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モダンメディア

64 巻 3 号 2018［臨床検査アップデート］

臨床検査アップデート 18

Up date

細菌核酸・薬剤耐性遺伝子同時検出検査（Verigene血液培養・薬剤耐性核酸テスト）
Verigene blood culture nucleic acid tests
うの宇 野なお

直Naoki UNO

きやなぎ

輝：栁

はら

原かつ克のり紀Katsunori YANAGIHARA

はじめに
2017 年 6 月に「Verigene 血液培養・薬剤耐性核酸テスト」が保険収載された。この検査は、血液培養が陽性になった培養液中の複数の細菌の核酸をマイクロアレイ法によって同時に検出する新しい微生物核酸検査である。医科診療報酬点数表では、これまでの微生物核酸同定・定量検査とは別区分に「細菌核酸・薬剤耐性遺伝子同時検出」という測定項目名で収載された。血液培養が陽性になったその日に培養液中の複数の細菌の核酸および主要な薬剤耐性遺伝子を検出することができるため、血流感染症の早期診断と早期標的治療に役立つ検査として注目される。
血液培養陽性検体中の複数の微生物核酸を検出するシステムとしては、この他に FilmArray（BioMérieux）（（株）
日立ハイテクノロジーズ資料より引用・改変）

図 1 Verigene システム

や ePlex（GeneMark Dx）の Blood Culture Identification（BCID）パネルがあるが、Verigene 血液培養・

Culture Gram-Negative; BC-GN）の 2 種類のカート

薬剤耐性核酸テストは本邦で最初に体外診断用医薬リッジがある。陽性になった血液培養の培養液のグ品として承認された。

ラム染色の結果から、どちらかあるいは両方を選択する。一つのプロセッサーには一つのカートリッジ

Ⅰ. システム概要しか挿入できないため、複数検体を同時に検査する場合はプロセッサーの増設が必要になる。カート

Verigene は米国 Nanosphere 社が開発した臨床検リッジを挿入すると、プロセッサーの中で核酸抽出査用の遺伝子検査システムであり、血液培養検査以とマイクロアレイハイブリダイゼーションが自動的外にも複数のアプリケーションがある。カートリッに行われる。ハイブリダイゼーション終了後、カージとプロセッサーとリーダーからなり（図 1）、目的トリッジを抜き取り、マイクロアレイ基盤をリーに応じたカートリッジをプロセッサーに挿入する。

ダーに挿入してシグナルを検出する。この過程は自血液培養検査には、血液培養グラム陽性菌・薬剤耐動化されており、手作業はほとんどなく、約 2 時間性核酸検査（Blood Culture Gram-Positive; BC-GP）

半で完了する。と血液培養グラム陰性菌・薬剤耐性核酸検査（Blood
長崎大学大学院 病態解析・診断学（臨床検査医学）〠852 - 8501 長崎県長崎市坂本1 - 7 - 1

Nagasaki University Graduate School of Biomedical Sciences
Department of Laboratory Medicine(1-7-1 Sakamoto, Nagasaki)

（4）

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行われる。この過程は約 2 ～ 2.5 時間で完了する。

Ⅱ. 原理

4. カートリッジを抜き取り、カートリッジ内にあるマイクロアレイ基盤をリーダーに挿入する。

Verigene 血液培養・薬剤耐性核酸テストはマイ

5. マイクロアレイのシグナルが検出され、結果がクロアレイ法を原理とする。血液培養陽性ボトル中出力される。この過程は約 5 分で完了する。には細菌が既に増殖しているため、核酸増幅は行わ

Ⅳ. 検出対象菌

ず、核酸ハイブリダイゼーションのみで標的核酸を検出する。マイクロアレイ基盤上には血流感染症の主要な原因菌および耐性遺伝子に特異的な塩基配列

BC-GP および BC-GN の検出対象を表 1 に示す。

が配置されており、検体から抽出した微生物の核酸いずれも主要な原因菌をカバーしているが、全てのとハイブリダイゼーションする。マイクロアレイに細菌をカバーするわけではない。われわれが行ったハイブリダイゼーションした標的配列にさらに核酸臨床検体を用いた BC-GP の検討では、自動分析機プローブをハイブリダイゼーションさせて、そのプで同定された 59 菌中 57 菌（96.6％）が BC-GP の検ローブのシグナルを増幅して検出する（図 2）。

