後、競技チーム）
や男性同性愛者、感染者のいる家族など皮膚の接本酵素はSHV-1と1アミノ酸残基のみ異なることが明らかと触が起こりやすい環境が挙げられる。

なった。当初、多くのTEM-1、TEM-2およびSHV-1の変異酵素

CA-MRSAとそれまでの院内感染型MRSA (HA-MRSA)とが報告された。これらのESBLの多くはセフォタキシムと比較しの違いを表1に纏めた。すなわち、HA-MRSAは、主要なメチシてセフタジジムを効率よく加水分解するという特徴を有し、本リン耐性領域型がSCCmec type IIであること、多剤耐性であ

酵素産生菌の多くが病院内で分離される肺炎桿菌であった9)。

ること、保有する病原因子が少ないことが特徴である。一方で、2000年を境に、世界的に拡散したESBLの種類と産生菌種に

フルオロ
CA-MRSAは、主要なSCCmec がtype IVであること、

大きな変化があった。すなわち、これまでESBLの主要酵素だっキノロン系薬やクリンダマイシン、
カルバペネム系薬感性株がたTEM-型やSHV-型のβラクタマーゼに代わり、CTX-M-型が多いこと、保有する病原因子が多いことが特徴とされていた。

主流となった10)。そして、ESBLの産生菌種がこれまでの肺炎桿

しかし、CA-MRSAの多剤耐性化は徐々に進行しており、フルオ

菌から大腸菌に変化した。さらに、CTX-M-型ESBL産生大腸菌

ロキノロン系薬やクリンダマイシンに耐性を示す株が増加してによる感染症は、入院中の患者のみならず市中で生活する健常いる。

人にも見られるようになった。ESBL産生菌もMRSAと同様、市CA-MRSAの中でも伝播力が強く且つ壊死性肺炎や菌血症

中から院内に持ち込まれる病原体である。CTX-M-型のβラクなどの重篤な感染症を発症することから、米国で流行していタマーゼは、セフォタキシムを効率よく分解することが特徴である。今では、CTX-M-型酵素はKluyvera 属菌の染色体上に有るUSA300 と呼ばれる特定起源のクローン株が注目された。
USA300はPanton-Valentine leukocidin (PVL)と呼ばれるするβラクタマーゼがその起源であることが明らかとなってい白血球破壊毒素やアルギニン分解酵素などを産生して、病原性

る11)。この型のESBL産生菌は、1988年に抗菌薬治験中の犬かを発揮すると考えられている。日本では小児の
“とびひ”
から高

ら分離された。

率にCA-MRSAが分離されることが報告されているが、多くがPVL陰性であり、USA300株の分離頻度は高くない5-7)。
表1 主要な院内感染型MRSAと市中感染型MRSAの特徴
院内型
SCCmec 型別市中型

I, II, III( New York/Japan クローン )ST1( USA400 クローン )ST247( Iberian クローン )ST8( USA300 クローン )( Brazilian, Hungarian クローン)

ST30( Global クローン )ST80( European クローン)

ST59( Taiwan クローン )MultiLocus Sequence Typingによる型別 ST239

病原因子

IV, V

ST5

toxic shock syndrome toxin-1

Panton-Valentine leukocidin

多剤耐性

多くの抗菌薬に感性

表皮剥離毒素

抗菌薬感受性表2 主要なβラクタマーゼの分類と特徴9)
分類法
BushAmbler
Jacoby別名

阻害の有無
βラクタマーゼ
キレート剤
阻害剤

1

C

セファロスポリナーゼ

無

無

2a

A

ペニシリナーゼ（グラム陽性菌）

有

無

2b

A

ペニシリナーゼ（グラム陰性菌）

有

無

2be

A

基質特異性拡張型βラクタマーゼ

有

無

2d

D

オキサシリナーゼ

不定

無

2de

D

基質特異性拡張型βラクタマーゼ

不定

無

2df

D

クラスDカルバペネマーゼ

不定

無

2f

A

クラスAカルバペネマーゼ

不定

無

B

クラスBカルバペネマーゼ
メタロβ-ラクタマーゼ

無

有

3a

分類基準

代表的酵素

ベンジルペニシリンと比較してセファロスポリン系薬を良く加水分解、
セファマイシン系薬も加水分解
セファロスポリン系薬と比較してベンジルペニシリンを良く加水分解ベンジルペニシリンとセファロスポリン系薬を同程度加水分解

E. coli AmpC、P99、ACT-1、CMY-2、FOX-1、MIR-1

オキシイミノβラクタム系薬を加水分解（ESBL）

PC1
TEM-1、TEM-2、SHV-1
TEM-3、DHV-2、CTX-M-15、
PER-1、VEB-1
OXA-1、OXA-10

クロキサシリンまたはオキサシリンを加水分解
クロキサシリンまたはオキサシリンを加水分解し、オキ
OXA-11、OXA-15
シイミノβラクタム系薬を加水分解
クロキサシリンまたはオキサシリンを加水分解し、カル
OXA-23、OXA-48
バペネム系薬を加水分解
カルバペネム系薬、
オキシイミノβラクタム系薬、
セファ
KPC-2、IMI-1、Sme-1
マイシン系薬を加水分解
カルバペネム系薬を含む広範なスペクトルを有するが、 IMP-1、VIM-1、CcrA、NDM-1、
アズトレオナムは加水分解しない
L1、CAU-1、GOB-1、FEZ-1

不定：酵素により反応が異なる
オキシイミノβラクタム系薬：セフォタキシム、
セフタジジム、
セフトリアキソン、
セフェピム、
アズトレオナム
βラクタマーゼ阻害剤：クラブラン酸、スルバクタム、
タゾバクタム3

THE CHEMICAL TIMES

特集
感染制御―薬剤耐性（AMR）―

ESBL産生大腸菌とフルオロキノロン耐性大腸菌

視しなければならない。

2000年以降、臨床材料から分離される大腸菌に占めるフル

本邦で分離されるCPEが産生する主要な酵素は、先に述べオロキノロン耐性大腸菌の割合は年々増加し、現在では臨床材

たIMP-1あるいはIMP-6である。IMP-6産生腸内細菌科細菌は料から分離される大腸菌に占めるフルオロキノロン耐性大腸三重県および近畿地区から中国地区で多く分離されている。一菌の頻度は25%～30%程度に達している。このような状況下、方、IMP-1産生腸内細菌科細菌は前述の地域を除く全国から分

フルオロキノロン系薬は大腸菌による感染症の治療薬として選離されている。このCPEが産生する酵素型の地域特性認められ択することは適切ではない。

カルバペネム系薬の中にるがその理由は不明である17)。また、2000年以降、フルオロキノロン耐性大腸菌は、ESBL産生大も薬剤によってCPEの検出感度が異なることにも注意が必要

腸菌と同様に増加の傾向が認められる。また、ESBL産生大腸菌である。また、2016年度の厚生労働省院感染対策サーベイラ

は有意差をもって非産生菌と比較してフルオロキノロン系薬耐

ンス事業(https://janis.mhlw.go.jp/)で纏められたイミペネ性菌が多い。耐性機序が異なる両系統の抗菌薬に耐性を示す

ムあるいはメロペネムに耐性を示す腸内細菌科細菌の内訳を大腸菌が増加いている理由は良く分からなかった。但し、
これら表3に示した(https://www.niid.go.jp/niid/ja/cre-m/cre-の大腸菌は、O抗原が25、H抗原が4、MultiLocus Sequenceidwrs/7393-cre-20170613.html)。数値にはカルバペネ

Typing (MLST)によるDNA解析により、Sequence Type

マーゼを産生しないカルバペネム耐性株が多く含まれている。

(ST)131に分類されたという共通の特徴を有したが、Pulsed
Field Gel Electrophoresis (PFGE)によるバンドパターン
は異なっていた。抗原型とMLST型が共通していたことから、共通の起源株に由来する可能性が示唆されていた。Dr. J. R.

表3 2016年に感染症法に基づいて届け出がなされたカルバペネム
耐性腸内細菌科細菌の内訳 (重複を含む）
菌種名

総数

割合 (%)

Enterobacter cloacae

480

31.3

Enterobacter aerogenes

470

30.6

Klebsiella pneumoniae

180

11.7

異なることを明らかにした12)。これらの菌株は、尿路への付着性

Escherichia coli

150

9.8

Serratia marcescens

60

3.9

定の型であり、
フルオロキノロン耐性であることが明らかとなっ

Citrobacter freundii

44

2.9

Klebsiella oxytoca

26

1.7

Citrobacter koseri

10

0.7

Morganella morganii

90.6Enterobacter asoburiae

8

0.5

Proteus mirabilis

7

0.5

Citrobacter braakii

7

0.5

Providencia rettgeri

6

0.4

Enterobacter intermedium

3

0.2

Providencia stuaritii

3

0.2

その他

71

5.1

Johnsonらは1960年代からの大腸菌保存株を用いて遺伝解析を実施した。その結果、ST131は2000年より前から分離されていたが、2000年以降に分離された菌株の線毛のタイプがに重要とされるI型の線毛を有し、線毛がFimH30と言われる特た。さらに、その後の解析からFimH30RXという特定のFimH30
株がESBLを産生することが示され、その発生過程も明らかにされている。この中で、FimH30株の出現にフルオロキノロン
系薬の選択圧が関与した可能性が指摘されている。病原性と耐性を同時に示す菌株の選択に抗菌薬が関与する可能性があることは興味深いとともに、抗菌薬の適正使用の重要性を改めて認識させられる結果である。
カルバペネム耐性腸内細菌科細菌(CRE)

https://www.niid.go.jp/niid/ja/cre-m/cre-idwrs/7393cre-20170613.htmlを引用改変

およびカルバペネマーゼ産生腸内細菌科細菌 (CPE)

カルバペネム耐性因子のうち最も薬剤感受性を低下に関与するのが、カルバペネム系薬分解酵素である、カルバペネ

マーゼである。1994年にDr. E. OsanoによってSerratia

marcescen sから見出されたIMP-型酵素がclass Bに属するメ

環境最初の報告である13)。

為を受けた時にカルバペネム系薬耐性肺炎桿菌が分離され

タロβラクタマーゼ (metallo-β-lactamase: MBL)に関する

スウェーデン在住のインド人が、インドから帰国して医療行

2001年にclass Aに属するカルバペネマーゼであるKPC-

た。のちに英国の研究者らがこの菌株の耐性機序を解析して、型酵素が報告された。本酵素産生株の多くは肺炎桿菌であり、MBLの一つであるNDM-1が発見された16)。その後、英国の研当初は米国ニューヨークを中心に拡散したのちに全米、米国か究者らはインドで上下水を採取して解析したところ、NDM-1をらイスラエルを経由してヨーロッパ、中国、そして世界中に拡産生する赤痢菌やビブリオ属菌を含む多菌種が分離されたこ

トルコ、インドでは散した 。2004年以降、欧州や北アフリカ、とを報告した。このことから、NDM-1産生菌あるいはNDM-1

class Dに属するカルバペネマーゼであるOXA-48およびそのをコードする遺伝子は、インドでは環境中に拡散していること

類縁酵素を産生する腸内細菌科細菌の分離頻度が上昇していが明らかとなった18)。さらに、シンガポールの病院排水からはる 。そして、2009年、腸内細菌科細菌が産生するMBLである

NDM-1産生菌やIMP-1産生菌が検出されており、病院が市中

14)

15)

NDM-1が報告され、世界的な拡散が確認されている 。日本を汚染している可能性も指摘されている (TH Koh, personal

における主要なカルバペネマーゼは、IMP-型であり、諸外国でcommunication)。また、NDM-1産生サルモネラ属菌が、ド検出されるカルバペネマーゼを産生する菌株による感染症はイツの野生のトビから分離されたことが報告されている19) 。

散発的に見られるに過ぎない。
しかし、2018年に福島県で確認

さらに、NDM-1とは異なるカルバペネマーゼである、VIM-1

されたKPC-型酵素産生株によるアウトブレイクを見ると、海外とVIM-4産生ビブリオ属菌がフランスで野生のカモメから、型のCPEが市中で拡散している可能性が否定できないため注

VIM-4産生サルモネラ属菌と腸内細菌科細菌がオーストラリ

16)

4

2）
ワンヘルスアプローチ

THE CHEMICAL TIMESを介して、既に拡散している可能性を示唆している。

特集

アに棲息する野生のカモメから高率に分離されたことが報告されている20, 21)。
ESBL産生菌は野生のカモメやマガモ、
ワシ、
トビ、
コンドル、

伴侶動物

輸入観賞魚の水からカルバペネマーゼをコードする遺伝子

シシ、鹿、キツネなどからも分離されている。これらは米国をはが検出されたことから、伴侶動物も耐性菌の汚染を受けていじめ、
ポルトガルやフランス、
ドイツ、ベルギー、
ポーランド、
チェ

ることは容易に想像できる。Dr. S. Abrahamらはカルバペ

コ、
セネガル、
スウェーデン、
ロシア、
ゴビ砂漠などの地域から報

ネマーゼ産生菌が伴侶動物を介して拡散する危険性につい告されており、広範囲に環境が汚染されている可能性が示唆さて指摘している34)。International Society for Companion

ヒトと住環境が重なっている
れている22)。これらの野生動物は、Animal Infectious Diseases (ISCAID)は、
ネコのブドウ球菌

ことも否定できないことから、ESBL産生菌は今後もヒトと野生による細菌性毛包炎に対する診断・治療ガイドラインを出して動物間で相互に影響する可能性があると考えられる23)。

いる。動物のブドウ球菌がヒトの健康のリスクになる可能性は

通常、MRSAはMecAと呼ばれる通常のMSSAには見られな

高いとは言えないが、彼らは伴侶動物の感染症に対する適切ないPBPを産生することを述べたが、それとは異なる、MecCと命診断と治療は、動物およびヒトの健康に影響を及ぼす多剤耐性名されたPBP（別名：PBP2A（LGA））
を産生する菌株が分離され細菌の選択を減少させると述べている35)。

ている。当初、
このMecC産生株は牛や羊などの家畜からも分離されることからLivestock-associated MRSA (LA-MRSA)に分類されているが、野ウサギやカワウソなどの野生動物から分離されている24)。MecC陽性黄色ブドウ球菌は、牛や羊の畜

感染制御―薬剤耐性
（AMR）
―

チュウヒ、
ノスリ、
フクロウ、
カラスなどの家禽類をはじめ、イノ

わが国でもイヌおよびネコからbla IMP-1陽性Acinetobacter属菌が分離された報告がある36)。さらに、2003年から2015年の間、我が国の15都道府県の動物病院を受診したイヌあるいはネコから分離された60株のEnterobacter 属菌の解析をしたと産農家における感染事例も報告されており、注視すべき耐性菌

ころ、30%以上の菌株がセフタジジムに、40%以上の菌株がシの一つと考えている。

プロフロキサシンにそれぞれ耐性を示していた。そして、MLST

農・畜・水産とが明らかとなった。今後、これら動物由来株とヒト由来の遺伝による解析から、それらの耐性株は特定のST型の菌株であるこ
わが国でも家畜の腸管内に耐性菌が保菌されていることは的関連性を明らかにすることが必要であると考えられる37)。

良く知られていた。特に、ブロイラーの腸管内には高率にESBL

伴侶動物はその所有者と密接に接触することから、新たな伝やAmpC産生腸内細菌科細菌が保菌されている 。その理由

染経路となる可能性がある。今後は、家畜のみならず、伴侶動として、孵卵場で卵内に接種されていたワクチンに添加されて物に対するサーベイランスプログラムが必要になると思われいた広域セファロスポリン系薬が影響を与えている可能性がある。Dr. L. H. Wielerらはヒト医療や獣畜水産関係の専門家をる。
したがってそれを中止することにより鶏肉への耐性菌の混含む学際的アプローチにより、伴侶動物の所有者と伴侶動物に25)

入のみならず、ヒトからの分離頻度も低下する可能性が指摘さ対する現実的で信頼性の高い調査手段を検討するべきと指摘れた26)。日本でもこの卵内接種が行われていたが、2012年3月している。 さらに、彼らは基本的な衛生対策、伴侶動物におけに業界団体が自主的に接種時の抗菌薬の添加を中止したとこる抗菌薬の適正使用が重要であると述べている38)。

ろ、腸管内に保菌するESBLの頻度が有意に低下したことが報
しかし、筆者はヒトと鶏あるいは鶏肉から分離
告されている27)。
される大腸菌の遺伝子型とESBLの型が異なることから、鶏肉を汚染する耐性菌がヒトの健康に与えるリスクはゼロではない
ものの、それほど高くないと考えている。

04

終わりに

豚や牛の腸管内や魚の生息環境や搬送用水などからESBL

上述のようにMRSAやESBL産生菌、カルバペネマーゼ産生産生菌などの耐性菌が分離されることも報告されている。
した

腸内細菌科細菌などは健常人のみならず、伴侶動物や家畜、環がって、私たちは身の回りの多くの食品などが耐性菌の汚染を境からも分離されている39)。

受けている可能性があると認識すべきである。

28, 29)

私たちの教室では、国内のヒトから分離された多数の耐性菌

中国では、豚および鶏から多様なNDM-型カルバペネマーを保有している。また、
これまで私たちは、動物や食品、環境なゼ産生肺炎桿菌が分離されている。この報告の中で豚由来のどから分離した耐性菌を保有する施設との共同研究を積極的

NDM-型酵素産生肺炎桿菌がプラスミド性コリスチン耐性因に推進してきた25, 36, 40-47)。これらの研究を通じて、耐性菌による子として注目されてるmcr-8 を保有していたと記載されており、今後の動向が注目される 。
30)

2011年から2012年にドイツの養鶏農家で分離された大腸感染症を制御するためには、
これまでの感染対策だけでは不十分であることを痛感している。前項で述べたように、今後、耐性菌を含む感染症に関しては、
ヒト、家畜、伴侶動物、水産、環境を菌とサルモネラ属菌を調べたところ、複数のVIM-1産生株が含めた生態系全体の問題としてとらえた学際的視点に立脚した

含まれていたことが報告された31)。米国から豚の分娩用の部屋

ワンヘルスアプローチによる取組が必要である。

の環境からカルバペネマーゼ産生腸内細菌科細菌が分離されオランダの報告を見ると、たことが報告されている32)。さらに、オランダの環境水、と殺された豚、ブロイラー、子牛、輸入された観賞魚用水（インドネシア、イスラエル、シンガポール、タイ産）などからbla OXA-48-like陽性Shewanella 属菌が分離されていカルバペネマーゼをコードする遺伝子は環境る33)。このことは、
5

THE CHEMICAL TIMES

特集

参考文献
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感染制御―薬剤耐性（AMR）―

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特集

感染制御 ―薬剤耐性 (AMR)―

AMR対策に役立つ微生物検査法～AMRのスクリーニングおよび同定～
Microbiological testing method useful for measures against AMR～Screening and identification of AMR～
京都橘大学 健康科学部 臨床検査学科

中村 竜也

Tatsuya NAKAMURA, PhD (Associate Professor)
Kyoto Tachibana University, Department of Medical technology and Sciences facility of Healyh Sciences.

