(57)【要約】【課題】培養物中の微生物の種類の同定のための方法の提供。【解決手段】培養物中の微生物の種類を同定するための方法および装置を提供する。正規化相対値を、培養物の生物学的状態の個々の測定のそれぞれに対して、（ｉ）個々の測定と（ｉｉ）初期の生物学的状態との間で計算する。時点の各一定時間間隔に対して、時点の上記間隔における正規化相対値の一次導関数を計算し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得る。複数のレートトランスフォーメーション値におけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、セットにおけるレートトランスフォーメーション値の代表値を計算し、複数の平均相対トランスフォーメーション値を得る。正規化相対値および平均相対トランスフォーメーション値から決定した最大代謝レートおよび増殖度の値を微生物の種類にマッチさせるルックアップテーブルと比較する。【選択図】図１
2014138623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法であって、
（Ａ）第１の時点と第２の時点との間の異なる時点で行った前記容器内の培養物の代謝活性の複数の測定における個々の測定のそれぞれに対して、（ｉ）前記個々の測定と（ｉｉ）初期の時点で測定された前記培養物の初期の代謝活性との間で正規化相対値を計算し、これにより複数の正規化相対値を得るステップと、
（Ｂ）前記第１の時点と前記第２の時点との間の複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれに対して、前記複数の時点の個々の所定の一定間隔における前記代謝活性の測定値に対する正規化相対値の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得るステップであって、前記複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含み、前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれは、前記第１の時点と前記第２の時点との間の連続した時点の異なるセットに対する、ステップと、
（Ｃ）前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、前記レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として平均相対トランスフォーメーション値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算するステップと、
（Ｄ）前記複数の正規化相対値および前記複数の平均相対トランスフォーメーション値から最大代謝レートおよび増殖度を決定するステップであって、前記最大代謝レートは前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であるステップと、
（Ｅ）前記最大代謝レートおよび前記増殖度から前記容器内の前記培養物中の微生物の種類を決定するステップと
を含むことを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
培養物中の微生物の種類を同定するための改善されたシステムおよび方法を開示する。
【背景技術】
【０００２】
血液培養物などの培養物中の微生物の迅速かつ信頼性の高い検出は、臨床微生物学実験室の最も重要な役割のうちの１つである。現在、患者の体液、特に血液中の細菌などの生物学的に活性な作用物質の存在は、培養バイアルを用いて決定される。少量の患者の体液が、密閉ゴム隔壁を通して培地を含む滅菌バイアル内に注入され、次いでバイアルがインキュベートされ、微生物の増殖について監視される。
【０００３】
次いで、培養バイアルの一般的な視覚的観察で、バイアル内の液体懸濁液の濁度の監視またはその色の最終的な変化の観察が行われる。既知の機器による方法を用いて、細菌の増殖の代謝副産物である培養容器の二酸化炭素含有量の変化を検出することもできる。二酸化炭素含有量の監視は、当技術分野で十分に確立された方法によって達成することができる。
【０００４】
ある場合には、赤外線透過窓を備えた特殊なバイアルを利用する非侵襲性赤外線微生物検出器具が用いられる。ある場合には、ガラスバイアルが、自動操作アームによって赤外分光計に移され、ガラスバイアルを通して測定される。ある場合には、化学センサがバイアル内に配置される。これらのセンサは、それらの色を変更するか、またはそれらの蛍光強度を変更することによって、液相中の二酸化炭素濃度の変化に応答する。これらの技術は、光強度測定に基づいており、励起および／または発光信号における分光フィルタリングを必要とする。
【０００５】
上述したように、いくつかの異なる培養システムおよび方法が、実験室で利用可能である。例えば、ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）放射分析および非放射分析システム（Ｂｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｅｎｓｏｎ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｓｐａｒｋｓ、Ｍａｒｙｌａｎｄ）が、この作業のためによく使用される。ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）９２４０器具は、例えば、最大２４０の培養容器を収容し、インキュベータ、撹拌器、および検出システムとしての役目を果たす。各容器は、蛍光ＣＯ2センサを含み、このセンサは、継続的（例えば、１０分毎）に監視される。培養物は、増殖指数閾値やデルタ値を用いるのではなく、ＣＯ2生産量における上昇率の変化や持続的な上昇に基づいた増殖検出用のコンピュータアルゴリズムによって陽性と識別される。ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）９２４０は、いったん容器が装着されたら、完全に自動である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，４３２，６９７号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６１７，１２７号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０９６，２７２号明細書
【特許文献４】米国特許第４，８８９，９９２号明細書
【特許文献５】国際公開第２００６０７１８００号パンフレット
【特許文献６】米国特許第６，９００，０３０号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Stanier et al., 1986, The Microbial World, 5th edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, pages 10-20, 33-37, and 190-195
【非特許文献２】Stanier et al, 1986, The Microbial World, 5th edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, Chapter 5
【非特許文献３】Oberoi et al. 2004, "Comparison of rapid colorimetric method with conventional method in the isolation of mycobacterium tuberculosis," Indian J Med Microbiol 22:44-46
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらの微生物検出法の欠点は、このような培養物中の微生物の種類を必ずしも検出しないことである。上述のシステムのそれぞれには、培養物中にどのような種類の微生物が存在するかを非侵襲的かつ自動的に決定する方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来技術で判明した要求を満たすために、微生物の種類の存在または存在と同定の決定に使用する、未知の種類の微生物の存在について試料を培養するように設計された任意の培養システム用の仮微生物同定のためのシステム、方法、および装置を提供する。
【００１０】
有利なことに、本発明の新規なシステム、方法、および装置を用いて、ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）血液培養システムなどのインキュベーションシステムを、グラム染色または継代培養などの手動試験が行われる前に培養物中の微生物の種類を決定するためにプログラムすることができる。実際、場合によっては、本発明の新規なシステム、方法、および装置により、培養物に感染する微生物の種類を同定するためにグラム試験または継代培養を行う必要性がなくなる。
【００１１】
簡単に述べると、最大代謝レートおよび増殖度などの本明細書に開示する新規なパラメータを用いて、培養物に感染する微生物の種類を決定する。どの微生物の種類（例えば、どの微生物の種）も、これらの新規なパラメータについて固有の値を有することが予期せず見出された。この予期しなかった発見に基づいて、生物学的試料に感染する微生物の種類を、グラム染色または継代培養などの手動試験が実験技術者によって行われる前に自動インキュベータによって直接決定することができる。実際、場合によっては、このような手動試験は、もはや、培養物に感染する微生物の種類を決定するために必要とされない。
【００１２】
本発明では、既知の種類の微生物に感染させられた各生物学的試料から本明細書に開示する新規なパラメータについての値を計算し、これを用いて、微生物の種類の同定を行うために用いることができる任意選択のルックアップテーブルをポピュレートし、または分類器または他の形態の式をトレーニングする。典型的には、ルックアップテーブルは、既知の主の微生物を用いて作成する。未知の生物学的試料に潜在的に感染可能な微生物の種類（例えば、微生物の種）のそれぞれの値を計算し、これを用いてルックアップテーブルをポピュレートする。有利なことに、最大代謝レートおよび増殖度などの新規なパラメータは、生物学的試料を取り扱う従来の実験室で既に記録されている観察結果を用いて計算するため、このようなルックアップテーブルは、追加の実験を一切行う必要なく構築することができる。例えば、多くの実験室で、時間をかけて、いくつかの感染された試料が、慣用のグラム染色および／または継代培養を用いて同定されている。さらに、このような実験室では、時間の関数として代謝をたどる増殖曲線データを、このような試料について記録した。実際、このような試料が微生物に感染したという決定を導くのは、このような増殖曲線データである場合が多い。これらの感染試料の場合、新規なパラメータを、増殖曲線データから計算し、グラム染色および／または継代培養からの微生物の種類とマッチさせ、ルックアップテーブルをポピュレートするために用いることができる。次いで、新しい培養物（未知）に感染している微生物の種類は、この新しい培養物の新規なパラメータについての値を計算し、例えば、所定の微生物の種類について、これらの値をルックアップテーブルの値と比較することによって決定することができる。
【００１３】
本明細書に開示する新規なパラメータについての多数の例示的な値が、所定の培地のための多くの異なる微生物の種類に対して本明細書で示すデータの中に与えられているが、任意の所定の微生物の種類に対する新規なパラメータについてのこれらの値は、培養物の増殖を支持するのに用いられる培地が変更されると変化することがあることを理解されたい。したがって、任意の所定のルックアップテーブルに対して、既知の培養物の増殖曲線を決定するために用いられる生物学的培地が、ルックアップテーブルをポピュレートするために用いられた既知の試料の増殖曲線を決定するために用いられた生物学的培地と同じか類似となるように注意を払う必要がある。さらに、新規なパラメータの値は、異なるインキュベータが用いられると変化する可能性がある。したがって、好ましくは、ルックアップテーブルをポピュレートするために用いられるデータを生成するために用いられた同じインキュベータを未知の培養物に対しても用いる。あるいは、それぞれのルックアップテーブルが異なる培地の種類および／またはインキュベータ用であるいくつかの異なるルックアップテーブルを作成することもできる。
【００１４】
所定の増殖培地についてのいくつかの異なる微生物の種類からの最大代謝レートおよび増殖度などの新規なパラメータについての例示的な値を本明細書に開示する。データは、それぞれの微生物の種類が、本明細書に開示する新規なパラメータに関して異なる固有の特徴的な値を有することを示している。さらに、新規なパラメータについての値は、試料に対して既に記録された増殖データから計算するため、本明細書に示す値を計算するために追加の実験を必要としなかった。上記に論じた通り、新規なパラメータの本明細書に開示する値は、異なる培地が使用されると変化することがある。しかし、本明細書に開示するデータは、所定の培地についても、新規なパラメータの値が、それぞれの微生物の種類毎に異なるであろうこと、および、このため、ある微生物の種類に感染していると仮に同定された未知の試料中の微生物の種類の同定の基準として用いることができることを明確に実証している。したがって、本発明のシステムおよび方法は、微生物学および関連分野における有用な多数の用途を提供することができ、細胞培養滅菌試験方法における特定の用途を満たす。
【００１５】
一態様では、本発明は、増殖レートおよび増殖度における差を利用して、微生物の種類の同定をもたらすかまたはこの同定に寄与しうる培養物中に存在し増殖する微生物の種類についての情報を提供する。本発明のこの態様は、培養物中に存在する微生物の種類に対するパラメータについての値を提供するように代謝または細胞増殖データに対して適用できるデータトランスフォーメーションを利用する。本発明のこの態様を用いて、微生物の種類の同定を決定することができる。
【００１６】
別の態様では、本発明は、容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法を提供する。この方法では、容器内の培養物の生物学的状態の複数の測定における個々の測定のそれぞれに対して、（ｉ）個々の測定と（ｉｉ）初期の時点で測定された培養物の初期の生物学的状態との間で正規化相対値を計算し、これにより複数の正規化相対値を得る。
【００１７】
複数の正規化相対値は、時間を基準に、第１の時点と第２の時点との間の複数の時点の所定の一定間隔に分けることができる。例えば、第１の所定の一定間隔は、第１の１０の正規化相対値を含むことができ、第２の所定の一定間隔は、次の１０の正規化相対値を含むことができ、第２の時点に達するまでこれが繰り返される。これらの、第１の時点と第２の時点との間の複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれに対して、個々の所定の一定間隔における正規化相対値の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得る。
【００１８】
複数の時点の所定の一定間隔のそれぞれについてレートトランスフォーメーション値が存在する。これらの複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含むと見なすことができる。レートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれは、第１の時点と第２の時点との間の、連続した時点の異なるセットに対するものである。例えば、レートトランスフォーメーション値の第１のセットは、複数のレートトランスフォーメーション値における初めの７つのレートトランスフォーメーション値とすることができ、レートトランスフォーメーション値の第２のセットは、複数のレートトランスフォーメーション値における次の７つのレートトランスフォーメーション値とすることができ、これが繰り返される。レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、平均相対トランスフォーメーション値を、レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として計算する。このようにして、複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算する。
【００１９】
最大代謝レートおよび増殖度は、複数の正規化相対値および複数の平均相対トランスフォーメーション値から決定する。一部の実施形態では、最大代謝レートおよび増殖度を、最大代謝レートおよび増殖度を微生物の種類にマッチさせる任意選択のルックアップテーブルと比較し、これにより容器内の培養物中の微生物の種類を決定する。一部の実施形態では、最大代謝レートおよび増殖度を式または他の形態のトレーニングされた分類器において用いて、容器内の培養物中の微生物の種類を決定する。
【００２０】
一部の実施形態では、容器内の培養物中の微生物の種類の同定を、ユーザーインターフェイスデバイス、モニタ、コンピュータ可読記憶媒体、コンピュータ可読メモリ、またはローカルもしくはリモートコンピュータシステムに出力する。一部の実施形態では、培養物中の微生物の種類の同定を表示する。
【００２１】
一部の実施形態では、第１の時点は、初期の時点から５分以上後であり、第２の時点は、初期の時点から３０時間以上後である。一部の実施形態では、第１の時点は、初期の時点から０．５時間から３時間後であり、第２の時点は、初期の時点から４．５時間から２０時間後である。一部の実施形態では、レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の第１のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の代表値は、レートトランスフォーメーション値の第１のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の幾何平均、算術平均、中央値、または最頻値を含む。
【００２２】
一部の実施形態では、培養物の生物学的状態の複数の測定における測定はそれぞれ、第１の時点と第２の時点との間の周期的な時間間隔で培養物について行う。一部の実施形態では、周期的な時間間隔は、１分から２０分、５分から１５分、または０．５分から１２０分の間のある量の時間である。
【００２３】
一部の実施形態では、培養物の初期の生物学的状態は、培養物に接触しているセンサの蛍光出力によって決定する。例えば、一部の実施形態では、センサの蛍光出力の量は、ＣＯ2濃度、Ｏ2濃度、またはｐＨの影響を受ける。
【００２４】
一部の実施形態では、容器内の培養物の生物学的状態の１０回から５０，０００回の測定、１００回から１０，０００回の測定、または１５０回から５，０００回の測定が、培養物の生物学的状態の複数の測定の中にある。一部の実施形態では、複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれは、第１の時点と第２の時点との間の時間ウィンドウにおける時点に対する各レートトランスフォーメーション値を含むか、または各レートトランスフォーメーション値から構成され、時間ウィンドウは、２０分から１０時間、２０分から２時間、または３０分から９０分の時間である。
