Apr. 2011

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

64—22

97 ( 45 )

中国地方において分離された緑膿菌の疫学的検討と抗菌薬感受性成績
中国地区インフェクションフォーラム
桑原正雄 1)・草野展周 2)・清水英治 3)・清水亘 4)・小林加直 4)・

甲田俊太郎 4)・土井正男 1)・菅井基行 4)・公文裕巳 5)1)

県立広島病院呼吸器内科・リウマチ科
2)
3)

4)
5)

岡山大学病院中央検査部

鳥取大学医学部分子制御内科

広島大学大学院医歯薬学総合研究科細菌学

岡山大学大学院医歯薬学総合研究科泌尿器病態学（2011 年 1 月 7 日受付）

近年，臨床の現場において，多剤耐性緑膿菌 (multi-drug resistant Pseudomonas aerugi-nosa: MDRP) の分離頻度の増加およびこれに伴う院内感染が報告され，その対応と治療法の確立が大きな問題となっている。中国地区インフェクションフォーラムでは，多施設協同研究として，中国地区の緑膿菌の動向を調査する目的で，2006 年 10 月2008 年 9月の期間に分離された喀痰および尿由来の緑膿菌を収集し，抗菌薬感受性およびパルスフィールドゲル電気泳動 (pulsed field gel electrophoresis: PFGE) による解析を実施し，疫学的検討を行った。
今回の調査において 738 株が収集され，抗菌薬感受性の結果 ciprofloxacin, imipenem,および amikacin に耐性を示す株はそれぞれ 152 株 (20.6%)，179 株 (24.3%) および 47 株(6.4%) であり，MDRP は 39 株 (5.3%) であった。抗菌薬 3 剤の耐性株や MDRP に対してarbekacin が最も低い MIC 値を示しており，今後併用治療薬の一つとして検討すべきと考えられた。
また，今回の調査で MDRP の検出率は施設間で大きな差があった。PFGE によるクラスター解析の結果，同一施設内で類似パターンを示す株が認められ，薬剤感受性の傾向も一致していた。これらの菌株は病院固有の株の可能性が高く，院内感染原因菌としての重要性が示唆された。

緑膿菌は元来，各種抗菌薬に対して自然耐性を治療が困難となる場合がある。特に，緑膿菌感染示すことが多く，さらに抗緑膿菌作用を有するカ症治療を行ううえで重要なカルバペネム系薬をはルバペネム系薬，フルオロキノロン系薬，アミノじめとする多剤に耐性を示す株が出現し，治療上グリコシド系薬に対してしばしば耐性を獲得し，あるいは院内感染対策上問題視されている。

98 ( 46 )THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

Table 1.

64—22

Apr. 2011

Institutions participating.

中国地区における緑膿菌の各種抗菌薬に対する(PIPC)， ceftazidime (CAZ)， sulbactam/cefopera-

耐性状況を把握する目的で，喀痰ならびに尿由来

zone (SBT/CPZ)， imipenem (IPM)， meropenem株について抗菌薬感受性測定とパルスフィールド(MEPM)，biapenem (BIPM)，doripenem (DRPM)，

ゲル電気泳動による疫学的検討を行った。

ciprofloxacin (CPFX)， amikacin (AMK)， gentamicin (GM) および arbekacin (ABK) の 11 薬剤であった。各抗菌薬の希釈系列に関しては，PIPC，材料と方法I.

C A Z ， S B T / C P Z は 1 1 2 8 m g / m L ， I P M ，
1.

MEPM ， BIPM ， DRPM は 0.2532 m g/mL ，対象菌株

2006 年 10 月2008 年 9 月の期間に中国地区のCPFX は 0.068 m g/mL， AMK は 164 m g/mL，

12 医療施設 (AL) (Table 1) に入院した患者から

GM は 0.2532 m g/mL，ABK は 0.532 m g/mL と採取された喀痰（菌量が 2 以上，あるいは定量した。なお，感染症法の定義に示されているよう

64に ， CPFX ， IPM ， AMK の MIC が そ れ ぞ れ

CFU/mL 以上) から分離された緑膿菌 738 株を対4 m g/mL， 16 m g/mL， 32m g/mL のすべてを象とした。なお，同一患者から分離された株は，満たす菌株を多剤耐性緑膿菌 (MDRP) とした。ま検体ごとに 1 株とし， 1 医療施設あたりの目標収た，前記 3 薬剤の耐性も本定義に示されている集株数を 100 株とした。

MIC 値を参考にした。

実施施設では 10 CFU/mL 以上 ) または尿（ 102.

