Bacteroides fragilis

🧠 全体像：B. fragilisは「バリアが破れた腹腔内で膿瘍を作る」嫌気性菌の代表として読む。大腸の正常フローラの中で数としては少数派だが、臨床的に最も重要な嫌気性菌——腹腔内膿瘍intra-abdominal abscess腹腔内膿瘍（intra-abdominal abscess）intra-abdominal abscess（腹腔内膿瘍）から最も高頻度に分離される。他の多くの嫌気性菌と違いスーパーオキシドジスムターゼSODスーパーオキシドジスムターゼ（SOD）SOD（スーパーオキシドジスムターゼ）を保有し一定の耐気性aerotolerance耐気性（aerotolerance）aerotolerance（耐気性）を持つ点、そして莢膜多糖体capsular polysaccharide莢膜多糖体（capsular polysaccharide）capsular polysaccharide（莢膜多糖体）が単なる防御ではなく能動的に膿瘍形成を誘導する点が、この菌を「ただの日和見opportunistic日和見（opportunistic）opportunistic（日和見）菌」以上の存在にしている。

微生物学的な特徴

グラム陰性桿菌で、大腸正常フローラの中で最も重要な嫌気性菌——大腸では好気性菌aerobic bacteria好気性菌（aerobic bacteria）aerobic bacteria（好気性菌）：嫌気性菌の比が1:1000にも達し、その中でB. fragilisは臨床分離頻度が最も高い種である。

⭐ B. fragilisは「例外的に酸素に強い」嫌気性菌。 多くの偏性嫌気性菌obligate anaerobes偏性嫌気性菌（obligate anaerobes）obligate anaerobes（偏性嫌気性菌）がスーパーオキシドジスムターゼsuperoxide dismutaseスーパーオキシドジスムターゼ（superoxide dismutase）superoxide dismutase（スーパーオキシドジスムターゼ）・カタラーゼを欠く（または部分的にしか持たない）ため酸素存在下で自壊するのに対し、B. fragilisはスーパーオキシドジスムターゼsuperoxide dismutaseスーパーオキシドジスムターゼ（superoxide dismutase）superoxide dismutase（スーパーオキシドジスムターゼ）を保有するため一定の耐気性aerotolerance耐気性（aerotolerance）aerotolerance（耐気性）がある——これが腹腔内膿瘍intra-abdominal abscess腹腔内膿瘍（intra-abdominal abscess）intra-abdominal abscess（腹腔内膿瘍）という酸素分圧partial pressure of oxygen酸素分圧（partial pressure of oxygen）partial pressure of oxygen（酸素分圧）の変動する環境でも生存・増殖できる理由の一つと考えられる。

莢膜多糖体capsular polysaccharide莢膜多糖体（capsular polysaccharide）capsular polysaccharide（莢膜多糖体）、ヒアルロニダーゼhyaluronidaseヒアルロニダーゼ（hyaluronidase）hyaluronidase（ヒアルロニダーゼ）・フィブリノリジンfibrinolysinフィブリノリジン（fibrinolysin）fibrinolysin（フィブリノリジン）・DNase・ヘパリナーゼheparinaseヘパリナーゼ（heparinase）heparinase（ヘパリナーゼ）を産生し組織侵入を助ける。

病原性の仕組み

B. fragilisの莢膜多糖体capsular polysaccharide莢膜多糖体（capsular polysaccharide）capsular polysaccharide（莢膜多糖体）複合体は単なる貪食回避evasion of phagocytosis貪食回避（evasion of phagocytosis）evasion of phagocytosis（貪食回避）にとどまらず、T細胞依存性T-cell dependentT細胞依存性（T-cell dependent）T-cell dependent（T細胞依存性）に膿瘍形成そのものを誘導するという他の細菌にはあまり見られない性質を持つ——「莢膜＝隠れるための盾」ではなく「莢膜＝膿瘍という自分に有利な棲み処を積極的に作る道具tool道具（tool）tool（道具）」として働く点が特異的である。

臨床的にはほぼ常に好気性・通性嫌気性菌facultative anaerobe通性嫌気性菌（facultative anaerobe）facultative anaerobe（通性嫌気性菌）（大腸菌など）との混合感染mixed infection (polymicrobial infection)混合感染（mixed infection (polymicrobial infection)）mixed infection (polymicrobial infection)（混合感染）として現れる。

flowchart TD
    A["消化管の穿孔・腸内容物の腹腔内漏出"] --> B["好気性・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='facultative anaerobe'>通性嫌気性菌</span>（E. coliなど）が<br>局所の酸素を消費し<span class='jp-term jp-term-diagram' title='redox potential'>酸化還元電位</span>を低下"]
    B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='anaerobic environments'>嫌気環境</span>が成立"]
    C --> D["B. fragilis が増殖"]
    D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='capsular polysaccharide'>莢膜多糖体</span>が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='T-cell dependent'>T細胞依存性</span>に<br>膿瘍形成を誘導"]
    E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intra-abdominal abscess'>腹腔内膿瘍</span><br>（悪臭・ガス産生を伴う<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mixed infection (polymicrobial infection)'>混合感染</span>）"]