【００２５】
一部の実施形態では、複数のレートトランスフォーメーション値におけるレートトランスフォーメーション値の各セットは、４から２０、５から１５、または２から１００の連続したレートトランスフォーメーション値を含むか、またはこれらのレートトランスフォーメーション値から構成される。一部の実施形態では、複数の平均相対トランスフォーメーション値には、５から５００または２０から１００の平均相対トランスフォーメーション値が存在する。一部の実施形態では、培養物の量は、１ｍｌから４０ｍｌ、２ｍｌから１０ｍｌ、１００ｍｌ未満、または１００ｍｌを超える。
【００２６】
一部の実施形態では、容器は、培養物と流体的に連通したセンサ組成物を含み、このセンサ組成物は、酸素に曝露されると、蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光で照射されたときに蛍光特性が変化する前記蛍光化合物を含み、センサ組成物の存在は、培養物にとって非破壊的であり、培養物の初期の生物学的状態を、（ｉ）蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光でセンサ組成物を照射し、（ｉｉ）センサ組成物を光で照射しながら、蛍光化合物からの蛍光光の強度を観察する方法によって測定する。一部の実施形態では、蛍光化合物は、水および非ガス状溶質に対しては比較的不透過性であるが酸素に対しては高い透過性を有する基質内に含められる。一部の実施形態では、基質は、ゴムまたはプラスチックを含む。
【００２７】
一部の実施形態では、最大代謝レートを、複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であると見なす。一部の実施形態では、増殖度は、以下の式によって決定する。
ＮＲafter_growth−ＮＲminimum_growth
式中、ＮＲafter_growthは、複数の平均相対トランスフォーメーション値における（ｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第１の平均相対トランスフォーメーション値、（ｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値、または（ｉｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値であり、ＮＲminimum_growthは、閾値を得るために第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値である。一部の実施形態では、閾値は、５から１００または２５から７５の値である。
【００２８】
一部の実施形態では、増殖度は、以下の式によって決定する。
ＡＲＴｍａｘ*（ｔｉｍｅARTmax−ｔｉｍｅinitial）
式中、ＡＲＴｍａｘは、複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であり、ｔｉｍｅARTmaxは、（ａ）初期の時点と（ｂ）複数の平均相対トランスフォーメーション値における（ｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第１の平均相対トランスフォーメーション値、（ｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値、または（ｉｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間であり、ｔｉｍｅinitialは、（ｉ）初期の時点と（ｉｉ）閾値を得るために第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間である。一部の実施形態では、閾値は、５から１００または２５から７５の値である。
【００２９】
一部の実施形態では、増殖度は、以下の式によって決定する。
［ＡＲＴｍａｘ*（ｔｉｍｅARTmax−ｔｉｍｅinitial）］／ｔｉｍｅinitial
式中、ＡＲＴｍａｘは、複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であり、ｔｉｍｅARTmaxは、（ａ）初期の時点と（ｂ）複数の平均相対トランスフォーメーション値における（ｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第１の平均相対トランスフォーメーション値、（ｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値、または（ｉｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間であり、ｔｉｍｅinitialは、（ｉ）初期の時点と（ｉｉ）閾値を得るために第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間である。
【００３０】
一部の実施形態では、決定するステップは、最大代謝レートおよび増殖度に基づいて（ｉ）腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）の細菌または（ｉｉ）腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）ではない細菌として容器内の培養物中の微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、最大代謝レートおよび増殖度に基づいて細菌として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、最大代謝レートおよび増殖度に基づいて（ｉ）腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）、（ｉｉ）スタフィロコッカス科（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｃｅａｅ）、（ｉｉｉ）連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）、または（ｉｖ）アシネトバクター属（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）として前記微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、アリシュワネラ（Ａｌｉｓｈｅｗａｎｅｌｌａ）、アルテロコッカス（Ａｌｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）、アクアモナス（Ａｑｕａｍｏｎａｓ）、アラニコラ（Ａｒａｎｉｃｏｌａ）、アルセノフォナス（Ａｒｓｅｎｏｐｈｏｎｕｓ）、アゾチビルガ（Ａｚｏｔｉｖｉｒｇａ）、ブロシュマンニア（Ｂｌｏｃｈｍａｎｎｉａ）、ブレネリア（Ｂｒｅｎｎｅｒｉａ）、ブフネラ（Ｂｕｃｈｎｅｒａ）、ブドビシア（Ｂｕｄｖｉｃｉａ）、ブティアウクセラ（Ｂｕｔｔｉａｕｘｅｌｌａ）、セデセア（Ｃｅｄｅｃｅａ）、シトロバクター（Ｃｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）、ディケヤ（Ｄｉｃｋｅｙａ）、エドワージエラ（Ｅｄｗａｒｄｓｉｅｌｌａ）、エンテロバクター（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ）、エルウィニア（Ｅｒｗｉｎｉａ）、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、エウィンゲラ（Ｅｗｉｎｇｅｌｌａ）、グリモンテラ（Ｇｒｉｉｍｏｎｔｅｌｌａ）、ハフニア（Ｈａｆｎｉａ）、クレブシエラ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ）、クライベラ（Ｋｌｕｙｖｅｒａ）、レクレルシア（Ｌｅｃｌｅｒｃｉａ）、レミノレラ（Ｌｅｍｉｎｏｒｅｌｌａ）、モエレレラ（Ｍｏｅｌｌｅｒｅｌｌａ）、モルガネラ（Ｍｏｒｇａｎｅｌｌａ）、オベスムバクテリウム（Ｏｂｅｓｕｍｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、パントエア（Ｐａｎｔｏｅａ）、ペクトバクテリウム（Ｐｅｃｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、カンジダツスフロモバクター（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ  Ｐｈｌｏｍｏｂａｃｔｅｒ）、フォトラブダス（Ｐｈｏｔｏｒｈａｂｄｕｓ）、プレジオモナス（Ｐｌｅｓｉｏｍｏｎａｓ）、プラジア（Ｐｒａｇｉａ）、プロテウス（Ｐｒｏｔｅｕｓ）、プロビデンシア（Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｉａ）、ラーネラ（Ｒａｈｎｅｌｌａ）、ラオウルテラ（Ｒａｏｕｌｔｅｌｌａ）、サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）、サムソニア（Ｓａｍｓｏｎｉａ）、セラチア（Ｓｅｒｒａｔｉａ）、シゲラ（Ｓｈｉｇｅｌｌａ）ソーダリス（Ｓｏｄａｌｉｓ）、テイタメラ（Ｔａｔｕｍｅｌｌａ）、トラブルシエラ（Ｔｒａｂｕｌｓｉｅｌｌａ）、ウィグルスウォーチア（Ｗｉｇｇｌｅｓｗｏｒｔｈｉａ）、ゼノラブダス（Ｘｅｎｏｒｈａｂｄｕｓ）、エルシニア（Ｙｅｒｓｉｎｉａ）、およびヨーケネラ（Ｙｏｋｅｎｅｌｌａ）からなる群から選択される腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）の１つの属として微生物の���類を同定する。
【００３１】
一部の実施形態では、決定するステップは、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、スタフィロコッカスカプラエ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｃａｐｒａｅ）、表皮ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ）、スタフィロコッカスヘモリティカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｈａｅｍｏｌｙｔｉｃｕｓ）、スタフィロコッカスホミニス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｈｏｍｉｎｉｓ）、スタフィロコッカスルグドゥネンシス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｌｕｇｄｕｎｅｎｓｉｓ）、スタフィロコッカスペテンコフェリ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｐｅｔｔｅｎｋｏｆｅｒｉ）、スタフィロコッカスサプロフィティカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｓａｐｒｏｐｈｙｔｉｃｕｓ）、スタフィロコッカスワーネリ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｗａｒｎｅｒｉ）、およびスタフィロコッカスキシローサス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｘｙｌｏｓｕｓ）からなる群から選択されるスタフィロコッカス科（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｃｅａｅ）の１つの種として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、無乳性連鎖球菌（Ｓ．ａｇａｌａｃｔｉａｅ）、Ｓ．ボビス（Ｓ．ｂｏｖｉｓ）、Ｓ．ミュータンス（Ｓ．ｍｕｔａｎｓ）、肺炎球菌（Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、化膿連鎖球菌（Ｓ．ｐｙｏｇｅｎｅｓ）、唾液連鎖球菌（Ｓ．ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ）、Ｓ．サングイニス（Ｓ．ｓａｎｇｕｉｎｉｓ）、ブタ連鎖球菌（Ｓ．ｓｕｉｓ）、緑色連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｖｉｒｉｄａｎｓ）、および乳房連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｕｂｅｒｉｓ）からなる群から選択される連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）の１つの種として微生物の種類を同定する。
【００３２】
一部の実施形態では、決定するステップは、最大代謝レートおよび増殖度に基づいて好気性菌として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、最大代謝レートおよび増殖度に基づいて嫌気性菌として微生物の種類を同定する。
【００３３】
一部の実施形態では、培養物の初期の生物学的状態を、比色法、蛍光分析法、比濁分析法、または赤外線法によって測定する。一部の実施形態では、生物学的状態の複数の測定における各生物学的状態を、比色法、蛍光分析法、比濁分析法、または赤外線法によって決定する。一部の実施形態では、培養物は、対象（例えば、ヒト対象、哺乳動物対象など）からの血液培養物である。
【００３４】
別の態様では、本発明は、容器内の培養物中の微生物の種類を同定するための装置であって、本明細書に開示するいずれかの方法を実施するためのプロセッサおよびこのプロセッサに接続されたメモリを備える、装置を提供する。さらに別の態様では、本発明は、容器内の培養物中の微生物の種類を同定するコンピュータプログラム製品を記憶するコンピュータ可読媒体であって、コンピュータプログラム製品はコンピュータによって実行可能である、コンピュータ可読媒体を提供する。コンピュータプログラム製品は、本明細書に開示するいずれかの方法を実施するための命令を含む。
【００３５】
本発明のさらに別の態様は、容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法を提供する。容器内の培養物の生物学的状態の複数の測定を得る。この複数の測定における各測定が第１の時点と第２の時点との間の異なる時点で行われる。第１の時点と第２の時点との間の複数の時点の個々の所定の一定間隔に対して、複数の時点の個々の所定の一定間隔における生物学的状態の測定の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得る。この複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含み、レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれは、第１の時点と第２の時点との間の連続した時点の異なるセットに対する。レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として平均相対トランスフォーメーション値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算する。複数の正規化相対値および複数の平均相対トランスフォーメーション値から最大代謝レートおよび増殖度を決定する。最大代謝レートおよび増殖度を、最大代謝レート値および増殖度を微生物の種類にマッチさせるルックアップテーブルと比較し、これにより容器内の培養物中の微生物の種類を決定する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に従った、プロセッサおよびこのプロセッサに接続されたメモリを備えた、容器内の培養物中の微生物の種類を同定するための装置を例示する図である。
【図２】本発明の実施形態に従った、培養容器およびＣＯ2検出システムの略図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態に従った、容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法を例示する図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に従った、容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法を例示する図である。
【図４】発明の実施形態に従った、容器内の血液培養物から測定した正規化相対値のプロットを示す図である。
【図５】発明の実施形態に従った、経時的な図４のレートトランスフォーメーション値の平均変化レートに基づいた経時的な平均相対トランスフォーメーション値のプロットを示す図である。
【図６】本発明の実施形態に従った、図４の正規化相対値の二次導関数のプロットであり、代謝レートの経時変化を示す図である。
【図７】既知の種類の微生物を含む基準培養物についての増殖度の最大代謝レートに対する比のプロットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
各図面のいくつかの場面において、同様の参照番号は相当する部分を指している。
【００３８】
培養物中の微生物の種類を同定するためのシステム、方法、および装置を提供する。一態様では、培養物の生物学的状態の個々の測定に対して、（ｉ）個々の測定と（ｉｉ）初期の生物学的状態との間で正規化相対値を計算する。複数の時点の一定間隔のそれぞれに対して、時点の個々の間隔における生物学的状態の測定に対する正規化相対値の一次導関数を計算し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得る。複数のレートトランスフォーメーション値におけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットに対して、上記セットにおけるレートトランスフォーメーション値の代表値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を得る。一部の実施形態では、正規化相対値および平均相対トランスフォーメーション値から決定される最大代謝レートおよび増殖度を、これらの値を微生物の種類にマッチさせる任意選択のルックアップテーブルに対して比較する。
【００３９】
５．１  定義
本明細書で使用する用語「アシネトバクター属（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）」は、プロテオバクテリア門（ｐｈｙｌｕｍ  Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）に属する細菌のグラム陰性属を指す。非運動性アシネトバクター種は、オキシダーゼ陰性であり、拡大下で対になって生じる。
【００４０】
本明細書で使用する用語「生物学的状態」は、例えば、培養物中のＣＯ2濃度、Ｏ2濃度、ｐＨ、ＣＯ2濃度の変化レート、Ｏ2濃度の変化レート、またはｐＨの変化レートによって決定する培養物の代謝活性の測定を指す。
