外部心室ドレーン関連感染症を特定するための新しい診断方法 (EVD Infect II)

文献では、挿入されたドレーンの発生率は 1 ～ 35% であると報告されています。 この不一致は、EVDI の定義と研究全体にわたるさまざまな診断基準の使用に関する国際的なコンセンサスが欠如していることに起因します。 神経集中治療の現場では、基礎疾患が原因で臨床症状を評価することが難しいことがよくあります。 脳脊髄液 (CSF) 細菌培養は、EVDI 診断の現在の黄金標準です。 ただし、CSF 細菌培養は完成までに数日かかることが多く、事前に抗生物質を使用すると、培養のインキュベーション時間がさらに延長されたり、偽陰性培養が発生したりする可能性があります。 細菌の培養が完了するまで治療を遅らせることはほとんどできません。 さらに、これらの感染症の病因により、培養細菌のみに基づいて汚染と真陽性を区別することが困難な場合があります。 したがって、EVDI の早期特定は、細菌感染の間接的な兆候、つまりグルコース、乳酸、タンパク質、白血球、および赤血球の CSF 分析に基づいています。 神経重症患者では、脳室内出血 (IVH) によって CSF パラメータが混乱することがよくあります。 特に白血球と赤血球は、IVH の体積に応じて大きく変化する可能性があります。

IVH を調整するには、CSF 中の白血球と赤血球の比率 (LE 比率) が一般的に使用され、EVDI を特定する際の主要な指標の 1 つです。 LE 比は、赤血球と白血球が CSF 内に均一に分布しているという仮定に基づいています。 この仮定はこれまで疑問視されていませんでした。 しかし、コンピューター断層撮影 (CT) スキャンから、血液が心室に沈降していることは明らかであり、均一な分布がありそうもないことを示唆しています。 LE 比は、血液自体が無菌性炎症を引き起こし、白血球の移動を引き起こすという事実を説明できません。 さらに、白血球、特に顆粒球は上方への浮遊、または沈降防止を示す可能性があり、この特性は重篤な患者で悪化することが示されています。 したがって、白血球は赤血球よりも遅い速度で沈降する可能性があり、これにより脳室内CSF/血液分布がさらに不均一になる可能性があります。

特定の病原体、患者の特徴、および交絡因子により、EVDI の早期特定は困難であることが判明しており、CSF パラメーターが単独または全体として EVDI を確実に予測または特定できることはまだ証明されていません。 そのため、日常的に分析されるCSFパラメータと臨床症状に基づくアルゴリズムは曖昧であり、診断は多くの場合「専門家の意見」に基づいています。 その結果、広域抗生物質の過剰使用が生じ、実際の感染症ごとに最大 10 ～ 20 人の患者が治療されるという臨床現場のばらつきが生じます。 さらに、EVDI 診断の主要な指標である LE 比は、細胞が CSF 内に均一に分布しているという不確かな仮定に基づいています。 これが日常的に分析されるCSFパラメーターに影響を与えるかどうか、またどのように影響するかはまだ研究されていません。 EVDI を識別する現在の間接的な方法の精度に疑問があることを念頭に置き、EVDI の診断において微生物学的に直接検出および識別するためのより迅速かつ正確なツールが必要とされています。

感染症医学における新たな細菌 DNA 配列決定技術の使用が増加しています。 残念ながら、EVDI で見つかった特定の細菌をカバーするプライマーを使用した CSF のこれらの技術はまだ検証されていません。 さらに、これらの方法には 24 時間体制のワークフローが確立されていないため、治療を開始するかどうかの決定に必要な時間枠内でこれらの技術の結果がすぐに得られるわけではありません。 しかし、通常の PCR 法では、血液培養陰性を示す臨床的に重篤な敗血症が疑われる患者の大部分で細菌を同定できることが示されています。 興味深いことに、このグループの死亡率が最も高く、細菌陽性の所見が単に過敏な技術の使用によるものではないことを示唆しています。 細菌 DNA 配列決定技術は、より短い時間枠内で従来の細菌培養と比較してより高い感度を示す可能性があります。

16s リボソーム リボ核酸 (16s rRNA) は、原核生物のリボソーム 30s サブユニットの構成要素であり、すべての原核生物に存在します。 16s rRNA シーケンスを使用すると、細菌培養物と比較して、CSF などの通常は無菌の体液中の細菌を確実に同定できることが示されています。 16s rRNA には、非生存細菌を同定できるという利点もあり、サンプリング前に抗生物質による治療を受けた患者においてより高い感度を示す可能性があり、細菌 DNA 配列決定の有望な標的となっています。 ただし、EVDI については 16s rRNA の配列決定は広範に研究されていません。

オプトトレーシングは、細菌および細菌バイオフィルムを識別するための新しい方法です。 この方法は、光電特性を示すポリマーである発光共役オリゴチオフェン (LCO) に基づいています。 LCOとバイオフィルム生成物または細菌との間の相互作用は、標的特異的な蛍光発光を直接引き起こし、光学的検出を可能にする。 この方法は、尿路感染症患者においてバイオフィルムを生成する尿路病原性大腸菌を確実に特定できることが最近判明しました。 さらに、この方法では、バイオフィルム生成物の検出に関係なく、健康な尿と感染した尿を区別することができました。 光電気ポリマーは、目的に合わせた標的特異的相互作用を可能にする容易な修飾を可能にする多用途分子であり、EVDI 診断における特定の迅速な細菌同定のための方法として光トレースを使用できる可能性があります。

オプトトレースに加えて、細菌代謝活性の電気化学的センシング (REDOX) が細菌検出の新しい方法として最近研究されています。 REDOXは細菌の還元能力を利用します。 この特性により、電子受容体として機能する半導体特性を持つポリマーを使用した、迅速で高感度のテストアレイの作成が可能になりました。 この方法では、細菌からポリマー表面への電子の直接移動によって、または酸化還元活性化合物の放出によって間接的に誘導される電流を測定することにより、細菌の代謝活性をリアルタイムで測定できます。 導電性ポリマーと光電ポリマーを使用して細菌を検出することは、直接的、正確かつ迅速な微生物診断を可能にし、細菌増殖のリアルタイム監視を可能にする可能性のある有望な臨床応用を伴う新しい研究分野である。

このプロジェクトの全体的な目的は、EVDI 診断における細菌の直接検出の新しい方法を研究し、神経重症患者における広域抗生物質による過剰な治療を減らすために、これらの方法が治療の指針として使用できるかどうかを評価することです。