JP2001258591A - 薬剤感受性測定方法 - Google Patents

薬剤感受性測定方法

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JP2001258591A JP2000081765A JP2000081765A JP2001258591A JP 2001258591 A JP2001258591 A JP 2001258591A JP 2000081765 A JP2000081765 A JP 2000081765A JP 2000081765 A JP2000081765 A JP 2000081765A JP 2001258591 A JP2001258591 A JP 2001258591A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薬剤感受性を迅速に測定する。 【解決手段】 微生物を含む菌液をそれぞれのセルの溶
存酸素量測定用電極の近傍に注入し、第２の時間間隔で
第３の時間の間、各溶存酸素量測定用電極からの電流を
測定し、測定された電流に基づいて最大の電流が得られ
た時刻を検出し、最大の電流が得られた時刻以降の第４
の期間における電流値を求め、第４の期間における各電
流値の傾きに基づいて薬剤感受性を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は薬剤感受性測定方
法に関し、さらに詳細にいえば、溶存酸素量検出用電極
を用いて薬剤感受性を測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から細菌の薬剤感受性を測定する方
法として、薬剤溶液に対して測定対象となる細菌を添加
して培養処理を行う方法が知られている。
【０００３】この方法を採用すれば、細菌が増殖するか
否かに基づいて薬剤感受性の測定を達成することができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法を採用した
場合には、細菌の増殖に伴う溶液の濁度に基づいて薬剤
感受性を測定することが必要であるから、濁度を判定で
きるようになるまで培養処理を行わなければならず、著
しく長時間（例えば、１８時間程度）が必要になるとい
う不都合がある。
【０００５】特に、臨床用途においては、薬剤の投与に
先だって行われる薬剤感受性の測定に長時間がかかる
と、その間に病状が進行し、治癒率が低下してしまう。
また、薬剤感受性の測定結果が得られる前に薬剤を投与
すると、耐性菌が発生し、この耐性菌を駆除するために
さらに強力な薬剤を使用することが必要になるので、医
療費が嵩んでしまう。
【０００６】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、薬剤感受性を迅速に測定することができ
る新規な薬剤感受性測定方法を提供することを目的とし
ている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の薬剤感受性測
定方法は、測定薬剤溶液の溶媒を収容した第１セルと、
薬剤溶液を収容した第２セルとに、それぞれ溶存酸素量
検出用電極を設けておき、所定の濃度の微生物を含む菌
液を第１セルおよび第２セルに供給し、各溶存酸素量検
出用電極から出力され続ける信号に基づいて各信号のピ
ークを検出し、ピークから所定の期間に得られる信号ど
うしの関係に基づいて薬剤感受性を得る方法である。
【０００８】請求項２の薬剤感受性測定方法は、所定の
濃度の微生物を含む菌液を収容した第１セルと第２セル
とに、それぞれ溶存酸素量検出用電極を設けておき、測
定薬剤溶液の溶媒を第１セルに供給するとともに、薬剤
溶液を第２セルに供給し、各溶存酸素量検出用電極から
出力され続ける信号に基づいて各信号のピークを検出
し、ピークから所定の期間に得られる信号どうしの関係
に基づいて薬剤感受性を得る方法である。
【０００９】請求項３の薬剤感受性測定方法は、両信号
のピーク値を予め設定された所定値にすべく各信号を補
正し、補正された信号どうしの関係に基づいて薬剤感受
性を得る方法である。
【００１０】請求項４の薬剤感受性測定方法は、信号ど
