臨床微生物学

臨床微生物学は、ヒトの感染症を引き起こす微生物（細菌、真菌、ウイルス、マイコバクテリア、寄生虫）の検出、同定、特性評価、およびそれらの微生物が抗菌薬にどのように反応するかを予測することに関わる臨床検査医学の分野です。培養、顕微鏡検査、免疫測定法、分子増幅法、質量分析法を通じて、患者検体と実用的な検査情報とを結びつけます。

Definition

臨床微生物学は、患者検体中の感染症の微生物学的原因を特定し、その原因微生物（同定および抗菌薬感受性を含む）を特性評価することで、診断とサーベイランスを支援する検査分野です。

Scope

この分野は、診断微生物学検査室のワークフローを網羅しています。具体的には、検体採取と品質管理、一次分離と顕微鏡検査、表現型および遺伝子型による微生物同定、感受性および耐性試験、培養が困難または不可能な病原体の血清学的および分子学的検出が含まれます。ここでは、細菌同定、抗菌薬感受性試験、真菌同定と抗真菌薬試験、ウイルス検出と血清学、マイコバクテリア同定と耐性に関するトピック項目として構成されています。これらの項目は、臨床管理の指示ではなく、検査科学的な方法として扱われます。

Sub-topics

• 抗菌薬感受性試験
• 細菌の同定と特性評価
• 真菌の同定と抗真菌薬感受性試験
• 抗酸菌の同定と薬剤耐性
• ウイルス検出と血清学的検査

Core questions

• この検体には、もしあれば、どのような微生物が存在し、それは病原体か汚染物質か？
• 培養、顕微鏡検査、抗原検出、血清学、核酸増幅、質量分析のうち、どれがそれを最もよく検出・同定できるか？
• その微生物は、使用される可能性のある抗菌薬に対して感受性があるか、それとも耐性があるか？
• 微生物検査の分析性能、ターンアラウンドタイム、および臨床的解釈はどのように確立され、制限されるか？

Key concepts

• 検体品質と前分析変数
• 培養に基づく分離と培養非依存的検出
• 表現型同定（増殖、生化学、形態）
• 遺伝子型およびプロテオミクス同定（シーケンシング、MALDI-TOF質量分析）
• 抗菌薬感受性および耐性試験
• 血清学（抗体および抗原検出）
• 核酸増幅検査
• 分析感度、特異度、およびターンアラウンドタイム
• 定着と感染

Mechanisms

診断微生物学は、一連の分析ステップを経て検体から結果へと進みます。顕微鏡検査と一次培養は微生物を分離または可視化し、その後、表現型検査は増殖特性と生化学的反応を読み取ります。一方、MALDI-TOF質量分析法によるプロテオミクス同定は、各微生物のタンパク質質量スペクトルを参照データベースと照合し、日常的な同定ワークフローを刷新しました（Clark et al., 2013）。微生物の増殖が遅い場合や培養不可能な場合、検査室は免疫測定法に基づく抗原または抗体検出、およびリアルタイムPCRなどの核酸増幅法に頼ります。これにより、検体中の病原体ゲノムを直接検出します（Espy et al., 2006）。その後、感受性試験では、分離株を既定の抗菌薬濃度に曝露し、増殖阻害を読み取ります（Jorgensen & Ferraro, 2009）。これらの方法全体を通じて、検査室は真の感染と定着または汚染を区別し、分析感度、特異度、およびターンアラウンドタイムのバランスを取る必要があります（Caliendo et al., 2013）。

Clinical relevance

臨床微生物学は、感染症の認識とサーベイランスの根拠となる多くのエビデンスを生み出し、その成果（微生物の同定と感受性プロファイル）は、感染症に関する臨床的推論に情報を提供します。ここでの項目は、その検査エビデンスがどのように生成され、解釈されるかを説明しています。これらは方法と概念に関する参照であり、完全な臨床的状況に依存する個別の診断や治療の決定の基礎となるものではありません。

Epidemiology

臨床微生物学検査室は、公衆衛生の番人でもあります。その同定データと感受性データは、抗菌薬耐性サーベイランスとアウトブレイク検出に利用されます。より迅速で正確な診断は、個々のケアと新たな耐性のモニタリングの両方を形成するため、公衆衛生上の優先事項であると主張されてきました（Caliendo et al., 2013）。

History

診断微生物学は、19世紀後半の培養および染色法から発展し、免疫測定法、自動表現型システム、核酸増幅法、そして最近ではMALDI-TOF質量分析法やゲノム法を段階的に追加してきた検査分野です。日常的な同定における質量分析法の採用（Clark et al., 2013）と分子検査の拡大（Espy et al., 2006; Caliendo et al., 2013）は、検査室が微生物学的診断を確立する方法における最新の変化を示しています。

Seminal works

• clark-2013
• espy-2006
• jorgensen-2009
• caliendo-2013

Frequently asked questions

臨床微生物学は一般的な微生物学とどう違うのですか？

一般的な微生物学は微生物を広く研究しますが、臨床微生物学は、患者検体中のヒト感染症を引き起こす微生物を、その抗菌薬感受性を含めて検出・特性評価する臨床検査医学の応用分野です。

なぜ微生物検査室ではいくつかの異なる方法を用いるのですか？

単一の方法ですべての病原体を検出することはできません。培養、顕微鏡検査、抗原・抗体検出、核酸増幅、質量分析はそれぞれ異なる微生物や疑問に適しているため、検査室では検体や疑われる病原体に応じてそれらを組み合わせて使用します。