近年.血管内治療が急速に発展していますが.従来の人工血管は心疾患治療の重要なツールであり.特に末梢血管疾患の治療には代えがたいものがあるのが現状です。 グラフト感染は人工血管置換術後の稀な合併症であり.その発生率は約1～6％と報告されているが.当科における過去20年間の統計的発生率は1.14％であった。 術後のグラフト感染の発生率はそれほど高くありませんが.非常に有害で.臓器機能の喪失.切断.さらには生命にかかわることもあります。 大動脈グラフトの感染による死亡率は33～58％.鼠径部のグラフトの感染による死亡率は比較的低いですが.79％の下肢切断につながる可能性があります。 したがって.人工血管の感染症の予防と治療は.我々が直面する最も重要な課題の一つである。
人工血管感染症の微生物学的研究
人工血管の感染症の大部分は細菌感染によるもので.真菌やクラミジアなどによるものは少ない。 初期の研究では.黄色ブドウ球菌が感染症全体の約50％を占めていましたが.最近では.コアグラーゼ陰性表皮ブドウ球菌が主な原因菌として台頭し.感染症の原因菌スペクトルに著しい変化が見られるようになっています。 抗生物質の普及に伴い.メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）感染症の割合も著しく増加しています。 2000年.Nasim [4]は.英国における外科的血管切開およびグラフト感染におけるMRSA感染症の割合が63%に上昇していることを発見しました。 黄色ブドウ球菌や緑膿菌はプロテアーゼを産生し.吻合部のコラーゲンや弾性線維を破壊して容易に宿主血管壁を壊死させ.吻合部出血や動脈破裂などの重大な結果をもたらすのに対し.表皮ブドウ球菌は通常の皮膚常在菌で病原性や浸潤性は弱く.感染による組織損傷はグラフト外膜に限られることが多い[3]。 表皮ブドウ球菌は通常の皮膚常在菌であり.毒性も侵襲性も低く.感染による組織損傷は移植直後の領域に限られることが多い。
人工血管感染症のリスクファクター
I. 患者さん自身の要因
血管移植後に糖尿病.尿毒症.黄疸.肥満.ステロイド投薬.免疫力の低下などを併発していることが多い高齢者では.グラフト感染のリスクが著しく高くなることは比較的よく知られていることである。 下肢虚血による下肢感染症.蜂巣炎.壊疽.感染性潰瘍も人工血管感染の危険因子である。
II.手術部位
人工血管感染症は.隣接部位の表在性感染症や切開部位の感染症と有意に関連している。 鼠径部に行われる人工血管は.隣接する会陰部からの汚染に対して脆弱であること.細菌のコロニー形成を促進する皮膚のひだが多いこと.術後のリンパ液漏れの原因となるリンパ管が豊富であることから.他の部位よりも有意に感染しやすいとされています。 大腿動脈造影術後の鼠径部の血腫も人工血管の感染リスクを高める可能性があるため.開腹手術にインターベンションを併用する場合.手術間隔を長くすることが人工血管の感染低減に有効であると考えられる。
III.手術に関連する要因
腹部大動脈瘤破裂や急性四肢虚血などの救急患者において.人工血管を使用すると.グラフト感染の可能性が高くなる場合があります。 また.複数回の手術.長時間の手術.切開部や移植部の繰り返しの探査はすべて移植片感染のリスクを高めるため.避ける必要があります。
グラフトタイプ
また.移植片の種類も移植片感染を決定する重要な要素である。 人工血管は主に人工血管で発生し.自家静脈はもともと感染に強いため.感染する可能性は非常に低い。 人工血管感染症の主な事象は細菌の付着であり.グラフト材料の組成の違いや細菌の付着能力により.グラフト感染症のリスクに影響する。 In vitroの実験では.編組ダクロンIVCはePTFE IVCに比べ.細菌が10倍から100倍付着しやすいという結果も出ていますが.臨床統計ではそのような劇的な差は見つかっていません。
人工血管感染症の診断
人工血管感染症の診断は.臨床症状.微生物学的検査.画像診断に基づいて行われます。
I. 臨床症状
グラフト感染症は.術後の発生時期により.早期感染（4ヶ月未満）と後期感染（4ヶ月以上）に分けられる。 初期の感染症は.全身毒性症状（高熱.白血球数の上昇）.切開部の発赤.腫脹.疼痛.膿性液の排出.グラフト血栓症.吻合部出血などで特徴づけられることが多い。 後期の感染症は特異的な症状を伴わず.ほとんどがグラフト合併症（仮性動脈瘤.グラフト腸瘻）の症状です。 白血球の上昇は顕著ではありませんが.血沈はしばしば促進されます。 感染が進行すると.局所症状としてグラフト表面の皮膚の発赤.腫脹.疼痛.グラフト周囲の腫瘤.洞路形成がしばしばみられます。
検体検査
