日呼吸誌●原2（4），2013343

著

喀痰中肺炎球菌抗原検出キットの有用性―尿中抗原検出キット・グラム染色との比較―
福島喜代康ａ中村茂樹ｂ,ｊ

高柳昇ｃ

東山康仁ｄ

石田直ｅ祐一ｆ

澤井豊光ｂ,ｇ

吉村邦彦ｈ,ｋ

角川智之ｉ,ｊ河野茂ｊ井上

要旨：全国 14 施設において，喀痰グラム染色，喀痰培養，尿中抗原検出キット，喀痰抗原検出キットの 4検査が同時に実施された成人市中肺炎166例を対象に，肺炎球菌の検出性能を比較した．感度はグラム染色：73.6％，尿中抗原検出キット：62.3％，喀痰抗原検出キット：88.7％であった．喀痰抗原検出キットは尿中抗原検出キットに比べ軽症群ならびに発症 2 日目までの症例群で有意に感度が高かった（p＜0.03，p＜0.03）．
喀痰抗原検出キットはグラム染色より有意に一致率が高かった（p＜0.01）．成人市中肺炎の初期診療における喀痰抗原検出キットの有用性が示唆された．
キーワード：市中肺炎，肺炎球菌，迅速診断，喀痰，尿Community acquired pneumonia, Streptococcus pneumoniae, Rapid diagnosis,Sputum, Urine

緒言

され，広く利用されている．成人市中肺炎の初期治療の基本は，A-DROP システムにより重症度を判定して治肺炎は，長く日本の死因の第 4 位であったが，高齢化療の場を決定し，原因菌の推定結果に基づいて適切な治の影響を受け，脳血管障害を抜いて 2011 年に死因第 3療薬を決定することである．実施する検査として，喀痰位に浮上した ．市中肺炎の原因菌としてはグラム染色，喀痰培養検査，尿中抗原検出キット（Bi-1）（肺炎球菌）の検出頻度が最も高い2）〜5）．

naxNow® 肺炎球菌：Alere Scarborough，Inc. Scarbor-

特に，肺炎球菌は，重症化する市中肺炎としてレジオネ

ough，USA，以下 BinaxNow）を用いた肺炎球菌検査

ラ菌と並んで注意を要する起炎微生物である．市中肺炎などが挙げられる．

診療において，菌の耐性化予防や医療資源の有効利用を

近年我々は，新たに開発された喀痰を検体に用いる肺目的とし，日本呼吸器学会から 2007 年 1 月に『成人市炎球菌抗原検出キットであるラピラン® 肺炎球菌（大塚（以下ガイドライン）が刊行
中肺炎診療ガイドライン』6）

製薬株式会社，以下ラピラン）が，BinaxNow とは異なる抗原を検出し，感度は有意に優れていることを報告し連絡先：福島 喜代康〒859‑0497 長崎県諫早市多良見町化屋 986‑2ａ

日本赤十字社長崎原爆諫早病院呼吸器科ｂ

国立病院機構嬉野医療センター呼吸器内科

た7）8）．今回，肺炎発症からの日数ならびに重症度で層別し，喀痰培養法を基準に，ラピランと他の迅速診断法である喀痰グラム染色，BinaxNow との比較検討を行い，ラピランの臨床的有用性について検討した．

ｃ

埼玉県立循環器・呼吸器病センター呼吸器内科

研究対象・方法ｄ

北松中央病院呼吸器内科ｅ

倉敷中央病院呼吸器内科

ｆ

健康保険諫早総合病院呼吸器内科

ｇ

佐世保市立総合病院内科

ｈ

虎の門病院呼吸器センター内科ｉ

北九州市立八幡病院内科

1．対象

2006 年 3 月〜2007 年 3 月に，全国 14 施設においてインフォームド・コンセントを取得した 15 歳以上の肺炎または下気道感染症患者 246 例のうち，成人市中肺炎とｊ診断された 166 例（男性 113 例，女性 53 例）を解析対ｋ象とした．年齢は平均 65.3 歳（範囲：22〜97 歳）であっ

長崎大学医学部第二内科

日本赤十字社大森赤十字病院呼吸器内科（E-mail: kiyofuku@isahaya.jrc.or.jp）（Received 26 Nov 2012/Accepted 27 Dec 2012）

