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佐賀大学医学部附属病院感染制御部,

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(1)

ベイズ解析を用いた診断確率定量法による MRSA 下気道感染症診断の試み

1)

佐賀大学医学部病因病態科学講座微生物学・寄生虫学分野,

2)

佐賀大学医学部附属病院感染制御部,

3)

同 検査部微生物検査室

永田 正喜

1)

青木 洋介

2)

福岡 麻美

2)

三原由起子

2)

曲渕 裕樹

2)

宮本比呂志

1)

草場 耕二

3)

永沢 善三

3)

(平成 21 年 10 月 23 日受付)

(平成 22 年 2 月 15 日受理)

Key words : MRSA, lower respiratory tract infection, bayesian analysis, diagnostic probability

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus(MRSA)が下気道検体より分離された場合に,感染か定着か を定量的に判断する臨床疫学的診断法を考案した.カルテレビューによる臨床経過に基づき MRSA の下気 道感染あるいは定着(非感染)の 2 グループに分類した 181 名の患者(2006 年 6 月〜2008 年 3 月:derivation cohort)について,発熱(>38℃),MRSA 菌量(>10

6

CFU! mL),貪食像,血清アルブミン値(<3.0g! dL),

末梢白血球数(>15,000! µL)の 5 項目の MRSA 下気道感染に関する陽性尤度比,陰性尤度比を定め,Bayes 解析による定量的診断のフローチャートを作成した.次に,新たな 40 名の患者(2008 年 5 月〜10 月:valida- tion cohort)を対象として,各尤度比を知らされていない ICT が通常のラウンドで感染あるいは定着と判 断した 2 群について Bayes 解析により定量化した診断確率を比較した.4 項目(発熱,菌量,貪食像,血清 アルブミン値)の臨床因子による診断確率は ICT 判定感染群で 62.3 25.4%,同定着群で 40.2 20.4% であっ た(p=0.005).ICT 判定に照合した場合の本診断法による確率 51% を cut-off とした場合の陽性的中率は 77%,陰性的中率は 85% であった.本法は診断確定基準が明確でない MRSA 下気道感染症の定量的診断法 として臨床的に有用であり,適切な抗菌薬治療の一助となることが期待される.

〔感染症誌 84:276〜284,2010〕

下気道感染症を疑う患者から分離される菌には,結 核菌,Legionella,Nocardia など,検出されればほぼ病 原診断が確定する obligatory pathogen と,Pseudo- monas,Acinetobacter,Staphylococcus な ど,宿 主 の 感 染 防 御 能 に 応 じ て 病 原 性 を 発 揮 す る facultative pathogen

1)

に起炎性の観点から大別される.後者の菌 群は,入院患者の下気道検体から分離されることが多 く frequent colonizer とも呼ばれるが,本来の病原性 を考慮すると一律に定着菌と看做すことはできない

1)

. 黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)は肺炎を惹 起する common pathogen の一つであるが

2)

,医療従

事者の手指や院内環境に生息するメチシリン耐性黄色 ブドウ球菌(methicillin-resistant S. aureus : MRSA)

が下気道かから検出された場合には,定着か感染かを 的確に判別することが容易でない場合が多い.しかし,

院内肺炎の起炎菌として注視する必要があるため

1)3)

, 感染が否定できない場合には抗菌薬を開始せざるを得 ず,その投与が長期に及ぶ事例も少なくない.

現在,我が国では MRSA の VCM に対する耐性率 は〜0.4% 程度と把握されているが

4)5)

,耐性菌抑止の 一環としての抗菌薬投適正使用を推進するためにも,

下気道検体から MRSA が検出された場合に,それが 感染を示唆するか,あるいは定着であるかを判断する 一定の尺度があれば有用と思われる

3)6)

一般に,検査結果から得られる情報は,疾患を有す る人での当該検査結果の得られる確率と,疾患を有さ

別刷請求先:(〒849―8501)佐賀市鍋島 5―1―1 佐賀大学医学部附属病院感染制御部

青木 洋介

(2)

Table 1 Diagnosticcategory and derivation cohortbased on retrospective chartre- view based on MRSA recovered from respiratory specimens(June 2006― March 2008;n= 222)

Diagnosticcategory Clinicaloutcome in relation to

antimicrobialtherapy forMRSAa)

Derivation cohortb) (DC:n= 181) Infection

(n= 21) Improvementby ant-MRSA agentalone

Improvementby adding ant-MRSA agent

Colonization (n= 160) Improvementwithoutanti-MRSA agent

Excluded from DC Indeterminate

(n= 41) Improvementby preceding anti-MRSA agent

Worsening withoutanti-MRSA agent Worsening even with anti-MRSA agent

a)AntimicrobialagentsforMRSA were vancomycin in > 90% patients.

b)The derivation cohortwassubsequently analyzed to determine likelihood ratiosofclinical parametersforinfection and colonization.