【００４１】
本明細書で使用する用語「血液」は、全血か、または赤血球、血小板、好中球、好酸球、好塩基球、リンパ球、および単球から構成される細胞の種類の群から１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、または７つの細胞の種類を意味する。血液は、限定するものではないが、ヒト、任意の実験動物（例えば、ラット、マウス、イヌ、チンパンジー）、または任意の哺乳動物を含む任意の種からのものとすることができる。
【００４２】
本明細書で使用する用語「血液培養物」は、血液培地と混合された任意の量の血液を指す。培地の例には、限定するものではないが、大豆カゼイン添加ブロス、大豆カゼイン消化物、ヘミン、メナジオン、炭酸水素ナトリウム、ポリアネルトールスルホン酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ  ｐｏｌｙａｎｅｌｔｈｏｌｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、スクロース、ピリドキサールＨＣＫｌ、酵母エキス、およびＬ−システインが含まれる。血液培地として用いることができる１つまたは複数の試薬は、例えば、このような目的のために、参照によりその全容が本明細書に組み込まれている非特許文献１に記載されている。ある場合には、血液培養物は、対象が血液感染または菌血症の症状を有するときに得られる。血液は、対象から抜き取られ、栄養ブロスを含む容器に直接入れられる。一部の実施形態では、各容器に血液１０ｍｌが必要である。
【００４３】
本明細書で使用する用語「培養物」は、細胞を培養するように設計された１つまたは複数の試薬から分離されるか、またはこの試薬に混合される、対象からの任意の生物学的試料を指す。対象からの生物学的試料は、例えば、血液、細胞、細胞抽出物、脳脊髄液、血漿、血清、唾液、痰、組織標本、組織生検、尿、創傷分泌物、留置ラインカテーテル表面からの試料、または便標本とすることができる。対象は、限定するものではないが、ヒト、任意の実験動物（例えば、ラット、マウス、イヌ、チンパンジー）、または任意の哺乳動物を含む任意の種の一員とすることができる。生物学的試料と混合できる１つまたは複数の試薬は、例えば、このような目的のために、参照によりその全容が本明細書に組み込まれている非特許文献１に記載されている。血液培養物は、培養物の一例である。一部の実施形態では、生物学的試料は、液体の形態であり、培養物中の生物学的試料の量は、１ｍｌから１５０ｍｌ、２ｍｌから１００ｍｌ、０．５ｍｌから９０ｍｌ、０．５ｍｌから７５ｍｌ、または０．２５ｍｌから１００，０００ｍｌである。一部の実施形態では、生物学的試料は、液体の形態であり、培養物の容量の１％から９９％、培養物の容量の５％から８０％、培養物の容量の１０％から７５％、培養物の容量の８０％未満、または培養物の容量の１０％以上である。一部の実施形態では、生物学的試料は、培養物の総重量の１％から９９％、培養物の総重量の５％から８０％、培養物の総重量の１０％から７５％、培養物の総重量の８０％未満、または培養物の総重量の１０％以上である。
【００４４】
本明細書で使用する用語「腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）」は、サルモネラ菌（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）および大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）を含む細菌の大きい科を指す。腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）は、本明細書では腸内群（Ｅｎｔｅｒｉｃ  ｇｒｏｕｐ）とも呼ぶ。遺伝子研究により、腸内細菌科が、プロテオバクテリア（Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）に含まれ、それらが、自身の秩序をもたらしている（腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｌｅｓ））。腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）の仲間は、棒状であり、典型的には、１μｍから５μｍの長さである。他のプロテオバクテリアと同様に、腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）は、グラム陰性染色を有し、通性嫌気性菌であり、糖を発酵させて乳酸および様々な他の最終産物を産生する。腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）は、硝酸塩を亜硝酸塩に還元する。ほとんどの類似の細菌とは異なり、腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）は、例外（例えば、プレジオモナス（Ｐｌｅｓｉｏｍｏｎａｓ））もあるが、一般的にチトクロムＣオキシダーゼが欠損している。ほとんどは、多数の鞭毛を有するが、２、３の属は、非運動性である。腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）は、カタラーゼ陽性である志賀赤痢菌（Ｓｈｉｇｅｌｌａ  ｄｙｓｅｎｔｅｒｉａｅ）株を除き、非胞子形成性である。この科の多くの仲間は、ヒトおよび他の動物の腸内に見られる腸管内菌叢の正常部分であるが、他の仲間は、水中または土中で見られるか、または様々な異なる動物および植物の寄生生物である。腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）のほとんどの仲間は、細菌性細胞のその宿主への付着に関与する周毛性Ｉ型線毛を有する。腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）属には、限定するものではないが、アリシュワネラ（Ａｌｉｓｈｅｗａｎｅｌｌａ）、アルテロコッカス（Ａｌｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）、アクアモナス（Ａｑｕａｍｏｎａｓ）、アラニコラ（Ａｒａｎｉｃｏｌａ）、アルセノフォナス（Ａｒｓｅｎｏｐｈｏｎｕｓ）、アゾチビルガ（Ａｚｏｔｉｖｉｒｇａ）、ブロシュマンニア（Ｂｌｏｃｈｍａｎｎｉａ）、ブレネリア（Ｂｒｅｎｎｅｒｉａ）、ブフネラ（Ｂｕｃｈｎｅｒａ）、ブドビシア（Ｂｕｄｖｉｃｉａ）、ブティアウクセラ（Ｂｕｔｔｉａｕｘｅｌｌａ）、セデセア（Ｃｅｄｅｃｅａ）、シトロバクター（Ｃｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）、ディケヤ（Ｄｉｃｋｅｙａ）、エドワージエラ（Ｅｄｗａｒｄｓｉｅｌｌａ）、エンテロバクター（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ）、エルウィニア（Ｅｒｗｉｎｉａ）（例えば、火傷病菌（Ｅｒｗｉｎｉａ  ａｍｙｌｏｖｏｒａ））、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）（例えば、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ））、エウィンゲラ（Ｅｗｉｎｇｅｌｌａ）、グリモンテラ（Ｇｒｉｉｍｏｎｔｅｌｌａ）、ハフニア（Ｈａｆｎｉａ）、クレブシエラ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ）（例えば、肺炎桿菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ））、クライベラ（Ｋｌｕｙｖｅｒａ）、レクレルシア（Ｌｅｃ��ｅｒｃｉａ）、レミノレラ（Ｌｅｍｉｎｏｒｅｌｌａ）、モエレレラ（Ｍｏｅｌｌｅｒｅｌｌａ）、モルガネラ（Ｍｏｒｇａｎｅｌｌａ）、オベスムバクテリウム（Ｏｂｅｓｕｍｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、パントエア（Ｐａｎｔｏｅａ）、ペクトバクテリウム（Ｐｅｃｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、カンジダツスフロモバクター（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ  Ｐｈｌｏｍｏｂａｃｔｅｒ）、フォトラブダス（Ｐｈｏｔｏｒｈａｂｄｕｓ）（例えば、フォトラブダスルミネッセンス（Ｐｈｏｔｏｒｈａｂｄｕｓ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｓ））、プレジオモナス（Ｐｌｅｓｉｏｍｏｎａｓ）（例えば、プレジオモナスシゲロイデス（Ｐｌｅｓｉｏｍｏｎａｓ  ｓｈｉｇｅｌｌｏｉｄｅｓ））、プラジア（Ｐｒａｇｉａ）、プロテウス（Ｐｒｏｔｅｕｓ）（例えば、プロテウスブルガリス（Ｐｒｏｔｅｕｓ  ｖｕｌｇａｒｉｓ））、プロビデンシア（Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｉａ）、ラーネラ（Ｒａｈｎｅｌｌａ）、ラオウルテラ（Ｒａｏｕｌｔｅｌｌａ）、サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）、サムソニア（Ｓａｍｓｏｎｉａ）、セラチア（Ｓｅｒｒａｔｉａ）（例えば、セラチアマルセッセンス（Ｓｅｒｒａｔｉａ  ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ））、シゲラ（Ｓｈｉｇｅｌｌａ）、ソーダリス（Ｓｏｄａｌｉｓ）、テイタメラ（Ｔａｔｕｍｅｌｌａ）、トラブルシエラ（Ｔｒａｂｕｌｓｉｅｌｌａ）、ウィグルスウォーチア（Ｗｉｇｇｌｅｓｗｏｒｔｈｉａ）、ゼノラブダス（Ｘｅｎｏｒｈａｂｄｕｓ）、エルシニア（Ｙｅｒｓｉｎｉａ）（例えば、エルシニアペスチス（Ｙｅｒｓｉｎｉａ  ｐｅｓｔｉｓ））、およびヨーケネラ（Ｙｏｋｅｎｅｌｌａ）が含まれる。腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）についてのさらなる情報は、このような目的のために参照により本明細書に組み込まれている非特許文献２に記載されている。
【００４５】
本明細書で使用する用語「インスタンス」は、アルゴリズムのステップの実施を指す。アルゴリズムの一部のステップは、複数回実行し、ステップの各反復はステップのインスタンスと呼ぶ。
【００４６】
本明細書で使用する用語「微生物」は、ウイルスを除く１ｍｍ以下の直径の有機体を指す。
【００４７】
本明細書で使用する用語「微生物の種類」は、細菌界の任意の細分類、例えば、細菌界における門、綱、目、科、属、または種などを指す。
【００４８】
本明細書で使用する用語「一部」は、セットの少なくとも１％、少なくとも２％、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも５０％、少なくとも７５％、少なくとも９０％、または少なくとも９９％を指す。したがって、限定目的ではない例では、複数の対象の少なくとも一部は、この複数の対象の少なくとも１％、少なくとも２％、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも５０％、少なくとも７５％、少なくとも９０％、または少なくとも９９％を意味する。
【００４９】
本明細書で使用する用語「スタフィロコッカス科（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｃｅａｅ）」は、限定するものではないが、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、スタフィロコッカスカプラエ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｃａｐｒａｅ）、表皮ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ）、スタフィロコッカスヘモリティカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｈａｅｍｏｌｙｔｉｃｕｓ）、スタフィロコッカスホミニス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｈｏｍｉｎｉｓ）、スタフィロコッカスルグドゥネンシス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｌｕｇｄｕｎｅｎｓｉｓ）、スタフィロコッカスペテンコフェリ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｐｅｔｔｅｎｋｏｆｅｒｉ）、スタフィロコッカスサプロフィティカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｓａｐｒｏｐｈｙｔｉｃｕｓ）、スタフィロコッカスワーネリ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｗａｒｎｅｒｉ）、およびスタフィロコッカスキシローサス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｘｙｌｏｓｕｓ）菌を含む、バシラス（Ｂａｃｉｌｌａｌｅｓ）目の細菌の科を指す。
【００５０】
本明細書で使用する用語「連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）」は、ファーミキューテス（Ｆｉｒｍｉｃｕｔｅｓ）門および乳酸菌群に属する球状グラム陽性細菌の属を指す。細胞分裂が、これらの細菌の単一軸に沿って起こるため、これらは鎖または対で増殖し、これにより名称が、鎖のように容易に曲がるまたは捻れることを意味するギリシャ語のｓｔｒｅｐｔｏｓに由来する。これは、多数の軸に沿って分裂してブドウ状の細胞のクラスターを形成するブドウ球菌とは対照的である。連鎖球菌の種には、限定するものではないが、無乳性連鎖球菌（Ｓ．ａｇａｌａｃｔｉａｅ）、Ｓ．ボビス（Ｓ．ｂｏｖｉｓ）、Ｓ．ミュータンス（Ｓ．ｍｕｔａｎｓ）、肺炎球菌（Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、化膿連鎖球菌（Ｓ．ｐｙｏｇｅｎｅｓ）、唾液連鎖球菌（Ｓ．ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ）、Ｓ．サングイニス（Ｓ．ｓａｎｇｕｉｎｉｓ）、ブタ連鎖球菌（Ｓ．ｓｕｉｓ）、緑色連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｖｉｒｉｄａｎｓ）、および乳房連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｕｂｅｒｉｓ）が含まれる。
【００５１】
本明細書で使用する用語「対象」は、動物、好ましくは、哺乳動物、さらに好ましくは、非ヒト霊長類、最も好ましくは、ヒトである。用語「対象」、「個体」、および「患者」は、本明細書では同義的に用いる。
【００５２】
本明細書で使用する用語「容器」は、血液培養物などの培養物を保持できる任意のコンテナを指す。例えば、一実施形態では、容器は、側壁、底壁、および内部に培養物を入れるための開口した上端部を有するコンテナであり、このコンテナは、ガラスや、試料中の濁度を視覚的に観察するのに十分に透明な透明プラスチック（例えば、環状オレフィンコポリマー）などの材料から形成され、このコンテナは、好ましくは、少なくとも２５０℃の温度の加熱に耐える。一部の実施形態では、コンテナは、少なくとも２５ｐｓｉの内圧に耐える十分な壁厚、およびコンテナの開口した上端部に取り付けられた蓋を有しており、培養物は、容器内に保管されると、周囲条件下で長期間に亘って実質的に汚染されない。例示的なコンテナが、参照により本明細書に組み込まれている特許文献１に記載されている。一部の実施形態では、周囲条件下で長期間とは、約４０℃で少なくとも約１年である。一部の実施形態では、容器は、酸素にさらされると、蛍光光に曝露されたときに蛍光強度の低下を示す、容器の内面に固定された蛍光センサ化合物をさらに含む。一部の実施形態では、コンテナは、前記蛍光光に対して実質的に透明である。一部の実施形態では、蛍光センサ化合物は、トリス−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンルテニウム（ＩＩ）塩、トリス−２，２’−ビピリジルルテニウム（ＩＩ）塩、９，１０−ジフェニルアントラセン、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含む。一部の実施形態では、容器は、Ｂｌｏｏｄ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）ＬＹＴＩＣ／１０  Ａｎａｅｒｏｂｉｃ／Ｆ培養バイアル、ＢＢＬ（登録商標）ＳＥＰＴＩ−ＣＨＥＫ（登録商標）バイアル、ＢＢＬ（登録商標）ＳＥＰＴＩ−ＣＨＥＫ（登録商標）血液培養瓶、Ｂｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ  ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）バイアル、Ｐｌｕｓ  Ａｅｒｏｂｉｃ／Ｆ*およびＰｌｕｓ  Ａｎａｅｒｏｂｉｃ／Ｆ*培養バイアル、Ｂｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ  ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）Ｓｔａｎｄａｒｄ／１０  Ａｅｒｏｂｉｃ／Ｆ培養バイアル、Ｂｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ  ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）Ｍｙｃｏ／Ｆ  Ｌｙｔｉｃ培養バイアル、Ｂｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ  ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）ＰＥＤＳ  ＰＬＵＳ（登録商標）／Ｆ培養バイアル、またはＢｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ  ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ａｎａｅｒｏｂｉｃ／Ｆ培養バイアル（Ｂｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ、Ｆｒａｎｋｌｉｎ  Ｌａｋｅｓ、Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）である。
【００５３】
５．２  例示的な装置
