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Microbe Atlas · 細菌

Corynebacterium diphtheriae

ジフテリア菌

分類
G+ 桿菌・非芽胞 / Gram+ rods (non-spore)Corynebacterium
性状
Gram陽性 (G+)桿菌 Bacilli
科目
Medical Microbiology
トピック
2/32: Corynebacterium diphtheriae, diphtheroids and the Propionibacterium genus5/1: Bacteria causing skin and wound infections (list) and their diagnosis5/4: Bacteria causing air-borne upper respiratory tract infections (list) and their diagnostics
原因となる疾患
ジフテリア
作用する薬剤
エリスロマイシンペニシリンG

🧠 全体像:は「菌自体は咽頭局所から一歩も動かないのに、毒素だけが全身を回る」という二重構造で読む菌である。しかも毒素を作れるかどうかは菌そのものの性質ではなく、したファージが持ち込む遺伝子次第という点が最大のになる——同じCorynebacterium diphtheriaeでも、tox遺伝子を運ぶβファージに感染していない株は毒素を作らず、臨床的なにならない。皮膚・に常在する無害な「」やPropionibacteriumとは、この毒素産生能の有無が本質的な違いになる。

微生物学的な特徴

で、両端がわずかに膨らんだの形態を示す。分裂の際に完全に離れず折れ曲がるため、標本上では柵状・V字状・「英字」様配置をとる。ヒトのみに感染するヒト特異的病原体で、を持たない。

項目 内容
染色性・形態 、の両端、柵状・V字状配置
異染小体 (metachromatic granules=volutin granules=Babes-Ernst顆粒)——ポリリン酸を貯蔵する構造。で青紫色に染まり、菌体本体は黄緑〜褐色となるため「」様に見える
生化学的性状 、好気性、、、サッカロース(ショ糖)分解陰性
生息部位 皮膚、鼻・咽頭粘膜

培養での同定

培地 所見
凝固血清・卵・心臓抽出物からなる象牙色の培地。発育が速く、形成が強く現れる——毒素産生の有無に関わらず菌の発育・形態確認に用いる
グリセリン・血液・システイン・を含む。本菌はを還元し、を伴う黒色コロニーを形成する

⭐ は「菌がいるか」、は「毒素を作るか」を見る、役割の違う2つの検査。 培養でC. diphtheriaeと同定できても、それだけでは毒素産生株かどうかは分からない。

病原性の仕組み

菌の増殖は常に咽頭局所にとどまる。病原性の中心はというで、A(active)サブユニットが酵素活性を、B(binding)サブユニットがへの結合を担う。

flowchart TD
  A["Corynebacterium diphtheriae<br>(tox遺伝子を持つβファージに<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lysogenization'>溶原化</span>)"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diphtheria toxin'>ジフテリア毒素</span>産生<br>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='AB-type exotoxin'>AB型外毒素</span>)"]
  B --> C["Bサブユニットが受容体に結合し<br>細胞内へ取り込まれる"]
  C --> D["AサブユニットがeEF2を<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='ADP-ribosylation'>ADP-リボシル化</span>"]
  D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='protein synthesis inhibition'>蛋白合成阻害</span>→細胞死"]
  E --> F["局所:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pseudomembrane formation'>偽膜形成</span>・気道閉塞<br>重症例では頸部軟部組織浮腫+リンパ節腫脹=牛の首"]
  B --> G["毒素が血流で拡散(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='toxemia'>毒血症</span>)"]
  G --> H["心毒性:心筋炎・不整脈・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='heart block'>心ブロック</span>"]
  G --> I["神経毒性:脱髄<br>第3週に<span class='jp-term jp-term-diagram' title='palatal palsy'>軟口蓋麻痺</span><br>第5週以降に眼筋・四肢・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diaphragmatic paralysis'>横隔膜麻痺</span>"]

💡 毒素を作れるかどうかは菌自体の遺伝子ではなく、感染しているファージ次第。 tox遺伝子は染色体上ではなくしたコリネファージβ(corynephage β)が運ぶ。非株(tox遺伝子を持たない株)は同じC. diphtheriaeでも毒素を作れず、咽頭炎を起こしてもも全身毒性も生じない——「菌がいる」ことと「毒素を作る」ことは別問題である。

