Microbe Atlas · 細菌
Klebsiella pneumoniae
肺炎桿菌
- 分類
- 腸内細菌科 / EnterobacteriaceaeKlebsiella
- 性状
- Gram陰性 (G−)桿菌 Bacilli通性嫌気性 Facultative
- 科目
- Medical Microbiology
- トピック
- 2/13: Klebsiella, Enterobacter, Proteus, and Serratia genus5/8: The most important microbial pathogens of the urinary tract (list)5/13: Bacteria causing lower respiratory tract infections (list) and their diagnosis
- 自然耐性薬
- アンピシリンアモキシシリン
- 原因となる疾患
- Caroli病壊死性腸炎急性腎盂腎炎・腎膿瘍急性胆管炎新生児敗血症胆石症特発性細菌性腹膜炎尿路感染症敗血症肺膿瘍腹膜炎・消化管穿孔
- 作用する薬剤
- アズトレオナムアミカシンイミペネムシラスタチンエラバサイクリンエルタペネムゲンタマイシンコリスチンセファゾリンセファレキシンセフィデロコルセフェピムセフォキシチンセフォタキシムセフォペラゾンセフタジジムセフタジジム＋アビバクタムセフトロザン＋タゾバクタムセフメタゾールチゲサイクリントブラマイシンドリペネムネチルマイシンノルフロキサシンピブメシリナムピペラシリンポリミキシンBメロペネム
🧠 全体像：肺炎桿菌Klebsiella pneumoniae肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）Klebsiella pneumoniae（肺炎桿菌）を理解する鍵は莢膜の厚さの一点にある。腸内細菌科の中で群を抜いて厚い多糖体莢膜polysaccharide capsule多糖体莢膜（polysaccharide capsule）polysaccharide capsule（多糖体莢膜）が、粘稠なコロニー・悪臭のない血性喀痰・アルコール依存症alcohol use disorder (AUD) / alcoholismアルコール依存症（alcohol use disorder (AUD) / alcoholism）alcohol use disorder (AUD) / alcoholism（アルコール依存症）患者の壊死性肺炎necrotizing pneumonia壊死性肺炎（necrotizing pneumonia）necrotizing pneumonia（壊死性肺炎）という臨床像を一直線に説明し、同時に莢膜の下に潜むβラクタマーゼ（染色体性SHV-1からESBL・カルバペネマーゼcarbapenemaseカルバペネマーゼ（carbapenemase）carbapenemase（カルバペネマーゼ）まで）が、腸内細菌科の中で最も手強い耐性菌になりやすい理由でもある。Enterobacter cloacae・Serratia marcescensと共に乳糖発酵lactose fermentation乳糖発酵（lactose fermentation）lactose fermentation（乳糖発酵）陽性の院内感染菌グループ（KES群）を構成するが、莢膜の厚さと耐性の広がりで一段抜きん出た存在になる。
微生物学的な特徴
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 運動性 | 非運動性nonmotile非運動性（nonmotile）nonmotile（非運動性）——周毛性鞭毛peritrichous flagella周毛性鞭毛（peritrichous flagella）peritrichous flagella（周毛性鞭毛）を持つEnterobacter cloacae・Proteus mirabilisとの鑑別点 |
| 莢膜 | 厚い多糖体莢膜polysaccharide capsule多糖体莢膜（polysaccharide capsule）polysaccharide capsule（多糖体莢膜）——腸内細菌科の中で最も目立つ形態的特徴。血清学的検査は莢膜膨化試験capsule swelling test (Quellung reaction)莢膜膨化試験（capsule swelling test (Quellung reaction)）capsule swelling test (Quellung reaction)（莢膜膨化試験） |
| 生化学的性状 | 乳糖発酵lactose fermentation乳糖発酵（lactose fermentation）lactose fermentation（乳糖発酵）陽性（急速発酵）、ウレアーゼ陽性、グルコース陽性、インドールindoleインドール（indole）indole（インドール）・H₂S陰性 |
| 培養所見 | EMB寒天培地eosin methylene blue agarEMB寒天培地（eosin methylene blue agar）eosin methylene blue agar（EMB寒天培地）で濃青〜紫色コロニー、普通寒天培地では尿臭のある粘液様の大コロニー（莢膜による粘稠性を反映） |
⭐ KES群（Klebsiella・Enterobacter・Serratia）は乳糖発酵lactose fermentation乳糖発酵（lactose fermentation）lactose fermentation（乳糖発酵）陽性という1点で束ねられる。 MacConkey寒天MacConkey agarMacConkey寒天（MacConkey agar）MacConkey agar（MacConkey寒天）でピンク色pinkピンク色（pink）pink（ピンク色）を呈する日和見opportunistic日和見（opportunistic）opportunistic（日和見）・院内感染菌のグループで、Proteus mirabilis（乳糖非発酵lactose non-fermenter乳糖非発酵（lactose non-fermenter）lactose non-fermenter（乳糖非発酵））とはこの1点で明確に分かれる。KlebsiellaとEnterobacterは急速発酵菌、Serratiaは緩徐発酵菌という発酵速度の差はあるが、臨床的な重みは薄い。
病原性の仕組み
flowchart TD
A["Klebsiella pneumoniae"] --> B["厚い<span class='jp-term jp-term-diagram' title='polysaccharide capsule'>多糖体莢膜</span>"]
