51 (3): 755-765, 1996 (C)1996日 本 細 菌 学 会
総 説
黄色 ブ ドウ球菌 の消毒剤耐性
笹 津 備 規 昭和薬科大学 微生物学研究室 〒194 東京都町 田市東玉川学園3-3165 〔受理: 1996年4月17日 〕 黄色 ブ ドウ球菌 の消毒剤耐性株はMRSAの 出現 とともに報告 され た。消毒剤耐性の機構はいづれ も膜蛋 白による細胞か らの薬剤の排出 であ り, 化学構造の異 なる各種消毒剤 に対 し多剤耐性 を示すこ とが特徴 である。現在, 消毒剤耐性遺伝子 と してはqacA, qacB, qacC (ebr, smr), qacC', qacD がブ ドウ球菌 から, qacFが バチ ラス属の細菌か ら, qacE, qacEΔ1, EBRが グ ラム陰性桿 菌か ら分 離 されている。qacA/B遺 伝子は非常 に類似 した12回 膜貫通型の膜蛋 白をコー ドしてお り, 高度耐性 を示 す。他の遺伝子 が コー ドしている蛋 白は, 4回 膜貫通型 の小 さな膜蛋 白で, 低 度耐性 を示 す。 また, これらの消毒剤耐性遺伝子 をもった菌株 とは異 なる, トリクロサ ン耐性黄色ブ ドウ球菌株 が出 現 してきている。MRSAに 対 する消毒 剤の使用量が増加す るの に伴 い, 新 たな耐性遺伝子の 出現 が 予想 され る。 1. は じ め に メ チ シ リ ン耐 性 黄 色 ブ ドウ球 菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus: MRSA) の 出 現
は, 院 内感 染 の恐 ろ しさを 改 め て 見 せ つ け る形 と な った 。 そ して 今 日で は, MRSA感 染 症 の 治 療 か ら, MRSAの 予 防 に 関 心 が 向 け られ て い る。 MRSAの 予 防 策 と して は, 消 毒 の徹 底 が 非 常 に 重 視 され てい る。 昔 か ら, 病 院 とい う環 境 は 消 毒 剤 が 日常 的 に 用 い られ て い る。 この よ うな環 境 下 では, 抗 生 剤 に 対 す る耐 性 菌 と同様 に, 消毒 剤 に 対 す る耐 性 菌 が 出 現 して も不 思議 で は な い 。 消 毒 剤 耐 性 菌 に 関 す る報 告 は, これ まで 主 に グ ラ ム陰 性 菌 に 関 す る も の で あ った (2, 29, 30, 35)。MRSAの 出現 以前 に は, 黄 色 ブ ドウ球 菌 の 消 毒 剤 耐 性 に 関 す る報 告 は認 め られ な い。 黄 色 ブ ドウ球 菌 の 消 毒 剤耐 性株 に 関 して初 め て報 告 され た の は, 1984年 オ ー ス トラ リア の Townsend ら (55) に よ る報 告 で あ る。1985年 に は Tennent ら (54) に よ り消 毒 剤 耐 性 遺 伝 子 が ク ロー ニ ン グ され, そ の 後 も, オ ース トラ リア, 日本, ヨー ロ ッパ を 中 心 に, MRSAに お け る消 毒 剤 耐 性 は 次 々 と報 告 され る よ うに な った (41, 56, 61)。 この よ うな 消 毒 剤耐 性 の機 構 は いづ れ も膜 蛋 白に よ る細胞 か らの薬 剤 の排 出 で あ り, 化 学 構 造 の 異 な る各種 消毒 剤 に対 し多剤 耐 性 を示 す こ とが 特 徴 で あ る。細 胞 か らの排 出 に よる薬 剤 耐 性 に つ い て は, 本 誌 に 染 谷 と山 口 (53) が 総 説 を掲 載 して い るの で参 照 され た い。 本 稿 で は細 胞 か らの排 出機 構 に よ る消 毒 剤耐 性 を 中 心 に 述 べ た い 。 ま た, こ れ ま で 米 国 の Simon Silver ら (21, 52, 54) に よ り, 研 究 が 進 め られ て きた黄 色 ブ ドウ球 菌 の水 銀 耐 性 も, 消 毒 剤 耐 性 に含 まれ る もの と思 わ れ るが, 本 稿 で は Masanori SASATSU