出対象菌であった。一方、BC-GN の検討では、自動分析機で同定された 164 菌中 132 菌（80.5％）がⅢ. 手順BC-GN の検出対象菌であった。BC-GN 検出対象外菌の中にはグラム陽性菌が少なからず含まれていた。

1. 陽性になった血液培養液をカートリッジに注入す

Verigene はグラム陽性菌用と陰性菌用に分かれている。必要量は BC-GP は 350μL、BC-GN は 700μLるため、グラム陽性菌と陰性菌の混合感染では必然である。少量であるため、その後の分離培養を的に片方が検出できない欠点がある。この点、Fil-妨げない。

mArray や ePlex の BCID パネルはこの区別がなく、

2. カートリッジをプロセッサーに挿入する。

グラム陽性菌と陰性菌に加えて真菌も一つのキット

3. 自動的に核酸抽出とハイブリダイゼーションがで検出できるため、見逃しを避けられる利点がある。

（（株）
日立ハイテクノロジーズ資料より引用）

図 2 Verigene 血液培養・薬剤耐性核酸テストの検出原理

（5）

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表 1 Verigene 血液培養・薬剤耐性核酸テストの検出対象
BC-GP
2
グラム陽性菌 1
薬剤耐性遺伝子
Staphylococcus 属mecA
S. aureus
vanA, vanBS. epidermidis
S. lugdnensis
Streptococcus 属
S. pneumoniae
S. pyogenes
S. agalactiae
S. anginosus groupEnterococcus faecalisEnterococcus faecium
Listeria 属

BC-GN
グラム陰性菌
E. coli
Klebsiella pneumoniae
Klebsiella oxytoca
Pseudomonas aeruginosa
Serratia marcescenceEnterobacter 属
Acinetobacter属
Citrobacter 属
Proteus 属

薬剤耐性遺伝子
CTX-M
IMP
VIM
NDM
KPC
OXA

3

1 ブドウ球菌と連鎖球菌は属レベルの同定と代表的菌種の同定ができる。腸球菌は E. faecalis と E. faecium の2菌種が同定できる。リステリアは属レベルで同定できる。
2 薬剤耐性遺伝子は、S. aureus あるいは S. epidermidis が同定された場合に限り、mecAを検出し、E. faecalis あるいは E. faecium が同定された場合に限り、vanA とvanBを検出する。
3 薬剤耐性遺伝子の検出は菌の同定の有無を問わない。

かった。BC-GN で検出されなかった 2 菌はいずれ

Ⅴ. 細菌同定性能

も血液培養ボトル中に 2 菌種が存在した検体であり、2 菌種のうち 1 菌種は同定されたが、もう 1 菌

BC-GP および BC-GN の検討は欧米に始まり、本邦種は検出されなかった。一方、BC-GN 検出対象外の。

32 菌が同定された検体から、BC-GN が Klebsiellaでも行われ、その優れた性能が報告されている

1 ～ 3）

oxytoca を同定したケースがあった。この検体は自1. BC-GP

動分析機で Raoultella ornithinolytica が同定されてわれわれが長崎大学病院で行った検討では、血液おり、この菌は K. oxytoca と配列相同性が高いため、培養が陽性になり、かつグラム陽性菌が観察された

BC-GN で K. oxytoca と同定されることがメーカー

59 本の血液培養ボトルから、自動分析機（BD Phoe-側の情報としてある。以上より、BC-GN 検出対象

nix、VITEK2）で 59 菌が同定され、そのうち 57 菌が菌について、血液培養ボトル中に単一菌種が存在す

BC-GP の検出対象菌であり、そのすべてで BC-GPる場合は、BC-GN と自動分析機の同定結果は完全と自動分析機の同定結果は一致した。BC-GP 検出に一致し、複数菌種が存在する場合であっても、そ対象外菌が同定された 2 検体では BC-GP は細菌をの一致率は 132 菌中 130 菌（98.5％）とかなり高いこ検出しなかった。つまり、自動分析機の結果と BC-とがわかった。

GP の結果は完全に一致した。このように、BC-GP

このことから、BC-GP および BC-GN は自動分析と従来法の一致率はかなり高いことが他施設の検討機に匹敵する同定性能を有することが示された。

でも報告されている 。しかし、ボトル中に複数菌
1）Ⅵ. 薬剤耐性判定性能種が存在する場合は、検出率が低下することが知られている。
2. BC-GN

1. メチシリン耐性ブドウ球菌

われわれが行った国内の多施設検討試験の結果、

BC-GP は S. aureus あるいは S. epidermidis を同血液培養が陽性になり、かつグラム陰性菌が観察さ定した場合に限り、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌れた 141 本の血液培養ボトルから、自動分析機（BD（MRSA）およびメチシリン耐性コアグラーゼ陰性ブPhoenix、MicroScan WalkAway）で 164 菌が同定さドウ球菌（MRCNS）の原因遺伝子である mecA を検れ、このうち BC-GN 検出対象菌である 132 菌が同出する。われわれの検討では、自動分析機で MRSA定された検体について、BC-GN の同定結果は 130および MRCNS と判定された S. aureus および S.

