1542 コ ア グ ラ ー ゼ 陰 性 ブ ドウ球 菌 の カ テ ー テ ル へ の 付 着 性 の 研 究 東 京 医 科大 学 微 生物 学 教 室 小 Key words : 池 直 人 (平成2年7月9日 受 付) (平成2年8月6日 受 理) Coagulase-Negative Staphylococci (CNS), Catheter-associated infection, Bacterial adherence 要 旨 静 脈 カ テ ー テ ル な ど体 内 挿 入 物 や 医 用 器 材 か ら し ば し ば 分 離 さ れ る コ ア グ ラ ー ゼ 陰 性 ブ ド ウ 球 菌 (CNS)の 静 脈 カ テ ー テ ル へ の 付 着 性 を 検 討 し,カ テ ー テ ル を 介 す る 感 染 の 機 序 とそ の 予 防 法 に つ い て 考 察 し た.CNSの カ テ ー テ ル へ の 付 着 性 は カ テ ー テ ル 素 材 の 種 類 に よ り差 が あ り,培 養 ヒ ト細 胞 へ の 付 着 能 と相 関 す る こ とが 認 め ら れ た.又,静 脈 カ テ ー テ ル 由来CNSは,他 い 細 胞 付 着 能 を 有 す る株 が 多 か った.検 討 し た4種 最 も高 い 付 着 性 を 呈 しSiliconが 化 学 的 性 質(両 者 の 疎 水 性,菌 テ ル 表 面 処 理)が 最 も低 い 付 着 性 を 示 し た.CNSの 体 の 陰 性 荷 電,カ 重 要 な 役 割 を 果 た し,更 の 臨 床 材 料 由 来 のCNSに の カ テ ー テ ル 素 材 の 内,Ethylene 比べ高 vinyl acetateが カテー テルへ の付着 には両者 の物 理 テ ー テ ル の 表 面 構 造,カ テ ー テ ル へ の 添 加 物,カ テー に 両 者 が接 す る生 体 内 の 因 子 と して フ ィプ ロ ネ ク チ ンや 輸 液 剤(プ ロテ ア ミン-ハ イ カ リ ッ ク液)が 付 着 を増 強 させ た.そ す るた めに ご,表 面 が 平 滑 で 疎 水 性 が 高 く,タ の 結 果,CNSの ン グ ス テ ンを 含 み,ウ カテ ーテル へ の付着 を抑 制 ロキ ナ ー ゼ に よ り表 面 処 理 を 施 さ れ た 素 材 を 用 い た カ テ ー テ ル が 有 効 で あ る こ とが 認 め られ た.カ テ ー テ ル を 介 す る感 染 の 予 防 に ごは,カ テ ー テ ル 素 材 の 改 良 の 検 討 と共 に,カ 見 感 染)原 因 菌 と してCNSの 序 内 感 染(日 和 病 原 性 を 見 直 す 必 要 性 も認 め ら れ た. 非 病 原 性 菌 と考 え られ て い た が,医 療 環 境 の 複 雑 文 感 染 症 の 発 症 機 序 に お け る 第1段 階 は 細 菌 を初 化 に 伴 い い わ ゆ る 日和 見 感 染 の 一 起 因 菌8)と し の 付 着 で あ る1). て,静 脈 カテ ー テ ル を初 め 静 脈 シ ャ ン ト・人 工 弁 ・ 菌 が 何 ら か の経 路 を 経 て生 体 内 人 工 血 管 な どの 医 療 器 材 や血 液 等 か ら分 離 され る め と す る 微 生 物 の 生 体(細 そ の た め に は,細 テ ー テ ル 操 作 に お け る無 菌 操 作 の 重 要 性 が 示 唆 され,院 胞)へ に 侵 入 す る こ と が 前 提 と な る が,治 療 目的 の た め こ との 多 い細 菌 で あ る.そ こで 著 者 は 静 脈 カテ ー に ご生 体 内 へ 挿 入 さ れ た 様 々 な 器 具 か ら細 菌 が 侵 入 テ ル や 血 液 な ど の臨 床 材 料 か ら本 菌 を 分 離 し,分 し感 染 が 成 立 す る ケ ー ス が 近 年 多 く認 め ら れ 離 さ れ たCNSの る2)3).特 に,静 て い る カ テ ー テ ル へ の 付 着 性 に つ い て 検 討 し,カ 脈 カ テ ー テ ル を 使 っ て の 輸 液 ・薬 剤 の 投 与 は 高 頻 度 に 行 わ れ る が,こ の カテーテ リ ゼ ィシ ョン が 原 因 と さ れ る 感 染 症 も 少 な く な 体 内 挿 入 物 と して 最 も多 用 さ れ テ ーテ ル 感 染 の 機 序 と予 防 方 法 に つ い て 考 察 し た. 材 料 と方 法 い4)5). 近 年 こ の よ うな感 染 症 か ら コ ア グ ラ ーゼ 陰 性 ブ ド ウ 球 菌(Coagulase 下CNS)が negative staphylococci以 多 く分 離 さ れ て い る6)7).CNSは 別 刷 請 求先:(〒160)新 従 来 本 学 病 院 ・中検 微 生 物 検 査 室 に て 臨 床 材 料 よ り 分 離 され たCNSを broth (HI-broth,栄 宿 区新 宿6-1-1 東 京 医 科大 学 微 生物 学 教 室 1. 菌 株 及 び 培 養 小池 直人 供 試 菌 と し,Heart 研)で37℃,20時 最 小 発 育 阻 止 濃 度 測 定 に はMueller 感 染 症学 雑 誌 Infusion 間 培 養 した. Hinton 第64巻 agar 第12号 カテ ー テル感 染 の 機序 と予 防方 法 につ い て 培 地 を 用 い た. 2. (5mm角 カ テ ー テ ル(カ テ ー テ ル 素 材) カ テ ー テ ル 素 材 と し てPolyurethane Polyvinyl tate chloride (EVA), Silicone 社 提 供)を 3. (PVC), 性 を液 体 シ ン チ レ ー シ ョ ン カ ウ ン タ ー(Aloka)で 測定 し vinyl ace- た. (日 本 シ ャ ー ウ ッ ド 定 用) (PG), Cephalothin (塩 野 義 製 薬), (CET), (ABPC) Erythromycin Minocycline (MINO,日 (CP,三 (明 治 buffer (EM) 1.8g, 本 レダ 共 製 薬)を 用 い た. 4. 