血液培養
血流感染症を検出するための検査

医療介入
血液培養
キャプションを参照してください。
研究室の作業員が、血液培養を培養し、微生物の増殖を検出するために使用される自動化システムであるBACT / Alertマシンから血液培養ボトルを降ろしている。
メッシュD000071997
ロインク600-7
メドラインプラス003744
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血液培養は、血液中の細菌や真菌を検出する臨床検査です。通常、血液には微生物は含まれていません。微生物の存在は、菌血症や真菌血症などの血流感染症を示唆する可能性があり、重症の場合は敗血症につながる可能性があります。血液培養を行うことで、微生物を特定し、抗菌薬への耐性を検査することができます。これにより、臨床医は効果的な治療を行うことができます。

検査を行うには、血液を、微生物の増殖を促す液体製剤（培養液と呼ばれる）が入ったボトルに採取します。通常、1 回の採取で 2 つの容器が採取されます。1 つは酸素を必要とする好気性微生物用、もう 1 つは酸素を必要としない嫌気性微生物用です。これら 2 つの容器は血液培養セットと呼ばれます。2 セットの血液培養は、2 つの異なる採血部位から採取されることがあります。2 セットのうちの 1 つにのみ微生物が現れた場合、真の血流感染ではなく、皮膚細菌叢による汚染である可能性が高いです。サンプルの採取時が抗菌薬の投与後であった場合、またはボトルに推奨量の血液が充填されていなかった場合は、偽陰性の結果が生じることがあります。一部の微生物は血液培養でうまく増殖せず、検出には特別な技術が必要です。

容器は数日間インキュベーター内に置かれ、微生物を増殖させます。微生物の増殖が検出された場合、培養瓶からグラム染色を行い、微生物の存在を確認し、その同定に関する予備的な情報を提供します。その後、血液は継代培養されます。つまり、寒天培地に画線塗布して微生物コロニーを分離し、完全な同定と抗菌薬感受性試験を行います。血流感染症は迅速に診断・治療することが不可欠であるため、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）やMALDI-TOF MSなどの技術を用いた迅速検査法が開発されています。

血液培養の手順は19世紀半ばには既に発表されていましたが、当時の技術は労働集約的で、現代の方法とはほとんど類似点がありませんでした。微生物の増殖の検出は、1970年代に微生物代謝によって生成されるガスをモニタリングする自動血液培養システムが導入されるまで、培養瓶の目視検査のみでした。先進国では、自動化システムの導入により、手作業による血液培養法はほぼ廃止されています。

医療用途

血液は通常無菌です。[1]血液中に細菌が存在することを菌血症、真菌が存在することを真菌血症といいます。[2]歯磨きや排便などの際に起こりうる皮膚[3]または粘膜への軽微な損傷[4] [5]により細菌が血流に侵入する可能性がありますが、この菌血症は通常は一過性で、免疫系や細網内皮系がすぐに微生物を隔離して破壊するため、培養検査で検出されることはほとんどありません。[ 3 ] [ 6 ]細菌は蜂窩織炎、尿路感染症、肺炎などの感染症から血液内に侵入する可能性があります。[7]また、細菌性心内膜炎や静脈ラインに関連する感染症など、血管系内の感染症も持続的な菌血症を引き起こす可能性があります。[4]真菌血症は、免疫系の機能が低下している人に最もよく発生します。[2]細菌や真菌が血流から除去されない場合、他の臓器や組織に広がる可能性があり、[3]または免疫反応を引き起こし、敗血症と呼ばれる全身性炎症状態を引き起こし、生命を脅かす可能性があります。[8] [9]