A --> C["染色体性SHV-1βラクタマーゼ<br>（常在的に産生）"]
A --> D["ESBL・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='carbapenemase'>カルバペネマーゼ</span><br>（獲得性、プラスミド性が多い）"]
B --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='evasion of phagocytosis'>貪食回避</span>"]
E --> F["粘稠なコロニー<br>厚く血性だが悪臭のない喀痰"]
C --> G["アンピシリン・アモキシシリンに<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intrinsic resistance'>自然耐性</span>"]
D --> H["ペニシリン・セファロスポリン<br>さらには<span class='jp-term jp-term-diagram' title='carbapenem'>カルバペネム</span>まで無効化"]💡 「3つのA」で臨床像を覚える。 アルコール依存症Alcoholismアルコール依存症（Alcoholism）Alcoholism（アルコール依存症）に多く、誤嚥で下気道に侵入し、膿瘍を形成する——この語呂がそのまま肺炎桿菌Klebsiella pneumoniae肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）Klebsiella pneumoniae（肺炎桿菌）肺炎（フリードレンダー肺炎Friedländer's pneumoniaフリードレンダー肺炎（Friedländer's pneumonia）Friedländer's pneumonia（フリードレンダー肺炎））の典型像になる。
⚠️ 肺炎桿菌Klebsiella pneumoniae肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）Klebsiella pneumoniae（肺炎桿菌）は腸内細菌科の耐性の階層を最も速く駆け上がる菌種である。 染色体性のSHV-1型βラクタマーゼを常在的に産生するためアンピシリン・アモキシシリンには自然耐性intrinsic resistance自然耐性（intrinsic resistance）intrinsic resistance（自然耐性）を示す（同じ腸内細菌科でも大腸菌はこの酵素を持たない）。ここにESBL（基質特異性拡張型βラクタマーゼextended-spectrum beta-lactamase (ESBL)基質特異性拡張型βラクタマーゼ（extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)）extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)（基質特異性拡張型βラクタマーゼ））が加わるとペニシリン・セファロスポリンの大部分が無効化され、さらにカルバペネマーゼcarbapenemaseカルバペネマーゼ（carbapenemase）carbapenemase（カルバペネマーゼ）（KPC・NDM・OXA-48型）を獲得すると最終手段のカルバペネム系carbapenemsカルバペネム系（carbapenems）carbapenems（カルバペネム系）まで効かなくなる——この耐性の階層（ESBL→カルバペネマーゼcarbapenemaseカルバペネマーゼ（carbapenemase）carbapenemase（カルバペネマーゼ））を教科書的に最も体現する菌種として知られる。
感染経路と疫学
- 正常腸内フローラnormal intestinal flora (normal gut microbiota)正常腸内フローラ（normal intestinal flora (normal gut microbiota)）normal intestinal flora (normal gut microbiota)（正常腸内フローラ）・上気道の常在菌で、内因性感染endogenous infection内因性感染（endogenous infection）endogenous infection（内因性感染）と院内伝播の両方が起こる
- アルコール依存症alcohol use disorder (AUD) / alcoholismアルコール依存症（alcohol use disorder (AUD) / alcoholism）alcohol use disorder (AUD) / alcoholism（アルコール依存症）患者の市中肺炎community-acquired pneumonia, CAP市中肺炎（community-acquired pneumonia, CAP）community-acquired pneumonia, CAP（市中肺炎）の代表菌——誤嚥を契機に大葉性肺炎lobar pneumonia大葉性肺炎（lobar pneumonia）lobar pneumonia（大葉性肺炎）（フリードレンダー肺炎Friedländer's pneumoniaフリードレンダー肺炎（Friedländer's pneumonia）Friedländer's pneumonia（フリードレンダー肺炎））を起こす
- 院内では人工呼吸器ventilators人工呼吸器（ventilators）ventilators（人工呼吸器）・尿路カテーテル・血管内カテーテルを介した日和見opportunistic日和見（opportunistic）opportunistic（日和見）感染が中心
- 新生児室・ICUでのアウトブレイクoutbreakアウトブレイク（outbreak）outbreak（アウトブレイク）を起こしやすく、新生児敗血症neonatal sepsis新生児敗血症（neonatal sepsis）neonatal sepsis（新生児敗血症）の原因にもなる
起こす疾患
| 疾患 | 押さえどころ |
|---|---|
| 肺炎（フリードレンダー肺炎Friedländer's pneumoniaフリードレンダー肺炎（Friedländer's pneumonia）Friedländer's pneumonia（フリードレンダー肺炎）） | 厚く血性だが悪臭のない喀痰が特徴。大葉性肺炎lobar pneumonia大葉性肺炎（lobar pneumonia）lobar pneumonia（大葉性肺炎）、壊死性肺炎necrotizing pneumonia壊死性肺炎（necrotizing pneumonia）necrotizing pneumonia（壊死性肺炎）に進展しうる |
