Microbe Atlas · 細菌
Bifidobacterium
ビフィズス菌
🧠 全体像:Bifidobacteriumはこの群の中で最も病原性が低い菌で、臨床的な意味の大半は「感染症を起こす菌」としてではなく「腸内で病原菌の定着を防ぐ側」として存在する。母乳栄養児breastfed infant 母乳栄養児(breastfed infant)breastfed infant(母乳栄養児) の腸内で優占株になることが最大の特徴で、これはヒト母乳オリゴ糖 human milk oligosaccharides (HMO) ヒト母乳オリゴ糖(human milk oligosaccharides (HMO)) human milk oligosaccharides (HMO)(ヒト母乳オリゴ糖) を利用する能力がとくにB. longum subsp. infantisで際立っているという代謝的な相性による1。実務的に押さえるのは2点——偏性嫌気性菌obligate anaerobes 偏性嫌気性菌(obligate anaerobes)obligate anaerobes(偏性嫌気性菌) ゆえにアミノグリコシド系が本質的に効かないこと2と、早期産児ではプロバイオティクス probiotics プロバイオティクス(probiotics) probiotics(プロバイオティクス) 製剤由来の侵襲性感染が起こりうること3である。
微生物学的な特徴
グラム陽性の偏性嫌気性obligate anaerobe 偏性嫌気性(obligate anaerobe)obligate anaerobe(偏性嫌気性) 桿菌で、非芽胞形成non-spore-forming非芽胞形成(non-spore-forming)non-spore-forming(非芽胞形成)・非運動性nonmotile非運動性(nonmotile)nonmotile(非運動性)。分裂の際に枝分かれしたY字・V字状の形態を示すことがあり、属名のBifidobacterium(「二又に分かれた桿菌」の意)はこの姿に由来する。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 形態 | グラム陽性桿菌gram-positive bacillusグラム陽性桿菌(gram-positive bacillus)gram-positive bacillus(グラム陽性桿菌)、しばしば分岐した多形性 pleomorphism 多形性(pleomorphism) pleomorphism(多形性) の形態(Y字・V字状) |
| 酸素要求性 | 偏性嫌気性obligate anaerobe偏性嫌気性(obligate anaerobe)obligate anaerobe(偏性嫌気性) |
| 代謝 | 独自のフルクトース-6-リン酸ホスホケトラーゼ経路fructose-6-phosphate phosphoketolase pathway フルクトース-6-リン酸ホスホケトラーゼ経路(fructose-6-phosphate phosphoketolase pathway)fructose-6-phosphate phosphoketolase pathway(フルクトース-6-リン酸ホスホケトラーゼ経路) (“ビフィドシャント”)でグルコースを発酵し、乳酸と酢酸を産生する——Lactobacillusの発酵経路とは異なる代謝経路を持つ |
| 生息部位 | 大腸(とくに母乳栄養児 breastfed infant 母乳栄養児(breastfed infant) breastfed infant(母乳栄養児) で優占)、腟にも常在菌として存在する |
生理的な役割:病原性ではなく共生
Bifidobacteriumが臨床で語られる文脈のほとんどは「病気を起こす」側ではなく「病気を防ぐ」側である。
- 母乳栄養児breastfed infant 母乳栄養児(breastfed infant)breastfed infant(母乳栄養児) の腸内で優占する理由:母乳中のヒト母乳オリゴ糖human milk oligosaccharides (HMO)ヒト母乳オリゴ糖(human milk oligosaccharides (HMO))human milk oligosaccharides (HMO)(ヒト母乳オリゴ糖)は乳児自身では消化できず、母体には大きなエネルギー負担を課すのに乳児への直接の栄養価が無い。その主な役割は乳児の腸内細菌叢 gut microbiota 腸内細菌叢(gut microbiota) gut microbiota(腸内細菌叢) を形づくることにある1
