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module: 095-02
language: ja
chapter: 95
title: "マイクロバイオーム、微生物生態、進化、宿主・病原体共適応"
module_title: "微生物進化、水平遺伝子伝播、病原性、抗微生物薬耐性"
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# 微生物進化と耐性

## 急速な進化、変異、選択
### 一感染や院内流行中にも観察できる
### 大集団と短い世代時間
### 進化は意図的でない
#### 無作為・移入変異が増殖できれば残る
### 突然変異は複製と損傷修復で生じる
#### 大半は中立または有害
#### 少数が標的、透過性、宿主範囲を変える
#### 抗菌薬が必要な変異を指示しない
### 選択は既存・新生変異を濃縮する
#### 一部の不十分濃度が耐性を選択

## 適応度コストと可逆性
### 遅い酵素、輸送障害、エネルギー負担
### 代償変異は感受性を戻さずコスト減
### 薬剤圧が消えても低下とは限らない
### 使用削減でも迅速な復帰は保証されない

## 水平遺伝子伝播の機序
### 親子遺伝と独立にDNAを移す
### 形質転換は裸DNAを取り込む
### 形質導入はファージが遺伝子を運ぶ
### 接合は細胞接触でプラスミドを移す

## 可動遺伝因子
### プラスミドは染色体外複製体
#### 分配、依存性機構、選択で維持
#### 複数耐性遺伝子で共選択が起こる
### トランスポゾンはトランスポザーゼで移る
### インテグロンはカセットを捕捉し発現

## ファージと微生物の防御
### ファージは捕食、溶原化、遺伝子伝達
### 温和ファージはプロファージとして組込む
#### ジフテリア、コレラ、志賀毒素系で毒素
### CRISPR・Cas系は侵入者断片を保存
#### RNA誘導ヌクレアーゼが一致核酸を切る
#### 可動因子は抗CRISPR機構を進化

## 薬剤系統別の耐性機序
### 破壊、標的修飾、排出、流入低下、迂回
### 表現型は発現、透過性、菌量、条件から創発
### ベータラクタムはPBPを阻害する
#### 酵素、標的変化、ポリン低下、排出
#### 基質拡張型とカルバペネマーゼ
#### 酵素名だけで全薬剤を予測できない
### メチシリン耐性は低親和性PBPを持つ
### 腸球菌耐性は末端標的化学を置換
### ブドウ球菌中等度耐性は細胞壁肥厚
#### 同じ表現型でも生物学は異なる
### アミノグリコシドは修飾酵素とメチル化
### キノロンは標的変異と排出・透過性
### リファンピシンは単剤下で急速出現
#### 遺伝型を検証済み表現型へ結ぶ

## 耐容、持続、検査
### 耐容はMICを上げずに生存する
### 持続菌は一時曝露を生き残る少数集団
### ヘテロ耐性は感受性株内の耐性少数
#### 再燃を招き耐性進化の時間を与える
### MICは標準条件で増殖を防ぐ最低濃度
### ブレークポイントは薬理と転帰から決める
#### 感受性でも成功は保証されない
### 検査法の限界：拡散、希釈、自動、分子
#### 分子法は既知因子のみで発現不明
#### ゲノム予測は新規組合せで弱い

## 病原性と宿主傷害
### 病原性は宿主文脈で傷害を起こす能力
#### 付着、侵入、莢膜、毒素、分泌系
#### 遺伝子検出は現症の原因を示さない
### 病原性アイランドは水平獲得の特徴
### 分泌系はエフェクターを注入する
### 莢膜は貪食と補体を防ぐ
### クオラムセンシングが集団行動を調整
### 傷害は毒素性、侵入性、免疫性
#### スーパー抗原は多数T細胞を活性化
#### 低毒素菌でも破壊的炎症を起こす

## 体内進化、伝播、適正使用
### 免疫と薬剤の選択下で体内進化
#### 並行系列が低酸素とバイオフィルムへ適応
#### 一コロニーは多様性を代表しない
#### 再燃と再感染の区別は完全でない
### 伝播は別の選択層となる
#### 普遍的な弱毒化の方向はない
### 適正使用は有効治療と選択低減の両立
#### 最狭の有効薬、用量最適化、感染源制御
#### 定時再評価と期間短縮
#### 必要な早期治療の保留は適正でない
### ワンヘルスは人、動物、水、土壌を結ぶ
#### 制御には複数部門の連携が要る
### 原理上予測可能だが詳細は状況依存
#### 名称でなく表現型を測る