Enteroinvasive Escherichia coli

🧠 全体像：EIEC（腸管侵入性大腸菌Enteroinvasive E. coli腸管侵入性大腸菌（Enteroinvasive E. coli）Enteroinvasive E. coli（腸管侵入性大腸菌））は「大腸菌という種の皮をかぶった赤痢菌 Shigella赤痢菌（Shigella） Shigella（赤痢菌）」として理解する。赤痢菌Shigella 赤痢菌（Shigella）Shigella（赤痢菌） 属と同じ約220kbpの病原性プラスミド virulence plasmid 病原性プラスミド（virulence plasmid） virulence plasmid（病原性プラスミド） （pINV）を独立に獲得し、同じIII型分泌装置 type III secretion system (T3SS) III型分泌装置（type III secretion system (T3SS)） type III secretion system (T3SS)（III型分泌装置） （T3SST3SS, type III secretion system）とipa遺伝子群で大腸上皮に侵入する——臨床像・病原機序Pathogenesis 病原機序（Pathogenesis）Pathogenesis（病原機序） は赤痢菌 Shigella 赤痢菌（Shigella） Shigella（赤痢菌） と事実上区別できない。決定的に違うのは進化の深さで、赤痢菌Shigella 赤痢菌（Shigella）Shigella（赤痢菌） が徹底した遺伝子崩壊を経て「大腸菌をやめた」種であるのに対し、EIECは大腸菌としての代謝能（乳糖発酵lactose fermentation 乳糖発酵（lactose fermentation）lactose fermentation（乳糖発酵） 能や運動性を保つ株もある）を色濃く残す病原化の途上にある大腸菌である。本ノートはこのEIECという病原型に特化し、大腸菌全体の基本性状は大腸菌のノート、志賀毒素Shiga toxin 志賀毒素（Shiga toxin）Shiga toxin（志賀毒素） の分子機序 molecular mechanism 分子機序（molecular mechanism） molecular mechanism（分子機序） は志賀赤痢菌Shigella dysenteriae 志賀赤痢菌（Shigella dysenteriae）Shigella dysenteriae（志賀赤痢菌） のノートに譲る。

微生物学的な特徴

⭐ 「赤痢菌Shigella 赤痢菌（Shigella）Shigella（赤痢菌） とEIECは事実上、同じ武器を使う別の宿主生物である」——赤痢菌Shigella赤痢菌（Shigella）Shigella（赤痢菌）側のノートに書いたこの一文が本ノートの出発点になる。両者は同じプラスミドを独立に獲得した平行進化の産物であり、EIECの方が「大腸菌をやめきっていない」ぶん進化的に若い¹。

病原性の仕組み

flowchart TD
    A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='apathogenic'>非病原性</span>の大腸菌"] --> B["pINV（約220kbpの<span class='jp-term jp-term-diagram' title='virulence plasmid'>病原性プラスミド</span>）<br>を水平獲得"]
    B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='type III secretion system'>T3SS</span>（mxi/spa遺伝子群）を発現"]
    C --> D["IpaB・IpaC・IpaDなどのエフェクターを<br>大腸上皮細胞へ注入"]
    D --> E["上皮細胞に侵入し<br>マクロファージを傷害"]
    E --> F["細胞内増殖・隣接細胞への<br>細胞間伝播（IcsA）"]
    F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='colonic mucosa'>大腸粘膜</span>の炎症・浅い潰瘍<br>→赤痢様の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='inflammatory diarrhea'>炎症性下痢</span>"]

pINVプラスミドはmxi/spa遺伝子群によるIII型分泌装置 type III secretion system (T3SS) III型分泌装置（type III secretion system (T3SS)） type III secretion system (T3SS)（III型分泌装置） （T3SS）と、IpaB・IpaC・IpaD・IcsAなどのエフェクターをコードする。これらを介して大腸上皮バリア epithelial barrier 上皮バリア（epithelial barrier） epithelial barrier（上皮バリア） を越え、マクロファージを傷害しながら腸上皮細胞 intestinal epithelial cell 腸上皮細胞（intestinal epithelial cell） intestinal epithelial cell（腸上皮細胞） へ侵入し、細胞内増殖と隣接細胞への伝播を繰り返す——赤痢菌Shigella赤痢菌（Shigella）Shigella（赤痢菌）と全く同じ機序である¹。志賀毒素Shiga toxin 志賀毒素（Shiga toxin）Shiga toxin（志賀毒素） をコードする遺伝子は持たないため、溶血性尿毒症症候群hemolytic uremic syndrome, HUS溶血性尿毒症症候群（hemolytic uremic syndrome, HUS）hemolytic uremic syndrome, HUS（溶血性尿毒症症候群）のリスクは赤痢菌 Shigella 赤痢菌（Shigella） Shigella（赤痢菌） （特にS. dysenteriae）ほど強調されない²。

