環境感染誌

Vol. 38 no. 3, 2023

〈報 告〉

当院におけるカルバペネマーゼ産生腸内細菌目細菌によるアウトブレイクに関する分子生物学的疫学的検討ならびに環境調査報告
大塚

健悟・宮尾

直樹

The Epidemiological and Environmental Investigation for the Outbreak of
Carbapenemase-Producing Enterobacterales in our Hospital
Kengo OHTSUKA and Naoki MIYAO
Department of Respiratory Medicine, Nippon Kokan Hospital（2022 年 5 月 12 日受付・2023 年 2 月 8 日受理）
要旨
当 院 に お い て，2019 年 9 月 か ら 11 月 に か け て カ ル バ ペ ネ マ ー ゼ 産 生 腸 内 細 菌 目 細 菌（Carbapenemase-Producing Enterobacterales ：CPE）によるアウトブレイクが発生した．同一病棟より計 4 名の患者から CPE が検出された．当該患者のうち 3 名は同室の期間があり，他 1 名は隣室であった．当該病棟患者の保菌調査ならびに病棟内のシンク，洗面台等の水回り箇所を中心に
計 163 箇所の環境調査を施行した．新たに他患者より CPE の検出はなかったものの，シンクおよび吸引器周囲を中心に計 13 箇所から CPE が分離された．パルスフィールドゲル電気泳動法，ポリメラーゼ連鎖反応法を用いた分子生物学的疫学的検討を施行した結果，同室であった患者 3 名のCPE は IMP-19 型，患者 1 名ならびに環境培養からの CPE は IMP-1 型であることが判明した．患者は，ほぼ全介助の日常生活動作であったことより，スタッフによる水平伝播の可能性が考えられた．標準予防策，環境清掃の徹底ならびに環境除菌を施行しアウトブレイクは終息した．およそ 1
年後に，環境調査を再度施行した．調査の結果，CPE の検出は器具洗浄シンクの 1 箇所のみにとどまった．
環境除菌に加え手指衛生の強化ならびに水回り箇所の清掃の徹底が再発防止に重要であると考えられた．
Key words：カルバペネマーゼ産生腸内細菌目細菌，アウトブレイク，パルスフィールドゲル電気泳動法，ポリメラーゼ連鎖反応法，環境除菌序文CPE）と呼称している．CPE のなかには，薬剤感受性

カ ル バ ペ ネ ム 耐 性 腸 内 細 菌 目 細 菌（Carbapenem-

検査でカルバペネム系抗菌薬の最小発育阻止濃度がEnterobacterales ：CRE）は，メロペネムに

CRE の基準を満たさない菌株もあり注意が必要とされResistant耐性であること，もしくはイミペネムかつセフメタゾーている２，３）．

ルに耐性であることを示す腸内細菌目細菌の総称であ１）

CRE 感染症は治療薬の選択肢が限られ，CRE に関連

る ．CRE がカルバペネム系抗菌薬に耐性を獲得する分

した死亡率は 26〜44％ とのメタ解析の報告もあり４），日子メカニズムとして，①β ラクタマーゼの産生の増加と常診療において問題となっている．わが国においても，外膜蛋白の変化，②カルバペネマーゼの産生に大別され，2019 年に年間 1799 件の CRE 感染症の報告がされてい後者の機序による細菌をカルバペネマーゼ産生腸内細菌

る５）．現在，CRE 感染症を含む多剤耐性アクションプラ目細菌（Carbapenemase-Producing Enterobacterales ：ンが公表されており，感染予防ならびに管理が重要視されている．一方で，CRE によるアウトブレイクの報告

日本鋼管病院呼吸器内科も散見される６）．アウトブレイク時の対応として保菌者― 132 ―

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M

A

B

C

D

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M

図 1 パルスフィールドゲル電気泳動法
M：マーカー，A：患者 A，B：患者 B，C：患者 C，D：患者 D，1：ナースステーション 手洗いシンク蛇口，2：575 号室洗面台配管，3：575 号室吸引機周囲，4：575 号室吸引機ノズル先端に対する接触対策を含めた標準予防策に加え，CRE/

院加療とされていたため，個室管理を継続した．後ろ向CPE はシンクなどの水回りに生息し環境側からの水平き調査により，患者 A，B は同室の時期があったことが感染の可能性もあることから，感染源の対策も同時に求判明したため，両者の関連を調査する目的に健康安全研