Antiseptic-Resistance in Staphylococcus aureus Department of Microbiology, Showa College of
ふ れ な い こ と と す る 。
2. 消 毒 剤 耐 性 遺 伝 子
現 在 ま で に, そ の 存 在 が 明 ら か に な っ て い る 消 毒 剤 耐 性 遺 伝 子 を 表1に ま と め た 。 消 毒 剤 耐 性 を 支 配 す る 遺 伝 子 に つ い て は, こ れ ま でqacA (28, 39), qacB(28), qacC(24), (qacC'(15), qacD(24), qacE(17, 37), qacEΔ1(19, 33), qacF(16), ebr(40, 42), smr(12, 13), EBR (36) な ど が 報 告 さ れ て い る 。 こ れ ら の 消 毒 剤 耐 性 遺 伝 子 に つ い て, Lyon と Skurray (28) は, 主 に 消 毒 剤 に 対 す る 耐 性 レ ベ ル を も と に し て, 高 度 耐 性 を 示 すqacA/qacB遺 伝 子 群 と, 低 度 耐 性 を 示 すqacC/qacD遺 伝 子 群 の2つ に 大 き く 分 類 し て い る。 qacA/qacB遺 伝 子 群 は と も に 幅 広 い 薬 剤 に 対 し 耐 性 を 示 し, 大 き な 伝 達 性 プ ラ ス ミ ド (10∼30 kb) か ら検 出 さ れ て い る (11, 24, 26, 30, 35, 38)。 ま たqacA遺 伝 子 は 臨 床 分 離 黄 色 ブ ド ウ 球 菌 の 染 色 体 か ら も 検 出 さ れ て い る (23)。qacA 遺 伝 子 は514ア ミ ノ 酸 か ら な る 大 き な 蛋 白 質 を コ ー ド し て お り, qacB遺 伝 子 も塩 基 配 列 はqacA と 非 常 に 類 似 して い る が, qacA遺 伝 子 を も つ 菌 株 の 方 が 幅 広 い 薬 剤 に 耐 性 を 示 す (23, 39)。 qacAお よ びqacB遺 伝 子 が 産 生 す る 蛋 白 は と も に14回 膜 貫 通 型 の 疎 水 性 膜 蛋 白 で あ る 。 qacC/qacD遺 伝 子 は と も に 低 度 耐 性 を 示 し, qacC遺 伝 子 は 主 に2.4kbの 小 さな プ ラ ス ミ ド上 に, qacD遺 伝 子 は 主 に 大 き な 伝 達 性 プ ラス ミ ド に存 在 して い る (24, 25)。qacCとqacDの 塩 基 配 列 は1991年 に オ ー ス トラ リア の Littlejohn ら に よ り報 告 され た (24)。 これ よ り先, 1989年 に 著 者 ら も また, 日本 で分 離 され たMRSAの 伝 達 性 プ ラス ミ ド上 か ら, 低 度耐 性 遺 伝 子ebrを 含 む DNA断 片 (596bp) を 分 離 し, は じめ て 消 毒 剤 耐 性 遺 伝 子 の 全 塩 基 配 列 を 決 定 した (図1) (40)。 そ の結 果, ebr遺 伝 子 は 開始 コ ドンATG で始 ま り, 終 止 コ ドンTAAで 終 わ る107ア ミノ 酸 を コ ー ドして い た。 そ の後, Littlejohn ら (24) はqacCとqacDの 構 造 遺 伝 子 部 分 の塩 基 配 列 は ebr遺 伝 子 と全 く同 一 で あ った と報 告 して い る。 qacCとqacDの 相 違 は 構 造 遺 伝 子 の上 流 側 の塩 基 配 列 が異 な って い る こ とで あ り, 発 現 調 節 機 能 が 異 な る も の と考 え られ て い る。1992年 に Grinius ら (12, 13) に よ って 報-告され た 黄 色 ブ ドウ球 菌 の 多 剤 耐 性 遺 伝 子smrの 構 造 遺 伝 子 部 分 の 塩 基 配 列 もebr遺 伝 子 と全 く同一 で あ る こ とが 判 明 した 。 これ らの 消毒 剤 耐 性 遺 伝 子 は, 塩 化 ベ ンザ ル コ ニ ウ ム の よ うな4級 ア ン モ ニ ウ ム 系 消 毒 剤 や エ チ ジ ウ ム ブ ロマ イ ドを は じめ とす る色 素 系 薬 剤 に 同時 に耐 性 を示 す な どの共 通 点 を有 して い る (6∼8, 10, 27)。 qacC'は1995年 に Heir ら (15) に よ って 報 告 され た 。 加 工 食 肉か ら分 離 され た ブ ドウ球 菌 の プ 表1. 消毒剤耐性遺伝 子の分類
