【研究】抗生物質が効かない「薬剤耐性菌」に打ち勝つヒントを科学者たちが見つけ出した

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インディアナ州に住む64歳の女性は2004年、人工透析のためにカテーテルを入れる処置を受けた。ところが、処置を受けてからすぐ低血圧に陥った。地元の病院に運ばれて判明したのは、その原因が抗生物質に耐性のある「エンテロコッカス・ファエカリス」という細菌による危険な感染症であることだった。

そしてこのほど、その女性の血液サンプルが長年の謎を解決するうえで役に立った。この致命的な細菌が、最も強力な抗生物質の効力をどのように打ち消しているのかが明らかになったのだ。このメカニズムは、科学者たちが今日の医療で直面する、恐らく最大の苦悩に打ち勝つ新しい方法の発見に貢献するかもしれない。

抗生物質に耐性のある薬剤耐性菌は、細菌を攻撃する薬品に対して免疫力を進化させている。このため薬剤耐性菌に感染すると、治療に適切な選択肢が残されていないこともある。

米疾病予防管理センター（CDC）は、こうした感染症が米国で毎年280万件以上も発症し、35，000人以上が亡くなっていると推定している。世界保健機関（WHO）はこのような感染症の発生を「世界的な危機」と呼び、2050年までに世界中で1，000万人が死亡する恐れがあると警告している。

回復したはずの女性が亡くなった理由

インディアナ州の女性が地元の病院に運ばれたあと、医師たちは女性の血液サンプルを採取してさまざまな抗生物質をテストし、何が効くのかを調べた。すると、その菌株にはすでに抗生物質「ヴァンコマイシン」への耐性があった。この抗生物質は従来、治療の最終手段であると考えられていたものだ。

一方で、「ダプトマイシン」の影響を受けやすいことも判明した。女性の発症から1年前の2003年に米食品医薬品局（FDA）から認証されたばかりの強力な新薬である。ダプトマイシンの処方により、女性は帰宅できるまでに回復した。

ところが2週間後、女性は病院に戻っていた。今度は高熱があった。医療チームが試みた治療は何も効き目がなく、女性は亡くなってしまったのである。

エンテロコッカスは本質的には危険な細菌ではない。ほとんどの人間の腸にみられる常在菌だ。しかし、一部のエンテロコッカスは、「ヴァンコマイシン耐性腸球菌（VRE）」と呼ばれる毒性をもつ型に進化しており、毎年54万人以上の米国人が感染している。

VREは特に病院内で流行する。インディアナ州の女性のように免疫システムが弱まった患者の間で流行ってしまうのだ。抗生物質を服用しており、ほかの健全な腸内細菌をもたない患者も感染しやすい。

抗生物質へのバリアを再編成した“賢い”メカニズム

こうしたなか、このほど「米国科学アカデミー紀要」に掲載された研究論文で、新たな望みがもたらされた。この強力な細菌と新薬の開発者がいかに戦うのか、ヒントが書かれているのだ。

「単細胞生物がいかに賢くなりうるのかを、この論文によって示せればと思っています」と、この論文の筆頭著者で、テキサス大学MDアンダーソンがんセンターとテキサス大学ヒューストン保健科学センター大学院で生物医科学を専攻し、博士課程に在籍するアイーシャ・カーンは語る。

VREは、中央部がくびれてふたつの別々の細胞に分かれることで増殖する。ダプトマイシンはVREのちょうど真ん中で細胞膜に結合することでVREに対抗する。これによりVREの働きのなかでも、とりわけ細胞分裂が妨害されるのだ。

インディアナ州の女性が亡くなったあと、医師たちは採取した血液サンプルを、数週間前に病院を訪れた際に採取したサンプルと比較した。すると、ダプトマイシンに耐性のあるこの菌株が、細胞を再編成する新たなメカニズムをもっていることがわかった。ダプトマイシンはもはや菌の細胞膜と結合できず、細胞分裂を阻止できなかったのだ。「菌の細胞は文字通り、抗生物質に対するバリアを改造し、再編成しています。本当に賢いメカニズムです」とカーンは話す。

細胞が備える「警報システム」の役割

この細胞はどういうわけか、いつ細胞膜を再編成すればダプトマイシンに対抗できるのかを知っていた──。カーンと研究室の仲間たちは困惑した。カーンは、これらの薬剤耐性菌の細胞膜と細胞外の両方にたんぱく質「LiaX」が多く含まれていることに気づき、LiaXに照準を定めて研究を進めた。

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