図１は、プロセッサおよびこのプロセッサに接続されたメモリを含む、容器内の培養物中の微生物の種類を同定するための装置１１の詳細図である。一部の実施形態では、装置１１または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の中の門である。一部の実施形態では、装置１１または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の門の中の綱である。一部の実施形態では、装置１１または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の門の綱の中の目である。一部の実施形態では、装置１１または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の門の綱の目の中の科である。一部の実施形態では、装置１１または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の門の綱の目の科の中の属である。一部の実施形態では、装置１１または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の門の綱の目の科の属の中の種である。
【００５４】
図１に例示するプロセッサおよびメモリは、例えば、自動または半自動の放射測定または非放射測定微生物培養システムの一部であり得る。装置１１は、好ましくは：
・中央処理装置２２；
・記憶制御装置１２によって制御され、ソフトウエアおよびデータを記憶する、例えば、ハードディスクドライブなどの任意選択の不揮発性主記憶装置１４；
・システム制御プログラム、データ、およびアプリケーションプログラムを記憶する、好ましくは、高速ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であるシステムメモリ３６であって、プログラムおよびデータ（任意選択で不揮発性記憶装置１４からロードされる）を含み、読出し専用記憶素子（ＲＯＭ）を含むこともできる、システムメモリ３６；
・１つまたは複数の入力装置（例えば、キーボード２８、マウス）およびディスプレイ２６または他の出力装置を含むユーザーインターフェイス３２；
・容器内の培養物の生物学的状態の測定を行うセンサ３４；
・センサ３４に接続するネットワークインターフェイスカード２０（通信回路）；
・システムの上記要素を相互接続する内部バス３０；
・上記要素に電力を供給する電源２４を含む。
【００５５】
中央処理装置２２の動作は、主にオペレーティングシステム４０によって制御される。オペレーティングシステム４０は、システムメモリ３６に記憶させることができる。典型的な実施では、システムメモリ３６は：
・本発明によって使用される様々なファイルおよびデータ構造へのアクセスを制御するファイルシステム４２；
・容器内の培養物中の微生物の種類を同定する培養物種類決定モジュール４４；
・培養物の初期の生物学的状態４８および培養物の生物学的状態の複数の測定を記憶する生物学的データ構造４６であって、複数の測定における各測定５０が、第１（初期）の時点と第２（最終）の時点との間の異なる時点で行われる、生物学的データ構造４６；
・（ｉ）値の複数のセットであって、値の複数のセットにおける値の各セット５６が最大代謝レート値５７および増殖度５８を含む、値の複数のセットと（ｉｉ）微生物の種類のセットとの間のマッチを含む任意選択のルックアップテーブル５４であって、値の複数のセットにおける値の各セット５６に対して、微生物の種類のセットの中に対応する微生物の種類５９が存在する、ルックアップテーブル５４；
・レートトランスフォーメーション値のセット６０であって、レートトランスフォーメーション値の各セットのそれぞれが複数のレートトランスフォーメーション値６２を含み、各レートトランスフォーメーション値６２が、時点の所定の一定間隔に関連した正規化相対値の一次導関数である、レートトランスフォーメーション値のセット６０；
・レートトランスフォーメーション値６０の各セット６０に対する平均相対トランスフォーメーション値６６；および
・容器内の培養物中の微生物の種類の同定６８を記憶するデータ構造をも含む。
【００５６】
図１に例示するように、装置１１は、生物学的状態のデータ構造４６、任意選択のルックアップテーブル５４、レートトランスフォーメーション値のセット６０、平均相対トランスフォーメーション値６６、および培養物中の微生物の種類の同定６８などのデータを含むことができる。一部の実施形態では、メモリ３６またはデータストア１４は、平均相対トランスフォーメーション値６６の代表値も記憶する。上記のデータは、限定するものではないが、フラットファイル、リレーショナルデータベース（ＳＱＬ）、またはオンライン分析処理（ＯＬＡＰ）データベース（ＭＤＸおよび／またはその変形）を含め、データストレージの任意の形態とすることができる。一部の実施形態では、このようなデータ構造は、キューブとして記憶されるのではないが、階層を定義するディメンションテーブルを有するスタースキームを含むデータベースに記憶される。さらに、一部の実施形態では、このようなデータ構造は、下層のデータベースまたはデータベーススキームにおいて明確に分類されていない階層を有するデータベース（例えば、階層的に配置されていないディメンションテーブル）に記憶される。一部の実施形態では、このようなデータ構造は、装置１１に記憶される。他の実施形態では、これらのデータ構造のすべてまたは一部が、図１に示されていないインターネット／ネットワークを介して装置１１によってアドレス可能な１つまたは複数のコンピュータに格納（記憶）される。一部の実施形態では、培養物種類決定モジュール４４などの図１の装置１１に示されている１つまたは複数のプログラムモジュールのすべてまたは一部が、実際に、図１に示されていないインターネット／ネットワークを介して装置１１によってアドレス可能な、装置１１以外の装置（例えば、コンピュータ）に存在する。
【００５７】
装置１１は、例えば、ＣＯ2濃度、Ｏ2濃度、ｐＨ、ＣＯ2濃度の変化レート、Ｏ2濃度の変化レート、または培養物中のｐＨの変化レートによって培養物の代謝活性値を決定する。この代謝活性の決定により、装置１１は、培養物中の微生物の種類を同定することができる。一部の実施形態では、装置１１は、多数の培養容器を収容し、インキュベータ、撹拌器、および検出システムとしての役目を果たす。装置１１のこれらの要素は、このような構成要素の性質が装置１１の実際の構成によって大きく異なるため、図１には示されていない。例えば、装置によって収容される培養容器の数は、１個の容器から１０００個以上の容器の範囲とすることができる。容器に含まれている培養物の生物学的状態を測定するために各容器に取り付けられたセンサが存在することがある。センサは、容器のどの位置にも配置することができ、使用できる広範囲の可能なセンサが存在する。
【００５８】
図２は、培養物の生物学的状態を測定できる１つの例示的なセンサを例示している。図２では、ＣＯ2センサ２０４が、培養容器２０２の底部に結合され、その上に一定量の培養物が導入されている。ＣＯ2センサ２０４は、イオン、培地成分、および培養物に対しては透過性ではないが、ＣＯ2は自由に透過可能である。培養物中の細胞によって産生される二酸化炭素は、センサ２０４内で拡散し、センサ基質中に存在する水に溶解し、水素イオンが生成される。水素イオン濃度の上昇（ｐＨの低下）により、センサ２０４の蛍光出力が増加し、これにより励起フィルタ２０６から発光フィルタ２０８に送られる信号が変化する。装置１１は、一定時間に亘って、発光フィルタ２０８を透過する信号を繰返し測定し、このデータ用いて、本明細書に開示するアルゴリズムを用いて培養物中の微生物の種類を同定する。
【００５９】
一部の実施形態では、装置１１は、１個から１，０００個の培養容器（例えば、９６個、２４０個、または３８４個の培養容器）を収容するインキュベータ、振とう器、および蛍光検出器である。一部の実施形態では、容器は、ラック（例えば、円形または線形のラック）内に配置され、各容器は、多数の容器ステーションを有する。例えば、特定の一実施形態では、装置１１は、６つのラックに配置された２４０の培養容器を保持し、各ラックは、４０の容器ステーションを有する。一部の実施形態では、装置１１の各容器ステーションは、適切な励起および発光フィルタ（例えば、図２に例示するような）を備えた発光ダイオードおよびフォトダイオード検出器を含む。一部の実施形態では、培養容器は、揺らされ、３５±１℃で加熱される。
【００６０】
５．３  例示的な方法
本発明による例示的な装置をこれまで説明したため、本発明による例示的な方法を詳述する。一部の実施形態では、このような方法は、図１の培養種類決定モジュール４４によって実施することができる。図３のステップ３０２を参照して、培養物の初期の生物学的状態を測定する。例えば、図２を参照して、一部の実施形態では、検出器２０４の初期値を読み取ってセンサのＣＯ2濃度を決定する。代替の実施形態では、培養物の初期のＯ2濃度、ｐＨ、または生物学的状態の他の指標をステップ３０２で読み取る（測定する）。一部の実施形態では、培養物の初期の生物学的状態は、培養物に接触しているセンサ（例えば、センサ２０４）の蛍光出力によって決定する。一部の実施形態では、センサの蛍光出力の量は、図２と共に上記した要領でＣＯ2濃度の影響を受ける。一部の実施形態では、センサの蛍光出力の量は、Ｏ2濃度、ｐＨ、または当技術分野で公知の代謝状態の他の指標の影響を受ける。一般に、培養物の代謝レートを示すあらゆる物理的な観察可能なものを測定して、初期状態として記憶することができる。一部の実施形態では、この物理的に観察可能なものは、分子産物（一例として、グラム陰性細菌が付いたリポポリ多糖）の蓄積、増殖に関連した環境に対する非分子の物理／化学変化（圧力変化）、および／または蓄積する二酸化炭素もしくは他の代謝物の生産または酸素などの物質の消費）または細胞物質の蓄積である。
【００６１】
一部の実施形態では、血液培養物の初期の生物学的状態を、比色法、蛍光分析法、比濁分析法、または赤外線法を用いてステップ３０２で測定する。比色法の例には、限定するものではないが、レサズリン（ｒｅｓａｚｕｒｉｎｅ）／メチレンブルーや塩化テトラゾリウムなどの比色レドックス指標、または参照によりその全容が本明細書に組み込まれている特許文献２に記載されているｐ−ヨードニトロテトラゾリウムバイオレット化合物の使用が含まれる。比色法の別の例には、参照によりその全容が本明細書に組み込まれている非特許文献３で使用されている比色アッセイが含まれる。Ｏｂｅｒｏｉら（非特許文献３）では、ＭＢ／Ｂａｃｔ２４０システム（Ｏｒｇａｎｏｎ  Ｔｅｋｎｉｋａ）に、培養容器が装着される。このシステムの動作原理は、比色センサによるマイコバクテリアの増殖の検出に基づいている。有機体が存在すると、ＣＯ2が、有機体が基質グリセロールを代謝するときに生産される。各培養容器の底部のガス透過性センサの色により、赤外線を用いてシステムにより監視される装置の反射率が増加する。比色法の例には、微生物の代謝から生じる容器内のＣＯ2濃度などのガス成分の変化によるセンサ組成物の色の変化のあらゆる監視がさらに含まれる。
【００６２】
蛍光分析法および比色法の例は、参照によりその全容が本明細書に組み込まれている、それぞれが比色および蛍光検出のために異なる波長の光を放射する複数の光源が存在し、インキュベーションおよびインデックスのために回転ラックを備えた機器システムを開示する特許文献３に開示されている。本明細書で用いる比濁分析法は、比濁計を用いた培養物の濁度の測定を指す。比濁計は、液体または気体コロイド中の懸濁粒子を測定する器具である。この測定は、光ビーム（光源ビーム）および光源ビームの一側（通常は９０度）にセットされる光検出器を用いることによって行われる。したがって、粒子密度が、粒子から検出器内に反射される光の関数である。ある程度まで、所定密度の粒子に対してどの程度光が反射するかは、粒子の特性、例えば、粒子の形状、色、および反射率に依存する。したがって、濁度と懸濁固体（より有用であるが、典型的には、微粒子の定量がより困難である）との間の動作の相関性の確立は、各状況について個々に行わなければならない。
【００６３】
本明細書で用いる、血液培養物の生物学的状態を測定する赤外線法は、限定するものではないが、それぞれが参照により全容が本明細書に組み込まれている特許文献４および特許文献５に開示されているものを含む、当技術分野で公知の任意の赤外線微生物検出システムまたは方法である。
【００６４】
一部の実施形態では、培養物を保持する容器２０２は、培養物と流体的に連通したセンサ組成物２０４を含む。センサ組成物２０４は、酸素に曝露されると、蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光で照射されたときに蛍光特性が変化する蛍光化合物を含む。センサ組成物２０４の存在は、培養物にとって非破壊的である。このような実施形態では、測定ステップ３０２（および測定ステップ３０８の各インスタンス）は、蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光でセンサ組成物２０２を照射するステップと、この光でセンサ組成物を照射しながら、蛍光化合物からの蛍光光の強度を観察するステップと、を含む。一部の実施形態では、蛍光化合物は、水および非ガス状溶質に対しては比較的不透過性であるが酸素に対しては高い透過性を有する基質の中に含められている。一部の実施形態では、この基質は、ゴムまたはプラスチックを含む。本発明のこの実施形態によるセンサのさらなる詳細は、参照によりその全容が本明細書に組み込まれている特許文献６に開示されている。
【００６５】
ステップ３０４で、ステップ３０２での開始時に測定した培養物の初期の生物学的状態を標準化し、培養物の初期の生物学的状態４８として記憶する（例えば、１００パーセントまたは他の所定値に対して）。図１のデータ要素４８として記憶されるこの初期の生物学的液状態は、培養物の生物学的状態の次の測定に対する基準値としての役目を果たす。一部の実施形態では、ステップ３０４を実行しないで、ステップ３０２の絶対測定を、本明細書に開示するアルゴリズムで使用する。
【００６６】
装置１１は、初期の生物学的状態の測定が行われてから、所定時間に亘って培養物をインキュベートする。次いで、所定時間が経過すると、装置１１が、培養物の生物学的状態の別の測定を行う。このプロセスは、図３のステップ３０６および３０８によって例示されている。図３Ａでは、このプロセスは、ステップ３０６の時間ステップｔまで進むとして示されている。装置が時間ステップｔによって時間が進むのを待つステップ３０６の期間中の生物学的状態は、培養物中の微生物の種類を特定する次の処理ステップで使用されない。ステップ３０８で、時間ステップｔによって時間が進むと、容器内の培養物の生物学的状態の測定を、生物学的状態の初期の測定が行われたのと同じ要領で再び行う（例えば、図２に示す装置を用いて）。一部の実施形態では、所定期間（時間ステップｔの長さ）は１０分である。一部の実施形態では、所定期間（時間ステップｔの長さ）は、５分未満の期間、１０分未満の期間、１５分未満の期間、２０分未満の期間、１分から３０分の期間、１分から２０分の期間、５分から１５分の期間、または５分を超える期間である。ステップ３０８で行った容器内の培養物の生物学的状態の測定を、ステップ３０２の初期の測定を正規化に使用する実施形態においてステップ３０８の測定をステップ３０２初期の測定に対して標準化することによって、正規化相対値に変換する。一実施形態では、ステップ３０８で行った容器内の培養物の生物学的状態の測定を、ステップ３０８の測定のステップ３０２の初期の測定に対する比率をとることによって、正規化相対値に変換する。一部の実施形態では、この計算された正規化相対値を、図１のデータ要素５０として記憶する。一部の実施形態では、ステップ３０８で測定した生物学的状態の測定値を、図１のデータ要素５０として記憶し、ステップ３０８で測定した生物学的状態の測定値に対応する正規化相対値を、必要に応じて後続の処理ステップで計算する。
【００６７】
ステップ３１０で、第１の所定の一定時間間隔が経過したかについて決定する。例えば、一部の実施形態では、所定の一定時間間隔は、７０分である。この例では、ステップ３０６の時間ステップｔが１０分の場合、状態３１０−Ｙｅｓが達成される前に時間ステップｔが７回進む必要がある。一部の実施形態では、所定の一定時間間隔は、５分から５時間の時間間隔、２０分から１０時間の時間間隔、２０分から２時間の時間間隔、３０分から９０分の時間間隔、２４時間未満の時間間隔、または２４時間を超える時間間隔である。第１の所定の一定時間間隔が経過すると（３１０−Ｙｅｓ）、プロセス制御が、アルゴリズムの追加のステップが行われるステップ３１２に進む。第１の所定の一定時間間隔が経過しない場合（３１０−Ｎｏ）は、プロセス制御はステップ３０６に戻り、ここでアルゴリズムは時間ｔの量によって時間が進むのを待ち、その後再び、ステップ３０８の新しいインスタンスにおいて培養物の生物学的状態の測定を行う。
【００６８】
ステップ３０６から３１０の最終結果は、容器内の培養物の生物学的状態の複数の測定が行われ、この複数の測定の各測定は、第１（初期）の時点と終了（最終）時点との間の異なる時点のものである。さらに、時間ステップｔがステップ３０６の各インスタンスにおいて同じ時間である典型的な実施形態では、複数の測定の各測定は培養物について周期的な時間隔で測定する。一部の実施形態では、周期的な時間間隔は、１分から２０分のある量の時間、５分から１５分のある量の時間、３０秒から５時間のある量の時間、または１分を超えるある量の時間である。
【００６９】
所定の一定間隔が経過すると（３１０−Ｙｅｓ）、それぞれの所定の一定間隔における正規化相対値の一次導関数（または、正規化が行われていない実施形態では、それぞれの所定の一定間隔におけるステップ３０２の絶対値）をステップ３１２で計算し、これによりレートトランスフォーメーション値６２が得られる。言い換えれば、所定の一定間隔中の正規化相対値の変化がステップ３１２において決定される。測定データを正規化する実施形態では、レートトランスフォーメーション値は、正規化相対値の一次導関数であり、測定データを正規化しない実施形態では、レートトランスフォーメーション値は、ステップ３０２の絶対測定の一次導関数であることに留意されたい。一部の実施形態では、一次導関数を計算する所定の一定時間間隔は、２０分から２時間の間である直前の時間におけるすべての測定である。例えば、一部の実施形態では、ステップ３１０の所定の一定時間間隔は、７０分であり、ステップ３１２で、この７０分の時間間隔（過去７０分）における測定のすべての正規化相対値にわたる変化レートをステップ３１２で決定し、レートトランスフォーメーション値６２として記憶する。一部の実施形態では、一次導関数を計算する所定の一定時間間隔（時間ウィンドウ）は、５分から２時間、３０分から１０時間、２０分から２時間、２０分から１０時間、または３０分から９０分の間である直前の時間間隔におけるすべての測定値である。
【００７０】
