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班 ナイセリア製作者:97031 柿木 寛明 97036 熊本 崇
97032
川内 恵美 97037 栗山 志帆97033
川野 春子 97038 黒岩 佑子97034
清武 良子 97039 桑畑 太作97035
久保 洋
GIO : 尿膜炎・子宮頚管炎・膣炎を引き起こし、不妊の原因となる淋菌、流行性
脳脊髄膜炎・髄膜炎菌性敗血症の原因となる髄膜炎菌の感染予防、診断、
治療方法を正しく把握するに必要な基本的知識を習得し、地域医療に貢献
する医療人になることを目指す。
SBO : @ナイセリア属
・ナイセリア属の特徴について説明できる。
・二つの菌(淋菌・髄膜炎菌)の大きな違いは何かを説明できる。
Aナイセリア属(淋菌・髄膜炎菌)について以下のことを説明できる。
・形態、
・染色性
・培養方法
・抵抗力
・生化学的性状
・病原性と病原因子
・感染と、発病に至るまでの生体側の反応と、寄生体側の要因
・細菌学的診断
・治療に使用される化学療法剤の種類とその作用機序
・予防
B線毛の遺伝子変換による相変異と抗原変異を説明できる。
4、ナイセリア属(淋菌・髄膜炎菌)
1、ナイセリア属
@ ナイセリア属の特徴
A 淋菌と髄膜炎菌の大きな違い
淋菌はブドウ糖のみから酸形成するが、髄膜炎菌はブドウ糖と、マルトースから
酸形成が可能。
2、淋菌
@形態
腎形またはそら豆型の球菌の凹部が向かい合って対をなしているような形をして
いる0.6〜0.8μmの双球菌であるが、半球状または楕円形に近いこともある。
膿汁の染色で白血球内にしばしば存在し、多数が細胞質内に密集して、特徴的な像
を示す。鞭毛、芽胞はない。
A染色性
グラム陰性で、塩基の色素によく染まる。
B培養方法
淋菌の栄養要求性は複雑で普通寒天培地には発育せず、血液、血清、腹水などの
添加を必要とする。淋菌のほうが髄膜炎菌より栄養要求性は厳格であり、発育速度
も遅いが、いずれも培養は困難な菌群である。初代分離培養は5−10%二酸化炭素
存在下で培養すると好結果が得られるので、炭酸ガス培養(ローソクをデシケータ
ーの中で燃焼させ、自然に消えたまま培養する、ローソク培養法が賞用される。)
を行う。培地は淋菌培養用のGC(ゴノコッカス)培地やThayer・Martin培地
などが使用される。Thayer・Martin培地はGC培地を基礎培地とし、これに
vancomycin,colistin,nystatin
の3つの抗生物質を添加した培地である。培養の発育可能温度域は35−37℃で30℃以下では発育せず、発育ph域も7.2−7.6で
湿度も十分必要である。
またこれらの菌は乾燥に弱く空気中にさらされると1−2時間しか生存せず、速
やかに自己融解を起こす。
またKelloggらの研究により淋菌の集落はT―W型に分かれ淋菌の毒力と相が
あるという。
C抵抗力
きわめて抵抗力の弱い菌である。
・熱に対しては55℃で5分以内、42℃で5〜15時間で死滅する。
・低温に対する抵抗力も弱く、冷蔵庫の中でも急速に死滅する。
・消毒剤にも弱く、1%フェノールで1〜3分、0.1%硝酸銀で5分以内で死滅
する。
・乾燥にも弱く、空気中にさらされると1〜2時間しか生存しない。培地上では、
室温で1〜2日、37℃で密閉保存すると4〜5週間生存する。
この菌は速やかに自己融解しやすい。サルファ剤、ペニシリン、テトラサイクン、
エリスロマイシン、リファンピシンに感受性があるが、耐性菌も知られるようにな
ったので、最近はスペクチノマイシンが用いられる。
