THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 425( 1 )Oct.2004

《総　　説》

マクロライド及びケトライド耐性肺炎球菌の分子解析による評価

― Telithromycinの作用機序・耐性機序も含めて ―

井上松久・兼子謙一・中野竜一・佐藤義則・新井　進

北里大学医学部微生物学

（2004年 7月 20日受付）

PROTEKT (Prospective Resistant Organism Tracking and Epidemiology for the Ketolide Telithromycin) は呼

吸器感染症の主要原因菌に対する薬剤感受性を把握するための世界的な疫学調査であり，加えて，ケト

ライド系抗菌薬 Telithromycin (TEL) の耐性肺炎球菌に対する作用機序及び耐性機序を明確にするとと

もに，マクロライド及びケトライド耐性肺炎球菌についての分子解析を目的としている。

TELのマクロライド耐性肺炎球菌に対する抗菌作用は，耐性機序に関係なく発揮され，ermB 遺伝子

保有株，mefA 遺伝子保有株及びリボソーム変異株の全てに対し強い抗菌活性を示した。この結果は，

TELが ermB 耐性を誘導しないことに加え，突然変異による耐性菌の選択能も極めて低い事実を反映し

ていると考える。また，これらの作用は，TEL の新規性の高い化学構造に由来しており，マクロライド

系薬にはないケトライド系薬特有の特徴と考えられた。

PROTEKTの1999�2002年の調査において，全世界的に分離された肺炎球菌13,864株中ケトライド耐

性菌 (TEL MIC≧ 4 mg/mL) は 10株 (0.07%) に認められた。これら 10株のMICは 4または 8 mg/mLで，

全て ermB 遺伝子保有株であった。このことから，ケトライド耐性肺炎球菌の出現の背景には，ermB 遺

伝子産物であるアデニン・ジメチラーゼの何らかの関与が考えられた。

はじめに

肺炎球菌は，呼吸器感染症における主要な原因菌の一つであり，近年の著しい耐性菌の増加は，治療

を行う上で大きな障害となっている。呼吸器感染症における耐性菌の動向を把握するための世界的な疫

学調査として，1999年からPROTEKTが実施されており，耐性菌の分離頻度及び薬剤感受性について，

耐性遺伝子の分子解析も含めて毎年調査が行われている。その結果からも世界規模での耐性肺炎球菌の

蔓延は明らかであるが，中でも耐性菌の分離頻度が高いのは，日本，韓国，香港などのアジア諸国であ

る。ペニシリン耐性肺炎球菌 (PRSP: penicillin-resistant Streptococcus pneumoniae, PISP: penicillin-interme-

diate Streptococcus pneumoniae)，マクロライド耐性肺炎球菌 (ERSP: erythromycin-resistant Streptococcus