ステップ３１４で、最後の時間条件３１４−Ｙｅｓに至ってから所定数のレートトランスフォーメーション値を測定されたか否かについての決定を行う。測定された場合（３１４−Ｙｅｓ）は、プロセス制御がステップ３１６に進む。測定されなかった場合（３１４−Ｎｏ）は、ステップ３０６に戻り、そこでプロセス制御は時間ステップｔが経過するまで待ち、その後ステップ３０８に続き、そこで培養物の正規化相対値が再び計算される。各条件（３１４−Ｙｅｓ）は、レートトランスフォーメーション値６２のセット６０の完了を示す。例えば、一部の実施形態では、条件３１４−Ｙｅｓは、７個の新しいレートトランスフォーメーション値６２が測定されたときに達成される。この例では、レートトランスフォーメーション値のセット６０は、７個のレートトランスフォーメーション値６２を含むか、またはこれらからなる。一部の実施形態では、レートトランスフォーメーション値６２の各セット６０は、４個から２０個の連続したレートトランスフォーメーション値を含むか、またはこれらからなる。連続したレートトランスフォーメーション値６２は、同じセット６０におけるレートトランスフォーメーション値である。このようなレートトランスフォーメーション値６２は、例えば、ステップ３１２の連続的なインスタンスで計算し、記憶する。一部の実施形態では、複数のレートトランスフォーメーション値におけるレートトランスフォーメーション値６２の各セット６０は、５個から１５個の連続したレートトランスフォーメーション値６２、１個から１００個の連続したレートトランスフォーメーション値６２、５個から１５個の連続したレートトランスフォーメーション値６２、５個以上のレートトランスフォーメーション値６２、または１０個未満のレートトランスフォーメーション値６２を含むか、またはこれらからなる。
【００７１】
条件３１４−Ｙｅｓが達成されると、ステップ３１６を行う。ステップ３１６では、平均相対トランスフォーメーション（平均変化レート）値６６を、新しく形成されたレートトランスフォーメーション値６２のセット６０から計算する。したがって、レートトランスフォーメーション値６２の各セット６０に対して、平均相対トランスフォーメーション値６６が存在する。一部の実施形態では、平均相対トランスフォーメーション（平均変化レート）値６６は、新しく形成されたレートトランスフォーメーション値６２のセット６０におけるレートトランスフォーメーション値６２の代表値をとることによって、新しく形成されたレートトランスフォーメーション値６２のセット６０から計算する。一部の実施形態では、この代表値は、新しく形成されたレートトランスフォーメーション値６２のセット６０におけるレートトランスフォーメーション値６２のすべてまたは一部の幾何平均、算術平均、中央値、または最頻値である。
【００７２】
ステップ３１８で、プロトコールにおいて所定の点に達したか否かについて決定する。この所定の点は、最終時点であり、終点または第２の時点とも呼ぶ。一部の実施形態では、第２の時点は、ステップ３０２で初期の測定が行われてから、１時間以上、２時間以上、１０時間以上、３時間から１００時間、２０時間未満で達する（３１８−Ｙｅｓ）。一部の実施形態では、第２の時点は、容器内の培養物の生物学的状態の測定が、ステップ３０８のインスタンスにおいて１０回から５０，０００回、１００回から１０，０００回、または１５０回から５，０００回、１０回超、５０回超、１００回超行われたときに達する（３１８−Ｙｅｓ）。プロトコールにおける所定の点に達しない場合（３１８−Ｎｏ）は、プロセス制御はステップ３０６に戻り、そこでプロセス制御は時間ステップｔが進むのを待ち、その後ステップ３０８の別のインスタンスを開始し、その中で、培養物の生物学的状態が再び測定され正規化相対値を計算するために用いられる。プロトコールにおける所定の点に達した場合（３１８−Ｙｅｓ）は、プロセス制御はステップ３２０に進む。
【００７３】
ステップ３２０で、培養物が達した最大代謝レート値５７を決定する。一部の実施形態では、最大代謝レート値５７は、培養物に対してステップ３１６のいずれかのインスタンスで計算した最大平均相対レートトランスフォーメーション値６６であると見なされる。例えば、ステップ３１６のあるインスタンスの間に培養物に対して計算された最大平均相対トランスフォーメーション値６６が２５０の場合は、培養物の最大代謝レート値５７は２５０と見なされることになる。
【００７４】
ステップ３２２で、培養物の増殖度５８を決定する。一部の実施形態では、増殖度（ＥＧ）５８は、以下の式によって決定する。
ＥＧ＝ＮＲafter_growth−ＮＲminimum_growth      式１
一部の実施形態では、式１のＮＲafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値６６の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値である。したがって、正規化相対値１３５から１４４を用いて、最大平均相対トランスフォーメーション値６６を計算した場合は、ＮＲafter_growthは、正規化相対値｛１３５、．．．、１４４｝のセットにおける正規化相対値の１つとなる。
【００７５】
一部の実施形態では、式１のＮＲafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値６６の後の平均相対トランスフォーメーション値６６の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値である。したがって、正規化相対値１４５から１５４を用いて最大平均相対トランスフォーメーション値６６の後の平均相対トランスフォーメーション値６６を計算した場合は、ＮＲafter_growthは、正規化相対値｛１４５、．．．、１５４｝のセットにおける正規化相対値の１つとなる。
【００７６】
一部の実施形態では、式１のＮＲafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値６６の前の平均相対トランスフォーメーション値６６の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値である。したがって、正規化相対値１２５から１３４を用いて最大平均相対トランスフォーメーション値６６の直前の平均相対トランスフォーメーション値６６を計算した場合は、ＮＲafter_growthは、正規化相対値｛１２５、．．．、１３４｝のセットにおける正規化相対値の１つとなる。
【００７７】
一部の実施形態では、式１のＮＲafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値６６の計算に用いられた正規化相対値のすべてまたは一部の代表値である。したがって、正規化相対値１３５から１４４を用いて最大平均相対トランスフォーメーション値６６を計算した場合は、ＮＲafter_growthは、正規化相対値｛１３５、．．．、１３４｝のセットにおける正規化相対値のすべてまたは一部の代表値（幾何平均、算術平均、中央値、または最頻値）となる。
【００７８】
一部の実施形態では、式１のＮＲafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値６６の後の平均相対トランスフォーメーション値６６の計算に用いられた正規化相対値のすべてまたは一部の代表値である。したがって、正規化相対値１４５から１５４を用いて最大平均相対トランスフォーメーション値６６の後の平均相対トランスフォーメーション値６６を計算した場合は、ＮＲafter_growthは、正規化相対値｛１４５、．．．、１５４｝のセットにおける正規化相対値のすべてまたは一部の代表値（幾何平均、算術平均、中央値、または最頻値）となる。
【００７９】
一部の実施形態では、式１のＮＲafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値６６の前の平均相対トランスフォーメーション値６６の計算に用いられた正規化相対値のすべてまたは一部の代表値である。したがって、正規化相対値１２５から１３４を用いて最大平均相対トランスフォーメーション値６６の直前の平均相対トランスフォーメーション値６６を計算した場合は、ＮＲafter_growthは、正規化相対値｛１２５、．．．、１３４｝のセットにおける正規化相対値のすべてまたは一部の代表値（幾何平均、算術平均、中央値、または最頻値）となる。
【００８０】
一部の実施形態では、ＮＲminimum_growthは、閾値を得るために第１の平均相対トランスフォーメーション値６６の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値である。したがって、正規化相対値２０から２９を用いて閾値を得るために第１の平均相対トランスフォーメーション値６６を計算した場合は、ＮＲminimum_growthは、正規化相対値｛２０、．．．、２９｝のセットにおける正規化相対値の１つとなる。
【００８１】
一部の実施形態では、ＮＲminimum_growthは、閾値を得るために第１の平均相対トランスフォーメーション値６６の計算に用いられた正規化相対値の代表値である。したがって、正規化相対値２０から２９を用いて閾値を得るために第１の平均相対トランスフォーメーション値６６を計算した場合は、ＮＲminimum_growthは、正規化相対値｛２０、．．．、２９｝のセットにおける正規化相対値のすべてまたは一部となる。
【００８２】
式１を用いて増殖度５８を計算する一部の実施形態では、閾値は、限定目的ではない例では、５から１００の間の値、２５から７５の間の値、１から１０００の間の値、または５０未満の値である。
【００８３】
一部の実施形態では、増殖度（ＥＧ）５８は、以下の式によって決定する。
ＥＧ＝ＡＲＴｍａｘ*（ｔｉｍｅARTmax−ｔｉｍｅinitial）      式２
式中、ＡＲＴｍａｘは、培養物が達した最大平均相対トランスフォーメーション値６６であり、ｔｉｍｅARTmaxは、（ａ）培養物の生物学的状態が時間ステップ３０２で測定された初期時点と、（ｂ）ステップ３１６のインスタンスによって培養物に対して決定された、（ｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第１の平均相対トランスフォーメーション値、（ｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値、または（ｉｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた正規化相対値が測定された時点との間の時間である。さらに、ｔｉｍｅinitialは、（ｉ）時間ステップ３０２において培養物の生物学的状態が測定された初期の時点と（ｉｉ）閾値を得るために第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた正規化相対値が測定された時点との間の時間である。
【００８４】
式２を用いて増殖度５８を計算する一部の実施形態では、閾値は、限定目的ではない例では、５から１００の間の値、２５から７５の間の値、１から１０００の間の値、または５０未満の値である。
【００８５】
一部の実施形態では、増殖度（ＥＧ）５８は、以下の式によって決定する。
ＥＧ＝［ＡＲＴｍａｘ*（ｔｉｍｅARTmax−ｔｉｍｅinitial）］／ｔｉｍｅinitial      式３
式中、ＡＲＴｍａｘ、ｔｉｍｅARTmax、およびｔｉｍｅinitialの値は、式２と同じである。式３を用いて増殖度５８を計算する一部の実施形態では、閾値は、限定目的ではない例では、５から１００の間の値、２５から７５の間の値、１から１０００の間の値、または５０未満の値である。
【００８６】
式１、２、または３で用いたＡＲＴｍａｘ、ｔｉｍｅARTmax、ｔｉｍｅinitial、ＮＲafter_growth、およびＮＲminimum_growthの値は、任意選択のルックアップテーブル５４の基準増殖度値５８を作成する際に同じ形式が用いられたとすると、任意の実数で個々に乗じることができる。より一般的には、式１、２、または３のいずれも、線形および非線形の両方の追加の数学演算を含むことができ、任意選択のルックアップテーブル５４の基準増殖度値５８を作成する際に同じ数学演算が用いられるとすると、依然として、増殖度５８を計算するために用いることができる。基準増殖度値５８および最大代謝レート値５７は、既知の種類の微生物を含む培養物を用いてルックアップテーブル５４のために計算する。
【００８７】
ステップ３２４で、ステップ３２０で決定された培養物の最大代謝レート値５７およびステップ３２２で決定された培養物の増殖度５８を用いて、感染微生物を同定することができる。ステップ３４２の一部の実施形態では、ステップ３２０で決定された培養物の最大代謝レート値５７およびステップ３２２で決定された培養物の増殖度５８を、最大代謝レート値５７および増殖度５８を微生物の種類５９にマッチするルックアップテーブル５４の値と比較し、これにより容器内の培養物中の微生物の種類を決定する。例示するために、培養物の最大代謝レート値５７が「２００」であり、培養物の増殖度５８が「４５０」であるケースを考えると、ルックアップテーブル５４の値は、以下の値を有する。
【００８８】
【表１】
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【００８９】
この例では、培養物の微生物の種類５９は、ルックアップテーブル５４の値（２００、４５５）が、観察された最大代謝レートおよび増殖度の値（２００、４５０）に最も密接にマッチしているため、種類Ｙと見なされる。この例は、試験培養物の観察された最大代謝レート５７および増殖度５８に最も密接にマッチするルックアップテーブル５４の値のセット５６（最大代謝レート５７、増殖度５８）がマッチする値のセットであると見なされるため、試験培養物が、このマッチする値のセットに対応するルックアップテーブル５４の微生物の種類５９であると見なされる本発明の好適な実施形態を例示している。一部の実施形態では、ルックアップテーブルは使用しない。このような実施形態では、ステップ３２０で決定された培養物の最大代謝レート値５７およびステップ３３２で決定された培養物の増殖度５８は、培養物の最大代謝レート値５７および増殖度５８に基づいて微生物を同定可能な１つまたは複数のトレーニングされた分類器または他の形態の式（例えば、回帰式）において用いられる。
【００９０】
一部の実施形態では、ステップ３２４は、容器内の培養物中の微生物の種類５９を、試験培養物の最大代謝レート値５７および増殖度５８に基づいて、（ｉ）腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）に含まれる細菌または（ｉｉ）腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）に含まれない細菌として同定する。例えば、一部の実施形態では、これは、試験培養物の最大代謝レート値５７および増殖度５８をルックアップテーブル５４の値と比較することによって行われる。他の実施形態では、これは、培養物中の既知の微生物の最大代謝レート値５７および増殖度５８の値を考慮する１つまたは複数のトレーニングされた分類器および／または他の形態の式に最大代謝レート値５７および増殖度５８を用いることによって行われる。一部の実施形態では、ステップ３２４は、試験培養物の最大代謝レート値５７および増殖度５８に基づいて細菌として微生物の種類５９を同定する。一部の実施形態では、ステップ３２４は、試験培養物の最大代謝レート値５７および増殖度５８をルックアップテーブル５４の値と比較することに基づいて細菌として微生物の種類５９を同定する。一部の実施形態では、ステップ３２４は、試験培養物の最大代謝レート値５６および増殖度５８に基づいて（ｉ）腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）、（ｉｉ）スタフィロコッカス科（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｃｅａｅ）、（ｉｉｉ）連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）、または（ｉｖ）アシネトバクター属（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、ステップ３２４は、試験培養物の最大代謝レート値５６および増殖度５８をルックアップテーブル５４の値と比較することに基づいて（ｉ）腸内細菌科（ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）、（ｉｉ）スタフィロコッカス科（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｃｅａｅ）、（ｉｉｉ）連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）、または（ｉｖ）アシネトバクター属（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、ステップ３２４は、試験培養物の最大代謝レート値５６および増殖度５８に基づいて、アリシュワネラ（Ａｌｉｓｈｅｗａｎｅｌｌａ）、アルテロコッカス（Ａｌｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）、アクアモナス（Ａｑｕａｍｏｎａｓ）、アラニコラ（Ａｒａｎｉｃｏｌａ）、アルセノフォナス（Ａｒｓｅｎｏｐｈｏｎｕｓ）、アゾチビルガ（Ａｚｏｔｉｖｉｒｇａ）、ブロシュマンニア（Ｂｌｏｃｈｍａｎｎｉａ）、ブレネリア（Ｂｒｅｎｎｅｒｉａ）、ブフネラ（Ｂｕｃｈｎｅｒａ）、ブドビシア（Ｂｕｄｖｉｃｉａ）、ブティアウクセラ（Ｂｕｔｔｉａｕｘｅｌｌａ）、セデセア（Ｃｅｄｅｃｅａ）、シトロバクター（Ｃｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）、ディケヤ（Ｄｉｃｋｅｙａ）、エドワージエラ（Ｅｄｗａｒｄｓｉｅｌｌａ）、エンテロバクター（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ）、エルウィニア（Ｅｒｗｉｎｉａ）、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、エウィンゲラ（Ｅｗｉｎｇｅｌｌａ）、グリモンテラ（Ｇｒｉｉｍｏｎｔｅｌｌａ）、ハフニア（Ｈａｆｎｉａ）、クレブシエラ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ）、クライベラ（Ｋｌｕｙｖｅｒａ）、レクレルシア（Ｌｅｃｌｅｒｃｉａ）、レミノレラ（Ｌｅｍｉｎｏｒｅｌｌａ）、モエレレラ（Ｍｏｅｌｌｅｒｅｌｌａ）、モルガネラ（Ｍｏｒｇａｎｅｌｌａ）、オベスムバクテリウム（Ｏｂｅｓｕｍｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、パントエア（Ｐａｎｔｏｅａ）、ペクトバクテリウム（Ｐｅｃｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、カンジダツスフロモバクター（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ  Ｐｈｌｏｍｏｂａｃｔｅｒ）、フォトラブダス（Ｐｈｏｔｏｒｈａｂｄｕｓ）、プレジオモナス（Ｐｌｅｓｉｏｍｏｎａｓ）、プラジア（Ｐｒａｇｉａ）、プロテウス（Ｐｒｏｔｅｕｓ）、プロビデンシア（Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｉａ）、ラーネラ（Ｒａｈｎｅｌｌａ）、ラオウルテラ（Ｒａｏｕｌｔｅｌｌａ）、サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）、サムソニア（Ｓａｍｓｏｎｉａ）、セラチア（Ｓｅｒｒａｔｉａ）、シゲラ（Ｓｈｉｇｅｌｌａ）、ソーダリス（Ｓｏｄａｌｉｓ）、テイタメラ（Ｔａｔｕｍｅｌｌａ）、トラブルシエラ（Ｔｒａｂｕｌｓｉｅｌｌａ）、ウィグルスウォーチア（Ｗｉｇｇｌｅｓｗｏｒｔｈｉａ）、ゼノラブダス（Ｘｅｎｏｒｈａｂｄｕｓ）、エルシニア（Ｙｅｒｓｉｎｉａ）、およびヨーケネラ（Ｙｏｋｅｎｅｌｌａ）からなる群から選択される腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）の１つの属として微生物の種類５９を同定する。