３）

められている ．当院において，2019 年に CPE による究センターにおいて，菌株に対してパルスフィールドゲ

アウトブレイクを経験し，環境調査ならびに水回り環境

ル電気泳動（Pulsed-Field Gel Electrophoresis：PFGE）

に対して化学的除菌を施行した．さらに，職員に対して法ならびにポリメラーゼ連鎖反応（Polymerase

耐性菌に関する教育を行い，手指衛生，環境の清拭清掃

Reaction：PCR）法を施行した．一方で，10 月末日にを徹底することを指導した．対策を継続し，除菌およそ

同月下旬より入院していた患者 C の尿培養検査よりChain

1 年後に再度，環境調査を施行した．環境除菌後，長期CPE（Enterobacter cloacae ）が検出された．検出当時，間が経過した後の環境調査の報告は乏しく，当院でのア

患者 C は大部屋での入院加療とされていたため，個室

ウトブレイクの経過ならびに環境調査の結果について報隔離とした．その翌日に，提出していた患者 A および告する．

B の PFGE 法ならびに PCR 法の結果が判明し，患者 A，B の菌株は，ともに IMP-19 型と遺伝子型の一致がみら

アウトブレイクの経過れた（図 1）．後ろ向き調査で患者 C は，患者 A と同室

2019 年 9 月下旬に，同年 8 月上旬より入院していた患者 A の喀痰培養検査より CPE（Enterobactercloa-の時期があったことが判明し，患者 A からの水平感染の可能性が考えられ，アウトブレイクと判断した．

cae ）が検出された．当該患者は，抗菌薬の長期使用歴

その後，11 月初旬に患者 D の尿培養検査より CPEがあり，CPE 検出の数日後に死亡退院となった．患者（Enterobacter cloacae ）が検出された．患者 D は 9 月

A の状態悪化の原因として心不全の増悪が考えられた下旬まで，患者 A，B，C と隣室であったことが判明しため，CPE に対する加療は行われなかった．また，CPE

た．患者 C，D より検出された CPE は，発熱の直接原の検出当時，患者 A は個室で入院加療されていたこと因ではなく保菌状態であると考えられたため，CPE にから，標準予防策の教育を行い対応した．同年 10 月中

対する加療は行われなかった．検出当時，患者 D は個旬に，7 月末より入院していた患者 B の喀痰培養検査よ室で加療されていたため，個室管理を継続とした．

り CPE（Enterobacter cloacae ）が検出された．当該患後に，患者 C，D の PFGE 法ならびに PCR 法の結果

者は，抗菌薬の長期使用歴があり，CPE 検出の 5 日後が判明した．患者 C の菌株は IMP-19 型と判明し患者 A，に死亡退院となった．患者 B は担癌状態であり，誤嚥B と遺伝子型の一致がみ ら れ た が，患 者 D の 菌 株 は性肺炎を繰り返していた経緯もあり，CPE に対する加IMP-1 型と判明し遺伝子型は異なるものであった（図 1）．

療は行われなかった．検出当時，患者 B は個室での入一方，当該患者の CPE に対する薬剤感受性試験の結果― 133 ―

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表1

CPE 検出患者のラインリスト

症例

年代

検出検体

検出日

遺伝子型

入院日

療養部屋推移

入室日

退室日

主治医

患者 A

70 代

喀痰

9 月 28 日

IMP-19 型

8月7日

70 代

喀痰

10 月 11 日

IMP-19 型

7 月 29 日

患者 C

50 代

尿

10 月 30 日

IMP-19 型

9 月 28 日
9 月 30 日
8 月 16 日
9 月 10 日
9 月 24 日
10 月 15 日
10 月 15 日

患者 D

80 代

尿

11 月 7 日

IMP-1 型

9 月 17 日
10 月 23 日
5 月 28 日

8月7日
9 月 28 日
7 月 29 日
8 月 16 日
9 月 10 日
9 月 24 日
9 月 17 日
10 月 23 日
5 月 28 日
10 月 2 日
10 月 17 日

医師 A

患者 B

551 号室573B 号室
553 号室
551 号室571 号室572 号室
551 号室580 号室552 号室573B 号室
575 号室10 月 2 日
10 月 17 日