うしの関係として、各信号の傾きを採用する方法であ
る。
【００１１】
【作用】請求項１の薬剤感受性測定方法であれば、生理
食塩水を収容した第１セルと、薬剤溶液を収容した第２
セルとに、それぞれ溶存酸素量検出用電極を設けてお
き、所定の濃度の微生物を含む菌液を第１セルおよび第
２セルに供給し、各溶存酸素量検出用電極から出力され
続ける信号に基づいて各信号のピークを検出し、ピーク
から所定の期間に得られる信号どうしの関係に基づいて
薬剤感受性を得るのであるから、ピークが得られた後、
短期間の信号に基づいて迅速に薬剤感受性を測定するこ
とができる。したがって、臨床用途においては、適切な
薬剤（抗生物質など）を迅速に検出して治療を行うこと
ができ、ひいては治癒率を高めることができるととも
に、耐性菌の発生を抑制することができる。
【００１２】請求項２の薬剤感受性測定方法であれば、
所定の濃度の微生物を含む菌液を収容した第１セルと第
２セルとに、それぞれ溶存酸素量検出用電極を設けてお
き、測定薬剤溶液の溶媒を第１セルに供給するととも
に、薬剤溶液を第２セルに供給し、各溶存酸素量検出用
電極から出力され続ける信号に基づいて各信号のピーク
を検出し、ピークから所定の期間に得られる信号どうし
の関係に基づいて薬剤感受性を得るのであるから、ピー
クが得られた後、短期間の信号に基づいて迅速に薬剤感
受性を測定することができる。したがって、臨床用途に
おいては、適切な薬剤（抗生物質など）を迅速に検出し
て治療を行うことができ、ひいては治癒率を高めること
ができるとともに、耐性菌の発生を抑制することができ
る。
【００１３】請求項３の薬剤感受性測定方法であれば、
両信号のピーク値を予め設定された所定値にすべく各信
号を補正し、補正された信号どうしの関係に基づいて薬
剤感受性を得るのであるから、請求項１または請求項２
の作用に加え、薬剤感受性測定精度を高めることができ
る。
【００１４】請求項４の薬剤感受性測定方法であれば、
信号どうしの関係として、各信号の傾きを採用するので
あるから、請求項１から請求項３の何れかの作用に加
え、信号処理を簡単化できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明の薬剤感受性測定方法を詳細に説明する。
【００１６】図１はこの発明の薬剤感受性測定方法の一
実施態様を説明するフローチャートである。
【００１７】ステップＳＰ１において、生理食塩水のみ
を収容した第１セル、生理食塩水と第１の所定量の薬剤
溶液とを収容した第２セル、生理食塩水と第２の所定量
の薬剤溶液とを収容した第３セルのそれぞれに設けられ
た溶存酸素量測定用電極に所定の測定用電圧を印加して
電流（出力信号）の測定を開始し、ステップＳＰ２にお
いて、第１の所定時間（ｔ分間）静置し、ステップＳＰ
３において、微生物を含む菌液をそれぞれのセルの溶存
酸素量測定用電極の近傍に注入し、ステップＳＰ４にお
いて、第２の時間間隔で第３の時間の間（例えば、１秒
間隔で６０秒間）、各溶存酸素量測定用電極からの電流
を測定し、ステップＳＰ５において、測定された電流に
基づいて最大の電流が得られた時刻を検出し、ステップ
ＳＰ６において、最大の電流が得られた時刻以降の第４
の期間における電流値を求め、ステップＳＰ７におい
て、第４の期間における各電流値の変化の様子に基づい
て薬剤感受性を検出し、そのまま一連の処理を終了す
る。
【００１８】ただし、ステップＳＰ２において第１の所
定時間（ｔ分間）静置する処理を行う代わりに、例え
ば、１分間の電流変化量が所定の閾値電流（例えば、ｂ
ｎＡ）以下になるまで待つ処理を行ってもよい。また、
電流変化の様子としては、種々のファクターを採用する
ことが可能であるが、処理の簡単化などの観点からは、
電流変化率を採用することが好ましい。
【００１９】図１の薬剤感受性測定方法を採用した場合
には、第１セル、第２セル、第３セルに菌液を注入して
溶存酸素量を測定すれば、第１セルについては微生物の
呼吸に伴って溶存酸素量が減少するのに対して、第２セ
ル、第３セルについては、薬剤感受性がある場合には微
生物が呼吸量を抑制させられることになる反面、薬剤感
受性がない場合には微生物が呼吸量を抑制させられるこ