一部の実施形態では、ステップ３２４は、試験培養物の最大代謝レート値５６および増殖度５８をルックアップテーブル５４の値と比較することに基づいて、アリシュワネラ（Ａｌｉｓｈｅｗａｎｅｌｌａ）、アルテロコッカス（Ａｌｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）、アクアモナス（Ａｑｕａｍｏｎａｓ）、アラニコラ（Ａｒａｎｉｃｏｌａ）、アルセノフォナス（Ａｒｓｅｎｏｐｈｏｎｕｓ）、アゾチビルガ（Ａｚｏｔｉｖｉｒｇａ）、ブロシュマンニア（Ｂｌｏｃｈｍａｎｎｉａ）、ブレネリア（Ｂｒｅｎｎｅｒｉａ）、ブフネラ（Ｂｕｃｈｎｅｒａ）、ブドビシア（Ｂｕｄｖｉｃｉａ）、ブティアウクセラ（Ｂｕｔｔｉａｕｘｅｌｌａ）、セデセア（Ｃｅｄｅｃｅａ）、シトロバクター（Ｃｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）、ディケヤ（Ｄｉｃｋｅｙａ）、エドワージエラ（Ｅｄｗａｒｄｓｉｅｌｌａ）、エンテロバクター（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ）、エルウィニア（Ｅｒｗｉｎｉａ）、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、エウィンゲラ（Ｅｗｉｎｇｅｌｌａ）、グリモンテラ（Ｇｒｉｉｍｏｎｔｅｌｌａ）、ハフニア（Ｈａｆｎｉａ）、クレブシエラ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ）、クライベラ（Ｋｌｕｙｖｅｒａ）、レクレルシア（Ｌｅｃｌｅｒｃｉａ）、レミノレラ（Ｌｅｍｉｎｏｒｅｌｌａ）、モエレレラ（Ｍｏｅｌｌｅｒｅｌｌａ）、モルガネラ（Ｍｏｒｇａｎｅｌｌａ）、オベスムバクテリウム（Ｏｂｅｓｕｍｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、パントエア（Ｐａｎｔｏｅａ）、ペクトバクテリウム（Ｐｅｃｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、カンジダツスフロモバクター（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ  Ｐｈｌｏｍｏｂａｃｔｅｒ）、フォトラブダス（Ｐｈｏｔｏｒｈａｂｄｕｓ）、プレジオモナス（Ｐｌｅｓｉｏｍｏｎａｓ）、プラジア（Ｐｒａｇｉａ）、プロテウス（Ｐｒｏｔｅｕｓ）、プロビデンシア（Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｉａ）、ラーネラ（Ｒａｈｎｅｌｌａ）、ラオウルテラ（Ｒａｏｕｌ��ｅｌｌａ）、サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）、サムソニア（Ｓａｍｓｏｎｉａ）、セラチア（Ｓｅｒｒａｔｉａ）、シゲラ（Ｓｈｉｇｅｌｌａ）、ソーダリス（Ｓｏｄａｌｉｓ）、テイタメラ（Ｔａｔｕｍｅｌｌａ）、トラブルシエラ（Ｔｒａｂｕｌｓｉｅｌｌａ）、ウィグルスウォーチア（Ｗｉｇｇｌｅｓｗｏｒｔｈｉａ）、ゼノラブダス（Ｘｅｎｏｒｈａｂｄｕｓ）、エルシニア（Ｙｅｒｓｉｎｉａ）、およびヨーケネラ（Ｙｏｋｅｎｅｌｌａ）からなる群から選択される腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）の１つの属として微生物の種類５９を同定する。
【００９１】
一部の実施形態では、ステップ３２４は、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、スタフィロコッカスカプラエ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｃａｐｒａｅ）、表皮ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ）、スタフィロコッカスヘモリティカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｈａｅｍｏｌｙｔｉｃｕｓ）、スタフィロコッカスホミニス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｈｏｍｉｎｉｓ）、スタフィロコッカスルグドゥネンシス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｌｕｇｄｕｎｅｎｓｉｓ）、スタフィロコッカスペテンコフェリ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｐｅｔｔｅｎｋｏｆｅｒｉ）、スタフィロコッカスサプロフィティカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｓａｐｒｏｐｈｙｔｉｃｕｓ）、スタフィロコッカスワーネリ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｗａｒｎｅｒｉ）、およびスタフィロコッカスキシローサス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｘｙｌｏｓｕｓ）からなる群から選択されるスタフィロコッカス科（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｃｅａｅ）細菌の１つの種として微生物の種類５９を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、試験培養物の最大代謝レート値５６および増殖度５８に基づいて、無乳性連鎖球菌（Ｓ．ａｇａｌａｃｔｉａｅ）、Ｓ．ボビス（Ｓ．ｂｏｖｉｓ）、Ｓ．ミュータンス（Ｓ．ｍｕｔａｎｓ）、肺炎球菌（Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、化膿連鎖球菌（Ｓ．ｐｙｏｇｅｎｅｓ）、唾液連鎖球菌（Ｓ．ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ）、Ｓ．サングイニス（Ｓ．ｓａｎｇｕｉｎｉｓ）、ブタ連鎖球菌（Ｓ．ｓｕｉｓ）、緑色連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｖｉｒｉｄａｎｓ）、および乳房連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｕｂｅｒｉｓ）からなる群から選択される連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）の１つの種として微生物の種類を同定する。例えば、一部の実施形態では、ステップ３２４は、試験培養物の最大代謝レート値５６および増殖度５８をルックアップテーブル５４の値と比較することに基づいて、無乳性連鎖球菌（Ｓ．ａｇａｌａｃｔｉａｅ）、Ｓ．ボビス（Ｓ．ｂｏｖｉｓ）、Ｓ．ミュータンス（Ｓ．ｍｕｔａｎｓ）、肺炎球菌（Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、化膿連鎖球菌（Ｓ．ｐｙｏｇｅｎｅｓ）、唾液連鎖球菌（Ｓ．ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ）、Ｓ．サングイニス（Ｓ．ｓａｎｇｕｉｎｉｓ）、ブタ連鎖球菌（Ｓ．ｓｕｉｓ）、緑色連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｖｉｒｉｄａｎｓ）、および乳房連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｕｂｅｒｉｓ）からなる群から選択される連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）の１つの種として微生物の種類を同定する。
【００９２】
一部の実施形態では、ステップ３２４は、最大代謝レート値５６および増殖度５８に基づいて好気性菌として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、ステップ３２４は、試験培養物の最大代謝レート値５７および増殖度５８に基づいて嫌気性菌として微生物の種類５９を同定する。一部の実施形態では、ステップ３２４は、最大代謝レート値５６および増殖度５８をルックアップテーブル５４の値と比較することに基づいて好気性菌として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、ステップ３２４は、試験培養物の最大代謝レート値５７および増殖度５８をルックアップテーブル５４の値と比較することに基づいて嫌気性菌として微生物の種類５９を同定する。
【００９３】
一部の実施形態では、この方法は、培養物６８中の微生物の種類の同定をユーザーインターフェイスデバイス（例えば、３２）、モニタ（例えば、２６）、コンピュータ可読記憶媒体（例えば、１４または３６）、コンピュータ可読メモリ（例えば、１４または３６）、またはローカルもしくはリモートコンピュータシステムに出力するステップをさらに含む。一部の実施形態では、培養物６８中の微生物の種類の同定を表示する。本明細書で用いる用語、ローカルコンピュータシステムは、装置１１に直接接続されたコンピュータシステムを意味する。本明細書で用いる用語、リモートコンピュータシステムは、インターネットなどのネットワークを介して装置１１に接続されたコンピュータシステムを意味する。
【００９４】
５．４  例示的なコンピュータプログラム製品およびコンピュータ
本発明は、コンピュータ可読記憶媒体に組み込まれたコンピュータプログラム機構を含むコンピュータプログラム製品として実施することができる。さらに、本発明の任意の方法を、１つまたは複数のコンピュータで実施することができる。さらに、本発明の任意の方法を、１つまたは複数のコンピュータプログラム製品で実施することができる。本発明の一部の実施形態は、本明細書に開示する任意のまたはすべての方法を符号化するコンピュータプログラム製品を提供する。このような方法は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、磁気ディスク記憶製品、または任意の他のコンピュータ可読データもしくはプログラム記憶製品に記憶させることができる。このような方法はまた、ＲＯＭ、１つまたは複数のプログラム可能なチップ、または１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの永久記憶装置に組み込むこともできる。このような永久記憶装置は、サーバー、８０２．１１アクセスポイント、８０２．１１無線ブリッジ／ステーション、中継器、ルータ、携帯電話、または他の電子装置にローカライズすることができる。また、コンピュータプログラム製品に符号化されたこのような方法は、インターネットまたは他の方法によって電子的に配布することもできる。
【００９５】
本発明の一部の実施形態は、図１に示されているプログラムモジュールおよびデータ構造のすべてを含むコンピュータプログラム製品を提供する。これらのプログラムモジュールは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、磁気ディスク記憶製品、または任意の他のコンピュータ可読データもしくはプログラム記憶製品に記憶させることができる。プログラムモジュールはまた、ＲＯＭ、１つまたは複数のプログラム可能なチップ、または１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの永久記憶装置に組み込むこともできる。このような永久記憶装置は、サーバー、８０２．１１アクセスポイント、８０２．１１無線ブリッジ／ステーション、中継器、ルータ、携帯電話、または他の電子装置にローカライズすることができる。また、コンピュータプログラム製品のソフトウエアモジュールは、インターネットまたは他の方法によって電子的に配布することもできる。
【００９６】
５．５  キット
本発明の一部の実施形態は、本明細書に開示するいずれの方法を実施するキットをも含むことができる。限定目的ではない例では、本明細書に開示する方法の任意の組合せを実施するための容器、試料の培養物、追加の作用物質、およびソフトウエアをキットに含めることができる。したがって、キットは、適当なコンテナ手段に入れられた１つまたは複数のこれらの試薬を含む。
【００９７】
ソフトウエア、容器、および放射分析もしくは非放射分析システム以外のキットの構成要素は、水性媒体中または凍結乾燥形態でパッケージングすることができる。キットの適したコンテナ手段は、一般に、構成要素を入れることができ、好ましくは適切に等分することができる少なくとも１つのバイアル、試験管、フラスコ、瓶、シリンジ、または他のコンテナ手段を含む。キットに２つ以上の構成要素が存在する場合、キットは、一般に、追加の構成要素を別個に配置できる第２、第３、または他の追加のコンテナをも含むことになる。しかし、構成要素の様々な組合せがバイアル内で可能である。本発明のキットはまた、典型的には、販売用に試薬コンテナを厳密に閉じ込めて収容するための手段も含む。このようなコンテナは、内部に望ましいバイアルが保持される射出成形またはブロー成形プラスチック容器を含みうる。
【実施例】
【００９８】
６  実施例
生物学的試料（以降、「培養物」と呼ぶ）を培養するように設計された任意の培養システムについて、その培養物中の微生物の存在および同定の決定のために使用が意図されている、未知の微生物の存在に関する仮有機体同定試験が開発された。この原理は、培養物を１つまたは複数の培養バイアル内に接種し、これらのバイアルを装置１１内に挿入し、この装置が、代謝活性の存在（蓄積する二酸化炭素もしくは他の代謝物の生産または酸素などの物質の消費）または細胞物質の蓄積についてバイアルを監視する（微生物細胞の蓄積を測定することによって）。ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）血液培養システムが、このような装置１１の一例である。ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）血液培養システムは、微生物の代謝が起きたときにこのシステムに変化を報告する蛍光センサを使用する。次いで、一連の信号データに対して、図３に示されているアルゴリズムが適用される。このアルゴリズムは、増殖する微生物の存在を示唆する信号の経時変化を認識するように設計されていた。使用者は、システムが増殖の証拠（陽性バイアルに対する状態の変化）を確認したときに通知され、次いで容器は、微生物の存在を決定するように処理（プレーティングされた培地に対するグラム染色および継代培養）された。本発明のアルゴリズムは、増殖レートおよび増殖度における差を利用して、培養物中の微生物の存在および増殖についての情報を提供した。この情報と、既知の微生物についての同様の情報を記録したルックアップテーブルにより、培養物中の微生物の種類が同定される。
【００９９】
ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）血液培養システムで収集したデータは、図３に例示されている本発明のデータ媒体変換の用途の例として用い、本発明の利用の例となる。上記したＢＡＣＴＥＣ（登録商標）システムは、蛍光センサを用いて、培養物の試薬内に配置されたセンサから１０分間隔で収集された一連の補正蛍光信号データによって培養物内の代謝活性の変化を監視する。この例で使用したデータは、内部接種培養研究で使用したＢＡＣＴＥＣ（登録商標）装置から収集するか、またはこのシステムの臨床評価の際に収集した。データは、容器の識別（連続番号または受託番号による）、接種の日付の記録、試料（これは血液培養システムである）中の血液の量、および容器内で見られる微生物の同定の結果（有機体の同定は、外部データの場合は臨床現場によって提供された）を含むＢｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎのデータベースに格納し収蔵した。続いて、分析のために図３に例示されているアルゴリズムを適用した。この情報の有用性は、密接に関連した有機体の種類への仮同定としてである。この例では、臨床血液培養物中の微生物は、４つの異なる微生物の種類：腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）、（ｉｉ）スタフィロコッカス科（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｃｅａｅ）、（ｉｉｉ）連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）、または（ｉｖ）アシネトバクター属（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）に特徴付けられた。微生物のこれらの一般的な分類を示す微生物の密接に関連した種を互いに区別した（大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）と肺炎桿菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）とを互いに区別し、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）とコアグラーゼ陰性ブドウ球菌（ｃｏａｇｕｌａｓｅ  ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｉ）とを互いに区別した）。ある場合には、微生物の個々の種を、高い信頼性で識別することができる。仮同定に対してこれらのデータを利用する基本原理は、これらの微生物が有する代謝過程の種類およびこれらの異なる種類の微生物の相対生態エネルギーを、限定条件下での増殖に関連した様々な速度関数を監視することによって区別することができることである。
【０１００】
本発明のデータトランスフォーメーションは、図３のステップ３０２および３０４と共に上記した、特定の出力（システムを入力する際の初期状態）に対する容器信号の初期の正規化で開始した。すべての後続データは、図３のステップ３０６および３０８で概略を述べたように、これらの分析において１００パーセントに対して標準化した初期の信号のパーセンテージとして表した。初期の信号によって正規化されたデータ測定値は、正規化相対値と呼ぶことにした。理想的な理論条件下で、正規化相対値１２５は、微生物の代謝が、ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）センサによって測定された蛍光を初期の測定値に対して２５パーセント増加させたことを意味する。計算した次の値は、図３のステップ３１０および３１２で概略を述べたように、経時変化するＮＲ値の一次導関数であった。この値は、レートトランスフォーメーション（ＲＴ）値であり、この例に用いた基準ＲＴ値は、７０分の周期性リミットを用いる。どのＲＴ値も、計算前の７０分に亘る蛍光信号のパーセント変化レートを表した。計算した次の値は、図３のステップ３１４および３１６で概略を述べたように、ＡＲＴすなわち平均レート変化値であった。これは、計算した前の７つのＡＲＴ値の平均として計算され、ＲＴ値の平滑化関数としての役割を果たした。
【０１０１】
