Microbe Atlas · 細菌
Pseudomonas aeruginosa
緑膿菌
- 分類
- G− 桿菌・好気性 / Gram− rods (aerobic)Pseudomonas
- 性状
- Gram陰性 (G−)桿菌 Bacilli好気性 Aerobic
- 科目
- Medical Microbiology
- トピック
- 2/19: Pseudomonas group and Acinetobacter, Burkholderia, Stenotrophomonas genus5/1: Bacteria causing skin and wound infections (list) and their diagnosis5/12: The most important bacteria causing meningitis and encephalitis (list), their diagnosis, and principles of treatment
- 自然耐性薬
- アンピシリンセフトリアキソンエルタペネムスルファメトキサゾール＋トリメトプリム
- 原因となる疾患
- Fournier壊疽化膿性関節炎（敗血症性関節炎）外耳炎角膜炎眼内炎気管支拡張症急性骨髄性白血病急性腎盂腎炎・腎膿瘍結膜炎骨髄炎細菌性髄膜炎細菌性皮膚感染症（伝染性膿痂疹・毛包炎・せつ・よう）市中肺炎耳介軟骨膜炎尿路感染症熱傷嚢胞性線維症脳膿瘍敗血症腹膜炎・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オフロキサシンゲンタマイシンコリスチンシプロフロキサシンセフィデロコルセフェピ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＋タゾバクタムトブラマイシンドリペネムネチルマイシンピペラシリンポリミキシンBメロペネム転化石鹸
🧠 全体像：緑膿菌を理解する鍵は病原性の強さそのものより自然耐性intrinsic resistance自然耐性（intrinsic resistance）intrinsic resistance（自然耐性）の広さにある。外膜の低透過性・排出ポンプefflux pumps排出ポンプ（efflux pumps）efflux pumps（排出ポンプ）・誘導性AmpCinducible AmpC誘導性AmpC（inducible AmpC）inducible AmpC（誘導性AmpC）という3つの防御機構を生まれつき備えているため、使える抗菌薬の一覧（抗緑膿菌薬）は最初から限られている。アンピシリン・セフトリアキソン・エルタペネムertapenemエルタペネム（ertapenem）ertapenem（エルタペネム）・ST合剤はそもそも守備範囲外——広域にすればするほど効くという直感がここで崩れる。水回り・湿潤環境を好む環境常在菌で、健常者にはほとんど無害だが、カテーテル・人工呼吸器ventilators人工呼吸器（ventilators）ventilators（人工呼吸器）・熱傷創burn wounds熱傷創（burn wounds）burn wounds（熱傷創）・好中球減少という「バリアが破れた場所」を狙う日和見opportunistic日和見（opportunistic）opportunistic（日和見）・院内感染の代表菌である。
微生物学的な特徴
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 形態 | グラム陰性桿菌、単一の極単毛性鞭毛polar flagellum極単毛性鞭毛（polar flagellum）polar flagellum（極単毛性鞭毛）で運動性あり |
| 酸素要求性 | 偏性好気性obligate aerobe偏性好気性（obligate aerobe）obligate aerobe（偏性好気性）——通性嫌気性facultative anaerobe通性嫌気性（facultative anaerobe）facultative anaerobe（通性嫌気性）のE. coliなど腸内細菌科との重要な鑑別点 |
| 酵素 | オキシダーゼ陽性oxidase-positiveオキシダーゼ陽性（oxidase-positive）oxidase-positive（オキシダーゼ陽性）、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） |
| 生息地 | 土壌・水・湿潤環境に広く分布。正常皮膚フローラの一員でもある |
| 培養所見 | 血液寒天培地でβ溶血。青緑色色素（ピオシアニンpyocyaninピオシアニン（pyocyanin）pyocyanin（ピオシアニン）＋ピオベルジンpyoverdineピオベルジン（pyoverdine）pyoverdine（ピオベルジン））と果実様・ブドウ様の芳香を伴うコロニー |