ない人でも当該検査結果の得られる確率という二つの 条付き確率の比(尤度比:likelihood ratio)として解 釈される

7)

.Bayes 解析はこのような検査結果の尤度 比を掛け合わせることにより,当該疾患が目前の患者 に存在する確率を求める解析法であり,孤立性肺結節 影や人工呼吸器関連肺炎の診断の一助として応用され ている

8)9)

今回我々は日本感染症学会! 日本化学療法学会によ る「抗 MRSA 薬使用の手引き」の MRSA 肺炎診断の チェックリスト

10)

を含む臨床的 parameter を用いて,

Bayes 解析に基づく MRSA 下気道感染症の定量的診 断法を考案したので報告する.

対象患者と方法

1.対象患者と定義

佐賀大学医学部附属病院(600 床)に入院した患者 で,喀出痰あるいは吸引痰から MRSA が検出された 患者を対象とした.入院患者ではポータブル撮影を含 む胸部単純 X 線写真で浸潤影の有無が明確でない場 合もあり,また,本臨床研究の主目的は気道 MRSA 分離患者を定着(colonization)と感染(infection)の 2 群に類別することであるため,本菌による感染と考 えられた場合には肺炎と気道感染に分けることなく,

「MRSA 下気道感染症」として定義した.なお,本臨 床研究の遂行に関しては,佐賀大学医学部附属病院臨 床研究倫理審査委員会において承認を得た(承認年月 日:平成 22 年 1 月 4 日,承認番号:2009−10−04).

2.臨床 parameter の診断的特性と Bayes 解析によ る診断確率の検証

本研究の対象患者は,MRSA 下気道感染の診断確 率定量に用いる検査項目の選定,ならびに,これらの 検査特性を定めることを目的とした患者群(deriva- tion cohort)と,この患者群の解析に基づく本診断法 の妥当性を検証することを目的とする患者群(valida- tion cohort)の二群により構成される.

1)Derivation cohort(解析群)

まず,2006 年 6 月から 2008 年 3 月までに下気道検 体(喀出痰,吸引痰)から MRSA が分離された患者 222 名について retrospective chart review により感 染と定着の判定を行った.MRSA に対する抗菌薬治 療のみで改善した患者,あるいは同系薬を追加したこ とで改善した患者は 21 名であり,感染グループとし た.同抗菌薬を使用せずに改善した患者は 160 名であ り,これらを定着グループとした.これらの患者とは 別 に,MRSA 治 療 薬 を 併 用 せ ず に 悪 化 し た 患 者,

MRSA 治療薬が追加投与されたにも関わらず臨床像 が悪化した患者,あるいは,最初から MRSA 治療薬 を他の抗菌薬と併用したことで改善した患者が 41 名 認められたが,これらの患者は MRSA の起因性が不 明確(indeterminate)であると考え臨床因子の診断 的特性の解析から除外した(Table 1).いずれのグルー プにおいても,発熱,炎症所見,胸部 X 線浸潤影等 を総合的に勘案し,改善あるいは悪化の判定を行った.

「気道検体からの MRSA の消失あるいは減少」は改善 と判断する必要条件には含まなかった.なお,投与さ れた注射用 MRSA 治療薬は VCM(バンコマイシン)

が 9 割以上を占め,残りの 1 割未満において TEIC(テ イコプラニン),ABK(アルべカシン),LZD(リネ ゾリド)が投与されており,感染と定着グループの判 定は均一な抗菌薬治療を受けた患者 cohort に基づく ものと判断した.