💡 毒素産生は鉄が少ないほど強くなる。 毒素遺伝子の発現は鉄結合性のDtxR(diphtheria toxin repressor)が制御しており、鉄が十分にあるとDtxRが毒素遺伝子を抑え込む。咽頭粘膜のように鉄が乏しい環境ではDtxRが外れ、毒素産生が促進される——「鉄不足で病原性が上がる」という直感に反する仕組みが試験で問われやすい。

局所と全身、2つの病態

病態 機序・症状
障害(菌は局所にとどまる) 蛋白合成停止によるの壊死が、線維素・炎症細胞・壊死組織と一体化した厚い灰色のを形成する。無理に剥がすと出血する。が咽頭から喉頭・気管へ広がり、剥離・脱落すると急性の気道閉塞(窒息)を招く。⚠️ 「牛の」徴候はこの下方進展の結果ではない——重症例で生じる部から前頸部にかけての著明な軟部組織浮腫にリンパ節腫脹が加わった外観を指す1
全身性合併症(毒素が血流で拡散=) 心毒性(心筋炎・不整脈・→心不全)は発症後1〜2週間で顕在化することが多いが、は経過の早期にも数週間後にも起こりうるとしている1。神経毒性は第3週に最も多い(・嚥下障害)から始まり、第5週以降に・、四肢の、そしてが起こりうる1。深部皮膚病変(「」)を伴うこともある

⚠️ 緑膿菌のはと同一機序。 Pseudomonas aeruginosaのもeEF2をして蛋白合成を止める——系統の全く異なる菌が同じ分子標的に収束進化した好例で、対比して覚えると両方が定着しやすい。

感染経路と疫学

  • 伝播が主体。咽頭・鼻腔の・患者からので伝播する
  • 皮膚の創傷を介した接触伝播()もある。とくに衛生状態の悪い環境・熱帯地域で見られる
  • ヒトのみを宿主とし、ジフテリアはワクチン接種率が高い地域では稀だが、が低下した地域では輸入例・が今も報告される
  • 潜伏期は2〜5日程度

起こす疾患

菌は局所(咽頭・喉頭・皮膚)にとどまるが、産生された毒素が全身に及ぶため、臨床像は局所病変と全身合併症の組み合わせで決まる。詳細はジフテリアを参照。

病型 特徴
咽頭・扁桃ジフテリア 最も多い病型。灰色の。重症例では部〜前頸部の軟部組織浮腫とリンパ節腫脹が加わり「牛の首」の外観になる1
が気道を狭窄・閉塞させうる緊急症
慢性の。熱帯地域・環境で多い。は通常必要とせず抗菌薬のみで足りる2
全身毒性合併症 心筋炎・不整脈・、脱髄性神経障害(第3週の → 第5週以降の眼筋・四肢・横隔膜の麻痺)1

診断

検査 内容
が青紫色、菌体は黄緑〜褐色——「」様の外観
培養(・) 菌の存在を確認する。ではを伴う黒色コロニー
毒素の検出。を含むを培地に埋め込み、菌株を線状に接種——毒素とが出会う位置にが現れる
Römer試験 の培養液をに接種し、一方にはを先に投与——での毒素産生を確認する(歴史的手法)
tox遺伝子の検出。近年はより迅速な確認法として用いられる

⚠️ 臨床診断が先、検査確定は後。 の進行は急速で、培養・の結果を待っていると治療が手遅れになりうる。臨床像でジフテリアを疑った時点で、確定を待たずに投与を開始するのが原則である。

治療と予防

治療 内容
(受動免疫) 血流中の未結合の毒素だけを中和する——細胞に結合し終えた毒素にはもはや無効なため、臨床的に疑った時点で検査結果を待たずに投与する
抗菌薬 またはを14日間3。の現行推奨は「またはペニシリンのみ」で2、アミノグリコシド系は適応としない。感染部位・症状の有無・毒素産生性を問わず適用される3。抗菌薬は菌を排除して毒素産生を止め、周囲への伝播を断つ目的で用いる——の代わりにはならない。⚠️ 世界の複数地域でペニシリン耐性が高率に報告されており、薬剤選択で考慮する2
気道管理 気道閉塞をきたした場合は挿管・を含む
予防 /Tdワクチン()——の(不活化毒素)を用いる

