Streptococcus pyogenes / GAS

🧠 全体像：化膿レンサ球菌Streptococcus pyogenes化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）Streptococcus pyogenes（化膿レンサ球菌）（Lancefield A群、β溶血、バシトラシンbacitracinバシトラシン（bacitracin）bacitracin（バシトラシン）感受性）の病気は「菌が直接起こす病気」と「菌が引き金を引いて免疫が自分を攻撃する病気」の二層epiblast/hypoblast二層（epiblast/hypoblast）epiblast/hypoblast（二層）構造で読む。咽頭炎・膿痂疹impetigo膿痂疹（impetigo）impetigo（膿痂疹）・丹毒erysipelas丹毒（erysipelas）erysipelas（丹毒）・蜂窩織炎・壊死性筋膜炎necrotizing fasciitis壊死性筋膜炎（necrotizing fasciitis）necrotizing fasciitis（壊死性筋膜炎）は菌や毒素の直接作用direct action直接作用（direct action）direct action（直接作用）だが、感染から約2週間後に起こる急性リウマチ熱acute rheumatic fever, RF急性リウマチ熱（acute rheumatic fever, RF）acute rheumatic fever, RF（急性リウマチ熱）と溶連菌感染後糸球体腎炎PSGN溶連菌感染後糸球体腎炎（PSGN）PSGN（溶連菌感染後糸球体腎炎）はすでに菌が排除されたあとに免疫反応が暴走する病態であり、早期のペニシリンが前者を防いでも後者（特にPSGN）は防げない。

微生物学的な特徴

グラム陽性球菌Gram-positive cocciグラム陽性球菌（Gram-positive cocci）Gram-positive cocci（グラム陽性球菌）が長い連鎖状chains連鎖状（chains）chains（連鎖状）に配列し、ヒトの皮膚・咽頭に定着して直接接触や飛沫respiratory droplets飛沫（respiratory droplets）respiratory droplets（飛沫）で伝播する。カタラーゼは陰性で、この点がまずブドウ球菌属（陽性、黄色ブドウ球菌を参照）と分ける。

レンサ球菌科は溶血パターン→Lancefield群・生化学試験の順に鑑別が進む。この対応関係は本菌のページに集約し、他のレンサ球菌・腸球菌ノートからはここへリンクする。

⭐ 鑑別試験の対応表

flowchart TD
    A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Gram-positive cocci'>グラム陽性球菌</span>"] --> B{"カタラーゼ"}
    B -->|"陽性"| C["ブドウ球菌属"]
    B -->|"陰性"| D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Streptococcus'>レンサ球菌属</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Enterococcus genus'>腸球菌属</span>"]
    C --> E{"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='coagulase'>コアグラーゼ</span>"}
    E -->|"陽性"| F["黄色ブドウ球菌"]
    E -->|"陰性"| G{"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='novobiocin'>ノボビオシン</span>"}
    G -->|"感受性"| H["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='S. epidermidis'>表皮ブドウ球菌</span>"]
    G -->|"耐性"| I["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='S. saprophyticus'>腐性ブドウ球菌</span>"]
    D --> J{"溶血パターン"}
    J -->|"β溶血"| K{"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='bacitracin'>バシトラシン</span>"}
    K -->|"感受性"| L["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Streptococcus pyogenes'>化膿レンサ球菌</span>（A群・本菌）"]
    K -->|"耐性"| M["B群レンサ球菌<br>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='CAMP test'>CAMP試験</span>陽性で確認）"]
    J -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='alpha hemolysis'>α溶血</span>"| N{"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='optochin'>オプトヒン</span>・胆汁<span class='jp-term jp-term-diagram' title='solubility'>溶解性</span>"}
    N -->|"感受性・溶解"| O["肺炎球菌"]
    N -->|"耐性・非溶解"| P["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='viridans streptococci'>口腔レンサ球菌</span><br>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mitis group'>mitis群</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mutans group'>mutans群</span>など）"]
    J -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='gamma-haemolysis (non-haemolytic)'>γ溶血</span>"| Q["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Enterococcus genus'>腸球菌属</span>"]