⭐ オキシダーゼ陽性oxidase-positiveオキシダーゼ陽性（oxidase-positive）oxidase-positive（オキシダーゼ陽性）は非発酵性グラム陰性桿菌non-fermenting gram-negative rods非発酵性グラム陰性桿菌（non-fermenting gram-negative rods）non-fermenting gram-negative rods（非発酵性グラム陰性桿菌）の中での位置づけを決める。 同じ非発酵菌でもAcinetobacter baumanniiはオキシダーゼ陰性oxidase-negativeオキシダーゼ陰性（oxidase-negative）oxidase-negative（オキシダーゼ陰性）であり、この1点だけで緑膿菌と鑑別できる。
病原性の仕組み
flowchart TD
A["緑膿菌"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='exotoxin A'>外毒素A</span><br>EF-2をADP<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ribosylation'>リボシル化</span>"]
A --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='biofilm formation'>バイオフィルム形成</span><br>（カテーテル・CF気道粘液）"]
A --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intrinsic resistance'>自然耐性</span>の3機構<br>低透過性外膜・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='efflux pumps'>排出ポンプ</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='inducible AmpC'>誘導性AmpC</span>"]
B --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='protein synthesis inhibition'>蛋白合成阻害</span><br>細胞死"]
C --> F["抗菌薬・免疫から隔離<br>慢性化・除菌困難"]
D --> G["使える抗緑膿菌薬が<br>最初から少数に限定"]
E --> H["組織障害・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ecthyma gangrenosum'>壊疽性膿瘡</span>"]💡 外毒素Aexotoxin A外毒素A（exotoxin A）exotoxin A（外毒素A）はジフテリアA毒素と同一機序。 伸長因子2elongation factor 2 (EF-2)伸長因子2（elongation factor 2 (EF-2)）elongation factor 2 (EF-2)（伸長因子2）（EF-2）をADPリボシル化ribosylationリボシル化（ribosylation）ribosylation（リボシル化）して蛋白合成を止める点で、Corynebacterium diphtheriaeのジフテリア毒素diphtheria toxinジフテリア毒素（diphtheria toxin）diphtheria toxin（ジフテリア毒素）と収束進化している——系統の全く異なる菌が同じ分子標的に行き着いた好例である。
⚠️ 自然耐性intrinsic resistance自然耐性（intrinsic resistance）intrinsic resistance（自然耐性）の広さは3つの機構の重なりで生まれる。 外膜の低透過性が薬剤の侵入自体を妨げ、排出ポンプefflux pumps排出ポンプ（efflux pumps）efflux pumps（排出ポンプ）（MexAB-OprMなど）が侵入した薬剤を汲み出し、誘導性AmpCinducible AmpC誘導性AmpC（inducible AmpC）inducible AmpC（誘導性AmpC）セファロスポリナーゼがβラクタムを分解する。この3層構造のため、アンピシリン・第1〜2世代セファロスポリン・セフトリアキソン・エルタペネムertapenemエルタペネム（ertapenem）ertapenem（エルタペネム）・ST合剤はそもそも守備範囲に入らない——「使える薬」を最初から抗緑膿菌薬という別カテゴリーで覚える必要がある。
感染経路と疫学
- 水系・湿潤環境（シンクsinkシンク（sink）sink（シンク）、シャワー、人工呼吸器ventilators人工呼吸器（ventilators）ventilators（人工呼吸器）回路、コンタクトレンズ洗浄液、温水浴槽）からの曝露が中心
