ECMO関連の感染症に関するスライドです。実際に作成したのは2017年なので、ちょっと古いかもしれません。

1. ECMO関連感染症
2020/2/29
上山 伸也
注：本スライドの情報は作者の個人的な見解で、
所属する団体等の公式見解ではありません

2. ECMOの稼動数の推移
Am J Respir Crit Care Med. 2015; 191: 894–901.

3. 今日のテーマ
• ECMO中に頻度の多い感染症は何か？
• 抗菌薬の薬物動態は、どのように変化す
るか？

4. • ELSO（ECMOに関するInternational Aliance。
110-130のECMO centerが参加）、1998-2008年、
20,741のECMO caseをレビュー
• ECMO中に発症した培養陽性の感染症の発症率、
リスクファクターを解析
• 感染源の詳細については言及されていない
Pediatr Crit Care Med. 2011;12(3):277-281.

5. 年齢、ECMOの適応別の感染症発症率
Population
Population
Number
Prevalence(%) Rate(/1000 ECMO days)
All 20,741 11.7 15.4
Respiratory 12,676 11.3 13.1
Cardiac 6,426 12.3 19.7
ECPR 1,638 11.8 24.7
Neonatal 12,311 7.6 10.1
Respiratory 9,104 7.1 8.7
Cardiac 2,748 9.1 14.8
ECPR 458 9.6 17.4
Pediatric 6,132 16.2 20.8
Respiratory 2,412 21.1 20.5
Cardiac 2,896 13.7 20.7
ECPR 735 10.8 22.8
Adult 2,298 20.9 30.6
Respiratory 1,160 24.1 26.7
Cardiac 782 18.2 36.7
ECPR 356 16.9 42.8
ECPR：
extracorporeal
cardiopulmonary
resuscitation

6. 感染症のリスクが高いのはECPR＞Cardiac＞Respiratory
Population
Population
Number
Prevalence(%) Rate(/1000 ECMO days)
All 20,741 11.7 15.4
Respiratory 12,676 11.3 13.1
Cardiac 6,426 12.3 19.7
ECPR 1,638 11.8 24.7
Neonatal 12,311 7.6 10.1
Respiratory 9,104 7.1 8.7
Cardiac 2,748 9.1 14.8
ECPR 458 9.6 17.4
Pediatric 6,132 16.2 20.8
Respiratory 2,412 21.1 20.5
Cardiac 2,896 13.7 20.7
ECPR 735 10.8 22.8
Adult 2,298 20.9 30.6
Respiratory 1,160 24.1 26.7
Cardiac 782 18.2 36.7
ECPR 356 16.9 42.8
ECPR：
extracorporeal
cardiopulmonary
resuscitation

7. 感染症の発症率の推移
（per 1,000 ECMO days）
感染症の発症率は経年的には変化なし
発症率はAdult＞Pediatric>Neonatal

8. ECMOの期間と感染症の発症率
ECMOが長期になれば、発症率も増加
6.1％
15％
30.3％

9. 原因微生物

10. 感染発症のリスクファクター
Variable Infected (n = 2,418) Noninfected (n = 18,323) OR (95% CI) p
Age, yrs a 10.42 ± 19.16 5.51 ± 14.39 <.001
Weight, kg a 22.31 ± 30.91 14.20 ± 24.90 <.001
Male gender b 1,341 (55.5) 10,389 (56.7) 0.95 (0.87, 1.04)
ECMO Indication b
Respiratory 1,435 (59.3) 11,241 (61.3) 0.92 (0.84, 1.00)
Cardiac 790 (32.7) 5,636 (30.8) 1.09 (0.99, 1.20)
ECPR 193 (8.0) 1,445 (7.9) 1.01 (0.87, 1.18)
ECMO duration, a hrs 307.03 ± 245.94 165.34 ±145.90 <.001
Post-ECMO vent., a hrs 112.24 ± 242.77 77.81 ± 209.15 <.001
Death b 1,392 (57.6) 7,607 (41.5) 1.91 (1.75, 2.08)
a Mean ± SD; b n (%).

