ノルウェーの大学キャンパスの池から分離された多剤耐性（MDR）細菌株の全ゲノムシークエンスと特性評価

Whole Genome Sequencing and Characterization of Multidrug-Resistant (MDR) Bacterial Strains Isolated From a Norwegian University Campus Pond.

• Misti D Finton
• Roger Meisal
• Davide Porcellato
• Lin T Brandal
• Bjørn-Arne Lindstedt

抄録

環境源における拡張スペクトラムβ-ラクタマーゼ（ESBL）産生細菌の存在は世界中で報告されており、治療法の選択肢が限られている中で、市中感染症の深刻なリスクとなっている。本研究では、ノルウェーのオーズにあるノルウェー生命科学大学の池で、これらの憂慮すべき細菌の存在を調査することを目的とした。合計98個の細菌分離株が、選択的発色培地上での増殖に生き残り、16S rRNA サンガーシークエンシングによって同定されました。すべての菌株について、臨床現場で最もよく見られるβ-ラクタマーゼおよびESBL（グループ 1、2、および 9、および）とカルバペネマーゼ（、、、、、）の存在について、マルチプレックスPCRにより評価した。合計 8 株の株が 1 つ以上の関心のある遺伝子を含むと判定された．18種類の抗菌薬に対する表現型耐性を評価し、分離株をOxford NanoporeのMinIONとIlluminaのMiSeqを組み合わせた全ゲノムシークエンシングにかけた。その結果、β-ラクタマーゼとESBLを産生する , , , , および a sppの存在が明らかになった。 同定されたβ-ラクタマーゼとESBLには、 , , , , および可能性のある-like遺伝子が含まれており、文書化された配列と新規配列が確立されている。さらに、2つの誘導性β-ラクタマーゼ、クラスAβ-ラクタマーゼ(L1)とセファロスポリナーゼ(L2)を発見した。いずれの菌株も多剤耐性であることが判明し，非β-ラクタム系薬剤に対する耐性遺伝子が多数観察された．結論として、本研究は、環境源が臨床的に関連性のあるESBL産生菌の潜在的な貯蔵庫であり、曝露時にヒトに健康リスクをもたらす可能性があることを示している。

The presence of extended-spectrum β-lactamase (ESBL)-producing bacteria in environmental sources has been reported worldwide and constitutes a serious risk of community-acquired infections with limited treatment options. The current study aimed to explore the presence of these worrisome bacteria in a pond located at the Norwegian University of Life Sciences in Ås, Norway. A total of 98 bacterial isolates survived growth on selective chromogenic media and were identified by 16S rRNA Sanger sequencing. All strains were evaluated for the presence of the most commonly found β-lactamases and ESBLs in clinical settings ( groups 1, 2, and 9, , , and ) and carbapenemases (, , , , , ) through multiplex PCR. A total of eight strains were determined to contain one or more genes of interest. Phenotypic resistance to 18 antimicrobial agents was assessed and isolates were subjected to whole genome sequencing through a combination of Oxford Nanopore's MinION and Illumina's MiSeq. Results revealed the presence of β-lactamase and ESBL-producing , , , and a spp. Identified β-lactamases and ESBLs include , , , and a possible -like gene, with both documented and novel sequences established. In addition, two inducible β-lactamases were found, a class A β-lactamase (L1) and a cephalosporinase (L2). All strains were determined to be multidrug resistant and numerous resistance genes to non-β-lactams were observed. In conclusion, this study demonstrates that environmental sources are a potential reservoir of clinically relevant ESBL-producing bacteria that may pose a health risk to humans upon exposure.

Copyright © 2020 Finton, Meisal, Porcellato, Brandal and Lindstedt.