Dual-system microbiological screening to prevent fungal transmission in corneal grafts: a four-year eye bank retrospective study

あなたの体が一つの賑やかな都市であり、あなたの目がその街で最も重要な窓だと想像してみてください。時として、それらの窓は非常に曇ったり損傷したりして、世界を以前のように鮮明に見ることができなくなることがあります。これを修復するために、医師は角膜移植という繊細な手術を行うことができます。それは、損傷した窓を、ドナーからの新鮮で透明な窓と交換する作業です。しかし、ここには落とし穴があります。新しい窓ガラスが設置される前に一点の曇りもなく清潔である必要があるのと同様に、ドナー組織は細菌や真菌といった目に見えない侵入者から完全に自由でなければなりません。もし新しい角膜の中に、たとえ極小であっても、隠れたネズミ算のような細菌が潜んでいれば、それが目の中で深刻な感染症へと成長し、手術を台無しにし、痛みや失明を引き起こす可能性があります。だからこそ、眼バンクは、すべての組織を厳格にスクリーニングし、安全であることを確認するためのハイテクなセキュリティ・チェックポイントとして機能しているのです。科学者たちが問い続けてきた大きな疑問は、「患者に届く前に、これら目に見えない不法侵入者を捕まえるための究極のセキュリティシステムを、どのように構築できるか？」ということです。

この論文は、イタリアのあるチームが、真菌感染症、特に「カンジダ」と呼ばれる酵母の一種を防ぐために、セキュリティシステムを「デュアルスクリーン（二重検知）」モードへとアップグレードすることに決めた物語を伝えています。彼らの旧来の手法を、単一の金属探知機だけで荷物をチェックする方法だとすると、彼らの新しい手法は、二種類の異なる探知機を連携させて使うものです。一つは液体の中に濁った成長が見られるかどうかを調べるもの（まるで瓶の中に霧が発生するのを見るようなもの）、もう一つは非常に敏感なマイクロフォンがささやき声を聞き取るように、微細な化学信号を聴き取るものです。彼らはこの新しいシステムを、4年間にわたって数千の角膜に対してテストしました。その結果は驚くほど有望でした。多くの汚染された角膜を見つけ出し、安全に廃棄しましたが、移植を受けた患者の中で真菌感染症を発症した人は「ゼロ」でした。また、この研究は、若いドナー、夏季、そして死亡後に角膜を採取するまでの待ち時間が長すぎると、組織が汚れやすくなることも明らかにしました。彼らはさらに、片方の目が汚染されていた場合の「双子」の角膜（同じドナーからのもう一方の目）に対するスマートな戦略も開発し、追加のテストに基づいて、それを救うべきか、あるいは捨てるべきかを慎重に決定しました。

スーパー・セキュリティ・アイ・バンクの物語

イタリアのエミリア＝ロマーニャ州では、アイ・バンクは、人々が必要とする時に提供するための、透明で健康な窓（角膜）を保管・準備する忙しい倉庫のような役割を果たしています。長年、彼らは「オルガン・カルチャー（臓器培養）」と呼ばれる手法を使用してきました。これは、角膜を温かく心地よいインキュベーター（約31〜37℃）の中で最大30日間、生きた状態に保つ方法です。これは、他の場所で行われている「冷温保存（冷蔵保存）」とは異なります。温かい手法は、細胞の状態を良好に保ち、科学者がより長い期間にわたってテストを行うことを可能にしますが、同時に、もし細菌が存在する場合、それがより速く増殖することを意味します。

細菌が忍び込まないようにするため、チームはデュアル・システム・スクリーニングを導入しました。あなたがスーツケースの中に禁止されているものが入っていないかチェックしている場面を想像してください。

1. 濁度測定システム（霧の探知機）: このシステムは、角膜が浸かっている液体に光を照射する装置を使用します。もし細菌や真菌が増殖していれば、ミルクが水に混ざる時のように、液体が濁ります（濁度）。装置はこの濁りを測定してトラブルを察知します。
2. 蛍光測定システム（化学的なささやき手）: この装置はさらに敏感です。生きている細菌が吐き出すガスである二酸化炭素（CO₂）を「聴き取ります」。この装置は、1週間を通して10分ごとに液体をチェックします。もし細菌が存在すれば、彼らはCO₂を「ささやき」、装置がそれを捉えます。

カンジダとの大捜索

研究者たちは、2020年から2023年までのデータを振り返りました。この期間中、彼らは3,138個のドナー角膜を処理し、そのうち2,255個を移植に使用しました。

