家畜および食肉から分離されるESBL産生菌

Extended-spectrum β-lactamase producing bacteria from poultry and chicken meats.

東邦大学医学部微生物・感染症学講座

助教

石井良和

YOSHIKAZU ISHII (Assistant Professor)
Department of Microbiology and Infectious Diseases, Faculty of Medicine, Toho University School of Medicine

1．はじめに

表1 Bush-Jacobyによって提唱されたβ-ラクタマーゼの新分類

薬剤耐性菌は、病院内あるいは抗菌薬投与中に発症する感染症の原因微生物と考えられている。しかし、耐性菌感染症は健常人にも発症する場合がある。例えば、市中感染型（Community acquired：CA）MRSAは、健常人に対しても致死的な感染症を惹起する場合がある。また、
ヨーロッパでは基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ（Extended-spectrum β-lactamase: ESBL）
産生大腸菌が健常人の尿路感染症の原因微生物として注目を集めている。 本稿では、このESBL産生大腸菌の特徴に関して私見を交えて述べてみたい。

2．ESBL とは
表1にBushおよびJacobyによって提唱された最も新しいβ-ラクタマーゼの分類とAmblerの分類を示した1）。βラクタマーゼはAmblerらにより、保存されたアミノ酸配列をもとにA、B、CおよびDの4クラスに分類された。クラス
Bを除くβ-ラクタマーゼは活性中心にセリン残基を有する、いわゆるセリンペプチダーゼである。一方、クラスBに属する酵素は、その活性に2価の金属イオンを必要とするβ-ラクタマーゼであることから、メタロ-β-ラクタマーゼとも呼ばれている。一方、Bushらはβ-ラクタマーゼの基質特

文献 1を改変

異性や阻害剤に対する反応性などの機能をもとに分類している 1）。

スAに属するESBLは、TEM-型やSHV-型、CTX-M-型、ESBLはクラスAおよびクラスDに属するβ-ラクタマー

VEB-型、GES-型などである。このうち、TEM-型およびゼの中で、オキシイミノセファロスポリン系薬を分解する能SHV-型はESBLおよび非ESBLが混在しており、それらの力を有する、Bushらが2beに分類した酵素を指す 1）。クラ

区別が難しい。クラスAに属する酵素のうち、SME-型、THE CHEMICAL TIMES 2010 No.2（通巻216号）

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IMI-型、NMC-型、KPC-型および一部のGES-型β-ラクタ

著者らは、ESBLに関して、その臨床上の重要性を鑑

マーゼは、カルバペネム系薬を分解する能力を有していみて、CTX-M-型酵素を中心に包括的な研究を進めてきる。Bushらはこれらの酵素を2fに分類しており、ESBLとた3-13）。すなわち、疫学的検討から、酵素学的検討およびは区別している1）。クラスAに属するβ-ラクタマーゼは、そ

構造生物学的検討の両面から詳細な酵素の反応メカニズの阻害剤であるクラブラン酸やスルバクタム、タゾバクタム

ムを解明してきた。現在も、CTX-M-44（Toho-1）
を中心にを利用して検出することができる。ESBLは例外を除い酵素の基質認識機構の解明を進めている11）。て、セフォタキシムの分解が得意なものと、セフタジジムの分解が得意なものの2種類に分類することができる。した3．抗菌性物質使用と ESBL 産生菌検出状況との関連性

がって、セフォタキシム高度耐性ESBL産生株がセフタジジムに感性を示すことや、逆にセフタジジム高度耐性株

我々は、現在まで農畜水産領域で用いられる抗菌性ESBL産生株がセフォタキシムに感性を示すことがある。

物質に対して十分な注意を払っていなかった。図1に示そのため、セフォタキシム高度耐性株にセフタジジムやセフすごとく、ヒトに用いられる抗菌薬と農畜水産物用抗菌薬

ァマイシン系薬の投与や、セフタジジム高度耐性株にセフォを比較すると、農畜水産物への使用量は臨床用抗菌薬タキシムやセファマイシン系薬が投与されることがある。し使用量を凌駕している 14）。