抗菌薬感受性測定

3．パルスフィールドゲル電気泳動 (PFGE)

抗菌薬感受性は日本化学療法学会標準法に基PFGE は，既報の方法により実施した 2)。緑膿づく微量液体希釈法により，最小発育阻止濃度

菌を包埋したアガロースゲルをリゾチーム溶液(MIC) を測定した 1)。供試した抗菌薬は piperacillin(1 mg/mL lysozyme，10 mM Tris-Cl，1 mM EDTA，

Apr. 2011

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

pH 8.0) で 30 分間室温処理した後，1% の sarcosylを含む TE 溶液中にて 37°C で 1 時間インキュベーションした。その後，1 mg/mL の proteinase K を含む TE 溶液中にて 50°C 一晩インキュベーションした。得られた染色体 DNA を制限酵素 SpeI で消の ethidium bromide（室温で 1 時間）で染色した。
ゲルを 2 時間蒸留水に浸した後， Atto Printgraph

UV illuminator と Atto Image Saver AE-6905 を用いて電気泳動像をコンピュータに取り込み，解析には BioNumerics software V. 3.0 を用い，70% 以上の相同性が認められた場合，同一のクラスターとした。

II.
1.

結果

臨床分離株の背景

臨床分離された緑膿菌 738 株のうち，材料別では喀痰由来 470 株，尿由来 268 株であった。性別
では，男性患者から 499 株，女性患者からは 239株で，患者の平均年齢は 68.919.1 歳であった。
県別の緑膿菌株数は中国地方山陽側の広島県 173株，岡山県 266 株，山口県 116 株および山陰側の鳥取県 33 株，島根県 150 株であった。地域別ならびに施設別の分離株数を Table 2 に示した。

2.

抗菌薬に対する薬剤感受性

緑膿菌 738 株に対する各種抗菌薬の MIC 分布を Table 3 に示した。緑膿菌全体の抗菌薬感受性はフルオロキノロン系薬 (CPFX)，カルバペネム系薬 (MEPM，BIPM，DRPM)，アミノグリコシド系薬 (GM，ABK) が低い MIC 値を示した。
カルバペネム系 4 剤の MIC 相関を比較すると，

IPM と BIPM (R20.91)， MEPM と DRPM (R20.93) で高い相関が認められた (Fig. 1)。
材料別で比較すると，ほとんどの薬剤で尿由来

Table 2.

electrophoresis system を用いて分離し，0.5 mg/mL

The number of strains in each hospital, of the 738 clinically isolated P. aeruginosa strains.

化し，DNA 断片を CHEF-Mapper pulsed field gel

64—2299 ( 47 )

223

Blanks are outside the determining range of MICs.

382711(738)84sputum (470)urine
(268)

total

18

144(738)

total

sputum (470)
urine
(268)

12

68

29
11

40

44
14

58

43
25

130
88

218

76
61

137

43

59
28

87

46
20
26

31
1276
31

107

319
191
128(738)

total

130
93

40
36

76

139
94

233

62
35

97

40
28

sputum (470)
urine
(268)

79

55
24(738)

sputum (470)
urine
(268)

262
146

total

408(738)

total

sputum (470)
urine
(268)

193

123
70(738)total

sputum (470)
urine
(268)

351

224
127(738)

total

sputum (470)
urine
(268)

30

246(738)

total

sputum (470)urine(268)15
141(738)

total

sputum (470)
urine
(268)

183
119
64(738)

sputum (470)
urine
(268)

total

68

1
310.5

29
20.25(738)

total

0.125

sputum (470)
urine
(268)

0.06

175
95

270

209
116

325

104
77

181

43
7

50

46
13

59

18
5

23

41
8

49

47
26

73

14
1

15

194
96

290

44
28

72

2

101
32

133

120
32

152

172
93

265

38
3

41

41
11

52

35
8

43

34
13

47

14
11

25

30
13

43

79
42

121

197
106

303

4

MIC (m g/mL)