備考
死亡退院

医師 B

医師 C

死亡退院
退院
再入院

医師 A

はいずれもメロペネム，イミペネム，セフメタゾールに師より主治医に直接指摘し対応した．環境対策として水対して耐性を示していた．当該患者の部屋移動の経路に回り箇所の清掃を徹底し可能な限り，乾燥状態を保つよ

ついては，ラインリストに示した（表 1）．

うに現場スタッフに指導した．加えて，ベッドの手すり，
吸引機，ドアノブ等の高頻度接触箇所についてはアル対コールを用いて最低 1 日 1 回は清掃，清拭を行うよう指応
患者 A，B，C のいずれかと同室の時期があり，11 月

導した．さらに，耐性菌のリザーバーと考えられた排水初旬時点で入院していた 6 名の患者を対象に便，尿，痰口を中心に環境除菌を行った．業者により実施され，水のスクリーニング検査を実施した．

酸化ナトリウム水溶液を排水口より流し，3 時間経過後

患者 D は 3 名とは隣室であったことから，当該患者と同室，隣室であった，もしくは処置内容が類似していに蛇口を全開にして 10 分間，流水で洗浄し除菌を行った．
除菌約 1 年後に，前回の環境調査で耐性菌が検出された患者 11 名を対象に便，尿，痰のスクリーニング培養検査を追加で実施した．各検体はチョコレート寒天培地，

た箇所を中心に再度，環境調査を施行した．

血液寒天培地，BTB 寒天培地を用い，培養ならびに同定検査を行った．さらに CRE が疑われた際には，菌株

なお本研究は，日本鋼管病院倫理委員会に承認された（承認番号：202203）．

をミューラーヒントン培地に塗布しメタロ-β-ラクタ
マーゼ（metallo-β-lactamase：MBL）産生の有無をディ

結スク法で確認した．当該患者は，CPE の検出が判明した時点より個室隔離とし接触予防策を行った．

果
患者を対象としたスクリーニング培養検査からは，新規の CPE の検出はなかった．
一方で環境調査の結果，水回り箇所を中心に CPE（En-

後日，患者間で異なる遺伝子型であったことが判明したため，感染経路を特定する目的で，排水口，蛇口を含

terobacter cloacae ）を含めた多数の耐性菌の検出を認めた水回り箇所ならびにドアノブ，ベッド柵，パソコン，

めた（図 2）．環境調査より検出された CPE 株に対して吸引器周囲等を含めた頻回接触箇所を中心に環境調査をPFGE 法ならびに PCR 法を施行したところ，IMP-1 型施行した．環境調査では，スワブを用いて採取場所を念であることが判明し，患者 D の CPE 株と遺伝子型が一入りに拭い取り，滅菌生理食塩水に 5 秒程度しみ込ませ致した（図 1）．

検体を提出した．採取検体は，一般検体と同様に処理し，再度施行した 1 年後の環境調査では，器具洗浄シンク

MBL 産生の有無についても確認した．また，環境調査

より CPE（Enterobacter cloacae ），トイレの洗浄シンより検出された CPE 株に対しては，追加で PFGE 法な

クより MBL 産生 Escherichia coli ，MBL 産生 Pseudo-

らびに PCR 法を施行した．

monas oryzihabitans が検出された（表 2）．

ICT（医師，看護師，薬剤師，検査技師）を中心に，ICT による介入の約 1 年後には手指衛生回数は 5.5 か

アウトブレイクの対策を行った．耐性菌の教育として，ら 12 回/日と上昇し，広域抗菌薬の抗菌薬使用密度（an-全職員を対象に医師による講義ならびに判定テストを

timicrobial use density：AUD）は，4.4 から 3.8 DDDs/

行った．さらに，ICT の看護師を介して処置毎の手指100beds-days と減少した．

衛生の徹底を現場スタッフに指導すると同時に，ICTによる環境ラウンドを頻回に施行し確認を行った．また，介入後は，入院患者の臨床検体より CPE の新規発生はなく経過し，アウトブレイクの終息を確認した．

抗菌薬の長期使用，不適切使用例に対して，ICT の医― 134 ―

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図 2 環境培養結果
CPE（Enterobacter cloacae）