💡 本菌自身の確定はバシトラシンbacitracinバシトラシン（bacitracin）bacitracin（バシトラシン）感受性の一点。 β溶血を示すレンサ球菌のうち、バシトラシンbacitracinバシトラシン（bacitracin）bacitracin（バシトラシン）感受性が本菌（A群）、耐性がB群レンサ球菌——この2菌の鑑別にほぼ尽きる。Lancefield分類全体（A〜U群の詳しい抗原構造）や16S rRNAに基づく分子生物学的クラスターclusterクラスター（cluster）cluster（クラスター）分類はこのページより先へは立ち入らない。

病原性の仕組み

• 莢膜：ヒアルロン酸hyaluronic acidヒアルロン酸（hyaluronic acid）hyaluronic acid（ヒアルロン酸）から成る。ヒト結合組織にも存在する成分と同一のため「自己」に見え、免疫系に認識されにくい
• ストレプトリジンOstreptolysin OストレプトリジンO（streptolysin O）streptolysin O（ストレプトリジンO）：赤血球を溶解し血液寒天でのβ溶血を作るが、抗原性antigenicity抗原性（antigenicity）antigenicity（抗原性）が高く抗ストレプトリジンO抗体anti-streptolysin O antibody (ASO)抗ストレプトリジンO抗体（anti-streptolysin O antibody (ASO)）anti-streptolysin O antibody (ASO)（抗ストレプトリジンO抗体）（ASO）として診断に使われる
• ストレプトリジンSstreptolysin SストレプトリジンS（streptolysin S）streptolysin S（ストレプトリジンS）：抗原性antigenicity抗原性（antigenicity）antigenicity（抗原性）を持たず、コロニー周囲に見える表面の溶血像を作る
• M蛋白：細胞壁の高抗原性antigenicity抗原性（antigenicity）antigenicity（抗原性）因子。付着因子adhesin (adherence factor)付着因子（adhesin (adherence factor)）adhesin (adherence factor)（付着因子）として働くと同時に補体第二経路alternative complement pathway補体第二経路（alternative complement pathway）alternative complement pathway（補体第二経路）の活性化を妨げて貪食を回避し（抗貪食作用antiphagocytic action抗貪食作用（antiphagocytic action）antiphagocytic action（抗貪食作用））、200を超える血清型があるため型特異的な免疫しか成立しない。心筋のミオシンと分子模倣molecular mimicry分子模倣（molecular mimicry）molecular mimicry（分子模倣）を起こすため、急性リウマチ熱acute rheumatic fever, RF急性リウマチ熱（acute rheumatic fever, RF）acute rheumatic fever, RF（急性リウマチ熱）の直接の原因になる
• 発熱性外毒素streptococcal pyrogenic exotoxin, Spe発熱性外毒素（streptococcal pyrogenic exotoxin, Spe）streptococcal pyrogenic exotoxin, Spe（発熱性外毒素）（Spe A・B・C）：Spe A・Cはスーパー抗原superantigenスーパー抗原（superantigen）superantigen（スーパー抗原）としてMHCクラスIIとT細胞受容体T-cell receptor (TCR)T細胞受容体（T-cell receptor (TCR)）T-cell receptor (TCR)（T細胞受容体）を非特異的に橋渡しし、Spe Bはプロテアーゼとして組織を破壊する

flowchart TD
    A["Streptococcus pyogenes（A群）"] --> B["直接感染<br>（化膿性・毒素性）"]
    A --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='post-streptococcal diseases'>感染後合併症</span><br>（免疫が自己を攻撃、約2週間後）"]
    B --> D["咽頭炎・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='impetigo'>膿痂疹</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='erysipelas'>丹毒</span>・蜂窩織炎"]
    B --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='scarlet fever'>猩紅熱</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='toxic shock syndrome (TSS)'>毒素性ショック症候群</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='necrotizing fasciitis'>壊死性筋膜炎</span><br>（Spe A/B/C毒素）"]
    C --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='acute rheumatic fever, RF'>急性リウマチ熱</span><br>（M蛋白の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='molecular mimicry'>分子模倣</span>→心臓を攻撃）"]
    C --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='poststreptococcal glomerulonephritis, PSGN'>溶連菌感染後糸球体腎炎</span><br>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='immune complex deposition'>免疫複合体沈着</span>、<span class='jp-term jp-term-diagram' title='type III hypersensitivity'>III型アレルギー</span>）"]