pneumoniae) が極めて高率に分離されているほか，キノロン耐性肺炎球菌も増加傾向にある 1)。

こうした状況の中，耐性肺炎球菌に有効な新しい抗菌薬として世界的に注目されているのがTELであ

426( 2 ) THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 Oct.2004

る。TELはその特徴的な化学構造により，新規性の高い作用機序を有し，耐性肺炎球菌に対しても多く

の優れた作用を示すことが確認されている。今回，TELの耐性肺炎球菌に対する作用を明確にする目的

で，今までに蓄積されたPROTEKTの成績を基に，マクロライド及びケトライド耐性肺炎球菌について

分離頻度，耐性機序等多面的な評価を行った。

I．マクロライド系薬及びケトライド系薬の作用機序

TELの作用機序は蛋白合成阻害であり，作用機序の点ではマクロライド系薬やリンコマイシン系薬，

あるいはテトラサイクリン系薬及びアミノグリコシド系薬と同じである2)。蛋白合成阻害薬の標的部位

となるのが細菌リボソーム (70S) であり，70S リボソームは 30S サブユニットと50Sサブユニットから

構成されている。さらに 30S サブユニットは 16S リボソーム RNA (16SrRNA) と 21種類のリボソーム

蛋白，50S サブユニットは 5S リボソーム RNA (5SrRNA) と 23S リボソーム RNA (23SrRNA) の 2つの

リボソームRNAと 31種類のリボソーム蛋白からそれぞれ構成される（図 1）。

細菌リボソームとの結合部位は抗菌薬の系統によって異なっている。テトラサイクリン系薬及びアミ

ノグリコシド系薬が主に 30S サブユニットに結合しその作用を発揮するのに対し3,4)，TEL，マクロライ

ド系薬及びリンコマイシン系薬の結合部位は 50S サブユニットを構成している 23SrRNA（ドメイン

I�VI で構成）である 5,6)。TEL 及びマクロライド系薬は，共に 50S サブユニットの 23SRNA に結合す

るという点は同じであるが，マクロライド系薬はドメインV（2058 · 2059位アデニン）の 1ケ所にのみ

結合できうるのに対して，TELはドメインVに加えてドメイン II（752位アデニン）の 2ケ所に対して

強く結合する 7�9) （図 2）。この作用は TEL の化学構造に由来しており，1 位側鎖に延長構造（アミノ

ブチリダゾール基）を有することで，ドメイン IIへの結合が可能となっている。その三次元構造も結晶

解析により明らかにされており，TEL は，複数箇所に比較的安定した状態で結合できると考えられてい

る 5,10) 。

図 1．細菌リボソーム

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 427( 3 )Oct.2004

図 2．Telithromycin及びマクロライド系薬の作用部位

表 1．マクロライド耐性肺炎球菌の主な耐性機序

II．マクロライド耐性肺炎球菌の耐性機序

現在市中感染をはじめとする臨床の現場で問題となっている耐性菌は，マクロライド耐性肺炎球菌で

あり，その主な耐性機序を表 1に示した。肺炎球菌におけるマクロライド耐性菌は，分離頻度の高さ及

び耐性の強さという点で治療に難渋すると考えられ，その耐性機序はリボソームのアデニン・ジメチル

化である。これは耐性遺伝子である ermB遺伝子の出現によりリボソームジメチラーゼ（リボソームメ

チル化酵素）が産生され，23SrRNAドメインVの 2058位アデニン (A2058) のジメチル化を反映したも

のであり，抗菌薬の結合能は著しく低下する11)。このリボソームのジメチル化により，14 · 15 · 16員環

の全てのマクロライド系薬が高度耐性化する。また，リンコマイシン系薬，ストレプトグラミンBとも

交差耐性を示す MLSB 耐性菌のほとんどが誘導型耐性菌であると考えられており，菌がマクロライド系

薬に接触することにより耐性を発現する 12)。

もう一つの重要な耐性菌は，薬剤排出亢進による耐性菌 （efflux耐性） である。この耐性発現には mefA

428( 4 ) THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 Oct.2004

遺伝子が関与しており，14 · 15員環マクロライド系薬に対して軽度�中等度耐性を示すが，16員環マ

クロライド系薬やリンコマイシン系薬，あるいはストレプトグラミン Bに対しては感受性を示す 13)。

現在のマクロライド耐性肺炎球菌の大半は，これら2種類の耐性機序をそれぞれの組み合わせで保有

している。中でも，マクロライド系薬に高度耐性を示すのは ermB 変異による耐性菌である。変異部位

は，23SrRNAドメインVの A2058, A2059, C2611やリボソーム蛋白の L4, L22など多岐に渡っており，

変異部位によって耐性化の程度は異なるが，一般にマクロライド系薬に対して高度耐性化する傾向にあ

る。

米国における PROTEKTの 2000�2001年の調査結果では，肺炎球菌 10,103 株中 3,053 株 (30.2%) が

マクロライド耐性株で，耐性機序別にみると mefA 遺伝子保有株が 70.7% と最も多く，以下 ermB 遺伝