敗血症が疑われる場合、原因物質を特定し、標的を絞った抗菌療法を行うために血液培養を行う必要がある。[10]入院患者で発熱、低体温、白血球数の増加、または顆粒球（白血球の一種）数の減少がみられる場合は、血流感染症の可能性を検出するために血液培養を行うのが一般的である。[11] [12]発熱性好中球減少症（化学療法の一般的な合併症で、細菌や真菌の病原体から防御する白血球）の重大な減少とともに発熱が起こる。[ 13 ] [ 14] [15]菌血症は髄膜炎、化膿性関節炎、硬膜外膿瘍などの一部の感染症でよく見られるため、これらの症状がある場合は血液培養が適応となる。菌血症との関連性がそれほど強くない感染症でも、血管内感染症のリスクが高い場合や、感染の主部位からすぐに培養が採取できない場合（例えば、腎盂腎炎の尿培養や重症市中肺炎の喀痰培養など）には、血液培養が適応となる場合がある。[16] [17]心内膜炎[18]や不明熱[11] [19]の場合、血液培養によって根本的な微生物原因を特定できる可能性がある。

血液培養で最も頻繁に同定される病原体には、黄色ブドウ球菌、大腸菌、その他の腸内細菌科、腸球菌属、緑膿菌、カンジダ・アルビカンスなどがある。[20] [21] コアグラーゼ陰性ブドウ球菌（CNS）もよく見られるが、正常な皮膚フローラの一部を構成するこれらの生物が[22]真の病原体なのか、それとも単なる汚染物質なのかはしばしば不明である。[21]新生児や小児から採取した血液培養では、CNS が重大な感染症を示すことがある。[23]血流感染症の 疫学は時代や場所によって異なる。例えば、1980年代から1990年代にかけて、米国ではグラム陽性菌がグラム陰性菌を追い抜いて菌血症の主な原因となり[24] 、化学療法などの免疫抑制治療を受ける人々の増加に伴い真菌血症の発生率が大幅に増加しました[25] 。グラム陰性菌による敗血症は、北米や西ヨーロッパよりも中南米、東ヨーロッパ、アジアでより一般的であり、アフリカではサルモネラ・エンテリカが菌血症の主な原因となっています[26] 。

手順

異なる色のキャップとラベルが付いた 3 つの透明なボトル。
嫌気性、好気性、小児用血液培養ボトル

コレクション

血液培養は、典型的には静脈穿刺により採取される。静脈ラインからのサンプル採取は汚染率が高くなるため推奨されないが、カテーテル関連感染症の診断のために静脈穿刺と静脈ラインの両方から培養を採取することは可能である。[11] [27]採血前に、汚染を防ぐため各採取ボトルの上部をアルコール綿で消毒する。[11]次に穿刺部位周辺の皮膚を洗浄し、乾燥させる。プロトコルによっては、アルコールベースの消毒薬で消毒した後、クロルヘキシジンまたはヨウ素ベースの製剤を使用することを推奨しているものもあるが、[注 1] [27] [28]アルコール含有消毒薬のみで十分であると考えるものもある。[17] [29]血液培養と同時に他の検査のために採血しなければならない場合は、汚染のリスクを最小限にするため、培養ボトルから先に採血する。 [30]抗菌療法は微生物の増殖を阻害することで偽陰性の結果を引き起こす可能性があるため、抗菌薬を投与する前に血液培養を採取することが推奨されますが、重症患者ではこれは非現実的かもしれません。[10]

典型的な血液培養採取では、2本のボトルに血液を採取し、これらを合わせて1つの「培養物」または「セット」を形成します。1本のボトルは好気性細菌の増殖を促進するように設計されており、もう1本は嫌気性細菌の増殖を促進するように設計されています。小児では嫌気性細菌による感染はまれであるため、必要な血液量を最小限に抑えるために、1本の好気性ボトルで採取する場合があります。[31]少なくとも2セットは、2つの異なる静脈穿刺部位から採取することが推奨されます。これは、真の病原体よりも汚染物質が複数のセットに出現する可能性が低いため、感染と汚染を区別するのに役立ちます。さらに、より大量の血液を採取することで、微生物が存在する場合に検出される可能性が高まります。[32]

