Microbe Atlas · 細菌
Porphyromonas gingivalis
- 分類
- G− 桿菌・偏性嫌気性 / Gram− rods (anaerobic)Porphyromonas
- 性状
- Gram陰性 (G−)桿菌 Bacilli偏性嫌気性 Obligate anaerobe
- 科目
- Medical Microbiology
- トピック
- 2/6: Anaerobic Gram-negative rods (Bacteroides, Fusobacterium, Prevotella, Porphyromonas)5/5: Normal flora of the oral cavity. Microbes causing infections of the oral cavity (list)
- 自然耐性薬
- ゲンタマイシンアミカシントブラマイシンアズトレオナム
- 原因となる疾患
- 歯周炎
🧠 全体像:P. gingivalisは「量は少数派でも生態系全体を歪める」病原体として読む。歯周ポケットPeriodontal pocket歯周ポケット(Periodontal pocket)Periodontal pocket(歯周ポケット)内の菌叢に占める割合はわずかでも、宿主の免疫応答と常在菌叢のバランスそのものを崩すキーストーン病原体keystone pathogenキーストーン病原体(keystone pathogen)keystone pathogen(キーストーン病原体)として振る舞い、慢性歯周炎periodontitis歯周炎(periodontitis)periodontitis(歯周炎)の主要な起因菌の一つになる。武器はジンジパインgingipainジンジパイン(gingipain)gingipain(ジンジパイン)という蛋白分解酵素proteolytic enzyme蛋白分解酵素(proteolytic enzyme)proteolytic enzyme(蛋白分解酵素)で、これが局所の組織破壊だけでなく、菌血症を介した遠隔臓器への影響という近年注目される話にもつながっている。
微生物学的な特徴
グラム陰性の偏性嫌気性obligate anaerobe偏性嫌気性(obligate anaerobe)obligate anaerobe(偏性嫌気性)桿菌で、口腔の歯周ポケットPeriodontal pocket歯周ポケット(Periodontal pocket)Periodontal pocket(歯周ポケット)に常在する。血液寒天培地上で黒色〜褐色の色素(プロトヘム由来)を産生する色素産生嫌気性菌pigment-producing anaerobe色素産生嫌気性菌(pigment-producing anaerobe)pigment-producing anaerobe(色素産生嫌気性菌)——旧分類の「黒色色素産生性Bacteroidaceae」に属していたグループの代表種であり、*Prevotella*属と共に黒色コロニーを形成する点が共通する。
慢性歯周炎periodontitis歯周炎(periodontitis)periodontitis(歯周炎)の病原体として、Tannerella forsythia・Treponema denticolaとともに「レッドコンプレックスred complexレッドコンプレックス(red complex)red complex(レッドコンプレックス)」と呼ばれる歯周病原性の強い菌群を構成する。
病原性の仕組み
主要な病原因子はジンジパインgingipainジンジパイン(gingipain)gingipain(ジンジパイン)(アルギニンarginine (Arg)アルギニン(arginine (Arg))arginine (Arg)(アルギニン)特異的・リジン特異的の2種のシステインプロテアーゼcysteine proteaseシステインプロテアーゼ(cysteine protease)cysteine protease(システインプロテアーゼ))で、歯肉溝滲出液gingival crevicular fluid歯肉溝滲出液(gingival crevicular fluid)gingival crevicular fluid(歯肉溝滲出液)中の蛋白質・補体成分complement component補体成分(complement component)complement component(補体成分)・サイトカイン・免疫グロブリンを分解し、局所の免疫防御frontline immune defense免疫防御(frontline immune defense)frontline immune defense(免疫防御)を無力化しながら組織を破壊する。トリプシン様活性trypsin-like activityトリプシン様活性(trypsin-like activity)trypsin-like activity(トリプシン様活性)・コラゲナーゼcollagenaseコラゲナーゼ(collagenase)collagenase(コラゲナーゼ)も産生する。
flowchart TD
A["嫌気性グラム陰性桿菌<br>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Periodontal pocket'>歯周ポケット</span>の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='normal flora'>常在フローラ</span>)"] --> B["組織が正常な間は無害・低存在量"]
A --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='gingipain'>ジンジパイン</span>(Arg/Lys特異的プロテアーゼ)産生"]
C --> D["補体・サイトカイン・免疫グロブリンを分解"]
D --> E["局所免疫応答を撹乱<br>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='keystone pathogen'>キーストーン病原体</span>として菌叢バランスを歪める)"]
E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='periodontitis'>歯周炎</span>・顔面口腔膿瘍"]
E --> G["菌血症を介した遠隔臓器への波及<br>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='atherosclerosis'>アテローム性動脈硬化</span>・関節リウマチとの関連が研究されている)"]
💡 「キーストーン病原体keystone pathogenキーストーン病原体(keystone pathogen)keystone pathogen(キーストーン病原体)」とは何か。 P. gingivalisは歯周ポケットPeriodontal pocket歯周ポケット(Periodontal pocket)Periodontal pocket(歯周ポケット)内の菌叢比率としては少数派だが、補体系complement system補体系(complement system)complement system(補体系)(特にC5a経路)を選択的に撹乱することで宿主の免疫監視immune surveillance免疫監視(immune surveillance)immune surveillance(免疫監視)をかいくぐりながら周囲の常在菌全体の異常増殖を許してしまう——建築のキーストーン(要石)のように、量は少なくても抜けると全体の構造(免疫と菌叢のバランス)が崩れる存在として振る舞う。
