Microbe Atlas · 細菌
Propionibacterium
- 分類
- G+ 桿菌・非芽胞 / Gram+ rods (non-spore)Propionibacterium
- 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
- 感染性心内膜炎集簇性ざ瘡尋常性痤瘡
- 作用する薬剤
- クリンダマイシンサレサイクリンテトラサイクリンドキシサイクリンミノサイクリン
🧠 全体像:Propionibacterium(代表種P. acnes、現在の分類名Cutibacterium acnes)は二重の顔を持つ菌である。皮膚の常在菌として脂肪酸を産生し皮膚を弱酸weak acid弱酸(weak acid)weak acid(弱酸)性に保つ保護者である一方、毛包という嫌気的anaerobic嫌気的(anaerobic)anaerobic(嫌気的)で脂質に富んだ環境に閉じ込められると増殖して尋常性痤瘡acne vulgaris尋常性痤瘡(acne vulgaris)acne vulgaris(尋常性痤瘡)(にきびacneにきび(acne)acne(にきび))の炎症を引き起こす。もう一つの顔が診断上の難題を生む——発育の遅い皮膚常在菌であるがゆえに血液培養で最も高頻度に検出される「汚染菌」でありながら、人工弁prosthetic valve人工弁(prosthetic valve)prosthetic valve(人工弁)・人工関節・脳室シャントventricular shunt脳室シャント(ventricular shunt)ventricular shunt(脳室シャント)のような人工物prosthesis人工物(prosthesis)prosthesis(人工物)が関わると本物の起炎菌causative organism起炎菌(causative organism)causative organism(起炎菌)にもなりうる。「汚染か感染か」をどう見分けるかがこの菌を学ぶ実務上の核心になる。
微生物学的な特徴
グラム陽性の多形性pleomorphism多形性(pleomorphism)pleomorphism(多形性)桿菌(短桿菌〜球桿菌状)で、非芽胞形成sporulation芽胞形成(sporulation)sporulation(芽胞形成)・非運動性nonmotile非運動性(nonmotile)nonmotile(非運動性)・カタラーゼ陽性catalase-positiveカタラーゼ陽性(catalase-positive)catalase-positive(カタラーゼ陽性)。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 酸素要求性 | 耐気性嫌気性菌aerotolerant anaerobe耐気性嫌気性菌(aerotolerant anaerobe)aerotolerant anaerobe(耐気性嫌気性菌)——嫌気環境anaerobic environments嫌気環境(anaerobic environments)anaerobic environments(嫌気環境)を好むが、大気中の酸素にもある程度耐えて発育できる |
| 発育速度 | 発育が遅い。標準的な培養(3〜5日)では陰性に見えても、延長培養extended culture延長培養(extended culture)extended culture(延長培養)(10〜14日)で初めて陽性化することがある |
| 生息部位 | 皮脂腺sebaceous gland皮脂腺(sebaceous gland)sebaceous gland(皮脂腺)の多い皮膚(顔・頭皮・上背部)、結膜conjunctiva結膜(conjunctiva)conjunctiva(結膜) |
| 分類 | 2016年の系統解析phylogenetic analysis系統解析(phylogenetic analysis)phylogenetic analysis(系統解析)により、皮膚常在のP. acnesはCutibacterium acnesという新属に再分類された。腸管由来のPropionibacterium属とは別系統として整理されている |
病原性の仕組み:常在から日和見病原体への転換
皮膚常在菌としてのPropionibacterium(Cutibacterium acnes)は、皮脂sebum皮脂(sebum)sebum(皮脂)中の中性脂肪triglyceride中性脂肪(triglyceride)triglyceride(中性脂肪)を分解して遊離脂肪酸free fatty acids遊離脂肪酸(free fatty acids)free fatty acids(遊離脂肪酸)・プロピオン酸を産生し、皮膚表面を弱酸weak acid弱酸(weak acid)weak acid(弱酸)性(pH約4.5〜5.5)に保つことで他の病原菌・真菌の定着を妨げる保護的な役割を持つ。
flowchart TD
A["アンドロゲンなどによる<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sebum'>皮脂</span>分泌増加+<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='follicular infundibulum'>毛包漏斗部</span>の角化異常"] --> B["毛包が閉塞し<span class='jp-term jp-term-diagram' title='comedone'>面皰</span>を形成"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='anaerobic'>嫌気的</span>・脂質に富む環境が生まれる"]
C --> D["Cutibacterium acnesが<br>閉塞毛包内で異常増殖"]
D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Toll-like receptor 2 (TLR2)'>Toll様受容体2</span>の活性化・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='complement activation'>補体活性化</span>・<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='neutrophil migration'>好中球遊走</span>などの<span class='jp-term jp-term-diagram' title='innate immune response'>自然免疫応答</span>"]