- ⭐ なかでもB. longum subsp. infantisが際立っている。 この亜種 subspecies 亜種(subspecies) subspecies(亜種) はどの構造のヒト母乳オリゴ糖 human milk oligosaccharides (HMO) ヒト母乳オリゴ糖(human milk oligosaccharides (HMO)) human milk oligosaccharides (HMO)(ヒト母乳オリゴ糖) でも分解・利用できるという点で腸内細菌のなかで例外的で、その基盤は他の菌種には無いグリコシダーゼ glycosidase グリコシダーゼ(glycosidase) glycosidase(グリコシダーゼ) 群とオリゴ糖 oligosaccharide オリゴ糖(oligosaccharide) oligosaccharide(オリゴ糖) トランスポーターの遺伝子レパートリーである1。in vitroでは母乳オリゴ糖 oligosaccharide オリゴ糖(oligosaccharide) oligosaccharide(オリゴ糖) 存在下で他菌株より良く増え、未熟な腸管細胞で抗炎症的に働き、腸管透過性intestinal permeability 腸管透過性(intestinal permeability)intestinal permeability(腸管透過性) を下げる
- 乳酸・酢酸の産生により腸内を酸性に保ち、病原菌の定着を妨げる(コロニー形成抵抗性colonization resistanceコロニー形成抵抗性(colonization resistance)colonization resistance(コロニー形成抵抗性))
- ヒトが単独では消化できない栄養素の分解、葉酸・ビタミンKなどのビタミン合成に寄与する
- プロバイオティクスprobiotics プロバイオティクス(probiotics)probiotics(プロバイオティクス) 製品(ヨーグルトなど)にLactobacillusと並んでしばしば配合される代表菌属である
感染経路と日和見感染
病原性は極めて低く、健常人での感染症はまれである。日和見感染が問題になるのは次のような状況である。
- 高度の免疫抑制状態(好中球減少・臓器移植後など)
- 腸管バリアbarrier 腸管バリア(barrier)barrier(腸管バリア) が破綻した新生児(とくに極低出生体重児 very low birth weight infant極低出生体重児(very low birth weight infant) very low birth weight infant(極低出生体重児)・超早産extremely preterm 超早産(extremely preterm)extremely preterm(超早産) 児)
- プロバイオティクスprobiotics プロバイオティクス(probiotics)probiotics(プロバイオティクス) 製剤を投与されている重症患者・中心静脈カテーテル留置患者(製剤由来の菌血症が報告される)
⚠️ 早期産児では製剤由来の侵襲性感染が実際に死亡に至っている。 米国FDAは2023年9月29日、院内でプロバイオティクス製剤 Evivo with MCT Oil プロバイオティクス製剤(Evivo with MCT Oil) Evivo with MCT Oil(プロバイオティクス製剤) を投与された早期産児がBifidobacterium longumによる敗血症を起こして死亡した事例を公表し、極低出生体重児very low birth weight infant極低出生体重児(very low birth weight infant)very low birth weight infant(極低出生体重児)・超早産extremely preterm 超早産(extremely preterm)extremely preterm(超早産) 児で重篤な経過をとる菌血症・真菌血症fungemia 真菌血症(fungemia)fungemia(真菌血症) が文献で報告されていることに注意を促した3。
起こす疾患
健常人での病原性はほぼないため、「起こす疾患」というより「まれな日和見感染」として捉える。
| 状況 | 内容 |
|---|---|
| 免疫不全患者・新生児のまれな菌血症・敗血症 | 腸管バリア破綻intestinal barrier dysfunction 腸管バリア破綻(intestinal barrier dysfunction)intestinal barrier dysfunction(腸管バリア破綻) や中心静脈カテーテルが背景になることが多い |
| プロバイオティクスprobiotics プロバイオティクス(probiotics)probiotics(プロバイオティクス) 関連菌血症 | 製剤投与中の重症患者・易感染性宿主でまれに報告される |
診断
- 感染症の起因菌として積極的に探索されることは少ない
- 血液培養で検出された場合は嫌気培養anaerobic culture 嫌気培養(anaerobic culture)anaerobic culture(嫌気培養) ボトル・延長培養extended culture延長培養(extended culture)extended culture(延長培養)が必要になる
- プロバイオティクスprobiotics プロバイオティクス(probiotics)probiotics(プロバイオティクス) 製剤の摂取歴を確認し、一過性の検出と真の菌血症を区別する(Lactobacillusと同様の解釈上の注意が必要)
治療と予防(自然耐性を含む)