D生化学的性状
ブドウ糖を分解して酸を生産するが、マルトース、白糖は分解しない。オキシダ
ーゼ試験は陽性で、他菌属との鑑別に役立ち、dimethyl−あるいはtet
−ramethyl−paraphenylenediamine水溶液を一適
集落の上に置くと、集落は数分のうちに桃色から黒色に変わる。しかし他の
ナイセリア、類似のBranhamella属などでも陽性になる。
E病原性と病原因子
実験的には、ニワトリ胎児に、ヒトに病原性のある2つの型を接種すると、やは
り病原性を示すという。
<ヒトにおける病原性>
淋菌は外界における抵抗力が弱いので間接伝染は少なく、ほとんど性交による直
接感染である。尿性器の粘膜に感染して化膿性炎症を起こす。そこから直接的に
広がるか、あるいはリンパ流または血液によってひろがる。男性では尿道炎、副睾
丸炎、前立腺炎を起こし、女性でも尿道炎、膣炎、子宮内膜炎、卵管炎、腹膜炎
などを起こす。
最近欧米では、異常性交による直腸炎や咽頭炎もまれでない。関節炎、髄膜炎、
心内膜炎、敗血症を合併することがある。幼女に陰門膣炎が起こることがある。
小児の膣粘膜は成人女性より感受性が強い。主としてシーツ、タオル、公衆浴場の
洗い場などによる間接感染である。また、新生児の眼の淋菌性眼炎は出産時産道を
通過するときに感染するもので、失明の原因になる。
F感染と発病にいたるまでの生体側の反応と、寄生体側の要因
1、感染
性交による接触感染で尿道粘膜、子宮頚管、内膜、眼、咽頭、直腸、関節等の
粘膜に親和性が強い。これらは一括して淋疾とよばれる。
尿道炎は最初前部尿道に限局するが、後に後部尿道、前立腺、精巣上体、膀胱
に進展する。
淋菌は熱、乾燥に弱く成人の性交外感染は少ないが、乳幼児の粘膜はとくに
易感染性なので産道、入浴時、衣類、手指等により感染の危険がある。
2、発病に至るまでの生体側の反応
・男性の場合
感染の機会から2〜10日の潜伏期の後、尿道口の異常感、尿意頻数、排尿痛
などを訴え、粘液ないしは膿性の分泌物を尿道口より排出する。2−3週間
後に症状が軽減することが多い。前部尿道炎のほかに後部尿道炎、精巣炎、
前立腺炎、精巣上体炎、膀胱炎等を起こす。
・女性の場合
感染してもしばしば無症状に経過し、いわゆる保菌者となる。発症しても
多くは一過性の尿道炎症状を呈する場合が多いが、膣炎、子宮内膜炎、卵管
炎、卵巣炎などを起こし、不妊の原因となりうる。
3、奇生体側の要因
付着はその部位において感染が成立するか否かを決める重要な因子の一つで
ある。淋菌では線毛が付着に必須である。淋菌の場合主成分であるピリン自身が
アドへジン活性を持っているため、線毛に対する宿主側の免疫反応は付着能その
ものに向けられ、免疫が成立すれば定着状態を維持できなくなる。そこで、菌側
では主に欠失によって線毛をなくし、さらに遺伝子変換によくにた複雑な機構に
よって抗原性の異なるピリンに作りかえる。
泌尿生殖器や鼻咽腔粘膜に定着した淋菌は細胞外増殖も示すが、細胞間を経て
おそらくはエンドサイトーシスとエキソサイトーシスによって、上皮細胞下に
達し、そこで増殖する。局所の炎症により大量の好中球が動員され、食作用の
ため化膿性炎症を起こす。一部は血中に入り、汎発性淋菌感染症を起こす。
汎発性になる淋菌は血清耐性や食菌抵抗性の強い特株のクローンである。
G診断(細菌学的診断)
男子では外尿道口からの排膿を確認し、塗抹標本、培養で淋菌を検出する。女子
では尿道分泌ないし子宮頚部分泌液から淋菌を鏡検、培養する。
H症状
性交による感染機会から2〜8日の潜伏期間を経て、男子では前部尿道に異常感、
