JP5801895B2

JP5801895B2 - 全身性炎症反応症候群を伴わない術後感染症の検出方法

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Publication number: JP5801895B2
Application number: JP2013529000A
Authority: JP
Inventors: 遠藤　重厚; 重厚遠藤; 康雄福井
Original assignee: LSI Medience Corp
Current assignee: LSI Medience Corp
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2032-08-10
Also published as: WO2013024798A1; EP2743701A1; CN103733068A; ES2578160T3; EP2743701A4; JPWO2013024798A1; US20140212894A1; KR20140057316A; EP2743701B1; CN103733068B; US9506923B2

Description

本発明は、術後感染症を診断する方法と、該方法を実施するキットに関する。

手術は、医療技術発達に伴い外科をはじめとするさまざまな分野で行われているが、術後感染症はそのリスクとして注目されている。
外科領域の感染症は術前／術後の周術期で発生する。具体的に、術前の場合には腹膜炎（腹腔内膿瘍）、重症膵炎、腸管虚血の重篤化が知られている。また、術後の場合には腹腔内膿瘍、カテーテル感染、肺炎、尿路感染が知られている。術後感染症は、重篤度が高く、治療法の早期決定のために、迅速且つ精度良く診断する必要がある。

術後感染の診断には、現在、血液培養、白血球数、体温、画像診断、全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）の持続期間、Ｃ反応性タンパク質（ＣＲＰ）値などの血液生化学所見等を指標とされている。このうち、血液培養は感染症に対し陽性率が低く、検査結果も判明するまでに３〜７日を要するため、治療に反映しにくいのが現状である（非特許文献１）。また、手術直後に発熱、白血球数、ＣＲＰ値の上昇を認めるのは当然の結果であり、これらも特異的な指標ではない（非特許文献２）。ＳＩＲＳ陽性項目数は、項目増により多臓器不全移行リスクが増加することも知られているが、手術侵襲で持続期間が変動（約１〜３日間）するなど、感染に対し特異的なマーカーではない。その他、最近では細菌性感染症マーカーとしてプロカルシトニン（ＰＣＴ）が広く使われつつあるが、このマーカーは、感染を伴わない侵襲度の高い外傷でも血中濃度が上昇し、感染症診断において偽陽性を示す事が知られている（非特許文献３）。
以上のように、未だ、術後感染症の診断に有効なマーカーの報告はなく、医師は術後感染症の診断に苦慮しているのが実情であり、そのようなマーカーの発見が切望されている。

ＪＡＭＡ．１９９５；２７３（２）：１１７−１２３診断と治療．２００８；９６（１）：６１−６６ＳｗｉｓｓＭｅｄＷｋｌｙ．２００５；１３５（３１−３２）：４５１−４６０

術後感染症が疑われた後、それに対する適切な治療方針を迅速に決定することが求められている。本発明の課題は、術後感染症の診断に有効なマーカーを提供することにある。

前記課題の解決手段を鋭意探求する中で、本発明者は、術後感染症が疑われた際に、試料中のｓＣＤ１４−ＳＴを測定することにより、手術（外傷）の影響を受けることなく感染に対し反応する特異的なマーカーであり、その測定値あるいは程度から、術後感染症を検出できることを発見し、本発明を完成した。

本発明は、
（１）試料中のｓＣＤ１４−ＳＴを測定することを特徴とする、術後感染症の検出方法、
（２）術後感染症が疑われる患者又は術後感染症患者から採取した試料中のｓＣＤ１４−ＳＴを測定する工程、及びｓＣＤ１４−ＳＴ値が非感染者と比較して高値である場合に術後感染症であると判断する工程を含む、術後感染症の検出方法、
（３）前記判断工程において、ｓＣＤ１４−ＳＴ値と予め決定した閾値とを比較する、請求項２に記載の方法、
（４）該ｓＣＤ１４−ＳＴを免疫学的測定方法で測定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法、
（５）術後感染症を検出するキットであって、（ａ）ｓＣＤ１４−ＳＴに特異的な抗体、（ｂ）試料中のｓＣＤ１４−ＳＴの量と術後感染症との相関を示す標準データ、（ｃ）取扱説明書を含む、該キット
に関する。