た．前治療の有無は問わなかった．喀痰の Geckler 分類
は 1：6 例，2：4 例，3：26 例，4：31 例，5：82 例，6：

344

日呼吸誌

Table 12（4），2013

Detection results of rapid testing methods forbased on the sputum culture results（all patients）

Test

ResultGram stain

Positive
Negative
Positive
Negative
Positive
Negative

RapirunBinaxNow

Sputum culture

Total

Positive

Negative

Total

3914476332019949104
7106

58108561104012653113

166

Table 2 Sensitivity, specificity, concordance rates, predictive values, and likelihood ratios ofrapid testing methods based on the sputum culture results（all patients）
Sensitivity
Specificity
Concordance rate
Positive predictive value
Negative predictive value
Positive likelihood ratio
Negative likelihood ratio

Gram stain

RapirunBinaxNow

73.6％
83.2％
80.1％
67.2％
87.0％
4.4
0.32

88.7％
92.0％
91.0％
83.9％
94.5％
11.1
0.12

62.3％
93.8％
83.7％
82.5％
84.0％
10.1
0.40

Table 3 Detection results of rapid testing methods fortests after onset（all patients）

by time point ofA*
Test

ResultGram stain
RapirunBinaxNow

Positive
Negative
Positive
Negative
Positive
Negative

Total

B*

Sputum culture

Sputum culture

Positive

Negative

Total

Positive

Negative

Total

20724316
11744
249
249

2751
2652
1860

1972331791250
755
557

3157
3058
2266

2751

78266288*A: Patients tested within 2 days of onset（n＝78）;B: Patients tested 3 or more days after onset（n＝88）.

Table 4

Performance comparison between Rapirun and BinaxNow in patients tested within 2 days of onset
Number of days after onset

RapirunBinaxNow

Sensitivity
Specificity
Concordance rate
Sensitivity
Specificity
Concordance rate

0 days（n＝35）

1 day（n＝19）

2 days（n＝24）

100％（9/9）
96.2％（25/26）
97.1％（34/35）
77.8％（7/9）
96.2％（25/26）
91.4％（32/35）

71.4％（5/7）
100％（12/12）
89.5％（17/19）
57.1％（4/7）
100％（12/12）
84.2％（16/19）

90.9％（10/11）
92.3％（12/13）
91.7％（22/24）
45.5％（5/11）
92.3％（12/13）
70.8％（17/24）

喀痰中肺炎球菌抗原検出キットの有用性

345

Fig. 2
Fig. 1Comparison of sensitivity for detecting
among rapid testing methods bytime point of tests after onset.

17 例であった．
2．方Comparison of sensitivity for detecting
among rapid testing methods byseverity.

次 に， 肺 炎 発 症 日 か ら の 日 数 が 2 日 目 ま で の 症 例法（n＝78）と 3 日目以降の症例（n＝88）の 2 群に分け，

解析対象全例で，喀痰グラム染色，喀痰培養，喀痰を各迅速検査法の感度，特異度，一致率を比較した．その検体としたラピランおよび尿を検体とした BinaxNow

結果，発症日から 2 日目までの症例群における感度は，による検査結果を比較した．喀痰培養法を基準とし，他

ラピラン 88.9％，BinaxNow 59.3％であり，ラピランがの迅速検査結果の感度，特異度，一致率，陽性的中率，有意（p＜0.03）に高い感度を示した（Table 3，Fig. 1）．

陰性的中率，陽性尤度比，陰性尤度比を求めた．重症度

さらに，発症日からの日数を 0 日（n＝35），1 日（n＝は，ガイドラインの A-DROP システムに基づき，軽症，19），2 日（n＝24）に細分化してラピランと BinaxNow

中等症，重症，超重症に分類した．発症からの日数は，の感度，特異度，一致率を比較したところ，有意差は認発症当日を 0 日として算出した．

められなかったが，ラピランの感度は常に BinaxNow

ラピランと BinaxNow およびグラム染色の感度，特異度，一致率などの比較は Fisherʼs exact test で検定した．

よりも高かった（Table 4）．
さらに，喀痰肺炎球菌培養陽性 53 例を対象に，各迅速検査法の重症度別での感度を比較した（Fig. 2）．各重成績

症度別の症例数は，軽症 25 例，中等症 19 例，重症 8 例，超重症 1 例であった．グラム染色，ラピラン，BinaxNow

成人市中肺炎 166 例における喀痰培養法による肺炎球の感度は，軽症例で各々60.0％，88.0％，56.0％，全症例菌陽性例は 53 例（31.9％）であった．全症例を対象とで 73.6％，88.7％，62.3％であり，ラピランは BinaxNow