- 高リスク群：好中球減少症（急性骨髄性白血病acute myeloid leukemia, AML急性骨髄性白血病（acute myeloid leukemia, AML）acute myeloid leukemia, AML（急性骨髄性白血病）の化学療法後など）、嚢胞性線維症、熱傷、糖尿病、静注薬物使用IV drug use静注薬物使用（IV drug use）IV drug use（静注薬物使用）、人工呼吸器ventilators人工呼吸器（ventilators）ventilators（人工呼吸器）・尿路カテーテル留置catheterizationカテーテル留置（catheterization）catheterization（カテーテル留置）
- 「ホットタブ毛包炎hot tub folliculitisホットタブ毛包炎（hot tub folliculitis）hot tub folliculitis（ホットタブ毛包炎）」：塩素消毒不十分な温水浴槽使用後のそう痒性丘疹膿疱性毛包炎papulopustular folliculitis丘疹膿疱性毛包炎（papulopustular folliculitis）papulopustular folliculitis（丘疹膿疱性毛包炎）
- 外耳炎otitis externa外耳炎（otitis externa）otitis externa（外耳炎）（スイマーズイヤーswimmer's earスイマーズイヤー（swimmer's ear）swimmer's ear（スイマーズイヤー））：水中曝露による外耳炎otitis externa外耳炎（otitis externa）otitis externa（外耳炎）。糖尿病患者では骨髄炎に進展する悪性外耳道炎malignant otitis externa悪性外耳道炎（malignant otitis externa）malignant otitis externa（悪性外耳道炎）に注意
起こす疾患
| 疾患・病態 | 押さえどころ |
|---|---|
| 院内・人工呼吸器関連肺炎ventilator-associated pneumonia, VAP人工呼吸器関連肺炎（ventilator-associated pneumonia, VAP）ventilator-associated pneumonia, VAP（人工呼吸器関連肺炎） | 嚢胞性線維症患者で特に重要。慢性感染chronic infection慢性感染（chronic infection）chronic infection（慢性感染）がFEV1低下の主因になる |
| 骨髄炎 | 糖尿病患者・静注薬物使用者IV drug users静注薬物使用者（IV drug users）IV drug users（静注薬物使用者）に多い |
| 熱傷創burn wounds熱傷創（burn wounds）burn wounds（熱傷創）感染 | 入院中の熱傷患者に多く、敗血症の起点になりうる |
| 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） | 尿路カテーテル関連の院内感染 |
| 外耳炎otitis externa外耳炎（otitis externa）otitis externa（外耳炎） | 「スイマーズイヤーswimmer's earスイマーズイヤー（swimmer's ear）swimmer's ear（スイマーズイヤー）」。糖尿病では骨破壊bone erosion骨破壊（bone erosion）bone erosion（骨破壊）性の悪性外耳道炎malignant otitis externa悪性外耳道炎（malignant otitis externa）malignant otitis externa（悪性外耳道炎）へ進行しうる |
| 壊疽性膿瘡ecthyma gangrenosum壊疽性膿瘡（ecthyma gangrenosum）ecthyma gangrenosum（壊疽性膿瘡） | 緑膿菌菌血症・敗血症を示唆する特徴的皮疹。黒色壊死black eschar黒色壊死（black eschar）black eschar（黒色壊死）斑を伴う |
| 細菌性髄膜炎bacterial meningitis細菌性髄膜炎（bacterial meningitis）bacterial meningitis（細菌性髄膜炎） | まれだが神経外科手術・脳室ドレーンventricular drain (EVD)脳室ドレーン（ventricular drain (EVD)）ventricular drain (EVD)（脳室ドレーン）に関連 |
| 腹膜炎・消化管穿孔 | 腹膜透析peritoneal dialysis, PD腹膜透析（peritoneal dialysis, PD）peritoneal dialysis, PD（腹膜透析）・術後腹腔内感染intra-abdominal infection腹腔内感染（intra-abdominal infection）intra-abdominal infection（腹腔内感染）で問題になる |