菌 種 同 定 用 キ ッ ト及 び 試 薬 類 ブ ド ウ 球 菌 同 定 用 キ ッ ト と し てIDテ 18(ニ ス), ッ ス イ), Hydroxyapatite ス ト SP- (BDH, PROTEAMIN-HICALIQ液(テ bronectin (Hoechst イギ リ ル モ), -Behrig,西 ドイ ツ),そ Fiの他 試 薬 類 は 和 光 純 薬 製 を 用 い た. 5. て 陰 性 菌 を 分 け,IDテ & Kloosの ス トSP-18及 び ブ ド ウ球 菌 種 同 定 法9)に 従 い 菌 種 の 同 定 を 行 っ た. 6. CNSの CNSの の付 の 強 弱 に よ り菌 株 を 大 別 し た.細 養 をPBSで (2×108CFU/ml)を0.4ml 洗 っ た 後,菌 (/cover 培 養 しPBSで 洗 浄,メ ギ ム ザ 染 色 を 施 し,鏡 検 し た.付 slip)か 満:±)を け, 着 能 は 細 胞100当 上:升, 判 定 し た. 7. 最 小 発 育 阻 止 濃 度(MIC)の 透 過 率(%T, 細 胞 付 着 能 の 強 いAD,KU株 に な る よ う再 浮 遊(3本 分 注)し 25∼35% た.菌 (5ml) 間 激 し く撹 拌 し 室 温 で30分 間 静 置,水 0.5ml加 液 分 間 反 応 し た 後,90秒 え37℃, 30 層 部 の 透 過 率 を 測 定 し,xylene量 に対 す る 透 過 率 の 変 動 曲 線 よ り疎 水 性 の 強 弱 と そ の タ イ プ を 分 類 し た. (2) カ テ ー テ ル 素 材 の 疎 水 性: angle method11)に van Ossら の よ り測 定 し た.各 間 浸 洗 し,流 素材 水 及 び蒸 留 水 に て 充 分 リン ス した 後 乾 燥 さ せ た も の を サ ン プ ル と し た.素 材 に 蒸 留 水 を 滴 下(1滴=10μl)し,水 と 素 材 表 面 の 成 すContact 10. CNSの angle 滴 (θ=水 angle 平面 よ り goniometer 表面荷 電の測定 の 方 法12)に 従 い 測 定 し た.培 菌 をPBSで 洗 浄 後 同PBSに nm)が35∼40%に 100mg添 混 和,30分 透 過 率 再 浮 遊 し た .そ にHydroxyapatite(φ サ イ ズ:80 加 し,37℃,10分 養 した (%T, の菌液 600 (3ml) ∼ 200nm)を 間 反 応 後60秒 間激 しく 間 室 温 に て 静 置 し水 層 部 の透 過 率 を測 の3 (1μCi/ml) 除 き, PBS 菌 液 に カテ ー テ ル素 材 の 切 片 績 1. 菌 種 同 定 す.S.epidermidisが 間振 盪培 養 した菌 洗 浄 し て フ リ ー のRIを 平 成2年12月20日 400nm)が 0.25, 分 離 さ れ た126株 と 弱 い#64株 株 を 選 び 検 討 し た.〔3H〕-thymidine に 再 浮 遊 さ せ た.各 Urea 洗浄 し 夫 々 にxyleneを0.1, 成 本 化学 療法 カ テ ー テル 素 材 へ の 付 着 性 添 加 のHI-brothで37℃,20時 7.26g, pH7.1)で 定 し た. 学 会 規 定 の 方 法 に 基 づ き測 定 し た. をPBSで2回 た 後,同bufferに 測定 6種 の 抗 生 剤 に 対 す るMICを,日 CNSの KH2PO4 MgSO4・7H2O0.2g/l, Lachicaら 液 タ ノ ー ル 固 定, り の 菌 付 着 細 胞 数 に よ り 強 弱(50以 10∼50:+,10未 培 養 し た 菌 を PUM で 測 定 し た. ヒ ト上 皮 由 来 培 養 細 胞(JTC-17)へ 胞 のCover-slip培 8. (K2HPO416.9g, の 方 法10)を 改 水 滴 を 含 む 角 度)を,Contact 細胞付着能 着 能 を 調 べ,そ 37℃,30分 疎 水 性:Rosenbergら を 洗 剤 に て60分 分 離 さ れ た ブ ドウ球 菌 を コ ア グ ラ ーゼ テ ス ト (栄 研)に 疎水性 の測定 Contact 菌種 同定 Shleifer 9. 変 し て 測 定 し た.HI-brothで Ampicillin Chloramphenicol 浸 し24時 間 ゆ る や か に 振 壷 培 養 し,経 時 的 に 切 片 を 取 り出 し,切 片 のRI活 (1) CNSの 抗 生 剤(MIC測 リ ー), (Sil) 片)を (PUR), 用 い た. Penicillin-G 製 菓), Ethylene 1543 S.capitisは15株, の 同 定 結 果 をTable1に S.hominisは9株 種 の 検 出 率 は 低 か っ た. 養 由 来 株 の68%を あ っ た.し 示 最 も 多 く67株(66.7%)で, と続 き 他 の 菌 S.epidermidisは 占 め た が 他 材 料 で は50%以 血 液培 下で か し菌 種 と材 料 間 に 特 に関 連 性 は 見 ら れ な か っ た. 