キ ーワード

01

薬剤耐性菌
（AMR）
、スクリーニング、カルバペネマーゼ産生腸内細菌科細菌（CPE）

分離だけでなく、自然や家畜など地球環境全域に存在すること

はじめにがすでに数多く報告されている2-3）。One Healthの概念からもAMRが検出される背景を知り、検査体制を構築する必要があ

1929年にフレミングによりペニシリウムが産生する黄色ブる。加えて、グラム陰性桿菌を代表とする薬剤耐性菌の増加問

ドウ球菌の発育を阻止する物質すなわちペニシリンが発見さ

題はグローバル化しており、AMR対策において今まで以上に

れ1）、抗菌薬の開発の歴史がスタートした。一方で、ペニシリン

抗菌薬適正使用（Antimicrobial Stewardship）
が重要となの発見以降、様々な抗菌薬が世に登場してきたが、ほとんどのる。Philippeら4)は、Antimicrobial Stewardshipを正しい方

抗菌薬において耐性を獲得した菌が検出されている。
しかし、向に導くためにはどのように微生物検査室を運営すべきかをレ

新規抗菌薬の開発は困難を極め、2010年以降に新たに市販さビューしており、その中でRapid Diagnostic Testing (RDT)れた抗菌薬は10薬剤に満たない。それゆえに、早期に耐性菌をやRapid Antimicrobial Susceptibility Testingの必要性に検出し拡散を防止することが、抗菌薬適正使用も含めた感染制ついて述べている（図1）。AMRのスクリーニングや耐性因子

御において重要である。

の迅速な決定は、抗菌薬を選択する上で重要であり、それらを薬 剤 耐 性 菌は1 9 6 0 年 代にm e t h i c i l l i n - r e s i s t a n t
Staphylococcus aureus（MRSA）が出現し，
1980年代に入る担っているのも微生物検査室ということになる。

とvancomycin-resistant Enterococci（VRE）やextended

本稿では、AMR対策に役立つ微生物検査法について、AMRのスクリーニングおよび同定について概説する。

spectrum β-lactamase（ESBL）
産生菌が出現し，1990年代には，
multi-drug-resistant Tuberculosis（MDRTB）やmulti-drug-resistant Pseudomonasなどが問題となってきた。近年
aeruginosa（MDRP）

では、
カルバペネムを含む複数の抗菌薬に多剤耐性を獲得したグラム陰性桿菌が世界的な問題となっており、2013年には米国CDCも勧告を出している。これらによる感染症は、有効性が期待できる抗菌薬がほとんどなく予後もきわめて深刻なことから、EUや
米国ではカルバペネム耐性腸内細菌科細菌（CRE）
等の新型多剤耐性菌への対策を政府主導のもと強化し、新規抗菌薬の開発を含む包括的戦略が実行されつつある。
これらの背景から2016年には日本においても薬剤耐性（antimicrobial resistance:AMR）
対策として『AMR対策アクションプラン』を掲げ行動計画が立てられた。2013年と比較して、2020年までに成果指標としてMRSAなどの耐性菌減少と特定抗菌薬の使用減少についてそれぞれ数値目標が設定された。こ
れらの目標を達成するためにも、微生物検査室の果たす役割は大きいと考える。また、AMRはヒトからの図1 従来の微生物学検査および迅速検査（RDT）のためのワークフロー
迅速な検査は、微生物検査室のワークフローを複雑にするが、結果を早く返却することができる。結果に関する他職種とのコミュニケーションは重要な要素である。青色の矢印は従来の微生物学の経路を示し、オレンジ色の矢印はRDT経路を示し、緑色の矢印は検査室および抗菌薬適正使用チームが結果の伝達を改善する機会を表している。

7

THE CHEMICAL TIMES

特集

02

病院内感染に関連する
薬剤耐性菌の現在の状況

も耐性菌が検出されており、それらを通じて健常人にも定着している可能性が示唆されている。
現在、市中感染症で最も重要な薬剤耐性菌がMRSAと考え

感染制御―薬剤耐性
（AMR）
―

1）
世界における薬剤耐性菌の動向に注目られる。病院内でのhospital-acquired MRSA
（HA-MRSA）

国や地域、施設毎で流行している薬剤耐性菌のタイプが異とは異なる特徴を有する市中感染型MRSA(community-

なることは、数多くの報告において周知の事実である。例えば、

acquired MRSA: CA-MRSA)が出現してきている。CA-

カルバペネマーゼ産生遺伝子の検出は、米国ではKPC型、
ヨー

MRSAはHA-MRSAと比較していくつかの異なる特徴を有しロッパではNDM型やOXA型、
日本ではIMP型が多く検出されている。CA-MRSAの多くはMRSAの遺伝子的分類法のひている5)。それら流行地域にて医療行為を受けた場合、流行株

とつであるstaphylococcal cassette chromosome mecを想定したスクリーニングを行う必要があると考える。例えば、（SCCmec）
がIV型であり、Panton-Valentine型ロイコシジン

オランダの研究では、海外旅行前にESBLの定着が確認されな（PVL）を産生する遺伝子を獲得している株が多いと報告されかった人が、東南アジアおよび南アジアに滞在した際に、それている11)。また、CA-MRSAの薬剤感受性はHA-MRSAと異なりぞれ全体の34％と75％が旅行後にESBL産生菌を獲得したとし

オキサシリンやセフォキシチン以外のほとんどの抗菌薬（マクている。ちなみに、北米、ヨーロッパ、オセアニアへの旅行では

ロライド系薬耐性は比較的耐性株が多い）に対して感受性を示

5.9％であったと報告されている 。この報告では、ESBL産生腸す。臨床的には、
トキシックショックや重篤な軟部組織感染例か

内細菌科細菌の獲得のリスク因子として、米国およびヨーロッらの分離が多く、また致死率も高い傾向にある。CA-MRSAの6）パからアジアへの旅行が挙げられている（図2）。このように、単高病原性はPVLなどをHA-MRSAと比較して高頻度に産生するなる旅行だけでも薬剤耐性菌を保菌する現状を踏まえると、下ためであると考えられている。HA-MRSA感染は手術、人工透痢症などの急性細菌感染症だけでなく薬剤耐性菌感染に関し

析、
カテーテル留置、長期療養施設の入所などがリスク因子とても渡航歴は重要な患者情報となる。また、ペニシリンの発見

して挙げられ、感染者の多くが高齢者なのに対して、CA-MRSA

以降、多種類の抗菌薬を開発し、長きにわたり使用してきたが、は健常若年者においての報告が多いことも特徴の一つであ細菌がそれを嘲笑うかのように様々な薬剤耐性菌を排出し進化る。今後は単にMRSAをスクリーニングするだけでなく、病原因してきた。細菌は意図も簡単に耐性遺伝子の獲得や自身の変子などの他のファクターに関しても、スクリーニングする必要

異により抗菌薬に耐性化する。その進化のスピードを我々は認性があるのかもしれない。

識しなくてはならない。例えば、MRSAに関しても進化しており、ESBL産生菌も市中で増加している耐性菌のひとつである。

MRSAは耐性を司る遺伝子がmecAと考えられていたが、近年

ESBL産生菌が検出され始めた当初はTEM-型やSHV-型とmecB,C,Dの報告がある7-9)。それぞれにmecAとは違った特徴呼ばれる遺伝子が多くを占めていた。
しかし、2000年頃からを持つが、本質的にはMRSAである。mecCは37℃での培養でCTX-M-型遺伝子へと変化してきたことが報告され、アジア・オ

は、Cefoxitinに感性となりメチシリン感性と判定される 。これ

セアニア、北米、南米、
アフリカ、
ヨーロッパなどでも分離されても菌側が生き残るための巧妙な手口だと感じる。日々進化する

おり、世界的な傾向であると考えられる。CTX-M-型ESBL 産生10)細菌に関する新しい情報を入手することは必須である。
2）
市中感染症にも広がる薬剤耐性菌株が他のβラクタマーゼ産生株と大きく異なる点は、院内のみ
ならず市中からも分離され、さらには健常人からもCTX-M型
ESBL産生菌が検出される時代になっている。近年では、河川

さて、近年新たな耐性菌が出現し世界各地に拡散していくなどの環境からの検出報告もある。よって、ESBL産生菌のスク中で、病院内感染の原因菌としてクローズアップされていた耐リーニングはMRSA同様の考え方をする必要性があると考え性菌が市中においても広がりを見せつつある。市中の感染症る。また、薬剤耐性菌を獲得した場合、一般的に入院期間が長くで問題となってきた薬剤耐性菌は、従来は主にマクロライド系

なり、より多くの薬剤耐性菌を保持する可能性がある。医療現

薬やキノロン系薬といった経口抗菌薬に対するものであった。

場における多剤耐性菌対策のためのCDCガイドライン中でも、

しかし近年、MRSAやESBL産生菌、carbapenem resistant

免疫が低下している患者は他の耐性菌を獲得し続けるため、単Enterobacteriaceae（CRE）など多くの抗菌薬に耐性を獲得

一の病原体や抗菌薬に焦点を合わせた対策プログラムは成功した菌が市中にも蔓延しつつある。また、家畜や食物などからしないとしている12)。我々の調査では、MRSA患者のESBL産生

図2 海 外旅行におけるESBL産生菌の獲得率
オランダの報告によると、海外旅行前にESBLの定着がなかった健常 人 が 、東 南 アジ ア および 南 ア
ジアに行った人において、全体の34％と75％が旅行後にESBL産生菌を獲得したとしている。ちなみに、北米、ヨーロッパ、オセアニアへの旅行では5.9％であったと報告されている。市中へのESBL産生菌の拡散は、このような背景が原因とされている。

8

THE CHEMICAL TIMESる。薬剤感受性試験実施後の耐性菌検出は、CLSIやEUCAST

しては、複数の薬剤耐性菌獲得を考慮した検査体制を構築してから基準が設定されている。MRSAであればCefoxitinが、おく必要がある。

ESBL産生菌であれば第3世代セファロスポリン系薬が該当す

CREは現在のところ日本では数%の検出率であり、市中へる。EUCASTでは、耐性の指標としてEpidemiological cutoffの拡散の程度も低いと考えられるが、日本において多く検出を菌種と薬剤の組み合わせで各々設定されているが、設定されされているIMP-6型メタロβラクタマーゼはCTX-M-2型を同ているMIC値が低く使用不可能な場合もある。日常検査では、時に獲得し、さらには伝達頻度が高いプラスミド上に存在す

これらを組み合わせて、対象となる薬剤耐性菌を検出することるとされている13)。今後、市中での拡散に注意が必要であると考えられる。他にも、マクロライド耐性マイコプラズマやキノ

ロン耐性淋菌さらにはpenicillin-resistant Streptococcus

やβラクタマーゼ陰性Ampicillin耐性イ
pneumoniae（PRSP）
ンフルエンザ菌（BLNAR）など耐性化が問題となっている菌も存在するが、
これらは幸いにして今のところ多剤耐性化の傾向

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

使用することができ、薬剤耐性菌検出の迅速化がはかられてい

有意差を持って低値であった。薬剤耐性菌を獲得した患者に対特集菌の検出が6.1％であったのに対して、MSSA患者では1.6％ととなる。
2）
CPEのスクリーニング

では、carbapenemase produced Enterobacteriaceae（CPE）を例にスクリーニングについて考えてみたい。CPEの検体からのスクリーニング基準に関する明確な規定はない。
Dr. Roberto Viauら15)は、CPE検出について様々な角度かにはない。

らレビューしている。その中でスクリーニングの対象となる患
3）
病院内感染の状況は変化してきている

者は、地域流行していない場合は、①ICU患者、②過去12ヶ月

CDCが2002年に“Campaign to Prevent Antimicrobialの間に流行地域で治療を受けた患者、③carbapenemase

Resistance in Healthcare Settings”と題し 、薬剤耐性を

produced organism(CPO)感染の既往歴がある、④保菌者防止するための12のステップを提言し、院内における薬剤耐である患者、⑤以前に長期入院していた患者、⑥流行地域か性菌の抑制を目的としたキャンペーンを実施した。それらの効らきた患者などを挙げている。日本におけるCPEの検出率は果もあり、病院内でのMRSAやMDRPなど問題となる耐性菌

諸外国と比較して低い。そのため、特に海外の流行地域からの14)の検出状況は減少傾向にある。しかし、特定の地域や個々の施設におけるCREやmulti-drug resistant Acinetobacterbaumannii (MDRAB)のOutbreakの報告は後を絶たない状CPEの流入と拡散を阻止する必要がある。海外の流行地域において、治療を行なった患者を受け入れる場合には、積極的なスクリーニングを実施することが望ましい。また、日本国内にお況である。Outbreakを未然に防止するには、院内で問題となけるCPEの流行地域やOutbreakの報告施設からの転院につる多剤耐性菌の特徴を十分に理解し、早期発見に努めることがいては、アクティブサーベイランスを実施するなどの対応策が重要であると考えられる。また、市中での耐性菌の増加に伴い、必要である。そのためには、地域における情報（感染対策）
ネッ

院内への耐性菌の持ち込みの有無を判別することが不可欠に

トワークの充実が不可欠である。検体からの検出には、カルバ

なってきているMRSAにおいても、市中感染型とされるタイプ

ペネマーゼスクリーニング用に選択培地が用いられること多が院内で主流となっている施設も存在するなど、院内におけるい。Dr. Roberto Viauら15)の報告では、SuperCarba培地が薬剤耐性菌の状況は様相を変えつつあると考えられる。

感度・特異度ともに良好な結果となっている。CDCも少し煩雑ではあるが糞便からのスクリーニング法について液体培地を03

病院内感染に関連する
薬剤耐性菌のスクリーニング

用いた方法を提案している。我々も、日本国内で発売されているCPEスクリーニング培地の検討を実施した。
（図3）
当施設保
図3 クロモアガー mSuper CARBA
上のコロニーと他の選択培地との比較
クロモアガー mSuper CARBA培地
は、大腸菌であればピンク色のコロ
ニーを、それ以外は青色を呈する。
菌量が少なくても比較的検出感度が高い選択培地である。また、他の選択培地と比較しても、遺伝子型の種類にかかわらず発育することがわかる。

1）
薬剤耐性菌スクリーニングのポイント

薬剤耐性菌のスクリーニングを実施するにあたって重要なことは、闇雲に検出するのではなく、病院内のInfection Control
Teamにおいてスクリーニング実施のコンセンサスを取り、薬剤耐性菌検出後の対応を明確にしておくことが重要である。
どのような患者に対して、どのような種類の薬剤耐性菌を検出するのかなど、
まずは院内におけるルール作りをする必要がある。それらが整備された上で、薬剤耐性菌のスクリーニングには、2つの手順があると考えられる。第1は、検体から直接目的とする薬剤耐性菌をスクリーニングする方法と、第2は原因菌に対する薬剤感受性試験を実施後、特定の抗菌薬のMIC値を基準としてスクリーニングする方法である。直接材料から検出する場合には、目的とする薬剤耐性菌を検出するための抗菌薬が添加されている培地を使用し、培地上に発育した菌株を、精査・同定し最終決定する。MRSAやVRE、ESBL、CREを検出する培地が上市されている。また、近年血液培養からmecAやCTX-Mなどの薬剤耐性遺伝子を直接検出する自動機器なども

当施設検討結果
mSuper CARBA

chromID Carba

ESBL/MBL

Detection of CPE(n=18)

18

14

11

Sensitivity (%)

100

77.8

61.1

OXA-48, IMP

KPC、GES、IMP、
OXA-48、VIM

False negative
False positive (n)0

1 (ESBL)

1 (AmpC)

Specificity (%)

100

90

90

【使用菌株】
IMP型 12株、KPC型 1株、GES型1株、VIM型 1株、OXA48型 1株、NDM型 1
株、SMB型 1株

9THE CHEMICAL TIMES

特集

存株50株を用いて行ったmSuper CARBAの性能評価は、感おり、CPE検出の標準的方法とされている。

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

度100%、特異度86.4%であった。本検討で用いたIMP型16以上のように、薬剤耐性菌スクリーニングは様々な背景を考株のうち、13株は良好な感度で検出可能であったが、IMP-1

えて実施する必要があり、さらに1つの方法だけでは見落とす

型2株、IMP-6型1株については105 CFU/mL濃度での発育をケースも存在する。複数の方法を組み合わせて、重大な薬剤耐認めなかった。これらに対して、希釈倍率を下げて再検討した性菌を確実に検出できるような工夫が日常から必要である。

ところ、106CFU/mL濃度ではすべて発育を認めた。いずれの薬剤耐性菌にも共通して言えることだが、菌量が少ない場合にはスクリーニング培地といえども検出が困難な場合がある。あくまでも選択培地であることを念頭におくことが重要である。
CPEの薬剤感受性試験を用いたスクリーニングは、Clinical& Laboratory Standards Institute（CLSI）のMeropenem（MEPM）の判定基準を使用している施設が多いと思われる。

04

病院内感染に関連する
薬剤耐性因子の同定

1）
耐性因子の確定

薬剤耐性菌スクリーニングで検出された菌株は、耐性因子のしかし、国内ではIMP型が主流であり、カルバペネム系抗菌

確定には至っていないため、必要に応じて確認試験を実施しな薬の耐性度が低い株も存在するため、現行の基準では見落とければならない。もちろん、MRSAやPRSPなどは特別な確認方してしまう可能性がある。一方、European Committee on

法を必要とせず、MICだけで確定できるものもある。耐性因子

Antimicrobial Susceptibility Testing（EUCAST）のCPEス

を確定する必要性は、その特徴に合わせた感染対策を可能とす

クリーニング基準はCLSIよりも低値に設定されている（MEPMるところにある。CLSIやEUCASTでは、耐性因子毎に確認方法

MIC >0.12 μg/mL）
ため、感度はCLSIよりも良いと考えられが記載されている。特にEUCASTでは、ESBL産生菌やCPEなるが、日本で使用可能な薬剤感受性測定用パネルには低濃度

どのβラクタマーゼに関する検出フローが詳細に記載されてお測定が可能なものが少ない。ゆえに、CPEはカルバペネム系

り、日常検査における有用性は高い。確認試験はディスク法や薬だけを指標とするのではなく、CAZやCMZを指標とし、これ

微量液体希釈法などフェノタイプ
（表現型）
を使用した方法と薬ら薬剤のMICが高値の場合にはCPEを疑うことが望ましい。

剤耐性遺伝子を検出するジェノタイプ
（遺伝子型）
を使用した方一方、染色体性にAmpCを産生する菌種においては、CAZや法とがある。

CMZに通常耐性を示すことが多いため、我々はFaropenem（5μg/ディスク）を使用したCPEのスクリーニングを推奨してきた 16)。ディスク法ではあるが、非常に感度良くスクリーニ

