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化学者のつぶやき

銀の殺菌効果がない?銀耐性を獲得するバシラス属菌

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銀ナノ粒子(もしくはナノシルバー)は強力かつほぼすべての菌に対し殺菌作用があり、今でもその効果に関する研究論文が毎年1000件以上発表されています。銀ナノ粒子が入った日用品も増えており、日常生活に関わりが深い材料になっています。ところがある特定の細菌(バシラス属)は銀ナノ粒子に長時間さらされると耐性を獲得しさらに細胞増殖が促進することがオーストラリアと香港のグループによって最近報告されています[1]

バシラス属菌に対する銀ナノ粒子の殺菌効果

銀ナノ粒子の殺菌効果は溶け出る銀イオンが主な原因で微量金属作用として古くから知られており、様々なバクテリア・ウイルスの殺菌に効果があります[2]。下図1にあるようにバシラス属菌も銀の濃度が上がるほど菌の増殖が抑制されています。ただ銀を添加しなかった場合と比べて、3-7mg/Lの銀濃度では明確な殺菌効果は見られません。著者らも指摘している通り、他の菌(Escherichia coli)であれば1mg/Lの銀でほぼ死滅する[3]ことから、バシラス属の菌は他に比べて銀ナノ粒子に対する耐性が高いと言えます。ただこのデータからは元々耐性が高かったのか、それとも耐性を獲得したのかは不明です。

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バシラス属桿菌の成長におけるAg濃度の影響(文献[1]より引用)

銀ナノ粒子に対するバシラス属菌の耐性獲得

そこで著者らはバシラス属菌を銀ナノ粒子溶液に13日間さらした後に、改めて0-10mg/Lの銀ナノ粒子溶液中における菌の成長率を調べました。すると下図2にあるようにあらかじめ銀ナノ粒子にさらした菌(図中の赤枠内)の成長率(縦軸)がそうでないもの(青枠内)に比べて圧倒的に高いことが分かりました。さらに銀ナノ粒子が無い場合(一番奥の行:銀ナノ粒子濃度=0mg/L)でも、あらかじめ銀ナノ粒子にさらされていた菌の方が成長率が3倍ほど高く、明らかに銀ナノ粒子がバシラス属菌の成長を促進していることが分かります。

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バシリス属菌の銀ナノ粒子に対する耐性獲得(文献[1]より引用、一部改訂)

バシラス属の菌類は環境中に多く生息する一方で人間や環境にとって害のある種(枯草菌枯葉菌(修正:2015/4/17)、炭疽菌等)も存在し[4]銀ナノ粒子を使って殺菌したつもりが実は有害な菌の成長を促進していたなんてことも起こりえます。このような耐性の獲得はバシラス属の菌が元々持っている性質が関係しており[1]他の菌でも起こるわけではないですが、今後銀ナノ粒子の利用は確実に増加するので気をつけて利用していく必要がありそうです。

 

参考文献

  1. Gunawan, C.; Teoh, W. Y.; Marquis, C. P.; Amal, R., Induced Adaptation of Bacillus sp. to Antimicrobial Nanosilver. Small 2013, 9 (21), 3554-3560. DOI: 10.1002/smll.201300761
  2. Marambio-Jones, C.; Hoek, E. V., A review of the antibacterial effects of silver nanomaterials and potential implications for human health and the environment. J. Nanopart. Res. 2010, 12 (5), 1531-1551. DOI: 10.1007/s11051-010-9900-y
  3. Sotiriou, G. A.; Pratsinis, S. E., Antibacterial activity of nanosilver ions and particles. Environ. Sci. Technol. 2010, 44 (14), 5649-5654. DOI: 10.1021/es101072s
  4. バシラス属-wikipedia

 

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博士(理学)。ナノ材料に関心があります。

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