信州医誌，65⑸：333～335，2017

忍び寄る脅威―コリスチン耐性グラム陰性桿菌
1） 信州大学医学部保健学科病因・病態検査学領域
2） 名古屋大学大学院医学系研究科分子病原細菌学/耐性菌制御学

長 野 則 之1）
Ⅰ はじめに長野由紀子2）
mcr-1が発見され1），臨床現場でのコリスチン使用に深刻な影響を及ぼすこととなった。その後の後方視的コリスチンは特に近年世界的な拡散が問題視されて研究では mcr-1遺伝子がより早期の1980年代に中国いるカルバペネマーゼ産生腸内細菌科細菌（carbapen-で鶏から出現していたこと，次いで2000年代後期以降

emase-producing Enterobacteriaceae ； CPE ）やアジア，ヨーロッパ，アフリカ，北アメリカでヒトよAcinetobacter baumannii などをはじめとする多剤耐りも食用動物由来の主に E. coli，K. pneumoniae な性グラム陰性桿菌に起因する重篤感染症の最後の砦とどの腸内細菌科の菌種でより高頻度に拡散していったなる治療抗菌薬として，ヒトへの臨床使用が増えつつことが明らかとなった2）。

ある。 コリスチンは1949年に日本で Bacillus poly-

国内では2008，2009および2015年に北海道で分離

myxa subspecies colistinus から発見されたサイクリッ

されたヒト臨床由来 E. coli 514株において，コリクポリペプチド系抗菌薬で，1960～1970年代にはグラスチンに耐性（MIC＞2μg/mL）を示す株が４株あっ

ム陰性桿菌感染症に使用されたが，元来腎機能障害やたことが報告された。しかしながら，これらの株は神経毒性など強い副作用を有することや，β-ラクタmcr-1または mcr-2遺伝子を保有しておらず，また，ム系薬をはじめ他の安全性が高く且つ有効な種々の抗この４株のうち３株はヒト流行クローンとして知られ菌薬が開発されたことから2004年には国内で注射製剤

る O25b：H4-ST131であった3）。国内では現在までにの承認が取り消された。しかしながら，多剤耐性グラ

ヒト由来コリスチン耐性株で mcr-1や mcr-2遺伝子

ム陰性桿菌の世界的な拡散，蔓延化の現状にありながは確認されていないが，mcr-1遺伝子はウシやブタのら，新規抗菌薬の開発の停滞が続いており治療抗菌臨床由来株で初めて確認され，プラスミドの配列は中薬の選択肢も限られてきていたことから，2012年に国から報告されたプラスミド pHNSHP45の配列と高WHO がコリスチンをヒト臨床治療における非常に重い相同性を示していた4）。また，mcr-1遺伝子の検出要な薬剤として位置付けた。国内では2015年３月に注率は2000～2004年に収集された健常家畜由来 E. coli

射製剤が再承認されている。このような背景からコリでは0.02 ％（2/9308株）と低率であったのに対して，スチンは古くて新しい抗菌薬として臨床現場に再登場

2007～2014年に収集されたブタ臨床由来 E. coli ではした。

13 ％（90/684株）と高率で，且つ2010年以降増加傾Ⅱ

コリスチン耐性菌の出現

海外では2000年前後からコリスチン耐性株が Pseudomonas aeruginosa ， A. baumannii ， Klebsiellapneumoniae などで確認されていた。それらの報告の向がみられることが報告されている 4）5）。しかしながら，市販の食肉における mcr-1遺伝子の疫学情報は得られていない。
Ⅲ