⚠️ 壊疽性膿瘡ecthyma gangrenosum壊疽性膿瘡（ecthyma gangrenosum）ecthyma gangrenosum（壊疽性膿瘡）を見たら緑膿菌敗血症を直ちに疑う。 菌血症から敗血症に至り毒素が組織を障害する過程で生じる特徴的皮疹で、早期の広域抗緑膿菌薬開始の根拠になる。
診断
- 血液寒天培地でのβ溶血、青緑色色素＋果実様芳香というコロニー所見で強く示唆される
- オキシダーゼ陽性oxidase-positiveオキシダーゼ陽性（oxidase-positive）oxidase-positive（オキシダーゼ陽性）・偏性好気性obligate aerobe偏性好気性（obligate aerobe）obligate aerobe（偏性好気性）という生化学的性状で腸内細菌科と鑑別
- 感受性検査susceptibility test感受性検査（susceptibility test）susceptibility test（感受性検査）（アンチバイオグラムantibiogramアンチバイオグラム（antibiogram）antibiogram（アンチバイオグラム））が必須：株ごとの耐性パターンlocal resistance patterns耐性パターン（local resistance patterns）local resistance patterns（耐性パターン）の差が大きく、経験的治療empiric therapy経験的治療（empiric therapy）empiric therapy（経験的治療）をそのまま維持できるとは限らない
治療と予防
抗緑膿菌薬という限られたカテゴリーからしか選べない点が最大の特徴。
- 重症感染ではβラクタム＋アミノグリコシド／フルオロキノロンの併用療法が相乗効果synergism相乗効果（synergism）synergism（相乗効果）とカバー範囲拡大の目的で選ばれることが多い
- 予防はカテーテル・人工呼吸器ventilators人工呼吸器（ventilators）ventilators（人工呼吸器）回路の管理、手指衛生hand hygiene手指衛生（hand hygiene）hand hygiene（手指衛生）、CF患者の慢性気道感染に対する吸入抗菌薬inhaled antibiotics吸入抗菌薬（inhaled antibiotics）inhaled antibiotics（吸入抗菌薬）管理が中心
まとめ
- 緑膿菌は偏性好気性obligate aerobe偏性好気性（obligate aerobe）obligate aerobe（偏性好気性）・オキシダーゼ陽性oxidase-positiveオキシダーゼ陽性（oxidase-positive）oxidase-positive（オキシダーゼ陽性）のグラム陰性桿菌で、青緑色色素と果実様芳香を伴うコロニーで同定される。
- 病原性の核は外毒素Aexotoxin A外毒素A（exotoxin A）exotoxin A（外毒素A）（EF-2のADPリボシル化ribosylationリボシル化（ribosylation）ribosylation（リボシル化）、ジフテリア毒素diphtheria toxinジフテリア毒素（diphtheria toxin）diphtheria toxin（ジフテリア毒素）と同一機序）と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）。
- 自然耐性intrinsic resistance自然耐性（intrinsic resistance）intrinsic resistance（自然耐性）の広さ（低透過性外膜・排出ポンプefflux pumps排出ポンプ（efflux pumps）efflux pumps（排出ポンプ）・誘導性AmpCinducible AmpC誘導性AmpC（inducible AmpC）inducible AmpC（誘導性AmpC））により、アンピシリン・セフトリアキソン・エルタペネムertapenemエルタペネム（ertapenem）ertapenem（エルタペネム）・ST合剤は最初から効かない——使える薬は抗緑膿菌薬という限られたリストに絞られる。
- CF患者の慢性肺感染、熱傷創burn wounds熱傷創（burn wounds）burn wounds（熱傷創）感染、カテーテル関連尿路感染catheter-associated UTIカテーテル関連尿路感染（catheter-associated UTI）catheter-associated UTI（カテーテル関連尿路感染）、壊疽性膿瘡ecthyma gangrenosum壊疽性膿瘡（ecthyma gangrenosum）ecthyma gangrenosum（壊疽性膿瘡）（菌血症の特徴的皮疹）が臨床像の柱。
- 治療は感受性検査susceptibility test感受性検査（susceptibility test）susceptibility test（感受性検査）に基づく抗緑膿菌βラクタム±アミノグリコシド／フルオロキノロンの併用が原則で、多剤耐性株にはコリスチンcolistinコリスチン（colistin）colistin（コリスチン）が最終手段になる。