組織病理学 · H1-055
肺結核(Ziehl-Neelsen染色)
Tuberculosis pulmonis (ZN)
- 描出疾患
- 結核
🧠 全体像:Ziehl-Neelsen染色 Ziehl-Neelsen stain Ziehl-Neelsen染色(Ziehl-Neelsen stain) Ziehl-Neelsen stain(Ziehl-Neelsen染色) では、ミコール酸mycolic acid ミコール酸(mycolic acid)mycolic acid(ミコール酸) に富む細胞壁をもつ抗酸菌(acid-fast bacilli)が青い肺組織を背景に赤色の細い桿菌として残る。乾酪壊死性肉芽腫caseating necrotizing granuloma 乾酪壊死性肉芽腫(caseating necrotizing granuloma)caseating necrotizing granuloma(乾酪壊死性肉芽腫) と赤い抗酸菌は肺結核を強く支持するが、肉芽腫だけでも抗酸菌陽性だけでも結核菌群 Mycobacterium tuberculosis complex 結核菌群(Mycobacterium tuberculosis complex) Mycobacterium tuberculosis complex(結核菌群) の確定にはならない。
標本の要点
| 項目 | 所見 |
|---|---|
| 臓器 | 肺 |
| 染色 | Ziehl-Neelsen染色Ziehl-Neelsen stainZiehl-Neelsen染色(Ziehl-Neelsen stain)Ziehl-Neelsen stain(Ziehl-Neelsen染色) |
| 背景 | メチレンブルーmethylene blue メチレンブルー(methylene blue)methylene blue(メチレンブルー) で青く染まる肺組織・気管支上皮 |
| 病変 | 乾酪壊死性肉芽腫caseating necrotizing granuloma乾酪壊死性肉芽腫(caseating necrotizing granuloma)caseating necrotizing granuloma(乾酪壊死性肉芽腫) |
| 目的構造 | 青い背景内に散在する赤色の細い桿菌 |
| 解釈 | 抗酸菌陽性。結核菌群Mycobacterium tuberculosis complex 結核菌群(Mycobacterium tuberculosis complex)Mycobacterium tuberculosis complex(結核菌群) の確定には核酸増幅検査 nucleic acid amplification test, NAAT核酸増幅検査(nucleic acid amplification test, NAAT) nucleic acid amplification test, NAAT(核酸増幅検査)・培養が必要 |
染色原理
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='carbol fuchsin'>カルボールフクシン</span>を加温して浸透"] --> B["抗酸菌の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mycolic acid'>ミコール酸</span>に富む細胞壁へ保持"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='acid-alcohol'>酸アルコール</span>で脱色"]
C --> D["抗酸菌は赤色を保持"]
C --> E["背景組織は脱色"]
E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='methylene blue'>メチレンブルー</span>で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='counterstain'>対比染色</span>"]
F --> G["赤い桿菌と青い背景"]
「抗酸性acid-fastness抗酸性(acid-fastness)acid-fastness(抗酸性)」は、酸アルコールacid-alcohol 酸アルコール(acid-alcohol)acid-alcohol(酸アルコール) で処理してもカルボールフクシン carbol fuchsin カルボールフクシン(carbol fuchsin) carbol fuchsin(カルボールフクシン) を保持する性質を指す。
観察の順序
- 低倍率で青く染まる肺胞・気管支上皮と、結節状の乾酪壊死性肉芽腫 caseating necrotizing granuloma 乾酪壊死性肉芽腫(caseating necrotizing granuloma) caseating necrotizing granuloma(乾酪壊死性肉芽腫) を確認する。
- 肉芽腫の壊死部や細胞内を高倍率で系統的に走査 scanning 走査(scanning) scanning(走査) する。
- 青い背景に対して鮮明な赤色を示す、細くわずかに湾曲した桿菌を探す。
- 沈殿precipitation沈殿(precipitation)precipitation(沈殿)、染色むら、組織片の縁を桿菌と誤認しない。
| 観察対象 | 読み方 |
|---|---|
| 肺実質 | 青い肺胞隔壁 alveolar septum 肺胞隔壁(alveolar septum) alveolar septum(肺胞隔壁) と肺胞腔 alveolar space 肺胞腔(alveolar space) alveolar space(肺胞腔) が背景の向きを示す |
| 気管支上皮 | 青い対比染色 counterstain 対比染色(counterstain) counterstain(対比染色) で上皮構造を確認できる |