市販鶏肉由来 E. coli から mcr-1遺伝子を確認

中には耐性機序として染色体上の遺伝子変異を確認しわれわれは食肉における基質特異性拡張型β-ラクているものも含まれていたことから，コリスチン耐性タマーゼ（ESBL）産生 E. coli の分子疫学解析研究が感性株へ伝播拡散する可能性は低いものと考えらとして2015年８月から2016年６月の間に市販鶏肉かられていた。しかしながら，2015年に中国でブタ，ブタ70株の ESBL 産生株を収集していたが，それらのう生肉，さらにはヒト由来 Escherichia coli から初めてち松本市内で購入した国産若鶏むね肉由来の CTX-伝達性プラスミド媒介性のコリスチン耐性遺伝子

M-1 ESBL 産生株１株がコリスチン耐性を示し（MIC

No. 5, 2017333

最新のトピックス

nikB

pap2

mcr-1

ydfA

topB

CCCGGCGCG
GenBank KX254342 CCCAGCGCG

PGA
PSA

GenBank LC191581
in this study

TGGGGTAAG
GenBank KX254342 TGGGGCAAG

図１

WGK
WGK

プラスミド媒介性コリスチン耐性遺伝子 mcr-1の周辺構造8μg/mL），mcr-1遺伝子を保有することを明らかにし6）たものと考えられた。なお，コリスチン同様多剤耐性た 。この株は phylogroup A に属し，毒性関連遺伝子グラム陰性桿菌重篤感染症の貴重な治療抗菌薬である

fimH および iutA 陽性であった。また，MLST 解析

チゲサイクリンに対する耐性機序としては，本菌の場

で ST1684と同定されたが，この sequence type はヒ合負調節因子 RamR 構造遺伝子に挿入配列 IS10R のトと家畜に共通して認められている。一方，mcr-1遺挿入が認められたことから，ramR 遺伝子の破壊によ伝子（構造遺伝子内に１つの同義的置換を有する）にる AcrAB-TolC 多剤排出ポンプの過剰発現が考えらついては blaCTX-M-1 を担う IncI1プラスミドとは別のれた。

IncI2プラスミド上に担われていた。さらに周辺構造解析により nikB-mcr-1-pap2-ydfA-topB 領域の塩Ｖ

忍び寄る脅威―気の抜けない水際対策

基配列（GenBank LC191581）は，中国のブタ糞便由

コリスチンはヒト臨床における慎重使用が求められ

来 E. coli が保有する IncI2プラスミド pECJS-61-63

る一方，ウシ，ブタおよびニワトリなどの家畜を対象（GenBank KX254342）と類似していることが明らかに動物用医薬品や飼料添加物としてわが国をはじめとなった（図１）。

ヨーロッパなど世界の国々で1950年代から広範に使用愛玩動物からもコリスチン ･ チゲサイクリン

Ⅳ同時耐性 K. pneumoniae 株を確認されてきている（米国，カナダ，オーストラリアは除く）。特に中国ではコリスチンが成長促進剤としてブタやニワトリに大量に投与され続けた。最近では中国

われわれの研究で2016年５月～９月の５カ月間に全やヨーロッパを含め飼料添加物としてのコリスチンの国の動物病院より収集した臨床材料由来オキシイミノ使用を禁止する動きが相次いでみられるが，ヒト，家セファロスポリン系薬耐性株の中で，イヌカテーテル畜，環境からの mcr-1遺伝子保有腸内細菌科細菌の尿由来の DHA-1・SHV-12同時産生 K. pneumoniae

検出報告が中国，フランスを筆頭に多くの国々で見ら１株がコリスチン耐性（MIC 64μg/mL）に加えチゲれてきており，コリスチン耐性 CPE によるアウトブサイクリンにも耐性（MIC 8μg/mL）を示すことがレイクも報告され深刻な状況にある 7）8）
（図２）。日本

見いだされた。この株は ST37と同定されたが，ST37

では mcr-1遺伝子保有菌はいまだヒトからは検出さはヒトに親和性が高い流行クローンであり，多剤耐性れていないが，われわれの解析により mcr-1が初めK. pneumoniae での報告も多い。また，コリスチン耐て市販食肉から検出され，また，愛玩動物由来ヒト流性に重要な役割を果たすプラスミド性 mcr-1や mcr-行クローンで初めてコリスチン・チゲサイクリン同時2遺伝子は検出されなかった。コリスチン耐性には本耐性株が検出された。カルバペネム系薬耐性腸内細菌