となく呼吸を行うので、薬剤感受性の有無に対応して溶
存酸素量が殆ど減少しないか、または第１セルと同様に
溶存酸素量が減少するか、の何れかの傾向を示すことに
なる。
【００２０】そして、これらの傾向については、溶存酸
素量測定用電極を用い、かつ第４の期間における各電流
値の変化の様子を用いることにより、短時間で判定する
ことができる。したがって、薬剤感受性を測定するため
の所要時間を大幅に短縮することができる。この結果、
適切な薬剤の投与を迅速に行うことができ、治癒率を向
上させることができ、しかも、ＭＲＳＡなどの耐性菌の
発生を抑制して医療費を低減することができる。
【００２１】次いで、具体例を説明する。
【００２２】薬剤溶液として、アンピシリン（以下、Ａ
ＢＰＣと略称する）を採用し、微生物として、Ｅ−ｃｏ
ｌｉ｛感受性菌株ＪＭ１０９と耐性菌株５Ｗ（ＡＢＰＣ
プラスミド導入）との２種類｝を採用した。
【００２３】そして、生理食塩水として濃度が０．７％
のものを採用し、ＡＢＰＣ溶液の濃度を５．３μｇ／ｍ
ｌに調整し、２種類のＥ−ｃｏｌｉをＭｃＦａｒｌａｎ
ｄ２に調整した。
【００２４】そして、第１セル、第２セル、第３セルの
それぞれに対して、表１に示す割合で生理食塩水、薬剤
溶液を収容するとともに、各セルに対応させて設けられ
たシリンジにそれぞれ菌液を入れた。
【００２５】
【表１】
【００２６】次いで、各セルに溶存酸素量測定用電極を
装着し、第１セル、第２セル、第３セルを５分間静置し
て温度を恒温温度にし、この間に菌液の入ったシリンジ
をセットした。静置時間経過後、測定時間を３６０秒に
設定して０．１秒間隔で各溶存酸素量測定用電極からの
電流を測定する。５分間（３００秒間）経過後、シリン
ジから一定の速度で速やかに菌液を各セルに注入し、３
６０秒の測定時間が経過した後、測定電流を保存し、測
定電流を解析した。この解析は次のように行った。
【００２７】各測定電流列のピーク位置を１．７秒の位
置に合わせるべく全体を平行移動するとともに、測定電
流の経時変化特性を示す図を得る（全量を０．２５ｍｌ
に設定した場合の測定電流の経時変化特性を示す図２、
および全量を０．５ｍｌに設定した場合の測定電流の経
時変化特性を示す図３参照）。
【００２８】ここで、理論的な考察を行うと、先ず菌の
みをコントロールとして、感受性菌、耐性菌を比較して
いく。耐性菌の場合は、薬剤注入後も薬剤の影響を余り
受けず、酸素消費量は殆ど変化しないので、コントロー
ルに近い測定電流経時変化特性が得られるはずである。
逆に、感受性菌の場合は、薬剤を注入することにより呼
吸が阻害されるので、酸素消費量が減少し、測定電流経
時変化特性はコントロールと比較して緩やかになるはず
である。
【００２９】図２、図３に示す実際の測定結果では、コ
ントロールである”ＪＭ１０９”を比較対照として、感
受性の”ＪＭ１０９＋ＡＢＰＣ”、耐性の”５Ｗ＋ＡＢ
ＰＣ”を比べてみると、感受性菌株の曲線は、コントロ
ールおよび耐性菌株の曲線よりも緩やかであり、耐性菌
株の曲線は、コントロールの曲線と同じ、或いは耐性菌
株の曲線の方が急峻であり、理論的な考察と一致する。
【００３０】また、図２、図３に示す測定結果を数値化
すべく、ピークから１０秒経過時点における電流値とピ
ークの電流値との差を経過時間で除算することにより１
０秒間での傾きを求めることにより、図４、図５に示す
グラフを得ることができる。
【００３１】ここで、コントロールの傾きを１００％と
して各傾きを比較すると、感受性菌株では７９．０〜８
５．４％となり、耐性菌株では９６．１〜１２２．９％
となった。
【００３２】したがって、コントロールの傾きを１００
％とした場合において、閾値を９０％に設定すればよ
く、９０％未満の場合に感受性菌株であり、９０％以上
の場合に耐性菌株であると判定することができる。
【００３３】ただし、ピークから５秒間の傾きに基づい
て感受性の判定を行うようにしてもよい。また、傾き以
外の測定電流の傾向に基づいて感受性の判定を行うこと
も可能である。
【００３４】
【発明の効果】請求項１の発明は、ピークが得られた
後、短期間の信号に基づいて迅速に薬剤感受性を測定す
ることができ、臨床用途においては、適切な薬剤（抗生