2）
フェノタイプ（表現型）
による薬剤耐性菌の検出

日常検査において表現型の確認にはディスク法を使用する

ングすることが可能である。ESBL産生菌の確認試験の際に場合が多く、特にESBLやmetallo β-lactamase
（MBL）
などの

Faropenem（FRPM）
ディスクを置くことでESBL検出と同時

βラクタマーゼ産生の確認試験において活用されている。まにCPEスクリーニングも行うことができる。FRPMの阻止円がた、発色基質を使用したニトロセフィン法やシカベータテスト

15mm以下であればCPEを疑い、さらに精査を実施する。カルなどは迅速かつ簡便であり、多くの施設で利用されている。一バペネマーゼ鑑別ディスクPlus（関東化学）にもFRPM（10μg/

方で、微量液体希釈法は、ブドウ球菌属におけるClindamicinmL）が使用されており、本ディスクを使用したCPEのスクリーニ誘導試験やESBL確認試験などは標準で搭載されている薬剤ングも可能である。本ディスクにおいても、阻止円15mm以下

感受性試薬があるが、特にESBL確認試験などでは通常の測であればCPEが疑われる（図４）。

定薬剤数に応じて測定用ウェルを多く使用するため、日常で我々の検討においても感度は100%であった。また、2016使用されているケースは少ないと思われる。ディスク法を用い年のCLSIミーティングにおいて、カルバペネマーゼ産生グ

たESBL産生菌の検出には、Double Disk Synergy Testや

ラム陰性桿菌の新たな検出法として、Carbapenemase
Inactivation Method（CIM）
testが提案された17)。本法の利点として、特殊な試薬や器具を用いないためどの検査室でも安価で簡単に検査が可能であり、検出感度も99％と良好な結果を得ていることが挙げられる。2016年6月には、改良型CIM法も提案され、現在は本方法がCLSIのドキュメントに記載されてClavulanic acid添加ディスクを使用した方法がある。これら
は、Clavulanic acidの存在による阻止円の発育阻止帯や拡大により判定する。また、ESBLおよびAmpCが同時に鑑別可能なディスク（AmpC/ESBL鑑別ディスク：関東化学）も上市されている。カルバペネマーゼ産生菌の検出は、カルバペネマーゼにはAmbler分類でClassA、B、Dに分類される種類があるため、

図4 カルバペネマーゼ鑑別ディスクPlusのFRPM阻止円径
カルバペネマーゼ鑑別ディスクPlusのFRPMの阻止円径を示しているが、15mm以上はCPEが存在しなかった。15mmをCPE検出のCutOff値に設定可能なことを示唆する結果である。Non CPEで15mm以下を示した
耐性機序は全てAmpC産生株であった。

10

THE CHEMICAL TIMES

特集

図5 EUCASTにおけるカルバペネマーゼ検出フロー

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

1) 何 種 類 か のカル バ ペ ネマ ー ゼ を 産 生 する場 合にも、相乗効果が認められない場合がある。
（ 例えば、
MBL+KPC）
その場合には遺伝子検査が必要。
2) テモシリンの高度耐性（MIC : >128μg/mL、Disc :<11mm）はOXA-48の表現型マーカー

図6 カルバペネマーゼ鑑別ディスクPlusにおける各種CREの判定例

検討結果
Type

CPE

試薬
Reaction mixture.1

Reaction mixture.2

検出対象遺伝子
bla IMP-1 groupbla VIM groupbla GES groupbla KPC groupbla NDM groupbla OXA-48 groupbla IMP-6

電気泳動例と使用した検体
100: 100 bp DNA Ladder、P : ポジティブコントロー ル
増幅サイズ（bp） （試薬E）、1: IMP-1陽性菌株、2: VIM陽性菌株、3: カ
587
ルバペネマーゼ型GES陽性
401
菌 株 、4 : E S B L 型 G E S 陽 性
228
菌 株 、5 : K P C 陽 性 菌 株 、6 :798
NDM陽性菌株、7: OXA-48
616
陽性菌株、8: IMP-6陽性菌
442
株、N: ネガティブコントロー
282
ル(TE緩衝液)

Non
CPE

菌名

耐性遺伝子

Reaction
mixture.1

Reaction
mixture.2
negative

E.aerogenes

IMP-1

IMP

S.marcescens

IMP-6

IMP

IMP-6

P.rettgeri

IMP-1

IMP

negative

E.cloacae

VIM-2

VIM

negative

C.freundii

IMP-1

IMP

negative

K.oxytoca

IMP-1

IMP

negative

E.coli

IMP-6

IMP

IMP-6

K.pneumoniae

IMP-6

IMP

IMP-6

E.cloacae

IMP-1

IMP

非特異

K.pneumoniae

IMP-1

IMP

negative

K.pneumoniae

GES-4

GES

negative

K.pneumoniae

KPC

negative

KPC

K.pneumoniae

KPC

negative

KPC

K.pneumoniae

NDM-1

negative

NDM

K.pneumoniae

NDM-1

negative

NDM

S.marcescens

SMB-1

negative

negative

K.pneumoniae

OXA-48

negative

OXA-48E.coliOXA-48

negative

OXA-48E.coli

CTX-M-1

negative

negative
negative

E.coli

CTX-M-2

negative

K.pneumoniae

Non CPE CRE

negative

非特異E.coli

DHA

negative

negative

K.pneumoniae

CIT

negative

negative

K.pneumoniae

ACC

negative

negative

E.coli

ACC

非特異

negative

図7 シカジーニアス® カルバペネマーゼ遺伝子型検出キット２の電気泳動例と結果
シカジーニアス®カルバペネマーゼ遺伝子型検出キット２は、日本で検出されるCPEの遺伝子を検出することが可能で、さらにIMP型の中でもIMP-6を検出できる。当施設にて検討した結果、良好な成績を示した。ただし、当然キットに含まれていない耐性遺伝子は陽性にならないため、表現型の検査も重要である。

11

THE CHEMICAL TIMES

特集

同定にはそれぞれ異なる阻害剤を使用しなくてはならない。こ

参考文献

れらの鑑別表をEUCASTが提示しているが、KPCであればボ

1) A. Fleming, Br J Exp Pathol 10(3), 226–236 (1929).

ロン酸で、MBLであればジピコリン酸でそれぞれ阻害がかかる

感染制御―薬剤耐性
（AMR）
―

としている
（図5）
。日本では、MBL検出にSMAディスク（栄研化学）の使用が高いため、
このフローとは使用する阻害剤が若干異なる。また、鑑別にはCloxacillinやTemocillinを使用しなく

3) A. Kojima, Y. Ishii, K. Ishihara, H. Esaki, T. Asai, C. Oda, Y. Tamura,T. Takahashi, K. Yamaguchi, Antimicrob. Agents Chemother. 49(8),3533-3537 (2005).

てはならないため、一般の検査室での実施は困難である。カル

4) P. Morency-Potvin, D. N. Schwartz, R. A. Weinstein, Clin. Microbiol.
Rev. 30(1), 381-407 (2017).

バペネマーゼ鑑別ディスクPlus（関東化学）
は、FRPMにMBL阻

5) 荒川宜親, 日本化学療法学会雑誌 63(2), 187-197 (2015).

害剤、KPC阻害剤、AmpC阻害剤がそれぞれ添加されており、さらにTemocillinの測定も可能である。EUCASTのフローに使用されている阻害剤が全て添加されている
（図6）
。
しかし、
EUCASTはMEPMに阻害剤を組み合わせており、本ディスクのFRPMとは異なることを留意する必要がある。
3）
ジェノタイプ（遺伝子型）
による薬剤耐性菌の検出

遺伝子型による耐性因子の同定は、MRSAであればmecA遺6) M. S. Arcilla, J. M. van Hattem, M. R. Haverkate, M. C J. Bootsma, P.
J. J. van Genderen, A. Goorhuis, M. P. Grobusch, A. M. O. Lashof, N.
Molhoek, C. Schultsz, E. E. Stobberingh, H. A. Verbrugh, M. D. de Jong,
D. C. Melles, J. Penders, Lancet Infect Dis 17(1), 78-85 (2017).
7) L. García-Álvarez, M. T. G. Holden, H. Lindsay, C. R. Webb, D. F. J.
Brown, M. D. Curran, E. Walpole, K. Brooks, D. J. Pickard, C. Teale,
J. Parkhill, S. D. Bentley, G. F. Edwards, E. K. Girvan, A. M. Kearns, B.
Pichon, R. L. R. Hill, A. R. Larsen, R. L. Skov, S. J. Peacock, D. J. Maskell,
M. A. Holmes, Lancet Infect Dis. 11(8), 595-603 (2011).
8) K. Becker, S. van Alen, E. A. Idelevich, N. Schleimer, J. Seggewiß, A.
Mellmann, U. Kaspar, G. Peters, Emerging Infect Dis. 24(2), 242-248(2018).

伝子、ESBL産生菌であればCTX-M遺伝子の様にある特定の耐9) S. Schwendener, K. Cotting, V. Perreten, Sci Rep 7, 43797 (2017).

性遺伝子の検出により行う。
しかし、遺伝子型の検出は、表現型

10) S. Mancini, F. Laurent, T. R. Veloso, M. Giddey, J. Vouillamoz,
F. Vandenesch, P. Moreillon, J. M. Entenza, Antimicrob. Agents
Chemother. 59(4), 2435-2438 (2015).

と違い想定される遺伝子のみの検出になるため、検出漏れが発生してしまう。今やMRSAに関してもmecA以外にも遺伝子が存在するため、それらの場合はMRSAを見逃してしまうことになる。一方で、遺伝子検査は迅速に結果を得ることが出来る
ため、耐性遺伝子が陽性になれば早期に抗菌薬適正使用や感染対策が可能となるためメリットも大きい。近年、耐性遺伝子の検査も自動化されており、国内外から多くの機器が発売されている。
しかし、それら自動機器は高価であり、ランニングコストも通常よりもかかるため、日常検査への導入には時間を費やすと考えられる。従来から耐性遺伝子の検出には、In house PCR
により実施されてきた。サーマルサイクラーと電気泳動装置があれば低価格で検査が行えるのが利点である。近畿地区では、
疫学解析用にPCR-based ORF Typing（POT法）
を推奨し、これら機器の導入が進み、市中病院においても多くの施設でIn house PCRの実施が可能となった。加えて、それらの施設はESBLやCPEなどの耐性遺伝子の同定をシカジーニアス® ESBL

遺伝子型検出キット（関東化学）やシカジーニアス® カルバペネ

マーゼ遺伝子型検出キット２（関東化学）を使用し遺伝子の同定を試みている（図7）。今まで、大学病院などの大病院でのみ可能であったIn houseによるPCR検査が、市中病院でも実施可能になってきたことは、感染症診断において大きなインパクトを与えている。今後も日常臨床で有効なキットの開発を期待し
たい。

05

おわりに

世界的に薬剤耐性菌が問題となる中で、日本においては海外からの薬剤耐性菌の流入を防止するために、積極的なスクリー
ニングを行わなければならないと考える。一方、国内ではIMP-6型MBLを中心に“ステルス”と呼ばれる株が多く、これらを見逃さない工夫も必要となる。様々な検出方法が研究・開発される中で、自施設に合った方法を取り入れることが重要となってくる。また、
地域のおける薬剤耐性菌の情報を共有することで、抗菌薬適
正使用や感染対策がより充実したものになると思われる。
122) N. Yamashita, Y. Katakawa, H. Tanaka, Ecotoxicol. Environ. Saf. 143,
38-45 (2017).

11) D. R. Bhatta, L. M. Cavaco, G. Nath, K. Kumar, A. Gaur, S. Gokhale, D. R.
Bhatta, BMC Infect. Dis. 16, 199-205 (2016).
12) Center for Disease Control and Prevention, “Guideline for Isolation
Precautions：Preventing Transmission of Infectious Agents in
Healthcare Settings” (2007, https://www.cdc.gov/infectioncontrol/
pdf/guidelines/isolation-guidelines.pdf).
13) N. Shigemoto, R. Kuwahara, S. Kayama, W. Shimizu, M. Onodera, M.
Yokozaki, J. Hisatsune, F. Kato, H. Ohge, M. Sugai, Diagn. Microbiol.
Infect. Dis. 72(1), 109-112 (2012).
14) Center for Disease Control and Prevention, MMWR Morb. Mortal.
Wkly. Rep. 51(15), 343 (2002).
15) R. Viau, K. M. Frank, M. R. Jacobs, B. Wilson, K. Kaye, C. J. Donskey, F.
Perez, A. Endimiani, R. A. Bonomo, Clin. Microbiol. Rev. 29(1), 1-27
(2016).
16) 中村竜也, 小林沙織, 大沼健一郎, 楠木まり, 林 伸英, 大路
成, 三枝 淳, 荒川創一, 感染症誌 91(1), 14-19 (2017).

剛, 時松一17) K. van der Zwaluw, A. de Haan, G. N. Pluister, H. J. Bootsma, A. J. de
Neeling, L. M. Schouls, PLoS ONE 10(3), e0123690 (2015).Infect. Dis.
72(1), 109-112 (2012).

特集

感染制御 ―薬剤耐性 (AMR)―

院内感染対策に有用な
PCR-based ORF Typing法（POT法）の原理
Principles of PCR-based ORF Typing – useful toolfor nosocomial infection control.
藤田医科大学医学部微生物学講座 准教授

鈴木 匡弘

Masahiro Suzuki (Associate Professor)
Fujita Health University, School of Medicine, Department of Microbiology

キ ーワード01

薬剤耐性菌、分子疫学解析、POT法

はじめに

メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）などの薬剤耐性菌

02

分子疫学解析

分子疫学解析は各菌株の遺伝子等の違いを利用して分離株

は、院内感染の原因菌として感染管理の対象となって久しい。

を分類し、疫学調査に利用する解析手法である。個々の遺伝子

院内アウトブレークは患者の利益を損ねるだけでなく、医療機に注目して分類していくアプローチもあるが、ここでは染色体関の費用負担も膨らませるため、なるべくなら避けて通りたい

全体の遺伝子型のタイピング法について紹介する。染色体の事故である。一方で、完全に院内アウトブレークをなくすことは遺伝子型を決めることで分離菌がどのようなクローンである

困難とみられ、次善の策としてアウトブレークを早期に発見し、か、複数分離株が存在する場合に同一株か否かを調査すること

拡大を最小限に止めることが現実的な選択となる。

ができる。染色体のタイピングでは目的に応じて株レベルまで

病院内での水平伝播の解析は薬剤耐性菌が指標となることが多い。これは多くの病原菌が抗菌薬に感受性であるため、薬細分したり、近縁な遺伝子型をまとめたクローンレベルで分類したりする。

剤耐性菌を指標としやすいことによると考えられる。ところが、染色体の遺伝子型を決める方法として1990年頃からPFGEMRSAや基質特異性拡張型β－ラクタマーゼ（ESBL）
産生大腸が利用されてきた 2) 。PFGEは染色体DNAの制限酵素切断菌などは、すでに広く蔓延しており、日常的に検出される。検出パターンを電気泳動によって可視化するが、株レベルの菌株

数の多い耐性菌については病院内で伝播したのか、外部からの識別能を誇るタイピング法としては長らくほぼ唯一の方法で持ち込みなのか明確でないことも多い。その一方、多剤耐性ア
シネトバクター属菌
（MDRA）
やカルバペネム耐性腸内細菌科あった。MRSA USA300 3)やClostridioides difficile NAP1

(PCR-ribotypeでは027) 4)のようにPFGEパターンの多様性に

細菌
（CRE）
のように検出例が限定され、適切に制御することで乏しい一部のグループに属する菌では、PFGEによってクロー

今後の蔓延を防ぎ得るものもある。検出頻度が低い耐性菌のンを決める場合もある。
しかし、PFGEは専用の特殊な電気泳動

場合、検出数が増えること自体が院内伝播を疑うに十分である装置が必要であること、少なくとも3日と時間がかかること、結が、その一方対策を行うためにより明確な証拠を求められるこ果の解釈やデータベース化が難しいことなど、使いにくい面もともある。

ある。さらに、電気泳動パターンとして得られる結果を客観的にアウトブレークの発生源が明確に認識されていない状況では感染対策が後手に回る可能性が憂慮されるが、分子疫学解

判断することが求められるため、結果の解釈を行えるようになるまでにはある程度の経験が必要である。

析によって分離株の遺伝子型が同一か否かを調査することでPFGEよりも客観的に菌株の分類が可能な方法として、明瞭になることが多い。アウトブレークした株は同一遺伝子型

MultiLocus Sequence Typing法（MLST）が挙げられる。

となるため、水平伝播した範囲を明確に特定できる。従来、分MLSTでは通常7カ所のハウスキーピング遺伝子の塩基配列

子疫学解析ではパルスフィールドゲル電気泳動法（PFGE）を用決定を行い、その多型性を利用して分類を行う。各遺伝子座のいることが多かったが、時間とコストがかかること、結果の読み

塩基配列多型とその組み合わせはインターネット上のデータ取りや説明が難しいことなどから広く用いるにはハードルが高ベースに登録されており、各遺伝子型は番号で記載される。そかった。ところが、PFGEの欠点の多くを克服したPCR-basedの遺伝子型はSequence Type (ST)と呼ばれ、分離株の配列

ORF Typing法（POT法）の登場によって、細菌検査室で容易にデータをMLSTデータベースに問い合わせることでST番号が分子疫学解析することも可能になってきた 1)。ここでは簡易な得られる。登録された順に番号が振られているため、ST番号をタイピング法であるPOT法の原理とPOT法によって得られる

見ただけでは近縁関係はわからず、
データベース上の各領域の遺伝子型の特徴について解説する。

番号を調べる必要がある。多くの場合MLST解析の菌株識別能13

THE CHEMICAL TIMES

特集
感染制御―薬剤耐性（AMR）―

力は高くはなく、例えば院内感染疑い時の同一株を決めるには

PFGEとの比較では短時間で結果が得られる、結果を数値と不十分であることが多い。その一方、シーケンスベースの解析

して表記できる、判断基準が明確である、必要とする機器のコであることからデータの共有が容易であること、菌株識別能力

ストが低いといったメリットがある。その一方、菌種毎にキットをが高すぎないことから、世界的な流行クローンを調査するのに準備する必要がある、対象菌あるいは対象クローン以外は菌株

有効な手法である。

識別能力が低い、あるいは実施できないといった欠点もある。

他にもrep-PCRやMultiLocus Variable number oftandem repeat Analysis (MLVAあるいはVNTR)、PCRRibotypingなどいくつかのタイピング法が開発され、菌種によっては標準法として用いられている。また、近年は全ゲノム解析が容易となったため、全ゲノムデータを利用してタイピング
ここでは割愛する。
する方法も工夫されているが5)、04

POT法の原理

POT法では菌株毎に保有状態の異なる遺伝子の読み枠

大きな流れとしては全ゲノム解析に向かっているように見え（Open Reading Frame; ORF）
を複数
（約20個）
PCRで検出るが、全ゲノム解析も含め、どの方法も一長一短があるので、目し、その検出パターンによって遺伝子型を決めている。POT法

的に応じて使い分ける必要がある。

における検出対象のORFは、対象菌種の全ゲノム配列を複数03している。ゲノムを比較するとほとんどの菌種で①「MLSTと相株で相互比較し、臨床分離株における保有状態調査を経て決定

PCR-based ORF Typing法（POT法）

関のある保有パターン」
を示すORF群と、②「同一ST型内において多様な保有パターン」
を示すORF群がみられる。最初に設計された黄色ブドウ球菌用のPOT法では②のORFは主にプロ

POT法は院内感染疑い時に迅速に菌の遺伝子型を決め、院

ファージ内に存在したため、Phage ORF typingとして発表した

内感染対策に利用することを想定して開発されたタイピング法

後に菌種によって検出対象のORFがプロファージとは限らが6)、である。従来PFGEを必要とした検査を短時間かつ容易に、細なくなったため、
PCR-based ORF Typing法に名称変更した。

菌検査室でも実施可能となるよう目指して設計してある。
POT法はその名が示すようにPCRによる菌のタイピング法である。従来PCRによるゲノムのタイピングには特異性の低いプ
ライマーのアニーリング（ランダムプライム）を利用することが多く、結果の再現性や読み取りに難があったが、POT法は検出
遺伝子を固定することで再現性と結果の読み取りを容易として

現在利用可能な5菌種のPOT法全てが①と②のORFを組み合わせ、約20個を検出している。菌種によって、MLSTレベルで

C. difficile ）と特定の多様なクローンが検出される菌（緑膿菌、

流行クローンが多数検出される菌（MRSA、ESBL産生大腸菌、Acinetobacter baumannii ）とに分かれるため、前者においては①のORFが、後者においては②のORFが菌株識別能を実現いる。更に、複数の遺伝子を同時増幅可能なマルチプレックス

するための中心的な役割を果たしている。それに伴い菌株識別

PCRを採用しているため、従来からのエンドポイントPCRに必能力も前者はMLST程度であるのに対し、後者はPFGEと同等

要な実施時間に相当する半日程度で結果が得られる。

あるいはPFGEに近いものとなる。どちらの場合もSimpson’s

POT法は汎用されるタイピング法に比して人為的に設計さindexは0.97～0.98程度である。なお、Simpson's index

れた方法であるため、特定の菌種・クローンに特化しているが、は関 連 のない 2 株をタイピングしたときに異なる株としてその分、実用性が高い方法である。POT法では解析対象を臨

タイピングされる確率を示している。すなわちSimpson’s

床分離される菌に特化させることで、臨床現場へわかりやす

index 0.97の場合、異なる菌株が同一と判定される確率がいデータを迅速に提供するために必要十分な菌株識別能力を3%あることを示している。Simpson’s indexを算出するウェ発揮するよう設計してある。また、操作を覚えやすいよう、シカ

ブサービスがあり(http://www.comparingpartitions.