💡 好気性菌aerobic bacteria好気性菌（aerobic bacteria）aerobic bacteria（好気性菌）と嫌気性菌は「片利共生commensalism片利共生（commensalism）commensalism（片利共生）」の関係で協働する。 好気性・通性嫌気性菌facultative anaerobe通性嫌気性菌（facultative anaerobe）facultative anaerobe（通性嫌気性菌）が周囲の酸素を消費して低酸素環境を作ることでB. fragilisの増殖を助け、逆にB. fragilisは好気性菌aerobic bacteria好気性菌（aerobic bacteria）aerobic bacteria（好気性菌）の貪食されやすさを軽減する——単独犯ではなく共犯関係で膿瘍が完成する。

感染経路と疫学

• 内因性感染endogenous infection内因性感染（endogenous infection）endogenous infection（内因性感染）：大腸正常フローラに由来し、新しい菌が外から侵入するわけではない
• 消化管の穿孔（虫垂炎、憩室炎diverticulitis憩室炎（diverticulitis）diverticulitis（憩室炎）、消化性潰瘍、大腸癌など）や女性生殖器の感染を契機に、本来無菌の体腔（腹腔・骨盤腔pelvic cavity骨盤腔（pelvic cavity）pelvic cavity（骨盤腔））へ腸内容物が漏出することで発症する
• 悪臭とガス産生は嫌気性菌混合感染mixed infection (polymicrobial infection)混合感染（mixed infection (polymicrobial infection)）mixed infection (polymicrobial infection)（混合感染）の典型的なサインSignサイン（Sign）Sign（サイン）であり、経験的治療empiric therapy経験的治療（empiric therapy）empiric therapy（経験的治療）で見落とさないための手がかりになる

起こす疾患

診断

• 検体：血液培養（嫌気ボトルを含む）、膿瘍穿刺液。綿棒cotton swab綿棒（cotton swab）cotton swab（綿棒）ではなく注射器吸引または嫌気輸送培地anaerobic transport medium, ATM嫌気輸送培地（anaerobic transport medium, ATM）anaerobic transport medium, ATM（嫌気輸送培地）で搬送する——綿棒cotton swab綿棒（cotton swab）cotton swab（綿棒）は酸素に触れる時間が長く嫌気性菌が死滅しやすい
• 手がかり：悪臭のある膿、グラム染色で多菌種の混合像、標準培地での発育不良failure to thrive発育不良（failure to thrive）failure to thrive（発育不良）（嫌気培養anaerobic culture嫌気培養（anaerobic culture）anaerobic culture（嫌気培養）が必要なため通常の好気培養aerobic culture好気培養（aerobic culture）aerobic culture（好気培養）では検出されない）
• 嫌気培養anaerobic culture嫌気培養（anaerobic culture）anaerobic culture（嫌気培養）は発育が遅く、結果判明まで数日を要することが多い——経験的治療empiric therapy経験的治療（empiric therapy）empiric therapy（経験的治療）は培養結果blood/culture results培養結果（blood/culture results）blood/culture results（培養結果）を待たずに開始する

