CRISPR/Casシステムと院内細菌の薬剤耐性との関連性

Association of CRISPR/Cas System with the Drug Resistance in .

• Gang Wang
• Guobin Song
• Yuanhong Xu

抄録

背景:

は一般的な日和見病原体であり、その拡張スペクトラムβ-ラクタマーゼ（ESBL）やカルバペネマーゼの産生は薬剤耐性につながる。クラスター型規則的に間隔を空けた短いパリンドロミックリピート（CRISPRs）とその関連遺伝子（Cas）は、多くの細菌のゲノムに広く存在し、プラスミドやウイルスなどの外部からの侵入者に対する防御機構となっている。

Background: is a common opportunistic pathogen and its production of extended-spectrum β-lactamases (ESBL) and carbapenemases leads to drug resistance. Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPRs) and their associated genes (Cas) are widespread in the genome of many bacteria and are a defense mechanism against foreign invaders such as plasmids and viruses.

目的:

院内の野生型株におけるCRISPR/Casシステムの有病率と薬剤耐性との関連を調査した。

Purpose: To investigate the prevalence of the CRISPR/Cas system in wild type strains of in the hospital and its association with drug resistance.

材料と方法:

合計136株を収集し、抗菌薬に対する感受性を特徴付けた。CRISPR/Cas系の有病率をPCRで検出し、CRISPRFinderを用いてDNA配列を解析した。結果の統計解析はSPSSを用いて行った。

Materials and Methods: A total of 136 strains were collected and characterized their susceptibility to antimicrobial agents. The prevalence of CRISPR/Cas system was detected by PCR and DNA sequencing was analyzed by CRISPRFinder. The statistical analysis of the results was performed by SPSS.

結果:

ESBL産生株は136株中50株（37％），カルバペネム系薬剤耐性株は136株中30株（22％）であった。これらの分離株はβ-ラクタム系薬剤，キノロン系薬剤，アミノグリコシド系薬剤に対して多剤耐性を示した。カルバペネム系薬剤耐性株の中で，主な薬剤耐性関連遺伝子はESBLとAmpC遺伝子であり，異なるタイプのESBLとAmpC遺伝子が存在していた。β-ラクタム系，キノロン系，アミノグリコシド系，テトラサイクリン系，β-ラクタム系／酵素阻害剤に対する耐性は，CRISPR/Casシステムがない場合の方が高かった．CRISPRアレイ内の18個のスペーサーは、プラスミドまたはファージのゲノムと一致し、そのうちのいくつかは薬剤耐性遺伝子を担持していた。

Results: We found that 50/136 (37%) isolates produced ESBL and 30/136 (22%) isolates were resistant to carbapenems. These isolates were liable to be multidrug resistant against β-lactams, quinolones, and aminoglycosides. Among the carbapenem-resistant isolates, was the main drug resistance-associated gene and different types of ESBL and AmpC genes were present. Resistance to β-lactams, quinolones, aminoglycosides, tetracyclines, and β-lactams/enzyme inhibitor were higher in absence of the CRISPR/Cas system. Eighteen spacers within the CRISPR arrays matched with the genomes of plasmids or phages, some of which carried drug resistance genes.

結論:

ESBL産生株とカルバペネム耐性株は多剤耐性を発現しやすく、薬剤耐性とCRISPR/Casシステムとの間に逆相関を示した。CRISPR/Casモジュールの不在は、外部薬剤耐性遺伝子の獲得を可能にする。

Conclusion: ESBL-producing and carbapenem-resistant are more likely to develop multidrug resistance and show an inverse correlation between drug resistance and CRISPR/Cas system. Absence of CRISPR/Cas modules allow for the acquisition of external drug resistance genes.

© 2020 Wang et al.