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臨床 材 料 か ら分 離 され るStaphylococcus epidermidisの 細 菌学 的 研 究
1) 秋 田大 学 医学 部 付 属病 院 中 央検 査 部 2) 秋 田大 学 医学 部 臨 床検 査 医 学 講座
飛 田 正 子1) 中 込 治2) 上 杉 四 郎2)
(平成2年10月3日 受 付) (平成2年11月5日 受 理)
Key words: Staphylococcus epidermidis, biotype, slim production, fi-lactamase test, plasmid analysis
要 旨
近 年,医 療 技 術 の 進 歩 や 新 薬 の 開 発 に 伴いCoagulase Negative Staphylococcus(CNS)に よ る 感 染 症 が 問 題 に な ってい る こ と か ら,各 種 臨 床 材 料 か ら 分 離 され たStaphylococcus epidermidis(S. epider‑
midis)43株 と 医 療 従 事 者 の 鼻 前 庭 よ り分 離 され たS. epidermidis 7株 の50株 を対 象 に, (1)生 化 学 的 性 状, (2) Slime産 生 性, (3) β‑ラ ク タ マ ー ゼ 産 生 能 お よ び, (4) プ ラ ス ミ ドパ タ ー ン に つい て 解 析 し た.
生 化 学 的 性 状 で は 同 一 の プ ロ フ ァイ ル コ ー ドを も っ てい る 株 が 多 くみ られ た.Slime産 生 性 で は 胸 水 と胸 腔 ドレ ー ン チ ュ ー ブ か ら分 離 さ れ た9株 のS.epidermidisがSlimeを 産 生 し てい た.こ れ らの 株 は methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA)と 同 じ感 受 性 パ タ ー ン を 示 す 多 剤 耐 性 菌 で あ り, ほ と ん どの 株 は ペ ニ シ リナ ー ゼ 産 生 株 で あ っ た.プ ラ ス ミ ドパ タ ー ン解 析 で は 感 受 性 パ タ ー ン の 異 な る 5種 類,12株 か ら プ ラ ス ミ ドDNAを 抽 出 し て ア ガ ロ ー ス ゲ ル 電 気 泳 動 を 行 な っ た 結 果,8株 が1.9Kb の プ ラ ス ミ ドバ ソ ドを 持 っ て い た.こ の8株 はTobramycin (TOB)とErythromycin (EM)に 耐 性 で あ った. S.epidermidisの 感 染 症 も 臨 床 上,重 要 視 さ れ る よ うに な っ て き てい る の で,各 施 設 で 分 離 され る 菌 の 特 徴 を 知 っ て お く こ とは 必 要 か つ 意 義 の あ る こ と で あ る.
は じめ に
MRSAが 各 種 臨 床 材 料 か ら多 く分 離 さ れ る よ うに な り,院 内 感 染 の 起 因 菌 と して 大 き な 問題 と な っ てい る.一 方CNSは 人 体 や 環 境 に広 く常 在 菌 と し て 存 在 し てい る こ とや, Staphylococcus aureus (S. aureus)に 比 べ 毒 性,あ るい は 病 原 性 が 弱い た め に,従 来 検 体 採 取 時 に お け る 汚 染 菌 と
し て扱 わ れ てい た.し か しな が ら近 年 は,手 術 後 の患 者 や 留 置 カテ ー テ ル お よび 種 々 の 基礎 疾 患 を も ってい る 患 者 か ら分 離 さ れ るCNSの 病 原 性 が 注 目 され て きてい る1)〜3).
当 院 に おい て も 臨 床 材 料 か らの 分 離 菌 の 中 で S. aureus, Pseudomonas aeruginosaの 次 に 分 離 頻 度 が 高い の がCNSで あ る.ま た こ のCNSは MRSAと 同 じ,感受 性 パ タ ー ン を 示 す 多 剤 耐 性 菌 で あ る た め,我 々はCNSの 中 で も最 も多 く分 離 され るS. epidermidisに つい て細 菌 学 的 研 究 を 行 な った の で報 告 す る.