子保有株 17.3%, ermB�mefA 遺伝子保有株 9.2%，リボソーム変異株 2.0% と続いていた。

一方日本での同じ時期の調査では，627 株中 484株 (77.2%) がマクロライド耐性株で，ermB 遺伝子

保有株が 62.4% と最も多く，以下 mefA 遺伝子保有株 34.1%, ermB�mefA 遺伝子保有株 2.9%であった。

欧米に比べて日本では耐性菌の分離頻度が明らかに高い背景には，種々のマクロライド系薬やリンコマ

イシン系薬などの抗菌薬に対して高度耐性化する ermB 遺伝子の保有率が関わっている。このことが，

日本では肺炎球菌に対するマクロライド系抗菌薬の有効性が著しく低い理由である。

III．耐性肺炎球菌に対するTELの作用

(1)　作用機序

TEL は 23SrRNA のドメイン II とドメインVの 2ヵ所存に結合することで耐性菌に対しても抗菌力を

発揮することを前述した。マクロライド耐性肺炎球菌の中でも高度耐性化している菌株は，ドメインV

の A2058 のジメチル化や A2058 及び近隣での変異がその主な原因となって薬剤とリボソームとの結合

能が低下した耐性菌である。これらの耐性菌に対して，ドメインVにしか結合できないマクロライド系

薬は，抗菌活性が消失する。一方TELは，ドメインVに対する結合能が消失した場合でもドメイン IIに

対する結合親和性は維持されており，抗菌活性が維持される 6,7,14)。

この作用機序を証明するため，誘導型 ermB 保有耐性肺炎球菌を用いて 50Sリボソームに対する TEL

と EMの結合親和性を，耐性誘導前と後で比較した 15)。EMでは耐性誘導前と誘導後の結合比が

1 (0.271) : 0.05 (0.015) となり，耐性誘導後には結合能が著しく低下した。一方 TELでは，結合比が 2

(0.493) : 1 (0.245) で耐性誘導後でも耐性誘導前の EMに相当する結合量が確認できた。さらに耐性誘導

前のEMと耐性誘導後のTELの結合比をみるとほぼ 1 (0.271) : 1 (0.245) であった（図3）。この結果から，

50Sリボソームとの結合量が，言い換えると結合部位はTELでは 2 ヵ所，マクロライド系薬では 1 ヵ所

存在し，EM耐性誘導後であってもTELは 50S リボソームに 1 ヵ所に結合していることが判断された。

(2)　抗菌作用

マクロライド耐性肺炎球菌に対する TELの抗菌活性を耐性機序別に検討した PROTEKTの成績を示

す。図4 は ermB 遺伝子保有株，mefA 遺伝子保有株及び ermB�mefA 遺伝子保有株に対する TEL の MIC

を経年的に測定した成績である。ermB 遺伝子保有株では最も高頻度の MIC 値は0.03 mg/mLと低かった

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 429( 5 )Oct.2004

図 3．肺炎球菌 (S. pneumoniae HL-3120) 由来リボソームに対する結合能

図 4．マクロライド耐性肺炎球菌に対する Telithromycin の MIC 分布（耐性遺伝子別，年次推移）

430( 6 ) THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 Oct.2004

表 2．肺炎球菌リボソーム変異株に対する Telithromycin及びマクロライド系薬の抗菌活性

ものの，MIC の分布は比較的広域であり，僅かではあるが MIC2�4mg/mLの菌株も認められた。mefA

遺伝子保有株では，最も高頻度のMIC値は 0.06mg/mLで ermB遺伝子保有株に比べて若干高かったが，

MICの範囲は比較的狭く，全てMIC 0.5mg/mL以下であった。ermBとmefAの両方の耐性遺伝子を保有

する株では，MICの分布が高い側にシフトしており，最も高頻度のMIC値も0.5mg/mLであった。なお

調査年度によるMIC分布の差は認められず，耐性菌の増加傾向もみられなかった。

表2はPROTEKTにおけるリボソーム変異株に対するTEL及びマクロライド系薬の抗菌活性をみた成

績である16)。2000�2001年の調査においてリボソームの変異が認められた肺炎球菌は16株で，変異部位

はドメインVのA2059が最も多く，A2058, C2611の変異も認められた。マクロライド系薬は大部分の

リボソーム変異株に対して高度耐性を示したが，TELのMICは 0.015�0.25mg/mLで全て感受性菌の範

囲であった。この16株の中の3株は日本での分離株であり，A2059の変異に加えてリボソーム蛋白であ

るL22の変異 (G95D) も認められた。しかし，これらの株に対するTELのMICは，いずれも 0.06 mg/mL

であった。

この成績も含めて1999�2002年に分離された肺炎球菌のリボソーム変異株86株に対するTELの抗菌

活性をみた成績が表3である。MIC範囲は0.004�1mg/mL，MIC90は0.25mg/mLで，全て感受性菌の範囲

であった。最も高いMIC値である 1 mg/mLの肺炎球菌は 3株分離され，その内訳は L22変異株（6つの