感染および定着の両グループ間で,発熱>38℃,白 血球数>15,000! µL,CRP>10mg! dL,菌数>10

6

CFU!

mL,総蛋白<6.0g ! dL,血清アルブミン<3.0g ! dL を 基準値として MRSA 下気道感染症の診断に対する感 度(sensitivity),特 異 度(specificity),陽 性 尤 度 比

(positive likelihood ratio : LR+),陰性尤度比(nega-

tive likelihood ratio : LR−)を解析した.LR+は[sen-

sitivity! (1-specificity)],LR−は[(1-sensitivity) ! speci-

(3)

Table 2 Demographicvs.clinicalsubjectsummariesin derivation cohort

Colonization p (n= 160) Infection

(n= 21)

NS 65.4

68.7 Age (years)

NS 95/65

14/7 Male/Female

NS 35.6

22.2 Length ofhospitalization (days)

NS 126 (78.8%)

18 (85.7%) Antibioticpretreatment

NS 39 (24.4%)

3 (14.3%) Respiratory diseases

NS 30 (18.8%)

8 (38.1%) Mechanicalventilation

Ns 59 (36.8%)

9 (42.9%) Immunodeficiency

NS (0.094) 54 (38.1%)

11 (52.4%) Tube feeding

0.024 39 (24.4%)

10 (47.6%) Body temperature > 38℃

< 0.001 80 (50.0%)

20 (95.2%) Consolidation in chestX-ray

0.016 21 (13.1%)

7 (33.3%) WBC > 15,000/mcL

0.012 30 (18.8%)

9 (42.9%) CRP > 10mg/dL

NS (0.104) 61 (38.1%)

12 (57.1%) Totalprotein < 6.0 g/dL

0.01 73 (35.6%)

16 (76.2%) Albumin < 3.0g/dL

0.016 85 (53.1%)

17 (81.0%) MRSA > 106CFU/mL

0.008 40 (40.0%)

11 (52.4%) Phagocytosisby PMN

NS= notsignificant,p > 0.05

Differencesbetween groupswere analyzed using non-paired-Student’ st-test forcontinuousvariables.

Associationsofcategoricalvariableswith disease were analyzed by either Chi-square orFischer’ sexacttestforexpected cellfrequencies< 5.

† Respiratory diseasesinclude chronicobstructive lung disease and lung cancer.

‡ Immunodeficiency includescancer,diabetesmellitus,chronicliver/kidney disease,and immuno-suppressive drug use.

¶ Polymorphonuclearleukocyte

ficity]として求めた.基準値は,陽性尤度比! 陰性尤 度比(Odds 比)が最も大きくなるように定め,発熱 は MRSA が同定された時点から 24 時間以内の最高体 温とし,血液データは MRSA が同定された当日,も しくは過去最も近くに検査されたものを採用した.

2)Validation cohort(検証群)

2008 年 5 月〜10 月までの期間に,上記検査特性に つ い て 知 ら さ れ て い な い infection control team

(ICT:感染症専門医+認定感染管理看護師,各 1 名)

によるラウンドで,カルテ閲覧および患者診察により 感染 あるいは 定着 のいずれかに判定された 40 名の患者群を対象として,derivation cohort の解析で 得られた各臨床的因子の解析結果に基づき Bayes 解 析により診断確率を求めた.即ち,各臨床因子の陽性 尤度比あるいは陰性尤度比を各患者の検査結果に照合 して掛け合わせた結合尤度比(combined likelihood ra- tio=MRSA 下気感染である odds 比)

7)

を算出し,診断 確 率(p)を[odds ! (1+odds)]×100(%)に よ り 定めた.この結果を基に ICT 判定による感染あるい は定着の各患者群で診断確率の分布について検証し た.

3.統計解析

連続変数の平均値の有意差検定は 2 群間の分散が等

しいことを F 検定により確認した後,Studentʼs t-test により解析した.Categorical variable の有意差検定 にはカイ二乗検定を用いた.解析ソフトは Statcel2 を使用し,p<0.05(危険率 5% 未満)を有意差あり とした.

1.感染グループと定着グループの臨床因子の比較 検討(Derivation cohort)

感染と判定した患者 21 名と,定着と判定した患者

160 名について患者デモグラフ,基礎疾患および病態

について比較した.また,日本感染症学会! 化学療法

学会が提唱した MRSA 肺炎診断の 5 項目(発熱・気

道症状,画像で肺炎像を認める,WBC・CRP 等の炎

症反応が陽性,喀痰中 MRSA>10

6−7

CFU! mL,グラ

ム染色上の貪食像)

10)

を含む各種検査結果についても

比較を行った.この結果,両グループの患者背景およ

び病態に明らかな差異は認めなかったが,上記検査 5

項目および血清アルブミン値については統計的な有意

差が認められた(Table 2).胸部 X 線浸潤影を有す

る両グループ間の比率の差は極めて顕著であった.し

かし,MRSA 定着群の半数(80 名)でも浸潤影が認

められており,これは「定着菌として分離されること

の 多 い 気 道 MRSA+胸 部 X 線 浸 潤 影」で MRSA 肺

(4)