感染経路と疫学
- 歯周ポケットPeriodontal pocket歯周ポケット(Periodontal pocket)Periodontal pocket(歯周ポケット)という嫌気的anaerobic嫌気的(anaerobic)anaerobic(嫌気的)な微小環境に定着し、歯垢dental plaque歯垢(dental plaque)dental plaque(歯垢)(デンタルプラーク)バイオフィルムbiofilmバイオフィルム(biofilm)biofilm(バイオフィルム)の一員として存在する
- 喫煙・糖尿病・不十分な口腔衛生が歯周炎periodontitis歯周炎(periodontitis)periodontitis(歯周炎)進行のリスク因子
- 慢性の歯周組織periodontium歯周組織(periodontium)periodontium(歯周組織)破壊を通じて低レベルの菌血症を反復し、他臓器への影響(アテローム性動脈硬化atherosclerosisアテローム性動脈硬化(atherosclerosis)atherosclerosis(アテローム性動脈硬化)の進展、関節リウマチにおける蛋白質の異常シトルリン化citrullinationシトルリン化(citrullination)citrullination(シトルリン化)への関与など)が近年の研究対象になっている
起こす疾患
- 歯周炎periodontitis歯周炎(periodontitis)periodontitis(歯周炎):歯肉の慢性炎症から歯槽骨alveolar bone歯槽骨(alveolar bone)alveolar bone(歯槽骨)吸収・歯の動揺swaying (postural instability)動揺(swaying (postural instability))swaying (postural instability)(動揺)・脱落に至る——Prevotella属と並ぶ代表的起因菌
- 顔面・口腔膿瘍:歯周組織periodontium歯周組織(periodontium)periodontium(歯周組織)から隣接組織への波及
- 全身への影響(アテローム性動脈硬化atherosclerosisアテローム性動脈硬化(atherosclerosis)atherosclerosis(アテローム性動脈硬化)、関節リウマチとの関連)は因果関係bidirectional causal relationship因果関係(bidirectional causal relationship)bidirectional causal relationship(因果関係)を含め研究段階にあり、現時点で確立した治療適応therapeutic indications治療適応(therapeutic indications)therapeutic indications(治療適応)にはなっていない
診断・治療
診断は歯周ポケットPeriodontal pocket歯周ポケット(Periodontal pocket)Periodontal pocket(歯周ポケット)からの検体採取と嫌気培養anaerobic culture嫌気培養(anaerobic culture)anaerobic culture(嫌気培養)、または分子生物学的検出による。治療の基本は機械的なプラーク・歯石dental calculus (tartar)歯石(dental calculus (tartar))dental calculus (tartar)(歯石)除去(スケーリング・ルートプレーニングscaling and root planingスケーリング・ルートプレーニング(scaling and root planing)scaling and root planing(スケーリング・ルートプレーニング))による病原性バイオフィルムbiofilmバイオフィルム(biofilm)biofilm(バイオフィルム)の物理的除去であり、全身性の抗菌薬投与は重症例・難治例の補助療法adjuvant therapy補助療法(adjuvant therapy)adjuvant therapy(補助療法)に限られる。用いる場合はメトロニダゾールなど嫌気性菌カバーを持つ薬剤を選択する。⚠️ 偏性嫌気性菌obligate anaerobes偏性嫌気性菌(obligate anaerobes)obligate anaerobes(偏性嫌気性菌)はアミノグリコシド系・アズトレオナムaztreonamアズトレオナム(aztreonam)aztreonam(アズトレオナム)に自然耐性intrinsic resistance自然耐性(intrinsic resistance)intrinsic resistance(自然耐性)を持つ(酸素依存oxygen-dependent酸素依存(oxygen-dependent)oxygen-dependent(酸素依存)性の取り込み機構、グラム陰性好気性菌aerobic bacteria好気性菌(aerobic bacteria)aerobic bacteria(好気性菌)に限定されたPBP3標的という、それぞれ異なる理由による)。
まとめ
- P. gingivalisはグラム陰性の偏性嫌気性obligate anaerobe偏性嫌気性(obligate anaerobe)obligate anaerobe(偏性嫌気性)・色素産生桿菌で、Tannerella forsythia・Treponema denticolaとともに歯周病原性の強い「レッドコンプレックスred complexレッドコンプレックス(red complex)red complex(レッドコンプレックス)」を構成する。
- 病原因子はジンジパインgingipainジンジパイン(gingipain)gingipain(ジンジパイン)(Arg/Lys特異的システインプロテアーゼcysteine proteaseシステインプロテアーゼ(cysteine protease)cysteine protease(システインプロテアーゼ))——補体・サイトカインを分解し、量は少数派でも菌叢バランス全体を歪めるキーストーン病原体keystone pathogenキーストーン病原体(keystone pathogen)keystone pathogen(キーストーン病原体)として振る舞う。
- 慢性歯周炎periodontitis歯周炎(periodontitis)periodontitis(歯周炎)・顔面口腔膿瘍の主要な起因菌であり、菌血症を介したアテローム性動脈硬化atherosclerosisアテローム性動脈硬化(atherosclerosis)atherosclerosis(アテローム性動脈硬化)・関節リウマチとの関連が研究されている。
- 治療の基本は機械的なプラーク除去で、全身性抗菌薬は補助療法adjuvant therapy補助療法(adjuvant therapy)adjuvant therapy(補助療法)にとどまる。アミノグリコシド系・アズトレオナムaztreonamアズトレオナム(aztreonam)aztreonam(アズトレオナム)には自然耐性intrinsic resistance自然耐性(intrinsic resistance)intrinsic resistance(自然耐性)。