qacC'遺 伝 子 は1994年 にEMBL/GenBank/DDBJデ ー タ ー ベ イ ス にqacFと し て 登 録 さ れ て い た が, 1995年 に qacC'と し て 報 告 さ れ た 。
ラ ス ミ ド上 に 存 在 し て い た 遺 伝 子 で あ りqacC遺 伝 子 と は コ ー ド し て い る 蛋 白 の9番 目 の ア ミ ノ 酸 が ア ラ ニ ンか ら セ リ ンに 変 化 して い た 。 本 遺 伝 子 は1994年 にEMBL/GenBank/DDBJデ ー タ ー ベ ィ ス (Accession No. Z37964) に 登 録 さ れ た と き に はqacFと 記 載 さ れ て い た が, そ の 後qacC' と変 更 さ れ た 。 qacE遺 伝 子 は グ ラ ム 陰 性 桿 菌 で あ るKlebsiella aerogenes (現 在 はKlebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae に 分 類 さ れ て い る) の ト リ メ トプ リ ム 耐 性 プ ラ ス ミ ドR751か ら 分 離 さ れ た(17, 37)。qacEΔ1は グ ラ ム 陰 性 菌 に 広 く 分 布 し て い る イ ンテ グ ロ ンの3'側 の 保 存 領 域 に 存 在 して お り, qacE遺 伝 子 が コ ー ド し て い る 蛋 白 のC末 端 側 の 16残 基 が 異 な っ て い る (19, 33)。
qacFは1992年 に Ivey (16) に よ っ て, EMBL/ GenBank/DDBJデ ー タ ー ベ イ ス に 登 録 さ れ て い る 。 ア ル カ リバ チ ラ スBacillus firmus 由 来 の4 級 ア ミ ン ト ラ ン ス ポ ー タ ー 遺 伝 子 で あ る 。 さ ら に, 著 者 ら は 日本 に お い て 分 離 さ れ た, 消 毒 剤 高 度 耐 性 株 の 伝 達 性 プ ラ ス ミ ド よ り, 耐 性 遺 伝 子 を 分 離 し て 解 析 し た 結 果, qacA遺 伝 子 と は 異 な り, 図2に 示 した よ うにebr遺 伝 子 が 同 方 向 に2個 重 複 す る こ と に よ り, 高 度 耐 性 を 示 す 菌 図1. qacC(ebr) 遺 伝 子 の 全 塩 基 配 列 RBS, リ ボ ゾ ー ム 結 合 部 位; -30・-10, プ ロ モ ー タ ー 配 列; DR, ダ イ レ ク ト リ ピ ー ト; IR1・IR2, イ ン バ ー テ ッ ト リ ピ ー ト配 列 。
株 の 存在 を 明 らか に した (42)。 3. 消毒 剤 感 受性 と耐 性 ス ペ ク トル これ まで に, 消毒 剤 耐 性 菌 の検 出 を 困難 に して い た理 由 の一 つ は 消毒 剤 に対 す る測 定 法 の 問題 が あ る。 消毒 剤 に対 す る感 受 性 の測 定 は, 石 炭 酸 係 数 法 (20) を は じめ 多 くの 方 法 に よ っ て行 わ れ て い るが, 統 一 され た方 法 が な い。 ま た 多 くの菌 株 を用 い, 複 数 の 消毒 剤 に対 す る感 受 性 を比 較 す るに適 した方 法 は な い。 そ こで著 者 らは種 々検 討 した 結 果, 最 小 発 育 阻 止 濃 度 (MIC) の 測 定 法 (31) を 用 い る こ とに よ って, 各種 消毒 剤 に対 す る菌 株 間 の感 受 性 の比 較 を行 い得 る こ とを 明 らか に した (45, 47)。 本 来, MICは 抗 生 剤 の各 菌 株 に対 す る感 受 性 の測 定 法 で あ り, 各 種 濃 度 の薬 剤 を含 有 した寒 天 培 地 に一 定 量 の菌 を接 種 し, 一 夜 培 養 後 菌 の増 殖 を判 定 す る方 法 で あ る。 