またはかゆみが出現する。外尿道口から粘液性分泌液、次いで黄色の排膿を認める。
さらに前部尿道の灼熱感とともに排尿痛を感ずる。これが男子急性前部尿道炎
である。放置すると後部尿道炎をおこし、前立腺炎、精嚢炎、副睾丸炎を併発する。
女子の淋疾では感染機会後半数は無症状のまま感染が進行する。女子尿道炎にな
っても、ときに 排尿痛がある程度である。膀胱頚部に及ぶと排尿痛、頻尿を訴え
ることがある。女子外尿道口縁に開口するスケネ腺に感染が及ぶと硬結、膿瘍が
形成される。膣入口縁に開口するバルトリン腺の感染により小陰唇内側に膿瘍が
形成される。子宮頚部炎では帯下の増加に気付く程度である。
思春期以前の女子では浴場などで淋菌に汚された器物などから女児淋菌性外陰膣
炎が発症することがある。
母体の産道に淋菌感染があると、新生児の眼に淋菌感染がおこる。新生児眼炎と
呼ばれているが今日ではまれとなっている。
I治療
などがペニシリナ−ゼ産生菌にも有効で、淋疾には効果的である。
3、髄膜炎菌
@形態
・腎形、ないし、そら豆型の球菌で2個の菌が平面で相対している双球菌。
・線毛を有する。(感染定着に必要・細胞壁とは異なる抗原・赤血球を凝集させる
性質有り)
・直径0.6〜0.8μm。
・髄液中に菌はしばしば好中球に食菌されてみられる。
・新鮮分離株はきょう膜(食細胞の貪食に抵抗)を形成するが見にくく、抗血清の
存在下で膨化反応を起こして認められる。
・若い培養では大きさ、染色性とも均一であるが、古くなると大小不同、染色不平
等となる。これは本菌が自己融解を起こしやすいためである。
A染色性
グラム陰性(細胞壁に脂質を含む化合物多い・細胞壁は外膜とその内側にある
ペプチドグリカンの層からなる)
B培養方法
淋菌と似ている。栄養要求株は複雑で普通寒天培地には発育しない。
発育:血液(タンパク他多種の栄養分を含む)、血清、ブドウ糖(エネルギー源・
C源)を加えた培地。
分離:チョコレート寒天培地(普通寒天培地に脱線維素血液を加え、80−90℃で
血液を変性しチョコレート色にして固めたもの)、GC(ゴノコッカス)
培地、TM(Thayer-martin)培地などが用いられる。
至適発育温度は37度。分離当初は2〜10%のCO2により発育が促進。
血液寒天上の集落は、24時間で約直径1mmとなり、平滑、凸レンズ状、
湿潤、中央部はやや白味を帯び、バター様の固さで、周辺が正円なものと
多少不整なものがある。淋菌に比べると、やや発育が良い。溶血は見られ
ない。
C抵抗性
乾燥・温熱・光線・薬剤に対して抵抗が極めて弱い。
・55度、5分の加熱で死滅する。
・培地上でも、室温で分離当初は2〜3日で死滅する。これは自壊酵素の働き
による。室温乾燥で3時間以内、生理的食塩水菌液を37度におくと数時間で
死滅する。したがって凝集反応用(菌型を決定)の菌液の調整には、自壊酵素
を破壊するため65度、30分の加熱を必要とする。
・ペニシリンG、アンピシリン、セフトリアキソン、セフロキシム、セフォタキ
シム、クロラムフェニコールに対する抵抗性が弱い。サルファ剤に対しては
耐性菌が出現。
D生化学的性状
オキシダーゼ反応陽性(好気性菌で、呼吸鎖にチトクロームCが存在し、有機化合
物の分解能力が高い)
ブドウ糖とマルトースを分解して酸を形成する。糖分解試験は類似菌との鑑別に
必要。特にマルトースを分解することで淋菌と区別できる。
E病原性と病原因子
法定伝染病の1つである流行性脳脊髄膜炎、および髄膜炎菌性敗血症の病原体で
ある。元来ヒトの鼻咽腔に生息し、健康人の約5%から検出される。この保菌状態
