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Aug. 2010

耳鼻咽喉科領域感染症由来 Streptococcus pneumoniaeに対する garenoxacin の mutant prevention

concentration (MPC)
鈴木賢二 1)・黒野祐一 2)・小林俊光 3)・西村忠郎 4)・馬場駿吉 4)・
原渕保明 5)・藤澤利行 1)・山中
1)

藤田保健衛生大学医学部第二教育病院

2)

鹿児島大学医学部耳鼻咽喉科学教室

3)

東北大学医学部耳鼻咽喉科学教室
4)

5)

8)

昇 6)・生方公子 7)・池田文昭 8)

日本耳鼻咽喉科感染症研究会

旭川医科大学耳鼻咽喉科学教室

6)

和歌山県立医科大学耳鼻咽喉科学教室

7)

北里生命科学研究所感染情報学研究室

三菱化学メディエンス株式会社化学療法研究室（2010 年 3 月 1 日受付）

2007 年 1 月⬃6 月に全国の医療機関において耳鼻咽喉科領域感染症患者から分離された Streptococcus pneumoniae 78 株（PSSP 45 株，PISP 26 株および PRSP 7 株）に対する

garenoxacin (GRNX)， levoﬂoxacin (LVFX) お よ び moxiﬂoxacin (MFLX) の minimum
inhibitory concentration (MIC) および mutant prevention concentration (MPC) を比較検討した。
対象の 78 株に対する GRNX の MIC90 および MPC90 は各々 0.06 および 0.12 m g/mL であり，LVFX および MFLX と比較して最も低い値を示した。また，GRNX の MPC/MIC 比は 1⬃4 に分布し，77 株 (99%) は 2 以下であり，LVFX および MFLX の MPC/MIC に比較して最も低い値であった。

耳鼻咽喉科領域感染症の主要起炎菌であるられるキノロン系抗菌薬については，良好な治療

Streptococcus pneumoniae については b -ラクタム効果を得るためだけでなく耐性菌の出現を防止す系およびマクロライド系抗菌薬に対する耐性株のるための薬剤の選択および至適用法用量の検討が蔓延に加えて，最近ではキノロン系抗菌薬に対す必要である。

1,2)

。S.

Garenoxacin (GRNX) は，2007 年に上市された

pneumoniae による重症感染症の標的治療に用い新規キノロン系抗菌薬で 6 位のフッ素原子が水素る耐性株の出現も報告されるようになったAug. 2010

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313 ( 23 )原子に置換されているなど従来のフルオロキノロで培養後，判定を行った。精度管理株として S.

ン系抗菌薬と比較して極めて特徴的な化学構造を

pneumoniae ATCC 49619 を用いた。ペニシリンに3)有し ，呼吸器・耳鼻咽喉科領域感染症の主要起対する耐性区分は CLSI M100-S19 の経口ペニシ，レスピリンの基準に従い， PCG の MIC 値が 0.06 m g/mLラトリーキノロンと位置づけられている。我々は，以下のものを susceptible (PSSP)， 0.12⬃1 m g/mL

第 4 回耳鼻咽喉科領域感染症臨床分離菌全国サーのものを intermediate (PISP)， 2 m g/mL 以上のもベイランスとして 2007 年分離株の GRNX を含むのを resistant (PRSP) とした 7)。

炎菌に優れた抗菌活性を示すことから

4,5)

各種抗菌薬に対する感受性を測定し，GRNX がこ

MPC 測定は BLONDEAU らの方法 8)に従って実施

れらの菌株に対して優れた抗菌活性を示し，特にした。すなわち，5% ヒツジ血液寒天培地で 35°C，S. pneumoniae に対しては他のレスピラトリーキノ

5% CO2 条 件 下 で 18 時 間 培 養 し た 菌 体 を ， 約ロンと比較して最も優れた抗菌活性を示すことを

5⫻1010 CFU/mL に調製し，その 0.2 mL（約 1⫻報告した 6)。

1010 CFU）を対象の抗菌薬の 2 倍希釈系列 7 段階

今回，我々はこれらの S. pneumoniae を対象にの濃度（1/2⬃32⫻MIC，上限： 64 m g/mL，下限：GRNX の mutant prevention concentration (MPC)