血液培養ボトルには、微生物の増殖を促す増殖培地と、血液の凝固を防ぐ抗凝固剤が含まれています。[33]ポリアネトールスルホン酸ナトリウム（SPS）は、ほとんどの微生物の増殖を妨げないため、最も一般的に使用されている抗凝固剤です。 [ 33] [28]増殖培地の正確な組成はさまざまですが、好気性ボトルでは、脳心臓浸出液やトリプチケース大豆ブロスなどの栄養素が強化されたブロスが使用され、[34]嫌気性ボトルには通常、チオグリコール酸などの還元剤が含まれています。嫌気性ボトル内の空きスペースは、酸素を含まないガス混合物で満たされています。[33] [35]

市販のボトルの多くには、抗生物質を吸収してサンプル中の微生物への作用を弱める樹脂が含まれています。 [11]小児用のボトルは、少量の血液量に対応するように設計されており、小児によく見られる病原体の増殖を促進する添加物が含まれています。[ 36]真菌や結核菌の検出には、その他の特殊なボトルが使用される場合があります。 [35]低・中所得国では、あらかじめ調合された培養ボトルは非常に高価になる場合があり、ボトルを手作業で準備する必要がある場合があります。適切な物資や施設の入手が困難な場合があり、[37]地域によっては、血液培養をまったく実施できないこともあります。[38]

ボトルへの血液の充填量が不足しても過剰になってはいけません。不足するとサンプル中の微生物数が少なくなり、偽陰性の結果につながる可能性があります。一方、過剰に充填すると、血液に対する増殖培地の比率が比較的低いため、微生物の増殖が阻害される可能性があります。微生物の増殖を最適化するには、血液と培養培地の比率を1:10～1:5にすることが推奨されています。[28] [ 39]成人の通常の血液培養では、臨床検査基準協会（CLSI）は、2回の異なる採血から2セットのボトルを採取し、各セットで20～30 mLの血液を採取することを推奨しています。[11]小児の場合、採血量は多くの場合、小児の年齢または体重に基づきます。[36] [40]心内膜炎が疑われる場合は、合計6本のボトルを採取する場合があります。[41]

培養

キャプションを参照してください。
手動血液培養システムにおける増殖の兆候：a) 表面の増殖膜（ペリクル）、b) ガス発生による気泡、c)微生物増殖による濁度（右ボトル）、d) 目に見える微生物コロニー[42]

血液が採取された後、ボトルは体温で培養され、微生物の増殖が促進されます。自動化システムでは、ボトルは通常最長5日間培養されますが、 [43]最も一般的な血流病原体は48時間以内に検出されます。[44]手動の血液培養法を使用する場合、または心内膜炎を引き起こす特定の細菌など増殖の遅い微生物が疑われる場合は、培養時間をさらに延長することができます。[43] [45]手動システムでは、ボトルを目視で検査して微生物の増殖の兆候を探します。兆候には、濁り、ガスの発生、目に見える微生物コロニーの存在、または溶血と呼ばれる血液の消化による色の変化などがあります。一部の手動血液培養システムでは、ガスが発生したときに液体で満たされるコンパートメント、またはボトルを傾けて定期的に接種するミニチュア寒天プレートを使用して増殖を示します。[46]血液培養陽性を見逃さないようにするために、増殖の兆候が観察されるかどうかにかかわらず、培養期間の終了時にボトルからのサンプルを寒天培地に接種（継代培養）することがよくあります。[47]

先進国では、手作業による培養法は、培養ボトルをコンピュータで連続的に監視する自動化システムに大きく置き換えられています。[48] BACTEC、BacT/ALERT、VersaTrekなどのこれらのシステムは、培養ボトルを連続的に混合するインキュベータで構成されています。増殖は、ボトル内のガス濃度（最も一般的なのは二酸化炭素）を測定するセンサーによって検出され、微生物の代謝の指標となります。[46]血液培養ボトルが陽性の場合、アラームまたは視覚的なインジケーターによって微生物学者に警告が発せられます。[49]培養期間終了時にボトルが陰性のままである場合、通常は継代培養されずに廃棄されます。[47]

