細菌検査の業務:病原菌検査から病院関連感染防止へ
山 口 逸 弘 上 硲 俊 法
近畿大学医学部附属病院 中央臨床検査部 同 臨床検査医学部
は じ め に
近年,感染症は古典的な伝染病から高齢者,各種 基礎疾患を有する者,抵抗力が減少した者に起こる 日和見感染症などの宿主側の要因に左右される難治 性感染症へと移行し,大きく変貌して来ている.病 院は多様な病原体が集まりやすく,薬剤耐性菌が多 く生息しており感染症が発生しやすい危険な場所で ある.この事は病院における様々な感染症のアウト ブレイクが常態であるとして,常に様々なレベルで の監視が必要である事を示している.
当院が開院して間もない昭和50年代は院内感染の 概念はあったが感染対策の組織はなく,細菌検査室 の業務は病原菌検索が主なものであった.現在の細 菌検査業務はこの様な従来からの業務以外に,病院 環境の細菌調査や患者の監視培養,病棟内のアウト ブレイク監視など院内感染情報集計が加わり,業務 内容が多彩になっている.本論文において新たな細 菌 検 査 室 業 務 の う ち 医 療 関 連 感 染 (healthcare- associated infections) に関わる問題と,その感染 対策としての近畿大学医学部附属病院中央臨床検査 部細菌検査室の取り組みについて紹介する.
■当院における感染対策組織の紹介―感染対策のシ ステム化―
院内感染を制御するには病院全体としての取り組 みが要求される.当院においては病院長を中心とし た院内感染防止対策委員会と安全管理部感染対策室 がその役割を担っている (図1).
院内感染防止対策委員会の構成メンバーは病院各 部門における責任者および感染症専門医師からな る.具体的には病院長以下感染症専門医師,看護部,
検査部,薬剤部,中央放射線部,栄養部,事務部な どの責任者がコアメンバーとなり,感染対策におけ る最終決定機関としての機能を有している.
安全管理部感染対策室の構成員は,感染症専門医 1名,感染管理認定看護師1名からなり,その下に 感染対策チーム (ICT:Infection Control Team) とリンクナースが実働部隊として動く.ICT は感染 対策室の2名のほかに医師3名,看護師1名,細菌 検査技師2名,薬剤師2名,医事課や病院物流課の 事務担当者各1名など,職種横断的に構成されてい る.
ICT の活動としては,サーベランスの実施,院内 感染発生時の対応,個々の感染症について主治医と 相談して治療を進めるインターベンション,感染症 患者発生時に周囲への感染防止,院内感染の教育と 啓蒙,感染対策マニュアルの作成と改訂など非常に 多岐にわたる .
■細菌検査室の院内感染対策への取り組み 1. 院内感染情報集計
細菌検査室では日常検査とは別に,院内感染情報 を定期的あるいはリアルタイムに集計を行なってい る.内容について表1に示す.これらは院内感染防 止委員会,感染対策室,リンクナース委員会,各病 棟へ定期的に配布し,情報の共有化を計ると共に,
図 病院内の感染対策組織
表 細菌検査室による院内感染対策用集計内容
・病棟検出菌週報・月報
・耐性菌検出週報
・MRSA 分離状況・月報
・血液培養陽性リスト・月報
・血管内留置カテーテル培養陽性リスト・月報
・緑膿菌分離患者リスト・月報
・耐性菌分離患者リスト・月報
・インフルエンザ抗原検査状況・週報,インフルエ ンザ陽性患者リスト
・新規 MRSA 検出患者リスト・週報
ICT 院内ラウンドにおける感染源抽出用としても 集計内容を活用している.
2. ICT チームへの参画
細菌検査室より ICT チームとして2名の臨床検 査技師が参加している.細菌検査室より院内ラウン ド対象患者 (病棟) の選定を行なっている (表2).
さらに,週一回の院内ラウンドにも同行している.
その他にリンクナース委員として1名,院内感染防 止委員会にも細菌検査室より毎月の感染状況につい て報告を行なっている.