0.015 m g/mL ） を含む 5% ヒツジ血液加 Muellerを測定し，GRNX に対する耐性株出現の可能性にHinton agar に塗沫して 35°C，5%CO2 条件下で 48ついて検討した。

時間培養した。目視にてコロニーが認められない最小薬剤濃度を MPC とした。なお，MPC 測定は材料と方法3 回実施し，測定値が 2 回以上一致した場合にその値を採用した。

試験菌株として第 4 回耳鼻咽喉科領域感染症臨床分離菌全国サーベイランスにおいて 2007 年 1

結果

月 ⬃6 月の期間に分離された Streptococcus pneu-moniae 78 株を用いた。なお，本研究については，

S. pneumoniae 78 株に対する GRNX， LVFX お

文部科学省および厚生労働省より出された「疫学よび MFLX の MIC および MPC を Table 1 に示し研究に関する倫理指針」および「疫学研究に関すた。これらの菌株に対する GRNX の MIC90 およびる倫理指針についての Q ＆ A」に従い，患者プラ

MPC90 は 0.06 m g/mL および 0.12 m g/mL であり，イバシーには一切抵触しないことを遵守し，菌株

LVFX および MFLX の MIC90 および MPC90 と比較のみを試験に使用した。

して最も低い値を示した。なお， PSSP に対する使用薬剤には GRNX，levoﬂoxacin (LVFX) およ

これら 3 薬剤の MIC90 および MPC90 は PISP および moxiﬂoxacin (MFLX) の原末を用いた。また，

び PRSP に対する値と差は認められなかった 。

ペニシリン耐性区分鑑別のために benzylpenicillin(PCG) の原末を用いた。

GRNX の MPC/MIC 比は 1⬃4 に分布し， 77 株(99%) に対しては 2 以下であった。LVFX の MPC/

薬剤感受性測定は日本化学療法学会標準法に

MIC 比は 2⬃8 に分布し， 75 株 (96%) に対しては準じた微量液体希釈法にて実施した。2% ウマ溶

2⬃4 の範囲であったが， MPC/MIC が 8 となる株

血液， NAD (15 mg/L) および酵母エキス (5 g/L)

が 3 株 (3.8%) 認められた。MFLX の MPC/MIC 比を 添 加 し た cation-adjusted Mueller Hinton brothは 2⬃16 に分布し 72 株 (92%) に対しては 2⬃8 の範(CAMHB) を用い 35°C， 18⬃24 時間，好気条件

囲であったが， MPC/MIC が 16 となる株が 6 株

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Table 1. MIC and MPC for clinical isolates of S. pneumoniae.

Table 2. Relationship between MIC and MPC for clinical isolates of S. pneumoniae.

(7.7%) 存在した(Table 2) 。

菌薬よりも強い阻害作用を示すことが報告されてGRNX ， LVFX お よ び MFLX の MIC お よ びおり 4)，本菌に対する優れた抗菌活性を裏付けて

MPC 累積分布を Fig. 1 に示した。 GRNX の MICいるものと考えられた。S. pneumoniae のキノロン

および MPC は LVFX および MFLX と比較して最耐性の主要な機序は染色体上に存在するキノロン

も 低 い 値 で 推 移 し ， mutant selection windowの 標 的 分 子 で あ る topoisomerase IV と DNA（MSW ； MIC と MPC の幅）も最も狭かった。

gyrase の構成遺伝子である parC と gyrA のキノロン耐性決定領域 (QRDR) の変異によることが証明考察されている 9)。キノロン系抗菌薬の 2 つの標的酵素への阻害活性の相違から，耐性変異は 2 段階のGRNX は耳鼻咽喉科領域感染症の主要起炎菌ステップを経ると考えられるが，第 1 段階ではキである S. pneumoniae に対し，既存のレスピラト