著 者 らが 分 離 した 消毒 剤 低 度 耐 性 株L20A, 消 毒 剤 高 度 耐 性 株N2, 感 受 性 株RN2677に 対 す る各 種 薬 剤 の MICを 表2に 示 した (47)。 低 度 耐 性 菌 株 は 感 受 性 株 に比 べ て2∼4倍 高 いMIC値 を 示 し, 高 度 耐 性 株 は さ らに 低 度 耐 性 菌 株 に 比 べ て2∼16倍 図2. 遺 伝 子 重 複 に よ る消 毒 剤 高 度 耐 性 株 の 遺 伝 子 構 造 小 さな矢 印 は イ ンバ ー テ ッ ト リピー ト配 列 の位 置 を示 して い る。 表2. 消毒剤高度耐性株, 低度耐性株, 感受性株 の各種消毒剤に対す る最小発育阻止濃度
AF, ア ク リ フ ラ ビ ン; AN, ア ク リ ノ ー ル; AP, 塩 酸 ア ル キ ル ポ リ ア ミ ノ エ チ ル グ リ シ ン; BK, 塩 化 ベ ン ザ ル コ ニ ウ ム; BT, 塩 化 ベ ン ゼ トニ ウ ム; CH, グ ル コ ン酸 ク ロ ル ヘ キ シ ジ ン; CT, セ チ ル ト リ メ チ ル ア ン モ ニ ウ ム ブ ロ マ イ ド; GA, グ ル タ ー ル ア ル デ ヒ ド; AO, ア ク リ ジ ン オ レ ン ジ; CV, ク リ ス タ ル バ イ オ レ ッ ト; EB, エ チ ジ ウ ム ブ ロ マ イ ド;
RD, ロ ー ダ ミ ン123; PY, ピ ロ ニ ンY; SO, サ フ ラ ニ ンO; BP, ブ チ ル パ ラ ベ ン; MP, メ チ ル パ ラ ベ ン 。
高 いMIC値 を 示 して い る。MICの 値, 例 えぼ 塩 化 ベ ン ゼ トニ ウ ム12.5μg/mlは0.00125%で あ り, 常 用 濃 度 と比 べ て あ ま りに も低 く問 題 に な ら ない と考 え られ るか も しれ な い 。 しか し, 消 毒 剤 の使 い 方 を 考 え る と, 短 時 間 の 接 触 後, 洗 い流 さ れ た り, 拭 き取 られ た り, 乾 燥 して しま った り, さ ら に蛋 白性 の汚 物 と接 触 した り して, 力 価 が 長 時 間 保 持 で き る状 態 で は な い 。MICと して は 低 い濃 度 で あ って も, 菌 の 側 か らみ れ ば この よ うな 低 い 濃 度 に 長 時 間耐 え る こ とが で きれ ば, 自然 環 境 下 で は 十 分 生 存 で き るの で あ る。 著 者 らは 実 際 に ヒ トの手 指 にMRSAを 接 種 し, 各 種 消毒 剤 の 添 付 文 書 に 従 い 消毒 した。 そ の 結 果, 消 毒 剤 高 度 耐 性株 は 消毒 後 も手 指上 に生 存 して い る こ とを確 認 して い る (45, 46)。 感 受 性 菌 株 よ り2∼4倍 高 いMIC値 を示 す 低 度耐 性 菌 株 が 出現 し, さ ら に低 度 耐 性 菌 株 よ り2∼16倍 強 い 高 度 耐 性 菌 株 が 出現 して きて い る現 状 は十 分 注意 しな けれ ば な ら ない 。 MRSAの 消 毒 剤 耐 性 に 関 して は, これ ま で 主 に4級 ア ン モ ニ ウ ム 系 消 毒 剤, あ る い は4級 ア ンモ ニ ウ ムを も った 色素 系 薬 剤 に耐 性 を示 す こ と か ら, 4級 ア ンモ ニ ウ ム化 合 物 耐 性 と も呼 ば れ て い た 。 しか し, 表2に 示 した ご と く, ア ク リ フ ラ ビ ン, 塩 化 ベ ンゼ トニ ウム, 塩 化 ベ ンザ ル コ ニ ウ ム, セ チ ル ト リメチ ル ア ンモ ニ ウム ブ ロマイ ドな ど の4級 ア ンモ ニ ウ ム を 含 む 消 毒 剤, お よ び ク リス タ ルバ イ オ レ ッ ト, エ チ ジ ウ ム ブ ロマ イ ド, ピ ロ ニ ンY, サ フ ラニ ンOな ど の4級 ア ン モ ニ ウ ムを含 む 色 素 系 薬 剤 ば か りで な く, ア ク リ 図3. 消毒剤耐性菌が交差耐性を示す消毒剤, 色素系薬剤, 防腐 剤の化学構造