■院内感染として問題となる細菌
病院内で感染症を引き起こす原因微生物は主に細 菌である.病院内では多くの患者が様々な抗菌薬を 用いられており,細菌は自然淘汰の圧力を受けてい る.このような細菌にとって厳しい環境である医療 施設内で適応した菌は,薬剤耐性菌として院内に常 在していると認識せねばならない.これらの菌は健 常者の免疫力があれば感染症を起こさないような弱 毒菌が大部分である.しかし,他の基礎疾患や免疫 抑制剤投与などにより感染への抵抗力が低下した患 者や血管内カテーテルや手術などの医療行為を受け 体内に細菌が侵入する可能性が多い患者では様々な 細菌感染症のリスクが高い.
現在,病院内で問題となる菌としては,薬液や湿 潤 環 境 を 経 由 し た 伝 播 が 特 に 問 題 と な る
Pseudomonas aeruginosaや Serratia marcescens
な どに代表される親水性グラム陰性桿菌,乾燥表面を 経由し伝播する Methicillin-resistant Staphylococ-cus aureus
(M RSA) や Vancomycin Resistant Enterococci (VRE) などのグラム陽性菌が特に重要視されている.
1)
Serratia marcescens
(セラチア菌)別 名 霊 菌 と 呼 ば れ,腸 内 細 菌 科 (Family
Enterobacteriaceae
) に属するグラム陰性桿菌であ る.通性嫌気性でブドウ糖を発酵して酸とガスを産生する.環境中にもいる雑菌の一つで,以前は臨床 分離株の多くが赤色や橙色の色素を産生したが,現 在は色素を産生する株はごく少数分離されるのみで ある.
セラチア菌による集団感染は新聞やテレビで取り 上げられ,中心静脈カテーテル (CVC) 管理方法の 見直しが求められ,多くの病院で CVC 管理のマニ ュアルが作成されるようになって来ている .当院に おいても過去に血流感染のアウトブレイクを経験し ている.
多剤耐性セラチアは,Cefotaxime (CTX),Ceft- azidime (CAZ),Latamoxef (LMOX),セフミノ クス (CMNX),Imipenem (IPM) などに広範な 耐性を示すのみならず,Amikacin (AMK) などの アミノ配当 体 系 抗 生 物 質 や,合 成 抗 菌 薬 で あ る Levofloxac i n (L V F X) や C i p r o f l o x a c i n (CPFX) などのフルオロキノロン系抗菌薬にも耐 性を示すものがあり,メタロ‑β‑ラクタマーゼの産 生も関与しており注意が必要と思われる.喀痰や尿 などからのセラチアの分離数や分離率が急に増加し た場合および血液や血管内留置カテーテルなどの臨 床材料からセラチアが散発的に分離される場合は ICT による院内ラウンドにより原因の調査と感染 対策が必要である.
2)
Pseudomonas aeruginosa
(緑膿菌)グラム陰性好気性桿菌に属する細菌の一種で,ブ ドウ糖を酸化的に分解し,嫌気的には分解しないブ ドウ糖非発酵菌である.緑膿菌は複数の色素を産生 する性質を持つ.緑色色素であるピオシアニン,蛍 光性の黄緑色のピオベルジン (フルオレシン),赤 色のピオルビン,黒褐色のピオメラニンなど少なく とも4種類の色素を産生する.「緑膿菌」という和名 は,本菌が傷口に感染 (創傷感染) したときに,し ばしば緑色の膿が見られることから名付けられた.
市井において外傷感染や眼科領域感染などを起因 することがあるが,通常は無害な環境常在菌である.
しかし,病院内の易感染患者においては手術部位感 染,血流感染,呼吸器感染,尿路感染などの起因菌 として重要な病院内感染菌である.洗面台,浴槽,
呼吸器系装置など湿潤な環境や器具から検出され,
病院内に定着している.