| 尿路感染症・急性腎盂腎炎Acute Pyelonephritis急性腎盂腎炎（Acute Pyelonephritis）Acute Pyelonephritis（急性腎盂腎炎）・腎膿瘍renal abscess腎膿瘍（renal abscess）renal abscess（腎膿瘍） | UTI起因菌の上位upper上位（upper）upper（上位）。カテーテル関連が多い |
| 急性胆管炎acute cholangitis急性胆管炎（acute cholangitis）acute cholangitis（急性胆管炎）・胆石症cholelithiasis胆石症（cholelithiasis）cholelithiasis（胆石症） | 腸管からの逆行性感染retrograde infection逆行性感染（retrograde infection）retrograde infection（逆行性感染） |
| 腹膜炎・消化管穿孔・特発性細菌性腹膜炎spontaneous bacterial peritonitis (SBP)特発性細菌性腹膜炎（spontaneous bacterial peritonitis (SBP)）spontaneous bacterial peritonitis (SBP)（特発性細菌性腹膜炎） | 肝硬変患者で問題になる |
| 副鼻腔炎・中耳炎・創部感染・敗血症 | 日和見opportunistic日和見（opportunistic）opportunistic（日和見）感染として起こりうる |
| 新生児敗血症neonatal sepsis新生児敗血症（neonatal sepsis）neonatal sepsis（新生児敗血症） | 新生児室でのアウトブレイクoutbreakアウトブレイク（outbreak）outbreak（アウトブレイク）に注意 |
診断
- EMB寒天培地eosin methylene blue agarEMB寒天培地（eosin methylene blue agar）eosin methylene blue agar（EMB寒天培地）で濃青〜紫色コロニー、普通寒天培地で粘液様の大コロニーという培養所見が莢膜の厚さを反映する
- 莢膜膨化試験capsule swelling test (Quellung reaction)莢膜膨化試験（capsule swelling test (Quellung reaction)）capsule swelling test (Quellung reaction)（莢膜膨化試験）による血清学的検査
- 感受性試験susceptibility test感受性試験（susceptibility test）susceptibility test（感受性試験）が治療方針treatment strategy治療方針（treatment strategy）treatment strategy（治療方針）を決める：ESBL・カルバペネマーゼcarbapenemaseカルバペネマーゼ（carbapenemase）carbapenemase（カルバペネマーゼ）産生の有無で使える薬が大きく変わる
治療と予防
- アンピシリン・アモキシシリンは染色体性SHV-1により自然耐性intrinsic resistance自然耐性（intrinsic resistance）intrinsic resistance（自然耐性）（メタパネルの自然耐性intrinsic resistance自然耐性（intrinsic resistance）intrinsic resistance（自然耐性）欄を参照）
- 予防はカテーテル管理・手指衛生hand hygiene手指衛生（hand hygiene）hand hygiene（手指衛生）・ICUでの接触予防策contact precautions接触予防策（contact precautions）contact precautions（接触予防策）が中心
まとめ
- 肺炎桿菌Klebsiella pneumoniae肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）Klebsiella pneumoniae（肺炎桿菌）は非運動性nonmotile非運動性（nonmotile）nonmotile（非運動性）・厚い莢膜を持つ乳糖発酵lactose fermentation乳糖発酵（lactose fermentation）lactose fermentation（乳糖発酵）陽性のグラム陰性桿菌で、EMB培地eosin methylene blue agarEMB培地（eosin methylene blue agar）eosin methylene blue agar（EMB培地）の濃青〜紫色コロニーと粘液様の大コロニーが特徴。
- 「3つのA」（アルコール依存症alcohol use disorder (AUD) / alcoholismアルコール依存症（alcohol use disorder (AUD) / alcoholism）alcohol use disorder (AUD) / alcoholism（アルコール依存症）・誤嚥・膿瘍）がフリードレンダー肺炎Friedländer's pneumoniaフリードレンダー肺炎（Friedländer's pneumonia）Friedländer's pneumonia（フリードレンダー肺炎）の臨床像を要約する。
- Enterobacter cloacae・Serratia marcescensと共にKES群（乳糖発酵lactose fermentation乳糖発酵（lactose fermentation）lactose fermentation（乳糖発酵）陽性の院内感染菌）を構成するが、莢膜の厚さと耐性の広がりで際立つ。
- 染色体性SHV-1でアンピシリン・アモキシシリンに自然耐性intrinsic resistance自然耐性（intrinsic resistance）intrinsic resistance（自然耐性）。ESBL→カルバペネマーゼcarbapenemaseカルバペネマーゼ（carbapenemase）carbapenemase（カルバペネマーゼ）（KPC・NDM・OXA-48）という耐性の階層を最も速く駆け上がる腸内細菌科の代表菌。
- 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）（NDM型）産生株にはアビバクタムavibactamアビバクタム（avibactam）avibactam（アビバクタム）系配合剤が無効で、アズトレオナムaztreonamアズトレオナム（aztreonam）aztreonam（アズトレオナム）併用またはセフィデロコルcefiderocolセフィデロコル（cefiderocol）cefiderocol（セフィデロコル）が必要になる。