消毒剤
色素 系薬 剤
防腐剤
ア ク リ フ ラ ビ ン ア ク リ ノ ー ル ア ク リジ ン オ レ ン ジ ク リス タ ル バ イ オ レ ッ ト 塩 酸 ア ル キ ー ル ポ リ ア ミ ノ エ チ ル グ リ シ ン 塩 化 ベ ン ザ ル コ ニ ウ ム エ チ ジ ウ ム ブ ロ マ イ ド ロ ー ダ ミ ン123 塩 化 ベ ン ゼ トニ ウ ム ピ ロ ニ ンY サ フ ラ ニ ンO グ ル コ ン酸 ク ロ ル ヘ キ シ ジ ン防腐剤
グ ル タ ー ル ア ル デ ヒ ド セ チ ル ト リ メ チ ル ア ン モ ニ ウ ム ブ ロ マ イ ド ブ チ ル パ ラ ベ ン メ チ ル パ ラ ベ ン 図3. 消毒剤耐性菌が交差耐性を示す消毒剤, 色素系薬剤, 防腐 剤の化学構造ノ ー ル, 塩 酸 ア ル キ ル ポ リ ア ミ ノ エ チ ル グ リ シ ン, グル コ ン酸 ク ロル ヘ キ シ ジ ン, グ ル タ ー ル ア ル デ ヒ ドな ど の4級 ア ン モ ニ ウ ム を 含 ま な い 消 毒 剤, ア ク リ ジ ン オ レ ン ジ, ロ ー ダ ミ ン123な ど の4級 ア ン モ ニ ウ ム を 含 ま な い 色 素 系 薬 剤, お よび ブ チ ル パ ラ ベ ン, メ チ ル パ ラ ベ ンな ど の 防 腐 剤 に も 耐 性 を 示 し て い る 。 さ ら に, 測 定 法 を MIC法 か ら 石 炭 酸 係 数 法 の 変 法 に 代 え る こ と に よ り, こ れ ま で 蛋 白 に 結 合 し や す く 感 受 性 が 測 定 で き な か っ た ポ ビ ド ン ヨ ー ドに 対 し て も耐 性 を 示 す こ とが 明 ら か に な っ た (48)。 これ ら の 薬 剤 の 化 学 構 造 は 図3に 示 し た 。 こ の よ う に, MRSA の 消 毒 剤 耐 性 は, 4級 ア ン モ ニ ウ ム を 含 ま な い 薬 剤 が 含 まれ て い る ば か りで な く, 化 学 構 造 上 の 共 通 点 も認 め られ な い 幅 広 い 薬 剤 に 交 差 耐 性 を 示 して い る 。 ま た, これ ら消 毒 剤 耐 性 株 は 熱 水 や オ ゾ ン 水 に 対 す る 感 受 性 も低 下 し て い る (49)。 4. 消 毒 剤 耐 性 機 構 病 原 菌 が 抗 菌 剤 に 対 し耐 性 を 獲 得 す る 機 構 と し て, (1)ペ ニ シ リナ ー ゼ 等 の 不 活 化 酵 素 あ る い は 修 飾 酵 素 の 生 産, (2)メ チ シ リ ン耐 性 耐 性 等 の よ うな 標 的 物 質 の 変 化, (3)テ トラ サ イ ク リ ン耐 性 の よ う な 細 胞 か ら の 排 出 な ど が あ る 。MRSAの 消 毒 剤 耐 性 機 構 に 関 して は, Jones と Midgley (18) に よ り菌 体 外 排 出 の 健 進 で あ る と 報 告 さ れ て い る 。 qacA/qacB遺 伝 子 が コ ー ド し て い る 蛋 白 は12回 膜 貫 通 型 の 膜 蛋 白 で あ り, テ トラ サ イ ク リ ン 耐 性 遺 伝 子tetkやtetlと 同 一 の フ ァ ミ リ ー に 属 し て い る (32)。qacC/qacD遺 伝 子 が コ ー ド し て い る 蛋 白 は, 107ア ミ ノ 酸 残 基 か ら な る 小 さ な4回 膜 貫 通 型 の 膜 蛋 白 で あ る 。4回 膜 貫 通 型 の 消 毒 剤 耐 性 蛋 白 の ア ミ ノ酸 組 成 の 比 較 を 図4に 示 し た 。 分 子 量 お よ び ア ミ ノ 酸 組 成 が 非 常 に 類 似 し て い る 。 こ の よ うな 小 さ な 膜 蛋 白 が, 単 量 体 で 機 能 し て い る の か, あ る い は 多 量 体 で 機 能 し て い る の か, 未 だ 明 ら か で は な い 。 