治療と予防

• メトロニダゾール：嫌気性菌に対する組織移行性tissue penetration組織移行性（tissue penetration）tissue penetration（組織移行性）・殺菌力に優れ、中枢神経系を含む深部感染にも使える中心的な薬剤
• カルバペネム系carbapenemsカルバペネム系（carbapenems）carbapenems（カルバペネム系）（メロペネムmeropenemメロペネム（meropenem）meropenem（メロペネム）、エルタペネムertapenemエルタペネム（ertapenem）ertapenem（エルタペネム）、イミペネムimipenemイミペネム（imipenem）imipenem（イミペネム）・シラスタチンcilastatinシラスタチン（cilastatin）cilastatin（シラスタチン）、ドリペネムdoripenemドリペネム（doripenem）doripenem（ドリペネム）など）：グラム陽性・陰性・嫌気性を広くカバーし腹腔内感染intra-abdominal infection腹腔内感染（intra-abdominal infection）intra-abdominal infection（腹腔内感染）の経験的治療empiric therapy経験的治療（empiric therapy）empiric therapy（経験的治療）で頻用される
• βラクタム/βラクタマーゼ阻害薬beta-lactamase inhibitorβラクタマーゼ阻害薬（beta-lactamase inhibitor）beta-lactamase inhibitor（βラクタマーゼ阻害薬）配合剤（ピペラシリンpiperacillinピペラシリン（piperacillin）piperacillin（ピペラシリン）・タゾバクタムtazobactamタゾバクタム（tazobactam）tazobactam（タゾバクタム）など）、セフォキシチンcefoxitineセフォキシチン（cefoxitine）cefoxitine（セフォキシチン）（嫌気性菌に活性を持つセファマイシン系cephamycinsセファマイシン系（cephamycins）cephamycins（セファマイシン系））も選択肢になる
• チゲサイクリンtigecyclineチゲサイクリン（tigecycline）tigecycline（チゲサイクリン）・エラバサイクリンeravacyclinエラバサイクリン（eravacyclin）eravacyclin（エラバサイクリン）（グリシルサイクリン系glycylcyclinesグリシルサイクリン系（glycylcyclines）glycylcyclines（グリシルサイクリン系））、クロラムフェニコールchloramphenicolクロラムフェニコール（chloramphenicol）chloramphenicol（クロラムフェニコール）、モキシフロキサシンmoxifloxacinモキシフロキサシン（moxifloxacin）moxifloxacin（モキシフロキサシン）も嫌気性菌カバーを持つ
• ⚠️ クリンダマイシンはB. fragilisに対する耐性率が上昇しており、単剤での嫌気性菌カバーとしては信頼性reliability信頼性（reliability）reliability（信頼性）が低下している——腹腔内感染intra-abdominal infection腹腔内感染（intra-abdominal infection）intra-abdominal infection（腹腔内感染）の経験的治療empiric therapy経験的治療（empiric therapy）empiric therapy（経験的治療）では第一選択に含めない
• ⚠️ 偏性嫌気性菌obligate anaerobes偏性嫌気性菌（obligate anaerobes）obligate anaerobes（偏性嫌気性菌）はアミノグリコシド系・アズトレオナムaztreonamアズトレオナム（aztreonam）aztreonam（アズトレオナム）に自然耐性intrinsic resistance自然耐性（intrinsic resistance）intrinsic resistance（自然耐性）を持つ。 アミノグリコシドの取り込みは酸素依存oxygen-dependent酸素依存（oxygen-dependent）oxygen-dependent（酸素依存）性の能動輸送に依存するため嫌気環境anaerobic environments嫌気環境（anaerobic environments）anaerobic environments（嫌気環境）では細胞内に入らず、アズトレオナムaztreonamアズトレオナム（aztreonam）aztreonam（アズトレオナム）は標的PBP3がグラム陰性好気性菌aerobic bacteria好気性菌（aerobic bacteria）aerobic bacteria（好気性菌）に限られるため嫌気性菌には結合できない
• 予防：穿孔性疾患の早期外科的コントロール（ドレナージ・原発巣primary tumor原発巣（primary tumor）primary tumor（原発巣）切除）が薬物療法と並ぶ治療の柱

まとめ

• B. fragilisはグラム陰性の偏性嫌気性obligate anaerobe偏性嫌気性（obligate anaerobe）obligate anaerobe（偏性嫌気性）桿菌で、大腸正常フローラの一員だが臨床的に最も重要な嫌気性菌——腹腔内膿瘍intra-abdominal abscess腹腔内膿瘍（intra-abdominal abscess）intra-abdominal abscess（腹腔内膿瘍）から最も高頻度に分離される。
• 他の多くの嫌気性菌と異なりスーパーオキシドジスムターゼsuperoxide dismutaseスーパーオキシドジスムターゼ（superoxide dismutase）superoxide dismutase（スーパーオキシドジスムターゼ）を保有し一定の耐気性aerotolerance耐気性（aerotolerance）aerotolerance（耐気性）を持つ。
• 莢膜多糖体capsular polysaccharide莢膜多糖体（capsular polysaccharide）capsular polysaccharide（莢膜多糖体）は単なる貪食回避evasion of phagocytosis貪食回避（evasion of phagocytosis）evasion of phagocytosis（貪食回避）ではなくT細胞依存性T-cell dependentT細胞依存性（T-cell dependent）T-cell dependent（T細胞依存性）に膿瘍形成そのものを誘導する能動的な病原因子。
• 消化管穿孔（虫垂炎・憩室炎diverticulitis憩室炎（diverticulitis）diverticulitis（憩室炎）など）を契機に好気性腸内細菌科との混合感染mixed infection (polymicrobial infection)混合感染（mixed infection (polymicrobial infection)）mixed infection (polymicrobial infection)（混合感染）として腹膜炎・腹腔内膿瘍intra-abdominal abscess腹腔内膿瘍（intra-abdominal abscess）intra-abdominal abscess（腹腔内膿瘍）を起こす——悪臭・ガス産生がサインSignサイン（Sign）Sign（サイン）。
• 治療の中心はメトロニダゾール・カルバペネム系carbapenemsカルバペネム系（carbapenems）carbapenems（カルバペネム系）・βラクタマーゼ阻害薬beta-lactamase inhibitorβラクタマーゼ阻害薬（beta-lactamase inhibitor）beta-lactamase inhibitor（βラクタマーゼ阻害薬）配合剤。アミノグリコシド系・アズトレオナムaztreonamアズトレオナム（aztreonam）aztreonam（アズトレオナム）には自然耐性intrinsic resistance自然耐性（intrinsic resistance）intrinsic resistance（自然耐性）、クリンダマイシンは耐性率上昇により単剤では信頼できない。