本明細書において「ヒトｓＣＤ１４−ＳＴ」（別称としてプレセプシン（登録商標）ともいう）とは、特許第４０４０６６６号明細書に記載の「第１の態様の可溶性ＣＤ１４抗原」を意味し、より具体的には、下記の１）〜３）の性質を有する可溶性ＣＤ１４抗原である。
１）非還元条件下ＳＤＳ−ＰＡＧＥでは、分子量１３±２ｋＤａ、
２）Ｎ末端配列に配列番号１のアミノ酸配列を有する、及び
３）配列番号２に記載の１６アミノ酸残基からなるペプチドを抗原として作製した抗体に特異的に結合する。

配列番号１：
Thr Thr Pro Glu Pro Cys Glu Leu Asp Asp Glu
1 5 10
配列番号２：
Arg Val Asp Ala Asp Ala Asp Pro Arg Gln Tyr Ala Asp Thr Val Lys
1 5 10 15

本明細書における「感染」とは、細菌、真菌、寄生虫、またはウイルスなどの感染が挙げられる。
感染の存在を確認する方法としては、特に限定するものではないが、一般的に行われている血液培養の他に遺伝子同定法（ＰＣＲ、ＲＰ−ＰＣＲなど）、画像診断、超音波診断、内視鏡検査、生検などが挙げられる（Am J Infect Control 1988;16:128-140）。

本明細書における「術後感染症」とは、術後に発症した感染症を総称し、手術およびそれに必要な補助療法による全ての感染症をいう。従って、病変が手術操作部位に関連したものや関連しないもの、あるいは局所的・全身的なもの全てが含まれる。また、退院後に発症したものや他院で施行されたものであっても、それが手術に関連した部位あるいは治療によって引き起こされたものであれば、これに含まれる。

「術後感染症」に関するガイドライン（GUIDELINE FOR PREVENTION OF SURGICAL SITE INFECTION, 1999）はアメリカ疾病予防局（Center for Disease Control and Prevention、以下ＣＤＣ）より公開されており、診断基準・手術・治療・予防などが示されている（INFECTION CONTROL AND HOSPITAL EPIDEMIOLOGY 1999;20(4):247-278）。また、この中で、近年、アメリカ合衆国では、年間手術症例は、２７００万件であり、ＣＤＣの院内感染調査機構（National Nosocomial Infections Surveillance、以下ＮＮＩＳ）システムは１９７０年に設立され、急性期病院での院内感染の調査を行っていることが記載されている。ＮＮＩＳシステムのレポートによると、手術部位感染（Surgical Site Infection、以下ＳＳＩ）は院内感染の原因の第三位であり、入院患者の１４〜１６％を占めており、１９８６〜１９９６年の間、ＮＮＩＳシステムでの病院で行われた５９万３千３百４４件の手術において、１５５２３件のＳＳＩが報告されている（ＣＤＣ、未公表データ）。手術患者の院内感染の中では、ＳＳＩが３８％と最も多く、ＳＳＩのうち、２／３は創部感染、１／３は手術に関係した臓器／体腔感染である。院内ＳＳＩを持った患者が死亡した場合、死亡の７７％は感染に関係しており、その大半（９３％）の患者は手術に関係した臓器／体腔を含む重症感染症である。１９８０年Cruseは、ＳＳＩは在院日数を１０日間、コストを２千ドル増加させたと評価し、１９９２年の検討で、ＳＳＩは在院日数を７．３日間、コストを３１５２ドル増加させたことが報告されている。このようにＳＳＩが入院期間と費用を増すことを裏付けられ、ＳＳＩを早期に診断・治療することが望まれている。