薬剤の標的部位である外膜 LPS の Lipid A 構造の修科細菌の検出頻度がまだまだ低率ではあるものの，抗飾による陰性荷電の減少が関わっており，新たに発見

菌薬開発の枯渇期にある中慎重な臨床使用が要求されされた獲得型のプラスミド性耐性因子による修飾の他る最終選択薬としてのコリスチンの寿命をできる限りに，従来より染色体上の遺伝子変異が関与する二成分延ばす必要がある。そのためにも WHO が提唱する制御系による修飾が知られている。本株では二成分制

ワンヘルス・アプローチの概念に基づくヒトやヒトと御系の pmrA，pmrB，phoP，phoQ 遺伝子に変異は生活圏を共有する愛玩動物，コリスチンの選択圧下に認められなかったが，phoP/phoQ 系の負調節因子ある家畜や食肉，環境を対象に包括的な調査によりコ

MgrB の構造遺伝子に挿入配列 IS10R の挿入が認めリスチン耐性菌の実態を把握してゆくことが急務と考られたことから，mgrB 遺伝子の破壊により耐性化しえられる。

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信州医誌

Vol. 65

最新のトピックス

AnimalHuman
Animal+human
図２
Animal+environment
Animal+human+environment
Outbreaks with colistin‐resistant CPE

プラスミド媒介性コリスチン耐性遺伝子 mcr-1の報告国（2016年現在），8）に基づき著者作成
文献7）

文献1） Liu YY, Wang Y, Walsh TR, Yi LX, Zhang R, Spencer J, Doi Y, Tian G, Dong B, Huang X, Yu LF, Gu D, Ren H,Chen X, Lv L, He D, Zhou H, Liang Z, Liu JH, Shen J : Emergence of plasmid-mediated colistin resistance mechanism MCR-1 in animals and human beings in China : a microbiological and molecular biological study. Lancet Infect
Dis 16 : 161-168, 2016
2） Skov RL, Monnet DL : Plasmid-mediated colistin resistance (mcr-1 gene) : three months later, the story unfolds.
Euro Surveill 21 : 30155, 20163） Sato T, Fukuda A, Suzuki Y, Shiraishi T, Honda H, Shinagawa M, Yamamoto S, Ogasawara N, Usui M, Takahashi H,Takahashi S, Tamura Y, Yokota SI : Pathogenic lineage of mcr-negative colistin-resistant Escherichia coli, Japan,
2008-2015. Emerg Infect Dis 22 : 2223-2225, 20164） Suzuki S, Ohnishi M, Kawanishi M, Akiba M, Kuroda M : Investigation of a plasmid genome database for colistinresistance gene mcr-1. Lancet Infect Dis 16 : 284-285, 2016
5） Kusumoto M, Ogura Y, Gotoh Y, Iwata T, Hayashi T, Akiba M : Colistin-resistant mcr-1-positive pathogenic Escherichia coli in swine, Japan, 2007-2014. Emerg Infect Dis 22 : 1315-1317, 20166） Ohsaki Y, Hayashi W, Saito S, Osaka S, Taniguchi Y, Koide S, Kawamura K, Nagano Y, Arakawa Y, Nagano N : First
detection of Escherichia coli harboring mcr-1 gene from retail domestic chicken meat in Japan. Jpn J Infect Dis
2017 (in press)
7） Al-Tawfiq JA, Laxminarayan R, Mendelson M : How should we respond to the emergence of plasmid-mediatedcolistin resistance in humans and animals? Int J Infect Dis 54 : 77-84, 20178） Poirel L, Jayol A, Nordmann P : Polymyxins : antibacterial activity, susceptibility testing, and resistance mechanisms
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No. 5, 2017335