⚠️ 偏性嫌気性菌obligate anaerobes 偏性嫌気性菌(obligate anaerobes)obligate anaerobes(偏性嫌気性菌) ゆえにアミノグリコシド系は本質的に無効。 EUCASTの自然耐性 intrinsic resistance 自然耐性(intrinsic resistance) intrinsic resistance(自然耐性) 表は嫌気性菌全体について、逐語で「Anaerobes are usually resistant to aztreonam, aminoglycosides, polymyxin B/colistin and nalidixic acid.」としている2。アミノグリコシドの菌体内へ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、酸素を利用しない偏性嫌気性菌 obligate anaerobes 偏性嫌気性菌(obligate anaerobes) obligate anaerobes(偏性嫌気性菌) であるBifidobacteriumには薬剤が届かない——Bacteroides fragilisなど他の偏性嫌気性菌 obligate anaerobes 偏性嫌気性菌(obligate anaerobes) obligate anaerobes(偏性嫌気性菌) と共通する機序である。真の感染が疑われる場合は、ペニシリン系penicillins ペニシリン系(penicillins)penicillins(ペニシリン系) など感受性のある薬剤を選択する。
💡 同じ表には、アミノグリコシド系のほかにアズトレオナム aztreonamアズトレオナム(aztreonam) aztreonam(アズトレオナム)・ポリミキシンBpolymyxin BポリミキシンB(polymyxin B)polymyxin B(ポリミキシンB)/コリスチンcolistinコリスチン(colistin)colistin(コリスチン)・ナリジクス酸nalidixic acid ナリジクス酸(nalidixic acid)nalidixic acid(ナリジクス酸) も嫌気性菌全体の「効かない薬」として並ぶ2。なお同表にBifidobacteriumの種別の行は無く、この耐性は属固有の知見ではなく嫌気性菌全体への記述として読む。
- 真の感染はまれなため、標準化された第一選択薬 First-line drugs 第一選択薬(First-line drugs) First-line drugs(第一選択薬) は確立していない。感受性検査susceptibility test 感受性検査(susceptibility test)susceptibility test(感受性検査) に基づいて個別に判断する
- 予防として特別な対策は不要——むしろ母乳栄養などBifidobacterium優位のフローラを育てることが乳児の腸内環境にとって有益と考えられている
プロバイオティクスとしての使用は、利益と侵襲性感染の両方を見る
⚠️ 早期産児では「一般に安全」で済ませない。 上記の死亡例を受けた米国FDAの通知は、乳児に医薬品・生物学的製剤として承認されたプロバイオティクス probiotics プロバイオティクス(probiotics) probiotics(プロバイオティクス) 製品は無く、疾患の治療目的 therapeutic aim 治療目的(therapeutic aim) therapeutic aim(治療目的) で投与するには治験薬申請 investigational new drug application 治験薬申請(investigational new drug application) investigational new drug application(治験薬申請) が必要であると明示している3。
⭐ 一方で、利益の側のエビデンスも同じ集団にある——B. infantisを含むプロバイオティクス probiotics プロバイオティクス(probiotics) probiotics(プロバイオティクス) は早期産児の壊死性腸炎 necrotizing enterocolitis, NEC 壊死性腸炎(necrotizing enterocolitis, NEC) necrotizing enterocolitis, NEC(壊死性腸炎) の危険を下げると報告されており、母乳と併せて投与すると糞便中のB. infantisが増えて腸内細菌科が減る1。⚠️ どちらか一方だけを覚えない。
⚠️ ただし現時点の公的な立場は「一律投与は支持されない」である。 上記のFDA通知は米国小児科学会 American Academy of Pediatrics 米国小児科学会(American Academy of Pediatrics) American Academy of Pediatrics(米国小児科学会) の見解を引用し、医薬品グレードの規制 Regulation 規制(Regulation) Regulation(規制) された製品が米国に無いこと・安全性と有効性のデータが一致しないこと・極めて脆弱な集団に害を及ぼしうることを理由に、早期産児とくに出生体重1,000 g未満の児へのプロバイオティクス probiotics プロバイオティクス(probiotics) probiotics(プロバイオティクス) の日常的 routine日常的(routine) routine(日常的)・一律の投与は現行のエビデンスでは支持されないとしている3。実際の判断は、在胎週数・出生体重・製剤の品質と、その施設の壊死性腸炎 necrotizing enterocolitis, NEC 壊死性腸炎(necrotizing enterocolitis, NEC) necrotizing enterocolitis, NEC(壊死性腸炎) の頻度を秤にかけるものになる。重症患者・易感染性宿主・中心静脈カテーテル留置患者でも同様に慎重に判断する。