本明細書における「敗血症」とは、細菌感染によって引き起こされた全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）である。すなわち、細菌感染症が全身に波及したもので非常に重篤な状態であり、無治療ではショック、ＤＩＣ、多臓器不全などから死に至ることもある。「敗血症」の診断は上記感染の存在に加え、例えば、全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）診断項目である以下４項目のうち２項目以上を満たす状態の事を言う（Chest 1992;101(6):1644-1655）。
１）体温＞３８℃または＜３６℃
２）心拍数＞９０回／分
３）呼吸数＞２０回／分またはＰａＣＯ_２＞３２ｔｏｒｒ
４）白血球数＞１２０００、＜４０００／ｍ^３または未熟型白血球＞１０％

本明細書における「敗血症」は、敗血症の最終段階と関連する敗血症、「重症敗血症」、「敗血症性ショック」及び「敗血症の合併症」（例えば、多臓器機能不全症候群（ＭＯＤＳ）、播種性血管内凝固症候群（ＤＩＣ）、急性呼吸促迫症候群（ＡＲＤＳ）、急性腎不全（ＡＫＩ））の発病を含むが、限定されない敗血症の全ての段階を含む。

敗血症は、抗生物質および支持療法が可能であるにも関わらず、死亡症例の重大な原因となっている。最近の研究における推定では、米国において毎年７５１，０００症例の重症敗血症が発生しており、その死亡率は３０−５０％である。２００２年にアメリカ集中治療医学会（ＳＣＣＭ）とヨーロッパ集中治療医学会（ＥＳＩＣＭ）、およびＩＳＦ（International Sepsis Forum）に所属する集中治療や感染症の専門家が、重症敗血症の死亡率を向こう５年間で２５％低下させることを目的に、“ＳｕｒｖｉｖｉｎｇＳｅｐｓｉｓＣａｍｐａｉｇｎ（ＳＳＣ）”と称する国際的なプログラムを立上げ、その取組みの一環としてＳｕｒｖｉｖｉｎｇＳｅｐｓｉｓＣａｍｐａｉｇｎｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ（ＳＳＣＧ）が作成されている。このガイドラインは２００４年にはじめてエビデンスに基づいた重症敗血症の診断・治療のガイドラインとして発表され、２００８年にはその改訂版が発表されている（Crit Care Med. 2008;36:296-327）。これらのガイドラインは、重症敗血症に対する初期輸液療法（early-goal directed therapy）などを基盤とするものである（New Engl.J.Med.2001;345:1368-1377）。

本ガイドラインに記載された敗血症の治療には、例えば抗菌薬、輸液療法、血管収縮薬、強心薬、ステロイド療法、血液製剤、血糖コントロール、血液浄化法〔持続的血液ろ過（ＣＨＦ）、持続的血液ろ過透析（ＣＨＤＦ）、血液透析（ＨＤ）〕、外科手術（膿瘍ドレナージ、感染性壊死組織除去）などが挙げられているが、その他にエンドトキシン吸着療法（ＰＭＸ）やγ―グロブリン製剤も挙げられる（Crit Care Med. 2008;36:296-327）。敗血症治療剤は上記に例示した薬剤に限定されるものではないが、例えば、水島裕編集、「今日の治療薬解説と便覧２００６」、南江堂（２００６年）等が参考にできる。

本発明方法によれば、術後感染症の発症を迅速に精度良く検出することができることから、適切な治療方針を策定することができる。例えば、従来の指標（プロカルシトニン）は、手術操作の影響によりその値が上昇してしまい、手術後の感染と手術操作の影響を見分けることができないが、本発明に使用する指標（ｓＣＤ１４−ＳＴ）は、手術の影響を受けず、手術後の感染を特異的に検出することができる。
また、本発明のキットは、本発明方法に用いることができる。

術後感染を起していない症例における各指標（ｓＣＤ１４−ＳＴ、ＰＣＴ、体温、ＷＢＣ）の推移を示すグラフである。術後感染を起した症例における各指標（ｓＣＤ１４−ＳＴ、ＰＣＴ、体温、ＷＢＣ）の推移を示すグラフである。

