抗生物質 C. Diff 抗生物質の効き目は腸内細菌叢に左右される
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C. デフ菌の抗生物質効果は腸内細菌叢に依存する
2023年5月12日
クレジット：Dr_Microbe/ iStock
米国の研究により、腸内病原体クロストリジオイデス・ディフィシルの抗生物質に対する感受性は、他の細菌によって影響を受けることが示され、除菌治療を設計する際にはマイクロバイオーム全体を考慮する必要があることが示唆されました。
低濃度の抗生物質に対して感受性が高い他の微生物が存在することで、生態学的な競合がない状態で増殖することができ、C. difficileの数が増加することが分かりました。
また、Desulfovibrio pigerという細菌が存在することで、C. difficileは抗生物質メトロニダゾールに対してより耐性があることがわかりました。
PLOS Biology誌に掲載されたこの研究は、C. difficileがコロニー形成、成長、機能する能力が、生息する緻密で多様な腸内コミュニティによっていかに影響を受けるかを示しています。
"これらの結果は、病原体を根絶するための将来の治療法の設計において、生物学的相互作用を考慮する必要性を強調しています "と研究者は示唆しています。
ウィスコンシン大学マディソン校の研究チームは、C. difficile感染症の治療に用いられる抗生物質バンコマイシンとメトロニダゾールに対して、種間相互作用がC. difficileの反応にどのような影響を与えるかを調べました。
バンコマイシンは、細胞壁の合成を阻害する糖ペプチドで、その活性はグラム陽性菌に特異的である。
メトロニダゾールは、グラム陽性菌とグラム陰性菌の両方の嫌気性菌に有効なDNA損傷剤で、嫌気性菌の細胞質でニトロ基がニトロソラジカルに還元されるまでは不活性プロドラッグである。
研究チームは、腸内細菌がC. difficileの抗生物質に対する最小発育阻止濃度を変えることは少ないが、発育阻止濃度以下では頻繁に影響を与えることを発見し、それぞれ異なるメカニズムで作用することを明らかにしました。
C.difficileと競合する抗生物質感受性種が存在する群集では、低濃度の抗生物質が存在すると、競合的放出によりC.difficileの増殖が促進された。
また、D. pigerはC. difficileのメトロニダゾールに対する最小発育阻止濃度を大幅に上昇させることがわかった。D. pigerの存在下でC. difficileに発現した差分遺伝子は、メトロニダゾール耐性と関連していた。
さらに、D. pigerが環境に与える影響により、C. difficileの金属飢餓転写反応が誘導され、メトロニダゾールを活性型に還元するのに必要な酵素の発現が低下していることが示唆されました。
D. pigerによる硫化水素の生成は、金属の隔離を促進することが報告された。
D. pigerの使用済み培地に金属を組み合わせて補充すると、C. difficileのメトロニダゾールからの保護作用が消失した。
研究者らは、微生物の相互作用がC. difficileのようなヒトの主要な病原体の抗生物質感受性をどのように変化させるかを理解することで、生態学的背景に基づいたオーダーメイドの抗生物質治療が可能になると述べています。
"この理解は、健康な腸内細菌叢の破壊を最小限に抑えながら、ヒトの病原体を選択的に根絶し、抗生物質耐性の獲得を最小限に抑える、新しいマイクロバイオーム介入に役立つかもしれません。"
彼らはさらに、"我々の仕事は、病原体の増殖が、広範囲の抗生物質濃度にわたって種間相互作用によって変化し得ることを実証しており、これは、抗生物質治療の設計において考慮されるべきです。"
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