（関東化学株式
ジーニアス® 分子疫学解析POTキットシリーズ

i n f o / ? l i n k = H o m e ) 、容 易に計 算 可 能 で ある。ただし、会社）の作業手順は統一されている（図1）。

Simpson’s indexの計算には関連性のない菌株を用いる必要

図１ シカジーニアス® 分子疫学解析POTキットシリーズのワークフロー
シカジーニアス® 分子疫学解析POTキットシリーズの手順は熱抽出によるテンプレート作製、PCR反応液の調製、PCR、電気泳動、インターカレーター（エチジウムブロミド等）
による染色と撮影からなる。PCR反応液の調製はAptaTaq DNA polymerase、Primer
mixture、PCR supplementを各4μL混合し、テンプレートDNAを8μL添加する。これを2種類のPrimer mixtureそれぞれに作成する。
PCR反応条件は菌種毎に異なる。電気泳動はアガロースを用いる場合4%濃度の高解像度のものを用いる。

14

THE CHEMICAL TIMESORFの検出系としては複数遺伝子を同時増幅可能なPCR技MRSAは特定のクローンが流行する細菌である。また、国・イズはおよそ80bp～600bpの間であり、4%アガロースゲル

地域によって優勢なクローンが異なり、時間経過と共に優勢ク

で分離・解析が可能である。また、PCRにはサーマルサイクラー

ローンが変化する現象も観察される。黄色ブドウ球菌用のPOTを使用するが、現在様々なメーカーから発売されている複数

キットは2010年に発売されたため、当時圧倒的に優勢であったの機種が存在する。POT法のPCRでは多くのサーマルサイク
ラーで同等の結果が得られるが、一部機種では反応温度を調New York / Japan clone (Ny/Jp clone, ST5, SCCmec

type II)を主なターゲットとして設計されている。現在はNy/Jp

整する必要がある。温度上昇及び降下が緩やかな機種の方がcloneの比率が低下し、若干菌株識別能が低下する傾向が見ら増幅は良好な傾向にあり、高速タイプのサーマルサイクラーでれる。特にPOT型106-137-80や106-183-37の菌株は日本で増幅が悪い場合は温度変化を緩やかに設定することで改善すの検出頻度が高く、無関係な菌株が同一POT型となることもしる場合がある。

ばしば起き、結果の判断に迷うことが考えられる。
しかし、
これら

POT法による菌株の解析結果である遺伝子型（POT型）
は、の菌株の比率が日常的な状態から極端に高くなった場合、水平POT1-POT2(-POT3)からなる数値（POT値）の組み合わせ伝播を疑った方が良い。POT型106-137-80や106-183-37なで記載される。POT1～POT3の数値はそれぞれの検出対象

ど、POT法で識別困難なクローンはPFGEパターンのバリエー

ORFの有無を1, 0に置き換えることで二進法の数値とし、それションも低い傾向にあり、菌株レベルでの解析が難しい菌株とを十進法に変換することによって得られる。シカジーニアス®分

考えられる。また、増加傾向が見られるUSA300（多くの場合子疫学解析POTキット（関東化学株式会社）の取扱説明書に記

POT型は106-77-113）
もPFGEパターンのバリエーションに乏載してある係数は2nからなる数値で、二進法で得られたそれぞしいクローンであり、POT法による菌株レベルでの識別も難し

れの数値を十進法へ変換するための定法である。従って、POT

い。今後このようなバリエーションに乏しいクローンがどのよう型の数値は検出ORFパターンそのもので、POT型からORFのな経過をとるのか注視していく必要がある。

検出パターンを復元することができる。例えば、APIの細菌同定キットにおける数値化を拡張したものと考えると、理解しやすい。十進法に変換するときに係数“1”が係る部分が＋の場合だけ奇数となるため、耐性遺伝子などをこの部分に割り当て、
特定の遺伝子の存在がわかりやすいように設計してある菌種もある。また、各POT値計算のセットの中で最も大きい係数も固有の数値で、この係数以上であれば最も大きい係数が係る遺伝子が陽性であることがわかる（図2）。例えば、緑膿菌用のPOT法の場合POT2が奇数ならばbla IMP陽性、64以上なら
bla VIM陽性である。

感染制御―薬剤耐性（AMR）―術であるマルチプレックスPCRを採用している。増幅産物のサ

05

黄色ブドウ球菌用POT法（SA POT法）

特集があるので、
アウトブレーク由来の株を用いて計算してはいけない。

SA POT法ではPOT1を構成する検出ORFとして、SCCmec

由 来 の も の が 5 個とS T 型 依 存 の も の が 2 個 含 ま れる 7 ) 。
SCCmec のtype IIとtype IVについてはPOT法で決めることができ、他については推定となる（図３）。SCCmec とST型依存

ORFの組み合わせで、Ny/Jp cloneはほぼ正確に推定可能で、POT1値は93となる。近年増加したPOT1値が106の株はSCCmec type IVでST型はST8またはST1及びそれらの多様体である。

SA POT法の菌株識別能力は主としてPOT2とPOT3の検出パターンによって確保されている。両者の検出ORFの大部
分は黄色ブドウ球菌に溶原化したプロファージである5)。Ny/JpcloneではSimpson’s indexは0.99と極めて高い菌株識別能力を示すが、市中感染型クローンが増えた現在では多少低下していると予想される。

図２ バンドパターンからPOT型への変換
バンドの有無を有→1、無→0に変換し、2 nからなる係数をかけ、和を計算することでPOT値を算出する（この例では105）。係数1のバンドが＋の場合のみ奇数となり（青枠部分）、最大の係数のバンドが＋の場合のみPOT値は最大の係数より大きくなる（赤枠部分）。これは緑枠部分の係数を全て足しても最大の係数（この例では64）より1小さい数（この例では63）にしかならないためである。この性質を利用し、緑膿菌用や大腸菌用のPOTキットではPOT2あるいはPOT3の値から耐性遺伝子などの存在が容易に判定できる。

図３ SCCmec 構造の概要（黄色ブドウ球菌）
SCCmec はmec gene complexのクラスとcassette chromosome
recombinase (ccr )の型の組み合わせでタイプが決まる。SA POT法には
mec gene complex class AおよびB、
ccr A2が含まれるため、SCCmec
type IIとSCCmec type IVは決まる。

15

THE CHEMICAL TIMES

特集

06

大腸菌用POT法（EC POT法）

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

大腸菌は極めて多様な遺伝子型の菌株が存在するが、EC
POT法は主にST131のESBL産生大腸菌をターゲットとして設計されている。様々なST型に分類されるESBL産生大腸菌が存

08

Clostridioides difficile 用POT法（CD POT法）

CD POT法も他の菌種のPOT法と同様に2反応系で試験す

C. difficile は多様なクローンが分離されるが、その一
る
（図４）
。

方でPCR-Ribotypingにより決定されるグループであるPCR-

在するが、病院で検出される菌株の多くはST131に分類される

ribotype 014や018など、分離頻度が高いクローンも存在すクローンである。POT1の値が49となる株がST131に該当し、る。PCR-ribotypeとMLSTにはある程度の相関が見られ、分十分な菌株識別能力が得られるよう設計されている。実際には離頻度の高いPCR-ribotype 014の多くの株はST2、018のnon-ST131のESBL産生大腸菌に対してもST131と同等の菌

多くの株はST17に相当する。CD POT法ではPOT1でST型と株識別能力が得られる。これは、non-ST131のESBL産生大腸

相関の高いタイピングを行い、POT2で菌株識別能力の補完

菌には多様なクローンが存在することから、そもそもORFの保を行っているが、菌株識別能力の向上は限定的である。少数の有パターンの違いも大きいことによる。その一方、POT法が不解析結果によるデータではあるが、ST2の株はPOT1=485、

向きな大腸菌も存在し、例えば腸管出血性大腸菌に対しては極ST17の株はPOT1=691、ST81の株はPOT1=700となった。

めて限定的な識別能力しかない。

また、POT2はPOT1の値が同じ株を細分類する機能に加え、EC POT法におけるPOT2とPOT3を構成する検出ORF

toxinA、toxinB、binary toxinの検出プライマーを含んでおは、前述のとおり特にST131の分離株で菌株識別能が高くなり、toxin陽性の株はPOT2の値が奇数となる。なお、toxin Aおるよう設計されている。ST131の分離株においては、PFGEをよびbinary toxinについてはPOT2の値から即座に判断する

画像解析しバンドパターンの相似度を示す指標であるDice

ことは難しい。POT法に含まれるtoxin AおよびBプライマーは

coefficientを計算した場合の相同性90%程度に相当する菌株それぞれ陽性の場合に増幅産物が得られる。暫定値としてCD識別能力がある。Simpson’s indexは約0.97である。加えてPOT法のSimpson’s indexは約0.97となった。分離頻度が高POT2にはESBL遺伝子であるCTX-M-2及びCTX-M-1、POT3いST型の場合、POT法によるタイピング結果も同一POT型とにはCTX-M-9の各CTX-Mグループの検出プライマーが含まなる可能性が高くなると予想されるため、慎重な判断が必要にれている。これらの遺伝子を保有する株は、それぞれPOT2のなると予測される。

値が128以上及び奇数、POT3の値が奇数となる。

07

Clostridioides difficile は、かつてClostridium
なお、
difficile と記載されていたが、2016年に分類が変更された9)。

緑膿菌用POT法（PA POT法）

緑膿菌はカルバペネム耐性菌だけを取り上げても、極めて多様なクローンが検出される。
メタロ－β－ラクタマーゼ産生緑膿菌の場合クローナルな流行が見られることもあるが、多くの場合分離されるクローンには多様性がある。緑膿菌のPOT法
はPOT1によってMLST程度の菌株識別能力を確保しており、POT1が菌株識別の主要な部分を担っている8)。POT1の値はST型とある程度相関する。
しかしPOT1の値は1024 (210)未満
なので、多様性の高い緑膿菌のST型を網羅するには不十分である。そのため、同一POT1値を持つグループでも、MLSTレベ

図４ CD POT法における電気泳動イメージ
CD POT法は11-plex PCRと10-plex PCRの2反応系で構成される。POT1の
値はMLSTとの相関が高く、POT2は同一ST型内での菌株識別能力の向上に寄与すると共に、toxin A, B及びbinary toxinの検出プライマーを含んでいる。

ルで異なるクローンが混在することは避けられない。
PA POT法におけるPOT2はプロファージのORFを中心に検出し、菌株識別能力向上に寄与している。設計当初、
メタ
ロ－β－ラクタマーゼ産生緑膿菌として多く検出されていた
ST235（POT1の値は207となる）
における性能向上を目指したが、ST235以外のクローンでも菌株識別能力に寄与する。
POT2-4はインテグロンに関連する遺伝子で、プラスミドに乗っていることがあり、脱落が観察されたことがある。またPOT2に
これらの遺はbla IMPとbla VIMの検出プライマーが含まれており、伝子を保有する株は、それぞれPOT2の値は奇数、64以上となる。
PA POT法のSimpson’s indexは0.98である。緑膿菌は同一クローンが長期間優勢になることは少ないようで、実用上問
題の無い菌株識別能力が維持されていると考えられる。

09

アシネトバクター属菌用POT法（AC POT法）

A C P O T 法は他 の P O T 法とはやや趣を異にしている。

アシネトバクタ ー 属 菌 は 菌 種 同 定 が 難しいことから 、A .

calcoaceticus – baumannii complexのうち、臨床分

A. nosocomialis 、
A. pittii 、離例の多いA. baumannii 、Acinetobactar species close to A. nosocomialis (A.

seifertii に相当すると考えられる) の各菌種のマーカーが加えrpoBられている。これらのうちA. pittii マーカーの感度が低く、配列によってA. pittii と同定された分離菌がA. pittii マーカー

陰性となることが時々見られる。また、POT1では国際流行クローンの同定を主な目的として検出ORFを決めている。POT1

16

THE CHEMICAL TIMESは十分である。
また、PCR産物のコンタミネーションも発生することがある。

値が8になる株が多く見られるが、多様なST型の株が混在してPCR反応液を調製する場所と電気泳動する場所は分ける必要ではないA. calcoaceticus – baumannii complexの分離菌でもPOT1の値は得られるが、ST型との関係は不明である。

があり、それぞれで使用する器具（ピペット、
チップ等）も分ける必要がある。特に電気泳動に使用するピペットでPCR反応液を調製してはいけない。

AC POT法においてもPOT2及びPOT3の値で菌株レベル

POT法を実施した際に増幅バンドが全く見られないことがあの識別を行う。但し、菌株レベルの識別はIC ⅠおよびIC Ⅱのる。その場合、コロニーを拾い直し、
テンプレート作製から再試場合のみ実施可能で、その他の場合はバンドが少ない、あるい験するが、それでもバンドが増幅されない場合は菌種同定の結は検出されず、菌株識別に全く寄与しないことが多い。菌株識果を疑う必要がある。

別能力はPFGEを画像解析しDice coefficientを計算した場
合の相同性90%程度であるが、Simpson’s indexは0.94と低い。その一方で同一アウトブレーク事例由来株でも、アウトブ
レークを構成する菌の主要なPOT型からORF1個違いのPOT型の株がしばしば見つかる。そのためアシネトバクター属菌用POT法では例外的にORF1個違いのPOT型についても同一株

12

今後の課題

注目度の高い薬剤耐性菌としてCREが挙げられる。CRE解である可能性を考慮する必要がある。

析の難しさとして菌種が多いこととプラスミド伝播が挙げられ10る。POT法は各菌の性質に合わせて設計されるため、菌種毎にPOT法による遺伝子型の判定

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

A. baumannii
おり、
この場合ST型を推定することはできない。

特集の値が122であれば、international clone II（IC Ⅱ）、
69であればinternational clone I（IC Ⅰ）と推定される10)。POT1のキットを準備する必要があり、対象菌種拡大を急ぐ必要がある。
また、プラスミドの伝播により複数菌種から構成されるアウトブ
レークが発生する11)。このような事例ではプラスミドの解析をPOT法では同一POT型となった場合のみ同一菌株と判定する必要とするが、コストが高くつくことや解析手法が発展途上で（アシネトバクター属菌用POT法を除く）。ORFが1個違う場あることから、染色体の解析を行うことによって必要な情報が合の近縁関係については考慮しない。これはPOT法で検出し得られる従来の耐性菌と比べ、分子疫学データを提示することているORFがファージなどに由来することに起因し、例えば別が現状では難しい。プラスミド解析の簡易化は今後の重要な課のファージが溶原化した場合など、一つの変化でORFが1個だ題である。

け変わる可能性を説明できないことによる。アウトブレークを

もう一つ課題としてあげる必要がある現象として、クローン疑う集団の中で同一POT型の株が見られた場合、同一菌株でシフトがある。MRSAではすでに開発時とは異なるクローンがある疑いが濃厚となる。患者や医療従事者の情報など、他の疫主要なものの一つとして置き換わりつつある12)。特定のクロー

学情報を加味して総合的に判断する。また、関連のない株が同

ンがターゲットとなっているPOT法（黄色ブドウ球菌用、大腸菌

一POT型となる可能性があることも考慮する必要がある。特に用、アシネトバクター属菌用）
では今後の流行クローン変化がMRSAの106-137-80のようにしばしば検出されるPOT型の菌株識別能に大きく影響する可能性がある。流行クローンの変場合は特に注意が必要である。対策としてはアウトブレークの化を注視していきたい。

発生が疑われない時期の菌株について、あらかじめPOT型を

また、POT法は高度なマルチプレックスPCRを用いているた

調査しておき、平常時の参考データとすることも一法と考えらめ、その結果の再現性を担保することは重要な課題である。現れる。

在1年に1回メーカーズサーベイが行われているが、第三者に分離菌の遺伝子型情報は院内感染の発見と制御に大変有益よる外部制度管理評価も必要になってくると予想される。

なデータであるが、特定のPOT型が多い場合など限界もある。
アウトブレークの判定には患者情報や医療従事者の情報など
疫学情報を加味し、総合的に判断することが重要である。

11

POT法を実施する際の注意点

13

まとめ

POT法によって分子疫学解析が容易になり、病院内でデータをとることも増えてきた。分子疫学データは感染制御のための強力なエビデンスとなり、上手に活用することで納得のいくア