Table 3 Clinicalparametersensitivity,specificity,and likelihood ratiosforquantitative diagnosis oflowerrespiratory tractinfection by MRSA

Oddsratio LR (- )

LR (+ ) Specificity (%)

Sensitivity (%)

2.8 0.69

1.95 75.6

47.6 Body temperature > 38℃

3.2 0.77

2.54 86.9

33.3 WBC > 15,000/μL

3.7 0.44

1.65 53.8

75.2 Albumin < 3.0g/dL

3.7 0.41

1.52 46.9

81 MRSA > 106CFU/mL

3.6 0.6

2.2 75

55 Phagocytosisby neutrophil

Likelihood ratio (LR)expresesthe degree to which a positive ornegative testinfluencesthe oddsofdisease.

† LR (+ ):Positive likelihood ratio= [Sensitivity/(100-Specificity)]

‡ LR (- ):Negative likelihood ratio= [(100-Sensitivity)/Specificity]

¶ Colony forming unit/mL ofrespiratory specimenswasmeasured by lasercolony counter

Fig. 1 Determination ofcombined likelihood ratio (odds)by multiplication ofLR + ,and/or LR - foreach clinicalparameter.Probability (p)is[odds/(1 + odds)]×100%.

LR + :Likelihood ofdisease presence fora positive test. LR - :Likelihood ofdisease presence offora negative test.

炎と診断することができない実際の臨床を反映してい る.逆に,明らかな浸潤影が無くとも気道 MRSA 以 外に目前の患者の感染兆候の原因が不明である場合に は MRSA 気道感染と判断される事例も少なくない.

以上の理由により,MRSA 下気道感染検査項目の診 断特性の解析からは胸部 X 線浸潤影を除外し,血清 アルブミン値を採用して解析を行った.各検査項目の 感度,特異度,陽性尤度比,陰性尤度比は,①発熱>

38℃:47.6%,75.6%,1.95,0.69,②白血球数>15,000 ! µL : 33.3%,86.9%,2.54,0.77,③血清アルブミン<

3.0g! dl : 75.2%,53.8%,1.65,0.44,④気道検体 MRSA>

10

6

CFU! mL : 81%,46.9%,1.52,0.41,⑤ 好 中 球 貪 食像(+):55%,75%,2.2,0.6 であった.①発熱,

②白血球増加,および⑤貪食像は感度よりも特異度が

高いのに比べ,③血清アルブミン値と④ MRSA 定量 培養値は感度が高い結果を認めた(Table 3).

2.Bayes 解析による MRSA 下気道感染の定量的診 断

Table 3で示した各種検査項目の LR+および LR―

の値に基づき,MRSA 下気道感染の定量的診断確率 を定める診断チャートを作成した(Fig. 1).例えば,

1)発熱 38.5℃,2)WBC 13,000! mL,3)血清アルブ ミン値 3.2g ! dL,4)MRSA 10

7

CFU ! mL,5)貪食像 あり,の患者では,結合尤度比は 1.95×0.77×0.44×

1.52×2.2=2.2 となり,診断確率は 69% と算出される.

この診断チャートを用いた場合,全 5 項目の陽性・陰

性の組み合わせは 32 通り(2

5

)であり,診断確率(結

合尤度比)は 6.0%(0.06)〜96.5%(27.3)の範囲に分

(5)

Fig. 2 Distribution ofdiagnosticprobabilitiesoflowerrespiratory tractin- fections by MRSA in those clinically judged by infection control team (ICT)ofspecialistsand certified infection controlnursesaswith eitherin- fection (left) or colonization (right). Boxes are interquartile ranges and median.Barsare maximum (top)and minimum (bottom)probability calcu- lated by Bayesian analysisofdifferentclinicalparameters-A,fever,MRSA quantification (CFU/mL),and phagocytosis;B,A + serum albumin;C,B + peripheralWBC count.● :< 51%.

Diagnosticprobability ▲ :> 51%

布した.