| 乾酪壊死性肉芽腫caseating necrotizing granuloma乾酪壊死性肉芽腫(caseating necrotizing granuloma)caseating necrotizing granuloma(乾酪壊死性肉芽腫) | 結核を示唆する宿主反応 host reaction 宿主反応(host reaction) host reaction(宿主反応) だが、菌の存在とは別に評価する |
| 赤色桿菌 | 抗酸菌に合致する直接所見 |
HE染色との役割分担
| 染色・検査 | 主にわかること | 限界 |
|---|---|---|
| HE染色 | 乾酪壊死caseous necrosis乾酪壊死(caseous necrosis)caseous necrosis(乾酪壊死)、類上皮細胞epithelioid cells類上皮細胞(epithelioid cells)epithelioid cells(類上皮細胞)、巨細胞、リンパ球、線維化 | 菌体を安定して同定できない |
| Ziehl-Neelsen染色Ziehl-Neelsen stainZiehl-Neelsen染色(Ziehl-Neelsen stain)Ziehl-Neelsen stain(Ziehl-Neelsen染色) | 組織内の抗酸菌 | 陽性でも結核菌 Mycobacterium tuberculosis 結核菌(Mycobacterium tuberculosis) Mycobacterium tuberculosis(結核菌) と非結核性抗酸菌 nontuberculous mycobacteria, NTM 非結核性抗酸菌(nontuberculous mycobacteria, NTM) nontuberculous mycobacteria, NTM(非結核性抗酸菌) を区別できない |
| 核酸増幅検査nucleic acid amplification test, NAAT核酸増幅検査(nucleic acid amplification test, NAAT)nucleic acid amplification test, NAAT(核酸増幅検査) | 結核菌群Mycobacterium tuberculosis complex 結核菌群(Mycobacterium tuberculosis complex)Mycobacterium tuberculosis complex(結核菌群) を迅速に検出し、一部薬剤耐性 antimicrobial resistance, AMR 薬剤耐性(antimicrobial resistance, AMR) antimicrobial resistance, AMR(薬剤耐性) も評価 | 陰性でも病変量が少ない組織結核を完全には除外できない。塗抹陰性・培養陽性例での感度は67%1 |
| 培養 | 菌種同定species-level identification 菌種同定(species-level identification)species-level identification(菌種同定) と薬剤感受性 | 結果まで時間を要する |
⚠️ 乾酪壊死性肉芽腫caseating necrotizing granuloma 乾酪壊死性肉芽腫(caseating necrotizing granuloma)caseating necrotizing granuloma(乾酪壊死性肉芽腫) は病原体確認ではない。また、抗酸菌染色acid-fast stain 抗酸菌染色(acid-fast stain)acid-fast stain(抗酸菌染色) 陽性は「抗酸菌が存在する」ことを示すが、形態だけでMycobacterium tuberculosisと断定しない。逆に染色陰性でも菌量の少ない結核を除外できない。
💡 染色陰性になる理由は標本の作り方にもある。 ホルマリンもキシレン xylene キシレン(xylene) xylene(キシレン) も抗酸菌染色 acid-fast stain 抗酸菌染色(acid-fast stain) acid-fast stain(抗酸菌染色) の感度を大きく下げることがガラス標本上の実験で示されており、パラフィンparaffin パラフィン(paraffin)paraffin(パラフィン) 包埋 embedding 包埋(embedding) embedding(包埋) 肉芽腫30検体ではリアルタイムPCR real-time PCR リアルタイムPCR(real-time PCR) real-time PCR(リアルタイムPCR) で推定した菌数 bacterial count (colony count) 菌数(bacterial count (colony count)) bacterial count (colony count)(菌数) が鏡検での計数 counting 計数(counting) counting(計数) よりかなり多かった2。組織学的に活動性に見えるのに菌が見えない、という食い違いは珍しくない。説明のつかない皮膚肉芽腫31例の検討でも、抗酸菌染色acid-fast stain 抗酸菌染色(acid-fast stain)acid-fast stain(抗酸菌染色) の感度は72.7%・特異度95.0%で、染色陰性の3例(9.7%)が培養陽性だった3。陰性は「菌がいない」ではなく「この切片では見えなかった」と読む。