本発明の検出方法（以下、本発明方法と称する）では、被検対象者、特に、術後感染症が疑われる患者又は術後感染症患者から採取した試料中のｓＣＤ１４−ＳＴを測定する。このような被検対象者には、術後に生じる感染症であれば特に限定は無いが、例えば、術後に生じる抗菌剤治療を必要とする感染症、あるいは、術後に生じる悪化した感染症（特には敗血症）の患者も含まれる。
ｓＣＤ１４−ＳＴの測定方法それ自体は公知であり、タンパク質の各種の公知分析方法、例えば、抗体を用いる免疫学的分析方法、電気泳動等の生化学的分析方法により実施することができ、臨床検査用の自動分析機を使用することもできる。ＲＮＡアプタマーなど、抗体と類似の性質を有する物質を利用する分析方法も本発明の一部である。

例えば、特許第４０４０６６６号明細書には、ヒトｓＣＤ１４−ＳＴの測定方法、より具体的には、配列番号２に記載の１６アミノ酸残基からなるペプチド（特許第４０４０６６６号明細書に記載のＳ６８ペプチド）を抗原として作製したポリクローナル抗体（Ｓ６８抗体）、モノクローナル抗体（Ｆ１１４６−１７−２抗体）と、抗ＣＤ１４抗原モノクローナル抗体（例えば、Ｆ１０３１−８−３抗体、Ｆ１１０６−１３−３抗体等）との組合せを用いたサンドイッチＥＩＡ系［特許第４０４０６６６号明細書の実施例７−（１）］が開示されており、本発明方法に適用することができる。
また、後述する実施例に示すように、ｓＣＤ１４−ＳＴの測定試薬は、磁性粒子を使用した化学発光酵素免疫測定法により、自動化学発光免疫測定装置（ＰＡＴＨＦＡＳＴ；三菱化学メディエンス社）を使用することもできる。

本発明方法で用いる試料としては、ｓＣＤ１４−ＳＴの測定が可能である限り、特に限定されるものではなく、例えば、血液試料（例えば、全血、血漿、血清）を用いることができる。

本発明方法では、試料中のｓＣＤ１４−ＳＴ濃度の上昇を、術後感染症の指標とする。例えば、後述する実施例２に示すように、術後に感染があった場合には、ｓＣＤ１４−ＳＴ値が高くなる。培養にて感染が確認された術後７日目には、ｓＣＤ１４−ＳＴ値は９７８ｐｇ／ｍＬを示し、それは術後５日目も同程度であった。このように、本発明方法では、術後にｓＣＤ１４−ＳＴ値が高値を示す場合には、感染症を起こしていると判定でき、更に、従来の培養法よりも簡便に早期に判定することができる。一方、ｓＣＤ１４−ＳＴ値が低値を示す場合には、感染症を起こしていないと判定することができる。例えば、試料中のｓＣＤ１４−ＳＴ濃度が健常人の分位数（例えば、中央値）より高ければ高値であり、感染症を起こしていると判定できる。一方、試料中のｓＣＤ１４−ＳＴ濃度が健常人の分位数（例えば、中央値）と同じか低ければ低値であり、感染症を起こしていないと判定できる。また、Ｃｏｘ回帰やロジスティック回帰などの統計学的手法によって行うことができる。判定のための基準は、事前に用意しておいた「閾値」を使用することができる。

本発明方法において、術後感染症を検出するためのｓＣＤ１４−ＳＴ濃度の閾値は、種々条件、例えば、性別、年齢などにより変化することが予想されるが、当業者であれば、被験者に対応する適当な母集団を適宜選択して、その集団から得られたデータを統計学的処理を行うことにより、判定用閾値を決定することができる。前記母集団としては、健常人群、非感染症群、感染症群、敗血症群、敗血症の各病態の程度群、敗血症の各病態の種類群などが選択できる。後述する実施例２では、感染を起こしていない時点のｓＣＤ１４−ＳＴ濃度の平均値＋２×ＳＤ値より、８９１ｐｇ／ｍＬの最適カットオフ値を決定している。本発明方法では、判定用閾値を決定し、試料中のｓＣＤ１４−ＳＴ濃度の測定値と判定用閾値を比較することにより、医師の判断を必要とすることなく、自動的に、術後感染症の検出を行うことができる。