こ の4回 膜 貫 通 型 消 毒 剤 排 出 蛋 白QacCとSmrの ト ポ ロ ジ ー が Paulsen ら (34) と Grinius と Goldberg (14) に よ り, 相 次 い で 報 告 さ れ た (図5)。N末 端 か ら 2残 基 目 の プ ロ リ ン がSmrで は ア ラ ニ ン と記 載 され て い る が, 登 録 され て い る 塩 基 配 列 は 同 一 で あ る 。 機 能 的 に は62番 目 の ト リ プ トフ ァ ン の 役 割 を 重 視 し て い る 点 は 共 通 し て い る が, トポ ロ ジ ー に は 多 少 の 相 違 が 認 め ら れ る 。 こ の 蛋 白 の 機 能 に つ い て も, 近 い 将 来 明 ら か に な る も の と 思 わ れ る 。 膜 蛋 白 に よ る 細 胞 外 へ の 排 出 型 の 消 毒 剤 耐 性 は 共 通 し て, エ チ ジ ウ ム ブ ロ マ イ ドに 耐 性 を 示 す 。 エ チ ジ ウ ム ブ ロ マ イ ドは フ ェ ナ ン ト リジ ウ ム 系 化 合 物 で あ り, 1952年 に Watkins ら (59) に よ っ て, 抗 ト リパ ノ ゾ ー マ 剤 と し て 開 発 され た 。 そ の 作 用 はDNAポ リ メ ラ ー ゼ, お よびDNA依 存 性 RNAポ リ メ ラ ー ゼ の 阻 害 に よ る 核 酸 合 成 阻 害 で あ る (58)。 ま た, DNAに イ ン タ ー カ レ ー ト し, 紫 外 線 照 射 下 で 蛍 光 を 発 す る た め, DNAの 発 色 試 薬 と し て, あ る い は 変 異 原 物 質 と して 使 用 さ れ て い る (22)。 細 胞 か ら の 消 毒 剤 の 排 出 機 能 の 測 定 に は, こ の エ チ ジ ウ ム ブ ロ マ イ ドが 菌 体 内 に 入 る と核 酸 に 結 合 し, 強 い 蛍 光 を 発 す る こ と が 利 用 図4. 4回 膜 貫 通 型 消 毒 剤 耐 性 膜 蛋 白の ア ミノ酸残 基 の比 較
され て い る (42, 43)。 図6(A)に 示 した ご と く, 感 受 性 株 で は多 量 の色 素 が 取 り込 まれ て い るが, 耐 性 株 で は ほ と ん ど取 り込 まれ て い な い 。 図6 (B) は脱 共 役 剤 で あ る カ ル ボ ニル シ ア ニ ドm-ク ロ ロ フ ェ ニル ヒ ドラ ゾ ン (CCCP) とい う試 薬 を 加 え て, 菌 体 か らの エ チ ジ ウ ム ブ ロマ イ ド排 出 を 止 め て耐 性株 で も十分 に細 胞 内に取 り込 ませ た後, CCCPを 遠 心 に よ り菌 体 か ら除 去 し, 菌 体 か らの 排 出 速 度 を 比較 した成 績 を示 す 。 そ の結 果, 感 受 性 株 に 比 べ て低 度 耐 性 株 で は3.9倍, 高 度 耐 性 株 で は7.3倍 排 出 速 度 が 速 くな って い た。 図6(A) に お い て耐 性菌 株 の細 胞 内色 素 量 が 少 な か った の は, 細胞 内 に取 り込 まれ る速 度 は 耐 性 株 で も感 受 性株 で も同 じだ が, 排 出速 度 が 耐 性 株 の 方 が 速 く な って い た結 果 で あ る。 ま た この 消毒 剤 耐 性 は カ ル シ ウ ムチ ャ ンネ ル ブ 図5. 4回 膜 貫 通 型 消 毒 剤 耐 性 膜 蛋 白 の トポ ロ ジ ー の 比 較
(A) Paulsen ら (1995), J. Bacteriol., 177, 2827-2833。(B) Grinius と Goldberg (1994) J. Biol. Chem., 269, 29998-30004。
(A)
(B)
図6. 蛍 光 法 に よる エ チ ジ ウム ブ ロマ イ ドの菌 体 へ の蓄 積 と排 出 速 度 の 測 定 (A) 菌 体 内へ の蓄 積 速 度 の測 定 。(B) 菌 体 か らの排 出速 度 の測 定 。