は数週間続き、この間に抗体ができて菌は消失する。しかし、この健康保菌者が
最も重要な感染源となる。
伝染経路はしぶき感染で、鼻咽腔粘膜に定着し増殖した菌は粘膜を障害して粘膜
下から血中に入り脳脊髄膜に達して化膿性炎症を起こすと考えられている。髄膜炎
の症状を起こす前に菌血症の時期があり、高熱を発し皮膚・粘膜に出血班を生じる。
副腎の血管が障害されると急性副腎不全症となる。
菌血症で終わり、脳脊髄膜炎を起こさないこともある。
患者は小児(とくに5歳以下のもの)に多い。かつては年間1000人を超す
患者が発生したが、近年では15〜30人/年と少なくなった。
F感染と、発病にいたるまでの生体側の反応と、奇生体側の要因
飛沫感染
↓
3
〜5日の潜伏期↓
悪寒、戦慄、発熱、頭痛、悪心、嘔吐、筋痛、四肢痛
腹痛、下痢
(小児)↓
髄膜刺激症状…吐き気、嘔吐、項部硬直、
Kernig徴候、Brudzinski徴候脳症状…激しい頭痛、意識障害、難聴、痙攣
↓
菌の血行性散布
↓
LPS
による血管の内膜炎、壊死、血栓→副腎での出血→副腎機能不全
G診断(細菌学的診断)
発熱、皮膚の出血、髄膜刺激症状などの臨床的所見と髄液混濁の状態から細菌性
髄膜炎の診断は困難ではないが、それが髄膜炎菌によるものかどうかは、細菌学的
検査を行わなければ決めることはできない。
発病初期の血液、急性期の髄液、補菌が疑われる患者の鼻咽腔から菌を証明する。
この菌は自己融解を起こしやすいので、材料摂取後できるだけ早く検査することが
大切である。
検査手順
1、髄液は一般に混濁を示すので、そのままあるいは遠心沈殿後に塗抹標本をつ
くる。
2、メチルアルコールで固定したのち、ギムザ染色、あるいはLofflerの
メチレン青染色を行う。またグラム染色も行う。グラム陰性の双球菌が好中
球の細胞質中に認められたら本菌が考えられる。
3、次に適当な培地を用いて分離培養を行う。
培地はあらかじめ37℃に保温しておき、ローソク瓶法で36〜37℃で培
養する。
4、生じた集落についてオキシダーゼテスト、糖類分解などの性状を調べ同定を
行う。
鼻咽腔には、類似のナイセリア属菌その他の類似菌がしばしば存在するので、
これらとの鑑別が重要である。
H症状
流行性脳脊髄膜炎の原因となる。髄膜炎が起こると脳脊髄液圧が上昇し、液中の
蛋白質の増加と糖分の低下を来たす。化膿性の反応はクモ膜下腔からVirchw
−Robin腔に沿って内部にも広がるが、脳実質には入らない。経過が長引くと繊維
化が起こり、脳室系の出口を閉ざして水頭症を惹起することがある。
I治療に使用される化学療法剤の種類とその作用機序
ペニシリン、セファロスポリン、エリスロマイシン、クロロマイセチン,テトラ
サイクリン,リファンピシンが用いられる。サルファ剤は耐性菌の多数の出現により
用いられなくなった。
・セファロスポリン:セファロスポリンは、7‐amino‐cephalosporanic acid
を骨格とするがいずれも骨格内にβ-ラクターマーゼによってβ-ラクタム環が開裂
すると、その抗菌作用が死滅する。
・クロロマイセチン:作用は主として静菌的であり、その作用機序はリボソームに
おけるpetidyl transferase反応を阻害して、蛋白合成反応を抑制するのが一時的作
用点とみなされる。
・テトラサイクリン:作用機序については酸化的リン酸化の阻害がいわれたことが
あるが今では、リボゾームにおける蛋白合成の阻害が一次的と考えられる。
・リファンピシン:グラム陽性菌、一部のグラム陰性菌および抗酸菌に有効な半合
成抗生物質である。
J治療
PCG,ABPC