11. Variable Infected (n = 2418) Noninfected (n = 18,323) OR (95% CI) p
Age, yrs a 10.42 ± 19.16 5.51 ± 14.39 <.001
Weight, kg a 22.31 ± 30.91 14.20 ± 24.90 <.001
Male gender b 1,341 (55.5) 10,389 (56.7) 0.95 (0.87, 1.04)
ECMO Indication b
Respiratory 1,435 (59.3) 11,241 (61.3) 0.92 (0.84, 1.00)
Cardiac 790 (32.7) 5,636 (30.8) 1.09 (0.99, 1.20)
ECPR 193 (8.0) 1,445 (7.9) 1.01 (0.87, 1.18)
ECMO duration, a hrs 307.03 ± 245.94 165.34 ±145.90 <.001
Post-ECMO vent., a hrs 112.24 ± 242.77 77.81 ± 209.15 <.001
Death b 1,392 (57.6) 7,607 (41.5) 1.91 (1.75, 2.08)
a Mean ± SD; b n (%).
感染発症のリスクファクター

12. ECMOと感染症まとめ①
• 感染症発症のリスクファクター
– 年齢（体重）
– ECMOの期間
– ECMO離脱後の人工呼吸管理
• 原因微生物は
– ブドウ球菌（S. aureus、CNS）
– Candida sp
– P. aeruginosa、E. coli、Klebsiella sp、
Enterobacter sp、Enterococcus sp

13. 感染源は？
ECMOで報告の多い感染症は？

14. 感染源は？①
• 台北のFar Eastern Memorial Hospital
（1,000床、23のCardiovascular ICU）
• 2001年7月～2007年6月の7年間
• 189人のECMO患者。うち114人が18歳以上
J Hosp Infect. 2009; 73: 210-216.

15. 感染源は？①
• 台北のFar Eastern Memorial Hospital
（1,000床、23のCardiovascular ICU）
• 2001年7月～2007年6月の7年間
• 114人の成人ECMO患者が対象
J Hosp Infect. 2009; 73: 210-216.

16. ECMO中の感染症発症率
Factors 発症率
発症率
（/1,000ECMO days）
All nosocomial
Infections
8.77％（10/114） 11.92
BSI 2.63％（3/114） 2.98
Pneumonia 3.51％（4/114） 3.97
UTI 0.88％（1/114） 1.99
SSI 3.51％（4/114） 3.97
J Hosp Infect. 2009; 73: 210-216.
感染源については、特別な傾向はなし

17. ECMOと感染症②
• パリのLa Pitié-Salpêtrière University
Hospital
• 2003年1月～2009年12月の7年間
• 220人の成人ECMO患者が対象。
Clin Infect Dis. 2012;55:1633-41

18. ECMO中の感染症発症率
Factors 発症率
発症率
（/1,000ECMO days）
Mean
times to
first
infection
Infected patients 64.5％（142/220）
All infectious episodes 222/220 75.5 8±11
BSI 21.4％（47/220） 16 NA
Pneumonia 74.1％（163/220） 55.4 7±12
Cannula infection 9.6％（21/220） 7.1 12±6
Poststernotomy
Mediastinitis
10.5％（23/220） 7.8 16±8
Clin Infect Dis. 2012;55:1633-41
肺炎＞BSI＞縦隔炎＞Cannula感染

19. 感染発症のタイミング
Clin Infect Dis. 2012;55:1633-41

20. ECMOと感染症③
• 米国Arkansa Children’s Hospital
• 1994年1月～1997年12月の4年間
• 141人（新生児75人、生後1ヶ月以上66人）
のECMO患者。18歳以上は4人。
• すべての患者が抗菌薬投与あり
– 新生児：ABPC＋GM/CTX、セファマンドール
– その他：セファマンドール、VCM/NFPC+CTRX
Intensive Care Med 2001；27：1247-1253

21. ECMO中の感染症発症率
Factors
GroupⅠ
(Neonate)
Mean times to
first infection
GroupⅡ
(>1mo)
Mean times to
first infection
Infected patients
17％
（13/75）
120 hr
36％
（24/66）
140 hr
BSI
9.3％
（7/75）
120 hr
21.2％
（14/66）
178.5 hr
Pneumonia
2.7％
（2/75）
149 hr
6.1％
（4/66）
65.5 hr
SSI
4.0％
（3/75）
94 hr
10.6％
（7/66）
135 hr
UTI
4.0％
（3/75）
144 hr
12.1％
（8/66）
86 hr
Intensive Care Med 2001；27：1247-1253
同院ICUにおける1996年1月～1997年12月までの
心臓血管外科術後患者の感染症発症率は6/287（2％）

22. ECMO中の感染症発症率
Factors
GroupⅠ
(Neonate)
Mean times to
first infection
GroupⅡ
(>1mo)
Mean times to
first infection
Infected patients
17％
（13/75）
120 hr
36％
（24/66）
140 hr
BSI
9.3％
（7/75）
120 hr
21.2％
（14/66）
178.5 hr
Pneumonia
2.7％
（2/75）
149 hr
6.1％
（4/66）
65.5 hr
SSI
4.0％
（3/75）
94 hr
10.6％
（7/66）
135 hr
UTI
4.0％
（3/75）
144 hr
12.1％
（8/66）
86 hr
Intensive Care Med 2001；27：1247-1253
同院ICUにおける1996年1月～1997年12月までの
心臓血管外科術後患者の感染症発症率は6/287（2％）