材 料 と方 法
使 用 菌 株 は1986年2月 〜1990年6月 ま で に 当 院 の 各 種 臨 床 材 料 か ら分 離 され た 保 存 株43株(血 液 由来18株,膿,ド レ ー ン 由来11株,カ テ ー テ ル 由 来3株,胸 水 由来2株,喀 痰,咽 頭 由来4株,尿
由来1株 お よ び そ の 他 の材 料 由来4株)と 医 療 従 事 者 の 鼻 前 庭 よ り分 離 され た7株 の50株 を対 象 と 別 刷 請 求 先:(〒010)秋 田市 本道1丁 目1番1号
秋 田大 学 医学 部 附 属病 院 中 央検 査 部 飛 田 正 子
し た.血 液 由 来 株 以 外 の 臨 床 材 料 由 来 株 は と く に 耐 性 株 を 使 用 し た.
1) 生 化 学 的 性 状(生 化 学 プ ロ フ ァ イ ル) APIス タ フ(ア ス カ 純 薬)とVITEK(マ ク ダ ネ ル ・ダ グ ラ ス 社)のGPI(Gram‑Positive
Identification)カ ー ドを 使 用 し,そ れ ぞ れ の 操 作 手 順 に 従 い コ ー ド番 号 を 解 析 し た.
2) Slime産 生 性
Christensenら の 方 法1)に よ り,血 液 寒 天 培 地 分 離 菌 をTripticase soy broth 10mlで24時 間 培 養 後3,000rpm30分 遠 心 し,上 清 を 捨 て ト リパ ン ブ ル ー 染 色 し チ ュ ー ブ 内 壁 に フ ィ ル ム状 に く っ つ い て い る 物 質 を 観 察 し た.
3) β‑ラ ク タ マ ー ゼ 産 生 能
β‑ラ ク タ マ ー ゼ 検 出 デ ス ク(セ ロ テ ッ ク)に よ りペ ニ シ リナ ー ゼ を 調 べ た.
4) プ ラ ス ミ ドパ タ ー ン 解 析
既 報 の 方 法4)に 従 っ て,分 離 し たSepidermidis をLysostaphinで 溶 菌 さ せ た 後,プ ラ ス ミ ドDNA を 抽 出 し0.8%ア ガ ロ ー ス ゲ ル 電 気 泳 動 に よ り そ の パ タ ー ン を 解 析 し た.
結 果
臨 床 材 料 か ら 分 離 さ れ た43株 と 医 療 従 事 者 の 鼻 前 庭 よ り分 離 さ れ た7株 の50株 に つ い て 細 菌 学 的 研 究 を 行 な っ た 結 果,
1) 生 化 学 的 性 状(生 化 学 プ ロ フ ァ イ ル) APIス タ フ で は21項 目 の テ ス トが7け た の 数 値 プ ロ フ ァ イ ル に な り同 定 さ れ る.我 々 の 結 果 で
は6706113の プ ロ フ ァ イ ル の 株 が29株(58.0%),
6706112の 株 が15株(30.0%)で こ の2つ の プ ロ フ ァ イ ル の 株 で 全 体 の88%を し め て い た.以 下 6306113, 6706110, 6304112, 6716112の 順 で あ っ た.最 も 多 か っ た6706113と6706112の 違 い は ADH(ア ル ギ ニ ン ジ ヒ ド ラ ー ゼ)が 陽 性 か 陰 性 か に よ っ て 異 な る も の で あ る.
2) Slime産 生 性
9株 がSlimeを 産 生 し て い た が,S.epider‑
midisの 中 に も 強 産 生 株 と 弱 産 生 株 が あ り(Fig.
1),6株 は 強 産 生 株 で あ っ た.そ の 内 訳 と他 の 性 状 に つ い て はTable 1に 示 し て あ る よ う に,胸 水 由 来2株,ド レ ー ン チ ュ ー ブ 由 来3株,咽 頭 由 来
Fig. 1 Production of slime by S. epidermidis.