ノロンに感受性の高い標的酵素の変異株の出現がリーキノロンよりも低い MIC および MPC を示し報告されている 10)。LVFX や ciproﬂoxacin (CPFX)た。 GRNX は S. pneumoniae の topoisomerase IV

は S. pneumoniae の topoisomerase IV に対して阻および DNA gyrase に対して既存のキノロン系抗害活性が高く一次標的となっているため，まずはAug. 2010

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315 ( 25 )Fig. 1. Cumulative distribution of S. pneumoniae isolates with respect to MIC and MPC.

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parC 変異株が選択されてくる 11)。この段階であとが実験的に証明され 17)，高用量で短期間治療す

れば S. pneumoniae に優れた活性を有するキノロ

ることが除菌には重要であることが示唆されていン系抗菌薬は抗菌活性を保持しているが，さらにる。また，MPC と pharmacokinetic (PK) パラメー耐性が進むと parC と gyrA の双方に耐性変異が蓄タを組み合わせて耐性菌の出現を防止する投与レ積して高度耐性化することが報告されている 12)。

ジメの最適化が検討されるようになり， MPC に

このような耐性変異の過程を考慮すると，S. pneu-関連する PK-PD パラメータとして AUC/MPC およmoniae の両標的酵素にバランスのとれた高い阻害び Cmax/MPC が耐性化と関連すると報告されて活性を有する GRNX は耐性化の防止には有利ないる 18)。HOMMA らは，S. pneumoniae の臨床分離プロファイルを有していると考えられる。

株 4 株を用いて MFLX および LVFX 投与時の血中最近，キノロン系抗菌薬耐性化の抑制に関する濃度を再現した in vitro pharmacodynamic model

指標として MPC が用いられるようになってきてを用いて MPC に関連する PK-PD パラメータにつお り ， S. pneumoniae に 対 し て も 各 種 キ ノ ロ ン

い て 検 討 し た と こ ろ ， AUC/MPC お よ び系抗菌薬の MPC を測定した成績が報告されていCmax/MPC が各々 13.4 および 1.20 以上のときにる 8,13,14)。MPC は標的部位の点変異による一次耐完全殺菌が得られるが，各々が 0.84 および 0.08性変異株の増殖を抑制する最小濃度のことで，実以下の場合には低感受性化が認められたと報告し

10

験的には 10 CFU/mL 以上の感受性ポピュレーている 19)。 GRNX の常用量である 400 mg 単回経ションから出現してくる耐性変異株の増殖を阻止

口投与 2.65⬃3.33 時間後の中耳粘膜，口蓋扁桃組15)。また，織および副鼻腔粘膜の平均組織薬物濃度は，それMIC と MPC の 幅 を mutant selection window

ぞれ 5.89 m g/g， 9.44 m g/g および 6.01 m g/g と報告(MSW) と言い，耐性変異株が選択されやすい濃されている 20)。今回の S. pneumoniae の臨床分離度域と考えられている 16) 。 今回対象とした S.

株に対する GRNX の MPC90 は 0.12 m g/mL であっpneumoniae に対する GRNX の MSW は LVFX やたので GRNX の組織内濃度 /MPC90 は 49.1⬃78.7

MFLX よりも狭い結果であった。LVFX や MFLXとなり，HOMMA らの成績に当てはめると完全殺菌の場合には MIC 以上の濃度において一次耐性変が得られるのに十分なレベルであり耳鼻咽喉科領異として parC 変異株が選択されてくるのに対し域感染症の治療中に低感受性ポピュレーションのて， GRNX では parC 変異株に対して感受性株と選択が生じ難いと推察された。