アミノ酸挿入；109RTAHIT114） 2株，L4変異株 (K68Q) 1株で，全てリボソーム蛋白の変異株であった。

以上の結果から，TELは，肺炎球菌のマクロライド耐性の既知の機序とは関係なく，強い抗菌活性を

示すことが確認された。

(3)　耐性誘導能

耐性誘導能は，ermB 耐性の誘導能と突然変異による自然耐性菌の選択能の2つで評価した。ermB 耐

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 431( 7 )Oct.2004

性の誘導能は8位側鎖の構造が関係しており，クラディノース糖鎖を有する抗菌薬が耐性を誘導すると

されている。EM，clarithromycin (CAM) などの14員環マクロライド系薬は全てこの構造を有しているが，

TELは 8位にケトン基を導入しているため，耐性誘導を起こし難いと考えられる。事実，マクロライド

耐性遺伝子である ermB 遺伝子の発現量に相関して蛍光蛋白を産生する菌株（肺炎球菌由来の ermB 遺

伝子調節領域を組み込んだ黄色ブドウ球菌）を用いて耐性誘導能を検討した実験では，EM 及び TEL 誘

導体（TELの 8 位をクラディノース糖鎖に置換した誘導体）では発育阻止帯の周囲に強い蛍光が認めら

れたのに対し，TELでは全く蛍光は認められなかった17)。誘導型 ermB 保有マクロライド耐性肺炎球菌

が，TEL によって耐性誘導され構成型耐性菌に変異する頻度は 10�10 であることも実験的に確認されて

おり12)，自然界における突然変異による耐性菌の出現頻度が 10�6�10�8 であることを考えれば，TEL に

よって ermB 耐性が誘導される可能性は極めて低いと考えられる。また誘導型及び構成型 MLSB 耐性肺

炎球菌において，EM 存在下における TEL の MIC を検討した成績では，TEL の MIC が EM 非存在下

に比べ最も上昇した株の MIC は 0.5 mg/mLであった 18)（図 5）。尚，ermB 遺伝子保有株は，調べた限り

では，全株が誘導型耐性菌であると考えられており，この耐性菌に TEL が強い抗菌活性を示すというこ

とは，TEL が ermB 耐性を誘導しないことを意味していると考えられる。

突然変異による自然耐性菌の選択能に関しては，CANUらが，マクロライド感受性肺炎球菌 5株で

表 3．肺炎球菌リボソーム変異株に対する Telithromycinの抗菌活性

432( 8 ) THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 Oct.2004

10回の継代培養を行い，マクロライド系薬，リンコマイシン系薬及び TEL の耐性誘導能を検討した成

績を報告している。マクロライド系薬及びリンコマイシン系薬では，検討した 5 薬剤いずれも 5 株中 3

株で変異株が選択された。この中には TEL の MIC が 4mg/mL の株も含まれており，ドメイン II の A752

が欠失した株であった。一方 TEL によって選択された変異株は 5株中 1株で，L22の変異株であった。

しかし本株に対する TELのMICは 0.25mg/mLで，感受性菌の範囲であった 19)（表 4）。

以上，TEL の作用についてマクロライド系薬と比較して述べたが，それをまとめたものが表 5 であ

る。

IV．ケトライド耐性肺炎球菌の分離頻度

TELはマクロライド耐性肺炎球菌に対して強い抗菌活性を示すとともに，耐性誘導能も低いことか

ら，ケトライド耐性肺炎球菌が出現する可能性は非常に低いと考えられる。しかし，表 6 に示したごと

く，PROTEKT において 1999�2002年に全世界で分離された肺炎球菌 13,864株のMICを測定した成績

では，TEL の MIC が 4 mg/mL以上の耐性株が 10株 (0.07%) 分離されている。これらの株のMICは

4または 8 mg/mLで，全て ermB 遺伝子保有株であった。この中には日本で分離されたMIC 4 mg/mLの

2株が含まれている。日本で分離された菌株のうちの 1 株は血清型 23F，MLST (Multi Locus Sequence

Typing) 242，もう 1 株は血清型 6B, MLST902 で，両株の PFGE（pulsed-field gel electrophoresis：パルス

フイールドゲル電気泳動）のパターンは異なっていた。この両株は，2001�2002 年の調査で 2 施設

から分離されたものであったが，同じ施設での次年度（2002�2003 年）の調査では耐性菌は報告されな

かった。

図 5．肺炎球菌の Erythromycin存在下における TelithromycinのMICの上昇

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 433( 9 )Oct.2004

全世界で分離された10株のケトライド耐性肺炎球菌は，全て ermB 遺伝子保有株共通であったが，TEL

には ermB 耐性の誘導能がないことから，これらの菌株はマクロライド系薬によって選択された構成型

耐性変異株である可能性が強く疑われる。これらの耐性菌に対しTELは 4�8mg/mLのMICを示した 21)