物質など）を迅速に検出して治療を行うことができ、ひ
いては治癒率を高めることができるとともに、耐性菌の
発生を抑制することができるという特有の効果を奏す
る。
【００３５】請求項２の発明は、ピークが得られた後、
短期間の信号に基づいて迅速に薬剤感受性を測定するこ
とができ、臨床用途においては、適切な薬剤（抗生物質
など）を迅速に検出して治療を行うことができ、ひいて
は治癒率を高めることができるとともに、耐性菌の発生
を抑制することができるという特有の効果を奏する。
【００３６】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の効果に加え、薬剤感受性測定精度を高めることがで
きるという特有の効果を奏する。
【００３７】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
の何れかの効果に加え、信号処理を簡単化できるという
特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の薬剤感受性測定方法の一実施態様を
説明するフローチャートである。
【図２】全量を０．２５ｍｌに設定した場合の測定電流
の経時変化特性を示す図である。
【図３】全量を０．５ｍｌに設定した場合の測定電流の
経時変化特性を示す図である。
【図４】図２に示す測定電流の傾きを示す図である。
【図５】図３に示す測定電流の傾きを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (74)上記２名の代理人 100087804 弁理士 津川 友士 (72)発明者 町田 勝彦 東京都港区西新橋３丁目25番８号 東京慈 恵会医科大学内 (72)発明者 保科 定頼 東京都港区西新橋３丁目25番８号 東京慈 恵会医科大学内 (72)発明者 牛田 多加志 茨城県つくば市東１−１−４ 通商産業省 工業技術院 産業技術融合領域研究所内 (72)発明者 新井 潤一郎 茨城県つくば市御幸が丘３番地 ダイキン 工業株式会社内 (72)発明者 片山 秀夫 茨城県つくば市御幸が丘３番地 ダイキン 工業株式会社内 (72)発明者 奥村 千晶 茨城県つくば市御幸が丘３番地 ダイキン 工業株式会社内 (72)発明者 天野 義久 茨城県つくば市御幸が丘３番地 ダイキン 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4B063 QA06 QA20 QQ06 QQ89 QR41 QR50 QR68 QS39 QX04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 測定薬剤溶液の溶媒を収容した第１セル
    と、薬剤溶液を収容した第２セルとに、それぞれ溶存酸
    素量検出用電極を設けておき、所定の濃度の微生物を含
    む菌液を第１セルおよび第２セルに供給し、各溶存酸素
    量検出用電極から出力され続ける信号に基づいて各信号
    のピークを検出し、ピークから所定の期間に得られる信
    号どうしの関係に基づいて薬剤感受性を得ることを特徴
    とする薬剤感受性測定方法。
  2. 【請求項２】 所定の濃度の微生物を含む菌液を収容し
    た第１セルと第２セルとに、それぞれ溶存酸素量検出用
    電極を設けておき、測定薬剤溶液の溶媒を第１セルに供
    給するとともに、薬剤溶液を第２セルに供給し、各溶存
    酸素量検出用電極から出力され続ける信号に基づいて各
    信号のピークを検出し、ピークから所定の期間に得られ
    る信号どうしの関係に基づいて薬剤感受性を得ることを
    特徴とする薬剤感受性測定方法。
  3. 【請求項３】 両信号のピーク値を予め設定された所定
    値にすべく各信号を補正し、補正された信号どうしの関
    係に基づいて薬剤感受性を得る請求項１または請求項２
    に記載の薬剤感受性測定方法。
  4. 【請求項４】 信号どうしの関係として、各信号の傾き
    を採用する請求項１から請求項３の何れかに記載の薬剤
    感受性測定方法。
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