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Use of bacteriophage therapy to control antimicrobial resistance bacteria during wastewater treatment

使用噬菌体疗法控制废水处理过程中的抗菌药物耐药菌

基本信息

批准号：
20K14864
负责人：
李善太
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hachinohe National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、下水処理場へのファージを用いた薬剤耐性菌に対する制御手法の適用可能性について実際の処理過程を想定し、ファージの添加タイミング、水温条件について基礎的検討を行った。また、透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscopy: TEM）を用いて、薬剤耐性菌に感染するファージの形態学的特徴を観察した。ファージの添加タイミングの検討では、下水処理場流入直後（0分）、生物反応槽流入時（90分）、最終沈殿池流入時（410分）の各タイミングでファージを添加した場合における抗生物質耐性大腸菌の抑制効果を調べた。その結果、ファージを添加しなかったサンプルは、全ての培養時間（560分）後に培養前の濃度と比べて3-log程度増加していたのに対し、0分と90分にファージを添加した場合は、培養前の濃度と同程度であった。410分に添加した場合は、培養前の濃度と比べて2-log程度増加していた。このことから、下水処理場流入直後と生物反応槽流入時にファージを添加することで、抗生物質耐性大腸菌の増加を抑制できることが考えられた。水温の検討では、夏季（28℃）と冬季（18℃）を想定してファージを添加した場合における抗生物質耐性大腸菌の除去効果を調べた。その結果、どの温度条件もファージを添加しなかった場合と比べて添加した方の割合が低下していたことから、18~28℃の温度条件においては抗生物質耐性大腸菌に感染し、除去できる可能性が示された。TEMにより薬剤耐性菌に感染して有効に除去することのできたファージ5株を観察した結果、ファージ3株は長い尾部構造を有していることからCaudovirales目に、2株は尾部を持たずに球状の頭部のみを持っていることからMindivirales目に分類されるものと考えられた。

This year, we conducted a review on the feasibility of application of resistant bacteria to control methods in sewage treatment plants, consideration of actual treatment processes, addition of new technologies, and basic water temperature conditions. Transmission Electron Microscopy (TEM) was used to observe the morphological characteristics of the infected bacteria. A review of the addition of starch in each batch showed that the inhibitory effect of antibiotic-resistant coliform bacteria was adjusted when starch was added after the sewage treatment plant flowed in (0 points), when the biological reactor tank flowed in (90 points), and when the final sedimentation tank flowed in (410 points). The concentration before incubation increased to a 3-log degree after the addition of the protein. 410 minutes after addition, the concentration before incubation increased to a 2-log level. The increase of antibiotic resistant coliforms was inhibited when sewage treatment field flowed directly into biological reaction tank. The temperature of water is different from summer (28℃) to winter (18℃), and the effect of antibiotic resistance and coliform removal is regulated when adding water. As a result, the temperature conditions are different, and the possibility of antibiotic resistance to coliform infection and removal is shown. The results showed that there were 5 strains of resistant bacteria infected by TEM, 3 strains of resistant bacteria with long tail structure, and 2 strains of resistant bacteria with long tail structure, 3 strains of resistant bacteria with long tail structure.