するときのグラム染色，ラピラン，BinaxNow の肺炎球に比べ有意に感度が高かった（p＜0.03，p＜0.003）．また，菌検出結果を Table 1 に，各検査法の感度，特異度，一グラム染色および BinaxNow は重症度が高くなるにし致率，陽性的中率，陰性的中率，陽性尤度比，陰性尤度

たがい検出感度が高くなる傾向が確認されたが，ラピラ比を Table 2 に示した．各検査法の感度はラピラン＞グンはいずれの重症度においても常に高い感度を得られる

ラム染色＞BinaxNow の順に高く，ラピランの感度はことが確認できた．

BinaxNow に比し有意に高いことが確認できた（p＜考0.003）．特異度は BinaxNow，ラピラン＞グラム染色の察順であった．また，一致率はいずれの検査法でも 80％

今回，成人市中肺炎において肺炎球菌の迅速診断法で以上を示したが，ラピラン＞BinaxNow＞グラム染色のあるグラム染色，ラピラン，BinaxNow の比較検討を行っ順であり，ラピランはグラム染色と比較して有意に高いた．

ことが確認できた（p＜0.01）．各検査法の陽性的中率に

まず，ラピランとグラム染色の比較では，感度と特異は有意差は認められなかったが，ラピランはグラム染色度はラピランの方が高い傾向が確認され［感度：88.7％に比して高い陽性的中率を示す傾向が認められた（p＜vs. 73.6％（p＜0.09），特異度：92.0％ vs. 83.2％（p＜0.07）］，0.06）．さらに，陰性的中率に関しては，BinaxNow と一致率はラピランが有意に高かった［91.0％ vs. 80.1％（pグラム染色間には差が認められなかったが，ラピランは＜0.01）］．我が国での既報9）では，グラム染色におけるBinaxNow に比べ有意に高く（p＜0.02），グラム染色に肺炎球菌の陽性率は，軽症 93.1％，中等症 74.4％，重症比べても高い傾向（p＜0.07）を示した．

65.5％，超重症 45.5％であり，重症例になるほど陽性率

346

日呼吸誌

2（4），2013は低下していた（p＝0.046）と報告されている．その理

一方，ラピランは肺炎局所由来の喀痰を検体として直接由として，重症肺炎では良質な喀痰が得にくく，また喀的に検査するために，有意に高い感度を示したと考えら

痰が採取できるような上気道に多くの菌が存在せず，血れた．また，BinaxNow は肺炎球菌莢膜抗原を検出する液中や肺胞に菌が多く存在する可能性などを挙げている．

試薬であるが，ラピランはすべての肺炎球菌に共通な細我々の検討では，グラム染色の感度は重症例ほど高値を胞壁抗原 C-polysaccharide を検出する試薬であり7），90示し，逆の結果となった．既報における肺炎球菌検出は種類以上あるとされる莢膜血清型16）にかかわらず肺炎球複数の起炎菌検査の総合結果に基づいており，今回の検菌の検出ができることも，感度の差をもたらす原因であ討は喀痰培養法を基準とした肺炎球菌の検出であることると推察された．また，ラピランは，口腔内常在菌であが，結果の違いの一因と考えられた．グラム染色は，安る

8.0×106 CFU/ml および7.0×107 CFU/ml の高濃度で交差反価で迅速にできる検査で，形態と染色性から菌の推定が可能である，炎症細胞の出現や貪食像の確認も可能であ応が認められる ．市中肺炎症例における7）（る，という長所をもつが，欠点として，場所や設備（顕微鏡）が必要で，実施者の検体処理の技量や熟練した判）group（，，）の検出は，若年者群からの検出定能力などに検査結果の判定が左右されることがある．

はなく，高齢者群（114 例）においては 5 例（4.4％）検実際，既報のグラム染色の感度は 43〜100％，特異度は出されたと報告されている4）．我々は，下気道感染症患