する最小薬剤濃度と定義されている同等の優れた活性を示すため MIC と MPC にほとGRNX の 1 日 400 mg の投与は， S. pneumoniae

んど差が認められなかったものと考えられる。なによる耳鼻咽喉科領域感染症に優れた臨床効果をお，今回対象とした S. pneumoniae 78 株は CLSI示すだけでなく，キノロン系抗菌薬に対する耐性の基準ですべて LVFX および MFLX に感受性で化防止においても有用であると考えられた。

あったが，今後は LVFX または MFLX に中等度または耐性の株に対する GRNX の MPC や MSW も検討する必要があると考えられる。

PK-PD に基づく適正な用法用量が有効性や安全性だけでなく耐性化防止のために重要であると考えられている。キノロン系抗菌薬では，一般にAUC/MIC や Cmax/MIC が殺菌作用と相関するこ

文献1) 河野 茂，小林宏行，馬場駿吉，他：多剤耐性肺炎球菌による呼吸器感染症および耳鼻咽喉科領域感染症に対する garenoxacin の臨床効果。日本化学療法学会雑誌 55(S-1): 222⬃

230, 2007
2) OSAWA, M.; Y. ITO, T. ISHIDA, et al.: MolecularAug. 2010

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

characterization of quinolone resistance-determining regions and their correlation withserotypes and genotypes among Streptococcus pneumoniae isolates in Japan. Eur. J.
Clin. Microbiol. Infect. Dis. 14: 258⬃261,2008
3) HAYASHI, K.; M. TAKAHASHI, Y. KAWAMURA,
et al.: Synthesis, antibacterial activity, andtoxicity of 7-(isoindolin-5-yl)-4-oxoquinoline3-carboxylic acid. Discovery of the novel
des-F(6)-quinolone
antibacterialagents
garenoxacin (T-3811 or BMS-284756). ArzeimForsch/Drug Res. 2:903⬃913, 2002
4) 高 畑 正 裕 ， 福 田 淑 子 ， 二 口 直 子 ， 他 ：Garenoxacin の in vitro 抗菌活性。日本化学療法学会雑誌 55(S-1): 1⬃20, 2007
5) JONES, R. N.; T. R. FRITSCHE, H. S. SADER,
et al.: Activity of garenoxacin, an investigational des-F(6)-quinolone, tested againstpathogens from community-acquired respiratory tract infections, including those with elevated or resistant-level ﬂuoroquinolone MICvalues. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 58:9⬃17, 20076) 鈴木賢二，黒野祐一，小林俊光，他：耳鼻咽喉科領域感染症起炎菌に対する garenoxacinの 抗 菌 力 。 Jpn. J. Antibiotics 62: 71⬃78,
20097) Clinical and Laboratory Standards Institute(CLSI): Performance standards for antimicrobial susceptibility testing; nineteen informational supplement M100-S19 Wayne, PA,
20098) BLONDEAU, J. M.; X. ZHAO, G. HANSEN, et al.:Mutant prevention concentrations of ﬂuoroquinolones for clinical isolates of Streptococcus pneumoniae. Antimicrob. AgentsChemother. 45: 433⬃438, 2001
9) WEIGEL, L. M.; G. J. ANDERSON, R. R. FACKLAM, et al.: Genetic analyses of mutations
contributing to ﬂuoroquinolone resistancein clinical isolates of Streptococcus pneumoniae. Antimicrob. Agents Chemother. 45:3517⬃3523, 2001
10) DAVIES, T. A.; A. EVANGELISTA, S. PFLEGER,

11)

12)

13)

14)

15)

16)

17)