ロ ッカ ーで あ る ニ フ ェジ ピ ン, ベ ラパ ミル, お よ び カル モ ジ ュ リン阻害 剤 で あ る プ レニ ラ ミ ン, ト リ フ ル オ ペ ラ ジ ン で 阻 害 効 果 が 認 め ら れ た (47)。 この よ うに 耐 性 機 構 が 細 胞 か らの薬 物 の 排 出 で あ り, カ ル シ ウム チ ャ ンネル ブ ロ ッカ ーや カル モ ジ ュ リン阻害 剤 で阻 害 され る現 象 は ヒ トの 癌 細 胞 の 多 剤 耐 性 遺 伝 子mdrが コ ー ドして い る P糖 蛋 白 の機 構 と非 常 に類 似 して い る (1, 57)。 5. 消 毒 剤 耐 性 遺 伝 子 の分 布 と 由来 現 在, この よ うなMRSAの 消毒 剤 耐 性株 が, 日本 全 国 の 医療 機 関 に分 布 して い る のか 調 査 を 行 った (50)。1992年 に, 全 国100施 設 か ら分 離 さ れ たMRSA100株 に つ い て エ チ ジ ュ ウ ム ブ ロ マ イ ドに 対 す る感 受 性 を 測 定 した と こ ろ, 約60% の 菌 株 が25μg/ml以 上 の 耐 性 を, この うち 約 20%の 菌 株 が100μg/ml以 上 の 高 度 耐 性 を 示 し た 。 耐 性 株 の 中 で, 12株 の 消 毒 剤 耐 性 は 伝 達 性 を 示 した 。 こ の よ うな 消 毒 剤 耐 性MRSAは 地 域 に よ る分 布 の偏 りは な く, 日本 全 国 に分 布 して い た 。 この よ うな 消毒 剤 耐 性 株 の 内, 高 度 耐 性 を 示 し た13株 の遺 伝 子 をPCR法 に よ り調 べ る と, 10株 か らはqacA遺 伝 子 が, 3株 か らは 小 さ な プ ラス ミ ド上 か らqacC (ebr) 遺 伝 子 が 検 出 され た 。 低 度 耐 性 を 示 した 菌 株 の うち, 42株 に つ い て 調 べ た 結 果, 17株 か らqacC (ebr) 遺 伝 子 が 検 出 され た 。 しか し, 消 毒 剤 感 受 性 株 か らはqacA遺 伝 子
もqacC (ebr) 遺 伝 子 も検 出 され な か った 。qacC (ebr) 遺 伝 子 の伝 達 性 プ ラス ミ ド上 で の 重 複 に よ る高 度耐 性株 の存 在 は既 に報 告 した が, 小 さ な プ ラス ミ ドの コ ピ ー数 の増 加 に よる高 度 耐 性 株 も出 現 して きて い る。qacC (ebr) 遺 伝 子 はMRSAの mec遺 伝 子 と同様 に, 本 来 ブ ドウ球 菌 には 存 在 し な か った が, 他 の菌 か ら獲 得 され プ ラス ミ ド上 の 遺 伝 子 と して 急激 に広 ま った もの と考 え られ る。 一 方, 共 同研 究 者 の 野 口 ら は 消 毒 剤 高 度 耐 性 MRSAの 染 色 体 よ り, ア ク リフ ラ ビ ンに 高 度 耐 性 を 示 す 新 しい 消毒 剤 耐 性 遺 伝 子 を ク ロー ニ ング して い る。 さ らに, 著 者 らは ブ ドウ球 菌 の染 色 体 に, qacC (ebr) 遺 伝 子 と類 似 した 遺 伝 子 の存 在 を 示 唆 す る結 果 を 報 告 して い る (51)。Heir ら も また, 黄 色 ブ ドウ球 菌 の 消毒 剤 耐 性 株 の 中 には, qacA/B遺 伝 子 お よびqacC遺 伝 子 とは ハ イ ブ リ ダイ ズ しな い 耐 性 遺 伝 子 が 存 在 す る こ とを報 告 し て い る (15)。 こ の よ うに, 既 存 の 消 毒 剤 遺 伝 子 の 他 に 複 数 の 消 毒 剤 耐 性 遺 伝 子 の 存 在 が 示 唆 され る。 6. そ の他 の消 毒 剤 耐 性 これ ま で 述 べ て きた 消 毒 剤 耐 性 は4級 ア ンモ ニ ウ ム系 消 毒 剤 や エ チ ジ ウ ム ブ ロマ イ ドの よ うな 色 素 系 薬 剤 に 対 して 耐 性 を 示 す1群 の 消 毒 剤 耐 性 遺 伝 子 で あ った 。 一 方 全 く異 な る消 毒 剤 に耐 性 を 示 す 耐 性 黄 色 ブ ドウ球 菌 の 存 在 が 報 告 され て い る。B. D. Cookson ら (5) は1991年 ト リク ロサ ン耐 性 黄 色 ブ ドウ球 菌 の存 在 を 報 告 して い る。 