| 研究課題/領域番号 |
16K10911
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
雪澤 洋平 横浜市立大学, 医学研究科, 客員研究員 (30622352)
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| 研究分担者 |
小林 直実 横浜市立大学, 附属病院, 講師 (20453045)
稲葉 裕 横浜市立大学, 附属病院, 准教授 (40336574)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 人工関節周囲感染 / PCR / 診断基準 / 顆粒球エラスターゼ検査 |
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| 研究実績の概要 |
人工関節周囲感染(PJI)は人工関節において最も重大な合併症の一つであり、診断および治療に難渋することが多い。特に治療方針を決定する際に診断は重要である。診断の基本となるのは細菌培養検査であるが、過去の報告によると細菌培養陰性例であっても感染していることは少なくなく、細菌培養検査だけでは診断が困難な場合がある。その原因としては抗菌薬投与やインプラントに関連したバイオフィルム形成が問題であると報告されている。そこでわれわれは人工関節周囲感染診断においてpolymerase chain reaction (PCR)を導入しその有用性を報告してきた。2013年にMusculoskeletal Infection Society (MSIS)よりPJIの診断規準が定められた。現在のところ、この診断基準が広く用いられている。しかし実際の臨床においては、この診断基準を満たさないが、感染が強く疑われる症例は少なくない、つまりグレーゾーンにおけるPJI診断は特に困難なことが多い。今回の研究の目的はMSISの診断規準とPCRの関係性を明らかなにすることである。
一方でPJI 診断において、迅速かつ簡便な検査は少ない。そこでわれわれは整形外科領域において初めて迅速かつ簡便である顆粒球エラスターゼキットをPJI 診断に使用した。このキットは産婦人科領域において早産の早期診断に用いられており、羊膜絨毛膜 炎などの細菌感染で顆粒球から放出される中性プロテアーゼであるエラスターゼを定性評価する検査キットである。さらにこの検査キットの特徴は検体採取 としてスワブを用いることであり、血液や膿の混入した液体だけでなく、 組織やインプラント表面からも検体の採取が可能である。そしてこの顆粒球エラスターゼキットの有用性を検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
MSISを2つ満たす群において60％でPCR陽性であった。これらの患者はMSISの診断基準を満たしてはいないが、臨床的に感染の可能性が高い。このような、状況において、PCRは補助診断の一つになると考える。いくつかの研究において、培養陰性の場合など、MSISの診断基準だけではPJIを診断するのは難しいと報告されている。PCRは培養陰性の症例において細菌を同定するため、PJIの診断ツールとして期待されている。また股関節や肩関節においては関節液の採取が術前に困難な場合があり、関節液検査が施行できないことも少ないくない。実際に関節穿刺や病理検査は多くの場合、施行できなかったとの報告もある。そのためMSISの診断基準を全て満たすことは非常に難しい。このような場合、PCRは補助検査として考慮されるべきと考える。また研究結果からMSISを満たすものは96％でPCR検査は陽性となっており、全てを満たしているものに対するPCRの必要性は乏しく、症例を選ぶことによってコストの観点からも有用であると考える。
顆粒球エラスターゼ検査は迅速性および簡便性だけでなく、高い特異度を合わせ持った検査であった。しかしながら感度は低く改善の余地があった。しかしながら顆粒球エラスターゼ検査は関節液、組織、膿瘍、インプラント表面から検体の採取が可能であり、血液が混入した場合でも判定が可能である。さらに、顆粒球エラスターゼ検査はスワブで検体を採取するため、 関節液検査のように遠心分離の必要性もなく、手技が簡便であり迅速性に長けており、安価である。また特異度は高く外来や術中において，簡便な 補助的診断法の一つとして有用性は高いと考える。PJI を含む整形外科領 域感染症における診断ツールの一つとして、今後の臨床応用が期待される。
以上より研究の進捗状況は順調に進行していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
PJI診断において培養が陰性であった場合において起因菌を同定する検査はない。PCR法はプライマー、プローブによっては起因菌の同定も可能である。しかし整形外科領域の感染症において現在のところリアルタイムPCRは保険適応がなく、医療費的にも普及は難しい状態である。そのため全ての症例に対してではなく、グレーゾーンの症例に対して追加で検査を行うよう診断基準の改定に向けて推進したいと考える。また抗菌薬投与時やインプラントに関連したバイオフィルムに関する基礎研究は少なく、さらなるPCRの可能性に向けて臨床研究だけでなく基礎研究においても推進したいと考える。
エラスターゼ検査の感度は改善の余地があるが、特異度は高く、今後の臨床応用が十分に期待できると考える。しかしエラスターゼ検査においても課題はある。なんらかの原因で疑陽性とな る可能性は否定できない。特に感染以外でも(例えば大腿骨頭壊死，関節 リウマチなど)関節液中のサイトカインが上昇する。この際、エラスターゼが上昇する可能性は否定できない。今後は症例数を増やし、上記疾患に対しても検討したいと考える。
また、PCR手技の簡便化と日常的検査としての導入を目指し、全自動PCR機器の導入を行う予定である。PCRの自動化が実現すれば煩雑な前処理、工程が減少し熟練した技術がなくても比較的容易に日常検査としてのPCRの施行が可能になると考える。
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