術後感染症を検出するためのカットオフ値としては、好ましくは２００〜５０００ｐｇ／ｍＬで、より好ましくは３００〜３０００ｐｇ／ｍＬ、より好ましくは５００〜１０００ｐｇ／ｍＬが挙げられる。

本発明方法において、検体の採取時期は、術後感染症の疑いが生じた段階、治療を行った後などが好ましいが、手術を行った後、経時的に採取しても良い。例えば、手術を行った後から７日間から１０日間程度などが挙げられる。

本発明のキットは、本発明方法を実施するのに用いることができ、
（ａ）ｓＣＤ１４−ＳＴに特異的な抗体、
（ｂ）試料中のｓＣＤ１４−ＳＴの量と術後感染症との相関を示す標準データ、
（ｃ）取扱説明書
を含む。

本発明のキットに用いる前記抗体は、モノクローナル抗体又はポリクローナル抗体のいずれであることもできる。また、ｓＣＤ１４−ＳＴへの特異的結合能を保持する抗体断片、例えば、Ｆａｂ、Ｆａｂ’、Ｆ（ａｂ’）_２、又はＦｖとして、キットに用いることもできる。

更に、前記抗体は、そのままの状態でキットに用いることもできるし、利用する免疫学的手法に基づいて、それに適した形態、例えば、ラテックス凝集免疫測定法を利用するのであれば、ラテックス担体に固定した状態で、磁性粒子などを利用した高感度測定法を利用するのであれば、磁性粒子に固定した状態で、イムノクロマトグラフ法などの基板を利用する方法であれば、基板に固定した状態で、標識物質（例えば、酵素、蛍光物質、化学発光物質、放射性同位体、ビオチン、アビジン）による標識の必要があれば、標識化した状態で、キットに用いることもできる。

本発明のキットに含まれる前記標準データは、試料中のｓＣＤ１４−ＳＴの量と術後感染症との相関を示すものである限り、特に限定されるものではないが、例えば、判定用閾値、あるいは、判定用閾値を算出するためのオリジナルデータ又は統計処理データなどを挙げることができる。該標準データは、前記取扱説明書中に記載されても良いし、別にデータシートとして添付しても良い。また、添付される文書の形態は、紙、ＣＤ−ＲＯＭ等の電子媒体、ホームページ等からのダウンロードも含まれる。

また、本発明のキットに含まれる前記取扱説明書は、少なくとも、試料中のｓＣＤ１４−ＳＴの量と術後感染症との関係に言及するものであれば、特に限定するものではなく、前記言及に加え、例えば、本発明のキットを使用する免疫学的測定の実施手順に関する説明、得られた測定値に基づいて予後を予測する手順に関する説明、キット自体の保存・取り扱いなどに関する注意事項などを含むことができる。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。

≪実施例１：ｓＣＤ１４−ＳＴ及びプロカルシトニンの測定方法≫
ｓＣＤ１４−ＳＴの測定は、特許第４０４０６６６号明細書の実施例７−（１）を改変して行った。すなわち、アルカリフォスファターゼ（ＡＬＰ）標識したポリクローナル抗体（Ｓ６８抗体）と、磁性粒子（ＪＳＲ社製）に固定化したモノクローナル抗体（Ｆ１０３１−８−３抗体）を使用し、自動化学発光酵素免疫測定装置であるＰＡＴＨＦＡＳＴ（三菱化学メディエンス社製）で測定した。アルカリフォスファターゼ（ＡＬＰ）標識したポリクローナル抗体（Ｓ６８抗体）は、該ポリクローナル抗体（Ｓ６８抗体）のＦａｂ’画分を調製し、マレイミド法によりＡＬＰと結合させて作製した。発光基質は、ＣＤＰ−ｓｔａｒ（アプライドバイオシステム社製）を使用した。
測定は以下の手順に従って行った。まず、検体を磁性粒子固定化抗体とＡＬＰ標識抗体を反応させ、検体中のｓＣＤ１４−ＳＴと前記２つの抗体で複合体を形成させた後、この複合体を磁力体で収集し、結合しなかったＡＬＰ標識抗体を除いた。発光基質を加え、発光量をｓＣＤ１４−ＳＴ量として検出した。