💡 EIEC O96:H19という「進化の若い」クローンの発見が、この病原型の成り立ちを裏づけている。 イタリア・英国で大規模 genome mutation 大規模（genome mutation） genome mutation（大規模） アウトブレイク outbreak アウトブレイク（outbreak） outbreak（アウトブレイク） を起こした本クローンは、赤痢菌Shigella 赤痢菌（Shigella）Shigella（赤痢菌） や大半のEIEC株と異なり乳糖発酵 lactose fermentation 乳糖発酵（lactose fermentation） lactose fermentation（乳糖発酵） 能を保ち、病原適応的 adaptive 適応的（adaptive） adaptive（適応的） 変異を欠き、非病原性apathogenic 非病原性（apathogenic）apathogenic（非病原性） 大腸菌に近い細胞外環境での増殖能 proliferation 増殖能（proliferation） proliferation（増殖能） を維持していた——病原性プラスミドvirulence plasmid 病原性プラスミド（virulence plasmid）virulence plasmid（病原性プラスミド） を獲得した直後の大腸菌に近い姿と考えられている³。

感染経路と疫学

• ヒト-ヒト接触・糞口感染で伝播する（赤痢菌Shigella赤痢菌（Shigella）Shigella（赤痢菌）と同じ経路）
• 低中所得国の小児で特に多く、先進国では旅行者下痢症traveler's diarrhea旅行者下痢症（traveler's diarrhea）traveler's diarrhea（旅行者下痢症）の原因にもなる²
• EIEC O96:H19クローンによる大規模 genome mutation 大規模（genome mutation） genome mutation（大規模） アウトブレイク outbreak アウトブレイク（outbreak） outbreak（アウトブレイク） がイタリア・英国で報告されており、先進国でも集団感染が起こりうる³

起こす疾患

臨床像・病原性は赤痢菌Shigella赤痢菌（Shigella）Shigella（赤痢菌）と区別できない²ため、EIECによる細菌性急性胃腸炎acute infectious (bacterial) gastroenteritis細菌性急性胃腸炎（acute infectious (bacterial) gastroenteritis）acute infectious (bacterial) gastroenteritis（細菌性急性胃腸炎）は臨床的には赤痢と同様に扱われる。

診断

• 便培養stool culture 便培養（stool culture）stool culture（便培養） に加え、EIECと赤痢菌Shigella赤痢菌（Shigella）Shigella（赤痢菌）は生化学的性状だけでは鑑別が難しく、分子検査（pINV上のipaH遺伝子、大腸菌に特異的なlacY遺伝子）が必要になる²
• 乳糖発酵lactose fermentation 乳糖発酵（lactose fermentation）lactose fermentation（乳糖発酵） の有無だけでは鑑別できない——EIEC O96:H19クローンのように乳糖発酵 lactose fermentation 乳糖発酵（lactose fermentation） lactose fermentation（乳糖発酵） 陽性の株が赤痢菌 Shigella 赤痢菌（Shigella） Shigella（赤痢菌） 様の重症例を起こしうる³

治療と予防

• 大半は支持療法（経口補水）で自然軽快する
• 重症例・易感染性宿主では赤痢に準じてシプロフロキサシンciprofloxacinシプロフロキサシン（ciprofloxacin）ciprofloxacin（シプロフロキサシン）などのフルオロキノロン系 fluoroquinoloneフルオロキノロン系（fluoroquinolone） fluoroquinolone（フルオロキノロン系）、アジスロマイシン、ST合剤、セフトリアキソンなどの第3世代セファロスポリン third-generation cephalosporin 第3世代セファロスポリン（third-generation cephalosporin） third-generation cephalosporin（第3世代セファロスポリン） を感受性結果に基づいて選択する
• 予防は適切な衛生管理 hygiene 衛生管理（hygiene） hygiene（衛生管理） と食品衛生 food hygiene食品衛生（food hygiene） food hygiene（食品衛生）、渡航者では飲食物の衛生に注意する

まとめ

• EIECは大腸菌の一病原型でありながら、赤痢菌Shigella赤痢菌（Shigella）Shigella（赤痢菌）と同じ病原性プラスミド virulence plasmid 病原性プラスミド（virulence plasmid） virulence plasmid（病原性プラスミド） （pINV）を独立に獲得し、同じT3SS・ipa遺伝子群で大腸上皮に侵入する。
• 赤痢菌Shigella 赤痢菌（Shigella）Shigella（赤痢菌） が徹底した遺伝子崩壊を経た「独立種」であるのに対し、EIECは大腸菌としての代謝能（乳糖発酵lactose fermentation乳糖発酵（lactose fermentation）lactose fermentation（乳糖発酵）・運動性）を保つ株もあり、病原化の途上にある大腸菌と位置づけられる。
• 臨床像・病原性は赤痢菌 Shigella 赤痢菌（Shigella） Shigella（赤痢菌） と事実上区別できず、志賀毒素Shiga toxin 志賀毒素（Shiga toxin）Shiga toxin（志賀毒素） を持たないためHUSHUS（hemolytic uremic syndrome）リスクは強調されない。
• 生化学的性状だけでは赤痢菌 Shigella 赤痢菌（Shigella） Shigella（赤痢菌） と鑑別しにくく、ipaH・lacY遺伝子などの分子検査が必要になる。
• EIEC O96:H19クローンによるイタリア・英国での大規模 genome mutation 大規模（genome mutation） genome mutation（大規模） アウトブレイク outbreak アウトブレイク（outbreak） outbreak（アウトブレイク） は、先進国でも集団感染が起こりうることを示す。
• 治療は赤痢に準じ、重症例・易感染性宿主で感受性結果に基づき抗菌薬を選択する。