Mapping the resistance landscape: A large-scale study of polymyxin-resistant pathogens circulating in low-and middle-income countries

人間の体を、活気ある都市として想像してみてください。そして、その中で暮らす細菌を、時には役に立ち、時には厄介な存在である小さな住民だと考えてみてください。ほとんどの場合、私たちは「抗生物質」という強力な道具を使って、問題児たちを抑え込んでいます。しかし、細菌は熟練した脱出アーティストのようです。彼らは常にこれらの道具を回避する新しい方法を学んでおり、科学者はこの現象を「薬剤耐性」と呼んでいます。それはまるで、私たちが古い鍵で開けようとし続けている一方で、細菌が自分たちの鍵穴をアップグレードしているようなものです。細菌が私たちが持つほぼすべての薬に対して耐性を持つようになると、彼らは「スーパーバグ（超強力な細菌）」へと変貌します。このような絶望的な状況において、医師たちはしばしば「核の選択肢」と呼ばれるものに手を伸ばさざなければなりません。それはポリミキシン（コリスチンやポリミキシンBを含む）と呼ばれる特別なクラスの薬剤です。これらは、他のすべてが失敗した時のために取っておかれた、最後の手段としての鍵なのです。しかし、他の鍵と同様に、この最後の手段としての鍵さえも、解錠され始めています。大きな疑問は、これらのスーパーバグはいかにして最後の防衛線の突破方法を学んでいるのか、そして、特に病院がそれらを追跡するための最高級の設備を持っていない場所において、彼らはどれほどの速さで広がっているのか、ということです。

この論文は、それらの問いに答えようとする、世界中を駆け巡る壮大な探偵物語です。研究者たちは、28の低・中所得国（LMIC）――抵抗力を持つ細菌との戦いが最も困難であることが多い場所――から、634もの「スーパーバグ」のサンプルを集めました。彼らは単に顕微鏡で細菌を見たのではありません。「全ゲノム解析」と呼ばれるハイテクな手法を用いました。これは、細菌の設計図のすべてを読み解き、彼らがどのように作られ、どのようなトリックを学んだのかを正確に把握することに似ています。彼らは、最も危険な4種類の細菌、すなわちKlebsiella pneumoniae（肺炎桿菌）、Escherichia coli（大腸菌）、Acinetobacter baumannii（アシネトバクター・バウマニ）、およびPseudomonas aeruginosa（緑膿菌）に焦点を当てました。

チームは、これらのスーパーバグが主に2つの方法で広がっていることを発見しました。第一に、それはまるで失敗に終わった家族の再会のようなものです。特定の危険な細菌の「クローン」が拡大し、それぞれの国々を移動しながら、その耐性を持ち運んでいます。第二に、細菌同士が「耐性メカニズム（遺伝子）」を、まるでトレーディングカードを交換するようにやり取りしており、それによって、たとえその能力を持って生まれなかったとしても、薬に抵抗する方法を素早く学ぶことができるのです。研究は、これらの耐性菌がしばら他のほとんどの抗生物質に対しても耐性を持っていることが多く、治療が非常に困難であることを示しました。興味深いことに、誰もがコリスチンへの耐性を生じさせるmcrという特定の「耐性メカニズム」遺伝子を心配していましたが、研究者たちは、この遺伝子が今回のサンプルの中では実はかなり稀であることを発見しました。代わりに、細菌は、薬に抵抗するために、彼らの内部システムが機能する方法を変えるといった、より複雑なトリックを使っているようです。

研究者たちはまた、ラボの中でこれら細菌が44種類の異なる抗生物質に対してどの程度生存できるかをテストしました。彼らは、「最後の手段」としての薬剤が力を失いつつあり、多くの細菌が高いレベルの耐性を示していることを発見しました。この研究は、多くの国々において、これらのスーパーバグの拡散が、これら移動するクローンと遺伝子の交換の組み合わせによって引き起こされていることを強調しています。論文は、これらの細菌に勝利させないためには、DNA技術を用いたより優れた追跡方法が必要であると結論づけています。なぜなら、敵が正確に誰であり、どのように移動しているのかを知らなければ、その拡散を止めることはほぼ不可能だからです。