大きな勝利:
この新しい、極めて厳格なプロトコルの下で、手術後に真菌感染症（カンジダ性角膜炎や眼内炎など）を発症した患者はゼロでした。この新システムが完全に導入される前には、わずか5件の移植において5件のカンジダ関連の合併症が発生していました。新しいシステムは、それらすべてを阻止したのです。

「悪いニュース」であったが、実は「良いニュース」だったこと:
スクリーニングがあまりにも優秀であったため、患者に届く前に多くのトラブルを捉えることができました。3,138件の寄贈のうち、204件（約6.5%）が細菌または真菌によって汚染されていることが判明しました。

• そのうち136件は、具体的にカンジダによる感染でした。
• これらの角膜は、これらを捉えたおかげで、安全に廃棄され、決して使用されることはありませんでした。
• これは、実際に移植を受けた患者たちは、清潔で安全な窓を受け取ったことを意味します。

何が角膜を「汚す」のか？

チームは単に細菌を捕まえるだけでなく、なぜ一部の角膜は汚れており、他のものは清潔なのかを知りたいと考えました。彼らはドナーの履歴を調査し、探偵のように動き、いくつかの明確なパターンを見つけ出しました。

• 年齢の要因: 若いドナーの方が、汚染された角膜を持つ可能性が高いことがわかりました。「汚れた」ドナーの平均年齢は65歳でしたが、「清潔な」ドナーの平均は68歳でした。若い組織の方が、細菌が隠れたり増殖したりするためのより活動的な場所を提供しているのかもしれません。
• 季節の忍び寄り: 夏季は最も危険な時期でした。夏に寄贈された角膜は、冬季と比較して汚染される可能性が2倍高くなりました。暑さと湿度が、細菌の増殖を助けていると考えられます。
• 待ち時間のゲーム: 死亡後に角膜を採取するまでの時間が長ければ長いほど、リスクが高まります。もし採取が死亡後12〜24時間に行われた場合、6時間以内に採取した場合と比較して、汚染のリスクが大幅に上昇しました。
• 病院の病棟: ドナーが内科や**腫瘍科（がん）**の病棟で亡くなった場合、ICUで亡くなった場合よりも、汚染された角膜を持つ可能性が高くなりました。これは、これらの患者が病院に長く滞在していたか、あるいは異なる病歴を持っていたためかもしれません。

「相棒」の角膜の謎

ここには、少しトリッキーな部分があります。ドナーが二つの目を提供する場合、それらは「相棒の角膜（mate corneas）」と呼ばれます。もし一方の目が細菌陽性であった場合、どうすべきでしょうか？両方を捨てるべきでしょうか、それとももう一方の目は救えるのでしょうか？

研究では、片方の目が汚染されていた191例を調査しました。

• 「相棒」の角膜のうち、**62.3%**が廃棄処分となりました。
• 主な理由は、汚染が確認された（もう一方も汚れていた）、形状の変化（形が崩れていた）、あるいはドナーがその他の理由で不適格であったことです。
• しかし、新しいプロトコルにより、彼らは「相棒」の角膜に対して追加のテストを行うことができました。もし最初の目が陽性であった場合、彼らは推測するのではなく、14日後に二番目の目を再度テストしました。このステップにより、彼らは安全な決定を下すことができました。時には二番目の目を救うこともできましたが、多くの場合、安全のために非常に慎重になり、廃棄を選択しました。

これらすべてが意味すること

この論文は、二つのハイテクな探知機を使用し、テストの時期と方法について非常に厳格であることで、眼バンクは真菌感染症を完全に阻止できることを示しています。これは以下のことを示唆しています：

1. 若いドナーや夏季の寄贈には、特別な注意が必要です。
2. 角膜を採取する際に待ち時間が長すぎることは、大きなリスクとなります。
3. 「相棒」の角膜を廃棄することは多くの場合で最も安全な選択ですが、追加のテストを行うことで、患者にリスクを負わせることなく、いくつかを救える可能性があります。

著者たちは、2,000件以上の手術で感染症がゼロであったことから、自分たちのシステムが機能していると強く確信しています。彼らの手法「だけ」がこれをもたらしたと断定することはできませんが（比較のための偽実験を行っていないため）、5件の感染から0件への減少は、彼らの「デュアルスクリーン」セキュリティが任務を果たしているという非常に強力な証拠です。これは、眼移植の世界において、細菌に対して少しでも「疑り深く」あることが、人々が鮮明な視界を維持するための最善の方法であることを思い出させてくれます。