29
17

46

35
15

50

116
38

154

15
11

26

23
8

3151
24

75

48
856

35
9441921163082521467334107

882028424283612482560858111939115027123985
211067836114

21930523385

16044279771403316723814222815436935104

14519161733320112570
7762632624306253162430501969

101111110216442226151631202252045128

83139630

3623
1841

128

2222224440.250.254444448882
842240.250.25
0.25
0.25

8884881616163264

324841632

16MIC80

0.5
0.5

0.5

0.5
0.50.51118168222444

MIC50

4884168864

1648843281632

16832

1616321664
12864

16
128

16128
128

128

MIC90

64—22

ABKGM

AMK

Specimen(No. of strains)

The distribution of drug susceptibility of the 738 clinically isolated P. aeruginosa strains.

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

CPFX

DRPM

BIPM

MEPM

IPM

SBT/CPZ

CAZ

PIPC

AntibioticTable 3.

100 ( 48 )Apr. 2011

Apr. 2011

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64—22

101 ( 49 )Fig. 1. Correlation diagrams of the MICs of 4 carbapenem antibiotics for the 738 clinically isolated
P. aeruginosa strains.

株の感受性が低く，特にフルオロキノロン系のて最も低い MIC 値を示したのは ABK と GM で

CPFX は ， 喀 痰 由 来 株 と 比 較 し て 尿 由 来 株 のあった。

MIC80 は 3 管以上高かった。
緑膿菌 738 株のうち， CPFX， IPM 及び AMK

3.

地域における MDRP の分布に耐性を示す株はそれぞれ 152 株 (20.6%)，179 株

県別に MDRP の分離状況をみると， MDRP は(24.3%) および 47 株 (6.4%) で，いずれにも耐性広島県（ 13 株，分離率 7.5%），岡山県（ 26 株，を示す MDRP は 39 株 (5.3%)（喀痰由来 9 株，尿分離率 9.8%）のみ分離され，山口県および鳥取

由来 30 株）であった (Table 4)。

県，島根県からは分離されなかった。

各耐性株に対する各種抗菌薬の感受性結果をTable 5 に示した。 MDRP を含む各耐性菌に対し102 ( 50 )THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

64—22

Apr. 2011

Table 4. The numbers of drug-resistant strains among the 738 clinically isolated P. aeruginosa strains.

Table 5. Drug susceptibilities of the drug-resistant strains of P. aeruginosa to various antimicrobialagents.

4.

PFGE

設 A において分離された緑膿菌のクラスター解析

緑膿菌 738 株のうち， PFGE で明瞭なバンドが結果を Fig. 2 に示した。 Fig. 2 において認められ確認できた 707 株において施設ごとにクラスターた MDRP を含む 2 つのクラスター a) および b) に解析を行った結果，施設 A（4 パターン，19 株），属する株の各抗菌薬に対する MIC を比較すると，D（2 パターン，13 株），E（1 パターン，3 株），F同一クラスター内において MIC の傾向も類似して（5 パターン，29 株），H（2 パターン，7 株）およ。また，広島県と岡山県で分離されいた（Fig. 3）び J（ 3 パターン， 15 株）の各施設において類似た 39 株の MDRP についてのクラスター解析では，のパターンを示す菌株が認められた。このうち施概ね県ごとに異なるクラスターを形成した (Fig. 4)。

Apr. 2011

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

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103 ( 51 )Fig. 2. Cluster analyses for the 93 P. aeruginosa strains isolated in Hospital A.

III.

考察

尿路感染症においても主要な原因菌となっている。
緑膿菌は元来，各種抗菌薬に自然耐性を示すた

緑膿菌は院内肺炎の原因菌として MRSA を含め，治療に使用できる抗菌薬は限られ，第 3 · 4 世

む黄色ブドウ球菌に次いで多く 3)，また，複雑性

代セフェム系，カルバペネム系，フルオロキノロ

104 ( 52 )THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

64—22

Apr. 2011

Fig. 3. Drug susceptibilities of P. aeruginosa strains (isolated in Hospital A) grouped to the samecluster.