Tubes were stained with trypanblue. A : strong slime production, B: weak slime production, C:
negative.
Table 1 Characterization of S. epidermidis isolates from clinical specimens
平 成3年5月20日
542 飛 田 正 子 他 2株,膿 由 来1株 お よ び 尿 由 来1株 で あ る.Slime
産 生 の9株 はMRSAと 同 じ感 受 性 パ タ ー ン を 示 す 多 剤 耐 性 菌 で あ る.
3) β‑ラ ク タ マ ー ゼ 産 生 能
50株 中47株(94.0%)は ペ ニ シ リナ ー ゼ 産 生 株 で あ っ た.非 産 生 株3株 は 血 液 由 来 の2株 と医 療 従 事 者 の 鼻 前 庭 由 来 の1株 で,い ず れ も す べ て の 薬 剤 に 感 受 性 の 株 で あ る.
4) プ ラ ス ミ ドパ タ ー ン 解 析
感 受 性 パ タ ー ン の 異 な る5種 類,12株 に つ い て プ ラ ス ミ ドDNAを 抽 出 し ア ガ ロ ー ス ゲ ル を 用 い,125V,2〜3時 間 電 気 泳 動 を 行 な い プ ラ ス ミ
ドパ タ ー ン を 解 析 し た(Table2,Fig.2).Fig.3 はFig.2の 模 式 図 で あ る,
前 回̀)同 様,染 色 体 由 来 のDNAバ ン ド よ り も は や く 泳 動 さ れ る低 分 子 領 域 に つ い て 解 析 し た.ほ
と ん ど の 株(10株)は2.0Kb付 近 に プ ラ ス ミ ドバ ン ドを も っ て い た(No.1〜5,7〜9,11,12).す
べ て の 薬 剤 に 感 受 性 の あ っ た 株(No.6)は 染 色 体 DNA付 近 に 大 き な プ ラ ス ミ ド バ ン ドを も っ て い た が 低 分 子 領 域 に は プ ラ ス ミ ドパ ン ドを も っ て い な か っ た.ま た8株(No.1〜5,7,9,12)は1.9
Kbの プ ラ ス ミ ドバ ン ドを も っ て い た.こ の8株 はTOBとEMに 耐 性 で あ っ た.Slime産 生 性 と
Table 2 Antibiotic susceptibility of S. epidermidis
R : Resistant, S : Susceptible.
Fig. 2 Agarose gel electrophoresis in Tris-acetate buffer of plasmid DNA
extracted from S. epidermidis (lanes 1 to 12). Lane 13 : molecular weight marker (ă phage DNA digested with Hind III), Size : Kb, Chr : chromosome DNA.
Fig. 3 A schematic drawing of plasmid patterns of S. epidermidis as revealed by agarose gel electrophoresis.
の 関 連 性 は 見 ら れ な か った(No.1〜5,12は Slime産 生 株).
な お 薬 剤 感 受 性検 査 成 績 は ル ー チ ン検 査 に 使 用 し て い る ア ボ ッ ト社 のMS‑2自 動 細 菌 検 査 装 置 と 昭 和 デ ィス ク(昭 和 薬 品化 工)の 一 濃 度 デ ィス ク 法 に よ る も の で あ る.
考 察
セ フ ェム系 薬 剤 が 臨 床 で 多 く使 用 され る よ うに な った1980年 以 降 よ り,各 種 臨 床 材 料 か ら分 離 さ れ る ブ ドウ球 菌 の 頻 度 が高 く な っ て い る.中 で も MRSAは 有 効 薬 剤 が な い た め 難 治 性 感 染 症 や 院 内感 染 の 起 因菌 と し て,今 な お 重 視 され て い る.