11〜94％のばらつきがあり10），経験豊富な臨床検査技師

者 161 例の検討で喀痰ラピラン偽陽性 5 例のうち喀痰肺であっても薄い莢膜の肺炎球菌をとらえるのは難しいこ炎球菌リアルタイム PCR で PspA 遺伝子が 6×106 cop-とがある．

ies/μg DNA 以上であった 2 症例は BinaxNow も陽性でBinaxNow の海外報告では，その感度は約 50〜80％あったことを報告した8）．肺炎球菌の培養菌数（CFU/であった11）〜13）．我が国の市中肺炎での BinaxNow の検ml）と肺炎球菌のリアルタイム PCR での PspA 遺伝子

討では，肺炎球菌性呼吸器感染症と診断された 155 検体

コ ピ ー 数（copies/μg DNA） は， ほ ぼ 1：1 で あ り，での陽性率について，軽症 63.3％，中等症 67.1％，重症PspA 遺伝子が 1×104 copies/μg DNA，7×102 copies/72.4％，超重症 72.7％と報告されている9）．また，小林

μg DNA の症例でも，喀痰ラピラン偽陽性例であった8）．

らの報告では市中肺炎 66 例を BinaxNow 陽性群と陰性以上より，唾液（口腔内常在菌）の混入のない良質な膿群で比較したところ，両群の肺炎の重症度については有性痰で検査を実施すれば，これらの細菌の交差反応によ意な差を認めず，陽性群の血中 CRP 値は有意に高値でる偽陽性の可能性は非常に低いと考えられる．しかし，あったと述べられている14）．肺炎球菌性呼吸器感染症と偽陽性の場合には，診断された 57 回の感染エピソードにおける重症度別の能性，肺炎球菌の菌量が十分でも培養活性がない（死菌）による交差反応の可BinaxNow 陽性率の比較でも，綿貫らの報告には重症例あるいは菌量が少なく培養陰性なども考える必要があほど陽性率が高いことが確認されたと記されている15）．

る．

我々の検討でも，A-DROP システムの軽症例は中等症本検討で，軽症例や肺炎発症からの日数が少ない症例

以上に比べ BinaxNow の感度が低く，喀痰を検体としでは BinaxNow の感度が低いことが示された．これら

たラピランの感度は重症度に関係せず BinaxNow よりのほか，BinaxNow の問題点としては，透析や高度の脱も常に高値であることが確認できた．また，BinaxNow水などによる無尿患者では検査できない，治癒後数週

は「尿中の肺炎球菌莢膜抗原は症例によって異なるが，間〜数ヶ月陽性が持続することがある15）17）18），尿中に排出されるのは通常症状出現後 3 日目以降でありなどによる偽陽性18），肺炎球菌ワクチン接種後発症後間もない検体では検出できない恐れがある」と従の偽陽性19）などが挙げられる．一方，ラピランの臨床的来の添付文書において注意喚起されていた．今回，迅速な感度は BinaxNow よりも高かったが，喀痰採取がで検査 3 法について，発症からの日数別での感度を比較検きない場合は検査はできない欠点がある．したがって，討した．その結果，3 法ともに発症日数に応じた感度の喀痰が採取できる場合はグラム染色およびそれよりも感有 意 な 変 動 は 確 認 さ れ な か っ た が， ラ ピ ラ ン は Bi-度の高いラピランで検査し，喀痰が採取できない場合はnaxNow に比して有意（p＜0.003）に高い感度を示した．

尿で BinaxNow の検査を行うことが望ましい．また，この感度差の第一番目の理由として，抗原の体内分布・再発した肺炎症例において数ヶ月以内に肺炎球菌性肺炎動態によるものが挙げられる．すなわち，尿に肺炎球菌の既往のある場合はラピランを使用するなど，検査材料抗原が出現するには，肺から体内循環を経由して腎排泄や患者の状態に応じて迅速検査法を選択することが重要されなければならないため，肺炎病巣由来の喀痰を検体である．とした検出法よりも遅れて陽性になることが予想される．