POT法は純粋培養菌を用いて試験する。コンタミネーション

ウトブレーク対策がとれる。その一方、分子疫学データに頼りすしている菌の菌種が対象菌種と異なる場合、PCRの増幅が悪く

ぎると、本来関連のない分離菌に対して過剰な対応をとったり、なることなどの影響に留まると予想される。
しかし、同一菌種のあるいは分子疫学解析結果を待ち対応が遅れたりするなど、悪異なる株が混在した場合、2菌株が合わさった結果が出てくる

い面が出ることもある。分子疫学解析の特徴を踏まえ、賢く利ため、判定できない。最もやっかいなのは混在していることに気用してもらいたい。

づくことが困難ということである。
POT法を実施する際に失敗が多いポイントとしてテンプレー
ト作製が挙げられる。慣れないうちは菌の懸濁濃度が高くなりすぎる傾向が見受けられる。抽出液がうっすら濁る程度で菌量17THE CHEMICAL TIMES

特集

表1 各種POTキットの特徴のまとめ
黄色ブドウ球菌用(SA POT)

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

黄色ブドウ球菌(Staphylococcus
aureus )対象菌種

それぞれのPOT法で
可能なこと

バンドの
本数

緑膿菌用
(PA POT)
緑膿菌(Pseudomonas
aeruginosa )大腸菌用(EC POT)

アシネトバクター属菌（A.
baumannii、A. pittii、A
大腸菌
nosocomialis、Acinetobacter(Escherichia coli )species close to A. nosocomialisの4 菌種）

C. ディフィシル用 (CDPOT)
C. ディフィシル(Clostridioides
difficile )・菌株の識別・ST型（特にST131型）の ・菌株の識別
・菌株の識別・菌株の識別・アシネトバクター属菌の菌種の識別
推定・クローン同定
・ST型の推定
・MRSAクローンのCC型、・A.
 baumannii の菌株識別とST型、 ・薬剤耐性遺伝子
・毒素遺伝子（toxinA, B,
・薬剤耐性遺伝子（VIM,
国際流行クローンの識別
SCCmec 型の推定
（CTX-M-1,2,9の各グ
binary toxin）
の保有状
IMP）
の保有状況の確認
ループ）の保有状況の況の確認
確認

Reaction
Mixture1

12

10

12

12

11

Reaction
Mixture2

12

9

13

12

10

・ポジティブコントロール
・SCCmec 関連遺伝子
・主にプロファージを構成する遺伝子のORF

・ポジティブコントロール
・メタロβラクタマーゼ遺伝子(VIM, IMP)・主にゲノム全体の遺伝的バックグラウンドを反映する部分（Genomic
Islet）

・各菌種のポジティブコントロール
・ゲノム全体の遺伝的バックグラウン
ドを反映する部分（Genomic Islet)
・A. baumannii IC I, IC IIの菌株識別用として、Genomic Island・ポジティブコントロール
・ESBL遺伝子・ポジティブコントロール(CTX-M-1,2,9)・毒素遺伝子(toxinA, B,
・ゲノム全体の遺伝的binary toxin)
バックグラウンドを反・主にゲノム全体の遺伝
映する部分（Genomic
的バックグラウンドを反Islet）
映する部分（Genomic
・菌株識別用として、
Islet）
Genomic Island

菌種、菌株の識別

菌株の識別、ST型の推定

菌株の識別、PCRRibotype、ST型の推定PCR増幅部位

検出
している
ORFの
役割

POT1

ST型のうち近縁なものをまとめたclonal complex
菌株の識別、ST型の推定（CC）型と、SCCmec 型
の推定

POT2

菌株の識別

薬剤耐性遺伝子の有無と菌株の識別(A. baumannii のみ)
菌株の識別

薬剤耐性遺伝子の有無と菌株の識別毒素遺伝子の有無と菌株
の識別

POT3

菌株の識別

ー

菌株の識別(A. baumannii のみ)

薬剤耐性遺伝子の有無と菌株の識別ー

POT値から得られる情報識別能・POT値1が1000未満であればA.
baumannii 、1000以上2000未満
・MRSAの場合、POT1の・メタロ－β－ラクタマーゼ であればA. pittii 、2000以上3000
値の合計は64以上未満であればA. nosocomialis 、産生株の場合、POT2の・MSSAのPOT1の値は3000以上4000未満であればA.
値の合計は64以上また30以下の偶数で、多くのsp. close to A. nosocomialis 、は奇数
場合0,2,4,または64000以上であればアシネトバク
ター属菌であるが菌種は不明

PFGEと同等

MLSTと同等

参考文献
1) 鈴木匡弘, THE CHEMICAL TIMES 221(3), 16-21 (2011).
2) S. Ichiyama, M. Ohta, K. Shimokata, N. Kato, J. Takeuchi, J. Clin.
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3) L. K. McDougal, C. D. Steward, G. E. Killgore, J. M. Chaitram, S. K.
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18

アシネトバクター属菌用(AC POT)

特にA. baumannii のICⅠ,IC Ⅱにおいて、PFGE程度

・POT1の値が49であれ
ば、ESBL産生大腸菌で多く分離されるST131
型
・POT2の値が奇数であ・POT2が奇数であれば、ればCTX-M-1 group、
毒素産生型
128 以上であればCTX-M-2 group、POT３の値が奇数であればCTX-M-9 group の各
ESBL 遺伝子を保有
特にESBL産生大腸菌において、PFGEと同等

PCR-Ribotypingと同等(以上)

7) M. Suzuki, M. Matsumoto, M. Takahashi, Y. Hayakawa, H. Minagawa, J.
Appl. Microbiol. 107(4), 1367-1374 (2009).
8) M. Suzuki, K. Yamada, M. Aoki, E. Hosoba, M. Matsumoto, H. Baba, Y.
Iinuma, J. Appl. Microbiol. 120(2), 487-497 (2016).
9) P. A. Lawson, D. M. Citron, K. L. Tyrrell, S. M. Finegold, Anaerobe 40,
95-99 (2016).
10) M. Suzuki, E. Hosoba, M. Matsui, Y. Arakawa, J. Clin. Microbiol. 52(8),2925-2932 (2014).
11) 安部朋子, 永田由美, 松井真理, 青木知信, 柴山恵吾, 関塚剛史, 山下明
史, 堀内寿志, 山口佳子, 渡邉真理, 大隈英子, 黒田 誠, 鈴木里和，
日本臨
床微生物学雑誌 27(3)，158-167 (2017).
12) S. Osaka, K. Okuzumi, S. Koide, K. Tamai, T. Sato, K. Tanimoto, H.
Tomita, M. Suzuki, Y. Nagano, K. Shibayama, Y. Arakawa, N. Nagano, J.
Med. Microbiol. 67(3), 392-399 (2018).

特集

感染制御 ―薬剤耐性 (AMR)―

当院における医療関連感染対策・抗菌薬適正使用対策について～POT法を活用した対策を含めて～Approach of the Antimicrobaial Stewardship and infection control at Our Hospital～Approach of infection control by Molecular Epidemiological Analysis using POT methods～
大阪市立大学医学部附属病院 感染制御部 主査／大阪市立大学大学院医学研究科 臨床感染制御学

中家 清隆

Kiyotaka Nakaie (Section Head)
Department of Infection Control, Osaka City University Hospital / Infection Control Science, Graduate School of Medicine, Osaka City University

大阪市立大学医学部附属病院 感染制御部 部長／大阪市立大学大学院医学研究科 臨床感染制御学 教授

掛屋 弘

Hiroshi Kakeya (Department manager / Professor)
Department of Infection Control, Osaka City University Hospital / Infection Control Science, Graduate School of Medicine, Osaka City University

キ ーワード01

医療関連感染対策、抗菌薬適正使用対策、PCR-based Open Reading Flame typing（POT）法

の適正使用

はじめに

⑤ 研究開発・創薬⑥ 国際協力の６つの分野に関する目標が設定されている（表1）。
その中で薬剤耐性菌に関する成果目標として、2020年までに現在、日本を含めて世界中で薬剤耐性（Antimicrobial

肺炎球菌のペニシリン耐性率や黄色ブドウ球菌(MRSA) のメ

Resistance：AMR）を獲得した細菌の増加が問題となっていチシリン耐性率、大腸菌のフルオロキノロン耐性率をそれぞる。多くの薬剤耐性菌は健常人にとっては害の少ない細菌であれ、15%以下、20%以下、25％以下に低下させる成果指標が作るが、免疫の低下している患者には重篤な感染症を引き起こす

成されている。また、抗菌薬の使用量に関しても、2013年水準

可能性がある。また、薬剤耐性菌は医療施設でアウトブレイクの3分の2に減少させる目標も立てられている
（表2）
。中には目

を引き起こして社会問題となるだけではなく、グローバル化に標達成が厳しい項目も含まれているが、各施設において薬剤

伴い、海外の超多剤薬剤耐性菌が日本に持ち込まれる例が多耐性菌に対する取り組みを実施することが求められている。当数報告されている。さらに薬剤耐性菌は医療環境のみならず、院においても、15年前より組織として医療関連感染対策に取り

市中や畜産分野でも検出されており、One healthでの対策が組んできた。その中で分離菌の分子疫学解析を取り入れること求められている。現在の状態のまま、何も対策を実施しなけれで、更に感染対策を充実させることができた。本稿では、PCR-

ば2050年には癌による死亡者数を越えるという試算もされ、based Open Reading Flame Typing（POT）法を活用した1）

警鐘が鳴らされているが、その対策として、2015年の世界保感染対策を含め、当院の感染対策および抗菌薬適正使用活動

健機関総会では薬剤耐性（AMR）に関するグローバル・アクショを概説する。

ン・プランが採択された。我が国においても2016年に薬剤耐性（AMR）対策アクションプランが取りまとめられ2）、①普及啓発・
教育② 動向調査・監視③ 感染予防・管理④ 抗微生物剤

表1 薬剤耐性（AMR）に関するグローバル・アクション・プラン６つの分野に関す
る目標
分野

目標

表2 薬剤耐性（AMR）に関するグローバル・アクション・プラン成果指標
ヒトに関して1 2020年の肺炎球菌のペニシリン耐性率を15%以下に低下させる。
2〃

 黄色ブドウ球菌のメチシリン耐性率を20%以下に低下させる。

3〃

 大腸菌のフルオロキノロン耐性率を25%以下に低下させる。

4〃

 緑膿菌のカルバペネム(イミペネム)耐性率を10%以下に低下させる。

5〃

 大腸菌及び肺炎桿菌のカルバペネム耐性率0.2%以下を維持する。

普及啓発・教育

国民の薬剤耐性に関する知識や理解を深め、専門職等への教育・研修を推進する

2

動向調査・監視

薬剤耐性及び抗微生物剤の使用量を継続的に監視し、薬剤耐性の変化や拡大の予兆を適確に把握する

63

感染予防・管理

適切な感染予防・管理の実践により、薬剤耐性微生物の拡大を阻止する

7

医療、畜水産等の分野における抗微生物剤の適正な使用を推進する

81

4 抗微生物剤の適正使用5

研究開発・創薬

薬剤耐性の研究や、薬剤耐性微生物に対する予防・診断・治療手段を確保するための研究開発を推進する

6

国際協力

国際的視野で多分野と協働し、薬剤耐性対策を推進する

2020年の人口千人あたりの一日抗菌薬使用量を2013年の水準の3分の2に減少させる。
〃

 経口セファロスポリン系薬、
フルオロキノロン系薬、
マクロライド系薬の人口千人あたりの一日使用量を2013年の水準から50%削減する。

〃

 人口千人あたりの一日静注抗菌薬使用量を2013年の水準から20%削
減する。

薬剤耐性
（AMR）
アクションプラン（本体）,
https://www.mhlw.go.jp/file/06-Seisakujouhou-10900000Kenkoukyoku/0000120769.pdf

薬剤耐性
（AMR）
アクションプラン（本体）,
https://www.mhlw.go.jp/file/06-Seisakujouhou-10900000Kenkoukyoku/0000120769.pdf

19

THE CHEMICAL TIMES

特集

02

当院における
医療関連感染対策の変遷

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

当院における最初の医療関連感染対策組織は、2002年に発足したInfection Control Team（ICT）である。当時は主に看表3 実施頻度別医療関連感染対策および抗菌薬適正使用対策
実施
頻度

毎日

護師と臨床検査技師で2週間に一度ミーティングを実施し、微生物検査情報や抗MRSA抗菌薬の使用状況報告を実施していた程度であった。
組織の体制強化としては、2003年に当院での一人目の感染管理認定看護師が誕生し、その後、2007年、2013年にも資格習得者が増え、現場での感染対策の充実に貢献している。

毎週2013年には、医師2名、看護師2名（専従）、薬剤師1名（専任）、
臨床検査技師1名（専任）の体制で感染制御部が発足したが、翌年、臨床検査技師も専従化されたことにより、豊富な微生物検査データを解析して感染対策に応用できるようになった。
抗菌 薬 適 正 使 用に関する取り組 みとして、2 0 0 4年に抗毎月

分子疫学解析については、アウトブレイクを強く疑う事例の場合、外部委託検査でパルスフィールドゲル電気泳動法（PulseField Gel Electrophoresis; PFGE）
による分子疫学解析を実施していたが、2004年より院内実施に変更した。一方で、
PFGE法は、相当な労力と費用がかかるため、2010年よりPOT

法 3)による分子疫学解析を導入した。また2011年より新規

MRSA症例の院内伝播か持込かの検討を開始し、
アウトブレイ

ク基準についてはPOT法の結果を考慮した基準に変更した。さらに2014年には、臨床検査技師が専従化されたことにより、新規検出MRSA全例に対してPOT法による分子疫学解析を実施することができるようになった。
院内のシステムについては、2007年に病院システムの電子カルテ化によって抗菌薬の届出を電子カルテ上で運用できるようになり、同時に新たな感染制御システムを構築して、感染対策を充実することができた。

耐性菌検出報告

感染対策

血液培養検出報告

感染対策

毎年

抗菌薬適正使用
抗菌薬適正使用

広域抗菌薬投与報告
病棟への耐性菌等検出報告、対策確認

感染対策

耐性菌検出報告

感染対策

血液培養検出報告

感染対策

抗菌薬適正使用

無菌材料検出報告

感染対策

抗菌薬適正使用

分子疫学解析
（POT法）
報告

感染対策

アウトブレイクアラート報告

感染対策

CD、
インフルエンザ、
ノロウイルス検出報告

感染対策

環境ラウンド

感染対策

抗MRSA薬TDM実施報告

抗菌薬適正使用

血液培養陽性症例

抗菌薬適正使用投与抗菌薬ラウンド

抗菌薬適正使用

耐性菌検出報告

感染対策

血液培養検出報告

感染対策

抗菌薬適正使用

ICTニュース発行

感染対策

抗菌薬適正使用
抗菌薬適正使用

抗菌薬使用状況報告

け出を開始した。また、2006年に抗菌薬適正使用ガイドライン薬投与例に対する介入や、抗菌薬適正使用ラウンドを開始した。

区分

長期投与抗菌薬ラウンド

MRSA抗菌薬、2011年にはカルバペネム系抗菌薬の抗菌薬届を作成し、都度改訂を加えている。さらに、2013年に広域抗菌

内容耐性菌検出年集計報告

感染対策

手指消毒薬使用量年集計報告

感染対策

アンチバイオグラム作成

抗菌薬適正使用

抗菌薬使用量年集計報告

抗菌薬適正使用

ルバペネム耐性腸内細菌科細菌)、VRE(バンコマイシン耐性腸球菌)、MDRP(多剤耐性緑膿菌)、2剤耐性緑膿菌、MDRA(多剤耐性アシネトバクター)、2剤耐性アシネトバクター、BLNAR(βラクタマーゼ非産生アンピシリン耐性)インフルエンザ菌、
PRSP(ペニシリン耐性肺炎球菌)など）、広域抗菌薬等（カルバ
ペネム系抗菌薬、第四世代セフェム系抗菌薬、広域ペニシリン
系抗菌薬、ニューキノロン系抗菌薬、抗MRSA抗菌薬、抗真菌薬）の新規投与症例を報告している。血液培養陽性症例については、菌名確定例に加えて、菌名が未確定でグラム染色結果のみが判明している途中段階でも報告している。また、耐性菌用スクリーニング培地の発育状況などの情報もこの場で共有している。
血液培養の結果報告については、当院の微生物検査室および、感染症内科医は365日体制で運用している。以前は微生物検査室から主治医や担当医、病棟に連絡をしていたが、201803

現在の
医療関連感染対策運用について

医療関連感染対策の基本は、薬剤耐性菌をつくらないことと、伝播させないことである。薬剤耐性菌をつくらないためには抗菌薬適正使用の推進、伝播させないためには標準予防策
や経路別予防策の遵守に加え、伝播の早期発見が重要である。
当院で実施している医療関連感染対策および抗菌薬適正使用対策を頻度別（毎日、毎週、毎月、毎年）
に示す。
（表3）

年より微生物検査室から感染症内科医に連絡体制を変更した。
その理由は、報告を受けた感染症内科医が投与されている抗菌薬や検査結果などを確認後、担当医に連絡することで、より迅速に的確な感染症治療を実現するためである。
また、連日（土日分は週明けの月曜日）、感染症内科による届
出抗菌薬の管理を行っている。毎朝のカンファレンス終了後、感染症内科医によって、広域抗菌薬等の新規投与症例の抗菌薬の使用理由や培養実施の有無などの確認を行い、必要に応じて培養実施依頼や薬物血中濃度測定依頼などの記載を、簡易な選択により電子カルテに入力できるようにシステムを構築した。
（図1）
また、血液培養陽性症例についても、同様に抗菌薬投毎日実施
朝カンファレンス

病棟への耐性菌検出報告・対策確認

ンバーで、前日の新規血液培養陽性症例、新規耐性菌検出症例が検出された場合に
VRE、CD(Clostridioides difficile )など）

毎朝、医師・看護師・薬剤師・臨床検査技師の感染制御部メ（MRSA、MRCNS(メチシリン耐性コアグラーゼ陰性ブドウ球菌)、ESBL(基質特異性拡張型βラクタマーゼ)産生菌、CRE(カ20

与状況や検査データの確認を行っている。

感染対策が必要な耐性菌等（MRSA、CRE、MDRP、MDRA、は、看護師と臨床検査技師の複数職種で病棟に訪問して直接報告している。我々は感染対策の実施状況を確認して、必要にTHE CHEMICAL TIMES

および、遵守状況の確認、必要に応じて環境検査や保菌検査も実施する。また、病棟スタッフ間で意識を高め、危険な状況であ
院内伝播アラート表示を該当病棟のナースステーションなどに表示している。
（図3）
表4 当院のMRSAアウトブレイク基準と対策
対象菌

MRSA

疫学解析

全例ＰＯＴ実施

第一疑
POT法にて同一病棟で同一株が2名以上/4週
アウトブレイク条件 （持ち込み例を除く）
・該当部署へ連絡
アウトブレイク疑い時・スタンダートプリコーションの遵守と接触予防策の実施の強化
実施内容
・環境整備