このMRSAの 細 菌 学 的 特 徴 や 感 染 症 の 実 態,対 策 に つ い て は い ろ い ろ な 分 野 か ら研 究 され て きて い る6)〜9)がCNSに つ い て は 従 来 よ り非 病 原 菌 と み な され て い た た め,あ ま り研 究 の対 象 とされ て い な い の が現 状 で あ る.し か し近 年,医 療 技 術 の 進 歩 に よ っ てimmunocompromised hostの 増 加 す る中 で,非 病 原 菌 と され て い たS.epidermidis に よ る敗 血 症 や 手 術 後 に 施 行 さ れ る カ テ ー テ ル 感 染 症 が 問 題 に な っ て きた.
S.epidermidisな ど のCNSは,菌 自体 はS.
aureusに 比 べ 病 原 性 が 弱 い た め,こ れ らの菌 に よ る感 染 症 の 成 立 に は菌 側 の 要 因 よ りも宿 主 側 の 要 因,す な わ ち 抵 抗 力 の 減 弱 して い る患 者 の存 在 に
よ っ て 感 染 症 が 起 こ る と い わ れ て い る10).当 院 で 分 離 さ れ るCNSもMRSAほ ど 著 明 で は な い が 分 離 頻 度,薬 剤 感 受 性 パ タ ー ン な どMRSAと 同 様 の 傾 向 に あ り11),注 意 を 要 す る 菌 の 一 つ に な っ
て い る た め,細 菌 学 的 研 究 を 行 な っ た.
生 化 学 プ ロ フ ァ イ ル で は 既 に 報 告 し て あ る12)が 1982年 か ら1983年 に か け て 当 院 で 分 離 さ れ たS.
epidermidisの プ ロ フ ァ イ ル も6706113の 株 が 最 も 多 く 次 に6706153の 株 が 多 く み ら れ た が 今 回 は 6706153の 株 は1株 も み ら れ な か っ た.黒 坂 ら13)は 口 腔 内 か ら 分 離 し たS.epidermidisは6706113,
6606113,6706112が 多 く,臨 床 材 料 由 来 株 で は 6606113,6606112,6706112の 株 が 多 く 口腔 常 在 菌 と し て 分 離 さ れ た プ ロ フ ァ イ ル の 株 が,病 的 材 料 か ら も 多 く 分 離 さ れ た と 報 告 し て い る.ま た Hebertら14)は 我 々 と 同 じ6706113と6706112の プ ロ フ ァ イ ル で あ っ た.
病 原 性 と の 関 わ り に つ い て 多 く の 論 文 が あ る Slime産 生 性 で は,S.aureusやP.aeruginosaな
ど に も産 生 株 が あ り,S.epidermidisの 一 般 的 特 徴 で は な い と い わ れ て い る15)が 心 内 膜 炎 の 患 者 か ら 分 離 さ れ たS.epidermidisのSlime産 生 性 は 53%と で 高 い こ と3)やIshak.Mら2)はS.epider‑
midisに よ る 敗 血 症14例 中13例 はSlime産 生 株 で あ っ た と 病 原 性 と 関 わ り が あ る こ と を 報 告 し て い る.我 々 の 検 討 で は 血 液 由 来 株 と カ テ ー テ ル 由 来 株 か ら は 産 生 株 は み ら れ な か っ た.血 液 由 来 株 に つ い て はS.epi4ermidisに よ る 敗 血 症 か 汚 染 菌 に よ る も の で あ っ た が 明 ら か で な い た め 病 原 性 と の 関 わ りに つ い て 結 論 を 出 す に は,更 に 検 討 す る 必 要 が あ る.し か し 外 科 病 棟 か ら 得 ら れ た5株 の Slime産 生 株 は,重 篤 な 患 者 の 胸 水 や 胸 腔 ド レ ー ン チ ュ ー ブ か ら 分 離 さ れ た も の で あ り病 原 性 と し て の 意 義 が 高 い も の と推 測 さ れ た.
プ ラ ス ミ ドパ タ ー ン 解 析 に つ い て は,我 々 は 院 内 感 染 検 索 の た め の 疫 学 的 マ ー カ ー と し て の 有 用 性 を 報 告 し て き た4)5)が 今 回 は 薬 剤 耐 性 に も 関 与 し て い る プ ラ ス ミ ド の 存 在 が 明 ら か で あ っ た.