23. ECMOと感染症まとめ②
• 感染源については
– 成人は肺炎が多いかもしれない
– 新生児～小児はCRBSIが多いかもしれない

24. 感染症の診断方法

25. ECMOと感染症～診断は難しい～
Symptoms＆Signs Contras
意識障害 鎮静
体温変化 ECMOで調節
呼吸数の変化 Lung rest、筋弛緩
Leucopenia, Leukocytosis
cardio-pulmonary bypass（CPB）
やECMO circuitによるSIRS
Thrombocytopenia 回路内での消費、出血
Hemodynamics ECMOによるサポート
ID markers SIRSの影響

26. 診断が難しいので
何か工夫できないか？

27. 抗菌薬の予防投与
• 多くの施設は予防的に抗菌薬を使用している
が、RCTは存在しない
– ELSO（Extracorporeal Life Support
Organization）は推奨していない
• 予防的抗菌薬をルーチンに推奨するデータも
ない
• ただしカニュレーションの際には予防は必要
– 特に開胸でのカニュレーションは必須
– One doseあるいは24時間以内に終了

28. 予防投与はダメ

29. じゃあ、毎日培養は？

30. Surveillance Culture
定期的な培養検査を
有効活用できないか

31. ルーチンの血液培養は有効か？

32. ECMOと血流感染症
• Louisville大学の1989年から1998年10年間、
ECMOを使用した202人の新生児が対象
• 血流感染症のリスクファクターを解析
J Pediatr Surg 2001；36：487-492

33. 血流感染症のリスク
J Pediatr Surg 2001；36：487-492

34. 血流感染症発症時期
10days
10日過ぎたら
毎日血液培養を提出するべき
J Pediatr Surg 2001；36：487-492

35. • 1999年から2005年にBritish Columbia
Children’s HospitalでECMOを受けた90人
の患者が対象。
• 菌血症をdetectするためのdaily blood
culture monitoringの有用性を検討。
• コンタミネーションを除いた19のBSI
episodeを検討
Pediatr Surg Int 2009; 25: 169-173

36. 84名中17名（19エピソード、
22.6％）で菌血症あり
1. 他の報告よりも血液培養陽性率
が高い
2. 血液培養陽性も早期発見可能
血液培養の
モニタリングは有用

37. ルーチンの喀痰・尿培養は有効か？

38. Surveillance cultureの有効性の検討
• 1990-1994年、米国の5つの小児ECMOセンターの後ろ
向き研究。
• 187人のECMO患者が対象
– 出生週数33-43週、出生体重1,574g-4,900g
• ほぼすべての患者が抗菌薬投与あり
– ABPC/VCM＋GM
• Surveillance culture
– 血液培養毎日
– 尿の細菌培養、喀痰培養は2日に1回
– 尿の真菌培養、CMV培養を週に1回
ASAIO J. 2001 ;47:220-3.

39. 各種培養陽性率
喀痰培養の陽性率は高いが
血液と尿培養の陽性率は低い
喀痰培養は有効だが
尿と血液培養は不要
あくまでも培養陽性であり
肺炎かどうかは言及なし

40. Surveillance Culture
現時点では有効とはいえないが
個人的には血液培養は推奨

41. ECMOと抗菌薬

42. ECMOと抗菌薬
• 投与量を増量する必要性
– 分布容積が増加
– RRTの影響
– 回路での薬物吸着
• 投与量を減量する必要性
– 腎機能低下
– Pulseless perfusion
– 肺血流の低下（肺での代謝、特にVA-ECMO）

43. 重要なのは、分布容積の増加
薬物排泄低下、ECMO回路の吸着

44. ECMO回路の薬物吸着
• TubeとMembraneの表面積が大きく、
様々な薬物が吸着される
– 脂溶性＞水溶性
– フェンタニルは80％以上、モルヒネは40％程
度除去（In vitro）
– Coatingでも除去率は変化（ポリプロピレン
＞シリコン）

45. Summary of PK changes during ECMO and
their clinical implications

46. ECMOと抗菌薬
分布容積↑：GM、VCM、CTRX
分布容積→：Ticrcillin、CPFG、VRCZ

49. 個人的には
バンコマイシン、アミノグリコシドなど
血中濃度を測定できるものを上手に使用

50. Take Home Message
• 新生児、小児のデータが多く、成人でのデータは乏しい
• Candidaが多いかもしれない
• 肺炎、CRBSIが多い
• 抗菌薬の予防はおそらく不要
• Surveillance CultureはControversial
– 個人的には血液培養は推奨（5日目くらい？）
• 抗菌薬の投与量は不明
– おそらく通常量、でよい
– 心配なら、バンコマイシン、アミノグリコシドを