Bordetella pertussis

🧠 全体像：百日咳菌Bordetella pertussis百日咳菌（Bordetella pertussis）Bordetella pertussis（百日咳菌）の臨床像は「付着してから毒素を浴びせる」という2段構えの攻撃で説明できる。線毛性の付着因子adhesin (adherence factor)付着因子（adhesin (adherence factor)）adhesin (adherence factor)（付着因子）で気道上皮airway epithelium気道上皮（airway epithelium）airway epithelium（気道上皮）に強固に張り付いたあと、百日咳毒素pertussis toxin百日咳毒素（pertussis toxin）pertussis toxin（百日咳毒素）を筆頭とする4種類の毒素を同時に放出し、線毛運動mucociliary clearance線毛運動（mucociliary clearance）mucociliary clearance（線毛運動）の破壊・分泌亢進・免疫細胞immune cell免疫細胞（immune cell）immune cell（免疫細胞）の機能不全を重ね掛けする。この「複数毒素の相加攻撃」こそが、百日咳がなぜ数週間にわたる痙攣性の咳（「100日咳」）として長期化するかの答えである。さらに重要なのは——痙咳期paroxysmal stage痙咳期（paroxysmal stage）paroxysmal stage（痙咳期）に入ってから抗菌薬を始めても、咳そのものは短縮しないという事実。組織はすでに毒素で傷害されており、抗菌薬にできるのは感染力を落とすことだけである。

微生物学的な特徴

グラム陰性の球桿菌で、発育要求性fastidious growth requirement発育要求性（fastidious growth requirement）fastidious growth requirement（発育要求性）が極めて厳しい（fastidious）菌である。標準培地では発育せず、伝統的Traditional伝統的（Traditional）Traditional（伝統的）にはBordet-Gengou培地Bordet-Gengou agarBordet-Gengou培地（Bordet-Gengou agar）Bordet-Gengou agar（Bordet-Gengou培地）（血液・グリセリン・馬鈴薯を含む）、現在はRegan-Lowe培地（炭末加培地）がより広く使われる。ヒトのみを宿主とし、動物のリザーバーは存在しない。

病原性の仕組み

気道上皮airway epithelium気道上皮（airway epithelium）airway epithelium（気道上皮）への接着と、そこから放出される4種類の毒素による組織傷害tissue injury組織傷害（tissue injury）tissue injury（組織傷害）・免疫回避immune evasion免疫回避（immune evasion）immune evasion（免疫回避）の2段階で理解する。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pertussis toxin'>百日咳毒素</span>（AB型）が細胞内へ"] --> B["Giタンパクを ADP <span class='jp-term jp-term-diagram' title='ribosylation'>リボシル化</span>し不活化"]
  B --> C["cAMP 上昇（抑制の抑制）"]
  B --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='chemokine receptor'>ケモカイン受容体</span>も無効化"]
  C --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='airway secretion'>気道分泌</span>亢進"]
  D --> F["白血球が組織へ遊走できず<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='peripheral lymphocytosis'>末梢血リンパ球増多</span>"]
  A --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tracheal cytotoxin'>気管毒素</span>が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mucociliary clearance'>線毛運動</span>を障害"]
  G --> H["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='airway clearance'>気道クリアランス</span>低下<br>持続する痙攣性の咳"]

💡 リンパ球増多lymphocytosisリンパ球増多（lymphocytosis）lymphocytosis（リンパ球増多）の理由。 Giタンパクは細胞内cAMPの抑制と、ケモカイン受容体chemokine receptorケモカイン受容体（chemokine receptor）chemokine receptor（ケモカイン受容体）を介した白血球遊走leukocyte migration白血球遊走（leukocyte migration）leukocyte migration（白血球遊走）シグナルの両方を担う。百日咳毒素pertussis toxin百日咳毒素（pertussis toxin）pertussis toxin（百日咳毒素）がGiを不活化すると、cAMP上昇による分泌亢進に加え、白血球が血管内から組織へ出られなくなり血中に留まる——これが特徴的な末梢血リンパ球増多peripheral lymphocytosis末梢血リンパ球増多（peripheral lymphocytosis）peripheral lymphocytosis（末梢血リンパ球増多）として現れる。