培養物に感染する微生物の種類の同定を決定するために計算したパラメータの例が、図４、図５、および図６に示されている。大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）培養物を、量的判定基準（正規化相対値５０、レートトランスフォーメーション値６２、および平均相対トランスフォーメーション値６６を用いて分析した。培養物は、対象からのヒト血液３ｍｌを含み、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ（５５ＣＦＵ））の懸濁液で接種し、ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）９０００装置内に入れた。識別子４９４２は、図４、図５、および図６で報告されている培養物を一意的に識別し、この培養物のデータを研究開発ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）データベースにリンクするために用いることができる。図４は、経時的な正規化相対値のプロットを示している。容器を装置内に入れ、容器の平衡に関連した温度の影響を、概ね最初の１時間観察した。最初の１時間の間に、信号が安定し、バックグラウンドを観察すると、初期の信号が９４パーセントから９５パーセントに上昇した（このレートは、血液の活性によるものであった）。正規化相対プロット（図４）では、増殖は、８時間後に最初に視認でき、１５時間後まで続き、最終値のＮＲ値が１２６に近づいた。経時的な図４のレートトランスフォーメーション値６２における平均変化レートに基づいた経時的な平均相対トランスフォーメーション値６６のプロットが図５に示されている。各平均相対トランスフォーメーション（ＡＲＴ）値６６は、平均変化レートの尺度であり、この培養物の最大ＡＲＴは、培養して１２．８時間後に１１５８に達した。これは、１時間の期間に亘るこの培養物の平均最大到達センサ変化レートを示す。図６は、正規化相対値５０の二次導関数のプロットであり、経時レート変化を示している。これは、重大な点：最初の加速点６０２（０からの移動）、加速がその最大（０点を交差）に達する最大加速点６０４（最大）、減速の最大点（最小）６０６、および増殖曲線の終点６０８（レート変化が０に戻る）を示す図示的説明である。
【０１０２】
微生物の種類の仮同定のために上記確認のデータトランスフォーメーション（レートトランスフォーメーション値６０、平均相対トランスフォーメーション値６６、および正規化相対値）を用いた増殖の特徴は、最大代謝レートおよび増殖度である。この例では、最大代謝レート（ＡＲＴｍａｘ）を、達した最大ＡＲＴ値６６として定義した（この例では、最大代謝レートは１１５８であった）。
【０１０３】
この例では、増殖レート（ＥＧ）は、以下のように決定した。
ＥＧ＝ＮＲafter_growth−ＮＲminimum_growth      式１
これは、増殖前（ＮＲminimum_growth）と増殖後（ＮＲafter_growth）の正規化相対（ＮＲ）値の差である。増殖の前および後の定義を標準化するために、次の形式を用いて増殖前（ＮＲminimum_growth）および増殖後（ＮＲafter_growth）を表す点を決定した。ＮＲminimum_growthは、増殖をバックグラウンド信号と識別できる点として定義した。ＮＲminimum_growthを測定した時点を、ｔｉｍｅinitialと呼ぶことにした。値５０のＡＲＴ値６６は、増殖の開始を確定した（この時間は、ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）システムのほとんどの培養物の検出までの時間に強く相関している）。最大ＡＲＴの後の確定点を用いて、ＮＲafter_growth増殖度の比較の点を確定した。もちろん、他の形式を用いて、増殖度の決定のために増殖の前および後を表す点を決定することができ、すべてのこのような形式が本発明の範囲内である。図４に例示する大腸菌（Ｅ  ｃｏｌｉ）の例では、ＮＲ＝５０までの時間は、９．６時間であり、これは、９５．７のＮＲ値に対応する。したがって、ＮＲminimum_growthは９５．７であった。図５から、この例ではｔｉｍｅARTmaxと呼ぶＡＲＴ最大の後の第１の点までの時間が１２．３時間であることが分かった。図４から、１２．３時間は、ＮＲ値＝１１９．５に対応する。したがって、ＮＲafter_growthは１１９．５であった。したがって、この培養物に対して決定された増殖度は、１１９．５−９５．７であり、これは２３．８ＮＲに等しい（確定時間に亘る信号のパーセント変化に等しい）。さらに、図５から、最大増殖レートが１１５８ＡＲＴであることが分かった。最大増殖レートおよび増殖度に対するこれらの値を、最大代謝レート５７および増殖度５８に対する値の基準セット５６を含むルックアップテーブル５４と比較した。最大増殖レートおよび増殖度に対して経験的に決定された値に最も密接にマッチした値のセット５６に対応する微生物の種類５９は、培養物の微生物の種類であると見なされた。
【０１０４】
増殖度を決定するために用いた別の値は、次の通りとした。
ＥＧ＝ＡＲＴｍａｘ*（ｔｉｍｅARTmax−ｔｉｍｅinitial）      式２
式中、ＡＲＴｍａｘは、時間差（ｔｉｍｅARTmax−ｔｉｍｅinitial）が乗じられ、ｔｉｍｅARTmaxは、ＡＲＴｍａｘの後の第１の点までの時間と定義し、ｔｉｍｅinitialは、ＮＲが５０の値に達した点と定義した。増殖度に対するこの値は、式１を用いて計算した増殖度と共に、またはその代わりとして用いることができる。この例では、式２によって確定した増殖度は、３２８１の値であった。
【０１０５】
一部の実施形態では、増殖度（ＥＧ）５８は、次の式によって決定した。
ＥＧ＝［ＡＲＴｍａｘ*（ｔｉｍｅARTmax−ｔｉｍｅinitial）］／ｔｉｍｅinitial      式３
式中、ＡＲＴｍａｘ、ｔｉｍｅARTmax、およびｔｉｍｅinitialの値は、式１および式２と同じである。この例では、式３によって確定した増殖度は、３５３の値であった。
【０１０６】
表１は、ＢＡＣＴＥＣ（登録商標）システムの近年の臨床評価で検出された９６の臨床的に有意な単離菌のリストである。装置のデータを収集して、データ解析のためにＢｅｃｔｏｎ  Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎに送った。表１は、上述の重要な記述計算を含むレートのデータを含む（例えば、増殖度、最大代謝レート）。これらのデータは、血液で日常的に検出される微生物の代表である。表１において、列１は、固有の培養物識別番号であり、列２は、培養物中で同定された微生物の略称（ＥＮＴＦＡｌは、大便連鎖球菌（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｆａｅｃａｌｉｓ）であり、ＥＮＴＣＦＡＡは、エンテロコッカスフェシウム（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｆａｅｃｉｕｍ）であり、ＳＴＲＳＡＮＧＲは、ストレプトコッカスサングイス群（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｓａｎｇｕｉｎｅｕｓ  ｇｒｏｕｐ）であり、ＳＴＲＡＨＥは、ストレプトコッカスアルファヘモリティック（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ａｌｐｈａ  ｈｅｍｏｌｙｔｉｃ）であり、ＳＴＲＡＧＡは、ストレプトコッカスガラクチアエ（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ａｇａｌａｃｔｉａｅ）であり、ＥＳＣＣＯＬは、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）であり、ＳＡＵＲは、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）であり、ＳＴＡＣＮＥＧは、コアグラーゼ陰性ブドウ球菌（Ｃｏａｇｕｌａｓｅ  ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）であり、ＰＲＯＴＭＩＲは、ミラビリス変形菌（Ｐｒｏｔｅｕｓ  ｍｉｒａｂｉｌｉｓ）であり、ＫＬＥＰＮＥＰは、肺炎桿菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）であり、ＮＥＩＭＥＮは、骨髄炎菌（Ｎｅｉｓｅｒｒｉａ  ｍｅｎｉｎｇｉｔｉｄｉｓ）であり、ＡＣＩＮＢＡＵは、アシネトバクターバウマニー（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｂａｕｍａｎｉｉ）である）、列３は、開始時間（時間単位）であり、列４は、培養物が達した最大ＡＲＴ値についての値であり、列５は、最大ＡＲＴ値に達するまでの時間（時間単位）であり、列６は、５０のＡＲＴ値に達するのに要した時間（時間単位）であり、列７は、２０のＡＲＴ値に達するのに要した時間（時間単位）であり、列８は、最大ＡＲＴ値に達するのに要した時間（時間単位）から５０のＡＲＴ値に達するのに要した時間（時間単位）を減じた値であり、列９は、最大ＡＲＴ値と最大レートトランスフォーメーション値との比であり、列１０は、（ｉ）ＡＲＴｍａｘに達するのに要した時間と（ｉｉ）５０のＡＲＴ値に達するのに要した時間との間の差をＡＲＴｍａｘに乗じて算出したＡＲＴｍａｘＩｎｔｅｒｖａｌ５０であり、列１１は、培養物が５０のＡＲＴ値に達するのに要した時間（時間単位）でＡＲＴｍａｘＩｎｔｅｒｖａｌ５０を除した値である（５０のＡＲＴ値に達するのに要した時間（時間単位）で除した列１０の値）。
【０１０７】
【表２】
2014138623.tif 000004
【０１０８】
【表３】
2014138623.tif 000005
【０１０９】
【表４】
2014138623.tif 000006
【０１１０】
【表５】
2014138623.tif 000007
【０１１１】
図７は、既知の種類の微生物を含む基準培養物に対する、増殖度の最大代謝レートに対する比（図７をプロットするためにＡＲＴｍａｘ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ５０／ＴＴＡＲＴ５０、対ＡＲＴｍａｘと定義）のプロットである。図７では、腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）（例えば、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）および肺炎桿菌（Ｋ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ））の群の細菌は、図の右上の角に集まっている。腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）は、高いＡＲＴｍａｘおよびＩｎｔｅｇｒａｌ５０のＴＴＡＲＴ５０に対する高い比（式３によって決定された増殖度）を有するとして特徴付けられた。このカテゴリーに当てはまる一部の連鎖球菌（ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｉ）（ＳＴＲＡＧＡ）も存在した。これらは、腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）細菌と比較した相対ＮＲ変化によって識別できる。
【０１１２】
図７で次に識別可能な群は、６００よりも大きいＡＲＴｍａｘ値および８０よりも大きいＩｎｔｅｇｒａｌ５０のＴＴＡＲＴ５０に対する比（式３によって決定された増殖度）を有する黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）であった。これは、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）を、典型的にはより低いＡＲＴｍａｘおよびＩｎｔｅｇｒａｌ５０のＴＴＡＲＴ５０に対する比を有するコアグラーゼ陰性ブドウ球菌（ｃｏａｇｕｌａｓｅ  ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｉ）と区別するのに役立った。
【０１１３】
図７で次に識別可能な群は、アシネトバクター属（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）（この例ではアシネトバクターバウマニー（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｂａｕｍａｎｎｉｉ）によって代表される）であった。この種類の微生物は、偏性呼吸特性および非糖基質に対する性能のために低いＡＲＴｍａｘを有していた。これらのＮＲ曲線は、初期の急速かつ急激な増殖、これに続く初期の急速な増殖の停止という著しい特徴があり、結果として持続的なＡＲＴｍａｘには決して達しない。
【０１１４】
７  引用文献
本明細書で引用したすべての参照文献は、個々の発行物または特許もしくは特許文献が、すべての目的のために参照によりその全容が本明細書に組み込まれた場合と同程度まで、すべての目的のために参照によりその全容が本明細書に組み込まれるものとする。
【０１１５】
８  変更
本発明の多くの変更および変形は、当業者には明らかなように、本発明の精神および範囲から逸脱することなく可能である。本明細書に開示した特定の実施形態は、単なる例にすぎず、本発明は、添付の特許請求の範囲の文言によってのみ限定され、このような特許請求の範囲にあらゆる等価物が含まれるものとする。
【図１】
2014138623.tif 000008
【図２】
2014138623.tif 000009
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014138623.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月2日(2014.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法であって、
（Ａ）第１の時点と第２の時点との間の異なる時点で行った前記容器内の培養物における代謝活性の複数の測定における個々の測定のそれぞれに対して、（ｉ）前記個々の測定と（ｉｉ）初期の時点で測定された前記培養物における初期の代謝活性との間で正規化相対値を計算し、これにより複数の正規化相対値を得るステップと、
（Ｂ）前記第１の時点と前記第２の時点との間の複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれに対して、前記複数の時点の個々の所定の一定間隔における前記代謝活性の測定値に対する正規化相対値の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得るステップであって、前記複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含み、前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれは、前記第１の時点と前記第２の時点との間の連続した時点の異なるセットに対する、ステップと、
（Ｃ）前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、前記レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として平均相対トランスフォーメーション値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算するステップと、
（Ｄ）前記複数の正規化相対値および前記複数の平均相対トランスフォーメーション値から最大代謝レートおよび増殖度を決定するステップと、
（Ｅ）前記最大代謝レートおよび前記増殖度から前記容器内の前記培養物中の微生物の種類を決定するステップと
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記最大代謝レートは前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（Ｆ）前記容器内の前記培養物中の微生物の種類の同定をユーザーインターフェイスデバイス、モニタ、コンピュータ可読記憶媒体、コンピュータ可読メモリ、またはローカルもしくはリモートコンピュータシステムに出力するステップ；または前記培養物中の微生物の種類の同定を表示するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の時点は、前記初期の時点から５分以上後か、前記初期の時点から０．５時間〜３時間の間か、のいずれかであり、前記第２の時点は、前記初期の時点から３０時間以上後か、前記初期の時点から４．５時間〜２０時間の間か、のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の第１のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の代表値は、
前記レートトランスフォーメーション値の第１のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の幾何平均、
前記レートトランスフォーメーション値の第１のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の算術平均、
前記レートトランスフォーメーション値の第１のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の中央値、または、
前記レートトランスフォーメーション値の第１のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の最頻値
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記培養物における前記代謝活性の前記複数の測定における前記測定はそれぞれ、前記第１の時点と前記第２の時点との間で周期的な時間間隔で前記培養物について行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記培養物における前記初期の代謝活性は、前記培養物に接触しているセンサの蛍光出力によって決定され、
前記センサの蛍光出力の量は、ＣＯ2濃度、Ｏ2濃度、またはｐＨの影響を受けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記容器内の前記培養物における前記代謝活性の１０回から５０，０００回の測定が、前記培養物における前記代謝活性の前記複数の測定の中にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ステップ（Ｂ）の複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれは：
（ａ）前記第１の時点と前記第２の時点との間の時間ウィンドウにおける時点に対する各レートトランスフォーメーション値からなり、前記時間ウィンドウは、２０分から１０時間の時間である；
（ｂ）前記容器内の前記培養物における代謝活性が測定された、前記第１の時点と前記第２の時点との間の時間ウィンドウにおけるすべての時点に対するレートトランスフォーメーション値からなり、前記時間ウィンドウの時間は、２０分から２時間の時間である；および