小池 1544 Table 1 Identification of the coagulase 直人 negative staphylococci isolated from clinical sources 2. 細胞 付着能 S.aureus Table 9株 2 Adherence mercially は全 株 陽 性 で あ った の に 対 し of CNS available to 4 kinds catheters for of com- intravenous use CNSは119株 た.菌 中52株(43.7%)が 付着 能陽性 を示 し 種 別 で は, S.epidermidisは67株 (41.8%), S.capitisは7株(46.7%), は3株(33.3%)と た が,血 中28株 S.hominis 菌 種 間 の 差 は著 明 で は な か っ 液 由 来 株43.3%,尿 由 来 株41.7%に 静 脈 カ テ ー テ ル 由 来 株 は12株 中11株 対 し, (91.7%)が 陽 性 を 示 し た. 3. 薬 剤 感 受 性(MIC) CETに ABPC, 対 し て 最 も 感 受 性 が 高 く, MINO, PG, EM, 性 株(0.09μg以 CPの 下)と 耐 性 株(100μg以 峰 性 の 分 布 を 示 し た.菌 性 の 差,細 順 で あ り,EMで は感受 上)の2 種 及 び材 料 別 に よ る感 受 a : Ratio to the adherence activity of strain #64 b : Ratio activity of PUR to the adherence 胞 付 着 能 の 強 弱 と薬 剤 感 受 性 と の 間 の 関 連 性 は 認 め ら れ な か っ た. 4. カテーテル素材へ の付着性 実 験 に 用 い た3株 はS.hominis, る.菌 し,4素 は S.epidermidisで あ 株 間 の 比 較 で 細 胞 付 着 能 の 弱 い#64株 に対 材 平 均 でAD株 倍,S.aureus し,カ と も 血 液 培 養 由 来 で,AD株 KUと#64株 は3.76倍,KU株 (209P株)は11.4倍 と高 い 付 着 を示 テ ー テ ル へ の 付 着 性 と細 胞 付 着 能 と が 相 関 す る こ と が 認 め ら れ た.又,素 性 の 低 いPURに 2.02倍,Silは1.52倍 2). は 7.23 材 別 で は最 も付 着 比 しEVAは7.50倍, の付 着 性 を 示 した PVCは (Table 5. カテ ー テ ル付 着 性 に影 響 す る因 子 A. 菌 及 び カ テ ー テ ル 素 材 の疎 水 性 CNSのXylene法 1に 示 す.パ (67.7%)と (22.6%)の3型 はA り,細 typeに に よ る 疎 水 性 の 結 果 を, タ ー ン に よ り疎 水 性 の 高 い A 低 いC type type(9.7%),中 間 型 の B type に 分 け ら れ,細 胞 付 着 能 の 強 い株 多 く,弱 い 株 はB又 はC typeで あ 胞 付 着 能 の 強 い株 は 疎 水 性 も高 い 結 果 が 得 ら れ た. 一 方 素 材 の 疎 水 性 はSi1が PVC, Fig. PURの 最 も 高 く EVA 順 と な っ た.又,ノ 感 染 症学 雑 誌 , ミリ ウ ム や タ ン グ 第64巻 第12号 カ テ ーテ ル感 染 の機 序 と予 防方 法 に つ いて Fig. 1 Type of hydrophpbicity カ ー)と of CNS 1545 して,PVC ムが,Silに ・EVA ・PURに 硫 酸 バ リウ タ ン グ ス テ ンが 添 加 して あ り,そ の た め 素 材 の物 理 的 性 質 が変 化 す る こ とは 疎 水 性 の 成 績 が 示 す 通 りで あ る.CNSの 付 着 に及 ぼ す 影 響 は,菌 株 に よ り程 度 の差 は あ るが タ ン グ ス テ ン添 加 で 付 着 の減 少 を 来 し た の に 対 し,バ リウ ム添 加 で は3素 材 共 増 加 が 認 め られ た (Table4). D. カテ ー テ ル表 面 処 理 の影 響 体 内 に 挿 入 され た カ テ ー テ ル に お け る血 栓 形 成 を 抑 え る 目的 で,カ テ ー テ ル表 面 を ウ ロキ ナ ー ゼ で コー テ ィン グ した もの が あ るが,そ ぼ す 影 響 に つ い て検 討 した .シ の付 着 に及 リコ ン樹 脂 で は こ の 処 理 は不 可 能 で あ った の で 除外 した.他 材 に お い て は 何 れ の菌 株 も,ウ の3素 ロキ ナ ー ゼ処 理 を ス テ ンを 含 む 素 材 は 含 ま な い もの よ り疎 水 性 が 高 施 す こ と に よ り付 着 の 減 少 が 見 られ た(ウ くな っ た が,蒸 留 水 の 代 りに 菌 液 を用 い た 場 合 は, ナ ーゼ 未 処 理 の 素 材 に 対 す る 比 と し て PVC: 菌 の疎 水 性 に よ り異 な る結 果 が 得 られ た (Table 0.29, 3). B. 陰性荷電 の が11株,中 に弱 い23株 の 内12株(52%)が 上昇 E. バ リ ウム を 含 む も の 血 液 成 分 の影 響 分 と接 触 して お りそ の 影 響 に つ い て 検 討 した.