近 年,多 剤 耐 性 緑 膿 菌 (multi-drug resistant
Pseudomonas aeruginosa
:MDRP) が報告され注目されている.本菌は,カルバペネム系,アミノ配 糖体系,フルオロキノロン系抗菌薬のすべてに耐性 を示す細菌であり,その治療は困難となる.また,
メタロ β‑ラクタマーゼ (後述) を産出してカルバ ペネムや第三世代セフェム薬に耐性を示す場合も報 表 ICT 院内ラウンド対象患者の選定基準
1) 血液培養陽性症例
2) 血管内留置カテーテル先端培養陽性症例 3) 新規に薬剤耐性菌が検出された症例および病棟
(MRSA,VRE,MDRP,ESBL 産性菌,MBL 産性菌等)
4) 週報により頻回抽出され,治療が良好でないと 思われる感染症例
5) 長期間の抗 MRSA 薬投与症例
6) 細菌検査室の各パートにて注意が必要であると 思われた症例
(Clostridium difficile抗原頻回陽性,培養検査 頻回提出等)
告されている .
3) M ethicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)
Staphylococcus aureus
(黄色ブドウ球菌) は通性 嫌気性のグラム陽性球菌で高濃度 (10%) の食塩存 在下でも増殖が可能であり,カタラーゼ活性,ブド ウ糖発酵性を持つなどの生化学的特徴を持つ.また,コアグラーゼと呼ばれるウサギ血漿を凝集させる酵 素を産生する.
MRSA とは,抗生物質 Methicillin に対する薬剤 耐性を獲得した黄色ブドウ球菌のことで,従来のペ ニシリン耐性ブドウ球菌とは異なり,β‑ラクタム剤 が 結 合 で き な い ペ プ チ ド グ リ カ ン 合 成 酵 素 (PBP2ʼ) を作ることで β‑ラクタム剤への耐性を獲 得した菌である.
MRSA による院内感染の増加は深刻な問題とし て広く認識されている.院内における感染伝播にお いて MRSA の保菌者が重要なリザーバの役割を果 たしていることが示されてきた.米国病院疫学学会 (SHEA) のガイドラインでは保菌者である可能性 の高い患者の入院時や,細菌検査にて高頻度に検出 された施設では,積極的監視培養 (active surveil- lance culture) を行なうべきであるとし,保菌者で ある可能性が高い入院中の患者については定期的 (たとえば毎週) 監視培養を行なうべきであるとし ている .監視培養用の検体採取部位は鼻前庭を必ず 含めることとされている.咽頭培養や直腸周囲・会 陰部で行なう場合は,鼻前庭を含めた検体採取を勧 告している.細菌学的に早期に保菌者を検出し接触 予防策を強化することで伝播防止が可能になると考 えられるので,監視培養により感染拡大のリザーバ を突き止め接触予防策を用いた感染防止を行なうこ とが不可欠である.
4) Vancomycin Resistant Enterococci:バ ン コ マイシン耐性腸球菌 (VRE)
腸球菌 (
Enterococcus
属) は,通性嫌気性でグラ ム陽性の連鎖球菌であり,カタラーゼ非生産でエス クリンの加水分解能を持つ.健康な人間の腸内から 一 般 的 に 検 出 さ れ 主 な 種 と し てE.faecalis,E.
faecium, E.avium, E.casseliflavus, E.gallinarum,
E.flavescens
などがある .VRE は Vancomycin に対する薬剤耐性を獲得し た腸球菌のことで,VRE として臨床上問題とされ,
院内感染対策の対象となっているのは,vanAまた は
vanB
遺伝子を保有する腸球菌である .VRE は 海外と比較して国内での分離頻度は非常に低いため 院内感染対策マニュアルは作成されているが,積極 的な監視培養は実施されていないのが現状である.保菌者の多くは VRE が腸管に定着しており,その 多くが糞便中に高濃度に含まれる.従って,VRE を 含む便により環境汚染が広がらないようにすること が重要で,日常の標準予防策および VRE 保菌者を 早期に発見報告することが拡散防止のポイントであ る.
5)
Clostridium difficile
クロストリジウム属は偏性嫌気性で芽胞を形成す るグラム陽性の桿菌である.ヒトに対する病原性を 有するものも知られており,中でも破傷風菌 (
C.
tetani) やボツリヌス菌 ( C.botulinum) などは強
力な神経毒を産生し,ウェ ル シ ュ 菌 (C.perfrin- gens) は重篤なガス壊疽を起こす.