者と遺伝子型は異なっていた．一方で，滞在していた部察
CPE におけるカルバペネム系薬剤耐性の主要なメカ

屋を含めた環境より検出された CPE と遺伝子型が一致

ニズムはカルバペネマーゼの産生であり，遺伝子の菌株した．IMP-1 型の CPE は，流行地域からの伝搬の可能

間および菌種間の水平伝搬を可能にする伝達性プラスミ

性も考えられたが，入院時から検出に至るまでの患者 D

ドやカルバペネマーゼの遺伝子を媒介する可動性遺伝因の検体からは CPE の検出はなく，持ち込みは否定的で子の獲得が，CPE の急速な広がりに寄与している７）．多あった．当該患者も，入院当初よりベッド上での生活が数のカルバペネマーゼのうち，IMP 型 MBL が 1991 年

主であり，自力での水回り箇所の使用は困難であった．

に世界で初めてわが国より検出され８），以降も海外とは以上から，感染経路として医療従事者の手指を介し，環５，９）異なりこの IMP 型 MBL 陽性株の報告が多い ．当院

境もしくは医療器具からの水平感染の可能性が考えられでは，当該患者ならびに環境から IMP 型の CPE が検出た．

された．患者 3 名のカルバペネマーゼ遺伝子型は IMP-19

今回の CPE のアウトブレイクでは，患者 D の CPE型であったが，患者 1 名および環境からの遺伝子型は株のみ遺伝子型が異なっていた．環境調査により，患者

IMP-1 型の CPE であった．現在，アミノ酸配列の違い

A，B，C の使用していた部屋からは IMP-1 型の検出はにより IMP-1 から 58 までが登録されているが１０），わがなく，患者 D の使用していた部屋からは IMP-1 型の検国では IMP-1 型および IMP-6 型の報告が多く，IMP-19

出があったことが判明した．また，医療従事者が患者 D

５，１１）型の報告は乏しい．IMP-19 型が検出された 3 名は，と他患を同時に受け持つことがなかったことも判明した．

同室での滞在期間があった．また，日常生活動作（Activi-

一方で，アウトブレイク発生時には，すでに退院していties of Daily Living：ADL）は，車椅子移乗に介助が必る患者もいたため，過去に同室であった患者を含めたす要な状況であり，ベッド上での生活が主であった．同患

べての患者の保菌状態を把握することは困難であった．

者が使用した可能性のあった環境からは，IMP-19 型の感染経路として，患者 A，B，C は以前に入院していた検出がみられなかったことや患者自身が自由に動ける患者を含めた同室内での患者同士による水平感染，患者

ADL ではなかったことから，患者間の感染経路として

D は環境からの水平感染が考えられた．

医療従事者の手指を介した水平感染の可能性が考えられアウトブレイクの発生，複数の遺伝子型が確認された

た．患者 D より検出された CPE は IMP-1 型であり他患要因のひとつとして，当該病棟では，医療従事者の 1 日― 135 ―

環境感染誌

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表2

ナース
ステーション

介入前後環境培養結果
2019 年 11 月実施

2020 年 9 月実施

手洗い専用シンク

配管

CPE（Enterobacter cloacae ）陰性

手洗い専用シンク

蛇口周囲

CPE（Enterobacter cloacae ）陰性

器具洗浄シンク

配管

CPE（Enterobacter cloacae ）CPE（Enterobacter cloacae ）552 号室557 号室571 号室572 号室573 号室