ヒ 素材添加 物の影響 ト血 清(10%)を カ テ ー テル に は体 内 挿 入 時 の 指 標(ラ Hydrophobicity イ ンマー of catheter 含 むPBS,或 b : Contact angle (ƒÆ•}SD) c: は 血 漿(100%)中 で は どの 素 材 に お い て も付 着 の減 少 が 見 られ,特 materials determined by method 平 成2年12月20日 PURの 生 体 内 に 挿 入 され た カ テ ー テ ル は た えず 体 液 成 も高 い こ とが認 め られ た. : Tungsten リウ ム添 に対 す る比 較 は材 料 の 都 合 上 で き な か った). 停 滞 型 で, 細 胞 付 着 能 の 強 い 株 は そ の菌 体 表 面 の陰 性 荷 電 量 a リウ 加 に よ る付 着 増 加 が ウ ロキ ナ ーゼ の抑 制 効 果 を上 まわ って い た(PVC, 細 胞 付 着 能 の 強 い11株 の 内10株(91%)は 3 お いて も ウ ロキ ム を 含 む 素 材 で は減 少 せ ず(同1 .23),バ 上 下 に と ど ま った も 間 型 が15株 と な った. Table 材 の 中 で最 ナ ー ゼ 処 理 に よ り付 着 減 少 が 見 られ た が,バ 検 討 した34株 の 内,静 置 後 の透 過 率 が80%以 C. PUR:0.37).素 も高 い 付 着 性 を 示 したEVAに CNSの に 上 昇 した もの が8株,50%以 型,逆 EVA:0.78, ロキ () Hydrophobicity type contact angle 小池 直人 1546 Table 4 Effect adherence of barium or of CNS to catheter tungsten on the materials 20分 反 応)す る と,未 処 理 の もの に比 べ3∼9倍 もの 付 着 の 増 加 が 認 め られ た.付 着 性 の 低 いSil と弱 い 付 着 能 の#64株 の 組 み 合 わ せ で も7.16倍 の 増 加 が 見 られ た(Table 5).CNS及 プ ロネ クチ ン との結 合 性 は,菌 び素材 とフ ィ との 結 合 は アル ブ ミンや 塩 化 カル シ ウ ム存 在 下 で 増 加 した こ と,素 材 の種 類 に 関 らず 結 合 す る こ とが 認 め られ た. a : Values are additive ratio of adherence to adherence in the in the absence presence of F. of additive 輸液成 分の影響 静脈 カ テ ー テ ル を 介 して 行 わ れ る輸 液 の 影 響 に つ い て,高 Table 5 Effect adherence of fibronection of CNS to catheter treatment カ ロ リー輸 液 剤 と し て汎 用 され る プ ロ on the テ ァ ミンーハ イ カ リ ック液 を 用 い て 検 討 した.同 液 materials は プ ロテ ア ミン液 とハ イ カ リ ック液 の混 合 液 で あ るが,同 液 に よ りい ず れ の素 材 で も付 着 の 増 加 が 起 こ り,特 に 付 着 能 の 強 いAD株 (12∼15倍)で では著 明 あ っ た (Table6). 考 察 近 年 の診 断 治 療 技 術 の 著 し い進 歩 に 伴 い,高 分 a : Catheter materials fibronectin b at : See the footnote were 37•Ž for pretreated with 31ƒÊg/ml of 子 化 合 物 を 素 材 と した 新 し い器 材 の 利 用 は,今 後 20 min. of Table ます ます 増 加 す る もの と思 わ れ る.し か し この よ 4. うな器 材 を 用 い た 治 療 を 行 うに あ た っ て,付 随 す あ っ る感 染 症 に留 意 す る こ とは疾 患 の 予 後 の 面 か ら も ト血 漿 よ り フ ィ プ ロ ネ ク チ ン 及 び フ ィ 肝 要 で あ り,そ の予 防 は 極 め て重 要 な問 題 で あ る. に 付 着 能 の 弱 い#64株 た.又,ヒ は 著 明(0.14 ブ リ ノ ー ゲ ン を 除 い た 血 漿 を 得,新 ∼ 0.71)で た に フィプ ロ 又 この よ うな感 染 症 か らCNSの 分離 が多 い こ と ネ ク チ ンを 加 え て も対 照 に比 べ 付 着 は低 値 で あ っ は,CNSの た.し とで あ る6)7)13)14).本 研 究 は この よ うな 高 分 子 化 合 処 理(フ か し カ テ ー テル 素 材 を フ ィプ ロネ クチ ンで ィ プ ロ ネ ク チ ン 液 〔31μg/ml〕 中 で37℃, 病 原 性 を示 唆 す る極 め て 注 目す べ き こ 物 を素 材 とす る器 材 を 介 し た感 染 の 機 序 の 解 明 と Table 6 Effect of PROTEAMIN-HICALIQ CNS to catheter materiais solution on the adherence of 感 染症 学 雑 誌 第64巻 第12号 カ テ ーテ ル感 染 の機 序 と予 防方 法 に つ い て そ の 予 防 に視 点 を お い た もの で あ る. CNSはS.epidermidisが 1547 が 低 い 付 着 を示 す と の報 告 と一 致 す る.