重症尿路感染症の抗菌薬治療モニタリングにおける全自動尿中有形成分分析装置の有用性

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K09413
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 山本 新吾 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (80322741)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 栄樹 帯広畜産大学, 動物・食品検査診断センター, 准教授 (40514708) ; 奥村 香世 国立感染症研究所, 安全実験管理部, 主任研究官 (70415561) ; 兼松 明弘 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (90437202)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: UF-5000 / グラム陰性桿菌 / 臨床効果 / 抗菌薬感受性 / 細菌形態の変化

Outline of Annual Research Achievements

令和3年度の研究では、全自動尿中有形成分分析装置UF-5000（以下UF-5000）による抗菌薬治療の有効性の判定が可能かどうかの検証を行った。
実験１．純粋培養株でのUF-5000スキャッタグラムの継時的変化の検証
純粋培養株を用いた検証では、Piperacillin/ Tazobactam, Levofloxacin 処理における継時的解析を行った。各種抗菌薬の最小発育阻止濃度に調整した液体培地で培養を行い、UF-5000にて継時測定を行った結果、E. coli (ATCC 8739)では抗菌薬処理開始後3時間で細菌数が大幅に減少し、細菌スキャッタグラム上の細菌クラスターの出現パターンが変化した。一方で、S. aureus (ATCC 6538)では、ネガティブコントロール（抗菌薬未処理検体）では培養後3時間で5～8倍程度の菌数増加が確認されるが、抗菌薬処理検体では、菌数は増加せず、細菌スキャッタグラムでの細菌クラスターの位置が変化することを確認した。
実験２．臨床尿検体におけるUF-5000測定値と臨床所見との相関性の検証
臨床尿検体を用いた検証では、2021年5月～2022年1月までの期間にエントリーした重症尿路感染症の入院患者9名について、抗菌薬治療における投薬前、投薬後3時間、6時間、1、2、４、7日目の7ポイントで採尿を行った。採取検体は－20℃で冷凍保存し、後日まとめてUF-5000での細菌数測定を行い、臨床所見との相関性について解析した。抗菌薬治療が有効、且つ、処方抗菌薬に感受性があった6名の患者の臨床経過では、体温、末梢白血球数、CRPの改善が見られ、UF-5000による測定でも投薬後24時間以内に投与抗菌薬が細菌へ作用し始め、細菌形態の変化が生じている可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和3年度の研究実施期間では、新型コロナウイルス感染症の拡大が影響したため、本研究にエントリー可能な入院患者数が激減し、解析を予定していた検体数には達しなかった。しかしながら、次の研究ステージへ移行するために必要な条件検討は十分にすすんでおり、当初の予定どおり、採尿・測定ポイントの絞り込んだうえで、今後の研究の推進方策を実行する。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究方策では、抗菌薬による細菌形態の変化とUF-5000の細菌スキャッタグラムの継時変化との相関性について検証を行う。純粋培養株では、K. pneumoniae (ATCC 13883)およびP. aeruginosa (ATCC 10145)についてもPIPC/TAZ、LVFXに対する検討を行う予定である。臨床尿検体を用いた研究では、最大50名（1週当たり1名）の重症尿路感染症の入院患者のエントリーを予定している。採尿ポイントについては、①投薬前、②投薬後6～15時間に1ポイント（投薬後1回目）、③投薬後24時間（投薬後2回目）、④退院前の4ポイントにしぼりこみ、通常の尿培養検査（薬剤感受性試験を含む）の結果よりも早い段階で各細菌種に対する処方抗菌薬治療による効果を検証する。測定項目として、UF-5000測定（細菌数、尿中白血球数、細菌スキャッタグラム）、細菌検査（グラム染色、半定量培養、菌種同定、薬剤感受性試験）、生化学データ（末梢白血球数、CRP）、臨床情報、臨床所見を取得する。顕微鏡検査および尿中の白血球数測定には冷凍尿検体を使用できないため、検体の保存条件を採取直後の尿検体へ変更し、測定データの収集を行う。薬剤感受性試験で耐性菌が検出された患者検体においても同様に治療過程における細菌スキャッタグラムとの相関性ついて検証する。

Causes of Carryover

令和3年度の研究実施期間では、新型コロナウイルス感染症の拡大が影響したため、本研究にエントリー可能な入院患者数が激減し、解析を予定していた検体数には達しなかった。しかしながら、次の研究ステージへ移行するために必要な条件検討は十分にすすんでおり、当初の予定どおり、採尿・測定ポイントの絞り込んだうえで、今後の研究の推進方策を実行する。令和3年度に使用予定であったが余剰となった金額については、次年度の試薬購入に使用を予定している。