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317 ( 27 )et al.: Prevalence of single mutations intopoisomerase type II genes among levoﬂoxacin-susceptible clinical strains of Streptococcus pneumoniae isolated in the UnitedStates in 1992 to 1996 and 1999 to 2000.
Antimicrob. Agents Chemother. 46: 119⬃124,
2002
FUKUDA, H. & K. HIRAMATSU: Primary targetsof ﬂuoroquinolones in Streptococcus pneumoniae. Antimicrob. Agents Chemother. 43:
410⬃412, 1999
STRAHILEVITZ, J. & D. C. HOOPER: Dual targeting of topoisomerase IV and gyrase to reducemutant selection: direct testing of the paradigm by using WCK-1734, a new ﬂuoroquinolone, and ciproﬂoxacin. Antimicrob.
Agents Chemother. 49: 1949⬃1956, 2005
SMITH, H. J.; M. WALTERS, T. HISANAGA, et al.:Mutant prevention concentrations for singlestep ﬂuoroquinolone-resistant mutants ofwild-type, efﬂux-positive, or parC or gyrA
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HERMSEN, E. D.; L. B. HOVDE, G. N. KONSTANTINIDES, et al.: Mutant prevention concentrations of ABT-492, levoﬂoxacin, moxiﬂoxacin, and gatiﬂoxacin against three common respiratory pathogens. Antimicrob.
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DONG, Y.; X. ZHAO, J. DOMAGALA, et al.:Effect of ﬂuoroquinolone concentration on
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BLONDEAU, J. M.; G. HANSEN, K. METZLER,
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CRAIG, W. A.: Pharmacokinetic/pharmacodynamic parameters: rationale for antibacterial
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318 ( 28 )THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

18) DRLICA, K.; H. HIASA, R. KERNS, et al.:Quinolones: action and resistance updated.
Curr. Top. Med. Chem. 9: 981⬃998, 200919) HOMMA, T.; T. HORI, G. SUGIMORI, et al.: Pharmacodynamic assessment based on mutant
prevention concentrations of ﬂuoroquinolones to prevent the emergence of resis-63—_4Aug. 2010

tant mutants of Streptococcus pneumoniae.
Antimicrob. Agents Chemother. 51: 3810⬃
3815, 200720) 馬場駿吉，鈴木賢二，山中 昇，他：耳鼻咽喉科領域感染症に対する garenoxacin の臨床効果と組織移行性試験。日本化学療法学会雑誌 55(S-1): 194⬃205, 2007

Mutant prevention concentrations of garenoxacin against
Streptococcus pneumoniae isolates
from otorhinolaryngological infections
KENJI SUZUKI1), YUICHI KURONO2), TOSHIMITSU KOBAYASHI3),TADAO NISHIMURA4), SHUNKICHI BABA4), YASUAKI HARABUCHI5),TOSHIYUKI FUJISAWA1), NOBORU YAMANAKA6), KIMIKO UBUKATA7) andFUMIAKI IKEDA8)
1)

Department of Otolaryngology, the Second Hospital,Fujita Health University
2)
Department of Otolaryngology, Kagoshima University
3)
Department of Otolaryngology, Tohoku University
4)
The Japan Society for Infectious Diseases in Otolaryngology
5)
Department of Otolaryngology, Asahikawa Medical College
6)
Department of Otolaryngology, Wakayama Medical University
7)
Infectious Information Laboratory, Kitasato Institute for Life Science8)
Chemotherapeutic Laboratory, Mitsubishi Chemical Medience
The minimum inhibitory concentrations (MICs) and the mutant prevention concentrations(MPCs) of garenoxacin (GRNX), were compared to those of levoﬂoxacin (LVFX), and moxiﬂoxacin(MFLX) against 78 Streptococcus pneumoniae isolates from otorhinolaryngological infections inJapan during the period January 2007 to June 2007.
The MIC and MPC for 90% of the isolates (MIC90 and MPC90) of GRNX were 0.06 and0.12 m g/mL, respectively, and were the lower values than LVFX and MFLX MIC90s and MPC90s.
The ratios of MPC/MIC of GRNX were the lower values than those of LVFX and MFLX.