日本に飛来する冬の渡り鳥の糞便から多様な薬剤耐性遺伝子を検出
—渡り鳥による長距離拡散の可能性と監視の重要性を示唆—

2021–2022年および2022–2023年の冬季に、北海道、秋田県、宮城県、埼玉県、滋賀県、和歌山県、鳥取県、広島県、徳島県、長崎県、鹿児島県、沖縄県の渡り鳥生息地で採取された渡り鳥の糞便を用いました。各地域・各シーズンごとに100検体、合計2,400検体を解析対象とし、同じ地域・シーズンの試料を等量ずつ混合して1つのプール試料^注釈3としました。解析したプールは合計24個です。

まず、糞便中の鳥類DNAをDNAメタバーコーディング^注釈4で解析し、各プールの由来鳥種を推定しました。得られたDNA配列を鳥類のミトコンドリアゲノム情報と照合し、同時期・同地域の渡り鳥飛来状況とも比較しました。
次に、既知のARGを効率よく捕捉するQIAseq xHYB AMRパネル（QIAGEN社）を用いたターゲット濃縮シーケンス^注釈5を行い、合計約7億400万リード^注釈6を解析しました。各ARG標的配列に10リード以上が割り当てられた場合を「検出」と定義し、WHOの重要抗菌薬リストおよび国内の動物用抗菌薬販売情報を参照して、抗菌薬の区分ごとに結果を整理しました。

　鳥類DNAの解析では、24プールから合計12の分類群の鳥類が検出されました。マガモ、オナガガモ、コガモ、ヒドリガモなどのカモ類が多く、北海道ではコハクチョウも検出されました。検出された鳥類は、同じ地域・シーズンに実施された渡り鳥飛来状況調査でも確認されており、試料が主として冬の渡り鳥に由来することを確認しました。

　ARGは全24プールから検出されました。1プール当たりの検出数は、2021–2022年シーズンで173～638種類、2022–2023年シーズンで137～676種類と多様なARGが検出されました。セファロスポリン系、マクロライド系、テトラサイクリン系、ペニシリン系、サルファ剤／トリメトプリム、コリスチン、エリスロマイシン、クロラムフェニコール、リファンピシンなど、家畜生産でもヒトの医療でも使用される抗菌薬に関連するARGが全国的に認められました。ヒトの医療で特に重要視されている抗結核薬であるイソニアジド関連ARGは23プール、広域スペクトルの抗生物質であるゲンタマイシン関連ARGは20プールで検出されました。さらに、国内の畜産では通常使用されない、重症感染症の際に用いられるメロペネムおよびチゲサイクリンに関連するARGも、それぞれ11プールおよび9プールから検出されました。

　国内の畜産で広く使われる薬剤に関連するARGが全国で検出されたことは、畜産、生活排水、水環境などから環境中へ広がったARGを持つ細菌などを渡り鳥が取り込んだ可能性と整合します。また、国内の家畜では使用されない、または用途が限定される抗菌薬に関連するARGが検出されたことから、一部は国外の生息地や中継地で取り込まれ、日本へ運ばれた可能性も考えられます。ただし、国内の水環境や人為活動に由来した可能性もあり、本研究だけで取得場所を特定することはできません。

　本研究で検出したARGは、DNA配列としてのARGであり、①その遺伝子を持つ細菌が生きているか、②実際に抗菌薬に耐性を示すか、③どの細菌種や可動性遺伝因子がARGを保持しているか、④人や家畜への感染リスクがあるか、を直接示すものではありません。また、複数個体の糞便を混合しているため、個体ごとの保有率やARG量は評価できません。ターゲット濃縮法は既知の標的を高感度に検出できる一方、パネルに含まれない未知のARGは検出できません。