E --> F["炎症性丘疹・膿疱・結節"]
💡 同じ菌が「保護」にも「炎症の引き金」にもなるのは環境次第。 開放環境の皮膚表面では脂肪酸産生が防御に働くが、閉塞した毛包内という酸素の乏しい環境では同じ菌が異常増殖し、自然免疫を強く刺激する側に転じる。詳しい病態は尋常性痤瘡acne vulgaris尋常性痤瘡(acne vulgaris)acne vulgaris(尋常性痤瘡)を参照。
もう一つの顔がバイオフィルム形成biofilm formationバイオフィルム形成(biofilm formation)biofilm formation(バイオフィルム形成)能である。人工弁prosthetic valve人工弁(prosthetic valve)prosthetic valve(人工弁)・人工関節・脳室シャントventricular shunt脳室シャント(ventricular shunt)ventricular shunt(脳室シャント)・乳房インプラントbreast implants乳房インプラント(breast implants)breast implants(乳房インプラント)などの人工物prosthesis人工物(prosthesis)prosthesis(人工物)表面に付着してバイオフィルムbiofilmバイオフィルム(biofilm)biofilm(バイオフィルム)を作ると、免疫や抗菌薬から保護されながら持続感染persistent infection持続感染(persistent infection)persistent infection(持続感染)を成立させる。
感染経路と疫学
- 内因性感染endogenous infection内因性感染(endogenous infection)endogenous infection(内因性感染)が基本:患者自身の皮膚常在菌が、手術・デバイス留置の際に体内へ持ち込まれる(外来からの伝播ではない)
- 人工関節感染prosthetic joint infection人工関節感染(prosthetic joint infection)prosthetic joint infection(人工関節感染)では肩関節glenohumeral joint肩関節(glenohumeral joint)glenohumeral joint(肩関節)が突出して多い——肩周囲の皮膚は皮脂腺sebaceous gland皮脂腺(sebaceous gland)sebaceous gland(皮脂腺)・Cutibacteriumの密度が他部位より高く、術野surgical field術野(surgical field)surgical field(術野)の消毒だけでは完全に除菌しきれないためとされる
- 尋常性痤瘡acne vulgaris尋常性痤瘡(acne vulgaris)acne vulgaris(尋常性痤瘡)は思春期のアンドロゲン上昇を契機に好発する
起こす疾患
| 疾患 | 特徴 |
|---|---|
| 尋常性痤瘡acne vulgaris尋常性痤瘡(acne vulgaris)acne vulgaris(尋常性痤瘡)(にきびacneにきび(acne)acne(にきび)) | 最も頻度の高い臨床像。毛包閉塞と炎症の相互作用で発症する |
| 人工物prosthesis人工物(prosthesis)prosthesis(人工物)関連感染(人工関節、とくに肩関節glenohumeral joint肩関節(glenohumeral joint)glenohumeral joint(肩関節)) | バイオフィルム形成biofilm formationバイオフィルム形成(biofilm formation)biofilm formation(バイオフィルム形成)により発症が緩徐で、術後数か月〜数年を経て症状が顕在化することがある |
| 人工弁prosthetic valve人工弁(prosthetic valve)prosthetic valve(人工弁)感染性心内膜炎infective endocarditis, IE感染性心内膜炎(infective endocarditis, IE)infective endocarditis, IE(感染性心内膜炎) | 亜急性の経過をとりやすく、発育の遅さから培養陰性に見えることがある |
| 脳室シャントventricular shunt脳室シャント(ventricular shunt)ventricular shunt(脳室シャント)感染 | 神経外科的デバイスに定着した場合、緩徐な経過をたどることが多い |
診断:汚染と感染の見分け方
血液培養でPropionibacterium(Cutibacterium)が検出されたとき、まず疑うべきは採血時に混入した皮膚常在菌である。単一セットのみの陽性、遅い陽性化(発育の遅さそのもの)、臨床像との不整合があれば汚染と判断してよいことが多い。
一方、次のような状況では真の感染を積極的に疑う。
- 人工弁prosthetic valve人工弁(prosthetic valve)prosthetic valve(人工弁)・人工関節・脳室シャントventricular shunt脳室シャント(ventricular shunt)ventricular shunt(脳室シャント)など人工物prosthesis人工物(prosthesis)prosthesis(人工物)が体内に存在する
- 複数の培養検体(血液培養の複数セット、または術中複数部位の組織培養)で繰り返し同一菌が検出される
- 発熱・局所の疼痛・炎症所見の上昇など臨床像と矛盾しない
⭐ 人工関節感染prosthetic joint infection人工関節感染(prosthetic joint infection)prosthetic joint infection(人工関節感染)を疑う場合は延長培養extended culture延長培養(extended culture)extended culture(延長培養)が必須。 Cutibacterium acnesは発育が遅いため、標準的な5日間の培養では見逃されうる。術中に採取した複数の組織検体を10〜14日間培養することで検出率が上がる。除去したインプラントimplantインプラント(implant)implant(インプラント)自体を超音波処理して付着菌を遊離させるソニケーション培養sonication cultureソニケーション培養(sonication culture)sonication culture(ソニケーション培養)も検出率向上に有用とされる。