Fig.2に は 一 部 分 し か 示 し て い な い がMRSAと 同 じ 感 受 性 パ タ ー ン を も つ 、S.epidermidisの 多 く は,低 分 子 領 域 に1本 の プ ラ ス ミ ドノミン ドを も っ 平 成3年5月20日
544 飛田 正子 他
て い る こ と,TOBとEM耐 性 株 は,1.9Kbの プ ラ ス ミ ドバ ン ドを も って い た よ うに 薬 剤 耐 性 との 関 連 性 が 示 唆 され た.
当 院 で 分 離 さ れ たS.epidermidisは ペ ニ シ リ ナ ー ゼ 産 生 で 生 化 学 プ ロ フ ァイ ル は6706113の コ ー ド番 号 の株 が 多 く,ま たMRSAと 同 じ感 受 性 パ タ ー ンを 示 す な どの 特 徴 を も って い た.こ の よ うに そ れ ぞ れ の施 設 に よ っ て 分 離 され る株 に は 特 徴 が あ る ので,よ り多 くの デ ー タを 集 積,把 握 して お く こ とは,細 菌 検 査 に従 事 して い る者 の 仕 事 の ひ とつ で あ る.健 常 人 の皮 膚 や 環 境 の常 在 菌 とし て扱 わ れ て きたS.epidermidisな どの非 病 原 菌 もimmunocompromised hostが 増 加 し て い る 中 で 感 染 症 の 重 要 な 起 因 菌 と して,菌 の検 出 に あ た っ て は慎 重 に対 処 す る必 要 が あ る と思 わ れ た.
文 献
1) Christensen, G.D., et al. : Adherence of slime- producing strains of Staphylococcus epidermidis to smooth surfaces. Infect. Immun., 37: 318
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Clin. Microbiol., 22 : 1025-1029, 1985.
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13) 黒 坂 公 生, 他: 口腔 内 か ら 分 離 し た ブ ド ウ球 菌 の 生 化 学 プ ロ フ ァ イ ル. 第32回 ブ ドウ 球 菌 研 究 会 抄 録, 1987.
14) H6bert, G.A., et al. : Biotyping coagulase- negative staphylococci. J. Clin. Microbiol., 26 : 1950-1956, 1988.
15) 尾 花 芳 樹, 西 野 武 志: ブ ド ウ 球 菌 の 産 生 す る Slimeの 生 物 学 的 活 性 に 関 す る研 究. 感 染 症 誌, 63: 991‑996, 1989.
Microbiological Characterization of Clinical Isolates of Staphylococcus epidermidis Masako TOBITA1), Osamu NAKAGOMI2) & Shiro UESUGI2)
1) Central Clinical Laboratory, Akita University Hospital 2) Department of Laboratory Medicine, Akita University School of Medicine
As a result of recent development in medical practice including use of new antimicrobial agents, coagulase-negative Staphylococci (CNS) that were once considered nonpathogenic contaminants have captured attention as causes of disease. The 43 clinical isolates of Staphylococcus epidermidis sensu stricto and 7 isolates of S. epidermidis from the medical staffs were characterized with regard to (1) their biochemical profiles, (2) slime productivity, (3) /3-lactamase productivity and (4) plasmid patterns.
Most of the isolates have an identical biochemical profile code. The slime production was observed in the 9 strains isolated from pleural effusions or the tubes used for pleural drainage. These strains had a similar antimicrobial susceptibility profile that are commonly seen in multi-resistant strains of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). In addition, most of these strains produced fi- lactamase. For the plasmid profiling, we selected 12 isolates that possessed 5 distinct antimicrobial susceptibility profiles. Upon agarose gel electrophoresis, 8 isolates were shown to possess a 1.9 kb plasmid. These 8 isolates had resistance against tobramycin (TOB) and erythromcin (EM). Emergence of S. epidermidis as causes of disease will increasingly necessitate the detailed microbiological characterization of the clinical isolates.
平 成3年5月20日
