MCR-1

動員型コリスチン耐性（mcr）遺伝子は、グラム陰性菌感染症の治療における最終手段となる抗生物質の一つであるコリスチンに対するプラスミドを介した耐性を付与する。元の変異体であるmcr-1は、細菌種の異なる株間で水平伝達が可能である。2015年11月に中国の豚から分離された大腸菌（SHP45株）で発見されて以来、大腸菌、サルモネラ菌、肺炎桿菌、エンテロバクター・アエロゲネス、エンテロバクター・クロアカエで発見されている。2017年現在わずか1年足らずで、5大陸30カ国以上で検出されている。

「動員型コリスチン耐性」( mcr-1 )遺伝子は、ポリミキシンであり、感染症治療のための最終手段となる抗生物質の1つであるコリスチンに対するプラスミドを介した耐性を付与します。 ^{[ 1 ] [ 2 ]}この遺伝子は、腸内細菌 科の少なくとも10種、すなわち大腸菌、サルモネラ、肺炎桿菌、エンテロバクター・アエロゲネス、エンテロバクター・クロアカエ、クロノバクター・サカザキイ、シゲラ・ソンネイ、クルイベラ属、シトロバクター属、およびラウルテラ・オルニチノリティカに見られます。

MCR遺伝子の耐性メカニズムは、リピドAホスホエタノールアミン転移酵素です。この酵素は、グラム陰性細菌の細胞膜に存在するリピドAにホスホエタノールアミン残基を転移します。変化したリピドAは、コリスチンおよび関連するポリミキシンに対する親和性が大幅に低下し、抗菌活性が低下します。このタイプの耐性は、標的修飾として知られています。^{[ 3 ]}同じメカニズムは、 eptAなどの酵素で以前にも観察されていますが、^{[ 4 ]} mcr-1は、細菌種の異なる株間で水平伝達が可能な最初のポリミキシン耐性遺伝子として知られています。^{[ 1 ]}

mcr-1は宿主の抗菌ペプチドに対する耐性も提供する。この遺伝子を持つ細菌は、感染した毛虫を殺すのに優れていた。^{[ 5 ]}

この遺伝子は、2011年4月に中国の豚から採取された大腸菌（SHP45株）で初めて発見され、2015年11月に発表されました。 ^{[ 6 ] [ 7 ]マレーシア、中国[ 1 ]}、イングランド^{[ 8 ] [ 9 ]}、スコットランド^{[ 10 ]}、米国^{[ 11 ]} のヒトサンプルから独立した研究者によって同定されました。

2016年4月、49歳の女性が尿路感染症の症状でペンシルベニア州の診療所を受診した。彼女の尿から培養された大腸菌分離株のPCR検査により、米国で初めてmcr-1遺伝子が検出された^{[ 12 ]。CDC}は医療機関に警告を発した。その後12か月で、さらに4人がmcr-1遺伝子を持つ細菌に感染したと報告された^{[ 13 ] 。}

2017年2月現在mcr-1は1年足らずで5大陸30カ国以上で検出されており^{[ 14 ]}、中国の病院で蔓延しているようです^{[ 15 ]} 。2011年4月から2014年11月までの中国の5つの省における有病率は、生肉サンプルで15%、2011年から2014年の食用動物で21%、感染で入院した人では1%でした^{[ 1 ] 。}

遺伝子解析を用いて、研究者らは、この遺伝子の起源は、コリスチンが日常的に使用されていた中国の養豚場にあることを明らかにしたと考えている。^{[ 16 ] [ 17 ]}

細菌がポリミキシン耐性を獲得する上でmcr-1が重要であることから、MCR-1（ mcr-1によってコードされるタンパク質）は、新しい抗生物質補助剤の開発における現在の阻害標的となっている。^{[ 18 ] [ 19 ]}例えば、金属キレート剤であり一般的な食品添加物であるエチレンジアミン四酢酸（EDTA）は、亜鉛依存性酵素であるMCR-1を阻害することが示されている。^{[ 3 ]}エタノールアミンやグルコースなどの基質類似体もMCR-1を阻害することが示されている。^{[ 20 ]}抗生物質の併用療法は、 mcr-1によって引き起こされる耐性を克服できることが示されており、その作用機序はMCR-1タンパク質を直接的または間接的に標的としている可能性がある。^{[ 21 ]}最近、いくつかの研究により、アンチセンス分子の一種であるペプチド核酸（PNA）が細胞透過性ペプチドと結合すると、MCRの翻訳を阻害してポリミキシン耐性を消失させる可能性があることが示された。^{[ 22 ] [ 23 ]}

2021年4月現在 これまでに、 mcr-1からmcr-10と呼ばれる 10 個の動員型コリスチン耐性遺伝子が同定されている。これらは互いに相同であり、同様の方法で機能する。 ^{[ 24 ]} mcr -2遺伝子はmcr-1のまれな変異体であり、ベルギーでのみ発見されている。関連性の低いmcr-3、mcr-4、およびmcr-5は、大腸菌およびサルモネラ菌で同定されている。^{[ 25 ]}

系統樹上では、 mcr遺伝子のさまざまなクラスターが同じタイプの不動の耐性遺伝子の間に散らばっており、プラスミドへの複数回の伝達の歴史を示唆している。^{[ 26 ] [ 27 ] [ 20 ] [ 28 ]}

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