バイオフィルム関連感染症の新しい戦略 (Diafilm)

人工関節の感染は、移植後いつでも発生する可能性がある一般的な合併症です。 これらの感染症は、感染した患者の最適な外科的および医学的管理を確実にするために、迅速かつ正確な診断を必要とします。 手術後の最初の数週間に発生する急性感染症は診断が容易であるか、菌血症に関連しているにもかかわらず、感染症が診断の数か月前に発生した場合、または病原性の低い病原体によって引き起こされた場合、診断は困難になります。 人工関節感染症およびより広義の骨関節感染症は、古典的なバイオフィルム関連感染症を表しています。 バイオ フィルムは、通常、自己生成ポリマー マトリックスに包まれた微生物群集として定義されます。 バイオフィルムの生産により、細菌は不活性な生物基質に厳密に付着し、宿主の防御を回避し、抗菌剤の浸透に対する物理的な障壁を構築し、耐性の決定要因の普及を促進することにより、抗生物質に抵抗することができます。 微生物培養は、感染症の診断に貢献し、病原体の同定と、最も重要な抗生物質感受性の定義を提供します。 それにもかかわらず、約 15 ～ 20% のケースで、培養は病原体の増殖に失敗します。 人工関節感染症の診断は、術前または術中に発生する可能性があります。 どちらの場合も、滑液の分析は非常に重要です。特に、手術前に培養、白血球エステラーゼ、アルファ デフェンシン テスト、白血球数、および分画の結果が得られた場合は、インプラントが失敗した患者にアプローチするための最も正確な戦略を定義することができます。 しかしながら、滑液の培養は、例えば人工器官周囲組織またはインプラント構成要素の培養に関して、限定された感受性によって特徴付けられる。 滑液培養の感度が低い原因の 1 つは、保護バリアとして機能すると仮定されているマトリックスに埋め込まれた微生物の凝集体である、いわゆる「バイオフィルム様凝集体」の存在である可能性があります。 白血球エステラーゼ検査は、血液または金属対金属反応で強く汚染されたサンプルで偽陽性の結果をもたらす可能性がありますが、アルファデフェンシン測定のコストが高いため、その使用は著しく制限されていました. 一方、カルプロテクチンのような感染症の他の滑膜マーカーを評価することを目的とした研究は、人工関節感染症の日常的な診断におけるそれらの使用をサポートするには不十分です.

これらの感染症の診断への代替アプローチは、滑液および組織内の微生物を検出できる共焦点レーザー走査顕微鏡 (CLSM) の使用によって表すことができます。 この斬新なアプローチは、手術中に培養結果を待っている間の「リアルタイム」診断にも使用できます。

人工関節感染症の診断における別の問題は、抗菌薬感受性の評価に関連しています。 実際、バイオフィルムに埋め込まれた細菌は、浮遊性細菌よりも抗生物質に対する耐性が高いことがよく知られています。 抗生物質感受性を決定するための利用可能な方法は浮遊細胞に基づいているため、感染中に発生するバイオフィルムに埋め込まれた細菌の増殖を阻害できる実際の抗菌剤濃度を過小評価しているという仮説が立てられるかもしれません。 バイオフィルム微生物の抗菌薬感受性パターンを評価するためにいくつかの方法が提案されていますが、それらのどれも日常的に使用するために提案されていません。 ただし、治療が感染を根絶できない場合、バイオフィルムに埋め込まれた細菌の抗生物質感受性の評価は、抗菌療法を最適化するための重要な情報を提供する可能性があります。

したがって、バイオフィルム関連の感染症、特に人工器官の感染症の診断は、最適化には程遠いものです。 この意味で、微生物学的分析のターンアラウンドタイムを短縮し、患者管理を改善できるパネルの開発は、患者へのアプローチを大幅に改善し、患者の生活の質の悪化を制限し、医療システムのコストを削減する可能性があります.