感染経路と疫学

• 飛沫respiratory droplets飛沫（respiratory droplets）respiratory droplets（飛沫）感染で、既感染者からヒトからヒトへ直接伝播する（動物リザーバーanimal reservoir動物リザーバー（animal reservoir）animal reservoir（動物リザーバー）なし）
• 感染力は非常に強く、未免疫の同居家族内での二次感染secondary infection二次感染（secondary infection）secondary infection（二次感染）率は高率に達する
• 最も感染力が強いのはカタル期catarrhal stageカタル期（catarrhal stage）catarrhal stage（カタル期）——診断がつく前の、風邪と区別がつかない時期にすでに周囲へ広めている
• ワクチン未接種・未完了の乳児（特に生後6か月未満）で最も重症化しやすく、典型的な痙咳・whoopを示さず無呼吸のみを呈することもある
• ワクチン獲得免疫は年数とともに減弱するため、思春期・成人が非典型的non-conventional非典型的（non-conventional）non-conventional（非典型的）な遷延性咳嗽の形で感染を維持し、脆弱な乳児への感染源（「コクーニングcocooningコクーニング（cocooning）cocooning（コクーニング）」の対象）となる

起こす疾患

百日咳は4つの病期を経過する。

診断

⚠️ 喉頭蓋炎epiglottitis喉頭蓋炎（epiglottitis）epiglottitis（喉頭蓋炎）（インフルエンザ菌H. influenzaeインフルエンザ菌（H. influenzae）H. influenzae（インフルエンザ菌） b型）や重複肺炎との違いに注意。 痙咳期paroxysmal stage痙咳期（paroxysmal stage）paroxysmal stage（痙咳期）の激しい咳嗽発作そのものは百日咳毒素pertussis toxin百日咳毒素（pertussis toxin）pertussis toxin（百日咳毒素）・気管毒素tracheal cytotoxin気管毒素（tracheal cytotoxin）tracheal cytotoxin（気管毒素）による直接傷害であり、細菌の二次感染secondary infection二次感染（secondary infection）secondary infection（二次感染）ではない。ただし喘鳴や膿性痰purulent sputum膿性痰（purulent sputum）purulent sputum（膿性痰）、発熱の再燃relapse再燃（relapse）relapse（再燃）があれば重複感染superinfection重複感染（superinfection）superinfection（重複感染）を疑う。

治療と予防

⚠️ 抗菌薬は痙咳期paroxysmal stage痙咳期（paroxysmal stage）paroxysmal stage（痙咳期）の咳を短縮しない。 気道上皮airway epithelium気道上皮（airway epithelium）airway epithelium（気道上皮）はすでに毒素で傷害されているため、痙咳期paroxysmal stage痙咳期（paroxysmal stage）paroxysmal stage（痙咳期）に入ってから治療を開始しても症状の経過は変わらない。抗菌薬の意義は感染力の低下（周囲への伝播を断つこと）にあり、カタル期catarrhal stageカタル期（catarrhal stage）catarrhal stage（カタル期）のうちに開始できれば重症度・期間を軽減できる。