3.Bayes 解析を用いた定量的診断法の検証 2008 年 5 月〜10 月の 期 間 に 当 院 で 経 験 し た 気 道 MRSA 分離患者 40 名を対象に,Bayes 解析による診 断法の妥当性を検証した.Table 3および Fig. 1に示 した各 parameter の尤度比について blind の状況にあ る ICT が患者一人当たり 5〜10 分程度の時間をかけ,

抗菌薬投与状況,体温,炎症所見,菌分離状況などを 総合的に検討し,感染と判定した患者が 14 名,定着 が 26 名であった.胸部 X 線写真は全例において撮影 されており,MRSA が気道検体から分離された時点 で浸潤影を認めた患者は感染群で 12 名(85.7%),定 着群で 14 名(53.8%)であった(p=0.04).なお,当 院では「MRSA 治療薬の投与により気道 MRSA が減 少あるいは消失し,臨床的悪化がない,あるいは改善 傾向を示す臨床指標がある場合」,即ち,完全に感染 が否定できない場合は,現行の ICT ラウンドで 感 染 と判定している.

これらの患者群について,A)①発熱+② MRSA 菌量+③貪食像の 3 項目,B)A に④血清アルブミン 値を加えた 4 項目,C)B に⑤白血球数を加えた 5 項 目,の各条件で Bayes 解析による MRSA 下気道感染 の診断確率を求め,ICT 判定 感染群 と 定着群 で比較した(Fig. 2).診断確率の分布は A,B,C い

ずれの条件の解析でも感染群は定着群に比べ診断確率 は高い値に分布した:診断確率中央値(感染群! 定着 群)は A 群:64%! 38%,B 群:75%! 44%,C 群:

69%! 37%,で あ り,最 大 値 は そ れ ぞ れ 86%! 69%,

91% ! 80%,90% ! 75%,最 小 値 は 同 様 に 14% ! 14%,

21%! 7%,17%! 5% であった.感染群と定着群の診 断確率の平均値は A,B,C いずれの条件でも統計学 的有意差を認め,p 値は C,B,A の順に低値を示し た(Table 4).

条件 B は発熱と交絡関係にあると思われる白血球 数を除外し,かつ,発熱,MRSA 菌量,貪食像(条 件 A)と交絡関係がないと考えられる血清アルブミ ン値を尤度比として加えた解析であり,A,B,C の 三グループ中,最も精度の高い診断確率定量結果であ ると考えられる.

そこで,条件 B において,感染群の診断確率 25 per- centile 値である 51% より低い確率を呈 し た 4 症 例

(Fig. 2 )について検討した.症例 1(診断確率 44%)

は MRSA による大動脈瘤グラフト置換術後感染が疑 われ,喀痰から 2×10

2

CFU! mL の MRSA が同定され た期日(Bayes 解析基点日)の 10 日前まで ST 合剤,

6 日前まで VCM が投与されていた.4 日後に再提出

した喀痰では貪食像を伴う MRSA が 10

8

CFU 分離さ

れ,VCM と ST 合剤投与により改善を認めており,後

(6)

Table 4 Comparison of Bayesian diagnostic probabili- ties of MRSA-lower respiratory tract infections be- tween Infection and Colonization based on ICT judg- ment

Baysian diagnosticprobability (%) ICT judgment

C B

A

61.5±28.8 62.3±25.4

59.0±20.6 Infection (n= 14)

36.9±19.8 40.2±20.4

41.5±19.4 Colonization (n= 26)

24.6 22.1

17.4 Difference ofmean (%)

(7.2― 37.1) (7.2― 37.1)

(4.1― 30.7) (95% CI)

0.003 0.005

0.015 P value

ICT:infection controlteam

Difference between infection and colnization determined by Stu- dent’ st-tset

A:① Fever+② MRSA> 106CFU/mL +③ Phagocytosis B:A +④ Serum albumin< 3.0g/dL

C:B +⑤ WBC > 15,000/μL

日 ICT により定着⇒感染に修正された.症例 2(診 断確率 22%)は基点日に MRSA のみが 6×10

5

認めら れており白血球数は正常であったが,主治医による VCM 投与により菌陰性化を認め,感染が否定できな い場合は感染と判断する,という現行の ICT 判定基 準に基づき,感染と判定された.症例 3(診断確率 22%)

は MSSA(6×10

6

)と MRSA(4×10

4

)が同時に分離 されており,VCM 投与により菌陰性化を認め,若干 ながらも酸素飽和度の改善を認めたため,同様の理由 で ICT により感染と判定された.症例 4(診断確率 21%)は喀痰塗抹染色でブドウ球菌を認めた時点で主 治医により直ちに TEIC が投与され,臨床所見や検査 データは改善も増悪もなかったが菌陰性化を認めたた め ICT により感染と判定された.基点の MRSA 定量 培養は 4×10