がもっとも有効であるが、最近米国でPC耐性髄膜炎菌を分離したとの報告もある。
K予防
血清型A、B、Cの加熱混合ワクチンがあるが、わが国では使われない。保菌者が
多いので、その隔離は非現実的である。
4、線毛の遺伝子変換による相変異と抗原変異
線毛は、分子量
18000前後のピリンの重合体であり、電子顕微鏡下で1〜4μmの長さの構造物として菌体周囲に観察される。
一般的に患者由来新鮮分離株は線毛形成株であるが、この株を人工培地上で継代培
養すると線毛非形成株が出現してくる。実体顕微鏡によりこれらを観察すると、線
毛非形成株の集落は線毛形成株に比べて大きく、その周囲に透明なゾーンが観察さ
れない。この継代培養による集落の形態変化は、可逆的または非可逆的であり、
相変異と呼ばれている。
一方、単一線毛形成集落を培地上で継代すると、ピリンの分子量や抗原性が元株と
異なる線毛形成派生株を得ることができる。この変異は可逆的であり、抗原性変異
と呼ばれている。相変異と抗原性変異は、それぞれ独立にもしくは連続して起こる
ランダム現象である。
線毛の抗原性変異の生体内での働きについては現在まで明確な答えは出ていないが、
線毛に特異的な抗体を用いたワクチンの効果があまり良くないのは、
宿主の免疫機構による免疫的プレッシャーの結果、生体内で線毛の抗原変異が起こるからだ
と考えられている。また、
線毛変異により、菌のヒト細胞への吸着能が変わる。このことは、
菌が種類の異なる上皮細胞ごとにそれぞれ異なるレセプター構造を認識し、ピリン変異によって細胞吸着能を変えている
といえる。線毛非形成派生株の生体内での重要性についてもまだ不明な点が多い。線毛は、上
皮細胞上で宿主の洗浄作用から菌体を守り、初期感染を起こすために必須のもので
あると考えられているが、吸着後病気を伝えやすくするために線毛非形成の相に変
化するのかもしれない。つまり、生体内で生き残るためによりよい環境条件を作り
出そうとして線毛の喪失を起こし、急性感染において宿主が耐えられる程度に自ら
の病原性を低下させているのかもしれない。このような病原性の低下という現象が
感染後期では、菌にとって有利に働くのだろう。
宿主生体防御機構から逃避し生き残るために、多くの細菌は巧妙で精巧な機構を持
ち個々の環境に適応している。この場合、自らの生存のために種々の病原因子の
変異機構を持っているといえる。
[参考]
1998
年8月5日●ニュージーランドにおける流行性髄膜炎
(New Zealand MOH, Emergent Issue"1997/98 Meningoccocal Disease Epidemic" & ESR18 - 24 July 1998)
ニュージーランドでは流行性髄膜炎の流行が続いている。1998年になっても246名の患者と17名の死亡者がでている(7月24日現在)。1997年は611名の患者と24名の死亡者が(10万人あたり16.9名)、1996年には473名の患者と18名の死亡者が報告されている。
なかでも
MaoriとPacificの人々および5歳未満の子供たちに感染率が高く、Pacificの1
歳未満の幼児がもっとも危険が大きい。1997
年に分離された330検体についての血清型の内訳は83.9% ( 277検体)がグループBで14.5%(48検体)がグループCであった。グループBのうちサブタイプはP1.4が236検体と多くを占めた。ワクチンは現在血清グループA,C,YとW135に対してあるものの、ニュージーランドで多くを占める血清グループBには有効なワクチンはないため、病気の対策としては患者の早期診断、早期治療などを呼びかけている。