• アジスロマイシン（1日1回・5日間）が第一選択で、クラリスロマイシンclarithromycinクラリスロマイシン（clarithromycin）clarithromycin（クラリスロマイシン）・エリスロマイシンerythromycinエリスロマイシン（erythromycin）erythromycin（エリスロマイシン）も同等の効果を持つ
• ⚠️ 生後1か月未満の乳児にエリスロマイシンerythromycinエリスロマイシン（erythromycin）erythromycin（エリスロマイシン）・クラリスロマイシンclarithromycinクラリスロマイシン（clarithromycin）clarithromycin（クラリスロマイシン）は避ける（肥厚性幽門狭窄症hypertrophic pyloric stenosis肥厚性幽門狭窄症（hypertrophic pyloric stenosis）hypertrophic pyloric stenosis（肥厚性幽門狭窄症）のリスク上昇と関連するため）——この年齢層ではアジスロマイシンが唯一の推奨薬
• 曝露後化学予防post-exposure chemoprophylaxis曝露後化学予防（post-exposure chemoprophylaxis）post-exposure chemoprophylaxis（曝露後化学予防）：感染者の咳嗽発症から21日以内なら、無症状の家庭内接触者contacts接触者（contacts）contacts（接触者）にもマクロライドを投与し発症を予防する（特に重症化リスクの高い生後12か月未満、なかでも4か月未満の乳児への波及を防ぐ目的）
• ワクチン：小児はDTaP（ジフテリアトキソイドDiphtheria toxoidジフテリアトキソイド（Diphtheria toxoid）Diphtheria toxoid（ジフテリアトキソイド）＋破傷風トキソイドtetanus toxoid破傷風トキソイド（tetanus toxoid）tetanus toxoid（破傷風トキソイド）＋無細胞性百日咳acellular Pertussis無細胞性百日咳（acellular Pertussis）acellular Pertussis（無細胞性百日咳）抗原）、青年・成人はTdapとして追加接種する。かつての全菌体（死菌）ワクチンは反応原性reactogenicity反応原性（reactogenicity）reactogenicity（反応原性）が強く、現在はトキソイドtoxoidトキソイド（toxoid）toxoid（トキソイド）化した百日咳毒素pertussis toxin百日咳毒素（pertussis toxin）pertussis toxin（百日咳毒素）＋精製purification精製（purification）purification（精製）抗原からなる無細胞性ワクチンに置き換わっている
• ⭐ 妊娠中のTdap接種（各妊娠のたびに27〜36週で接種）が現行の標準推奨——母体の抗体を胎盤経由で新生児へ移行させ、ワクチン未接種の生後数か月の乳児を受動免疫で守る「コクーニングcocooningコクーニング（cocooning）cocooning（コクーニング）」戦略の中心である

まとめ

• 百日咳菌Bordetella pertussis百日咳菌（Bordetella pertussis）Bordetella pertussis（百日咳菌）はヒトのみを宿主とするfastidiousなグラム陰性球桿菌Gram-negative coccobacillusグラム陰性球桿菌（Gram-negative coccobacillus）Gram-negative coccobacillus（グラム陰性球桿菌）で、Bordet-Gengou／Regan-Lowe培地でのみ発育する。
• 病原性は「線毛（FHA・PRN）による接着」→「4種類の毒素（百日咳毒素pertussis toxin百日咳毒素（pertussis toxin）pertussis toxin（百日咳毒素）・アデニル酸シクラーゼ毒素adenylate cyclase toxinアデニル酸シクラーゼ毒素（adenylate cyclase toxin）adenylate cyclase toxin（アデニル酸シクラーゼ毒素）・気管毒素tracheal cytotoxin気管毒素（tracheal cytotoxin）tracheal cytotoxin（気管毒素）・皮膚壊死毒素dermonecrotic toxin皮膚壊死毒素（dermonecrotic toxin）dermonecrotic toxin（皮膚壊死毒素））による相加的additive相加的（additive）additive（相加的）な組織傷害tissue injury組織傷害（tissue injury）tissue injury（組織傷害）」の2段階でとらえる。百日咳毒素pertussis toxin百日咳毒素（pertussis toxin）pertussis toxin（百日咳毒素）はGiのADPリボシル化ribosylationリボシル化（ribosylation）ribosylation（リボシル化）でcAMP上昇とリンパ球増多lymphocytosisリンパ球増多（lymphocytosis）lymphocytosis（リンパ球増多）の両方を起こす。
• 臨床経過はカタル期catarrhal stageカタル期（catarrhal stage）catarrhal stage（カタル期）（最も感染力が強い）→痙咳期paroxysmal stage痙咳期（paroxysmal stage）paroxysmal stage（痙咳期）（特徴的な咳・whoop）→回復期recovery phase回復期（recovery phase）recovery phase（回復期）（100日咳）の順で進む。
• ⚠️ 痙咳期paroxysmal stage痙咳期（paroxysmal stage）paroxysmal stage（痙咳期）に入ってからの抗菌薬は咳を短縮しない。カタル期catarrhal stageカタル期（catarrhal stage）catarrhal stage（カタル期）に開始してこそ重症化・伝播を防げる。生後1か月未満はアジスロマイシンのみが推奨される。
• 曝露後21日以内の家庭内接触者contacts接触者（contacts）contacts（接触者）へのマクロライド予防投与が重症化リスクの高い乳児を守る。
• 予防の柱はDTaP/Tdapワクチンで、各妊娠時のTdap接種による母体からの受動免疫移行（コクーニングcocooningコクーニング（cocooning）cocooning（コクーニング））が現行の標準。