薬剤耐性菌が腸から肺に移動し、感染リスクを高めるという初の証拠

薬剤耐性菌が腸から肺に移動し、感染リスクを高めるという初の証拠

https://www.ox.ac.uk/news/2022-11-22-first-evidence-drug-resistant-bacteria-can-travel-gut-lung-increasing-infection

薬剤耐性菌が腸から肺に移動し、感染リスクを高めることを初めて証明
生物学健康数学・物理学・生命科学研究科学
世界抗菌薬啓発週間に発表されたオックスフォード大学の新しい研究は、抗菌薬耐性（AMR）がどのように発生し、持続するかについて重要な知見を与えています。この研究結果は、本日Nature Communications誌に掲載され、AMR菌が患者の腸内細菌叢から肺に移動し、致命的な感染症のリスクを高めることを示す初めての直接的証拠を提供するものです。

オックスフォード大学生物学部を中心とする研究チームによると、この研究成果を応用することで、病原性細菌が腸から他の臓器に移動して深刻な感染症を引き起こすのを防ぐことの重要性が明らかになり、命を救うことができるといいます。

この研究は、腸内細菌叢の一部として緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）という細菌を保有している患者を対象に行われました。この細菌は、病院における感染症の主要な原因の一つであり、特に抗生物質に対する耐性に優れている。健康な腸内細菌叢に組み込まれた緑膿菌は、一般に危険とは考えられていないが、入院患者の肺に深刻な感染症を引き起こすことがある。

入院中の患者さんは、尿路感染症（UTI）の疑いで抗生物質「メロペネム」の投与を受けました。メロペネム治療により、腸と肺の非耐性菌が死滅し、シュードモナスの抗生物質耐性変異体が生育・増殖するようになったのです。その後、シュードモナスは抗生物質治療中に腸から患者の肺に移動し、そこでさらに高いレベルの抗生物質耐性を獲得することが判明したのです。

病院感染症は、AMRの最大の負担の一つである。私たちの研究から、患者さん自身の腸内細菌叢から病原性細菌が肺に播種され、治療が困難な感染症を引き起こす可能性があることが明らかになりました。これらの知見は、入院患者の腸内細菌叢から、たとえ感染の原因となっていない場合でも、AMR菌を除去することの重要性を強調するものです。

生物学部のCraig MacLean教授。

AMRが病院内で懸念されるようになっている中、肺などの他の重要な臓器へのAMR菌の拡散を防ぐことは、傷つきやすい患者さんにとって非常に重要です。しかし、こうした深刻な感染症を引き起こす細菌の由来を特定することは困難です。本研究では、腸内細菌叢がAMR病原体のリザーバーとして機能し、肺に移行して肺炎などの生命を脅かす病気を引き起こす可能性があることを明らかにしました。

この研究結果は、入院患者の腸内細菌叢からAMR病原体を除去すれば、重篤な感染症を予防できることを示唆しており、抗生物質の使用が、実際には抗生物質治療の対象ではない細菌にいかに大きな影響を与えうるかを浮き彫りにしています。

研究者らは、入院中ずっと患者を検査して、シュードモナスへの感染期間を追跡しました。彼らは、遺伝学的アプローチを用いて、時間軸で調整した細菌の家系図を作成し、感染の進行と場所、さらにその進化を分析することができました。また、腸内には高い遺伝的多様性が認められ、マイクロバイオームがAMRの発生するリザーバーになっている可能性も示唆されました。

幸い、今回の患者さんは肺の中のAMR菌に対して免疫反応があり、感染が肺炎になることは防げました。しかし、危機的な状況にある多くの人々、特に冬場は免疫力が低下しており、体が病気を撃退する力が弱くなっていることを意味します。AMR対策は、外部からの感染を減らすことに重点が置かれていますが、AMRがどのように発生し、患者さんの体内で広がっていくかを理解することも同様に重要です。

研究者らは現在、より大規模なコホートからサンプルを収集し、脆弱な患者において腸管から肺への細菌の転座がどの程度の頻度で起こるかを評価する予定である。

この研究の筆頭著者であるCraig MacLean教授（生物学部）は、「抗菌薬耐性がもたらす課題に対する新しいアプローチを開発する必要があるのは明らかです。今回の研究は、腸管-肺間の移動と抗生物質の使用がどのように組み合わさって、1人の患者の中でAMRの広がりを促進するのかを示しています。このような洞察は、耐性菌を防ぐための新たな介入策を開発するために必要です。例えば、私たちの研究は、緑膿菌のようなAMR菌が実際に感染症を引き起こしていない場合でも、入院患者の腸内細菌叢から排除することが有益である可能性を強調しています」。

研究「Gut to lung translocation and antibiotic mediated selection shape the dynamics of Pseudomonas aeruginosa in an ICU patient」は、Nature Communicationsに掲載されました。