ン系やアミノグリコシド系薬が用いられてきた。

ノグリコシド系抗 MRSA 薬であるが，抗緑膿菌活

しかしながら近年，カルバペネム系，フルオロキ性を有しており，MRSA と緑膿菌の混合感染に有ノロン系及びアミノグリコシド系抗菌薬に同時耐用性が期待される。今回，われわれは抗緑膿菌薬性を示す MDRP が分離され，従来の抗菌薬によ10 薬剤ならびに ABK に対する感受性についてる治療が困難となっている。一方， ABK はアミ検討した。これまでに報告された緑膿菌に対する

Apr. 2011

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105 ( 53 )Fig. 4. Cluster analyses for the 39 clinically isolated MDRP strains.

各種抗菌薬の抗菌活性を見ると，生方ら 4) の報告

MEPM， BIPM ならびに AMK がいずれもで は 2001 年 の 臨 床 分 離 株 で IPM の MIC 90 が16 m g/mL，GM ならびに ABK が 8 m g/mL，CPFX

32 m g/mL ， PIPC ならびに BIPM が 16 m g/mL ， が 4 m g/mL であった。また，三鴨ら 6)は 2004 年のCAZ， MEPM ならびに ABK が 8 m g/mL， GM が臨床分離株に対する PIPC の MIC90 が 64 m g/mL，

4 m g/mL， CPFX が 2 m g/mL， TSUCHIMOCHI らの報

SBT/CPZ が 32 m g/mL ， CAZ ， AMK ， ABK ，5)

告 では 20022003 年の臨床分離株で PIPC のCPFX ならびに BIPM がいずれも 8 m g/mL，IPM な

MIC 90 が 64 m g/mL ， IPM が 32 m g/mL ， CAZ ， らびに MEPM が 16 m g/mL であったと報告してい106 ( 54 )THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

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Apr. 2011

る。今回検討した 20062008 年の臨床分離株のおよび 6.4% であった。CPFX および AMK は喀痰

MIC 成績は，前記 20012004 年の臨床分離株の由来株よりも尿由来株の方が約 10% 程度高い耐報告と比べて PIPC と CPFX を除き MIC90 および性率を示したが，IPM では材料における差はほと

MIC50 値は 1 管程度の違いはあるが，ほぼ類似しんどなく，高い耐性率を示した。このことはカルていた。このことは，PIPC および CPFX 以外の薬バペネム系薬の使用頻度の差が影響していると思剤耐性化への急激な動きはみられなかったものの，われる 5)。また， CPFX が尿由来株に感受性低下

PIPC および CPFX の耐性化については今後引き続が顕著であり，尿路感染症に対して低用量フルオ

き厳重に監視すべきと思われる。

ロキノロン系薬が頻用されていることが一因と考

緑膿菌全体のカルバペネム系薬の MIC をみるえられる。これには，呼吸器感染症では高用量投と， IPM と BIPM および MEPM と DRPM との間与が定着しているが，尿路感染症では低用量投与に高い相関が認められた。これらに高い相関を示が多いため耐性大腸菌が多いとの報告からも推測

した理由の一つとして耐性機構の違いが考えられされる 10)。いずれにしても，今後とも抗菌薬耐性る。緑膿菌のカルバペネム系薬耐性化には，外膜菌の抑制には抗菌薬の不適切な使用を慎まなけれOprD（D2 ポーリン）の欠損や機能低下による薬ばならない。

剤透過性の減少，ベータ – ラクタマーゼによる薬近年， CPFX， IPM および AMK に同時耐性を剤の加水分解，薬剤排出システムの過剰発現など示す MDRP が問題となっている。今回の調査におが挙げられる。 IPM と BIPM の抗菌力が OprD にいて，MDRP は 5.3% の検出頻度であった。材料影響を受けやすく，排出システムの影響を受け難別に MDRP の検出頻度を比較すると，喀痰由来いのに対して，MEPM と DRPM は OprD の影響を株で 1.9%，尿由来株で 11.2% であり，尿由来株受け難く，排出システムに影響されやすいことかの耐性率が高かった。小栗らは 20002004 年のら ， カ ル バ ペ ネ ム 系 抗 菌 薬 は IPM · BIPM · pa-