洗面台

配管

CPE（Enterobacter cloacae ）

陰性

キッチン

配管

CPE（Enterobacter cloacae ）

陰性

浴槽

配管

CPE（Enterobacter cloacae ）

陰性

前室洗面台

蛇口周囲

MBL 産生 Pseudomonas oryzihabitans

陰性

室内洗面台

配管

CPE（Enterobacter cloacae ）

陰性

室内洗面台

蛇口周囲

MBL 産生 Pseudomonas oryzihabitans

陰性

前室洗面台

蛇口周囲

MBL 産生 Pseudomonas oryzihabitans

陰性

室内洗面台

蛇口周囲

MBL 産生 Pseudomonas oryzihabitans

陰性

洗面台

配管

CPE（Enterobacter cloacae ）

陰性

洗面台

配管

CPE（Enterobacter cloacae ）陰性

CPE（Enterobacter cloacae ）陰性

CPE（Enterobacter cloacae ）陰性

CPE（Enterobacter cloacae ）

陰性

洗面台

575 号室

吸引器周囲

蛇口周囲
ON/OFF

ノズル

吸引器チューブ先端
576 号室

洗面台

蛇口周囲

MBL 産生 Pseudomonas oryzihabitans

陰性

580 号室

洗面台

蛇口周囲

MBL 産生 Pseudomonas oryzihabitans

陰性

583 号室

洗面台

配管

CPE（Enterobacter cloacae ）

陰性

給湯室

シンク

配管

CPE（Enterobacter cloacae ）

陰性

汚物室

女性側蓄尿ラック下段（洗い上げ籠）MBL 産生 Acinetobacter lwoffii

陰性MBL 産生 Pseudomonas oryzihabitans

陰性

トイレ

便座内側

MBL 産生 Pseudomonas oryzihabitans

陰性

手洗いシンク

蛇口周囲

MBL 産生 Pseudomonas oryzihabitans

MBL 産生 Escherichiacoli

3 番目男性用便器

CPE（Citorobacter freundii ）

陰性

洗浄シンク

配管

CPE（Citorobacter freundii ）MBL 産生 Pseudomonas
oryzihabitans

車椅子トイレ

男子トイレ

MBL：メタロ β ラクタマーゼ，CPE：カルバペネマーゼ産生腸内細菌目細菌

あたりの手指衛生回数が他病棟と比較して 5.5 回/日とリアの一部にとどまった．また，ICT の介入以降は，臨少なかったことが考えられた．また，病棟の環境調査を

床検体からの CPE の検出はなく経過した．CRE/CPE

施行したところ CPE に留まらず MBL 産生緑膿菌などの保菌リスクを高める因子として，広域抗菌薬の使用，多数の耐性菌が水回り箇所を中心に検出された．水回り

デバイスの使用，周囲の環境が報告されている１２）．今回，箇所はグラム陰性桿菌の生息に適した環境であり，特にICT ラウンドの強化により，水回り箇所の清掃の徹底

シンクがグラム陰性薬剤耐性菌のリザーバーとなり，アおよび手指衛生の回数も上昇がみられた．また，抗菌薬

ウトブレイクの原因として報告されている１２，１３）．当該病使用量も減少がみられた．環境清掃，手指衛生を含めた棟においては，水回り箇所の拭き残しなどが目立ち，同標準予防策の徹底，医師への抗菌薬使用に対する教育を部位がリザーバーになっていた可能性が考えられた．以行ったことが，アウトブレイクの終息につながった可能上より，当該病棟では，標準予防策が徹底されていなく性が考えられた．
今回，CPE によるアウトブレイクを経験した．PFGE

容易に患者同士もしくは環境より水平感染しやすい状況法および PCR 法による遺伝子型の検索が原因探索に有であったといえる．
環境除菌の失敗例の報告も散見されるが１３，１４），当院での環境除菌後の再調査では，CPE の検出は器具洗浄エ用であった．また，環境除菌に加え，教育がアウトブレ
イクの終息に寄与したと考えられ報告した．

― 136 ―

環境感染誌
謝 辞：ICT 活動ならびに環境調査に尽力いただきました浦山

timicrob Agents Chemother 1991; 35: 147-51.
9）Kelly AM, Mathema B, Larson EL: Carbapenem-ResistantEnterobacteriaceae in the Community: a scoping review.
Int J Antimicrob Agents 2017; 50: 127-34.
10）NCBI Beta-lactamase Data Resources: https://www.ncbi.nl
m.nih.gov/pathogens/beta-lactamase-data-resources/. accessed April 20, 2022.
11）Kayama S, Shigemoto N, Kuwahara R, Oshima K, Hirakawa H, Hisatsune J, et al.: Complete Nucleotide Sequenceof the IncN Plasmid Encoding IMP-6 and CTX-M-2 from
Emerging Carbapenem-Resistant Enterobacteriaceae in Japan 2015. Antimicrob Agents Chemother 59: 1356-9.
12）Loon K, Holt A, Vos M: A Systematic Review and MetaAnalyses of the Clinical Epidemiology of CarbapenemResistant Enterobacteriaceae. Antimicrob Agents Chemother 2017; 62: e01730-17.
13）Vergara-López S, Domínguez M, Conejo M, Pascual Á,
Rodríguez-Baño J: Wastewater drainage system as an occult reservoir in a protracted clonal outbreak due tometallo-β-lactamase-producing Klebsiella oxytoca. Clin Microbiol Infect 2013; 19: E490-8.
14）Kizny Gordon AE, Mathers AJ, Cheong EYL, Gottlieb T,
Kotay S, Walker AS, et al.: The hospital water environment as a reservoir for carbapenem-resistant organisms
causing hospital-acquired infections―a systematic reviewof the literature. Clin Infect Dis 2017; 64: 1435-44.