かし、その有効性については疑問視する意見もあり、現時環境に生息する微生物は、抗菌性物質にさらされる可能点ではESBL産生菌による重症感染症にはカルバペネム性がほとんどないと考えられる。しかし、抗菌薬の影響が系薬が一次選択薬とされている。

ないと考えられるような環境からも抗菌薬耐性因子を保有

2010年にClinical and Laboratory Standards Instituteする菌が分離されている。例えば、
Sargasso海からはカルバ（CLSI）によって刊行されたドキュメント（M100-S20）から、ペネム系薬分解酵素をコードする遺伝子、南極からメタロ-セフェム系薬およびカルバペネム系薬のブレイクポイントがβ-ラクタマーゼ産生菌、黒潮の南側からセフェム系薬耐性改定された2）。すなわち、ESBL産生の有無とは関係な緑膿菌、湖沼からカルバペネム系薬耐性緑膿菌あるいはく、薬剤感受性試験成績をもとに感染症の治療に用いShewanella 属菌がそれぞれ分離されている15-17）。これら

る抗菌薬が選択されることになる。 米国ではCTX-M-型の報告は、環境中には薬剤耐性因子をコードする遺伝子β-ラクタマーゼの検出頻度が低く、米国を除く国々ではがプールされており、それを抗菌性物質の使用が選択・増幅CTX-M-型産生株の検出頻度が高い。CTX-M-15を除して人体に影響する可能性を示唆するものである。

くCTX-M-型β-ラクタマーゼ産生株は、セフォタキシムに我々の身の回りの愛玩伴侶動物や家畜の糞便や食肉高度耐性を示すのに対して、セフタジジムに対する感受性を汚染する耐性菌についての報告が散見される。本邦が高いのが特徴である。今後、CLSIが設定したカテゴでもKojimaらが肉用鶏の便から分離されたESBL産生

リー分類をもとに、正しく抗菌薬を選択することが可能か菌について報告している18）。その分離頻度は卵鶏や豚、否かの検討が必要であると考えている。

牛の便から分離されるESBL産生菌と比較して高かったと述べている。肉用鶏に使用される抗菌薬量は卵鶏の場合と比較して多くない。特に、セフェム系薬は鶏や家禽に対する適応がなく、基本的に使用されることがない。
我々は、ESBL産生株の選択に重要と考えられているオキシイミノセファロスポリン系薬が全く使用されない鶏からESBL産生株が分離される原因を理解できていない。

4．β-ラクタム系薬
世界各国でESBLを産生する大腸菌やサルモネラ属菌
図１抗菌薬が使用される場所および消費量の内訳

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を保菌する家畜についての検討は実施されている。これ

家畜および食肉から分離される ESBL 産生菌までにESBL産生大腸菌やサルモネラ属菌が分離されたンダで市販されている家禽肉由来のサルモネラ属菌につ動物は、卵鶏と肉用鶏を含む家禽や豚、家兎、牛などでいて検討し、TEM-52が検出されたと報告している。TEM-ある。このうち、特にESBL産生株の検出報告が多い動

52産生サルモネラ属菌は家禽肉のみならず、オランダ国内物は家禽である。さらに肉用鶏から検出されるESBLのの家禽およびヒトからも検出されているが、それらの血清型型は、CTX-M-型やTEM-型、SHV-型であり、ヒトから検出さには違いが認められ、同一起源の菌株が拡散したのではれているものと同一である。また、家禽を中心に、CMY-2ないことが示唆されている20）。本邦では、MatsumotoらがなどクラスCに属するプラスミド性AmpC産生大腸菌も検出

中国から輸入された鶏肉について検討し、分離されたされている。本邦でもKojimaらは、1999年から2002年

Salmonella enterica serovar Enteritidisがセフォタキシム耐に、全国1443農場から収集された大腸菌（合計2747株）性を示しており、CTX-M-14をコードする遺伝子が本菌株を対象としてセファゾリンに対する耐性因子の解析を行っから検出された21）。

た18）。その結果、18株（2.7%）のセファゾリン耐性大腸菌

Bertrandらは、ベルギーおよびフランスで飼育されているが12農場の肉用鶏から分離された。そのうち、4農場か家禽、家禽肉およびヒトから分離されたCTX-M-2産生