こ の 表 面 最 も多 く分 離 さ れ た 処 理 の影 響 につ い て は ウ ロキ ナ ー ゼ処 理 を 施 す こ が,菌 種 と材 料 間 に特 に相 関 関 係 は見 られ ず,皮 とに よ り血 栓 形 成 の 予 防 だ け で な く,カ テ ー テ ル 膚 常 在 菌 といわ れ て い るS.epidermidisが 原因菌 表 面 の 凹 凸 を 僅 か で も カ バ ー す る こ とに よ り菌 の とな る可 能 性 の 高 い こ とが 示 唆 され た.カ テーテ 付 着 抑 制 に も有 効 で あ る結 果 が 得 られ た.し か し ル 由来 株 に細 胞 付 着 能 を有 す る株 が 多 か った こ と こ の ウ ロキ ナ ー ゼ に よ る表 面 処 理 は,そ の 安 定 性 か ら,カ テ ー テ ル を 介 した 感 染 に お い て, CNSの (生 体 内 で の 持続 性)や コ ー テ ィ ン グ の均 一 性,血 カ テ ー テ ル 付 着 性 が 重 要 な 因 子 で あ る こ とが 示 唆 液 成 分 や 補 液 成 分 に よ る影 響,更 され た.又 細 胞 付 着 能 の強 い株 は カ テ ー テ ル に対 し て も高 い 付 着 性 を 示 した こ と よ り,菌 の 有 す る 材 が 限 られ る こ とな どの 点 に お い て 問 題 もあ る. 一 方CNSと カ テ ー テ ル とが 接 触 す る 生 体 内 環 付 着 因子 の み な らず,受 境 で は単 に菌 とカ テ ーテ ル 素 材 の 二 者 間 の 関 係 だ け手 で あ る カ テ ー テ ル 側 の 因 子 の解 明 も必 要 と思 わ れ た. に処 理 可 能 な素 け で は な く,そ れ らを取 り巻 く生 体 側 因 子 の影 響 カ テ ー テル に代 表 され る高 分 子 化 合 物 へ の 付 着 も重 要 で あ る.Procter 19)の菌 と フ ィブ ロネ クチ ン に関 与 す る因 子 と して, Christensen13), Hogt 14), との 結 合 が細 胞 や 器 具 へ の 付 着 を 促 す との報 告 に Gerson 15)らが 指 摘 す る様 に 菌 及 び カ テ ー テ ル 素 もあ る よ うに,CNS及 び カテーテル素材 とフィブ 材 の物 理 的 性 質 が考 え られ る.『 疎 水 性 と荷 電 』の ロネ ク チ ンの結 合,及 び フ ィブ ロネ ク チ ン処 理 を 2つ の性 質 は 物 質 問 の 物 理 的 結 合 に 重 要 な役 割 を 施 した 素 材 で 付 着 の増 加 が 見 られ た 結 果 よ り,生 は た して い るが,著 者 の 成 績 で細 胞 付 着 能 の 強 い 体 内 で フ ィブ ロネ ク チ ン を 介 し たCNSの 株 は 疎 水 性 ・陰 性 荷 電 共 に高 い結 果 が 得 られ た こ テ ル へ の 付 着 が 起 こ る こ とが 示 唆 され た. と よ り,菌 体 の 有 す る これ ら の物 理 的 性 質 は,細 カテ ー カテ ー テ ル に よ る輸 液 は,水 分 の補 給 ・薬 剤 の 胞 へ の 付 着 に 関 わ る と同 時 に カ テ ー テ ル 付 着 性 に 投 与 ・経 口摂 取 不 能 な患 者 に 対 す る 栄 養 分 の補 給 お い て も重 要 な因 子 で あ る と考 え られ た. 一 方 カ テ ー テル 素 材 の物 理 的 要 因 と して ,素 材 な どが 主 た る 目的 で あ る が,ビ の 種 類 ・素 材 の 疎 水 性 に つ い て は, Gerson 16), る.高 Bayston 17),Sheth 18)らの 報 告 もあ るが,カ テ ー テ ミンーハ イ カ リ ック 液 に よ りCNSの ル表 面 の構 造,添 加 物 質 や表 面 処 理 に 伴 う物 理 的 に増 加 した こ とは,治 療 目的 の た め に な され る輸 性 質 の 変 化 も重 要 で あ る.素 材 に タ ン グ ス テ ン を 液 が カテ ー テ ル感 染 の 危 険 性 を 増 す こ とを 示 唆 し 添 加 したSilで 付 着 の減 少 を 来 した の に 対 し,バ て い る.特 に,そ の 増 加 が ハ イ カ リ ッ ク液 に 起 因 し,25%も の 高 濃 度 に 含 ま れ る ブ ドウ糖 が そ の 原 リウ ム添 加 で は逆 に増 加 が 認 め られ た.こ れ は走 査 電 子 顕 微 鏡 に よ る 観 察 でSilやPURの PVCやEVAに 表面は 比 べ よ り平 滑 で あ る こ と,又 バ リ 因(自 カ ロ リー 輸 液 剤 と して 用 い られ る プ ロテ ア 家 製 の ハ イ カ リ ック液 に 種 々 濃度 の ブ ドウ が 増 加 した)で り,不 均 質 な カ テ ー テ ル表 面 で の菌 の機 械 的 接 触 に よ る 付 着 の 増 加 は,カ が き っか け とな り,定 着 へ と進 行 す る こ とが 示 唆 割 に鑑 み,そ さ れ た.又,バ 必 要 性 を 認 め た. リウ ムや タ ン グ ス テ ン が 加 え られ 付 着 が著 明 糖 を加 え比 較 した と こ ろ,そ の 濃 度 に応 じて 付 着 ウ ム を 含 む 面 は 凹 凸 が 著 し い こ と と合 致 し て お る と疎 水 性 が 高 くな り,Silが 最 も高 い疎 水 性 を 示 タ ミンや 糖 等 を 多 く含 む 補 液 剤 は 菌 に と って も好 都 合 な 環 境 で あ CNSの あ る と見 な され た.