治療と予防
| 場面 | 治療 |
|---|---|
| 尋常性痤瘡acne vulgaris尋常性痤瘡(acne vulgaris)acne vulgaris(尋常性痤瘡) | クリンダマイシン・ドキシサイクリンなどの外用・内服抗菌薬を、過酸化ベンゾイルbenzoyl peroxide, BPO過酸化ベンゾイル(benzoyl peroxide, BPO)benzoyl peroxide, BPO(過酸化ベンゾイル)や外用レチノイドtopical retinoid外用レチノイド(topical retinoid)topical retinoid(外用レチノイド)と併用する(抗菌薬単独は用いない)。過酸化ベンゾイルbenzoyl peroxide, BPO過酸化ベンゾイル(benzoyl peroxide, BPO)benzoyl peroxide, BPO(過酸化ベンゾイル)は活性酸素reactive oxygen species活性酸素(reactive oxygen species)reactive oxygen species(活性酸素)による殺菌作用bactericidal effect殺菌作用(bactericidal effect)bactericidal effect(殺菌作用)で耐性化が報告されていない |
| 人工物prosthesis人工物(prosthesis)prosthesis(人工物)関連感染 | 感受性検査susceptibility test感受性検査(susceptibility test)susceptibility test(感受性検査)に基づく抗菌薬(ペニシリンGbenzylpenicillinペニシリンG(benzylpenicillin)benzylpenicillin(ペニシリンG)系が奏効(treatment) response奏効((treatment) response)(treatment) response(奏効)することが多い)に加え、デバイスの抜去removal (of a tube/catheter/drain)抜去(removal (of a tube/catheter/drain))removal (of a tube/catheter/drain)(抜去)・入れ替えが根治に必要になることが多い——バイオフィルムbiofilmバイオフィルム(biofilm)biofilm(バイオフィルム)内の菌は抗菌薬だけでは除去しきれない |
⚠️ メトロニダゾールは頼りにならない。 Cutibacterium acnesは耐気性嫌気性菌aerotolerant anaerobe耐気性嫌気性菌(aerotolerant anaerobe)aerotolerant anaerobe(耐気性嫌気性菌)であり、偏性嫌気性菌obligate anaerobes偏性嫌気性菌(obligate anaerobes)obligate anaerobes(偏性嫌気性菌)ほど酸化還元電位redox potential酸化還元電位(redox potential)redox potential(酸化還元電位)の低い環境を必要としないため、メトロニダゾールの活性化(還元的活性化reductive activation還元的活性化(reductive activation)reductive activation(還元的活性化))が働きにくく、有効性は不安定である。
まとめ
- Propionibacterium(代表種はCutibacterium acnesに再分類されたP. acnes)は皮脂腺sebaceous gland皮脂腺(sebaceous gland)sebaceous gland(皮脂腺)の多い皮膚に常在するグラム陽性・耐気性aerotolerance耐気性(aerotolerance)aerotolerance(耐気性)嫌気性桿菌で、脂肪酸産生により皮膚を弱酸weak acid弱酸(weak acid)weak acid(弱酸)性に保つ保護的な役割を持つ。
- 毛包が閉塞すると同じ菌が異常増殖し、自然免疫を刺激して尋常性痤瘡acne vulgaris尋常性痤瘡(acne vulgaris)acne vulgaris(尋常性痤瘡)を引き起こす。
- 発育が遅いため、標準培養では陰性でも延長培養extended culture延長培養(extended culture)extended culture(延長培養)(10〜14日)で陽性化することがある。
- 血液培養での検出は汚染菌であることが多いが、人工弁prosthetic valve人工弁(prosthetic valve)prosthetic valve(人工弁)・人工関節(とくに肩関節glenohumeral joint肩関節(glenohumeral joint)glenohumeral joint(肩関節))・脳室シャントventricular shunt脳室シャント(ventricular shunt)ventricular shunt(脳室シャント)が関わる場合は真の起炎菌causative organism起炎菌(causative organism)causative organism(起炎菌)になりうる——判断は培養の再現性・臨床像・人工物prosthesis人工物(prosthesis)prosthesis(人工物)の有無で行う。
- 尋常性痤瘡acne vulgaris尋常性痤瘡(acne vulgaris)acne vulgaris(尋常性痤瘡)の治療はクリンダマイシン・ドキシサイクリンなどの抗菌薬を過酸化ベンゾイルbenzoyl peroxide, BPO過酸化ベンゾイル(benzoyl peroxide, BPO)benzoyl peroxide, BPO(過酸化ベンゾイル)・外用レチノイドtopical retinoid外用レチノイド(topical retinoid)topical retinoid(外用レチノイド)と併用する。人工物prosthesis人工物(prosthesis)prosthesis(人工物)関連感染はデバイス抜去removal (of a tube/catheter/drain)抜去(removal (of a tube/catheter/drain))removal (of a tube/catheter/drain)(抜去)が根治に必要になることが多い。