図1 広域抗菌薬新規投与時のカルテ記載入力画面

応じた経路別予防策の実施や個室管理を依頼する。また当院では必要な感染対策に応じて、標準予防策、接触予防策、飛沫
予防策、空気予防策の感染対策表示をすべての病室入り口に提示するルールとしている。さらに、リスクに応じて接触予防策

第二疑対策実施後に複数名の拡大を認めた場合
アウトブレイク条件
・原因究明のコンサルティング（環境調査・保菌調査（鼻腔・手）
・検出患者の要因分析など）
アウトブレイク拡大時 ・原因の除去（環境改善・保菌者へのバクトロバン塗布・保菌者の除菌確認など）
実施内容
・手指衛生直接観察
・ベストプラクティス作成と遵守状況確認
アウトブレイク
解除条件

感染制御―薬剤耐性（AMR）―ることをスタッフで共有認識するために、
レベル1、
レベル2の

特集

として、手指衛生の直接観察を実施、ベストプラクティスの作成

新規検出（持ち込み例を除く）
を4週認めない

表示を通常レベルと高レベルの2段階に設定し、CRE（CPE（カルバペネマーゼ産生腸内細菌科細菌））、
メタロβラクタマーゼ
産生菌、MDRP、MDRA、VREなど高度耐性菌は、高レベルの感染対策を実施する対象として通常の耐性菌（MRSAやCDIなど）と区別している。高レベルの感染対策を実施することの意識付けとして、通常の接触予防策とは異なる色のガウンを着用することにより、周囲スタッフに対しても高度耐性菌に対応していることが分かるように工夫している。
（図2）

図3 院内伝播アラート表示

MRSAについては、POT法による分子疫学解析を定期的に実施する以前は、検出数や検出状況によって伝播リスクの判定をしていたが、現在は毎週新規検出MRSA症例に対して全例
POT法による分子疫学解析を実施している。
しかし、地域の伝播株の存在などの理由から、POT番号が一致した症例すべてが院内伝播とは限らないため、過去の判定方法とPOT法を組み合わせた、独自の院内伝播indexでのリスク判定評価している。
（表5）
表5 院内伝播index判定表
入院後経過日数

図2 標準予防策・経路別予防策病室表示

毎週実施
耐性菌等の検出報告

MRSAやESBL、MDRP、MDRA、CREなどの耐性菌については4週間の病棟別の検出状況を報告している。その他、血液培
養陽性報告、無菌材料陽性報告、CDやインフルエンザ、
ノロウ
イルスなどの簡易同定検査の陽性報告、POT法による分子疫
学解析報告を行っている。集計期間は過去4週間分の集計を行っている。
当院のMRSAのアウトブレイク基準を表4に示す。当院では、
アウトブレイク基準を2段階に設定している。持ち込み以外の症例においてPOT法による分子疫学解析で病棟内一致が1例でも検出されればレベル1のアラートとして、標準予防策および接触感染予防策の遵守、環境整備などの感染対策を強化する。さらに複数伝播が確認される場合には、レベル2のアラート

基準

考え方

48時間以上

長時間のため院内伝播の可能性は高い

点数
2

48時間以内短時間のため院内伝播の可能性が低い

0

POT法による分子疫学解析結果
基準

考え方

同一病棟一致（短期間：2ヶ月）
同一病棟一致（長期間：2ヶ月以上）
別病棟一致（短期間：2ヶ月）
別病棟一致（長期間：2ヶ月以上）

同一病棟で短期間に検出があるため院内伝播の可能性は高い
同一病棟で一致したため
院内伝播の可能性はある
別病棟ではあるが短期間に検出があるため院内伝播の可能性はある
別病棟であり、期間があいているため
院内伝播の可能性はあるが判定は困難

一致無し

院内伝播の可能性は低い

点数
3
2
2
1
0

微生物検査結果
基準
同系材料で初回陰性で二回目以降の検査で検出
入院後に形成された創部などの材料からの検出

考え方

点数

院内伝播の可能性が高い

2

院内伝播の可能性が高い

2

初回検査で検出

持ち込みか院内伝播かの判定は困難

1

過去保菌されていて、陰性化されていない

持ち込みの可能性が高い

0

21

THE CHEMICAL TIMES

特集

以前の伝播リスク判定方法では、入院後経過時間が48時間以上では伝播した可能性が高い（２点）と判定し、入院後に同系以内の同一POT番号の検出がある場合にも、伝播の可能性が高い（２点）と判定している。

統の材料が陰性と確認されている例で陽性転化した場合や、手ある場合は伝播の可能性が高い（２点）と判定していた。現在は

環境ラウンド病棟ラウンドの目的は、院内環境の標準化である。感染制御

以前の判定基準に加え、POT法の結果を反映している。同一病部スタッフは、感染対策マネージャー（リンクナース・リンクドク棟から同一POT番号の検出が短期間（２ヶ月以内）にあった場

ター）とともに、定期的に病棟および、外来、検査室、内視鏡室、合、最も伝播の可能性が高い
（３点）
と判定し、
２ヶ月以上の期間

手術室などの環境について、チェックリストを使用してラウンドがあいた同一病棟からの検出、別の診療科や病棟からの２ヶ月

している
（表6）
。1週間以内に報告書をフィードバックし、2週間後に問題点が改善できているかの確認ラウンドを実施してい表6 環境ラウンドチェックリスト

る。チェック項目内容は毎年一部を更新して、新たなチェックポ

１．
環境整備について（状況確認）
点滴調製台

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

術創部など入院前に存在しなかった部位や材料からの検出がイントを確認するようにしている。また定期ラウンド以外にも月点滴調製台に手指消毒薬が設置され、適切に使用されているか

別のテーマを決め、全病棟のラウンドを実施している。

点滴調製台はエアコンの吹き出し口の下ではないか

環境整備

点滴作成エリアは整理整頓され、清潔が保たれているか
1日使用回数＝（使用量÷手指消毒薬1回使用量）／開封から経過した日
数
消毒用クロスは日付け管理され、蓋が閉まった状態で保管されているか

詰所内 水回り（シンク等）に防護具や洗浄・消毒済み器材を保管していないか
汚物室

針刺し事故

水回り
（シンクや汚物槽等）に防護具や洗浄・消毒済み器材を保管していないか
検体の保管場所は、周囲の器材などを汚染しないようエリアが区別されているか
評価日当日の自動蓄尿器使用患者数は何名か（自動蓄尿器が設置されている部署されている部署のみ確認）
血液培養採取や中心静脈カテーテル挿入時の皮膚消毒は、1％ヘキザッ
クアルコールを使用しているか
針捨て容器にリキャップした針を捨てていないか

使用していない針捨て容器は、蓋が閉まった状態で保管されているか
２．
感染対策の知識・技術について（質問・技術を確認）

知識

用量、期間等が適切であるかを判定し、不適切な使用方法の場
合、担当医に変更を提案している。
POT法による分子疫学解析の実施

手指消毒困難であるが、POT法はPFGE法と同等の精度で短時間（4時

手のひらはできているか間程度）に実施可能な検査法である。

指の間はできているか

POT法導入当初はアウトブレイク疑い時にのみに実施して手の甲はできているか
親指は包み込むようにできているか

いたが、2014年以降は新規検出全株に対してPOT法による解手首までできているか

析を実施している。更に感染対策を充実させるために、2015

手全体が消毒できる適量をとっているか

年からMRSAのPOT法解析頻度を毎月実施から毎週実施に15秒以上かけて行っているか変更した。実施頻度を上げることにより、黄色ブドウ球菌（S.
に占めるMRSA率（MRSA検出患者数／S. aureus 検
aureus ）防護具（手袋・エプロン・マスク）を着用する順番が言えるか
防護具（手袋・エプロン・マスク）を外す順番が言えるか

出患者数）
（ 図4）
および、病棟内伝播率（病棟内で同一POT番

防護具（手袋・エプロン・マスク）
が正しく着用できるか
防護具（手袋・エプロン・マスク）
が正しく外すことができるか

針刺し・血液曝露事故発生時の対応（流水で洗浄、上司に報告、中検で検査、届出）がどこに記載されているか示してください
安全装置付き翼状針で採血する場合の手順（開封～抜針まで）
を実践し
針刺し事故
てください
針刺し・切創事故発生時は、感染症の有無にかかわらず、すべて報告していますか
鋭利物は、何色のバイオハザードマークに廃棄しますか？

血液・体液そのものや組織など液体は、何色のバイオハザードマークに
医療廃棄物 廃棄しますか？
感染症がある場合で、血液・体液汚染したガーゼは、何色のバイオハ
ザードマークに廃棄しますか？
感染防止対策マニュアルの保管場所を知っているかマニュアル

抗菌薬などの広域抗菌薬の場合は１週間以上の使用を対象と
する）
（ 表7）
および、血液培養陽性症例に対し、抗菌薬の種類、

PFGEは実施に4日程度を要し、日常業務として実施することは

指先から行っているか

防護具

以上使用,第四世代セフェム、広域ペニシリン、
カルバペネム系

当院では、2010年にPFGE法に代わり、POT法を導入した。

患者接触前後は、必ず手指消毒をしていますか
腕時計・指輪をはずしているか技術

2014年より医師、看護師、薬剤師、臨床検査技師で毎週抗菌薬適正使用ラウンドを実施している。抗菌薬長期投与例（2週間

汚物処理室は整理整頓され、清潔が保たれているか

消毒

抗菌薬適正使用ラウンド

職員にインフルエンザが発生した時の対応マニュアルの場所を知っているか
感染防止対策の指針の場所を知っているか号検出数（2症例目以降）／入院新規MRSA患者数）（図5）の有意な院内伝播数の減少が確認された4）。そのため、現在も毎週実施を継続している。当院でのPOT法実施頻度は、MRSAは毎週実施、ESBL大腸菌は毎月実施、多剤耐性および二剤耐性緑膿菌は毎月実施、多剤耐性および二剤耐性アシネトバクター
は、
ほとんど検出されないため、検出時に随時実施している。施設によって耐性菌の検出頻度は異なるため、POT法実施頻度
はそれぞれの施設の耐性菌検出状況により設定することが望
ましいと考える。

表7 抗菌薬長期投与リスト

22

区分

No

患者ID

性別

年齢

病棟

診療科

薬品名

開始日

★

1

○○○

○○

患者名
○○

女

43才

○病棟

○科

アシクロビン点滴静注用２５０ｍｇ／１０ｍＬ○○年○月○日

日数 回数
20

★

2

○○○

○○

○○

男

82才

○病棟

○科

ザイボックス注射液６００ｍｇ○○年○月○日

18

47

★

3

○○○

○○

○○

男

71才

○病棟

○科

バンコマイシン塩酸塩点滴静注用０．
５ｇ○○年○月○日

18

44

★

4

○○○

○○

○○

女

61才

○病棟

○科

点滴静注用ホスカビル注２４ｍｇ／ｍＬ ２５０ｍＬ○○年○月○日

15

15

★

5

○○○

○○

○○

男

60才

○病棟

○科

バンコマイシン塩酸塩点滴静注用０．
５ｇ○○年○月○日

14

37

6

○○○

○○

○○

男

77才

○病棟

○科

ユナシン-Ｓ静注用 １．
５ｇ○○年○月○日

13

41

▲

7

○○○

○○

○○

男

77才

○病棟

○科

バンコマイシン塩酸塩点滴静注用０．
５ｇ○○年○月○日

13

14

20

▲

8

○○○

○○

○○

男

60才

○病棟

○科

ゾシン静注用４．
５ｇ○○年○月○日

13

39

▲

9

○○○

○○

○○

女

58才

○病棟

○科

メロペン点滴用バイアル０．
５ｇ○○年○月○日

12

25

▲

10

○○○

○○

○○

男

63才

○病棟

○科

メロペン点滴用バイアル０．
５ｇ○○年○月○日

1239★2週間以上投与▲カルバペネム系

THE CHEMICAL TIMES
P<0.05

P=0.11

毎月実施

40.0

ICTニュース発行

ICTニュースは毎月発行しており、トピックス、季節性の感

20.0

染対策、感染対策に関する年集計、血液培養検査集計、針刺し

10.0

事故件数などを掲載している。
（ 図7）血液培養集計の掲載は0.0
入院MRSA（%）
外来MRSA
（%）
入院外来差
（%）

2013年
43.8
31.3
12.5

2014年
39.5
26.3
13.2

2015年
33.5
24.2
9.4

図4 入院・外来別MRSA率の推移
MRSA率：MRSA検出患者数／S. aureus検出患者数×100（％）
J Infect Chemother. 2016 Nov;22(11):733-737.
P<0.05
(件)
300

(%)
30

250

25

200

20

150

15

100

10

50

5

2014年
病棟内同一POT番号件数
病棟内同一POT番号検出率

別検査提出患者数を掲載していた。過去の複数セット採取率は約40％と低かったが、監視効果や抗菌薬適正使用対策実施により徐々に上昇し、現在では90％を超えている。複数セット採取率は一定の成果が得られたため、現在は広域抗菌薬（第四世代
セフェム、広域ペニシリン、
カルバペネム系抗菌薬）
使用時の血液培養採取率を診療科別にフィードバックすることにより、適切なタイミングでの血液培養検査実施を促している。

0

2015年

病棟内不一致件数

図5 病棟内同一POT番号検出率の推移
同一POT番号検出率：病棟内で同一POT番号検出数（2症例目以降）／入院新規MRSA患者数×100（％）4) J Infect Chemother. 2016 Nov;22(11):733-737.

POT法による分子疫学解析結果のフィードバック

POT法を実施する上で、結果のフィードバックが重要である。

当院では、POT法の結果が一致していなくても定期的に結果を病棟および、診療科にフィードバックしている。MRSAを含む
ブドウ球菌は、乾燥表面で最長で７ヶ月も生存するとされているため、過去一年以内に同一病棟または、同一診療科より同一
POT番号の検出があった場合、一致した過去の症例を現場にフィードバックしている（図6）。MRSAのPOT法は毎週実施して、現場にフィードバックすることにより、迅速に感染対策を実施することが可能となり、現場スタッフにしか気付けない、院内伝播要因を見つけられる場合もある。

2013年から開始しており、診療科別複数セット採取率、診療科

感染制御―薬剤耐性
（AMR）
―

30.0

0

特集

(%)
50.0

図7 ICTニュース（左：血液培養複数セット率、右：広域抗菌薬投与時培養実施率）

毎年実施
アンチバイオグラム

アンチバイオグラム（薬剤感受性率）
は施設の状況を反映させた経験的治療（empiric therapy）
を行う上で重要なデータである。当院では1年分のデータのアンチバイオグラム(図8)を毎年更新している。グラム陰性桿菌、グラム陽性球菌（ブドウ状）、
グラム陽性球菌（連鎖状）など、
グラム染色結果別、入院外
来別、材料種別、菌種別に集計している。同一菌種でも、一部の菌種では入院外来や材料種別によって薬剤感受性率が異なる
ため細分化している。
しかし、細分化しすぎると件数が少なくな
り、データの信憑性が低くなることが危惧され、一年間の集計
期間中に10株以上ある菌種を表示しているが、30株未満のデータは参考値として報告している。施設によっては検出数が異なるため、集計期間や更新頻度、分類方法は各施設で設定することが望ましい。
0〜20%

グラム陰性桿菌（腸内細菌＋ブドウ糖非発酵菌）
材料

入外

血液
血液
血液
血液
呼吸器
呼吸器
呼吸器

入院
入院
入院
入院
入院
入院
入院

呼吸器

入院

呼吸器
呼吸器
呼吸器
呼吸器
呼吸器
呼吸器
呼吸器
呼吸器

入院
入院
入院
入院
入院
入院
入院
外来

20〜40%

40%〜60％60〜80％

80％〜100％

SBT/ TAZ/
CFPN- SBT/
菌名
株数
ABPC PIPCAMK TOB GM MINO CPFX LVFX IPM MEPM DRPM AZT ST FOM CL
CEZ CTM CTX CAZ CMZ CCL FMOX CTRX CFPM CZOPABPC PIPCPI CPZ
Escherichia coli
50/146 54.0 56.0 64.0 100.0 76.0 78.0 78.0 84.0 98.0 76.0 98.0 78.0 80.0
100.0 96.0 100.0
84.0 94.0
70.0 100.0 100.0
80.0 84.0 90.0
Klebsiella pneumoniae
21/146 9.5 61.9 90.5 95.2 95.2 95.2 95.2 95.2 100.0 95.2 100.0 95.2 95.2
100.0 100.0 100.0
95.2 90.5
100.0 100.0 100.0
95.2 85.7 52.4
Pseudomonas aeruginosa 14/146
85.7
85.7
85.7
85.7 85.7
85.7 100.0 100.0 92.9
92.9 92.9 78.6 100.0 100.0 85.7
14.3 100.0Enterobacter cloacae
12/146 8.3 50.0 25.0 66.7 8.3 16.7 41.7 58.3 8.3 8.3 25.0 25.0 100.0
100.0 75.0 100.0
100.0 91.7
100.0 91.7 91.7
58.3 91.7 16.7
Pseudomonas aeruginosa 151/554
91.4
92.1
91.4
91.4 95.4
88.7 98.0 100.0 92.7
94.0 88.1 82.8 88.1 92.1 87.4
10.6 100.0
Klebsiella pneumoniae
63/554 0.0 50.8 71.4 90.5 79.4 81.0 81.0 84.1 95.2 79.4 98.4 81.0 82.5
100.0 87.3 98.4
87.3 79.4
93.7 98.4 96.8
82.5 82.5 39.7
Enterobacter cloacae
54/554 9.3 75.9 22.2 85.2 0.0 14.8 70.4 68.5 5.6 0.0 18.5 70.4 98.1
100.0 87.0 100.0
96.3 94.4
98.1 100.0 100.0
75.9 96.3 24.1
Stenotrophomonas (X.)
54/554
38.9
3.7
100.0
90.7
100.0
maltophilia
Acinetobacter sp
45/55477.8
88.9
93.3 95.6
93.3 95.6 95.6 95.6 100.0 93.3 93.3 0.0 97.8 100.0
95.6
100.0
Escherichia coli
40/554 50.0 55.0 52.5 97.5 77.5 80.0 77.5 87.5 97.5 72.5 97.5 82.5 82.5
100.0 92.5 97.5
85.0 90.0
52.5 100.0 100.0
82.5 80.0 95.0
Serratia marcescens
40/554 12.5 90.0 10.0 100.0 0.0 7.5
97.5 95.0 0.0 87.5 90.0 100.0
100.0 100.0 100.0
100.0 97.5
97.5 100.0 100.0
95.0 100.0 32.5
Klebsiella oxytoca
24/554 0.0 62.5 66.7 95.8 62.5 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 95.8 100.0
100.0 95.8 100.0
95.8 95.8
91.7 100.0 100.0
95.8 95.8 33.3
Enterobacter aerogenes 17/554 11.8 82.4 58.8 100.0 11.8 35.3 76.5 88.2 11.8 5.9 29.4 82.4 100.0
100.0 100.0 100.0
100.0 94.1
100.0 100.0 100.0
82.4 100.0 47.1
Pseudomonas spp.
13/554
92.3
100.0
100.0
100.0 100.0
100.0 100.0 92.3 92.3 100.0 100.0 100.0 92.3
46.2 38.5
Citrobacter freundii
11/554 9.1 63.6 45.5 100.0 9.1 27.3 63.6 63.6 45.5 9.1 54.5 54.5 100.0
100.0 100.0 100.0
100.0 100.0
100.0 100.0 100.0
63.6 100.0 90.9
Pseudomonas aeruginosa 19/47
100.0
100.0
100.0
94.7 94.7
100.0 100.0 100.0 94.7
89.5 94.7 78.9 94.7 89.5 94.7
26.3 100.0