こ の ブ ドウ糖 ロ リー源 と して の 糖 の 役 の濃 度 ・種 類 ・投 与 方 法 に 留 意 す る カテ ーテルへ の付着 性 が細 胞付 着能 と した こ と,及 び先 の 付 着 実 験 の 成 績 か ら菌 付 着 を 相 関 す る結 果 が 得 られ た が,付 着 の 機 序 と して は 抑 制 す るた め に は タ ン グ ス テ ン添 加 のSilが 最 も タ ンパ クや リポ タ イ コ酸 な どが 関 与 す る細 胞 へ の 適 し て い る と 考 え ら れ る.こ れ は Hogt 14), 付 着20)とは 異 な り,機 械 的 な 付 着 即 ち カ テ ー テ ル Sheth 18)らの疎 水 性 の 高 い 素 材 は 付 着 し に くい こ 表 面 の微 細 な凹 凸 へ の 接 触 を 引 き金 と して,菌 及 と,同 素 材 で も表 面 を コー テ ィ ン グ した もの の 方 び カ テ ー テ ル の 物 理 的 性 質 が誘 因 と な り,更 に は 平 成2年12月20日 小池 1548 直人 生 体 側 の 因 子 も加 わ り確 固 と した 付 着 が 成 立 す る と考 え る. この よ うな カテ ー テ ル感 染 の 予 防 に は2つ 題 点 を 考 慮 しな けれ ば な らな い.先 の問 2) づ 第 一 は,カ テ ー テ ル側 条 件 と して 付 着 の 起 きに くい 素 材 を 用 い る こ とで あ る.又,カ テ ー テ ル に は(素 材 の重 3) 合 度 に よ り)硬 性 或 は 軟 性 の もの が あ る が,生 体 内 に挿 入 した 際 血 管 や 組 織 に損 傷 を 与 え る もの は 不 適 当 で あ る こ とは 言 うまで もな い.特 に血 管 内 に お け る損 傷 は単 に 出 血 を来 す だ げで は な く,そ 4) の損 傷 部 位 で の血 流 の 障 害 と共 に微 小 血 栓 の 形 成 を うな が し,ひ い て は細 菌 の マ イ ク ロ コ ロ ニ ー形 成 を 容 易 にす る こ とが 考 え られ る.こ れ は 逆 の面 で は カ テ ー テ ル 表 面 の平 滑 さが,コ ロ ニ ー形 成 に 5) 対 す る予 防 的 性 格 を持 つ こ とを示 して い る.こ れ らの 点 か ら カ テ ー テ ル に は 新 しい素 材 の 開 発,そ の 形 状 ・性 状(添 加 物 の 種 類 や 量,添 加 方 法)の 改 良 に 関 して 課 題 点 も多 く存 在 す る.第 二 の 問 題 点 は カ テ ー テ リゼ ィシ ョン に お け る人 的 要 因,即 ち医 療 ス タ ッ フの 問題 で あ る.カ 離 さ れ るCNSに テ ー テ ル か ら分 皮 膚 常 在 菌 で あ る S.epider- mid空 が多 か った こ とは,菌 の感 染 源 が 患 者 及 び 医 療 ス タ ッ フに あ る可 能 性 が 大 き い.患 者 体 内 に 器 物 の 挿 入 ・装 着 を行 う時 に は手 術 室 に お け る外 科 的 処 置 の場 合 だ け で は な く,日 常 ベ ッ ドサ イ ド で頻 繁 に行 わ れ る カ テ ー テル の挿 入 時 に お い て も 慎 重 な無 菌 操 作 が 必 要 で あ る こ とは 言 うま で も な く,人 的 ミス に よ る感 染 は絶 対 避 け な けれ ば な ら な い.近 年,メ チ シ リン耐 性 ブ ドウ球 菌 (MRSA) が 臨 床 材 料 だ け で な く医 療 環 境 か ら分 離 され る こ との増 加 に 伴 い,CNSが 医 療 ス タ ッ フか ら注 目さ 6) (Mandell, G.L., Douglas, R.G. & Bennet, J.E., ed.), p. 6-23, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1985. Marrie, T.J. & Costerton, J.W.: Morphology of bacterial attachment to cardiac pacemaker leads and power packs. J. Clin. Microbiol., 19 : 911-914, 1984. Marrie, T.J., Noble, M.A. & Costerton, J.W.: Examination of the morphology of bacteria adhering to peritoneal dialysis catheters by scanning and transmission electron microscopy. J. Clin. Microbiol., 18 : 1388-1398, 1983. Marrie, T.J. & Costerton, J.W.: Scanning and transmission electron microscopy of in situ bacterial colonisation of intravenous and intraarterial catheters. J. Clin. Microbiol., 19 : 687-693, 1984. Cheesbrough, J.S., Elliott, T.S.J. & Finch, R.G. : A morphological study of bacterial colonisation of intravenous cannulae. J. Med. Microbiol., 19 : 149-157, 1985. Franson, T.R., et al. : Scanning electron microscopy of bacteral adherent to intravascular catheters. J. Clin. Microbiol., 20: 500 -505 , 1984. 