4

CFU! mL であり,緑膿菌(4×10

4

)と Brevibacterium(2×10

7

)が同時分離されていた.症例 2,3,4 は derivation cohort を対象とした前検討では MRSA の 起 炎 性 が indeterminate と 判 断 さ れ た グ ループと同様の病像であった.一方,定着群の 3 名で は 診 断 確 率 が 51% よ り 高 い 値 を 示 し た が(Fig. 2

▲),そ れ ぞ れ 慢 性 呼 吸 不 全(80%),末 期 腎 不 全

(79%),活動性肺結核を合併した白血病(75%)であ り,いずれも低アルブミン血症(LR+1.65)が診断確 率を引き上げる因子として考えられた.

感染群の解析条件 B での診断確率 51%(25 percen- tile 値)を cut-off とすると,ICT 判定に照合した Bayes 解析陽性的中率(PPV : positive predictive value)は 77%[10! (10+3)],陰性的中率(NPV : negative pre- dictive value)は 85%[23! (4+23)]であった.

検査の感度と特異度に基づく陽性 ! 陰性尤度比を用 いて目前の患者の診断確率を定める,という Bayes

解析による診断アプローチは我が国では比較的馴染み の薄い診断手法である.しかし,人工呼吸器関連肺炎

(ventilator-associated pneumonia : VAP)のように診 断確定手法が無い疾患,あるいは孤立性肺結節陰影の ような診断確定に侵襲的手技を要する疾患では,治療 による改善度や病理診断を参考に診断がほぼ確定した historical control(cohort)の臨床検査(因子)の尤 度比を用いて疾患(+)を定量的に推定する Bayes 解析による診断アプローチが報告されている

8)9)

.診断 確定を定義しにくい深在性真菌症においては診断基準 の大項目あるいは小項目を満たす項目数や組み合わせ によ り proven,probable,possible な ど の 定 性 的 診 断カテゴリーに分類するコンセンサス

11)

が発表されて いる.しかし,陽性を示した検査の数と陰性になった 検査の数を数えるという診断手法は,各種検査の感度 と特異度が同じである(尤度比が同じ)という前提に 立った考え方である

7)

.Clinical Pulmonary Infection Score(CPIS)

12)

は VAP 診断の一手法であり,各検査 項目に異なる weight を配分した半定量的診断法であ るが,分離菌に MRSA を含む VAP 診断における有 用性には検討の余地があることも報告されている

13)14)

. CPIS では, 臨床因子が陰性である場合に診断の確か らしさを減ずる定量的スコアが配分されていない こ とがその理由の一つであるかも知れない.

Bayes 解析では,各検査項目が陽性でも陰性でも,

全検査結果を診断確率に定量的に反映させることを可 能とするため,定性的あるいは CPIS のような半定量 的診断法に比較して,診断精度がより高いことが期待 される.疾患(+)の可能性は目前の患者において 0 か 1 しかあり得ず,0〜100% 間の任意の確率値で表 現できない,との考えがあるかも知れない.しかし,

診断確率は「このような年齢,臨床病態,検査所見を 有する目前の患者と同じ患者が 100 名いた場合,その うち何名が疾患(+)か」を問うことであり,このよ うな臨床疫学的アプローチは診断基準が明確でない感 染症の診断において有用であると思われる.

感染グループと定着グループでは,体温,白血球数,

MRSA 菌量および貪食像などの検査所見が両群では 有意な差異を認めており,日本感染症・化学療法学会 の提唱基準は的確であると考えられた.なお,valida- tion cohort においても人工呼吸器ケアを受けていた 患者の割合は感染群 50%,定着群 19% であり,統計 的有意差は認めず(p=0.33 : Fisherʼs exact probability test),この点に関しては derivation cohort と同じ結 果であった.

Validation cohort での診断確率は ICT による感染

群あるいは定着群との間で統計的にも有意な差を見出

す結果であった.ICT 判定と Bayes 解析のどちらが

(7)

正しいかを決定することはできないが,この結果は,

本臨床研究で提唱した診断チャートは,専門家不在の 医療機関においても MRSA 下気道感染の有無を客観 的に判別できる診断手法になり得ることを示唆する.