が，TEL が上市される以前に分離されていることを考えるとケトライド耐性肺炎球菌の出現にはマク

ロライド系薬の関与が強く示唆される。

V．考察

TELは耐性肺炎球菌に有効な数少ない抗菌薬であり，今後はその有効性を長期的に維持していくこと

表 5．ケトライド系薬とマクロライド系薬の相違点

表 4．肺炎球菌耐性誘導株におけるリボソーム変異部位と抗菌薬のMIC

434( 10 ) THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 Oct.2004

が必要となる。しかしながら，現状では既に TEL の MIC が 4 mg/mL 以上の肺炎球菌が少数ではあるが

検出されている。これらの TEL に対する MIC はそれ程高くはなく，最も高い MIC が 8 mg/mL にとど

まっているものの，複数の耐性機序の蓄積による段階的な耐性獲得である可能性も否定されるものでな

い。

したがって，今後はケトライド耐性肺炎球菌の増加を防止するための対策が重要になってくるが，そ

の際に必要なことは，TEL の耐性化を進展させる原因の解明である。PÉREZ-TRALLERO らは，治療に失敗

した高齢の肺炎患者から分離された肺炎球菌について，経時的に標的部位の変異並びに各種抗菌薬に対

するMICを検討しており，TEL以外の各種抗菌薬による治療期間中にTELのMICが16mg/mLという菌

株を認めている。この耐性菌はマクロライド系薬及びニューキノロン系薬の投与中に分離されており，

L22の変異（6つのアミノ酸挿入）とドメイン V (A2058) の変異を有していた 21)。

この様な報告から推察されることは，①ケトライド耐性肺炎球菌は，TEL の使用に関係なくマクロラ

イド系薬の使用のみでも出現する，②マクロライド耐性肺炎球菌の増加は，ケトライド耐性肺炎球菌出

現の危険因子になる可能性があるということである。マクロライド耐性肺炎球菌とケトライド耐性肺炎

球菌は類似の耐性機序であることを勘案すると，ケトライド耐性肺炎球菌の出現を防止するには，TEL

の使用を制限するだけでは根本的な解決策にはならないと思われる。日本では肺炎球菌の約80%がマク

ロライド耐性菌であるという現実を十分認識した解決策が必要である。そのためにはマクロライド系薬

についてもTELと同様の適正使用を徹底し，これ以上耐性菌を増やさない使用方法が望まれる。例えば，

マクロライド系薬はびまん性汎細気管支炎 (DPB) への少量長期療法など，どうしても投与が必要な場

合もあるが，その場合も投与対象の選定を厳密に行い，実施前には必ず細菌検査を行い肺炎球菌が検出

された場合には事前にTELなどで除菌療法を行うといった対応も必要と考えられる。また，できれば抗

菌力のないDPB治療薬の開発が望まれるし，急性感染症に使用する場合にも，肺炎球菌感染の可能性が

表 6．肺炎球菌臨床分離株 13864株における TelithromycinのMIC分布(PROTEKT GLOBAL：1999�2002)

