中国東北部の下痢性動物から分離されたProteus mirabilisのバイオフィルム形成、病原性遺伝子発現、抗生物質耐性との関連

Association among biofilm formation, virulence gene expression, and antibiotic resistance in Proteus mirabilis isolates from diarrhetic animals in Northeast China.

• Yadong Sun
• Shanshan Wen
• Lili Zhao
• Qiqi Xia
• Yue Pan
• Hanghang Liu
• Chengwei Wei
• Hongyan Chen
• Junwei Ge
• Hongbin Wang

抄録

背景:

本研究の目的は、2014年9月から2016年10月までの間に中国東北部の下痢性動物（n=176）から採取したP.ミラビリス分離株のバイオフィルム形成、病原性遺伝子発現、抗生物質耐性との関連を調査することであった。

BACKGROUND: The aim of this study was to investigate the association among biofilm formation, virulence gene expression, and antibiotic resistance in P. mirabilis isolates collected from diarrhetic animals (n = 176) in northeast China between September 2014 and October 2016.

結果:

分離株の約92.05％がバイオフィルム産生株であったのに対し、非産生株は7.95％であった。バイオフィルム生産者群の病原性遺伝子の有病率は、非生産者群よりも有意に高かった。バイオフィルム産生は、ureC、zapA、rsmA、hmpA、mrpA、atfA、およびpmfAの発現と有意に関連していた（P＜0.05）。薬剤感受性試験の結果、分離株の約76.7％が多剤耐性（MDR）および広範囲薬剤耐性（XDR）であった。バイオフィルムの産生は、ドキシサイクリン、テトラサイクリン、スルファメトキサゾール、カナマイシン、セファロチンに対する耐性と有意に関連していた（P＜0.05）。バイオフィルム産生菌の病原性は非産生菌に比べて強かったが、バイオフィルム形成能はマウスの罹患率や死亡率と有意な関連はなかった（P>0.05）。

RESULTS: Approximately 92.05% of the isolates were biofilm producers, whereas 7.95% of the isolates were non-producers. The prevalence of virulence genes in the biofilm producer group was significantly higher than that in the non-producer group. Biofilm production was significantly associated with the expression of ureC, zapA, rsmA, hmpA, mrpA, atfA, and pmfA (P < 0.05). The results of drug susceptibility tests revealed that approximately 76.7% of the isolates were multidrug-resistant (MDR) and extensively drug-resistant (XDR). Biofilm production was significantly associated with resistance to doxycycline, tetracycline, sulfamethoxazole, kanamycin, and cephalothin (P < 0.05). Although the pathogenicity of the biofilm producers was stronger than that of the non-producers, the biofilm-forming ability of the isolates was not significantly associated with morbidity and mortality in mice (P > 0.05).

結論:

中国東北部の下痢性動物から得られたP. mirabilis分離株の多剤耐性が高いことが示唆された。また，バイオフィルム産生株の発現遺伝子の陽性率は，非産生株の発現遺伝子の陽性率に比べて有意に高いことが示唆された。

CONCLUSION: Our findings suggested that a high level of multidrug resistance in P. mirabilis isolates obtained from diarrhetic animals in northeast China. The results of this study indicated that the positive rates of the genes expressed by biofilm-producing P. mirabilis isolates were significantly higher than those expressed by non-producing isolates.