抗生物質が栄養素を富ませ、微生物代謝物を枯渇させることにより、カルバペネム耐性腸内細菌科細菌の腸内増殖を促進する件

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抗生物質が栄養素を富ませ、微生物代謝物を枯渇させることにより、カルバペネム耐性腸内細菌科細菌の腸内増殖を促進する件

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Alexander Y. G. Yip, Olivia G. King, Oleksii Omelchenko, Sanjana Kurkimat, Victoria Horrocks, Phoebe Mostyn, Nathan Danckert, Rohma Ghani, Giovanni Satta, Frances J. Davies, Thomas B. Clarke, View ORCID ProfileBenjamin H. Mullish, Julian R. Marchesi, Julie A. K. McDonald
doi: https://doi.org/10.1101/2023.03.25.533086
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腸はカルバペネム耐性腸内細菌科細菌（CRE）の主要なコロニー形成部位であり、侵襲性感染症（血流感染症など）を引き起こすCREの貯蔵庫として機能する。抗生物質は、腸内細菌叢が介在するコロニー形成抵抗性を破壊し、腸内でのCREの拡大を促進する。我々は、生体外糞便培養を用いて、抗生物質（CREの腸内コロニー形成を促進する）が健康なヒトドナーの糞便微生物叢に与える影響を測定した。その結果、抗生物質がヒトの糞便微生物叢における腸内常在菌（ビフィドバクテリウム属やバクテロイデス属を含む）の存在量を減少させ、その結果、栄養素が富み、微生物代謝物が枯渇することが示されました。カルバペネム耐性Escherichia coli、Klebsiella pneumoniae、Enterobacter cloacae株の栄養素利用能力、栄養素嗜好性、代謝物阻害感受性を測定しました。抗生物質とともに増加した栄養素は、CREの増殖を支える炭素および窒素源として機能し、CREは特定の栄養素に対して秩序だった選好性を示した。これらの栄養素は抗生物質投与マウスの糞便中にも増加していたが、カルバペネム耐性大腸菌の腸管コロニー形成後には減少した。微生物代謝物（抗生物質により減少）は、in vitroでCREの増殖を抑制した。カルバペネム耐性大腸菌の増殖は、PBS投与マウスと比較して、阻害性代謝物の混合物を投与したマウスの糞便サンプルで減少しました。これらの結果は、抗生物質で腸内常在菌を殺すと、CREの増殖をサポートする栄養素が濃縮され、CREの増殖を阻害する代謝物が枯渇することにより、コロニー形成抵抗性が破壊されることを示しています。これらの結果は、CREの腸内コロニー形成を防ぐための新しいマイクロバイオーム治療薬の開発を支持し、その後の侵襲性CRE感染症の発症も防ぐと考えられます。
利益相反声明
JAKM、AYGY、OGKは、本研究に関連する特許を出願しています（特許出願番号2217266.2）。BHMは、提出された研究以外では、Finch Therapeutics Group、Ferring Pharmaceuticals、およびSummit Therapeuticsからコンサルタント料を受け取った。JRMは、提出された研究以外では、EnteroBiotix Ltd.とCultech Ltd.からコンサルタント料を受け取った。他のすべての著者は、競合を公表していない。
著作権について
このプレプリントの著作権者は著者・資金提供者であり、bioRxivにプレプリントの永続的な表示ライセンスを許諾しています。CC-BY-NC-ND 4.0国際ライセンスで提供されています。
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2023年3月25日に掲載されました。
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