C.difficileは抗菌薬関連下痢症の主な原因であ
り,また偽膜性大腸炎の唯一の起因菌でもある.C.difficileはトキシンAとトキシンBという2種類の
毒素を産生し,芽胞を形成する嫌気性のグラム陽性 桿菌である .C.difficileの栄養細胞は環境中にて 最低24時間生存し,芽胞に至っては5ケ月近くも生 存するため,医療従事者の手や環境表面を通して感 染する.病院内感染として注意すべき菌で患者が発生した 場合,アルコール性手指消毒薬では芽胞または微生 物を除去することができないため,シンクでの石鹼 と流水での手洗いがより効果的である.また,塩素 系消毒薬を用いての環境清掃の強化も場合により必 要となる.C.difficile院内感染予防対策として多く の施設で有効であったと報告されているのは抗菌薬 の処方制限で,セフェム系,広域ペニシリン系,ク リンダマイシン,フルオロキノロン系抗菌薬などの 長期投与をしないことが重要である.
■注意すべき耐性菌
① β‑ラクタマーゼ産生菌
β‑ラクタマーゼは βラクタム薬 (ペニシリン系,
セフェム系) を分解する酵素で細菌は β‑ラクタマ ーゼ活性を持つことにより βラクタムの薬に耐性 になる .β‑ラクタマーゼ遺伝子は染色体性ある いはプラスミド性に伝達することが言われている.
β‑ラクタマーゼは,クラスA〜D型の4つに分類さ れる (Amblerの分類,クラスA;ペニシリン系を 分解するもの,クラスB;カルバペネム系を分解す るもの,クラスC;セファロスポリン系を分解する もの,クラスD;オキサシリン系を分解するもの).
β‑ラクタマーゼ産生菌は β‑ラクタマーゼ阻害剤 で あ る Culavulanic acid (CVA) や Sulbactam (SBT) によって阻害されるのが特徴であり,一部 の抗菌剤はこれらの阻害剤を合剤としている.
これらのうち,プラスミド伝達性のペニシリナー
ゼであるクラスA型 β‑ラクタマーゼのアミノ酸配 列の一部が変異することで,第3世代セフェム薬で あ る Cefotaxime (CTX) ま た は Ceftazidime (CAZ) を効率良く分解するようになった変異型の β‑ラクタマーゼを基質特異性拡張型 βラクタマー ゼ Extended-spectrum beta‑lactamases (ESBLs) と呼ぶ.ESBLsは今日の院内感染対策の大きなター ゲットの1つである.
ESBL 遺伝子は,菌から菌へと伝達する能力を持 った R‑因子 (R‑プラスミド) によって運ばれてい る場合が多く,これまでに
Klebsiella pneumoniae
以外にEscherichia coli,Citrobacter spp.,Serratia
spp.,Enterobacter spp.などの腸内細菌から広く見つかっている.
ESBLs産生菌は,第3 世 代 セ フ ェ ム 薬 で あ る CTX,CAZ などに耐性を示すが,一般的にセファマ イシン系やカルバペネム系抗菌薬には感受性を示 す.
W ‑Disk 法 に て 確 認 し た ESBLs産 生 の
E.coli
を図2に示す.W-Disk 法はディスク拡散法を用い 培 地 の 中 心 に Amoxicillin/Culavulanic acid (CVA/AMPC) デ ィ ス ク を 配 置 し そ の 周 囲 に CAZ,CTX,CPDX,Cefpirome (CPR),Cefoper- azoen/sulbactam (S/C) を配置する.図2の赤矢 印のように (CVA/AMPC) と各ディスクの間に阻 止円の伸延や阻止帯の形成が認められるのは,CVA により β‑ラクタマーゼが阻害されているためであ る.クラスB型の βラクタマーゼはメタロ βラクタ マーゼ (MBL) とも呼ばれる.これはカルバペネム 系に耐性を示す βラクタマーゼであり,加えて広範 囲の βラクタム薬に耐性を示し,ESBLsよりも臨 床的な危険度が高いと理解されている .