調査で喀痰から 1.8% ， 尿から 10.6% の頻度でnipenem タイプと MEPM · DRPM タイプの二分類

MDRP が検出されたと報告しており 11)，今回の調することができると考えられており 7)，今回の検査結果も同様であり，検討地域は異なるものの討で得られた相関関係と一致する。このことは，

MDRP の急激 な 増加は認められなかった。しか薬剤選択において交叉耐性の面から注意が必要でし，今回の中国地方の調査では広島県と岡山県のある。

みで MDRP が検出された。山陰側で検出されなアミノグリコシド系では，ABK と GM の抗菌活かった理由は不明であるが，施設別では全く検出性が優れていた。緑膿菌のアミノグリコシド耐性されなかった施設や 14.0% の高頻度で検出された化においてはアミノグリコシド修飾酵素の産生，施設もあり，施設間でも大きな差があった。

薬剤排出システムの亢進，16S rRNA メチラーゼ

PFGE によるクラスター解析の結果，同一施設内の産生が挙げられるが，このうち修飾酵素の産生で類似パターンを示す株がいくつか認められ，こ8)が最も重要とされている 。ABK および GM は緑れらの抗菌薬感受性の傾向も一致しており，病院膿菌が産生する修飾酵素に対して比較的安定とさ固有の株の可能性が高く，院内感染が疑われた。

れており，これが ABK および GM が AMK の抗菌

院内感染菌としての MDRP の認識や PFGE などに9)活性と異なる理由と考えられた 。
緑膿菌全体 に おける CPFX， IPM および AMKに対する耐性株の割合はそれぞれ 20.6%， 24.3%

よる詳細な検討がさらに重要になるものと思われる。

CPFX 耐 性 株， IPM 耐性株， AMK 耐性株およApr. 2011

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

び MDRP に対して，ABK が最も抗菌活性が優れていた。抗 MRSA 薬である ABK の優れた抗緑膿菌作用については，これまでにも報告がある 6,12)。
しかしながら，今回得られた MIC 値と PK-PD を

64—22

107 ( 55 )strains of Pseudomonas aeruginosa. J. Infect.
Chemother. 14: 99104, 2008
6) 三鴨廣繁，田中香お里，渡邉邦友，他：岐阜
県下において分離された緑膿菌に関する疫学的検討― 2004 年―。 Jpn. J. Antibiotics 59:355363, 20067)後藤直正：透過障害と能動的排出を含めた抗には限界があると考えられる。これまでにも ABK
菌 薬 耐 性 機 構 総 論 。 化 学 療 法 の 領 域 21:と aztreonam との併用療法が奏効したとの臨床報12261234, 2005
告 13)や， in vitro での fosfomycin14)や aztreonam15)8) 後藤直正： MDRP 発生のメカニズム。医学と ABK の併用効果について報告されており，よのあゆみ 221: 511515, 2007
9) SEKIGUCHI, J.; T. ASAGI, T. MIYOSHI-AKIYAMA,り効果的な薬剤の組み合わせを検討する必要があet al.: Multidrug-resistant Pseudomonasろう。
aeruginosa strain that caused an outbreak ina neurosurgery ward and its aac(6)-Iae gene
謝辞
cassette encoding a novel aminoglycosideacetyltransferase.
Antimicrob.
AgentsChemother.
49:3734
3742,
2005
本研究を実施するにあたり，菌株の提供にご協
10) 霜島正浩：各都道府県から分離された新鮮臨力をいただきました施設の先生方に深謝いたしま
床分離株 80 万株の各種抗菌薬に対す る感 受す。
性検査成績。診療と新薬 44: 787843, 200711) 小栗豊子，三澤成毅：最近の緑膿菌の疫学的文献動向について。化学療法の領域 23: 206213,
20071) 永山在明，山口惠三，渡邉邦友，他：抗菌薬感受性測定法検討委員会最終報告（2007 年）。 12) 藤村 茂，五味和紀，高根秀成，他：臨床分離された Pseudomonas aeruginosa に対する日本化学療法学会雑誌 56: 4957, 2008
arbekacin の抗菌力（ 2003 年 2007 年）。日2) OHARA, M.; S. KOUDA, M. ONODERA, et al.:
本化学療法学会雑誌 57: 9196, 2009
Molecular characterization of imipenemresistant Pseudomonas aeruginosa in Hiro- 13) 樽本憲人，阿部良伸，山口敏行，他：多剤耐性緑膿菌に Aztreonam と Arbekacin の併用療
shima, Japan. Microbiol. Immunol. 51:法が奏功した一例。日本環境感染学会誌 24:271277, 2007
279282, 2009
3) WATANABE, A.; K. YANAGIHARA, S. KOHNO,et al.: HAP study group: Multicenter survey 14) 藤村 茂，渡辺 彰： 03，04 年に臨床分離された metallo-b -lactamase 産生 Pseudomonason hospital-acquired pneumonia and the clinaeruginosa の FOM 併用による薬剤感受性のical efficacy of first-line antibiotics in Japan.
推移。日本化学療法学会雑誌 suppl. A1, 92,Intern. Med. 47: 245254, 2008
20064) 生方公子，千葉菜穂子，小林玲子，他：緑膿
15) 荒岡秀樹，馬場 勝，米山彰子： Checker菌に対する biapenem ， meropenem およびboard plate を用いた多剤耐性緑膿菌に対するceftazidime の抗菌作用の比較。日本化学療
aztreonam とアミノグリコシド系抗菌薬の併法学会雑誌 50: 110, 2002
用効果の検討。感染症学雑誌 83: 133135,
5) TSUCHIMOCHI, N.; T. TAKUMA, N. SHIMONO, et2009
al.: Antimicrobial susceptibility and molecular epidemiological analysis of clinical考慮すると，MDRP に対して ABK 単剤での治療