ト リ ク ロサ ンは 日本 で は イ ル ガサ ンDP300と 呼 ば れ, イル ガサ ンアル コー ル と して, あ るい は 薬 用 石 鹸 な どに 使 わ れ, 図7の よ うな構 造 を もつ ビ ス フ ェノ ール 系 消 毒 剤 で あ る。 彼 らは トリク ロサ ン耐 性 遺 伝 子 は 細 胞 か ら細 胞 へ と伝 達 す るが, プ ラ ス ミ ドDNAは 検 出 され ない の で, 特 殊 な プ ラ ス ミ ドで は な い か と報 告 し て い る 。 ま た, Casewell と Hill は ト リク ロサ ン耐 性 は ム ピ ロ シ ン耐 性 と同時 に伝 達 す る と報 告 して い る (4)。 著 者 らも また 日本 の黄 色 ブ ドウ球 菌 の臨 床 分 離 株 よ り ト リク ロサ ン耐 性 株 を分 離 し, そ の性 状 に つ い て 検 討 した (47)。 そ の 結 果, ト リク ロサ ン 耐 性 は42℃の 温 度 処 理 で は脱 落 しな いが, ク ッ ク ド ミー ト培 地 で長 期 間 室 温 保 存 す る と非 常 に 高 い頻 度 で脱 落 す る。 この現 象 は プ ラス ミ ドや トラ ンス ポ ゾン上 の遺 伝 子 であ る こ とを 示 唆 してい る。 Cookson ら の報 告 と同 様 に伝 達 は 認 め られ る が, プ ラス ミ ドDNAは 検 出 され なか っ た。 これ ら の 結 果 か ら, ト リク ロサ ン耐 性 遺 伝 子 は通 常 は 染 色 体 に組 み 込 まれ て存 在 す る トラ ンス ポ ゾ ン様 の 遺 伝 子 で あ る可 能 性 も考 え られ る。 さ らに, トリ ク 図7. ト リ ク ロ サ ン の 化 学 構 造 トリ ク ロ サ ン 762
ロサ ン耐 性 株 は エ タ ノ ー ル な どの ア ル コー ル系 薬 剤 に対 す る感 受 性 が低 く, 耐 性 脱 落 株 は感 受 性 が 高 くな る現 象 が観 察 され た。 ト リク ロサ ン耐 性 と ア ル コー ル感 受 性 の 間 に何 らか の関 連 性 が 示 唆 さ れ る 。 さ ら に 著 者 ら は 最 近 ト リ ク ロ サ ン耐 性 MRSA株 を 分 離 した 。 消 毒 剤 や 薬 用 石 鹸 の 使 用 量 の増 加 に伴 い, 新 た な消 毒 剤 耐 性 株 の 出現 が 考 え られ る。 7. ま と め 消 毒 剤 耐 性 は 消 毒 剤 ば か りで な く, 色 素 系 薬 剤 お よび 防 腐 剤 に交 差 耐 性 を示 す 。 しか し, 病 院 内 で は 消 毒 剤 の 使 用 頻 度 が 圧 倒 的 に 高 い 。Lyon と Skurray (28) も述 べ て い るが, 消 毒 剤 の使 用 が こ の 耐 性 菌 の 出 現 を 招 い た の だ と考 え られ る 。
ebr, qacC, qacDお よびsmrの 構 造 遺 伝 子 は 全
く同 一 の遺 伝 子 で あ った 。 こ の 遺 伝 子 は1980年 代 に な って, 世 界 各 地 か ら分 離 され た 。 つ ま り, 同一 の 耐 性 遺 伝 子 が, ほ ぼ 同 時 期 に 別 々の 地 域 に 出現 した こ とを 意 味 して い る。MRSAのmec遺 伝 子 と 同 様 に, 消 毒 剤 耐 性 を 最 初 に 獲 得 し た MRSAが, ヒ トを 介 して世 界 各 地 に 短 期 間 に 広 ま っ た可 能 性 が あ る。ebr遺 伝 子 が 数 の重 複 に よ り, 高 度 耐 性 化 して お り, さ らに 新 しい 耐 性 機構 を も った 消 毒 剤 耐 性 菌 の 出 現 が 考 え られ る。 この 消 毒 剤 耐 性 が 伝 達 性 プ ラス ミ ド上 に 存 在 し, 伝播 して い くこ とを 考 え る と, 消 毒 剤 の 使 用 に 益 々注 意 しな け れ ば な らな い 。 文 献
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