溶解遠心分離法と呼ばれる技術は、真菌、マイコバクテリア、レジオネラ菌など、増殖が遅い、あるいは分離が難しい微生物の分離を改善するために用いることができる。[50] [51]この方法では、増殖培地を満たしたボトルで血液を培養するのではなく、[52]赤血球と白血球を破壊（溶解）する薬剤を入れたチューブに血液を採取し、遠心分離機でサンプルを回転させる。このプロセスにより、サンプル中の固形物（存在する場合は微生物も含む）がペレットに濃縮され、これが継代培養培地に接種される。溶解遠心分離法は従来の血液培養法よりも感度が高いが、サンプルを広範囲に操作する必要があるため、汚染されやすい。[53]

識別

左：陽性血液培養ボトルからの直接グラム染色。紫色に染まる球状細菌（球菌）を示している（グラム陽性）。右：血液培養から一般的に分離される病原体であるグラム陽性球菌である黄色ブドウ球菌が血液寒天培地上で増殖している。

増殖が検出された場合、微生物学者はボトルから血液サンプルを採取し、グラム染色を行って、微生物の迅速な予備的同定を行います。 [54]グラム染色は細菌をグラム陽性細菌とグラム陰性細菌に分類し、細菌の形状（桿菌と呼ばれる）、球状細菌（球菌と呼ばれる）、またはらせん状（スピロヘータと呼ばれる）であるかどうか、および細菌の配置に関する情報を提供します。[55] たとえば、クラスターを形成しているグラム陽性球菌は、ブドウ球菌属の典型です。[56]酵母や他の真菌もグラム染色から識別される場合があります。[57] [58]血液培養からの微生物の増殖を特定するグラム染色は、重要な結果と見なされ、すぐに臨床医に報告する必要があります。[59]グラム染色は、微生物の可能性のある身元に関する情報を提供し、完全な培養と感受性の結果が完了する前により適切な抗菌治療を選択する際に臨床医に役立ちます。[54]

従来の方法では、血液は寒天培地上で継代培養され、微生物を分離して更なる検査を行います。グラム染色の結果は、微生物学者がどのような種類の寒天培地を使用すべきか、また微生物を特定するためにどのような検査が適切かを判断する材料となります。[60]培養瓶に増殖の兆候が見られたり、自動機器で陽性と報告されたりしているにもかかわらず、グラム染色で微生物が全く確認できない場合もあります。これは偽陽性の結果である可能性もありますが、微生物は存在しているものの顕微鏡では容易に観察できない可能性があります。グラム染色が陰性で陽性の瓶は、インキュベーターに戻す前に継代培養されます。多くの場合、増殖の遅い微生物の増殖を促進する特殊な培地が使用されます。[61]

通常、継代培養プレート上で十分な増殖が起こり、最終的な同定が可能になるまでには24～48時間かかります。[57]この時点で、微生物学者は細菌または真菌のコロニーの外観を評価し[62]、微生物の代謝および生化学的特徴に関する情報を提供する検査を実施します。これにより、属または種レベルでの同定が可能になります。例えば、カタラーゼ試験では、連鎖球菌とブドウ球菌（グラム陽性球菌の2つの属）を区別することができ[63] 、コアグラーゼ試験では、血流感染症の一般的な原因菌である黄色ブドウ球菌と、病原性の低いコアグラーゼ陰性ブドウ球菌を区別することができます[29] [64]

手袋をはめた手で微生物サンプルを載せた金属板を持ち、MALDI-TOF装置のサンプリングエリアにロードする準備ができている。
微生物サンプルを含むターゲットプレートを、微生物学におけるMALDI-TOF分析に使用される機器であるBruker Biotyperにロードする

微生物は、生化学検査パネルを実行する機器などの自動化システムを使用して識別される場合もあります。[65]またはマトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析法（MALDI-TOF MS）では、微生物タンパク質がイオン化され、質量電荷比に基づいて特徴付けられます。各微生物種は、質量分析法で分析すると、特徴的なタンパク質パターンを示します。[66]

