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Jul 11, 2023

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npj 抗菌薬と耐性、第 1 巻、記事番号: 4 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

スピロヘータの梅毒トレポネーマ亜種によって引き起こされる梅毒。 パリダム(以下、パリダムT.と呼びます)は、世界的に性感染症として再燃しています。 ベンザチン ペニシリン G の単回筋肉内投与は、梅毒治療の好ましい選択肢です。 供給不足の懸念と抗生物質耐性獲得の可能性の両方により、梅毒治療薬のレパートリーを広げる必要性がさらに高まっています。 我々は、他のβ-ラクタムも病気の原因物質である梅毒トレポネーマを標的とするのに同等かそれ以上に効果的である可能性があると推論しましたが、これまでは連続的な体外培養システムがなかったため、まだ発見されていません。 in vitro 梅毒トレモロ増殖に関する最近の技術進歩により、ほぼ 100 個の β-ラクタムのハイスループット スクリーニングを行うことが可能になりました。 私たちが開発または適応したいくつかの分子的および細胞的アプローチを使用して、現在の標準であるベンザチン ペニシリン G と同等またはそれを上回るいくつかの β-ラクタムの有効性を特定し、確認しました。これらの選択肢は現在細菌感染症の治療に使用されているか、合成されたものです。天然に存在する化合物の誘導体。 私たちの研究は、梅毒の解決におけるさらなる潜在的な治療法を特定しただけでなく、何世紀にもわたって人間の健康を悩ませてきたスピロヘータである梅毒 T. pallidum の複雑な生物学を研究する技術を提供しました。

梅毒は世界的に拡大している性感染症で、人間の健康に重大な脅威をもたらしています。 感染者数を減らすための世界保健機関による積極的な取り組みにも関わらず、2020 年には世界で 700 万人以上の新規感染者が報告され、これは 4 年間で 12.7% 増加しました 1、2、3、4。 同じ期間に、米国では感染者数が 52% 増加しました。 母から子への妊娠感染によって生じる先天梅毒は、2015 年から 2019 年までに 2.9 倍に増加しました5。男性とセックスする男性および女性セックスワーカーの年間発生率はそれぞれ 7.5% と 14% と高いと報告されています1,2。異性愛者の割合も増加しています。 すべてのデータと傾向は、梅毒が過去 5 世紀の大部分と同様に、世界的な問題であり続けることを示唆しています。

梅毒の臨床症状は種類や重症度が多岐にわたり、「偉大な模倣者」というあだ名が付けられています6。 症状は通常 3 週間以内に現れ、接種部位に特徴的な下疳病変が発生します 7,8。 この一次段階が迅速かつ適切に治療されないと、二次、三次段階が続き、多系統感染が生じる可能性があります。 病気の後期では、いくつかの臓器に不可逆的な損傷が生じ、死に至る可能性があります9、10、11。 先天梅毒は妊娠のどの時点でも発生する可能性があり、米国における予防可能な死産の第 2 位の原因となっています12。

梅毒の歴史的重要性にもかかわらず、病気の原因となる梅毒トレポネーマについてはほとんど知られていません。 パリダム、ひいては梅毒に対する私たちの理解は、忠実で長期間にわたる体外培養システムの欠如によって妨げられてきました。 1980 年代初頭に T. pallidum の繁殖が報告されましたが、継代培養を維持することはできませんでした 13。 分水嶺は、長期間の in vitro 増殖が達成され、培養戦略が細胞生存率や感染力に影響を与えなかったときに起こりました 14、15、16。 この画期的な進歩により、遺伝的ツールから新しい潜在的な治療戦略に至るまで、多くの新しい研究手段が提供されました 17、18、19、20、21。

初期梅毒の主な治療選択肢は、β-ラクタム ベンザチン ペニシリン G (ベンザチン ペニシリンとしても知られる) の単回筋肉内投与です 22,23,24 が、いくつかの問題を引き起こす可能性があります。 人類の約 1 ~ 10% がペニシリンアレルギーを持っていると推定されています 25,26。 これらのアレルギー反応は、重症度および他の β-ラクタムとの交差反応性の程度がさまざまです。 このような場合、アレルギーが克服されるまで患者にはペニシリンが微量投与されることがよくあります27,28。 2010 年代半ば以降、供給不足によりペニシリンの入手可能性に影響が生じており、有効性が未知の抗生物質が使用されるようになりました 29,30。 この不適切な行為は、アジスロマイシンやエリスロマイシンの場合のように、不完全な細菌除去や、さらには抗生物質耐性の獲得につながる可能性があります31、32、33。 最後に、T. pallidum は感受性を保っていますが、ペニシリンに対する抗生物質耐性は不可能であると考えるのは賢明ではありません 31。 ドキシサイクリンは他の推奨される唯一の代替治療法ですが、(1) 2 ~ 4 週間にわたって複数回の投与が必要です。 (2) 病気の後期段階には効果がなく、(3) 妊娠している人には処方できません22。

400 cells indicated that in vitro cultivated T. pallidum achieved a mean cell length of 13.31 ± 3.51 µm (Fig. 1d), similar to those propagated in vivo40. The cell length distribution was normal (r2 = 0.8856) but had a slight skew towards longer cells (Fig. 1d). From these data we conclude that our culture conditions produce continuous growth and stable growth kinetics which are in line with those achieved in other laboratories14. Thus, we proceeded to use this system to assess T. pallidum susceptibility to various antibiotics./p> 70% effective at preventing growth in our initial screen. Analysis of an additional biological replicate of these select β-lactams confirmed their relative efficacy and produced nearly identical results (Fig. 2c)./p>400 cells or sacculi for control populations and >100 sacculi for drug-treated populations. Parameters were modified to allow for T. pallidum whole cell and isolated sacculi detection and can be found in the supplemental information. Total signal intensity was normalized to cell length for comparison using custom MATLAB scripts which can be found in Supplementary Information./p>

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