⚠️ PSGNはペニシリンで防げない。 急性リウマチ熱acute rheumatic fever, RF急性リウマチ熱（acute rheumatic fever, RF）acute rheumatic fever, RF（急性リウマチ熱）は感染中の抗菌薬治療で発症を予防できるが、PSGNは免疫複合体形成そのものを防ぐ手立てがなく、早期治療でも発症を止められない——同じ「感染後合併症post-streptococcal diseases感染後合併症（post-streptococcal diseases）post-streptococcal diseases（感染後合併症）」でも予防できるかどうかが分かれる。

感染経路と疫学

• 直接接触・飛沫respiratory droplets飛沫（respiratory droplets）respiratory droplets（飛沫）感染が中心で、学童期の咽頭炎・皮膚感染で流行しやすい
• 皮膚感染は不衛生・過密な生活環境、熱帯地域で頻度が高い
• 産褥期puerperium産褥期（puerperium）puerperium（産褥期）は会陰・腹壁の創部から侵入し、急速に進行する産褥敗血症puerperal sepsis産褥敗血症（puerperal sepsis）puerperal sepsis（産褥敗血症）・産褥感染puerperal infection産褥感染（puerperal infection）puerperal infection（産褥感染）や壊死性軟部組織感染necrotizing soft tissue infection壊死性軟部組織感染（necrotizing soft tissue infection）necrotizing soft tissue infection（壊死性軟部組織感染）の原因になりうる
• 侵襲性感染（壊死性筋膜炎necrotizing fasciitis壊死性筋膜炎（necrotizing fasciitis）necrotizing fasciitis（壊死性筋膜炎）・STSS）の危険因子：水痘、糖尿病、外傷・熱傷、免疫不全

起こす疾患

診断

• 発育要求性fastidious growth requirement発育要求性（fastidious growth requirement）fastidious growth requirement（発育要求性）が複雑で、血液寒天培地上に微小な集落と広いβ溶血帯を作る
• 迅速抗原検査rapid antigen detection test, RADT迅速抗原検査（rapid antigen detection test, RADT）rapid antigen detection test, RADT（迅速抗原検査）・咽頭培養throat culture咽頭培養（throat culture）throat culture（咽頭培養）で確定するが、上気道感染の大半はウイルス性Most URTI are viral上気道感染の大半はウイルス性（Most URTI are viral）Most URTI are viral（上気道感染の大半はウイルス性）であり、膿性分泌物purulent discharge膿性分泌物（purulent discharge）purulent discharge（膿性分泌物）・高熱・リンパ節腫脹など細菌感染を積極的に示唆する所見がないかぎり過剰な検査・抗菌薬投与は避ける
• 抗ストレプトリジンO抗体価antistreptolysin O titer抗ストレプトリジンO抗体価（antistreptolysin O titer）antistreptolysin O titer（抗ストレプトリジンO抗体価）（ASO）は現在の咽頭炎そのものの診断には向かないが、数週間前の感染を裏づける点で急性リウマチ熱acute rheumatic fever, RF急性リウマチ熱（acute rheumatic fever, RF）acute rheumatic fever, RF（急性リウマチ熱）の診断的意義が大きい

