飯田真里子

我が国における腸管病原性大腸菌 O157：H45 の 付着関連遺伝子 eae ，EAF， bfpA の保有状況

1）東京医科歯科大学医学部保健衛生学科，^2）国立医薬品食品衛生研究所食品衛生管理部，

3）帯広畜産大学大動物特殊疾病研究センター，^4）国立感染症研究所感染症情報センター

飯田真里子

^１）４）

朝倉 宏

^２）

牧野 壮一

^３）

岡村 登

^１）

伊藤健一郎

^４）

（平成 18 年 5 月 11 日受付）

（平成 18 年 7 月 4 日受理）

Key words : enteropathogenic Escherichia coli , bfpA , O157：H45

序 文

腸管病原性大腸菌（enteropathogenic Escherichia coli ，EPEC）は腸管上皮細胞に対して細胞骨格障害 と局在性付着を起こす

^１）

．典型的な EPEC は同障害に 関与する locus of enterocyte effacement（LEE）と 名づけられた遺伝子座（インチミンをコードする eae を含む）と EPEC adherence factor（EAF）プラス ミド（局在性付着に関与する bfpA を含む）を有する．

また，bfpA によってコードされるバンドリンは集束 繊毛を構成しており，菌体同士の自己凝集を引き起こ す．bfpA には遺伝子多型が知られている．

本邦では eae を保有するが bfpA を持たない非典型 的 な EPEC が 多 く，両 遺 伝 子 を 保 有 す る 典 型 的 な EPEC は古典的な血清型ではない O157：H45 が最も 多い

^１）

．また，O157：H45 は集団下痢症患者からも分 離されており

^２）

，わが国に広く分布していると考えら れるがそれらの特徴は未だ明らかでない．本研究では 日本で分離された血清型 O157：H45 を対象として病 原因子の保有状況を検討した．

材料と方法

日本において散発及び集団発生した下痢症患者と保 菌者より分離された E. coli O157：H45 の計 19 株を 対象とした．陽性対象株として今回調べた因子を全て 保有し，局在性付着を示す E. coli KI1923（血清型 O 142：H6）を，陰性対象株として病原因子を持たない

E. coli KI1924（血清型 O1：H7）を用いた．各菌株

の eae と bfpA

^３）

及び EAF プラスミドマーカー

^４）

（以下

EAF と略す）保有状況を PCR 法で調べた．eae と bfpA の型別はヘテロ 2 本鎖移動度分析法

^５）

（HMA）により Iida らの条件

^６）

で調べた．bfpA は複数の遺伝子多型が あるがその全てに生物活性があるかどうかを調べるた めに自己凝集反応を検討した．分離菌株を Antibiotic Medium 3（Difco）で 30℃，一晩培養し，DMEM-F12

（Gibco）に植え継いで 37℃ で 4 時間振盪培養した．

凝集の判定は肉眼及び位相差顕微鏡（400 倍）下で行っ た

^７）

．Tableには位相差顕微鏡下での判定を記載した．

成 績

遺伝子の保有状況と遺伝子型を Tableに示した．全 ての供試菌株は eae を有し，HMA 型は a1 であった．

また，局在性付着に関与する bfpA は 1 株を除いて全 ての菌株が保有していたが，遺伝子型は 1 型と 4a，4b 型であった．EAF については，bfpA -1 型株ではその 60％ に検出された（3 株 ! 5 株）が，bfpA -4 型株では いずれも陰性であった．bfpA 保有株の凝集反応試験 では，KI1776，KI1857，KI1858，KI1945 株は肉眼観 察で明らかな凝集を示した．位相差顕微鏡下での観察 では，bfpA を保有する全ての株が凝集を示した．し かしその程度は様々であり，bfpA 型の間で有意な差 は見られなかった．bfpA を持たない KI1956 は自己凝 集反応を示さなかった．

考 察

わが国における散発事例由来 O157：H45 の菌株は bfpA 型，EAF の保有，ならびに凝集性において多様 性を示した．EAF プラスミドを保有（bfpA 陽性）し ているにも関わらず，EAF プラスミドの存在を推定 するのに古くから使用されているプライマーでは増幅 さ れ な い 菌 株 が 多 か っ た．集 団 事 例 由 来 の 菌 株

短 報

別刷請求先：（〒208―0011）武蔵村山市学園 4―7―1 国立感染症研究所感染症情報センター第5室

飯田真里子 平成18年 9 月20日

531

Table Characterization result ofO157：H45EPEC strains isolated in Japan.

Note Source

aggregatiAutoon bfpA-

HMA³ EAF plasmid

marker⁴ eae-HMA³

Strain No.

