Prevalence and Risk Factor for Antibiotic-resistant Escherichia coli Colonization at Birth in Premature Infants : A Prospective Cohort Study

概要

【背景と目的】
　新生児早発型敗血症(Early onset sepsis: EOS)は生後72時間以内に発症し、分娩前または分娩時に母体生殖器から子宮内へ菌が垂直伝播し、感染症を引き起こす。特に早産児において高い死亡率や重篤な合併症をもたらす。近年、初期治療に用いられるAmpicillin(ABPC)耐性菌や基質拡張型βラクタマーゼ(ESBL)産生菌等の薬剤耐性大腸菌によるEOSが問題となっている。
　EOSの原因となる腸管外病原性大腸菌は、様々な病原因子を保有し、感染の成立に関与する。母児間の垂直感染に関する頻度やその危険因子、菌の病原因子を調査した研究は未だ十分ではない。以上より、早産児における出生直後の大腸菌保菌率と薬剤耐性率、保菌の危険因子と検出株の病原因子の特徴を明らかにする目的で前向きコホート研究を行った。

【方法】
　2014年8月から2017年2月に群馬県の主要な３施設のNICUで調査を行った。対象は出生体重2kg未満又は在胎週数35週未満の早産児とした。分娩前に母の膣外陰部・直腸肛門部と、出生直後に新生児の咽頭・直腸肛門部・動脈血から培養を行い、大腸菌保菌の頻度と薬剤耐性率（ABPC耐性率およびESBL産生菌保菌率）を調査した。また、大腸菌培養陽性新生児(EC+)群と陰性新生児(EC-)群間で臨床背景を比較し、新生児の大腸菌保菌に関する危険因子について多変量ロジスティック回帰分析を用いて解析した。母児間の菌の垂直伝播はパルスフィールドゲル電気泳動(pulsed-field gel electrophoresis: PFGE)で相同性を検討した。
　さらに、検出株の主要な18種類の病原遺伝子をmultiplex-PCR法を用いて解析し、EC+群とEC-群、あるいは薬剤耐性別に比較した。

【結果】
1)早産児とその母体の大腸菌保菌率、薬剤耐性率と早産児保菌の危険因子
　382名の母体と421名の早産児が対象となった。母の大腸菌保菌率は47.6%で、うちESBL産生菌が5.9%、ABPC耐性菌が20.0%であった。早産児10名(2.4%)が大腸菌を保菌し、うち3名がESBL産生菌、4名がABPC耐性菌であった。これら10例中3例（30％）が薬剤耐性菌（ESBL産生菌２例、ABPC耐性菌１例）による敗血症を発症し２例が死亡した。薬剤耐性菌保菌率は母(25.8%)と比較し、児(70%)で有意に高かった(P=0.006)。ABPC感受性菌、ABPC耐性菌、ESBL産生菌を保菌する母から出生した児の保菌率はそれぞれ2.0、7.0、18.2%であった。
　ロジスティック解析ではESBL産生菌を保菌した母体(オッズ比19.2,95%信頼区間2.5-145.7)と経膣分娩（オッズ比9.4,95%信頼区間1.7-50.7）が早産児保菌の危険因子として見出された。
2)新生児保菌株および薬剤耐性と病原因子との関連
　EC+群10例のうち、検体保存できた5組の母児と1例の新生児、1例の母体からの株を解析した。PFGE解析により5組中4組が垂直伝播症例と判定された。EC-群の116例の母体株の病原遺伝子をEC+群株と比較した。EC+群ではEC-群と比較し有意に多くの病原遺伝子を保有していた（P=0.003）が、個々の病原遺伝子の保有率に差は認めなかった。薬剤耐性による比較では、ABPC耐性菌でiha遺伝子とaer遺伝子を有意に多く保有していた。ESBL産生菌と非産生菌の比較では個々の遺伝子の保有頻度に差を認めなかった。

【考察】
　出生直後の早産児の大腸菌保菌率自体は低いが、薬剤耐性率が高かった。出生直後の新生児の薬剤耐性大腸菌保菌率や母児間の垂直伝播率を調査した報告は少なく、さらに過去の報告は殆どがNICU内での院内感染を含む調査である。また、薬剤耐性大腸菌の垂直伝播のリスク因子とそれが新生児予後に与える影響について調査された報告はない。本研究はEOSと関連する出生直後の保菌率に焦点を当てて調査した点が強みである。EC+群新生児のEOS罹患率は30％であり、その高い死亡率を考慮すると決して低くはない。EOSを発症した3例は生後数時間で急激に発症しており、分娩前に感染が成立していたと考えられる。不適切な抗菌薬治療は高い死亡率と関連するため、近年の薬剤耐性菌の世界的な増加を考慮しても、EOS疑い症例全例に初期治療でカルバペネム等の広域抗菌薬を使用することは推奨されない。分娩前に母体の薬剤耐性大腸菌のスクリーニングを行うことがEOSに対する抗菌薬の適正使用に役立つ可能性がある。しかし、スクリーニングの適切な時期や培養結果が判明するまでのタイムラグなどの問題は残されている。
　母のESBL産生菌保菌が垂直伝播の危険因子であったが、ESBL産生菌に特異的な病原因子は見出せなかった。薬剤耐性菌が垂直伝播しやすい理由として、母体抗菌薬投与による選択圧と膣細菌叢への定着、あるいは、垂直伝播に関与する未知の病原因子の可能性が推測された。本研究の限界としてEC+群のサンプル数が少ない点が挙げられ、母体抗菌薬投与と薬剤耐性との関連や、垂直伝播と感染成立における病原因子の役割については、さらなる研究が望まれる。

【結論】
　出生時の早産児の大腸菌保菌率は低いが、その薬剤耐性率やEOSの発症率は高いことが判明した。ESBL産生大腸菌保菌妊婦から出生した早産児ではEOSの発症を注意深く観察する必要がある。