血流感染症は生命を脅かす可能性があるため、迅速な診断と治療が不可欠であり[67]、この目的のためにいくつかの迅速な同定法が開発されている。[57] MALDI-TOF法は、分離・濃縮手順を経た陽性血液培養ボトルから直接微生物を同定するために使用できる。[68]また、継代培養後数時間以内に寒天培地上で予備培養した微生物から微生物を同定することもできる。[69]ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）やマイクロアレイなどの遺伝学的手法は、血液培養サンプル中の特定の種に特異的なDNA配列を検出することで微生物を同定することができる。一般的な血液培養病原体の同定用に設計されたいくつかのシステムが市販されている。[70]黄色ブドウ球菌の同定のためのチューブコアグラーゼ試験[57]や肺炎球菌のラテックス凝集試験[71]など、一部の生化学検査や免疫学的検査は陽性血液培養で直接実施することができ、PCRやMALDI-TOFとは異なり、これらの方法は低・中所得国の研究室では実用的である可能性がある。[42]また、陽性培養ボトルからの血液を微生物同定パネルに直接接種することも可能であるが、培地からの添加物が結果に干渉する可能性があるため、継代培養した細菌を検査するほど信頼性が高くない。[72]

培養を完全に回避し、血液サンプルから直接病原体を検出することで、さらに迅速な診断が可能になります。2018年現在、いくつかの直接検査システムが市販されていますが、この技術はまだ初期段階にあります。ほとんどのパネルは限られた数の病原体しか検出できず、従来の血液培養法と比較して感度が低い場合があります。完全な抗菌薬感受性試験を実施するには、培養が依然として必要です。[73]

抗生物質感受性試験

左：ディスク拡散試験による手動の抗生物質感受性試験。右：自動抗生物質感受性試験装置であるBD Phoenix M50に装填された、事前に調製されたパネル。

血流感染症の抗菌薬治療は、まず経験的に行われます。つまり、臨床医が疾患の原因菌と地域における抗菌薬耐性のパターンについて疑念を抱くことに基づいて行われます。血液培養から分離された病原体に対して抗生物質感受性試験（AST）を実施することで、臨床医はより的を絞った治療を提供し、望ましくない副作用を伴う可能性のある広域スペクトル抗生物質の使用を中止することができます。 [8] [10]ディスク拡散試験などの従来のAST法では、継代培養プレートから微生物の純粋なコロニーを選択し、二次培地に接種します。これらの方法では、結果を得るまでに一晩培養する必要があります。[74]事前に処方された抗生物質パネルを使用し、微生物の増殖を自動的に測定し、アルゴリズムを用いて感受性結果を決定する自動化システムがあります。これらのシステムの中には、最短5時間で結果を提供できるものもありますが、一晩の培養を必要とするものもあります。[65] [75]

敗血症の治療には有効な抗菌薬の迅速な投与が不可欠であるため[8]、より迅速に抗生物質感受性試験結果を得るためのいくつかの方法が開発されている。従来のAST法は、継代培養プレートからの若い増殖物、[76]陽性血液培養の濃縮・精製から得られた微生物のペレット、または培養ボトルから直接採取した微生物に対して実施することができる。[77] [78]直接検査法では微生物を分離しないため、複数の微生物が存在する場合は正確な結果が得られないが、これは血液培養ではまれである。[76]もう一つの誤差源は、サンプル（接種物）中の細菌量を標準化することが難しいことであり、これが検査結果に大きな影響を与える。[79]