ラピランは，従来のインフルエンザウイルス簡易キッ喀痰中肺炎球菌抗原検出キットの有用性

347

トと同様のイムノクロマトグラフィーキットであるため，

antigen in sputum and its application in

日常臨床においてベッドサイドや夜間休日診療などの専

adult respiratory tract infections. J Med Microbiol

門技師不在の場合でも使用可能である．これらのことか
ら，肺炎球菌による呼吸器感染症が疑われる患者が来院した場合，適切な抗菌薬選択の場面で，あらゆる重症度の症例に使用できる迅速検査法と考えられた．ラピランと BinaxNow は，ともに特異性の高い診断法であるが，ラピランはより感度が高いため，日常臨床での迅速診断に有用であり，より適切な肺炎球菌性肺炎の治療法の選択に有用と考えられる．
本稿の一部は，第 54 回日本感染症学会中日本地方会学術集会・第 59 回日本化学療法学会西日本支部総会（2011 年 11月，奈良）で発表した．
先生方（敬称略）に深謝いたします．嬉野医療センター呼吸器内科

副島佳文，埼玉県立循環器・呼吸器病センター呼吸器内科

杉田裕，徳島大学呼吸器・膠原病内科

信楽園病院呼吸器内科

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謝辞：本研究の実施に際し，ご参加いただいた下記施設の大道呼吸器科クリニック

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8）Izumikawa K, Akamatsu S, Kageyama A, et al.

大道光秀，中浜医院

西岡安彦，
中浜力，青木信樹，長崎大学第二内科

泉川公一．

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12）Murdoch DR, Laing RT, Mills GD, et al. Evaluationof a rapid immunochromatographic test for detec-

著者の COI（conﬂicts of interest）開示：河野茂（寄付金，大塚製薬）．他は本論文発表内容に関して特に申告なし．

態統計月報年計（概数）の概況．2011.
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348

日呼吸誌2（4），2013

Abstract

Usefulness of a sputum antigen detection kit for Streptococcus pneumoniae in therapid diagnosis of community-acquired pneumonia: Comparison with urinary
antigen detection test and sputum Gram stain
Kiyoyasu Fukushima a, Shigeki Nakamura b,j, Noboru Takayanagi c, Yasuhito Higashiyama d,
Tadashi Ishida e, Yuichi Inoue f, Toyomitsu Sawai b,g, Kunihiko Yoshimura h,k,Tomoyuki Kakugawa i and Shigeru Kohno ja

Department of Respiratory Medicine, Japanese Red Cross Nagasaki Genbaku Isahaya Hospitalb
Department of Respiratory Medicine, Ureshino Medical Centerc
Department of Respiratory Medicine, Saitama Cardiovascular and Respiratory Center
dDepartment of Respiratory Medicine, Hokusho Central Hospital
eDepartment of Respiratory Medicine, Kurashiki Central Hospital
fDepartment of Respiratory Medicine, Isahaya Health Insurance General Hospital
gDepartment of Internal Medicine, Sasebo City General Hospital
hDepartment of Respiratory Medicine, Respiratory Center, Toranomon Hospitali
Department of Internal Medicine, Kitakyushu Municipal Yahata Hospital
jSecond Department of Internal Medicine, Nagasaki University School of Medicine
kDepartment of Respiratory Medicine, Japanese Red Cross Omori Red Cross Hospital

We evaluated the usefulness of a sputum antigen detection kit forin a rapid diagnosis in 166 adult patients（113 males and 53 females）with community-acquired pneumonia who simultaneously
underwent all 4 tests of sputum Gram stain, sputum culture, urinary antigen detection test, and sputum antigen
detection test in 14 sites in Japan. A total of 53 patients（31.9％）were sputum culture-positive for.
Based on the sputum culture results, the sensitivity for detecting
was 73.6％ in sputum Gramstain, 62.3％ in urinary antigen detection test, and 88.7％ in sputum antigen detection test. The sensitivity in thesputum antigen detection test was significantly higher than that in the urinary antigen detection test in patientswith mild infection（p＜0.03）and in patients whose symptoms started within 2 days before the tests（p＜0.03）.
Sputum antigen detection tests showed a significantly higher concordance rate than the sputum Gram stain
tests（p＜0.01）. These results suggest that the sputum antigen detection kit is useful in the rapid diagnosis ofcommunity-acquired pneumococcal pneumonia in adults.