7) Locci, R., Peters, G. & Pulverer, G.: Adherence and growth of coagulase-negative staphylococci on surface of intravenous catheters. J. Infect. Dis., 146 : 479-482, 1982. 8) Sidbotom, D.G., Freeman, J., Platt, P., Epstein, M.F. & Goldmann, D.A. : Fifteen-year experience with bloodstream isolates of coagulasenegative staphylococci in neonatal intensive care. J. Clin. Microbiol., 26 : 713-718, 1988. 9) Schleifer, K.H. & Kloos, W.E. : A simple test system for the separation of staphylococci from micrococci. J. Clin. Microbiol., 1: 337 -338 , 1975. 10) Rosenberg, Adherence M., Gutnick, D. & Rosenberg, of to れ る こ と は少 な く な っ て来 て い る.し か し本 菌 は, simple 従 来非 病原 性菌 として考 え られて 来 ただ けに カ hydrophobicity. -33 , 1980. テ ー テ ル 感 染 に 見 られ る様 な 院 内 感 染 起 因 菌 と し て再 考 す べ きで あ る と考 え る. 謝辞:稿 を終 えるにあた り御指導,御 校閲を賜 りました 金 兌貞教授 に深謝の意 を表す とともに,直 接の ご協力を 頂 いたルナール純子助教授 に感謝いた します. 文 1) Christensen, E.H. : Microbial Principles 献 G.D., Simpson, adherence and Practice W.A. & Beachey, in infection. of Infectious In Disease. method bacteria for FEMS hydrocarbons measuring E.: : A cell-surface Microbiol. Lett., 9: 29 11) van Carel, J.O., Gillman, C.F. & Neumann, A. W.: The contact angle method. In Phagocytic Engulfment and Cell Adhesiveness : As Cellular Surface Phenomena. (Isenberg, H. D., ed.), p. 7-19, Marcel Dekker Inc., New York, 1975. 12) Lachica, R.V. & Zink, D.L. : Determination of plasmid-associated hydrophobicity of Yersinia enterocolitica by a latex agglutination test. J. 感染 症 学 雑誌 第64巻 第12号 カ テ ーテ ル感 染 の機 序 と予防 方 法 に つ いて Clin. Microbiol., 19 : 660-663, 1984. 13) Christensen, G.D., et al. : Adherence of coagulase-negative staphylococci to plastic tissue culture plates : A quantitative model for the adherence of staphylococci to medical devices. J. Clin. Microbiol., 22 : 996-1006, 1985. 14) Hogt, A.H., Dankert, J., Vries, J.A. & Feijen , J.: Adhesion of coagulase-negative staphylococci to biomaterials. J. Gen. Microbiol., 129 : 2959-2968, 1983. 15) Kjelleberg, S.: Adhesion to inanimate surfaces. In Microbial Adhesion and Aggregation . (Marshall, K.C., ed.), p. 51-70, SpringerVerlag., Berlin, 1984. 16) Gerson, D.F. & Scheer, D.: Cell surface energy, contact angles and phase partition . III. Adhesion surfaces. -510 1549 of bacterial Biochem. cells Biophys. to hydrophobic Acta, 602: 506 ,1980. 17) Bayston, R.: A model of catheter colonisation in vitro and its relationship to clinical catheter infections. J. Infect., 9 : 271-276 , 1984. 