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 435( 11 )Oct.2004

疑われる患者に対しては，原則的にマクロライド系薬を使用しないといった使用制限も考慮するなどの

指導が求められよう。

ケトライド耐性肺炎球菌の出現機序を明らかにするため，リボソーム変異の進展とTEL及びマクロラ

イド系薬との関係について，今までに報告された基礎・臨床データを基に仮説としてまとめたのが図 6

である。ケトライド耐性肺炎球菌は，ドメイン IIとVの両方への結合能が低下した菌と考えられ，その

前段階にはドメインVの変異したマクロライド耐性の存在が欠かせない。事実，マクロライド系薬は，

作用的にマクロライド及びケトライド耐性を誘導し，さらに高度耐性化させ易い傾向にある。

一方 TELは，耐性誘導能が低く，耐性菌が出現した場合でも MIC の上昇は少ない。また，用法・用

量も PK/PD 理論に基づいており投与期間も短期間に設定されているため，耐性菌が出現しにくい条件

が比較的揃っている。さらにマクロライド耐性肺炎球菌に対する除菌効果も高いため，耐性菌を減少さ

せるという効果も期待できる。

DAVIESらはケトライド耐性肺炎球菌の出現に要するTELの継代培養回数を検討しているが，耐性遺伝

子をもたない菌（2株）では24及び44回の継代培養でようやく耐性菌が選択できたと報告している。一

方，mefA 遺伝子保有株（3株）では 7回，ermB 遺伝子保有株（3株）では 3�6回の継代培養により頻度

は低いものの選択されたと報告しており 22)，マクロライド耐性遺伝子を保有する肺炎球菌は，ケトライ

ド耐性菌に移行しやすい極めて危険な状態であると考えられた。しかし，逆にマクロライド耐性肺炎球

菌を減少されることができれば，ケトライド耐性肺炎球菌の危険性は大きく軽減できることにもなる。

TELは肺炎球菌に有効な数少ない経口抗菌薬であり，TELの耐性菌が増加したときの影響は極めて大

きい。したがって，ケトライド耐性肺炎球菌の防止は，本剤を長期的に治療薬として位置づけるために

重要なテーマとなるが，これはTELだけの問題ではなく，マクロライド系薬等も含めて抗菌薬全体で考

えていく問題である。将来を考え，広い視野にたった抗菌薬療法における耐性菌対策を臨床と基礎の両

面から進めていくことが必要と思われる。

図 6．リボソーム変異の進展とマクロライド系薬，ケトライド系薬との関係（仮説）

436( 12 ) THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 Oct.2004

文献

1) FELMINGHAM D.; R. R. REINERT, Y. HIRAKATA, et al.: Increasing prevalence of antimicrobial resistance among isolates of

Streptococcus pneumoniae from the PROTEKT surveillance study, and comparative in vitro activity of the ketolide,

telithromycin. J. Antimicrob. Chemother. 50 (Sup. 1): 25�37, 20022) 戸塚恭一：感染症に対する化学療法へのアプローチその1作用機序からみた抗菌薬の使いかた。Medical Practice 18:

1244�1249, 20013) BRODERSEN D. E.; J. W. M. CLEMONS, A. P. CARTER, et al.: The structural basis for the action of the antibiotics tetracycline,

pactamycin, and hygromycin B on the 30 S ribosomal subunit. Cell 103: 1143�1154, 20004) RECHT M. I. & J. D. PUGLISI: Aminoglycoside resistance with homogeneous and heterogeneous populations of antibiotic-resis-

tant ribosomes. Antimicrob. Agents Chemother. 45: 2414�2419, 20015) PORSE B. T. & R. A. GARRETT: Sites of interaction of streptogramin A and B antibiotics in the peptidyl transferase loop of 23S

rRNA and the synergism of their inhibitory mechanisms. J. Mol. Biol. 286: 375�387, 19996) POEHLSGAARD J. & S. DOUTHWAITE: The macrolide binding site on the bacterial ribosome. Current Drug Targets-Infectious

Disorders 2: 67�78, 20027) XIONG L.; S. SHAH, P. MAUVAIS, et al.: A ketolide resistance mutation in domain II of 23S rRNA reveals the proximity of

hairpin 35 to the peptidyl transferase centre. Mol. Microbiol. 31: 633�639, 19998) HANSEN L. H.; P. MAUVAIS & S. DOUTHWAITE: The macrolide-ketolide antibiotic binding site is formed by structures in

domains II and V of 23S ribosomal RNA. Mol. Microbiol. 31: 623�631, 19999) DOUTHWAITE S.; L. H. HANSEN & P. MAUVAIS: Macrolide-ketolide inhibition of MLS resistant ribosomes is improved by alter-

native drug interaction with domain II of 23S rRNA. Mol. Microbiol. 36: 183�193, 200010) SCHLUNZEN F.; R. ZARIVACH, J. HARMS, et al.: Structural basis for the interaction of antibiotics with the peptidyl transferase

centre in eubacteria. Nature 413: 814�821，200111) TRIEU-CUOT P., et al.: Nucleotide sequence of the erythromycin resistance gene of the conjugative transposon Tn1545.

Nucleic Acids 18: 3660, 1990

12) KAIEDA S.; H. YANO, N. OKITSU, et al.: In vitro isolation of a Streptococcus pneumoniae mutant constitutively resistant to

macrolide-lincosamide (ML) and characteroization of its altered attenuator of the ermB gene. In program and abstracts

of the 42nd Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy, San Diego. 2002. Abstract C 1-1580,

p. 72. American Society for Microbiology, Washington, DC, USA

13) TAIT-KOMARDT A., et al.: mefE is necessary for the erythromycin-resistant M phenotype in Streptococcus pneumoniae.