英子氏，安次嶺ゆか氏，座間隆行氏，佐藤眞理子氏，荒木裕美氏に深く感謝申し上げます．

利益相反自己申告：申告すべきものなし．

文献1）厚生労働省：カルバペネム耐性腸内細菌科細菌感染症，感染症法に基づく医師及び獣医師の届出について：https://www.mhlw.go.jp/bunya/kenkou/kekkaku-kansenshou11/0105-140912-1.html：2022 年 4 月 20 日現在.
2）IASR 2020; 40: 17-32.
3）一般社団法人日本環境感染学会：多剤耐性グラム陰性菌感
染制御のためのポジションペーパー第 2 版．日環境感染誌
2017; 32(Suppl): S1-26.
4）Falagas ME, Tansarli GS, Karageorgopoulos DE, Vardakas
KZ: Deaths attributable to carbapenem-resistant Enterobacteriaceae infections. Emerg Infect Dis 2014; 20: 1170-5.
5）IASR 2021; 42: 123-4.
6）国立病院機構大阪医療センターにおけるメタロ β-ラクタ
マーゼ（MBL）産生腸内細菌科の集積に関する外部調査委
員会：国立病院機構大阪医療センターにおけるメタロ β-ラクタマーゼ（MBL）産生腸内細菌科の集積に関する外部調
査 報 告 書：http://www.onh.go.jp/ict/img/pdf/MBL̲20160
1.pdf：2022 年 4 月 20 日現在.
7）長野則之，長野由紀子，荒川宣親：カルバペネム耐性腸内細菌科細菌．臨床検査 2016; 60: 92-9.
8）Watanabe M, Iyobe S, Inoue M, Mitsuhashi S: Transferable imipenem resistance in Pseudomonas aeruginosa. An-

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〔連絡先：〒210-0852 神奈川県川崎市川崎区鋼管通 1-2-1
日本鋼管病院 大塚健悟
E-mail: batterno23@yahoo.co.jp〕

The Epidemiological and Environmental Investigation for the Outbreak of
Carbapenemase-Producing Enterobacterales in our Hospital
Kengo OHTSUKA and Naoki MIYAO
Department of Respiratory Medicine, Nippon Kokan Hospital
Abstract
The outbreak occurred due to carbapenemase-producing Enterobacterales (CPE) in our hospital from September to November 2019. CPE was detected in four patients in the same ward.
Three patients stayed in the same room, and the other was in the next room. The active screening was performed on patients in the ward. We also underwent 163 environmental surveillances
including sampling from faucets, drainage systems, and sink surfaces. Although there were noreports of new CPE carriage from other patients, CPE was isolated from 13 locations, mostly
around the drainage systems. Molecular carbapenemase identification with the pulsed-field gelelectrophoresis and the polymerase chain reaction were performed. The gene identified included
blaIMP-19 in the three patients who had been in the same room and blaIMP-1 in the other patient anddrainage systems. All patients required assistance with daily activities, and person-to-persontransmission via the hands of medical staff was the primary conduit for transmitting resistantpathogens. Implementation of standard precautions and environmental sterilization could terminate the outbreak due to CPE. Approximately 1 year later, the environmental survey was performed again. CPE isolation was limited to only one location in the waste drain. In addition to environmental sterilization, standard precautions including hand hygiene and cleaning the water
environment were significant to prevent recurrence.
Key words: carbapenemase-producing Enterobacterales , outbreak, pulsed-field gel electrophoresis, polymerase chain reaction, environmental sterilization― 137 ―