（ｃ）前記容器内の前記培養物における代謝活性が測定された、前記第１の時点と前記第２の時点との間の時間ウィンドウにおけるすべての時点に対するレートトランスフォーメーション値からなり、前記時間ウィンドウの時間は、３０分から９０分の時間である、
からなる群から選択され、
ここで、前記複数のレートトランスフォーメーション値におけるレートトランスフォーメーション値の各セットは、４から２０の連続したレートトランスフォーメーション値からなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記培養物は、対象からの血液培養物であり、前記培養物の容量は、１ｍｌから４０ｍｌであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記容器は、前記培養物と流体的に連通したセンサ組成物を含み、前記センサ組成物は、酸素に曝露されると、蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光で照射されたときに蛍光特性が変化する前記蛍光化合物を含み、前記センサ組成物の存在は、前記培養物にとって非破壊的であり、前記培養物における前記初期の代謝活性を、
前記センサ組成物を、前記蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光で照射するステップ、および
前記センサ組成物を前記光で照射しながら、前記蛍光化合物からの蛍光の強度を観察するステップによって測定し、
前記蛍光化合物は、水および非ガス状溶質に対しては比較的不透過性であるが酸素に対しては高い透過性を有する基質内に含有されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記増殖度（ＥＧ）が： 
ａ）ＥＧ＝ＮＲafter_growth−ＮＲminimum_growth
式中、
ＮＲafter_growthは、前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における（ｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第１の平均相対トランスフォーメーション値、（ｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値、または（ｉｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における正規化相対値であり、
ＮＲminimum_growthは、閾値を得るために第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における正規化相対値である；または
ｂ）ＥＧ＝ＡＲＴｍａｘ*（ｔｉｍｅARTmax−ｔｉｍｅinitial）
式中、
ＡＲＴｍａｘは、前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であり、
ｔｉｍｅARTmaxは、（ａ）前記初期の時点と、（ｂ）前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における、（ｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第１の平均相対トランスフォーメーション値、（ｉｉ）前記最大平均相対トランスフォーメーション値、または（ｉｉｉ）前記最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における前記正規化相対値が測定された時点との間の時間であり、
ｔｉｍｅinitialは、（ｉ）前記初期の時点と（ｉｉ）閾値を得るために第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間である；または
ｃ）ＥＧ＝［ＡＲＴｍａｘ*（ｔｉｍｅARTmax−ｔｉｍｅinitial）］／ｔｉｍｅinitial
式中、
ＡＲＴｍａｘは、前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であり、
ｔｉｍｅARTmaは、（ａ）前記初期の時点と、（ｂ）前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における、（ｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第１の平均相対トランスフォーメーション値、（ｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値、または（ｉｉｉ）最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における前記正規化相対値が測定された時点との間の時間であり、
ｔｉｍｅinitialは、（ｉ）前記初期の時点と（ｉｉ）閾値を得るために第１の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間である、
からなる群から選択される式によって決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記決定するステップ（Ｅ）は：
ａ）腸内細菌科（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ  ｆａｍｉｌｙ）の細菌；または
ｂ）ｉ）腸内細菌（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｉａｃｅａｅ）、（ｉｉ）スタフィロコッカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｃｅａｅ）、（ｉｉｉ）連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）、または（ｉｖ）アシネトバクター属（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）のうちの少なくとも１つ；または
ｃ）アリシュワネラ（Ａｌｉｓｈｅｗａｎｅｌｌａ）、アルテロコッカス（Ａｌｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）、アクアモナス（Ａｑｕａｍｏｎａｓ）、アラニコラ（Ａｒａｎｉｃｏｌａ）、アルセノフォナス（Ａｒｓｅｎｏｐｈｏｎｕｓ）、アゾチビルガ（Ａｚｏｔｉｖｉｒｇａ）、ブロシュマンニア（Ｂｌｏｃｈｍａｎｎｉａ）、ブレネリア（Ｂｒｅｎｎｅｒｉａ）、ブフネラ（Ｂｕｃｈｎｅｒａ）、ブドビシア（Ｂｕｄｖｉｃｉａ）、ブティアウクセラ（Ｂｕｔｔｉａｕｘｅｌｌａ）、セデセア（Ｃｅｄｅｃｅａ）、シトロバクター（Ｃｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）、ディケヤ（Ｄｉｃｋｅｙａ）、エドワージエラ（Ｅｄｗａｒｄｓｉｅｌｌａ）、エンテロバクター（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ）、エルウィニア（Ｅｒｗｉｎｉａ）、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、エウィンゲラ（Ｅｗｉｎｇｅｌｌａ）、グリモンテラ（Ｇｒｉｉｍｏｎｔｅｌｌａ）、ハフニア（Ｈａｆｎｉａ）、クレブシエラ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ）、クライベラ（Ｋｌｕｙｖｅｒａ）、レクレルシア（Ｌｅｃｌｅｒｃｉａ）、レミノレラ（Ｌｅｍｉｎｏｒｅｌｌａ）、モエレレラ（Ｍｏｅｌｌｅｒｅｌｌａ）、モルガネラ（Ｍｏｒｇａｎｅｌｌａ）、オベスムバクテリウム（Ｏｂｅｓｕｍｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、パントエア（Ｐａｎｔｏｅａ）、ペクトバクテリウム（Ｐｅｃｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、カンジダツスフロモバクター（Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ  Ｐｈｌｏｍｏｂａｃｔｅｒ）、フォトラブダス（Ｐｈｏｔｏｒｈａｂｄｕｓ）、プレジオモナス（Ｐｌｅｓｉｏｍｏｎａｓ）、プラジア（Ｐｒａｇｉａ）、プロテウス（Ｐｒｏｔｅｕｓ）、プロビデンシア（Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｉａ）、ラーネラ（Ｒａｈｎｅｌｌａ）、ラオウルテラ（Ｒａｏｕｌｔｅｌｌａ）、サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）、サムソニア（Ｓａｍｓｏｎｉａ）、セラチア（Ｓｅｒｒａｔｉａ）、シゲラ（Ｓｈｉｇｅｌｌａ）ソーダリス（Ｓｏｄａｌｉｓ）、テイタメラ（Ｔａｔｕｍｅｌｌａ）、トラブルシエラ（Ｔｒａｂｕｌｓｉｅｌｌａ）、ウィグルスウォーチア（Ｗｉｇｇｌｅｓｗｏｒｔｈｉａ）、ゼノラブダス（Ｘｅｎｏｒｈａｂｄｕｓ）、エルシニア（Ｙｅｒｓｉｎｉａ）、およびヨーケネラ（Ｙｏｋｅｎｅｌｌａ）のうちの少なくとも１つ；または
ｄ）黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、スタフィロコッカスカプラエ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｃａｐｒａｅ）、表皮ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ）、スタフィロコッカスヘモリティカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｈａｅｍｏｌｙｔｉｃｕｓ）、スタフィロコッカスホミニス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｈｏｍｉｎｉｓ）、スタフィロコッカスルグドゥネンシス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｌｕｇｄｕｎｅｎｓｉｓ）、スタフィロコッカスペテンコフェリ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｐｅｔｔｅｎｋｏｆｅｒｉ）、スタフィロコッカスサプロフィティカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｓａｐｒｏｐｈｙｔｉｃｕｓ）、スタフィロコッカスワーネリ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｗａｒｎｅｒｉ）、およびスタフィロコッカスキシローサス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｘｙｌｏｓｕｓ）細菌からなる群から選択されるスタフィロコッカス科（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｃｅａｅ）の１つの種；または
ｅ）黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）またはコアグラーゼ陰性ブドウ球菌（ｃｏａｇｕｌａｓｅ  ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｉ）；または
ｆ）無乳性連鎖球菌（Ｓ．ａｇａｌａｃｔｉａｅ）、Ｓ．ボビス（Ｓ．ｂｏｖｉｓ）、Ｓ．ミュータンス（Ｓ．ｍｕｔａｎｓ）、肺炎球菌（Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、化膿連鎖球菌（Ｓ．ｐｙｏｇｅｎｅｓ）、唾液連鎖球菌（Ｓ．ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ）、Ｓ．サングイニス（Ｓ．ｓａｎｇｕｉｎｉｓ）、ブタ連鎖球菌（Ｓ．ｓｕｉｓ）、緑色連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｖｉｒｉｄａｎｓ）、および乳房連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｕｂｅｒｉｓ）からなる群から選択される連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）の１つの種、
からなる群の１つから選択されるものとして前記微生物の種類を同定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記代謝活性の測定が、比色法、蛍光分析法、比濁分析法、または赤外線法によって測定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記決定するステップ（Ｅ）は、前記最大代謝レートおよび前記増殖度に基づいて前記微生物の種類を同定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
容器内の培養物中の微生物の種類を同定するための装置であって、プロセッサと前記プロセッサに接続されたメモリとを備えており、前記メモリは、
微生物種類決定モジュールであって、
（Ａ）第１の時点と第２の時点との間の異なる時点で行った複数の測定における個々の測定のそれぞれに対して、（ｉ）前記個々の測定と（ｉｉ）初期の時点で測定された前記培養物における初期の代謝活性との間で正規化相対値を計算し、これにより複数の正規化相対値を得るステップに対する電子的に符号化された命令と、
（Ｂ）前記第１の時点と前記第２の時点との間の複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれに対して、前記複数の時点の個々の所定の一定間隔における前記代謝活性の測定に対する正規化相対値の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得るステップに対する電子的に符号化された命令であって、前記複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含み、前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットは、前記第１の時点と前記第２の時点との間の連続した時点の異なるセットに対する、命令と、
（Ｃ）前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、前記レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として平均相対トランスフォーメーション値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算するステップに対する電子的に符号化された命令と、
（Ｄ）前記複数の正規化相対値および前記複数の平均相対トランスフォーメーション値から最大代謝レートおよび増殖度を決定するステップに対する電子的に符号化された命令と、
（Ｅ）前記最大代謝レートおよび前記増殖度から前記容器内の前記培養物中の微生物の種類を決定するステップに対する電子的に符号化された命令と
を含む、微生物種類決定モジュールを備えることを特徴とする装置。
【請求項１７】
コンピュータによって実行可能な、容器内の培養物における微生物を同定するコンピュータプログラム製品を記憶するコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラム製品は、
微生物種類決定モジュールであって、
（Ａ）第１の時点と第２の時点との間の異なる時点で行われた複数の測定の個々の測定のそれぞれに対して、（ｉ）前記個々の測定と（ｉｉ）初期の時点で測定された前記培養物の初期の代謝活性との間で正規化相対値を計算し、これにより複数の正規化相対値を得るステップに対する電子的に符号化された命令と、
（Ｂ）前記第１の時点と前記第２の時点との間における複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれに対して、前記複数の時点の個々の所定の一定間隔における前記代謝活性の測定に対する正規化相対値の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得るステップに対する電子的に符号化された命令であって、前記複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含み、前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれは、前記第１の時点と前記第２の時点との間の連続した時点の異なるセットに対する、命令と、
（Ｃ）前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、前記レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として平均相対トランスフォーメーション値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算するステップに対する電子的に符号化された命令と、
（Ｄ）前記複数の正規化相対値および前記複数の平均相対トランスフォーメーション値から最大代謝レートおよび増殖度を決定するステップに対する電子的に符号化された命令と、
（Ｅ）前記最大代謝レートおよび前記増殖度から前記容器内の前記培養物中の微生物の種類を決定するステップに対する電子的に符号化された命令と
を含む、微生物種類決定モジュールを備えることを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法であって、
（Ａ）前記容器内の前記培養物における代謝活性の複数の測定を得るステップであり、前記複数の測定における各測定を、第１の時点と第２の時点との間の異なる時点で行う、ステップと、
（Ｂ）前記第１の時点と前記第２の時点との間における複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれに対して、前記複数の時点の個々の所定の一定間隔における前記代謝活性の測定の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得るステップであって、前記複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含み、前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれは、前記第１の時点と前記第２の時点との間の連続した時点の異なるセットに対する、ステップと、
（Ｃ）前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、前記レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として平均相対トランスフォーメーション値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算するステップと、
（Ｄ）前記複数の正規化相対値および前記複数の平均相対トランスフォーメーション値から最大代謝レートおよび増殖度を決定するステップと、
（Ｅ）前記最大代謝レートおよび前記増殖度から前記容器内の前記培養物中の微生物の種類を決定するステップと
を含むことを特徴とする方法。