臨床検査では.通常.白血球数の増加.血沈の上昇.CRP（C-reactive protein）の上昇など.炎症の非特徴的な徴候がみられます。 摘出したグラフトまたはその周囲の穿刺液の細菌培養が陽性であれば.グラフト感染の直接的な証拠となり.抗生物質を臨床的に選択する根拠となり得る。 しかし.感染菌は通常.多糖マトリックスからなるバイオフィルムに包まれており.グラフト周囲の滲出液では通常.白血球の上昇しか確認できず.原因菌の分離が困難である。 血液などの体液の培養も診断の助けになりますが.抗生物質の普及により.特に感染症が進行した患者さんでは.これらの検査が陰性になることが多いようです。 また.分子生物学的手法であるPCRは.病原性細菌の診断の向上に重要な役割を担っています。
イメージング
現在.画像診断はグラフト感染を診断するための重要な方法となっています。 画像診断では.グラフト周辺の液体や炎症反応を確認することができ.診断の明確化や治療の指針として.液体の穿刺・排液を行うことが可能です。 画像診断には.CT.MRI.超音波.サイナストラクトグラフィー.放射性核種スキャンなどがよく使われます。 しかし.初期の感染が疑われる場合.その画像変化が手術そのものによるものか.グラフト感染による二次的なものかを区別することは困難です。 軟部組織の炎症の程度は.移植片周囲の浸出液や炎症性変化と血腫を区別できるMRIでよりよく評価することができる。 グラフト感染の診断には.副鼻腔造影やラジオアイソトープ標識画像も有用である。111Inまたは67Ga標識白血球シンチグラフィーでは.スキャンにより約90％の精度でグラフト感染を診断できるが.他部位の炎症が画像に干渉し.検査時間がやや長く.肝胆膵排毒機能に影響を受けやすい。 最近.PET/CTは感染症が疑われる場合の確定診断に独自の利点を持ち.陽性的中率88％.陰性的中率96％と報告された[5]。 動脈造影はグラフト感染の診断にはほとんど役に立たないが.血行再建術を計画する際の指針として有用である。
人工血管の感染予防
人工血管感染症の発生率は低いのですが.重大な結果を招くことがあり.予後不良で管理がかなり難しくなるため.周術期の人工血管感染症の予防に注意を払う必要があります。
I. リスクファクターのコントロール
糖尿病や栄養不良の患者に対しては.術前に積極的な血糖コントロールと支持療法を特に重視し.可能な限り自家静脈をグラフト代用として使用すべきである。
II.予防的抗生物質の使用
周術期の予防的抗生物質の使用は.術後の切開部やグラフト部の感染の可能性を効果的に低減することができる。 通常.麻酔導入時に開始し.手術時間に応じて術中に追加投与し.術後の投与時間は通常24時間を超えないようにすることができる。 手術部位から遠いところに感染症がある場合は.手術前の選択手術中にできるだけ感染症をコントロールし.術後の抗生物質の使用期間を3～5日に延長することができる。 Stewart[6]は.予防薬として選んだ抗生物質の種類がセファロスポリン系抗生物質でもβラクタム系抗生物質でも他のクラスの抗生物質でも効果に有意差がないことを示したいくつかのパイロットスタディを要約して分析したものです。
III.適切な外科手術の実施
グラフト感染の主な原因は手術中の汚染であり.術中無菌操作の不備による直接汚染.隣接腸管の汚染.血腫による二次感染などが主な原因であり.切開感染やグラフト感染を減らすためには.当然正しい外科手術が重要な前提条件である。 術前に伏在静脈のマーキングを行うことで.伏在静脈を得る際の遊離皮膚を減らし.皮膚壊死の可能性を減らすことができる。腹腔内手術では.腹腔内臓器を開いて手術視野を確保するだけでなく.腸内微生物によるグラフトの感染を可能な限り避けることが重要。術中に慎重にリンパ管を結紮して.的確に止血することで.リンパ液漏出と血腫形成を防ぐことができる。 血腫形成の予防には.局所ドレナージよりも手術操作が重要である。 従来の鼠径部切開の陰圧ドレナージは.リンパ液の漏れや切開部の感染予防に有効ではない。
IV.薬物運搬用人工血管
薬物担持人工血管は.これまでの研究で感染予防に有効であることが示されていましたが.臨床の現場では期待された効果を発揮していませんでした。 ヨーロッパで行われたリファンピシンを含むダクロングラフトの3つの無作為化臨床試験[7]では.薬剤を含んだグラフトは.初期の切開部およびグラフト感染に対して予防効果があるかもしれないが.術後2年のグラフト感染には効果がないとされています。アーンショーは.グラフト中の薬剤の量や薬剤放出の濃度や期間を正確に制御できないことや.グラフトの効果は主にリンパ漏やグラフト感染予防であることなどから.この理由を次のように指摘しています[8]。 さらに.リファンピシンは主にグラム陽性菌に作用し.臨床的に重篤な感染症を引き起こすグラム陰性菌やMRSAには効果がない。
人工血管の感染症治療