2017年アンチバイオグラム

図8 当院におけるアンチバイオグラム例

期間：2017年1月～12月
重複処理：同一患者の場合初回検出を集計
対象：10株以上のものを表示対象とした（30株未満のものは少数のため参考とさせて頂きます、分母は材料・入院外来・菌形態が同一のものです）

23

THE CHEMICAL TIMES

特集

04

医療関連感染対策効果判定について

連携施設のスタッフに当院の環境ラウンドや抗菌薬適正ラウンドに参加してもらい、自施設での対策に活用してもらっている。

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

医療関連感染対策のさらなる改善には、定期的な評価を行

さらに、当院スタッフも連携施設に出向き、環境ラウンドや研修

い、PDCA（Plan-Do-Check-Act）サイクルを回していくことがを実施することにより、連携施設全体での感染対策強化につな重要である。当院では感染対策の評価項目として,黄色ブドウ球

がることを期待している。

菌に占めるMRSA率,病棟内伝播率および医療経済対効果などを挙げ、評価を行っている。感染対策の改善指標の一つであるに占めるMRSA率（計算式：MRSA
黄色ブドウ球菌（S. aureus ）

（図4）
の低下を目
検出患者数／S. aureus 検出患者数×100）
標としている。

06

最後に入院時のスクリーニングが全例に実施されていない場合は、当院の感染対策の内容を概説した。POT法での分子疫学解検出されたMRSAは持ち込みか、院内伝播かの判定が難しい。

析は、他施設でも有用性が報告されている7)8)9）。POT法の導

POT法導入前は、新規検出数の入院後48時間以降の検出数

入は院内伝播を可視化させ、感染対策の最も大きな分岐点にをモニタリングしていたが、入院時検査をすべて実施しているなったと考える。さらに分析結果をリアルタイムに現場に提示とは限らず、持ち込みと院内伝播の判定を正確に評価できていすることで現場も納得して感染対策強化を実施できている。まなかった。現在はPOT法の結果を利用した、病棟内伝播率（計

た、正確な情報伝達は現場のスタッフの対策に問題が無いとい算式：同一病棟内で6ヶ月以内の同一POT番号検出数（2症例目

うことを証明することにも有用である。例えば、短期間に複数以降）／入院新規MRSA患者数×100）
で評価している（図5）。

件数の耐性菌が同一病棟で検出された場合でも、POT法で関2017年の当院における、外来又は、入院後48時間以内の持ち連性を否定できれば、現状の対策が正しく実施されていること込みと判定された新規MRSA検出を表8に示す。持込判定にもが証明でき、不必要な感染対策の強化を実施する必要がなく関わらず、POT型：106-137-80株は年間30例超も検出され、なる。不必要な対策強化は多くの労力を要し、本当に必要な場

地域蔓延株の存在を示唆している5）。病棟内伝播率において面での感染対策の遵守率が低下をもたらす可能性もある。現も、このような地域蔓延株の影響を受けている可能性もある。

在では現場に耐性菌の報告をした際に、スタッフから「この株の表8 2017年

MRSA持込・外来検出 POT-No別検出件数（3例以上検出）

POT-No

件数

POT-No

件数

106-137-80
93-189-111
106-9-80
106-183-37

31
12
6
6

106-9-2
108-8-2
93-191-103
93-189-125

5
4
3
3

感染対策の医療経済効果については、不必要な支出を抑制できることを示し、増員や設備投資をしても費用対効果がある
ことを明らかにすることが重要である。MRSA感染症例では、医療費が余分に必要となる報告もある6)。当院で実施した感染対策の改善事例として、POT法の実施頻度を1ヶ月から1週間に変更した前後（2014年と2015年）の病棟内伝播例のDPC

POT法の結果はいつ出るのですか？」と聞かれるほど、POT法は当院の感染対策に必要不可欠な存在になっている。
一方、これまで様々な感染対策を講じてきたが、院内伝播は無くなっていない状況である。患者は、「院内伝播が起こらないこと」を当然期待しているであろう。すべての院内伝播を無くすことは容易ではないが、感染制御部と現場スタッフで協力しながら、「院内伝播は起こらないことが当然である」という状況を目指していきたい。
本成果は、国立研究開発法人日本医療研究開発機構新興・再興感染症に対する革新的医薬品等開発推進研究事業（課題番
号JP18fk0108052）の支援により得られました。

区分別の症例数を比較したところ（表9）、MRSA感染症群にお参考文献

いてⅢ超入院期間症例数は13例から4例に9例減少したことか

1) J. O’Neill, “Antimicrobial Resistance: Tackling a crisis for health andwealth of nations” (HK Govermment & The Wellcome Trust, 2014;
https://amr-review.org/sites/default/files/AMR Review Paper Tackling a crisis for the health and wealth of nations_1.pdf ) (参照
2018-08-07).

ら、POT法による解析の医療経済的効果が示唆される。
表9 2014年-2015年 病棟内伝播におけるDPC区分別症例数
患者数
Ⅰ入院期間
Ⅱ入院期間
DPC区分
Ⅲ入院期間
Ⅲ超入院期間他DPC外等

05

2014年

2015年

70名
5 (  7%)18 (26%)20 (29%)17 (24%)10 (14%)40名
0 (  0%)10 (25%)16 (40%)8 (20%)
6 (15%)

地域連携について当院は感染防止対策加算2に係る届出を行っている6施設と連携している。年に4回院内感染対策に関するカンファレンスを実施し、その中で各施設からの耐性菌検出数を定期的に集計してモニタリングしている。また、施設の状況にあわせたアウトブ
レイク基準の作成や、臨床検査業務における感染対策ガイドラ
24

インの作成などにも取り組んでいる。さらなる充実のために、

2） 厚 生 労 働 省 , 薬 剤 耐 性（ A M R ）対 策 アクションプラン , h t t p s : / /www.mhlw.go.jp/file/06-Seisakujouhou-10900000Kenkoukyoku/0000120769.pdf (参照2018-07-19).
3） M. Suzuki, Y. Tawada, M. Kato, H. Hori, N. Mamiya, Y. Hayashi, M.
Nakano, R. Fukushima, A. Katai, T. Tanaka, M. Hata, M. Matsumoto, M.
Takahashi, K. Sakae, J. Appl. Microbiol . 101(4), 938-947(2006).
4） K. Nakaie, K. Yamada, K. Park, Y. Nakamura, Y. Okada, A. Fujita, H.
Fujimoto, Y. Kaneko, H. Kakeya, J. Infect. Chemother. 22(11), 733737(2016).
5） 小川将史, 奥田和之, 笠井香里, 阿部瑛紀子, 東 良子, 香田祐樹, 角坂芳彦, 蔦 幸治, 医学検査 65(4), 387-391(2016).
6） 小林寬伊, 松村千夏, 日本環境感染学会誌 25(2), 111-112(2010).
7） 野口恵子, 満田正樹, 山﨑勝利, 太田岳志, 太田かおり, 山本 基, 辰田仁美, 日本環境感染学会誌 30(4), 257-261(2015).
8） 森山英彦, 松田親史, 柴田 宏, 西村信弘, 廣瀬昌博, 長井 篤, 感染症学雑誌 86(2), 115-120(2012).
9） 宮本敦史, 浅岡忠史, 山岡雄祐, 原田百合奈, 田中希世, 原口直紹, 山本
和義, 三宅正和, 西川和宏, 池田正孝, 平尾素宏, 中森正二, 関本貢嗣, 日
本外科感染症学会雑誌 11(2), 121-125(2014).

特集

感染制御 ―薬剤耐性 (AMR)―

ファージセラピーの臨床応用と世界の動向 –パターソン症例からClinical application of the bacteriophage therapy and world trend- patterson's case
酪農学園大学 獣医学群 獣医学類 獣医生化学ユニット 助教

藤木 純平

酪農学園大学 獣医学群 獣医学類 獣医衛生学ユニット 教授

樋口 豪紀

酪農学園大学 獣医学群 獣医学類 獣医生化学ユニット 教授

岩野 英知

Jumpei Fujiki (Assistant Professor)
Laboratory of Veterinary Biochemistry, School of Veterinary Medicine, Rakuno Gakuen University

Hidetoshi Higuchi (Professor)
Laboratory of Veterinary Hygiene, School of Veterinary Medicine, Rakuno Gakuen University

Hidetomo Iwano (Professor)
Laboratory of Veterinary Biochemistry, School of Veterinary Medicine, Rakuno Gakuen University

キ ーワード01

ファージセラピー、ＡＭＲ、多剤耐性菌、アシネトバクター、パターソン症例

米国での実施例で話題となっているパターソン症例をNIAID

はじめに(National Institute of Allergy and Infectious Diseases)、
FDA主催のワークショップや国際学会における本症例報告の現在、抗生物質の効かない細菌である薬剤耐性菌が世界中で問題になっている。1928年に世界最初の抗生物質であるペ内容も含めて包括的に解説し、ファージセラピーの海外の動向について紹介することでその可能性について論じたい。

ニシリンが発見された後1945年に臨床応用され、一度は感染症との戦いは終わったと宣言された。
しかし、現代に至るまで抗生物質と多剤耐性菌との「いたちごっこ」
が続いており、その状
況に人の方が疲弊してしまっている。近年、多剤耐性菌の制御に対して、バクテリオファージ（ファージ）
を使用したファージセ
ラピーが注目を浴びている。ファージは細菌を攻撃するが、人体に無害なウイルスである。自然界は多種多様なファージにあふれ、その数は細菌の10倍以上の1032とも見積もられており、それぞれの細菌に特異的なファージが存在する。生物の腸管にさえ、宿主細菌が存在すれば、それに適応するファージが存図1 ファージの構造と感染サイクル

在している。ファージは、宿主細菌膜上のレセプター分子を認識し、自身の頭部に格納しているウイルスゲノムを細菌内に送り込み、細菌の持つシステムを利用して娘ファージを大量に作り出し、膜を破壊する溶菌酵素（エンドライシン）
によりペプチド
グリカンを破壊することで細菌は死滅する（図1）。感染サイク02

ヒト医療におけるファージセラピーの応用；パターソン症例とはルは早いもので30分くらいであり、宿主1個体から100～200

2016年3月、
トム・パターソン氏は、ファージの全身投与にの娘ファージが誕生する1-3)。ファージは、ペニシリンの発見よりよって、米国で初めてのファージセラピー成功症例として知ら13年前の1915年にトゥオートによって発見され、1917年のデれることとなった。現在、臨床医学領域において広く知られるパレルによる溶菌作用の発見以来、ファージセラピーとして東欧

ターソン症例である。

諸国で活発に研究、臨床応用が展開されている。今日、ロシア、抗生物質に代表される抗菌薬の使用が薬剤耐性菌の出現とジョージア、ポーランドでのみファージは製剤化 4)されており、蔓延を引き起こしている今日、英国政府によるロード・オニール

盛んに感染症治療への開発が行われている。また、これらの国“ 2050年には、薬剤耐性菌によって年間らの報告 6)によると、

では現在でも、重大な毒性や副作用無しに ファージが実際に1000万人以上の人々が命を落とし、がんよりも大きなリスクとヒトに対して応用されている。

なる”と警鐘が鳴らされている。これらの薬剤耐性菌問題が顕

5)

本稿では、
ヒト医療におけるファージセラピーの応用として、在化した背景を受けて、欧米諸国は、その切り札としてファージ
25

THE CHEMICAL TIMES

特集に着目しており、
ファージセラピーに対する期待は格段に高まっFrankfurt Goethe University）
へ移送された。翌12月4日かていると考えられる。特に米国では、2015年7月にNIAID主催

ら抗生物質による治療が開始され、イミペネム、テイコプラニの「Bacteriophage Therapy: An Alternative Strategy toン、およびカスポファンギンが投与された。また、細菌培養検査

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

Combat Drug Resistance（ファージセラピー： 薬剤耐性制圧のための代替策）」
が開催され、
さらに2017年7月にはFDAとの共催ワークショップとなり「Bacteriophage Therapy:
Scientific and Regulatory Issues（ファージセラピー： 科学
的および行政上の課題）」が開催され、
ファージの薬事承認ルートについても議論されるに至った。この様に、米国が国をあげてファージセラピーの実用化を検討していることが伺われる。

Candida glabrata とAcinetobactor baumannii がの結果、

A. baumannii は、
コリスチン、
チゲサイクリ検出された。特に、

ン、メロペネム以外全ての抗生物質に対して耐性を示した。12月6日、
テイコプラニンをチゲサイクリンに切り替え治療を継続したが、12月10日の細菌培養検査でも依然としてC. glabrataとA. baumannii が検出された。細菌培養検査の結果を受けて、
イミペネムを高容量メロペネムに切り替え、
さらにコリスチ

これらの背景のなか、永らく抗菌戦略を抗生物質に頼ってきたンを投与したが、容態の回復が認められず、2015年12月12日

米国において、パターソン症例におけるファージセラピーの成に航空搬送でUCSDへ移送され入院するに至った（図2B）。

功は大きなセンセーションを持って迎えられた。

UCSD搬送後には、既にA. baumannii がメロペネム耐性を

これまでにパターソン症例は「Development and Use

獲得していた。また、2016年1月にかけて、膵臓における嚢胞of Personalized Bacteriophage-Based Therapeuticの形成が認められたことからドレーンが設置された。さらに、こ

Cocktails To Treat a Patient with a Disseminatedの期間においてA. baumannii がコリスチンを含む全ての抗生して国 際 学 術 雑 誌であるA nt i m i c r o bi a l A g ent s an d

月以降、ICUにおける治療が継続されたが、腹水からCandidaとResistant Acinetobacter boumannii Infection」
Chemotherapyに掲載された7)ほか、実際にファージセラピーを担当したUCSD (University California San Diego) のPress releases（http://health.ucsd.edu/news/releases）

物質に対する耐性を獲得していることが確認された。2016年1

glabrata および多剤耐性A. baumannii が依然として認められ、2016年3月中旬には設置された5つ全てのドレーンから多剤耐性A. baumannii が確認された。さらに、肝機能、腎機能から概要を閲覧することが可能である。

の悪化も認められ、全身状態は悪化の一途を辿った
（図2C）
。

03

04

パターソン症例；
発症と抗生物質による治療

パターソン症例；
ファージセラピーの契機と準備

2015年晩秋、エジプト。旅行中であったパターソン氏は、
カパターソン症例におけるファージセラピーの契機は、
アカデ

イロからルクソールに向かう船便に乗船していた。2015年11

ミアでもメディカルからでも無く、夫を思うパターソン夫人の電

月28日、背中に急激な痛みを覚え、船医を受診した結果、糖尿話から始まった。
「PubMed（生命科学に関する論文、刊行物を病を患っていることから急性膵炎を疑われ、早急に病院を受診

無料検索することが可能な検索エンジン）
でアシネトバクターする様に推奨された。また、
この時点でゲンタマイシンの投与に関する記事を検索していたのだけれど、
この記事はどうかしを受けた。ルクソールの病院を受診した結果、急性膵炎と診断

ら？」

され、ICUにおいてインスリン、および第四世代セファロスポリ

パターソン夫人が見出した“記事”とは、「Characterization

ンによる治療を受けた（図2A）。2015年12月3日、ルクソール

of newly isolated lytic bacteriophages active against
Acinetobacter baumannii 」の題名で2014年8月にPLoS

において容態の回復が認められなかったパターソン氏は、航空搬送によってドイツのゲーテ大学病院（University Hospital

Oneに掲載された論文 8)であった。この論文は、ベルギーの

図2 パターソン症例：発症から抗生物質による治療療

26

THE CHEMICAL TIMES
究施設を有しており、ヤング教授は同施設のセンター長を務める。パターソン症例において、CPTは同施設のファージライブ

すファージが報告され、ファージのアシネトバクター感染症にラリー、経験、技術をいかんなく発揮し、本症例の成功に大きく対する応用の可能性について言及されていた。パターソン氏

寄与することとなる）。スクーリー教授らはパターソン氏から単の治療を担当したUCSD医学部感染症部門ロバート・チップ・ス
クーリー教授は、夫人に対して「現状の抗生物質療法で回復が見られていない以上、実施してみることも良さそうですね」と答（表1）
をTexas A&M CPTへ離されたA. baumannii TP1株送付し、37種類のファージ（ベルギーのチームによって報告されたファージを含む）
からなるアシネトバクターファージライブ

えたが、内心は「多剤耐性A. baumannii に効くファージを時間

ラリーを用いてTP1に対する溶菌活性が評価された。その結内に探し出すことは困難を極めるであろう」、そして「ファージを果、期待に反してベルギーのチームによって報告されたファー

臨床的に使用するにあたってどれ程の書類の山が待ち受けて

ジはTP1に対して溶菌活性を示さないことが明らかになった。

いるのだろうか」と感じていたことを後々語っている。

一方で、37種類のファージのうち、AC4と名付けられた1種類

スクーリー教授が感じ取っていた様に、パターソン症例におのファージのみが溶菌活性を示した。AC4は、ファージの製

いてファージを臨床的に使用するためには、越えなければなら剤化を目指すAmpliPhi Biosciences Corporationが分離ないハードルが大きく分けて2つ存在したと言える。1つ目は、したファージである。
しかしながら、1種類のファージのみでは症例に適合した（1）
多剤耐性A. baumannii に対するファージの選抜、そして2つ目に、（2）
ファージセラピー実施に係る行政
的な承認、
である。
（1）
多剤耐性A. baumannii に対するファージの選抜

細菌はファージに対して耐性を示すことが知られている（ファージ耐性）が、ファージセラピーにおけるファージ耐性

ファージカクテルを構築することは不可能であることから、TP1

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

A. baumannii 臨床分離株に対して溶菌活性を示報告であり、

特集

チームによって実施された、主にin vitro における研究成果のに有効なファージをさらに見出すため、CPTにおいて即時利用可能な環境由来サンプル100種類を用いて続くスクリーニン
グが実施された。その結果、TP1に対して溶菌活性を示す新たな3種類のファージが選抜された（図3）。
表1 パターソン氏から分離離されたA. baumanniiの回避手段として、ファージのカクテル化が有効 9, 10)である。
ファージカクテルの運用方法は、広範囲な溶菌スペクトルが期待できる既知のファージを事前にカクテル化しておく固定型カ
クテル（Fixed cocktail）と、感染症の原因菌に合わせて都度調製する個別型カクテル（Personalized cocktail）に大別される。固定型カクテルは広い市場に向けて製剤化を実施する際には現実的な選択肢であると考えられる。また、個別型カクテル
は、患者ごとにファージカクテルを調製することから、オーダー
メイド型の治療展開が期待される。さらに、対象とする菌種が同一であっても株レベルでファージに対する感受性は異なる場
合があることから、より効果的なカクテル化を実施することが可能である。一方で、個別型カクテルにおける、有効なファージの効率的な選抜方法や薬事上の認可システムの構築は課題であると考えられる。個別型カクテルの調製に際し、ファージを効率的に選抜するシステムとして、
ファージライブラリーの構築

