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——B. fragilis group は腹腔内感染 intra-abdominal infection腹腔内感染（intra-abdominal infection） intra-abdominal infection（腹腔内感染）・膿瘍・血流感染bloodstream infection 血流感染（bloodstream infection）bloodstream infection（血流感染） から最も多く分離される嫌気性菌である¹。カタラーゼ・ペルオキシダーゼcatalase-peroxidase カタラーゼ・ペルオキシダーゼ（catalase-peroxidase）catalase-peroxidase（カタラーゼ・ペルオキシダーゼ） などの抗酸化防御 antioxidant defense 抗酸化防御（antioxidant defense） antioxidant defense（抗酸化防御） を働かせて一時的な酸素曝露を生き延びる点、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「酸素に比較的強い」嫌気性菌。 古典的には「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）・カタラーゼを欠くので酸素で自壊し、B. fragilisは例外的に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） を持つ」と説明され、試験でもこの整理で問われる。ただし現在は、嫌気性菌の多くが好気性菌 aerobic bacteria 好気性菌（aerobic bacteria） aerobic bacteria（好気性菌） とほぼ同じ防御酵素を備えており、酸素が増殖を止める本体は代謝の中核酵素（鉄硫黄クラスターiron-sulfur cluster 鉄硫黄クラスター（iron-sulfur cluster）iron-sulfur cluster（鉄硫黄クラスター） 酵素など）の直接の障害だと考えられている。B. fragilisは空気に触れるとカタラーゼ・AhpC・チオレドキシンthioredoxin チオレドキシン（thioredoxin）thioredoxin（チオレドキシン） ペルオキシダーゼ peroxidaseペルオキシダーゼ（peroxidase） peroxidase（ペルオキシダーゼ）・ルブレリスリンを誘導し、シトクロムcytochrome シトクロム（cytochrome）cytochrome（シトクロム） bd酸化酵素を使ってごく低濃度の酸素ならむしろ増殖が促される²——穿孔直後の腹腔のように酸素分圧 partial pressure of oxygen 酸素分圧（partial pressure of oxygen） partial pressure of oxygen（酸素分圧） が揺れる環境を生き延びられるのはこのためである。

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 dependent T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・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intestinal contents'>腸内容</span>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「相乗作用synergy相乗作用（synergy）synergy（相乗作用）」で膿瘍を作る。 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 female genital tract 女性生殖器（female genital tract） female genital tract（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 intestinal contents 腸内容（intestinal contents） intestinal contents（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abscess aspirate膿瘍穿刺液（abscess aspirate）abscess aspirate（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bactericidal activity 殺菌力（bactericidal activity）bactericidal activity（殺菌力） に優れ、中枢神経系を含む深部感染 deep infection 深部感染（deep infection） deep infection（深部感染） にも使える中心的な薬剤。世界的に感受性90%超を保つが、nim遺伝子による耐性株が地域によって報告されている¹
• 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・シラスタチンimipenem + cilastatinイミペネム・シラスタチン（imipenem + cilastatin）imipenem + cilastatin（イミペネム・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。耐性は南北米で5%未満だが、欧州・アジアでは中間/耐性が最大20%との報告があり、その多くはメタロβラクタマーゼ metallo-beta-lactamase メタロβラクタマーゼ（metallo-beta-lactamase） metallo-beta-lactamase（メタロβラクタマーゼ） 遺伝子cfiAを持つ株による¹
• βラクタム/βラクタマーゼ阻害薬beta-lactamase inhibitor β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）も選択肢になる。耐性は全体に低いが、中国・日本の調査ではピペラシリン 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） 耐性が11〜12%あった¹
• セフォキシチンcefoxitinセフォキシチン（cefoxitin）cefoxitin（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））は、感受性が菌種・地域で大きく揺れる（米国の調査で耐性は全体で5%超、欧州の一部では8〜74%）¹
• テトラサイクリン系のチゲサイクリンtigecyclineチゲサイクリン（tigecycline）tigecycline（チゲサイクリン）（グリシルサイクリンglycylcyclineグリシルサイクリン（glycylcycline）glycylcycline（グリシルサイクリン））・エラバサイクリンeravacyclineエラバサイクリン（eravacycline）eravacycline（エラバサイクリン）（フルオロサイクリンfluorocyclineフルオロサイクリン（fluorocycline）fluorocycline（フルオロサイクリン））、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）も嫌気性菌に活性を持つ。ただしtetQとtetXの両遺伝子を持つ株ではテトラサイクリン系・チゲサイクリンtigecycline チゲサイクリン（tigecycline）tigecycline（チゲサイクリン） の耐性が上がる¹
• ⚠️ クリンダマイシンと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）は、世界的に非感受性が20〜60%に達しており、嫌気性菌カバーとしての信頼性 reliability 信頼性（reliability） reliability（信頼性） が低い¹——かつては経験的な嫌気性菌治療の主力だったが、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） で単剤の嫌気性菌カバーとして当てにしない。ペニシリン・アンピシリンはβラクタマーゼ産生により9割超が耐性である
• ⚠️ 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） に通常耐性である。 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） は好気性グラム陰性桿菌 aerobic gram-negative bacilli 好気性グラム陰性桿菌（aerobic gram-negative bacilli） aerobic gram-negative bacilli（好気性グラム陰性桿菌） のPBP3に強く結合して効く薬で、嫌気性菌には臨床的に有用な活性を持たない³
• 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。
• 古典的には「例外的に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） を保有するので耐気性 aerotolerance 耐気性（aerotolerance） aerotolerance（耐気性） がある」と整理される。実際にはカタラーゼ・ペルオキシダーゼ catalase-peroxidase カタラーゼ・ペルオキシダーゼ（catalase-peroxidase） catalase-peroxidase（カタラーゼ・ペルオキシダーゼ） などの防御を誘導して一時的な酸素曝露を生き延びる。
• 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 dependent T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 virulence factor病原因子（virulence factor） virulence factor（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 inhibitor β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） には通常耐性、クリンダマイシン・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） は非感受性が20〜60%に達し単剤では信頼できない。 カルバペネム耐性cfiAカルバペネム耐性（cfiA）cfiA（カルバペネム耐性）・メトロニダゾール耐性（nim）も地域によって出現している。