特に,Bayes 解析診断確率 51% を cut-off とした場合,

ICT 判定と照合した場合の NPV(85%)は PPV(77%)

よりも若干ながら高いため,本解析法は感染を肯定す るよりも「否定」することにおいてより有用であると 考えられる.MRSA 下気道感染と診断され抗 MRSA 薬による治療を受けた事例の治療効果判定に応用でき るとすれば,抗菌薬長期連用を防ぐ一助となると思わ れる.

ICT により感染と判定された検証群症例 2,3,4 は, 抗菌薬投与により MRSA が陰性化しており,臨 床経過と合わせ感染を完全には否定できない ,と言 う現行の施設内 ICT 判定基準により感染として振り 分けられた事例である.この 3 名を定着と判定すれば,

cut-off 値 51% で の NPV は 96%[(3+23) ! (4+23)]

となり,MRSA 定着と判断する診断特性は更に向上 する.症例 1 は Bayes 解析基点以降の臨床経過より 考えて,感染初期のデータを対象とした解析により診 断確率が低値を示したものと思われる.菌量が少ない,

あるいは貪食像がない場合でも患者診療による判断次 第では数日後の再検査で診断を再度検討する事が必要 であることを示唆する事例であった.症例 3 は MSSA

(6×10

6

)と MRSA(4×10

4

)の起炎性を判別するこ とは不可能であるため MRSA 下気道感染は否定でき ないが,診断確率値に関係なく臨床的には VCM 投与 が必要と思われる病態であった.また,下気道 MRSA が定着と判断されても時に菌血症を発症する場合もあ り,診断の確からしさを治療意思決定に常に用いるべ きではないと言う見解

11)

に示唆されるように,本解析 による定量的診断確率も治療意思決定における一つの 尺度として解釈すべきと考える.

今回の研究では derivation cohort と validation co- hort の感染と定着の割合に著明な差を認めるが(前 者で約 1 : 8,後者で約 1 : 2),validation cohort の患 者数が少ないことに加え,ICT 定義による判定に準 拠して患者群を 定着 または 感染 に二分したこ とが要因である.しかし,実際には,上述(症例 2,3,

4)のように ICT 基準で感染と判定されたものの,感 染である確率は低く,臨床的にも定着である可能性が 高い患者の存在を考慮すると,検証群における定着患 者の割合は実際にはより多いと考えられる.また,検 証群では,感染と判定された患者において胸部浸潤影 を認める率が定着群に比して有意(p=0.04)に高かっ たことを考慮すると,今後は,① MRSA が検出され,

②新たな肺浸潤影が出現した患者,の二項目を満たす

患者について本解析を行うことにより,下気道感染で はなく MRSA 肺炎 の診断について臨床疫学的診 断が可能と思われる.なお,validation cohort の細菌 学的検査では,感染群,定着群共に 7 割程度の患者が MRSA 以外の菌種が喀痰より同時に分離されていた.

緑膿菌が同時分離された事例は感染群 1 名(11%)で あるのに対し定着群では 6 名(30%)であり,カンジ ダは定着群のみ 5 名(26%)であった(データ未提示).

同時分離される菌種が感染と定着を判別する参照にな る可能性もあるが,この点は今後の検討課題であると 考える.

70 の臨床研究を解析した systemic review により,

実際に診療支援としての機能を発揮する clinical deci- sion support system の条件として,1)実臨床の範囲 内で機能する,2)診療方針に具体的助言を与える,

3)臨床現場で必要時に意思決定ができる,4)時間や 労力を要しない computer-based である,の 4 項目が 挙げられている

15)

.PPV および NPV を含む本診断法 の妥当性についてはより多数の validation cohort に ついて検証を重ねることが必要であるが,今回の解析 結果に示したように,本診断法が感染と定着を的確に 判別できている事を考えると,結合尤度比(Fig. 1)

を臨床的 parameter の組み合わせに応じた確率値に 変換したチャートを作成することにより,上記の 4 条 件を備えた実用性のある診療支援システムとして活用 できると思われる.また,Burgmann らは,VAP 気 道検体 Gram 染色所見から想定される各種菌種別に,

自施設の local sensitivity を事前確率として解析に加 え,菌種および感受性判明以前の empiric therapy の 適正度を尤度として推定する事について報告してい る

16)

.今回の研究は MRSA のみを対象として下気道 感染起炎性の判断に焦点をあてたものであるが,この 報告を参照すれば,感染と定着の判別に限らず,Bayes 解析は肺炎を含む下気道感染症患者の気道検体グラム 染色所見に基づく empiric therapy の更なる適正化を 図る臨床的解析を可能とすることも期待できる.