プロカルシトニン（ＰＣＴ）測定は、エクルーシス（ロシュ社製）にて、専用測定試薬であるエクルーシスブラームスＰＣＴ（ロシュ社製）を用いた。

≪実施例２：術後感染の有無と各指標の経時推移≫
食道癌手術後に術後感染を起していない１症例（５８歳、男性）と術後感染を起こした１症例（７１歳、男性）について、術後の感染の有無あるいは時期と各指標の関係を解析した。具体的には、術後０、１、３、５、７日後にＥＤＴＡ全血またはＥＤＴＡ血漿を経時的に採取し、ｓＣＤ１４−ＳＴはＥＤＴＡ全血、ＰＣＴはＥＤＴＡ血漿を試料として測定を行った。また、各ポイントの体温、白血球数（ＷＢＣ）、ＳＩＲＳ陽性項目数についても、公知の方法に従って確認を行った。例えば、ＳＩＲＳ陽性項目数は、
１）体温＞３８℃または＜３６℃
２）心拍数＞９０回／分
３）呼吸数＞２０回／分またはＰａＣＯ_２＞４．３ｋＰａ
４）白血球数＞１２０００、＜４０００／ｍ^３または未熟型白血球＞１０％
の何項目に該当するかを評価し、２項目以上に相当する場合をＳＩＲＳと診断した。
なお、術後感染を起した症例については、術後７日目に喀痰培養検査からStenotrophomonas maltophiliaが検出され、感染を起こしていたことが確認された。

術後感染を起していない症例に関する各指標の推移を表１および図１に、術後感染を起こした症例に関する各指標の推移を表２および図２に、それぞれ示す。
ｓＣＤ１４−ＳＴは術後感染を起した症例において、術後５日目に測定値の上昇が認められ、術後０日に比べて約２．５倍も高値となり、上記事象と一致し、更に、早期に感染を検出できることがわかった。一方、他の指標であるＰＣＴ、体温、ＷＢＣ、ＳＩＲＳ診断は、いずれの症例も顕著な変化を示さず、感染との関連性が認められないことから、これらの指標を基に術後感染を検出するのは困難であることがわかった。よって、本発明の術後感染の検出方法として、ｓＣＤ１４−ＳＴは有効であることが示された。
また、感染を起こしていない時点のｓＣＤ１４−ＳＴ濃度の平均値＋２×ＳＤ値は８９１ｐｇ／ｍＬとなり、ｓＣＤ１４−ＳＴ濃度が約９００ｐｇ／ｍＬ以上であれば、術後感染症であると判定できることが示唆された。

敗血症の指標として知られていたｓＣＤ１４−ＳＴが、敗血症のような重篤な全身性の感染症だけではなく、ＳＩＲＳを伴わない感染症も特異的に検出できることは驚くべき結果であった。更に、手術操作の影響を受けずに、術後感染症を特異的に検出するための指標はこれまで知られていなかったため、本発明で、これらの事象の判別・検出にｓＣＤ１４−ＳＴを指標とできることは非常に効果が高いと言える。
本発明は、術後感染症が疑われる患者あるいは術後感染症患者を、容易に且つ精度良く検出することでき、早期の治療法の決定に役立てることができる。
以上、本発明を特定の態様に沿って説明したが、当業者に自明の変形や改良は本発明の範囲に含まれる。

Claims

試料中のｓＣＤ１４−ＳＴを測定することを特徴とする、全身性炎症反応症候群を伴わない術後感染症の検出方法。
該ｓＣＤ１４−ＳＴを免疫学的測定方法で測定する、請求項１に記載の方法。
全身性炎症反応症候群を伴わない術後感染症を検出するキットであって、
（ａ）ｓＣＤ１４−ＳＴに特異的な抗体、
（ｂ）試料中のｓＣＤ１４−ＳＴの量と全身性炎症反応症候群を伴わない術後感染症との相関を示す標準データ、
（ｃ）取扱説明書
を含む、該キット。