まとめ
- Bifidobacteriumはグラム陽性の偏性嫌気性 obligate anaerobe 偏性嫌気性(obligate anaerobe) obligate anaerobe(偏性嫌気性) 桿菌で、しばしばY字・V字状の分岐形態を示す。この群の中で最も病原性が低い菌である。
- 母乳栄養児breastfed infant 母乳栄養児(breastfed infant)breastfed infant(母乳栄養児) の腸内で優占するのは、ヒト母乳オリゴ糖human milk oligosaccharides (HMO) ヒト母乳オリゴ糖(human milk oligosaccharides (HMO))human milk oligosaccharides (HMO)(ヒト母乳オリゴ糖) を利用できる代謝的な相性による。とくにB. longum subsp. infantisは、どの構造の母乳オリゴ糖 oligosaccharide オリゴ糖(oligosaccharide) oligosaccharide(オリゴ糖) でも利用できる点で腸内細菌の中で際立っている。
- 乳酸・酢酸産生による腸内pH低下でコロニー形成抵抗性 colonization resistance コロニー形成抵抗性(colonization resistance) colonization resistance(コロニー形成抵抗性) に寄与し、ビタミン合成にも関与する共生 endosymbiosis 共生(endosymbiosis) endosymbiosis(共生) 的な役割が中心。
- 感染症を起こすことはまれで、免疫不全・新生児・プロバイオティクスprobiotics プロバイオティクス(probiotics)probiotics(プロバイオティクス) 投与中の重症患者に限られる。
- 偏性嫌気性菌obligate anaerobes 偏性嫌気性菌(obligate anaerobes)obligate anaerobes(偏性嫌気性菌) のためアミノグリコシド系(ゲンタマイシンgentamicinゲンタマイシン(gentamicin)gentamicin(ゲンタマイシン)・アミカシンamikacinアミカシン(amikacin)amikacin(アミカシン)・トブラマイシンtobramycinトブラマイシン(tobramycin)tobramycin(トブラマイシン))は本質的に無効——酸素依存 oxygen-dependent 酸素依存(oxygen-dependent) oxygen-dependent(酸素依存) 性の取り込み機構が働かないため。アズトレオナムaztreonamアズトレオナム(aztreonam)aztreonam(アズトレオナム)・ポリミキシンBpolymyxin BポリミキシンB(polymyxin B)polymyxin B(ポリミキシンB)/コリスチンcolistinコリスチン(colistin)colistin(コリスチン)・ナリジクス酸nalidixic acid ナリジクス酸(nalidixic acid)nalidixic acid(ナリジクス酸) も嫌気性菌全体として効かない。
- ⚠️ 早期産児では製剤由来の敗血症で死亡した事例があり、FDAは乳児向けに承認されたプロバイオティクス probiotics プロバイオティクス(probiotics) probiotics(プロバイオティクス) 製品が無いことを明示し、米国小児科学会American Academy of Pediatrics 米国小児科学会(American Academy of Pediatrics)American Academy of Pediatrics(米国小児科学会) の見解として早期産児(とくに出生体重1,000 g未満)への日常的 routine日常的(routine) routine(日常的)・一律の投与は支持されないと引用している。一方でB. infantisを含む製剤が早期産児の壊死性腸炎 necrotizing enterocolitis, NEC 壊死性腸炎(necrotizing enterocolitis, NEC) necrotizing enterocolitis, NEC(壊死性腸炎) の危険を下げるという報告もあり、利益と侵襲性感染の両方を見て判断する。
出典
