icon fsr

文献詳細

雑誌文献

臨床整形外科57巻3号

2022年03月発行

文献概要

特集 診断・治療に難渋したPeriprosthetic Joint Infectionへの対応 診断編

—細菌培養陰性例への対応—Next-generation Sequencingの現状と可能性

著者: 植田成実12 飯田寛和3 齋藤貴徳4

所属機関: 1関西医科大学総合医療センター整形外科 2関西医科大学総合医療センターゲノム解析センター 3関西医科大学リハビリテーション学部 4関西医科大学附属病院整形外科

ページ範囲:P.233 - P.240

文献購入ページに移動
Next-generation sequencing(NGS)の出現は,医学・生物学に革新的なインパクトをもたらした.NGSは,ゲノム解析を短時間かつ安価で行うことを可能とし,Musculoskeletal Infection Societyによる人工関節周囲感染の診断ガイドラインでは,診断未確定の症例にNGSを考慮することが注訳として記載されている.これまで培養検査ではviable but nonculturable (VBNC) state bacteriaを検出することができなかったが,培養困難な複数細菌もNGSは1〜2日で網羅的に検出できる.しかし,NGSは相対的検査であることに注意を要し,検体に含まれる原因菌が少ない場合に精度が落ち,偽陽性を生じ得る.培養陰性の場合,抜去されたインプラント超音波処理液を含む複数検体に対し定量PCR(qPCR)などの遺伝子定量検査を行い,含まれる細菌遺伝子量の多い検体に対しNGSを行う必要がある.そして,NGS結果に対し,陽性・陰性コントロールを用いた詳細な分析を行い,さまざまなコンタミネーションに配慮し,病態に関わる細菌を特定することで診断未確定の症例にNGSを用いた原因菌の同定と診断が可能となる.

参考文献

1) Ueda N, Oe K, Nakamura T, et al. Sonication of extracted implants improves microbial detection in patients with orthopedic implant-associated infections. J Arthroplasty 2019;34(6):1189-96.
2) Toyama T, Ueda N, Hamada Y, et al. Inoculation of sonicate fluid into blood culture bottles improves microbial detection in patients with orthopedic bone and soft tissue infections of the upper and lower extremities. J Orthop Sci 2022 (in press).
3) Amann RI, Ludwig W, Schleifer KH. Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation. Microbiol Rev 1995;59(1):143-69.
4) Fisher RA, Gollan B, Helaine S. Persistent bacterial infections and persister cells. Nat Rev Microbiol 2017;15(8):453-64.
5) Relman DA. Microbial genomics and infectious diseases. N Engl J Med 2011;365(4):347-57.
6) 超音波処理法と次世代シーケンサーによるインプラント周囲感染の新規診断法の構築(KAKENHI-PROJECT-17K16707).https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17K16707/(2021年11月5日アクセス)
7) 植田成実,飯田寛和,齋藤貴徳.Next generation sequencing(NGS)を用いた基礎的検討および慢性骨髄炎患者検体の解析結果より考えるNGSの有用性と課題.別冊整形外科2022;81(in press).
8) Didelot X, Bowden R, Wilson DJ, et al. Transforming clinical microbiology with bacterial genome sequencing. Nat Rev Genet 2012;13(9):601-12.
9) 植田成実,中森 靖,奥田知之・他.Next-generation seguencingとPCRを用いた新型コロナ感染症(COVID-19)診断,整形外科病棟における院内発症時の感染経路の特定.別冊整形外科2022;81(in press).
10) Tarabichi M, Shohat N, Goswami K, et al. Diagnosis of periprosthetic joint infection:the potential of next-generation sequencing. J Bone Joint Surg Am 2018;100(2):147-54.
11) Tarabichi M, Shohat N, Goswami K, et al. Can next generation sequencing play a role in detecting pathogens in synovial fluid? Bone Joint J 2018;100-B(2):127-33.
12) Street TL, Sanderson ND, Atkins BL, et al. Molecular diagnosis of orthopedic-device related infection directly from sonication fluid by metagenomic sequencing. J Clin Microbiol 2017;55(8):2334-47.
13) Rao AJ, MacLean IS, Naylor AJ, et al. Next-generation sequencing for diagnosis of infection:is more sensitive really better? J Shoulder Elbow Surg 2020;29(1):20-6.
14) Parvizi J, Tan TL, Goswami K, et al. The 2018 definition of periprosthetic hip and knee infection:an evidence-based and validated criteria. J Arthroplasty 2018;33(5):1309-14.
15) Haddad FS. Next generation sequencing:is this the moment? Bone Joint J 2018;100-B(2):125-6.
16) Indelli PF, Ghirardelli S, Violante B, et al. Next generation sequencing for pathogen detection in periprosthetic joint infections. EFORT Open Rev 2021;6(4):236-44.
17) Fouhy F, Clooney AG, Stanton C, et al. 16S rRNA gene sequencing of mock microbial populations- impact of DNA extraction method, primer choice and sequencing platform. BMC Microbiol 2016;16(1):123. doi:10.1186/s12866-016-0738-z.
18) Watts GS, Youens-Clark K, Slepian MJ, et al. 16S rRNA gene sequencing on a benchtop sequencer:accuracy for identification of clinically important bacteria. J Appl Microbiol 2017;123(6):1584-96.
19) Caporaso JG, Kuczynski J, Stombaugh J, et al. QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data. Nat Methods 2010;7(5):335-6.
20) Pérez-Brocal V, Magne F, Ruiz-Ruiz S, et al. Optimized DNA extraction and purification method for characterization of bacterial and fungal communities in lung tissue samples. Sci Rep 2020;10(1):17377. doi:10.1038/s41598-020-74137-2.

掲載誌情報

出版社:株式会社医学書院

電子版ISSN:1882-1286

印刷版ISSN:0557-0433

雑誌購入ページに移動
icon up

本サービスは医療関係者に向けた情報提供を目的としております。
一般の方に対する情報提供を目的としたものではない事をご了承ください。
また,本サービスのご利用にあたっては,利用規約およびプライバシーポリシーへの同意が必要です。

※本サービスを使わずにご契約中の電子商品をご利用したい場合はこちら