⚠️ ワクチンは毒素を防ぐが、感染・保菌までは防がない。 はで毒素を中和するため重症化は防げるが、接種者でも咽頭への定着・は起こりうる。には曝露後の抗菌薬予防(7日または10日間、もしくはGの単回筋注)3と、接種歴に応じたを行う。

まとめ

  • は(・)で、ヒトのみに感染し伝播する。菌自体は局所にとどまるが、したβファージが運ぶtox遺伝子を持つ株だけがを産生する。
  • 毒素はで、eEF2をして蛋白合成を止める——緑膿菌のと同一機序。毒素産生は鉄欠乏環境(DtxRの解除)で促進される。
  • 局所ではと気道閉塞を起こす。「牛の首」はの下方進展ではなく、重症例の部〜前頸部の軟部組織浮腫+リンパ節腫脹による外観である。全身では心毒性(心筋炎・)と神経毒性(第3週の → 第5週以降の眼筋・四肢・横隔膜の麻痺)を起こす——⚠️ 急性期を乗り切ってもを監視する期間が残る。
  • 診断は・・で菌を確認し、で毒素産生を別途確認する——両者は役割が違う。
  • 治療の本体は(未結合の毒素だけに有効)+または14日間3。アミノグリコシドは適応外。臨床的に疑った時点で検査結果を待たずにを開始する(ではは通常不要2)。
  • 予防は/Td。ワクチンはを防ぐが咽頭定着・保菌までは防がない。
  • 皮膚・の常在菌である「(Diphteroids)」やPropionibacteriumは同属・近縁属だが非毒素産生・で、対照的な存在として押さえる。

出典

  1. 1.Chapter 7: Diphtheria — Epidemiology and Prevention of Vaccine-Preventable Diseases (Pink Book)(CDC・2024)「牛の首」が重症例における顎下部および前頸部の著明な浮腫にリンパ節腫脹を伴った外観であること(原文「Patients with severe disease may develop marked edema of the submandibular areas and the anterior neck along with lymphadenopathy, giving a characteristic 'bull neck' appearance.」)、神経麻痺の時期が「軟口蓋麻痺は第3週に最も多く、眼筋・四肢・横隔膜の麻痺は第5週以降に起こりうる」であること(原文「Paralysis of the soft palate is most frequent during the third week of illness. Paralysis of eye muscles, limbs, and the diaphragm can occur after the fifth week.」)、心筋炎が経過の早期にも数週間後にも起こりうること(原文「Myocarditis may present as abnormal cardiac rhythms and can occur early in the course of the illness or weeks later.」)を確認した。最終更新は2024年4月23日。⚠️ cdc.gov は素の curl が403を返すため WebFetch 経由で取得した(上記の引用は逐語で返っている)閲覧 2026-09-08
  2. 2.Clinical Guidance for Diphtheria(CDC・2026)呼吸器・皮膚ジフテリアの抗菌薬治療について「Only erythromycin or penicillin is recommended.」とし、この2剤以外を推奨しないこと、世界の複数地域でペニシリン耐性が高率に報告されており薬剤選択時に考慮すべきこと(原文「High rates of penicillin resistance have been reported in multiple regions worldwide and should be considered when selecting treatment.」)、皮膚ジフテリアでは抗毒素が通常必要でないこと(原文は皮膚ジフテリアの項で「Antitoxin isn't typically needed.」)を確認した。最終更新は2026年7月31日。⚠️ cdc.gov は素の curl が403を返すため WebFetch 経由で取得した閲覧 2026-09-08
  3. 3.Chapter 1: Diphtheria — Manual for the Surveillance of Vaccine-Preventable Diseases(Centers for Disease Control and Prevention・2025)感染部位・症状の有無・毒素産生性にかかわらず C. diphtheriae 感染者が抗菌薬治療を受けるべきであること、治療期間が「エリスロマイシンまたはペニシリンを14日間」であること(原文「A treatment course with erythromycin or penicillin is administered over 14 days.」)、濃厚接触者への予防投与がエリスロマイシン7日または10日間もしくはベンザチンペニシリンG単回筋注であることを確認した。最終更新は2025年1月8日閲覧 2026-09-08