- 1.Bifidobacterium longum subspecies infantis: champion colonizer of the infant gut(Pediatric Research(Underwood MA, German JB, Lebrilla CB, Mills DA)・2015)抄録で確認した(全文は未取得。以下は抄録に書かれている範囲)。逐語で「Bifidobacterium longum subspecies infantis (B. infantis) is unique among gut bacteria in its prodigious capacity to digest and consume any human milk oligosaccharide structure, the result of a large repertoire of bacterial genes encoding an array of glycosidases and oligosaccharide transporters not found in other bacterial species.」——ヒト母乳オリゴ糖をどの構造でも利用できるのは腸内細菌の中でB. infantisが際立っており、その基盤が他菌種に無いグリコシダーゼとオリゴ糖トランスポーターの遺伝子群であること。母乳オリゴ糖は母体に大きなエネルギー負担を課すが乳児に直接の栄養価は無く、主な機能は乳児の腸内細菌叢を形づくることであること。in vitroではB. infantisが母乳オリゴ糖存在下で他菌株より良く増え、未熟な腸管細胞で抗炎症的に働き、腸管透過性を下げること。早期産児では母乳と併せて投与するとB. infantisが増えて腸内細菌科が減ること。「Probiotics containing B. infantis decrease the risk of necrotizing enterocolitis in premature infants.」閲覧 2026-09-27
- 2.Expected Resistant Phenotypes, Version 1.2(European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST)・2023)PDF(v1.2、2023年1月)を取得し、Table 5(嫌気性菌)の表題が逐語で「Anaerobes are usually resistant to aztreonam, aminoglycosides, polymyxin B/colistin and nalidixic acid.」であることを確認した。同表に種別の行として挙がるのは Clostridium ramosum・C. innocuum のバンコマイシン耐性のみで、Bifidobacterium の個別の行は無い(アミノグリコシド系への耐性は嫌気性菌全体に対する記述として読む)閲覧 2026-09-27
- 3.Risk of Invasive Disease in Preterm Infants Given Probiotics Formulated to Contain Live Bacteria or Yeast(U.S. Food and Drug Administration・2023)2023年9月29日付の安全性情報で確認した。逐語で「a preterm infant who was administered Evivo with MCT Oil as part of in-hospital care who developed sepsis caused by the bacterium Bifidobacterium longum and subsequently died」——院内で本製剤を投与された早期産児が Bifidobacterium longum による敗血症を起こして死亡した事例を報告している。また「Microorganisms contained in probiotics have been reported in the medical literature as causing bacteremia or fungemia, sometimes with a severe clinical course, in very preterm or very low birthweight (VLBW) infants」と、極低出生体重児・超早産児での菌血症・真菌血症の報告に注意を促し、「FDA has not approved any probiotic product for use as a drug or biological product in infants」と乳児向けに医薬品・生物学的製剤として承認されたプロバイオティクス製品は無いこと、疾患の治療目的で投与するには治験薬申請が必要であることを述べている。さらに米国小児科学会の見解を逐語で引用し「Given the lack of FDA-regulated pharmaceutical-grade products in the United States, conflicting data on safety and efficacy, and potential for harm in a highly vulnerable population, current evidence does not support the routine, universal administration of probiotics to preterm infants, particularly those with a birth weight of <1000 g.」としている。⚠️ 本通知は製剤名(Evivo with MCT Oil)を挙げるだけで、その菌株の亜種名は記していない閲覧 2026-09-28