108 ( 56 )THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

64—22Apr. 2011

Epidemiology and drug susceptibility of Pseudomonas
aeruginosa strains isolated in the Chugoku region of Japan
Infection Forum in the Chugoku Region
MASAO KUWABARA1), NOBUCHIKA KUSANO2), EIJI SHIMIZU3),WATARU SHIMIZU4), KANAO KOBAYASHI4), SHUNTARO KODA4),MASAO DOI1), MOTOYUKI SUGAI4) and HIROMI KUMON5)
1)
Department of Internal Medicine, Hiroshima Prefecture Hospital2)
Department of Central Clinical Laboratory, Okayama University Hospital
3)
Division of Medical Oncology and Molecular Respirology,
Faculty of Medicine, Tottori University4)
Department of Bacteriology, Hiroshima University Graduate School ofBiomedical Sciences
5)
Department of Urology, Okayama University Graduate School ofMedicine, Dentistry and Pharmaceutical Sciences
Recently, there have been reports concerning an increased frequency of isolation of multi-drugresistant Pseudomonas aeruginosa (MDRP) strains in hospitals and other clinical settings as well as
the associated risk of their hospital-acquired infections; in such a situation, it has been a major challenge to establish methods of managing and treating the infections. In order to investigate the trendof P. aeruginosa, the Infection Forum in the Chugoku Region has conducted to a multi-center collaborative study to isolate P. aeruginosa strains from sputum and urine samples collected between
October 2006 and September 2008, analyzed the drug susceptibility and the pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) patterns of each strain, and assessed epidemiologic characteristics.
Of the 738 P. aeruginosa strains collected in this study, 152 (20.6%), 179 (24.3%), 47 (6.4%),
and 39 (5.3%) were found to be ciprofloxacin-resistant, imipenem-resistant, amikacin-resistant, andMDRP, respectively. Among the various antimicrobial agents tested, arbekacin (ABK) revealed thestrongest inhibitory effects on each drug-resistant and MDRP strain; therefore, ABK was considered
as a potential candidate for future treatment of diseases caused by P. aeruginosa.
The study also showed that the detection rates of MDRP varied a lot from hospital to hospital.
In addition, PFGE-based cluster analyses revealed several strains isolated in the same hospital exhibited a similar PFGE pattern and the same drug susceptibility, suggesting the presence of“unique” hospital-specific strains.