謝 辞:本 研 究 は 科 学 研 究 費 補 助 金―基 礎 研 究 C 20591204(代表青木洋介)―の支援により実施した.

利益相反:該当事項なし

文 献

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7.

(9)

Quantitative Bayesian Diagnosis Developed for Lower Respiratory Tract Infections Due to Methicillin-resistant Staphylococcus aureus

Masaki NAGATA

1)

, Yosuke AOKI

2)

, Mami FUKUOKA

2)

, Yukiko MIHARA

2)

, Hiroki MAGARIBUCHI

2)

, Hiroshi MIYAMOTO

1)

, Koji KUSABA

3)

& Zenzo NAGASAWA

3)

1)

Division of Microbiology, Department of Pathology and Microbiology, Faculty of Medicine, Saga University,

2)

Division of Infection Control and Prevention and

3)

Clinical Laboratory of Microbiology, Saga University Hospital

Using quantitative Bayesian analysis as a clinical epidemiological approach, we developed a diagnosis for lower respiratory tract infection (LRTI) due to Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA).

We retrospectively reviewed the charts of 181 subjects―a derivation cohort-with MRSA retrieved from lower respiratory specimens June 2006 to March 2008. Dividing them into infection or colonization (no infec- tion) groups, we compared them for the presence or absence of clinical parameters, including fever >38℃, MRSA >10

6

CFU (colony-forming units)! mL, phagocytosis on Gram staining, serum albumin <3.0g! dL, and peripheral WBC count >15,000 ! mL. We them determined positive and negative likelihood ratios (LR+, LR−) for these parameters to quantify MRSA-LRTI diagnostic probability based on combined likelihood ra- tios (Bayesian analysis).

We then determined Bayesian MRSA-LRTI diagnostic probabilities (BDPs) in 40 subjects with respira- tory MRSA―a validation cohort-from May 2008 to October 2008 clinically judged with either infection (n=

14) or colonization (n=26) by infection control personnel (ICP) blinded to the test (parameter LR+ and

LR−). BDPs (mean SD) quantified by combining the four parameters-fever, MRSA CFU, phagocytosis,

and serum albumin-were 62.3 25.4% for 14 judged with infection, and 40.2%±20.4% for 26 patients judged

with colonization (p=0.005). Using a diagnostic probability of 51% as the cut off, we compared positive and

negative predictive Bayesian diagnoses ICP judgment, i.c., 77% vs. 85%. The Bayesian approach proved use-

ful in quantitatively diagnosing infectious disease such as MRSA-LRTI that lack established diagnostic, and

may aid physicians in deciding the need for specific antimicrobial therapy.

Tabl e 1 Di agnos t i c c at egor y  and  der i vat i on  c ohor t bas ed  on  r et r os pec t i ve  c har t r e- e-vi ew  bas ed  on  MRSA  r ec over ed  f r om  r es pi r at or y  s pec i mens ( J une  2006― Mar c h  2008; n= 222)
Tabl e 2 Demogr aphi c vs . c l i ni c al s ubj ec t s ummar i es i n  der i vat i on  c ohor t
Tabl e 3 Cl i ni c al par amet er s ens i t i vi t y, s pec i f i c i t y, and  l i kel i hood  r at i os f or quant i t at i ve  di agnos i s of l ower r es pi r at or y  t r ac t i nf ec t i on  by  MRSA Odds r at i oLR (- )‡LR (+ )†Specificity (%)Sensit
Tabl e 4 Compar i s on of  Bayes i an di agnos t i c  pr obabi l i - -t i es  of  MRSA- l ower  r es pi r at or y t r ac t  i nf ec t i ons   be-t ween I nf ec t i on and Col oni zat i on bas ed on I CT j  udg-ment

参照

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We estimate the standard bivariate ordered probit BOP and zero-inflated bivariate ordered probit regression models for smoking and chewing tobacco and report estimation results

1991 年 10 月  桃山学院大学経営学部専任講師 1997 年  4 月  桃山学院大学経営学部助教授 2003 年  4 月  桃山学院大学経営学部教授(〜現在) 2008 年  4

藤田 烈 1) ,坂木晴世 2) ,高野八百子 3) ,渡邉都喜子 4) ,黒須一見 5) ,清水潤三 6) , 佐和章弘 7) ,中村ゆかり 8) ,窪田志穂 9) ,佐々木顕子 10)

[r]