治療と予防

• ペニシリン系penicillinsペニシリン系（penicillins）penicillins（ペニシリン系）に常に感受性——ペニシリンVphenoxymethylpenicillinペニシリンV（phenoxymethylpenicillin）phenoxymethylpenicillin（ペニシリンV）・ベンザチンペニシリンbenzathine penicillinベンザチンペニシリン（benzathine penicillin）benzathine penicillin（ベンザチンペニシリン）（筋注、コンプライアンス不良例やリウマチ熱rheumatic feverリウマチ熱（rheumatic fever）rheumatic fever（リウマチ熱）二次予防secondary prevention二次予防（secondary prevention）secondary prevention（二次予防）に有用）・アモキシシリンが第一選択
• ペニシリンアレルギーにはセファレキシンcefalexinセファレキシン（cefalexin）cefalexin（セファレキシン）・セフロキシムcefuroximeセフロキシム（cefuroxime）cefuroxime（セフロキシム）（-アキセチル）などのセファロスポリン系cephalosporinセファロスポリン系（cephalosporin）cephalosporin（セファロスポリン系）、またはアジスロマイシン・ロキシスロマイシンroxithromycinロキシスロマイシン（roxithromycin）roxithromycin（ロキシスロマイシン）などのマクロライド系（地域のマクロライド耐性macrolide resistanceマクロライド耐性（macrolide resistance）macrolide resistance（マクロライド耐性）率に注意）
• 壊死性筋膜炎necrotizing fasciitis壊死性筋膜炎（necrotizing fasciitis）necrotizing fasciitis（壊死性筋膜炎）・STSSなど毒素性の重症感染ではクリンダマイシンを併用する：蛋白合成阻害protein synthesis inhibition蛋白合成阻害（protein synthesis inhibition）protein synthesis inhibition（蛋白合成阻害）によりSpe毒素の産生そのものを抑える（β-ラクタム単独より理にかなう）
• 皮膚限局病変localized disease限局病変（localized disease）localized disease（限局病変）（膿痂疹impetigo膿痂疹（impetigo）impetigo（膿痂疹））にはムピロシンmupirocinムピロシン（mupirocin）mupirocin（ムピロシン）軟膏ointment軟膏（ointment）ointment（軟膏）
• バシトラシンbacitracinバシトラシン（bacitracin）bacitracin（バシトラシン）は治療薬としてではなく、A群・B群レンサ球菌を鑑別する感受性ディスクとして使う
• 早期のペニシリン投与は急性リウマチ熱acute rheumatic fever, RF急性リウマチ熱（acute rheumatic fever, RF）acute rheumatic fever, RF（急性リウマチ熱）の発症を防ぐが、PSGNの発症は防止できない

まとめ

• A群レンサ球菌（β溶血、バシトラシンbacitracinバシトラシン（bacitracin）bacitracin（バシトラシン）感受性）。カタラーゼ陰性catalase-negativeカタラーゼ陰性（catalase-negative）catalase-negative（カタラーゼ陰性）でブドウ球菌属と、バシトラシンbacitracinバシトラシン（bacitracin）bacitracin（バシトラシン）感受性でB群レンサ球菌と鑑別する。
• 化膿性感染（咽頭炎・膿痂疹impetigo膿痂疹（impetigo）impetigo（膿痂疹）・丹毒erysipelas丹毒（erysipelas）erysipelas（丹毒）・蜂窩織炎）と毒素性症候群（猩紅熱scarlet fever猩紅熱（scarlet fever）scarlet fever（猩紅熱）・STSS・壊死性筋膜炎necrotizing fasciitis壊死性筋膜炎（necrotizing fasciitis）necrotizing fasciitis（壊死性筋膜炎））は菌・毒素の直接作用direct action直接作用（direct action）direct action（直接作用）による。
• 感染後約2週間で起こる急性リウマチ熱acute rheumatic fever, RF急性リウマチ熱（acute rheumatic fever, RF）acute rheumatic fever, RF（急性リウマチ熱）（M蛋白の分子模倣molecular mimicry分子模倣（molecular mimicry）molecular mimicry（分子模倣））とPSGN（免疫複合体沈着immune complex deposition免疫複合体沈着（immune complex deposition）immune complex deposition（免疫複合体沈着））は、免疫が自己を攻撃する病態として区別する。ペニシリンはリウマチ熱rheumatic feverリウマチ熱（rheumatic fever）rheumatic fever（リウマチ熱）を予防するがPSGNは予防できない。
• 診断はβ溶血とASO抗体価antistreptolysin O titerASO抗体価（antistreptolysin O titer）antistreptolysin O titer（ASO抗体価）（特にリウマチ熱rheumatic feverリウマチ熱（rheumatic fever）rheumatic fever（リウマチ熱）で有意義）。上気道感染の大半はウイルス性Most URTI are viral上気道感染の大半はウイルス性（Most URTI are viral）Most URTI are viral（上気道感染の大半はウイルス性）という前提を忘れない。
• ペニシリン系penicillinsペニシリン系（penicillins）penicillins（ペニシリン系）に常に感受性で耐性化していない。壊死性筋膜炎necrotizing fasciitis壊死性筋膜炎（necrotizing fasciitis）necrotizing fasciitis（壊死性筋膜炎）・STSSではクリンダマイシン併用が毒素産生の抑制に有効。