Klebsiella pneumoniae

🧠 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ESBLESBL（extended-spectrum β-lactamase）・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（KESKES（Klebsiella-Enterobacter-Serratia）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

⭐ 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 agar MacConkey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["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='extended-spectrum β-lactamase'>ESBL</span>・<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 pneumoniaフリードレンダー肺炎（Friedländer pneumonia）Friedländer 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） （KPCKPC（Klebsiella pneumoniae carbapenemase）・NDMNDM（New Delhi metallo-β-lactamase）・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 nosocomial transmission 院内伝播（nosocomial transmission） nosocomial transmission（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 pneumoniaフリードレンダー肺炎（Friedländer pneumonia）Friedländer 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intravascular catheter 血管内カテーテル（intravascular catheter）intravascular catheter（血管内カテーテル） を介した日和見感染が中心
• 新生児室・ICUICU（intensive care unit）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
• ⚠️ 健常者を侵す高病原性 hypervirulent 高病原性（hypervirulent） hypervirulent（高病原性） 型もある。 古典型classic form 古典型（classic form）classic form（古典型） が院内・基礎疾患のある人の日和見感染を起こすのに対し、高病原性hypervirulent 高病原性（hypervirulent）hypervirulent（高病原性） 型は健常なことが多い市中の人に感染し、多発病巣 lesion (focal)病巣（lesion (focal)） lesion (focal)（病巣）・転移性拡散、中枢神経系感染・眼内炎endophthalmitis 眼内炎（endophthalmitis）endophthalmitis（眼内炎） を起こしやすい。アジア太平洋地域に多いが世界的に発生している。莢膜産生の亢進とアエロバクチン aerobactin アエロバクチン（aerobactin） aerobactin（アエロバクチン） （鉄を奪うシデロフォア siderophoreシデロフォア（siderophore） siderophore（シデロフォア））産生が病原因子 virulence factor 病原因子（virulence factor） virulence factor（病原因子） で、現時点の臨床検査室では古典型 classic form 古典型（classic form） classic form（古典型） と判別できない¹

起こす疾患

診断

• EMB寒天培地eosin methylene blue agar EMB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nutrient agar 普通寒天培地（nutrient agar）nutrient agar（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

💡 ESBL産生株にピペラシリン piperacillinピペラシリン（piperacillin） piperacillin（ピペラシリン）・タゾバクタムtazobactam タゾバクタム（tazobactam）tazobactam（タゾバクタム） を使わないのはなぜか。 血流感染bloodstream infection 血流感染（bloodstream infection）bloodstream infection（血流感染） 391例の無作為化比較試験 randomized controlled trial (RCT) 無作為化比較試験（randomized controlled trial (RCT)） randomized controlled trial (RCT)（無作為化比較試験） では30日生存率 survival 生存率（survival） survival（生存率） がピペラシリン piperacillinピペラシリン（piperacillin） piperacillin（ピペラシリン）・タゾバクタムtazobactam タゾバクタム（tazobactam）tazobactam（タゾバクタム） 88%、メロペネムmeropenem メロペネム（meropenem）meropenem（メロペネム） 96%だった。ただし基準法（ブロスマイクロ希釈法 dilution method希釈法（dilution method） dilution method（希釈法））で感受性を再判定した320例の再解析では91%対96%に縮まり、統計学的な有意差は消えている。それでも指針がカルバペネム carbapenem カルバペネム（carbapenem） carbapenem（カルバペネム） を推奨薬に据え続けるのは、差の向きが部分集団をまたいで一貫していることと、機序上の懸念が重なるためである——ESBLやOXA-1が共存すると感受性判定そのものがぶれやすく、菌量が多い病巣 lesion (focal) 病巣（lesion (focal)） lesion (focal)（病巣） （膿瘍など）では再増殖が起こりやすく、ピペラシリンpiperacillin ピペラシリン（piperacillin）piperacillin（ピペラシリン） とタゾバクタム tazobactam タゾバクタム（tazobactam） tazobactam（タゾバクタム） の配合比が8対1でタゾバクタム tazobactam タゾバクタム（tazobactam） tazobactam（タゾバクタム） の量が相対的に少ない。一方、重症でなく菌血症を伴わない複雑性尿路感染症 complicated urinary tract infection 複雑性尿路感染症（complicated urinary tract infection） complicated urinary tract infection（複雑性尿路感染症） では代替薬として認められている——尿中濃度が高いためで、部位によって扱いが変わる³。

⚠️ テトラサイクリン系（チゲサイクリンtigecyclineチゲサイクリン（tigecycline）tigecycline（チゲサイクリン）・エラバサイクリンeravacyclineエラバサイクリン（eravacycline）eravacycline（エラバサイクリン））は組織へ速やかに分布して血中・尿中濃度が低いため、CREの血流感染 bloodstream infection血流感染（bloodstream infection） bloodstream infection（血流感染）・尿路感染には勧められない代替にとどまる。 コリスチンcolistinコリスチン（colistin）colistin（コリスチン）などのポリミキシン系 polymyxins ポリミキシン系（polymyxins） polymyxins（ポリミキシン系） は、従来のCRE治療でよく軸にされたが、KPC型の推奨薬はポリミキシン系 polymyxinsポリミキシン系（polymyxins） polymyxins（ポリミキシン系）・アミノグリコシドを軸にした治療より転帰がよく毒性も少ないと一貫して報告されている。コリスチンcolistin コリスチン（colistin）colistin（コリスチン） は短期投与でも腎毒性が約30%に及ぶため、現行の手引きではCREの単純性膀胱炎 uncomplicated cystitis 単純性膀胱炎（uncomplicated cystitis） uncomplicated cystitis（単純性膀胱炎） でも代替にとどまる³。

• 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 agar EMB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 pneumonia フリードレンダー肺炎（Friedländer pneumonia） Friedländer 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。
• 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） の型で薬が変わる：KPC型はセフタジジム・アビバクタムavibactam アビバクタム（avibactam）avibactam（アビバクタム） などの新しい阻害薬配合剤、NDM型はアズトレオナム aztreonamアズトレオナム（aztreonam） aztreonam（アズトレオナム）・アビバクタムavibactam アビバクタム（avibactam）avibactam（アビバクタム） （無ければセフタジジム・アビバクタムavibactam アビバクタム（avibactam）avibactam（アビバクタム） ＋アズトレオナム aztreonamアズトレオナム（aztreonam） aztreonam（アズトレオナム））かセフィデロコル cefiderocolセフィデロコル（cefiderocol） cefiderocol（セフィデロコル）、OXA-48様はセフタジジム・アビバクタムavibactamアビバクタム（avibactam）avibactam（アビバクタム）。カルバペネム耐性carbapenem-resistant カルバペネム耐性（carbapenem-resistant）carbapenem-resistant（カルバペネム耐性） でもカルバペネマーゼ carbapenemase カルバペネマーゼ（carbapenemase） carbapenemase（カルバペネマーゼ） を作っていない株があり、そこではカルバペネム carbapenem カルバペネム（carbapenem） carbapenem（カルバペネム） の投与時間延長で足りることがある。
• 古典型classic form 古典型（classic form）classic form（古典型） の院内感染とは別に、健常者に肝膿瘍 liver abscess肝膿瘍（liver abscess） liver abscess（肝膿瘍）・眼内炎endophthalmitis眼内炎（endophthalmitis）endophthalmitis（眼内炎）・髄膜炎を起こす高病原性 hypervirulent 高病原性（hypervirulent） hypervirulent（高病原性） 型がある。