Sporadic Aichi

± 4a

－ a1

KI1223

Sporadic Akita

± 4a

－ a1

KI1335

Sporadic Oita

＋＋＋

4a

－ a1

KI1776

Outbreak Hokkaido

＋＋

1

＋ a1

KI1857

Outbreak Hokkaido

＋＋

1

＋ a1

KI1858

Sporadic Saitama

± 4a

－ a1

KI1859

Sporadic Saitama

＋ 4b

－ a1

KI1860

Sporadic Osaka

± 4a

－ a1

KI1941

Sporadic Osaka

＋ 4a

－ a1

KI1942

Sporadic Osaka

± 4a

－ a1

KI1943

Sporadic Osaka

＋ 4a

－ a1

KI1944

Sporadic Toyama

＋＋＋

4a

－ a1

KI1945

Sporadic Toyama

± 4a

－ a1

KI1948

Sporadic Miyazaki

± 4a

－ a1

KI1949

Sporadic Yokosuka

± 1

－ a1

KI1954

Sporadic Yokosuka

± 1

－ a1

KI1955

Sporadic Yokosuka

－

－

－ a1

KI1956

Sporadic Yokosuka

＋ 1

＋ a1

KI1957

Sporadic Toyama

＋＋

4a

－ a1

KI1958

Control Yokosuka

＋＋＋

2a

＋ a1

KI1923（O142：H6）¹

Control Aichi

－

－

－

－ KI1924（O1：H7）²

1Positive controlin this study.

2Negative controlin this study.

3HMA：Heteroduplex Mobility Assay

4EAF plasmid marker was examined by the PCR method descr-bed in reference4.

（KI1857，KI1858）は bfpA -1 型 で EAF を 保 有 し，

強い凝集を示した．凝集性は病原性マーカーとして有 用かもしれない．1945 年以降，大腸菌の一部が腸管 病原菌として認識されるようになったが，当時の株は EAF を保有し局在性付着を示す

^８）

．本研究では集団事 例由来株のみがその特徴に該当した．異なる bfpA 型 の O157：H45 株の病原性について，遺伝子の発現や 他の病原遺伝子の保有などを含め，今後より詳細に検 討する必要があると考えられる．

謝辞：菌株を分与して頂いた地方衛生研究所の山﨑貢，

成松浩志，鈴木理恵子，倉園貴至，蛭田徳昭，磯部順子，

勢戸和子，河野喜美子，金子通治，八柳潤の各先生に深謝 いたします．

文 献

1）小林一寛，勢戸和子，八柳 潤，斉藤志保子，

寺尾通徳，金子通治，他：下痢原性大腸菌にお ける付着因子保有状況とそれに基づく大腸菌検 査法の一考察．感染症誌 2002；76：911―9.

2）Makino S, Asakura H, Shirahata T, Ikeda T, Takeshi K, Arai K,

et al.：Molecular epidemi-

ological study of a mass outbreak caused by en- teropathogenic

Escherichia coli

O157：H45. Mi- crobiol Immunol 1999；43：381―4.

3）中澤宗生，伊藤健一郎：ウシ由来ベロ毒素産生

性 大 腸 菌 の 幼 若 ウ サ ギ 感 染 実 験．感 染 症 誌 1995；69：772―6.

4）Franke J, Franke S, Schmidt H, Schwarzkopf A, Wieler LH, Baljer G,

et al.：Nucleotide sequence

analysis of enteropathogenic

Escherichia coli

(EPEC) adherence factor probe and develop- ment of PCR for rapid detection of EPEC har- boring virulence plasmids. J Clin Microbiol 1994；32：2460―3.

5）Delwart EL, Shpaer EG, Mullins JI：Heterodu- plex mobility assays for phylogenetic analysis.

In : Innis MA, Gelfand DH, Sninsky JJ（eds）.

PCR strategies（Academic Press）. San Diego, California, 1995；p. 154―60.

6）Iida M, Yamazaki M, Yatsuyanagi J, Ratchtra- chenchai OA, Subpasu S, Okamura N,

et al.：

Typing of

bfpA

genes of enteropathogenic

Es- cherichia coli

isolated in Thailand and Japan by heteroduplex mobility assay. Microbiol Immunol 2006；50 (In print).

7）Blank TE, Zhong H, Bell AL, Whittam TS, Don- nenberg MS：Molecular variation among type IV pilin (

bfpA

) genes from diverse enteropatho- genic

Escherichia coli

strains. Infect Immun 2000；68：7028―38.

8）Robins-Browne RM, Yam WC, OʼGorman LE, Bettelheim KA：Examination of archetypal strains of enteropathogenic

Escherichia coli

for properties associated with bacterial virulence. J Med Microbiol 1993；38：222―6.

感染症学雑誌 第80巻 第 5 号

532 飯田真里子 他

Distribution of Virulence Genes, eae, EAF, and bfpA, of Enteropathogenic Escherichia coli O157：H45 Isolated in Japan

Mariko IIDA

^１）４）

, Hiroshi ASAKURA

^２）

, Sou-ichi MAKINO

^３）

, Noboru OKAMURA

^１）

& Kenitiro ITO

^４）

1)Department of Microbiology and Immunology, School of Health Sciences, Faculty of Medicine, Tokyo Medical and Dental University,²⁾Division of Biomedical Food Research, National Institute of Health Sciences, ³⁾Research center for Animal Hygiene and Food Safety, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine,⁴⁾Infectious Diseases

Surveillance Center, National Institute of Infectious Diseases

〔J.J.A. Inf. D. 80：531〜533, 2006〕

平成18年 9 月20日

533 EPEC O157：H45 の病原遺伝子