コリスチメートナトリウムを予熱すると保存液中の多剤/広域耐性グラム陰性桿菌に対する有効性が増す

移植患者にとってなぜ重要か

命を救う臓器移植では、提供された臓器は手術まで数時間、冷却された保存液に浸されます。その保存液には危険な高い薬剤耐性を持つ細菌が含まれていることがあり、すでに脆弱な患者に深刻な感染を引き起こすことがあります。本研究は意外にシンプルな発想を検証します。一般的な最終手段の抗生物質を保存液に入れる前にわずかに「加熱」することで、臓器を傷めずに治療困難な菌をより効率的に殺せるかを調べたものです。

冷却保管液に潜む見えない菌

腎臓などの移植臓器は、ドナーから受容者へ輸送される間に専用の保存液で洗浄され、保存されます。研究では、この保存液が汚染されていることが多く、特にグラム陰性菌と呼ばれるグループに微生物が含まれることが示されています。このグループには院内感染で知られるPseudomonasやKlebsiella、Escherichia coli、Acinetobacterなどが含まれます。これらの株の多くは現在多剤耐性または広域耐性を示し、標準的な抗生物質の多くが効きません。すべての汚染保存液が必ず感染を引き起こすわけではありませんが、耐性菌が移植受容者に伝播すると、集中治療の延長、腎障害、移植片喪失、さらには死亡といった重大な影響をもたらすことがあります。

温度というひと工夫のある最後の手段薬

研究者らはコリスチメートナトリウム（CMS）に注目しました。CMSは多剤耐性グラム陰性菌に対する最終手段として広く用いられる病院薬です。CMS自体はプロドラッグであり、徐々に分解して実際に細菌の外膜を攻撃する能動物質であるコリスチンに変換されます。この変換は通常、体温で数時間かかります。研究チームは、CMSを溶液中で優しく加熱して活性化を早め、冷却してから保存液に添加することができないかと考えました。臓器の静的冷蔵保存を模した条件下で、温度（37°Cと60°C）と加熱時間（5〜30分）の組み合わせを試験しました。

予熱で菌の殺滅が大きく向上

実験室では、予熱したCMSを実病院由来の5株で試験しました。うち4株はグラム陰性の薬剤耐性株（カルバペネム耐性のPseudomonas aeruginosa、Klebsiella pneumoniae、E. coli、Acinetobacter baumannii）で、1株はグラム陽性のメチシリン耐性Staphylococcus aureus（MRSA）でした。臓器保存を想定した低温条件で3時間後、生存菌数をカウントしました。CMSを60°Cで15〜30分加熱すると、4種のグラム陰性株すべてで劇的な減少が見られ、一部はほぼ完全に消失し、平均抑制率がほぼあるいは100%に達しました。37°Cでの低温予熱は、より長時間でようやくわずかな効果がありましたが、信頼性ははるかに低かったです。細胞壁構造の異なるMRSAは影響を受けず、コリスチンがグラム陽性菌に対して限定的であることと一致しました。

腎臓への安全性の確認

コリスチン類は患者に数日間投与すると腎障害を引き起こすことがあるため、研究者らは予熱したCMS混合液が氷上で保存される短時間の間に腎臓細胞を損なわないかも調べました。ヒトの腎尿細管細胞を冷温で予熱CMSに3、6、18時間暴露させました。臓器輸送で最も関係の深い6時間までは、顕微鏡下で細胞は正常に見え、未処理細胞と比べて有意な生存率低下は認められませんでした。連続暴露による18時間後にのみ明確な細胞障害の兆候が現れ、保存液中での短時間の単回投与は、生体患者への長期投与よりもはるかに安全である可能性が示唆されました。

移植への今後の道筋

一般的な結論としては、既存の抗生物質に加熱・冷却という単純な手順を加えるだけで、ドナー臓器を輸送する際に臓器を取り囲む保存液を効果的に浄化できる可能性が高くなるということです。CMSを60°Cで15〜30分予熱し、その後保存液に加えると、研究室では多くの最も恐れられる薬剤耐性グラム陰性菌を迅速に死滅させ、冷蔵保存条件下での腎細胞への短期的な有害影響は明らかではありませんでした。今後の研究で実際の移植環境でこれらの結果が確認され、最適な温度と時間が精査されれば、この低技術の調整は移植後早期の感染を減らし、限られたドナー臓器をより安全に、より有効に使えるようにする可能性があります。

引用: Tang, D., Zhang, L., Duan, Y. et al. Preheating colistimethate sodium enhances its efficacy against multi/extensively drug-resistant Gram-negative bacilli in preservation fluid. Sci Rep 16, 7523 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38748-5

キーワード: 臓器移植, 薬剤耐性菌, 保存液, コリスチン, 抗生物質の予熱