図3 パターソン症例：ファージライブラリーを用いたファージの選抜とカクテルの構築が挙げられる。ファージライブラリーとは、特定の菌種に対して

また、パターソン症例における個別型ファージカクテルの溶菌活性を示す複数種のファージから構成され、原因菌に対し選定では、米国海軍のNMRC（Naval Medical Researchてハイスループットなスクリーニングを実施することで効果的Center）
が有するアシネトバクターファージライブラリーも用なファージを短時間で選抜出来るシステムである。ファージラいられた。NMRCでは、98種類のファージからなるアシネトバ

るファージの選抜において迅速なファージカクテルの構築に機

リーニングの結果、4種類のファージが選抜された（図3）。上イブラリーはパターソン症例においてもA. baumannii に対す能した。
パターソン症例では、前述したベルギーのチームによって報告されたA. baumannii に対するファージが当初注目された。

スクーリー教授らはパターソン夫人の提案を受け、早速、論文の著者が所属するクイーン・アストリッド・陸軍病院（ベルギー

クターファージライブラリーを有しており、TP1を用いたスク記8種類のファージを用いて、Texas A&M CPT由来ファージ
カクテル（CPTカクテル）、およびNMRC由来ファージカクテル（NMRCカクテル）が調製された（表2）。
表2 パターソン症例に使用されたファージとカクテル

ブリュッセル）にコンタクトをとった。その結果、「私たちは、中東

由来A. baumannii に溶菌活性を示す幾つかのファージを有しており、実際にベルギー軍兵士の火傷に対して使用した実績がある。是非、力になりたい。」という返答を得た。また、それらA.

baumannii に対するファージは、Texas A&M大学のヤング教授の研究室に保管されていることが連絡された（Texas A&M
大学はCenter for Phage Technology； CPT と呼ばれる研27

THE CHEMICAL TIMES

特集（２）
ファージセラピー実施に係る行政的な承認

2016年3月1日、スクーリー教授らは、FDAに対してファー

ジセラピー実施に係る初めての打診を実施した。FDAの一感染制御―薬剤耐性（AMR）―部門であるCBER（Center for Biologics Evaluation and05

パターソン症例；
ファージセラピー

2016年3月15日、CPTカクテルが経皮カテーテルを介してResearch）のメンバーを中心とした専門家による議論を経た腹腔に投与され、ファージセラピーが開始された。
しかしなが同年3月4日、FDAは、使用するファージカクテルにおけるエンド

ら、投与後36時間を経過しても、臨床兆候に変化は無く、依然トキシンレベル、および無菌性の確認が済んでいればファージとして昏睡状態が続いた。ファージセラピーの応答性から鑑みを臨床的に使用して良い旨の答申を行った。一方で、エンドトキてもパターソン氏のA. baumannii の感染は腹腔を超えてさシンレベルの測定などを介したデータの取得は、パターソン氏

らに広い範囲に浸潤している可能性があったことから、3月17の治療の遅延を招く可能性があることから、
ファージカクテル

日にCPTカクテルの腹腔への投与に加えて、NMRCカクテルの使用のタイミングは、スクーリー教授の臨床的・科学的な判の静脈内投与が実施された。CPTカクテルは3月15日〜3月

断に委ねられ、上記のCMCデータの提出は治療開始後になっ19日までの期間で6時間から12時間の間隔で投与された。まても構わないことが申し加えられた。これにより、ファージのた、NMRCカクテルは3月17日の初回投与12時間後に2回目

eIND（emergency Investigational New Drug）としての使の投与が実施され、その後の2日間は2時間毎に投与が実施さ用が事実上認可された（図4）。

れた。3月19日には意識が回復し、ベッドサイドに立つ家族を認eINDとは、非常用治験薬を指し、未承認の薬剤であっても実識できるまでに回復が認められた。
しかしながら、3月20日未明

験室レベルのデータを基に、緊急時に使用可能とするシステム

にかけて血圧の低下が認められ、パターソン氏に対する昇圧剤である。日本の薬機法には、eINDに相当するシステムは無く、の要求量が増加したことから、一時的にファージセラピーは中米国における本制度の存在はパターソン症例におけるファージ断された。CPTカクテルの腹腔への投与は3月21日から再開さの使用を後押ししたと言える。また、パターソン症例では、対象

れ、NMRCカクテルの静脈内投与は3月23日から再開された。

となる細菌が同一であれば、使用するファージが変更される場

再開後はいずれのカクテルも6時間から8時間の間隔で投与が合でも同一のeINDとして取り扱うことがFDAから示された。

行われた
（図4）
。

2016年3月12日、ヤング教授から発送されたCPTカクテル

ファージセラピー実施過程において、使用されたファージのがUCSDに到着し、3月14日に予定されたエンドトキシンレベ

継続的な効果を検証するため、ファージ投与後の3月21日、3ルの確認が済み次第、ファージセラピーを開始する計画が立案された。また、NMRCカクテルは3月15日にUCSDに到着し、同様にエンドトキシンレベルの確認が行われた。従って、TP1の分離から僅か5日間のうちに個別型ファージカクテルがUCSDに到着したこととなり、ファージライブラリーが極めて迅速なファージカクテルの構築に寄与したと考えられる。また、それぞれのカクテルに含まれていたエンドトキシンレベルを表2に示す。FDAが推奨するエンドトキシンレベルは、静脈内投与の場
合5.0 EU/kg of body weight/hrであることから、標記の基準に達する様にファージカクテルは乳酸リンゲル液で希釈された。

お月23日にパターソン氏から分離されたA. baumannii TP2、よびTP3株（表1）を用いて、CPTカクテル、NMRCカクテルのinvitro における溶菌活性が評価された。その結果、いずれのカク
テルも試験管内においてTP3に対して効果的な溶菌活性が認

A. baumannii のファージ耐性の獲得が考えられた。
められず、
そこで、TP3を用いた新たなファージの選抜が試みられ、TP3に対して有効なファージが排水中（一般的にファージは細菌が繁殖する環境に存在すると考えられるため、生活排水、農場排水や湖沼、河川由来の細菌を含む水などをサンプルとして分離から新たに分離された（図3）。TP3に対してが実施される11-14)。）有効なファージ（AbTP3Φ1）
は、TP１およびTP2にも溶菌活性を示し、さらに、NMRCカクテルを構成するAB-Navy71との相

図4 パターソン症例：ファージセラピーの実施

28

THE CHEMICAL TIMES

製剤（PhagoBurn）の開発が進んでいる。また、2016年1月にジセラピー実施期間を通して、
ミノサイクリンやメロペネムな

フランスでファージセラピーに係る科学委員会が組織され、どの抗生物質が併用されており（図4）、
ミノサイクリン単独、あ2017年2月〜3月にかけて、Compassionate use（実験的使

るいはNMRCカクテル単独に比べて、両者の併用はin vitro に用）
として多剤耐性P. aeruginosa、および多剤耐性S.aureus

おけるTP3の増殖を強く抑制したことから、ファージと抗生物などを含む感染症2例に対してファージセラピーが実施され質の相乗的な作用が示唆された。また、
ファージ投与後の血中た。また、パターソン症例でも大きな役割を果たしたAmpliPhi

ファージ動態を把握するため、血漿中ファージ力価（pfu/mL）

Biosciences Corporationは、ブドウ球菌用ファージカクテルを測定した結果、表3に示したように6時間でファージ力価は製剤、および緑膿菌用ファージカクテル製剤の開発を進めておin vitro における検出限界以下になることが示された。また、り、特にブドウ球菌用ファージカクテル製剤は臨床試験（フェーファージの溶菌活性試験において、NMRCカクテルを被験血漿ズ2）の段階にある。日本においてファージセラピーの臨床的な（ファージセラピーを終えて90日後の血漿サンプル）で懸濁し実施例や製剤化は未だ無い状況であるが、世界の動向は“薬剤た場合には、生理食塩水で懸濁した場合に比べて、ファージ力耐性対策の切り札としてのファージセラピー”という大きな潮価はより速く減少したことから、ファージの中和がファージ力価流の中に在ると言えるのではないだろうか。

を減少させる一要因であることが示唆された。
表3 ファージカクテル静脈内投与後の血漿中ファージ力価07

感染制御―薬剤耐性（AMR）―

フランスではEUの承認要件に準ずる熱傷用ファージカクテル

特集乗作用を示したことから、上記の2種類のファージが新たなカクテル（NMRCカクテル2）として用いられた
（表2）
。また、
ファー

当研究室における取り組み

2007年、我々はファージセラピーの研究をスタートさせた。
当時、日本でもファージセラピーの研究を先駆けて行ってい
た丹治先生
（東工大）
に手ほどきを習うところからスタートさせた。我々は、酪農学園大学という文字通り産業動物の獣医学を旗印に掲げている生化学の研究室であるため、まず手がけた

）
は、
のは、
ウシ乳房炎である。黄色ブドウ球菌（S. aureus（ＳＡ）

ファージセラピーが継続された2016年5月初旬、
パターソン

ウシの乳房炎の主因菌であり、治療困難なことが多く甚大な氏への抗生物質の投与が取り止められた。さらに、6月6日には被害をもたらすため問題となっている。SAに対するファージを

パターソン氏の身体からA. baumannii が消失したことが認めウシの乳房炎から分離した様々なSA
排水中から分離、精製し11)、

られ、2016年8月12日、パターソン氏は無事に退院するに至っ（93株）、さらにヒト由来MRSA(6株)に対しても高い溶菌活性た。それぞれのカクテルを用いたファージセラピーの実施期間を示すこと、
さらに乳房炎モデルマウスにおいても効果的な溶は総計で59日間であった。昏睡状態にまで悪化した容態から意本ファージの特許も取得した菌作用が得られることを報告し16)、

識を取り戻し退院するまでの過程は、ファージセラピーが薬剤耐性菌に対する強力な切り札であることを示すには充分であっ（特許第5720045号）。また、
ウマの緑膿菌（P. aeruginosa ）性の角膜炎に対するファージセラピーの効果も検証し、そのたと考えられる。また、パターソン症例に見られたファージ耐性

実用的な使用法についても報告した9, 12, 13)。このウマ角膜炎の菌の出現に対する新規ファージ分離の背景には、ファージが細データは、獣医学術学会賞（獣医師会）
を受賞した。

菌と共に長い年月をかけてお互いに進化を繰り返してきた共また、ファージの溶菌システムを使った治療法としてファージ

進化の歴史が想定される。共進化の過程 では、両者が共に絶由来溶菌酵素（エンドライシン、図1）の開発も手がけている17)。

滅することなく絶妙なバランスを保って共存関係を築きあげてエンドライシンは、細菌の細胞壁を構成するペプチドグリカン

15)きたと考えられることから、自然環境におけるファージの生存をターゲットとしており、細菌の外からエンドライシンを添加す戦略を臨床的に応用することが（免疫における抗体の多様性のるだけでペプチドグリカンが破壊され、細菌は急速に破裂する。

様に）ファージ耐性菌への柔軟性を産み出すとも言えるだろう。
2018年5月現在、パターソン症例の成功を受けたUCSDでは、さらに5例の患者に対してファージセラピーが実施されてい我々が単離・精製したエンドライシンのin vitro におけるSAに対する溶菌活性を図5に示す。

この酵素は、薬剤耐性菌に対して急速な溶菌活性を示す17)こP. aeruginosa :3例、S. aureus :1例）。
る
（A. baumannii：1例、とも去ることながら、細菌が極めて耐性化しにくく18, 19)、抗生物

06

遺伝子工学的な改変を通した容易な機能修飾22)が可能である

臨床応用を目指した
ファージ製剤の開発

米国では既に、Intralytix社がリステリア食中毒に対する予質との併用効果やバイオフィルムへの適用効果20, 21)、あるいはことからファージ同様に近年注目を集めている。さらに、エンド
ライシンは、
ファージとは異なり感染を伴った複製を必要としないため、増殖を停止した状態の休眠細菌（パーシスター）にまファージ
で効果的23)であることが報告されている。このように、防策として、
リステリアに対するファージを用いたファージスプ

の感染システムを解析しセラピーとしてうまく利用することで、レーを実用化しており、食肉の出荷時に表面にスプレーするこ

ファージそのもの、そしてファージ由来分子を、薬剤耐性化のとで食品添加物として認可を受けている。一方で、臨床応用を進む細菌に対して持続的に使用できる特効薬として応用するこ目指したファージ製剤も欧米諸国で開発が急激に進んでおり、とが期待できる。
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THE CHEMICAL TIMES

特集

ジの場合は、病気になる以前の予防的な使用にも大きな力を発揮するものと考えている。なぜなら、ファージの耐性菌が出てきても、環境中には必ずそれに対するファージがすでに存在

感染制御―薬剤耐性（AMR）―しているからである。我々は、細菌とファージの進化の歴史を紐解きながら、その中からAMR対策も見いだしていくべきである。また、AMR対策を推進する上で、エンドライシンには既存の抗菌戦略やファージセラピーを補完するフレキシブルツールとしての有用性が期待される。
細菌との戦いは、終わりのない戦いである。我々は、その戦いに疲弊することなく戦い続ける必要がある。本記事を執筆中に、パターソン症例で中心的役割を果たしたUCSD
がInnovative Phage Applications and Therapeutics( I P A T H ) を 設 立 するというプレスリリー ス が 報 告 さ れた(https://medschool.ucsd.edu/som/medicine/
divisions/infectious-diseases/research/centerinnovative-phage-applications-and-therapeutics/
news-events/Documents/2018_06_21-IPATH.pdf)。いよいよアメリカにおいてファージセラピーの臨床応用が本格化するということであろう。ファージのシステムは、
我々にとって切図5 エンドライシン添加による急速な溶菌作用

現在、日本はファージセラピーを行える状況にはなく、製品認可も未だない。近い将来、どのように臨床現場にこの方法を応用して行くべきか、企業、医療、国と協議しながらなるべく早い応用に至るよう努力を重ねている。当研究室では、多くの方々と共に本分野の研究を進め、世界から遅れている日本のファー
ジセラピーの応用を推進していきたい。

08

おわりに

AMR
（薬剤耐性）
に対する様々な警鐘により、その理解は高まってきている。しかし、人や特定の動物のみで個々にAMRの対策を行うだけでは対策として不十分である。近年、「 OneWorld-One Health」という概念が叫ばれている。地球上のあらゆるものが相互に関係している以上、その一つ一つを正常化していくことが大切であるとする考え方である。感染症のコ
ントロール、AMR対策の場合も同様で、人・動物・環境を広くとらえたOne HealthアプローチがAMR対策には必要である。
ファージセラピーは、人・動物・環境、全てに対応出来る可能性のある対策であり、その効果的な適用法を探っていく必要があ
ると我々は考えている。
46億年前に地球が誕生し、細菌はおよそ38億年前に誕生したと言われる。そしてその後にウイルス（ファージ）も誕生したと考えると、およそ30億年以上の間、細菌とファージはお互いに共進化を遂げ、あらゆる環境において選択され、両者共に生き残ってきた。人が抗生物質を発見しておよそ90年、多くの英知と資金をかけて開発しても、ファージが進化の過程で培ってきたシステムには及ばないであろう。我々は、ファージと細菌のシステムを詳細に研究し、そしてファージの多様性を持ったシス
テムをうまく利用して病原細菌と戦っていくべきである。ファージセラピーは、抗菌剤にとって変わるものではなく、人にとって新しい武器として、時には両者を同時に使い、また、特にファー30

り札となる武器となる可能性があり、様々な知恵と研究により、ファージセラピーを応用して行くべきである。

THE CHEMICAL TIMES

1) J. Doss, K. Culbertson, D. Hahn, J. Camacho, N. Barekzi, Viruses 9(3),50(2017).

3 ) 岩野英知, 丹治保典, 松崎茂展, 内山淳平, 藤木純平, 乗松真理, 田村 豊,
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2018-08-07).
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感染制御―薬剤耐性（AMR）―2) H. H. Kashani, M. Schmelcher, H. Sabzalipoor, E. S. Hosseini, R. Moniri,
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特集

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31

v

キ ーワード解 説
薬剤耐性菌
感染症治療に用いられる抗菌薬に耐性を持つ細菌のこと。薬剤耐性菌による感染症は使用できる抗菌薬が限られるため、治療が困難となる。そのため、薬剤耐性菌を拡げない対策と、発生させない対策をとる必要がある。薬剤耐性菌は抗菌薬の不適切な使用により出現しやすくなるため、抗菌薬の適正使用が求められている。また、薬剤耐性菌は家畜や環境中からも検出されているため、薬剤耐性菌対策は様々な分野が取り組むべき課題である。

ジェノタイプ・フェノタイプ
ジェノタイプは生物が持つ遺伝子の塩基配列の違い、
フェノタイプは遺伝子に基づいて現れる形質のこと。細菌の薬剤耐性は薬剤感受性試
験を行いフェノタイプで判定するが、耐性機構の詳しい情報は得られず、迅速性に欠ける。ジェノタイプを調べる遺伝子検査は短時間で結果を得られるが、遺伝子の変異や発現状況によってはフェノタイプと一致しない場合がある。そのため、薬剤耐性菌の判定には2つの検査を組合せることが有効である。

POT法
菌株間で保有状態が異なる遺伝子の読み取り枠（Open Reading Frame: ORF）
をマルチプレックスPCRで検出し、その保有パターンを数値化して菌株をタイピングする手法。菌株識別や流行株の推定が可能であり、院内感染の感染制御に有用である。当初は細菌ゲノムに組み込まれたファージ
（細菌に感染するウイルス）由来のORFを検出対象としたため、Phage ORF Typingと名付けられたが、
その後、
ファージ
以外のORFも検出対象に加わったため、
PCR-based ORF Typingに変更された。

関東化学の薬剤耐性菌関連試薬
鑑別ディスク・薬剤耐性菌の鑑別

標準菌株

トータルサポート・検査の品質管理

クロモアガー
酵素基質培地シリーズ
・薬剤耐性菌の分離・菌種の推定シカジーニアス®
PCRキットシリーズ
シカベータテスト

・分子疫学解析（POT法）
・薬剤耐性遺伝子の確認

薬剤耐性菌の感染対策

・薬剤耐性酵素の簡易検出・鑑別※無断転載および複製を禁じます。

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平成 30 年 10 月発行