遺伝子検査は、特定の抗菌薬耐性マーカーを迅速に検出するために使用できます。[80] PCRやマイクロアレイなどの方法は、陽性血液培養サンプルで直接実行でき、[70]メチシリン耐性黄色ブドウ球菌のmecA遺伝子やバンコマイシン耐性腸球菌のvanAおよびvanB遺伝子など、耐性を付与する遺伝子に関連するDNA配列を検出します。[68] MALDI-TOFは、迅速な抗菌薬感受性試験法として研究されており、その原理には、抗生物質存在下での微生物の増殖の測定、微生物酵素による抗生物質の分解の特定、および抗生物質耐性を示す細菌株に関連するタンパク質スペクトルの検出が含まれます。[79]これらの方法のいくつかは、陽性血液培養ボトルのペレットで実行できます。[81]しかし、MALDI-TOFによるASTの確立された方法論がないため、臨床現場での使用が制限されており、[82]また、MALDI-TOFによる直接ASTは、遺伝子検査法とは異なり、2018年時点で食品医薬品局によって承認されていませんでした。[81]

制限事項

血液培養は偽陽性と偽陰性の両方のエラーの影響を受けます。自動培養システムでは、細胞代謝によって生成されるガスの検出に基づいて陽性ボトルの識別が行われるため、白血球数の多いサンプルであっても、細菌が存在しないにもかかわらず陽性と報告されることがあります。機器によって生成される増殖曲線を検査することで、真陽性培養と偽陽性培養を区別することができますが、陽性と判定されたサンプルはいずれもグラム染色と継代培養が必要です。[61]

血液培養は、皮膚や環境中の微生物に汚染される可能性があり、培養ボトル内で増殖するため、血液中にそれらの微生物が存在するという誤った印象を与えることがあります。[11]血液培養の汚染は、不必要な抗生物質治療や入院期間の延長につながる可能性があります。[29]血液培養採取に関する確立されたプロトコルに従うことで汚染の頻度を減らすことはできますが、完全に排除することはできません。[83]例えば、採血部位を入念に消毒した後でも、細菌は皮膚の深層で生存する可能性があります。[29] CLSIは、許容される汚染率を全血液培養の3%以下と定義しています。[11]汚染の頻度は施設間および同じ病院内の異なる部門間で大きく異なり、[83]研究によると、汚染率は0.8%から12.5%の範囲であることがわかっています。[29]

血液培養で陽性反応が出た場合、臨床医はそれが汚染によるものか、それとも真の感染によるものかを判断しなければなりません。黄色ブドウ球菌や肺炎球菌などの微生物は、血液培養で検出された場合、通常は病原性があるとみなされますが、他の微生物は皮膚常在菌による汚染によるものと考えられます。しかし、コアグラーゼ陰性ブドウ球菌などの一般的な皮膚常在菌でさえ、特定の条件下では血流感染症を引き起こす可能性があります。このような微生物が検出された場合、培養結果の解釈には、患者の臨床状態と、複数の培養で同じ微生物が陽性反応を示したかどうかを考慮する必要があります。[29]

偽陰性は、抗生物質投与後に血液培養を採取した場合や、採血量が不十分な場合に発生する可能性があります。採血量は、病原体を確実に検出するための最も重要な変数と考えられており、採血量が多いほど、より多くの病原体が回収されます。[11]しかし、採血量が推奨量を大幅に超えると、血液中に存在する天然の阻害物質や培養瓶内の培養液の量が不十分なために、細菌の増殖が阻害される可能性があります。また、血液培養瓶への過剰な充填も、医原性貧血の一因となる可能性があります。[28]

すべての病原体が従来の血液培養法で容易に検出できるわけではありません。ブルセラ菌やマイコバクテリウム属菌などの特に培養条件の厳しい微生物は、長時間の培養や特殊な培地が必要となる場合があります。また、培養が非常に困難であったり、培養しても全く増殖しない微生物も存在するため、これらの微生物による感染が疑われる場合は、血清学的検査やPCRなどの分子生物学的手法が推奨されます。[45] [84]

歴史

キャプションを参照してください。
1915年にCEサイモンとCCWジャッドによって記述された血液培養採取用の初期の真空管システム[85]