菌で一致した。しかし、2 菌は BC-GN で検出されなepidermidis が同定された検体すべてで BC-GP は（6）61

mecA を検出した。MRSA および MRCNA と判定さあった。カルバペネム耐性はカルバペネマーゼ以外れなかった S. aureus および S. epidermidis の由来の機序でも獲得されるため、BC-GN でカルバペネ

検体からは BC-GP で mecA は検出されなかった。

マーゼ遺伝子が検出されなくてもカルバペネム耐性

したがって、BC-GP のメチシリン耐性ブドウ球菌を否定することはできない。逆に、カルバペネマー

判定性能は自動分析機と同等であった。

ゼ遺伝子が検出されたが、イミペネムが耐性判定とならなかったケースは、全例メルカプト酢酸ナトリ

2. 基質拡張型βラクタマーゼ（Extended-spectrum

ウム試験が陽性であったことから、メタロβラクタ

beta-lactamases; ESBLs）

マーゼ産生菌と判断された。したがって、BC-GN

ESBL の原因遺伝子のうち、BC-GN は CTX-M をでカルバペネマーゼ遺伝子が検出された場合は、カ検出する。本邦の ESBL のほとんどが CTX-M 型でルバペネム耐性と判断できる。

あることを考慮すると、BC-GN による CTX-M の検おわりに出は特に本邦で ESBL の検出に有用であることが期待される。BC-GN の検出対象菌のうち、自動分析機
は、E. coli、K. pneumoniae、K. oxytoca、Proteus spp.

血流感染症は致死率が高く、早期の適切な抗菌薬の 4 つについて、CLSI の判定基準に基づいて ESBL治療がなにより重要である。Verigene 血液培養・の判定をする。われわれが臨床検体で行った検討で薬剤耐性核酸テストは現在の血液培養検査の過程をは、自動分析機で ESBL と判定された菌と判定され大きく短縮し、血流感染症の予後改善に寄与するこなかった菌がそれぞれ 15 菌と 59 菌あり、BC-GNとが期待される。今後、Verigene システムを院内にによる CTX-M の検出結果は ESBL の判定結果と完導入するための環境整備が望まれる。

全に一致した。このことから、BC-GN の CTX-M 検

文

出は本邦の ESBL 検出に極めて有用であることが示献唆された。
1 ）Wojewoda CM, Sercia L, Navas M, et al. Evaluation of theVerigene Gram-positive blood culture nucleic acid test for
rapid detection of bacteria and resistance determinants. J
Clin Microbiol 2013 ; 51 : 2072- 2076.
2 ）Uno N, Suzuki H, Yamakawa H, et al. Multicenter evaluation of the Verigene Gram-negative blood culture nucleic
acid test for rapid detection of bacteria and resistance determinants in positive blood cultures. Diagn Microbiol Infect Dis 2015 ; 83 : 344 -348.
3 ）Suzuki H, Hitomi S, Yaguchi Y, et al. Prospective intervention study with a microarray-based, multiplexed, automated molecular diagnosis instrument（Verigene system）
for the rapid diagnosis of bloodstream infections, and its
impact on the clinical outcomes. J Infect Chemother 2015; 21 : 849 -856.

3. カルバペネム耐性菌
BC-GN はカルバペネム耐性に寄与する遺伝子である IMP、VIM、NDM、OXA を検出する。このうち、本邦で頻度が多いのは IMP であり、その他の遺伝子が検出されるのは稀である。われわれは自動分析機のイミペネム耐性判定と BC-GN のカルバペネマーゼ遺伝子検出結果を比較した。その結果、自動分析機でイミペネム耐性と判定されたにも関わらず、BC-GN でカルバペネマーゼ遺伝子がまったく検出されなかったケースと、自動分析機でイミペネム耐性と判定されなかったが、BC-GN でカルバペネマーゼ遺伝子が検出されたケースが少なからず（7）