図3はメルカプト酢酸ナトリウム (SMA) によ る阻害試験を実施した MBL 産生の
P.aeruginosa
を示す.中央に SMA ディスクを配置し,その周囲に CAZ,IPM ディスクを配置する.MBL は活性中心 に亜鉛を有し,SMA は MBL の活性中心にある亜 鉛と活性水分子に作用し,その活性を失わせる.SMA と CAZ,IPM の間に阻止帯の形成 (赤矢印) が認められる.
■当院における細菌の分離状況
当院において2008年の1年間に各種材料より分離 された菌種について表3に示す.この様な集計は,
年報として毎年報告しており,病院における感染対 策の資料に用いられている.
下気道材料 (喀痰等) よりの分離菌種について比 較すると,外来からの検 体 か ら
Haemophilus in- fluenzae
,Streptococcus pneumoniae
,Branhamella catarrhalis
が 多 く 分 離 さ れ,入 院 で は MRSA,Stenotrophomonas maltophilia,Acinetobacter baumannii
(calcoaceticus), Serratia marcescens
などの病院感染の原因となる菌種が検出されていた.
尿検体は
E.coli,Enterococcus faecalis
が多く分離 されており外来と入院の菌種に差はあまり認められ な か っ た.外 来 の 便 か ら の 分 離 菌 と し て はCampylobacter jejuni, Pathogenic Escherichia coli,
Salmonella sp.
の腸管系の病原菌が分離されたが,入院検体からは MRSA,P.aeruginosa,
C.difficile
が多く検出された.入院は外来と比べ依頼数が多く菌の検出頻度も高 い.入院患者の感染管理は細菌検査その主たる業務 と言える.入院材料の検査目的は監視培養や菌叢把 握が多いので,感染症としての検出ではなく保菌状 態での検出が多く含まれている.例えば,入院便よ り最も多く分離された MRSA については MRSA 図 MBL 産生のP. aeruginosa
図 ESBLs産生のEscherichia coli
腸炎の起因菌として分離された例もあるが大部分は 保菌として検出されたものであり,年報のデータを 読むときに注意すべき点である.
■今後の細菌検査
細菌検査室は,感染症の診断のみならず感染制御 の点からも病院のコアとなる部門である.特に院内 感染を最初に発見・通報する場所は細菌検査室であ ると考えると時には収益を度外視した対応をとる必 要もある.
現在,当院の細菌検査は自動機器による細菌の同
定・薬剤感受性検査や抗酸菌同定において遺伝子解 析を一部導入しているが,基本的には分離培地を用 いた用手法が主流である.
今後は当院の細菌検査室においても検査材料から の遺伝子解析が行なわれ,原因微生物の同定・毒素 の検出・薬剤耐性遺伝子などをより正確に,より迅 速に検出する方向へ進化している.
文 献
1. 丸山久美子,藤井裕史,高橋利弘,伊藤清隆(2007)ICT 表 2008年1月から12月に分離された菌の材料別順位
順位 下気道材料(入院) 分離数 順位 下気道材料(外来) 分離数
1 Pseudomonas aeruginosa 561 1 Pseudomonas aeruginosa 71
2 Staphylococcus aureus(MRSA) 543 2 Haemophilus influenzae 56
3 Stenotrophomonas maltophilia 148 3 Streptococcus pneumoniae(PSSP) 21
4 Staphylococcus aureus(MSSA) 139 4 Branhamella catarrhalis 19
5 Candida albicans 128 5 Candida albicans 17
6 Klebsiella pneumoniae 102 5 Streptococcus pneumoniae(PISP) 17
7 Acinetobacter baumannii(calcoaceticus) 84 7 Staphylococcus aureus(MRSA) 16
8 Haemophilus influenzae 79 7 Staphylococcus aureus(MSSA) 16
9 Serratia marcescens 71 9 Klebsiella pneumoniae 8
9 Escherichia coli 71 10Aspergillus sp. 6
その他 489 その他 41
合計/検体数 2415/2751 合計/検体数 288/834
順位 尿(入院) 分離数 順位 尿(外来) 分離数
1 Escherichia coli 212 1 Escherichia coli 74