Antimicrob. Agents Chemother. 41: 2251�2255，199714) 西野武志：「Telithromycin」抗菌力。日化療会誌 51: 511�514, 200315) 中島良徳，遠藤菊太郎：グラム陽性菌の細胞下レベルにおける telithromycinの作用機構の検討 ―耐性誘導能からリ

ボソーム親和性まで作用機序の検討―。 日化療会誌 51(S-1): 83�93, 200316) FARRELL D. J.; S. DOUTHWAITE, I. MORRISSEY, et al.: Macrolide resistance by ribosomal mutation in clinical isolates of Strepto-

coccus pneumoniae from the PROTEKT 1999–2000 study. Antimicrob. Agents Chemother. 47: 1777�1783, 200317) CLAREBOUT G.; C. HUET & R. LECLERCQ: A convenient fluorescence assay to study the capacity of macrolides and related anti-

microbials to induced resistance by ribosomal methylation. In program and abstracts of the 40th Interscience Conference

on Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Toronto, 2000. Abstract 1924, p. 117. American Society for Microbiology,

Washington, DC, USA

18) KAIEDA S.; N. OKITSU, H. YANO, et al.: Induction of telithromycin resistance in Streptococcus pneumoniae. J. Antimicrob.

Chemother. 52: 736�737，200319) CANU A.; B. MALBRUNY, M. L. COQUEMONT, et al.: Diversity of ribosomal mutations conferring resistance to macrolides,

clindamycin, streptogramin, and telithromycin in Streptococcus pneumoniae. Antimicrob. Agents Chemother. 46: 125�131,2002

20) FARRELL D. J. & D. FELMINGHAM: Activities of telithromycin against 13,874 Streptococcus pneumoniae isolates collected

between 1999 and 2003. Antimicrob. Agents Chemother. 48: 1882�1884, 200421) PÉREZ-TRALLERO E.; J. M. MARIMON, L. IGLESIAS, et al.: Fluoroquinolone and macrolide treatment failure in pneumococcal

pneumonia and selection of multidrug-resistant isolates. Emerging Infectious Diseases 9: 1159�1162, 200322) DAVIES T. A.; B. E. DEWASSE, M. R. JACOBS, et al.: In vitro development of resistance to telithromycin (HMR 3647), four

macrolides, clindamycin, and pristinamycin in Streptococcus pneumoniae. Antimicrob. Agents Chemother. 44: 414�417,2000

THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS　　57—5 437( 13 )Oct.2004

MOLECULAR ANALYTICAL EVALUATION OF MACROLIDE- AND KETOLIDE-RESISTANT Streptococcus pneumoniae

—MECHANISM OF ACTION OF TELITHROMYCINAND RESISTANCE TO IT—

MATSUHISA INOUE, KENICHI KANEKO, RYUICHI NAKANO, YOSHINORI SATO and SUSUMU ARAI

Department of Microbiology, Kitasato University School of Medicine

PROTEKT (Prospective Resistant Organism Tracking and Epidemiology for the Ketolide Telithromycin) is a

worldwide epidemiologic survey for investigating drug susceptibility against major bacterial pathogens in

respiratory tract infections, and that is also designed to identify the action mechanism of telithromycin (TEL),

a ketolide antibacterial agent, on the resistant Streptococcus pneumoniae and the resistance mechanism for TEL

on the TEL-resistant S. pneumoniae strain, in addition to determine macrolide/ketolide resistant S. pneumoniae

activities of TEL using molecular analysis.

TEL exerted the antibacterial action on the macrolide-resistant S. pneumoniae regardless maintaining the

macrolide-resistant mechanism and exhibited the potent antibacterial activity against all of ermB gene-positive

strains, mefA gene-positive strains and ribosome variants. This result was considered to reflect the fact that TEL

did not induce resistance to ermB and had extremely low ability to select resistant strain by mutation. These

actions of TEL were considered to be derived from its novel chemical structure and might be characteristics of

ketolides not possessed by macrolides.

In the survey of PROTEKT in 1999 to 2002, among 13,864 strains of S. pneumoniae isolated worldwide,

ketolide-resistant strain (TEL MIC�4 mg/ml) was observed in 10 strains (0.07%). MIC of these 10 strains was 4

or 8 mg/mL and all of these strains were ermB-positive strains. Based on this fact, potential involvement of

adenine demethylase (ermB gene product) was considered in the background of development of ketolide-resistant

S. pneumoniae.