人工血管感染症の治療の基本は.感染した人工血管の除去.壊死した感染組織の除去.遠位肢・臓器への血流再建.抗感染症治療などであります。 しかし.人工血管感染の程度や広がりは様々であるため.臨床医は人工血管感染の具体的な状況に基づいて.個別に治療計画を立てる必要があります。
I. 感染した人工血管の除去
感染した人工血管は持続的な敗血症の原因となり.破裂.出血.偽動脈瘤形成の危険性があります。 感染した人工血管の適切な管理は.人工血管の感染部位.感染の程度.病原体の種類.患者の全身状態に基づいて行う必要があります。 グラフトに関与しない管腔外感染に対しては.敗血症がなく.人工血管が開存し.吻合が無傷であれば.グラフトをそのままにして局所デブリードマンで治療し［9］.露出したグラフトを感染抵抗性で血行良好な転移性筋皮膚フラップで被覆することができる。 大動脈大腿部人工血管の遠位端に限局した感染の場合.近位の大動脈および吻合部に感染がないことが確認されれば.感染した人工血管アームのみを切除し.一部を保存することができる。 緑膿菌やMRSAの感染は吻合部出血などの重篤な事態を引き起こす可能性があるため.それらの感染が確認された場合は感染したグラフトをできるだけ完全に除去する必要があるが.コアグラーゼ陰性表皮ブドウ球菌の感染の場合は可能な限りグラフト温存手術が可能である。
壊死した組織や感染した組織の除去
感染した動脈壁の存在は再感染や新たな吻合部破裂のリスクを高めるため.動脈壁や動脈周囲組織を正常な組織に整復し.組織修復のための清浄な表面を作る必要があります。 しかし.特に大動脈グラフト感染症の管理では.外科医がこれ以上大動脈基部を切除せず.副腎基部吻合を温存しようとするため.壊死組織を完全に除去して実現することは臨床的に困難な場合が多く.深刻な結果をもたらす感染大動脈壁が残されてしまうのです。 大動脈の切り株を扱う場合.積極的に滅菌した組織カバーを使用することで.破裂のリスクを軽減することができます。
遠位肢・臓器への血流の再建
感染した人工血管を除去した後は.側副血行路が十分に確立されている場合や.元の人工血管が間欠性跛行を緩和するためにのみ行われた稀な場合を除いて.一般に遠位肢／臓器の再灌流が必要です。 グラフトの再感染を避けるため.従来の再灌流プロトコルは解剖学的外径ルートで行われ.処置は一段階または段階的に完了します。 感染したグラフトの従来の切除と解剖外バイパスの併用により.感染による死亡率を13％～30％.切断率を18％～24％.5年生存率を約50％に減少させることができる[10]が.解剖外ルートは広範囲で侵襲性が高く.長期にわたるため.大動脈基部の破断が懸念されている。 Daenens [11]は.感染した49個の大動脈グラフトをin situで自家大腿静脈に置換し.5年生存率60％.開存率91％を達成し.グラフトの再感染や動脈瘤性拡張は認めなかった。
人工血管.自家血管.深部凍結人工血管.薬剤担持人工血管など.再灌流に使用できる移植片の材質は様々です。 このうち.自家血管が最も適していますが.ほとんどの場合.適切な自家血管がありません。 in situ再建時のグラフト再感染の問題を解決するために.近年.深部凍結保存された同種移植片や薬剤を含んだ人工血管の使用が試みられ.より満足のいく結果が得られています。 再建の初期死亡率は低く.再感染などの合併症も有意差はなかった。
しかし.グラフト感染の症例数が少ないため.新しい試みの中には症例報告もあり.大規模な無作為化比較試験もなく.現在どのような再建プロトコルとグラフト材料を使用するかは.術者の熟練度と患者自身のニーズによるところが大きいと思われます。
抗感染症療法は.敗血症や再感染の発生を抑え.手術の補完として非常に重要であり.患者が手術に適さない場合のグラフト感染症治療の唯一の選択肢となります。 細菌培養が陽性の場合.抗感染症治療は薬剤感受性試験の結果に基づいて行われ.少なくとも6週間の静脈内投与.その後6ヶ月間の経口投与が推奨されることが多く.1年までの治療も文献上報告されています。 経験的治療にどの抗生物質がより適切かについてのコンセンサスはなく.院内感染が優勢であることから.英国抗生物質化学療法協会は.初期の感染に対する経験的治療としてセファロスポリンとメトロニダゾールを推奨しています[13]。 MRSA感染症患者には.グリコペプチド系抗生物質（バンコマイシン.テイコプラニンなど）を使用すること。 進行した感染症患者については.重症患者を除き.原因物質が特定されるまで抗感染症治療を控えることが推奨される。
結論として，人工血管の感染症は発生率は低いものの重大な結果をもたらす可能性があるため，周術期の人工血管感染の予防に留意し，すでに感染している人工血管については，感染の状況に応じて個別に治療計画を立てる必要がある．