2 Enterococcus faecalis 136 2 Enterococcus faecalis 23
3 Pseudomonas aeruginosa 98 3 Klebsiella pneumoniae 12
4 Staphylococcus aureus(MRSA) 45 4 Pseudomonas aeruginosa 8
5 Candida albicans 44 5 α‑streptococci 6
6 Klebsiella pneumoniae 43 5 Enterococcus faecium 6
7 Enterococcus faecium 38 5 Staphylococcus aureus(MRSA) 6
8 Enterobacter cloacae 37 8 Corynebacterium sp. 5
9 Coagulase Negative Staphylococcus(MR) 28 9 Streptococcus agalactiae 4 10 α‑streptococci 26 10Staphylococcus aureus(MSSA) 3
その他 255 その他 31
合計/検体数 962/1637 合計/検体数 178/291
順位 便(入院) 分離数 順位 便(外来) 分離数
1 Staphylococcus aureus(MRSA) 171 1 Campylobacter jejuni 17
2 Pseudomonas aeruginosa 26 2 Pathogenic Escherichia coli疑い 7
3 Staphylococcus aureus(MSSA) 21 3 Salmonella sp. 5
4 Clostridium difficile 19 4 Staphylococcus aureus(MRSA) 2
5 Candida albicans 9 4 Klebsiella oxytoca 2
6 Streptococcus agalactiae 8 5 Streptococcus agalactiae 1
6 Klebsiella oxytoca 8 5 Staphylococcus aureus(MSSA) 1
8 Campylobacter jejuni 6 5 Aeromonas sobria 1
8 Candida sp. 4
10Enterobacter cloacae 3
その他 21
合計/検体数 296/1809 合計/検体数 36/242
の病棟巡視の効果について―MRSA 検出患者を中心に―.
日環境感染会誌 22:193‑196
2. 岩谷 昭,中川沙織,種池郁恵(2003)セラチア感染と輸 液投与時の衛生管理.新潟医会誌 1:469‑478
3. 宮崎博章(2008)抗菌薬制限下における緑膿菌の薬剤感受 性の推移.感染症誌 82:6‑13
4. 池田 恵,堀 賢(2008)多剤耐性緑膿菌.INFECTION CONTROL : 24
5. 佐田榮司,中川由香(2005)MRSA 院内感染予防―最近 の動き.愛媛医技大紀 2:37‑41
6. 山口逸弘,古田 格,飯森真幸,大場康寛(1994)臨床材 料より分離されたE.casseliflavus,E.mundtii,およびE.
gallinarumについての臨床細菌学的検討.日臨微生物誌
4:9‑16
7. 池 康嘉(2007)バンコマイシン耐性腸球菌(VRE).モ ダンメディア 53:6‑13
8. 加藤はる,加藤直樹(2002)Clostridium difficile感染症 と細菌学的検査.日臨微生物誌 12:115‑122
9. 戸田宏文,宇都宮孝治,佐藤かおり,山口逸弘,内藤昭智,
上硲俊法(2009)臨床検体を用いた TOX A/B QUIK CHEK「ニッスイ」の評価.医学検査 58:938‑942 10. 石 井 良 和(2007)基 質 特 異 性 拡 張 型 βラ ク タ マ ー ゼ
(ESBL)産生菌.モダンメディア 53:8‑14
11. Depardieu F,Poglajen I,Leclercq R (2006)Modes and modulations of antibiotic resistance gene expression.
Clin Microbiol Rev 20: 79‑114
12. 平潟洋一,柳原克紀,松田淳一,泉川公一,山口敏行,竹 村 弘,田中宏典,吉田良滋,青木志保,近藤 晃,山本和 子,賀来満夫,山口惠三,河野茂長(2008)長崎大学医学部・
歯学部附属病院検査部におけるメタロ‑β‑ラクタマーゼの 検出法と1991年から2005年の15年間におけるメタロ‑β‑ラ クタマーゼ産生菌の分離状況.感染症誌 82:285‑291 13. 三澤成毅,小栗豊子,中村文子,田部陽子,近藤成美,三
宅一徳,三宅紀子,猪狩 淳,大坂顯通(2007)臨床材料か らのメタロ βラクタマーゼ産生グラム陰性桿菌の検出状 況と薬剤感受性.日化療会誌 55:211‑219