18) Sheth, N.K., et al. : In vitro quantitative adherence of bacteria to intravascular catheters. J. Surg. Research, 34 : 213-218 , 1983. 19) Proctor, R.A., Mosher, D.F. & Olbrantz , P.J. : Fibronectin binding to Staphylococcus aureus . J. Biol. Chem., 257 : 14788-14794, 1982. 20) Barret, S.P. : Protein-mediated adhesion of staphylococcus aureus to silicon implant polymer. J. Med. Microbiol., 20 : 249-253, 1985. Adherence Ability of Coagulase-Negative Staphylococci to Catheter Materials Naohito KOIKE Departmentof Microbiology, TokyoMedicalCollege Adherence ability to catheter materials for intravenous use of coagulase-negative staphylococci (CNS) which is frequently isolated from prosthetic implants and medical devices inserted into the body was studied, and the mechanism of catheter-associated infections and the prevention against that were discussed. Difference of the adherence ability of CNS to various kinds of catheter materials was found, and adherence ability to the catheter materials was correlated with that of human epithelial cells in culture. CNS isolated from intravenous catheters had higher adherence ability to the human epithelial cell cultures than isolates from other clinical sources . Among 4 kinds of catheter materials, including ethylene vinyl acetate (EVA),polyvinyl chloride (PVC), silicone (Sil)and polyurethane (PUR), the adherence ability of CNS on the EVA containing barium was highest , and Sil treated with t ungsten showed the lowest. The physicochemical properties of both the bacteria and the catheter materials, hydrophobicity of the bacterial cultures and the catheter materials , negative charges on surface of the bacteria, surface structure of the catheter materials , additives to the catheter materials, and coating the catheter surface gave great effects on the adherence of CNS to the catheter materials . I n addition, as biofactors, fibronectin and PROTEAMIN-HICALIQsolutions enhanced the adherence of CNS. These results suggested that catheter materials having a smooth surface and higher hydrophobicity, treated with tungusten and coated with urokinase were effective on the suppression of the adherence to catheter materials. In addition to the improvement of catheter materials , aseptic procedures in catheterization were thought to be critical for the prevention of catheter-associated infections. In view of these results, it should be emphasized that coagulase-negative staphylococci is a major opportunistic pathogen in hospital-acquired infections . 平 成2年12月20日
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