現在の結核診断では、臨床的に疑う場合、塗抹鏡検だけに依存せず、核酸増幅検査nucleic acid amplification test, NAAT 核酸増幅検査(nucleic acid amplification test, NAAT)nucleic acid amplification test, NAAT(核酸増幅検査) を中心に培養・薬剤感受性検査drug susceptibility testing 薬剤感受性検査(drug susceptibility testing)drug susceptibility testing(薬剤感受性検査) を組み合わせる。WHOWHO(World Health Organization)は結核が疑われる者の初期検査を塗抹顕微鏡ではなく推奨迅速分子検査 rapid molecular test 迅速分子検査(rapid molecular test) rapid molecular test(迅速分子検査) としている4。ただしその核酸増幅検査 nucleic acid amplification test, NAAT 核酸増幅検査(nucleic acid amplification test, NAAT) nucleic acid amplification test, NAAT(核酸増幅検査) でさえ、塗抹陰性・培養陽性例に対する感度は67%(Xpert MTB/RIF、培養基準の全体感度85%・特異度98%)で、培養と薬剤感受性検査 drug susceptibility testing 薬剤感受性検査(drug susceptibility testing) drug susceptibility testing(薬剤感受性検査) を省けない1。
乾酪壊死性肉芽腫caseating necrotizing granuloma 乾酪壊死性肉芽腫(caseating necrotizing granuloma)caseating necrotizing granuloma(乾酪壊死性肉芽腫) の構築は H1-054:肺結核(HE染色) で確認する。
まとめ
- Ziehl-Neelsen染色Ziehl-Neelsen stain Ziehl-Neelsen染色(Ziehl-Neelsen stain)Ziehl-Neelsen stain(Ziehl-Neelsen染色) では、抗酸菌は青い背景上の赤い細い桿菌として見える。
- 肺実質、気管支上皮、乾酪壊死性肉芽腫caseating necrotizing granuloma 乾酪壊死性肉芽腫(caseating necrotizing granuloma)caseating necrotizing granuloma(乾酪壊死性肉芽腫) と、菌体の直接像を分けて観察する。
- 肉芽腫は宿主反応 host reaction宿主反応(host reaction) host reaction(宿主反応)、赤色桿菌は抗酸菌の直接所見であり、両者の意味は異なる。
- 結核菌群Mycobacterium tuberculosis complex 結核菌群(Mycobacterium tuberculosis complex)Mycobacterium tuberculosis complex(結核菌群) の確定と薬剤耐性 antimicrobial resistance, AMR 薬剤耐性(antimicrobial resistance, AMR) antimicrobial resistance, AMR(薬剤耐性) 評価には核酸増幅検査 nucleic acid amplification test, NAAT核酸増幅検査(nucleic acid amplification test, NAAT) nucleic acid amplification test, NAAT(核酸増幅検査)・培養を組み合わせる。
出典
- 1.Xpert MTB/RIF and Xpert MTB/RIF Ultra for pulmonary tuberculosis and rifampicin resistance in adults(Cochrane Database of Systematic Reviews・2019)培養を基準としたXpert MTB/RIFの統合感度は85%(95%CrI 82〜88%)、特異度98%(97〜98%)(70研究・37,237例)。塗抹陽性例では感度98%(97〜98%)だが塗抹陰性・培養陽性例では67%(62〜72%)にとどまる。Xpert Ultraは感度88%(85〜91%)/特異度96%(94〜97%)でXpert MTB/RIFの83%/98%と対比される。核酸増幅検査の陰性は結核を否定しないため培養と薬剤感受性検査が要る閲覧 2026-08-24
- 2.Sensitivity of acid-fast staining for Mycobacterium tuberculosis in formalin-fixed tissue(American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine・2002)抗酸菌病巣の組織切片では、組織学的に活動性に見えても菌がほとんど、または全く見えないことが多い。ガラス標本上の実験で、ホルマリンとキシレンのいずれもが抗酸菌染色の感度を大きく下げることが示された。パラフィン包埋肉芽腫30検体で抗酸菌鏡検とリアルタイムPCRを比較すると、PCRで推定した菌数は鏡検での計数よりかなり多く、ホルマリン固定パラフィン包埋組織の抗酸菌鏡検では菌が見落とされたり過小評価されたりすることが示唆される閲覧 2026-08-24
- 3.Utility of acid-fast staining for detection of mycobacteria in cutaneous granulomatous tissue reactions(American Journal of Clinical Pathology・2014)説明のつかない皮膚肉芽腫性反応の生検31例で抗酸菌染色と抗酸菌培養またはPCRを対比した後方視的検討。抗酸菌染色の感度は72.7%、特異度95.0%、陽性的中率88.9%、陰性的中率86.4%。染色陰性でも3例(9.7%)は培養陽性だった。抗酸菌染色は培養と併せて行うべきである閲覧 2026-08-24
- 4.WHO consolidated guidelines on tuberculosis. Module 3: diagnosis(World Health Organization・2025)結核が疑われる者の初期診断検査としてWHO推奨迅速分子検査(mWRD)を用いることを推奨する。塗抹顕微鏡検査を初期検査の位置に置かない閲覧 2026-08-24