ら分離された6株は、オキシイミノセファロスポリンに耐性

Salmonella enterica serobar Virchowを対象にパルスフィーを示したのに対して、セフォキシチンには感性を示した。こルドゲル電気泳動法（PFGE）を実施したところ、17株中15の結果は、これらの菌株がESBLを産生していることを強株のバンドパターンが一致し、これらは同一起源の株であく示唆するものであり、著者らは耐性因子の特定を試みろうと述べている22）。さらに彼らは、それら15株の中にはた。その結果、これらの菌株が産生するESBLの型は家禽、家禽肉およびヒト由来株が含まれており、ヒトから分CTX-M-2あるいはCTX-M-18であることを特定した。一離されたCTX-M-2産生S.enterica serobar Virchowは、食方、12株のセファゾリン耐性株は、セフォキシチンに低感受品を介して取り込まれた可能性を指摘している。

性を示し、セフェピムに対する感受性が維持されていた。

著者らも健常成人および国産鶏肉からCTX-M-1、CTX-

この結果は、これらの菌株がAmpC産生株であることをM-2およびCTX-M-9に属するESBLを産生する大腸菌を強く示唆するものである。大腸菌は、通常AmpCの産生分離している。 2009年において実施した東邦大学医学量が極めて低いことから、Kojimaらはプラスミド性AmpC部医学科の学生実習で、70名の学生の同意を得て便中産生を疑い、その特定を試みた。その結果、8株からのESBL産生菌のスクリーニングを実施した。その結果、

CMY-2であることが確認された。残り4株のセファゾリ4名の学生からESBL産生大腸菌が分離された。4株のン耐性株を含む8株の大腸菌からはプラスミド性AmpC

大腸菌のうち、1株がCTX-M-44（Toho-1）、2株がCTX-M-をコードする遺伝子が検出されず、大腸菌の染色体上に14、1株がSHV-12を産生していた。彼らの抗菌薬投与歴存在するAmpCのプロモータ領域に突然変異が認めらも調査したが、いずれの学生も3ヶ月以内の抗菌薬の投れ、その産生量が増加した菌である可能性を指摘してい与歴はなかった。現時点では、調査対象数が少ないたる。 繰り返しになるが、肉用鶏に対してセフェム系薬がめ、健常人におけるESBL産生菌保有率を論じることはで使用されることはなく、なぜ使用されてもいない抗菌薬にきない。しかし、少なくともESBL産生菌は健常人も保有し対する耐性菌が検出されたのかは不明である。ていることが明らかとなった（未発表）。

上述のごとく、食肉鶏はCTX-M-型に属するESBLやさらに、著者らは鶏肉や肉用鶏の糞便、臨床材料からCMY-2などのプラスミド性AmpC産生大腸菌を保菌して分離された大腸菌株の血清型、PFGEやMLSTなどによいる。したがって、食用の鶏肉がCTX-M-型やCMY-型β-る遺伝子型あるいはプラスミドのレプリコン型についてのラクタマーゼ産生菌によって汚染されている可能性は低く検討を進めている。現在までの検討から、これらの大腸ないと考えられる。Warrenらは英国内で市販されている菌間に明確な関連性は認められていない（未発表）。し鶏肉を購入して、ESBL産生大腸菌の分離を試みていかし、
CTX-M-型酵素をコードする遺伝子の周辺構造に高る。その結果、129検体中17検体から、CTX-M-1、CTX-い類似性が認められており、現在はこの遺伝子構造およM-2、CTX-M-8およびCTX-M-14などのCTX-M-型に属すび病原因子を含めて詳細な解析を行っている。

るESBL産生大腸菌が分離された19）。 Hasmanらはオラ

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5．おわりに耐性菌は、抗菌薬を投与中あるいは投与後のヒトから検出されると考えられてきた。そのため、ヒトに対する抗菌薬が適正に使用されれば、耐性菌の出現を制御できると信じられてきた。上述の状況から、耐性菌はヒトのみの問題ではなく、食品や家畜、環境から検出される耐性菌にも注目し、その制御のためには総合的な対策が必要になると考えている。

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