初期の血液培養法は労働集約的だった。[86] 1869年に発表された、最も古く知られている方法の一つでは、患者から血液を採取するためにヒルを用いることが推奨されていた。 [87] 1911年の微生物学の教科書には、採血部位と器具の除染に1時間以上かかることがあり、血液を保存する効果的な方法がなかったため、患者のベッドサイドで培養を準備しなければならない場合もあると記されていた。培養液を継代培養するだけでなく、血液を溶かした寒天と混ぜ、その混合物をペトリ皿に注ぐという手順もいくつかあった。[86] 1915年には、ブドウ糖培養液と抗凝固剤を入れたガラス製の真空管からなる血液培養採取システムが発表された。ロバート・ジェームズ・バレンタイン・プルバータフトは1930年に血液培養に関する画期的な論文を発表し、[88]その中で、血液と培養液の最適な比率は1:5であると述べており、これは今日でも受け入れられている。[87] SPSを抗凝固剤および防腐剤として使用することは1930年代から40年代に導入され、以前の方法の物流上の問題のいくつかを解決しました。[86] 1940年代から1980年代にかけて、一般的な血流病原体すべてに対応できる培養培地を作ることを目標に、培養液の配合と添加物に関する多くの研究が行われました。[87]

1947年、MRカスタネダはブルセラ属菌の同定のために「二相性」培養瓶を発明した。この瓶には培養液と寒天斜面培地の両方が入り、培養液から寒天培地を容易に継代培養することができた。[42]これは、当時の手動血液培養システムの先駆けとなった。[43] 1951年、EGスコットは「現代血液培養セットの到来」と評されるプロトコルを発表した。[86]スコットの方法は、好気性菌用と嫌気性菌用の2つのゴム栓付きガラス瓶に血液を接種するというものだった。好気性瓶にはトリプチカーゼ大豆培養液と寒天斜面培地を入れ、嫌気性瓶にはチオグリコール酸培養液を入れた。溶解遠心分離法は1917年にミルドレッド・クラフによって導入されたが、1970年代半ばに市販のシステムが開発されるまで、臨床現場ではほとんど使用されていなかった。[86] [89]

自動血液培養システムは1970年代に初めて利用可能になりました。[90]これらの最も初期のシステムである、ジョンストン・ラボラトリーズ（現ベクトン・ディッキンソン）によって製造されたBACTECシステムは、放射性同位元素で標識された栄養素を含む培養液を使用していました。これらの基質を餌とする微生物は放射性二酸化炭素を生成し、その濃度をモニタリングすることで増殖を検知できます。[50] [91]この技術が血液培養に適用される前に、 NASAは火星生命を検出する方法として提案していました。 [86] 1970年代から80年代にかけて、いくつかのメーカーが培養培地の電気伝導率 の変化を測定することで微生物の増殖を検出しようと試みましたが、これらの方法はいずれも商業的に成功しませんでした。[91]

初期のBACTECシステムの主な問題は、放射性廃棄物が発生することで、特別な廃棄手順が必要でした。[50]そのため、1984年に分光光度計を使用してCO2を検出する新世代のBACTEC機器がリリースされました。[91]培地のpHの低下を測定することでCO2の生成を間接的に検出するBacT/ALERTシステムは、1991年に米国での使用が承認されました。 当時利用可能だったBACTECシステムとは異なり、BacT/ALERTでは、サンプルを採取するためにボトルに針を挿入する必要があり、これにより汚染の頻度が減り、 [91]血液培養の真に継続的なモニタリングを提供する最初のシステムとなりました。[92]この非侵襲的な測定方法は、pHの変化を検出するために蛍光指示薬を使用するBACTEC 9000シリーズに1992年に採用されました。[93]圧力変化を測定することでガス発生を検知する現代のVersaTREKシステム[86]の直接の前身であるDifco ESPも1992年に初めて承認されました。[91] 1996年までに、国際的な調査では、調査対象となった466の研究所のうち55％がBACTECまたはBacT / ALERTシステムを使用しており、その他の自動化システムは全体の10％を占めていることがわかりました。[94]

注記

  1. ^ クロルヘキシジンは生後2ヶ月未満の乳児には使用が推奨されておらず、ヨウ素系消毒剤は低出生体重乳児には禁忌である。[28]

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