血液感染症における多重PCRベースの迅速診断法の臨床的有効性 (CEMP-RDI)

血流感染（BSI）は、入院患者において遭遇する最も重篤な感染症の一つであり、著しい罹患率と死亡率と関連しています。 早期に適切な抗菌薬療法を開始することは、これらの患者の生存における最も重要な決定因子の一つです。 しかしながら、抗菌薬治療の適時な最適化は、従来の培養ベースの微生物学的診断法に内在する遅延によってしばしば制限されており、通常、確定した病原体同定および抗菌薬感受性結果を提供するのに24〜72時間を要します。 その結果、臨床医はしばしば長期の広域スペクトル経験的抗菌薬療法に依存することになり、これは抗菌薬耐性、薬物関連有害事象、および医療費の増加に寄与します。

分子診断学の最近の進歩により、陽性血液培養ボトルから直接、一般的な血流病原体および選択された抗菌薬耐性遺伝子を迅速に検出できるマルチプレックスポリメラーゼ連鎖反応（PCR）ベースのアッセイの開発が可能になりました。 これらの検査は約1時間以内に結果を提供することができ、診断タイムラインを大幅に短縮し、より早期の抗菌薬強化、縮小、または最適化を支援する可能性を提供します。 これらの迅速診断ツールの利用可能性が高まっているにもかかわらず、特に抗菌薬管理と患者中心のアウトカムへの影響に関して、これらの迅速診断ツールの実世界における臨床的有効性に関する高品質なエビデンスは依然として限られています。

本研究は、血流感染症を有する成人患者において、陽性血液培養検体に直接適用されるマルチプレックスPCRベースの迅速診断パネルの臨床的有効性および診断性能を評価するための、前向き、無作為化、対照、単一施設の臨床試験として設計されています。 この研究は、810床の三次大学病院で実施され、12ヶ月間に合計300人の患者を登録することを計画しています。

血流感染症の臨床的疑いがあり、陽性血液培養シグナルを示す成人患者（年齢≧18歳）が適格性についてスクリーニングされます。 適格性の確認およびインフォームドコンセントの後、患者は1:1の比率で研究群または対照群に無作為に割り付けられます。 無作為化は、コンピュータ生成の置換ブロック無作為化法を使用して実行され、集中治療室（ICU）対病棟入院、好中球減少症の有無、およびCharlson併存疾患指数カテゴリーによって層別化され、研究群間でのベースラインリスク因子のバランスのとれた分布を確保します。

研究群では、陽性血液培養検体は、標準的な微生物学的診断法に加えて、マルチプレックスPCRベースの体外診断パネルを使用した迅速検査を受けます。 マルチプレックスPCRアッセイは、陽性血液培養ボトルから直接、事前に定義された細菌性および真菌性病原体、ならびに選択された抗菌薬耐性遺伝子を検出するように設計されています。 DNA抽出は、製造元の指示に従って、迅速で自動化された核酸抽出システムを使用して実行され、その後、リアルタイムPCR増幅および検出が行われます。 マルチプレックスPCRアッセイの結果は約1時間以内に利用可能になり、治療臨床チームに迅速に報告されます。 これらの結果は、臨床判断および施設の治療ガイドラインと併せて、抗菌薬管理の決定、早期強化、縮小、または治療の最適化を含むガイダンスに使用される場合があります。

対照群では、陽性血液培養検体は、日常の臨床実践に従って、標準的な微生物学的診断法のみを使用して処理されます。 標準診断には、陽性血液培養ボトルから直接行うグラム染色、適切な固体培地への継代培養、MALDI-TOF質量分析などの従来法および自動化法を使用した微生物同定、および標準化された技術を使用した抗菌薬感受性試験が含まれます。 結果は、通常の実験室ワークフローを通じて利用可能になった時点で臨床チームに報告されます。

診断および治療時間パラメータの定義

診断タイムラインおよび抗菌薬治療プロセスの正確な評価を可能にするために、以下の時間関連変数がすべて登録患者に対して前向きに記録されます：

• 標準法による病原体同定時間（TPI）は、血液培養採取から、標準的な培養ベースの方法を使用した原因微生物の同定までの時間と定義されます。
• 標準法による迅速抗菌薬感受性試験時間（RAST）は、血液培養採取から、グラム染色によって決定された微生物群に適用される迅速ディスク拡散試験からの最初の解釈可能な抗菌薬感受性結果を得るまでの時間と定義されます。
• マルチプレックスPCRによる病原体および耐性遺伝子同定時間（PRGI）は、血液培養採取から、マルチプレックスPCRパネルを使用した病原体および抗菌薬耐性遺伝子の初期同定までの時間と定義されます。
• 標準法による抗菌薬感受性試験時間（AST）は、血液培養採取から、自動化システム、微量希釈法、またはディスク拡散法を含む標準的な培養技術を使用した確定抗菌薬感受性試験の完了までの時間と定義されます。
• 有効抗菌薬治療時間（ETT）は、血液培養採取から、抗菌薬スペクトルに関係なく、分離された微生物に対してin vitro活性が知られている任意の抗菌薬の初回投与までの時間と定義されます。
• 最適抗菌薬治療時間（OTT）は、血液培養採取から、分離された微生物を標的とする、最も狭いスペクトルの、ガイドライン推奨の第一選択抗菌薬療法の初回投与までの時間と定義されます。 最適治療は有効治療のサブセットであり、不必要な広域スペクトルカバレッジを含まない最も適切な抗菌薬を反映します。

研究エンドポイントおよびアウトカム

本研究の主要エンドポイントは、最適抗菌薬治療時間（OTT）です。 副次エンドポイントには、有効抗菌薬治療時間（ETT）、病原体同定時間、抗菌薬強化および縮小事象、抗菌薬療法の総期間、入院期間、および28日全死亡が含まれます。

有効および最適抗菌薬療法の分類は、いずれも、血液培養採取後48時間以内に投与されたすべての抗菌薬、および微生物学的および分子診断結果の利用可能性を考慮します。 汚染を表すと判断された微生物に対する抗菌薬療法の中止は記録され、最適抗菌薬治療時間として分析に含められます。

臨床的および人口統計学的データは、年齢、性別、病院の場所、併存疾患、免疫抑制状態、疾患重症度スコア、血管内デバイスの有無、感染源、および感染源制御対策を含むすべての登録患者に対して前向きに収集されます。 血液培養採取、陽性シグナル検出、診断結果の利用可能性、および抗菌薬投与を含む時間関連変数は、正確なタイムスタンプで記録されます。

マルチプレックスPCRパネルの診断性能は、基準標準として機能する標準的な培養ベースの方法との比較によって評価されます。 病原体および耐性遺伝子検出について、感度、特異度、陽性適中率、陰性適中率、および一致統計が計算されます。

すべての統計解析は、標準的な統計ソフトウェアを使用して実行されます。 最終解析は、すべての登録参加者のデータ収集完了後に実行されます。 連続変数は、データ分布に基づいて適切な記述統計を使用して要約され、カテゴリ変数は頻度とパーセンテージとして表されます。 研究群間の比較は、適切なパラメトリックまたはノンパラメトリック検定を使用して実施されます。 生存分析は28日死亡率を評価するために実行され、多変量回帰モデルは臨床アウトカムの独立予測因子を特定するために使用される場合があります。

本研究は、血流感染症における迅速マルチプレックスPCR診断の臨床的有用性に関する堅牢なエビデンスを提供し、その実施が、従来の診断ワークフローと比較して、より早期の抗菌薬療法の最適化、改善された抗菌薬管理、およびより良い患者アウトカムにつながるかどうかを明らかにすることを目指しています。