肺炎球菌・口腔レンサ球菌とう蝕形成。嫌気性球菌

🧠 同じ「α溶血alpha hemolysis α溶血（alpha hemolysis）alpha hemolysis（α溶血） 性のレンサ球菌」でも、莢膜の有無で病原性の方向性がまったく異なる。 肺炎球菌は多糖体莢膜 polysaccharide capsule 多糖体莢膜（polysaccharide capsule） polysaccharide capsule（多糖体莢膜） で貪食を防ぐため、脾臓（莢膜化細菌を除去する臓器）を失った患者や鎌状赤血球症の患者で重症化しやすく、肺炎・髄膜炎・中耳炎・副鼻腔炎という侵襲性感染を起こす。一方、莢膜を持たない口腔レンサ球菌viridans streptococci口腔レンサ球菌（viridans streptococci）viridans streptococci（口腔レンサ球菌）はデキストラン dextran デキストラン（dextran） dextran（デキストラン） による歯面 tooth surface 歯面（tooth surface） tooth surface（歯面） への付着で歯垢 dental plaque 歯垢（dental plaque） dental plaque（歯垢） を作り、う蝕dental caries う蝕（dental caries）dental caries（う蝕） （虫歯tooth decay虫歯（tooth decay）tooth decay（虫歯））という局所病変を起こすにとどまるが、口腔内の創から血流に入ると心臓弁（特に僧帽弁 mitral valve僧帽弁（mitral valve） mitral valve（僧帽弁））に定着して亜急性心内膜炎 subacute endocarditis 亜急性心内膜炎（subacute endocarditis） subacute endocarditis（亜急性心内膜炎） を起こす——莢膜という「防御の鎧」がないぶん、定着には付着因子 adhesin (adherence factor) 付着因子（adhesin (adherence factor)） adhesin (adherence factor)（付着因子） という「足場scaffold足場（scaffold）scaffold（足場）」が必要になる。嫌気性球菌anaerobic cocci 嫌気性球菌（anaerobic cocci）anaerobic cocci（嫌気性球菌） もこの文脈の延長線上にあり、常在部位に留まる限り無害だが、組織が損傷すると内因性感染 endogenous infection 内因性感染（endogenous infection） endogenous infection（内因性感染） を起こす。

レンサ球菌属の総論と分類

分類①：血液寒天培地上の溶血パターン

分類②：Lancefield分類

細胞壁の炭水化物抗原（莢膜多糖体capsular polysaccharide 莢膜多糖体（capsular polysaccharide）capsular polysaccharide（莢膜多糖体） など）の組成に基づく分類（A〜U群）。ヒトの病原体はA・B・C・D・F・G群。

• 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） = A群
• Streptococcus agalactiae = B群
• E. faecalis、S. bovis = D群

分類③：分子生物学的分類

病原性・生態学的関連に基づく7クラスター clusterクラスター（cluster） cluster（クラスター）。

• Pyogenic群：S. pyogenes、S. agalactiae
• Anginosus群：S. anginosus
• Mitis群：S. mitis、S. pneumoniae
• Sanguinis群：S. sanguinis（う蝕dental caries う蝕（dental caries）dental caries（う蝕） 原因菌とされてきたが、下記「う蝕形成Cariogenesisう蝕形成（Cariogenesis）Cariogenesis（う蝕形成）」の注記を参照）
• Salivarius群：S. salivarius
• Bovis群：S. bovis
• Mutans群：S. mutans（う蝕dental caries う蝕（dental caries）dental caries（う蝕） 原因菌）

肺炎球菌

病原性因子：鎌状赤血球症や脾摘出 splenectomy 脾摘出（splenectomy） splenectomy（脾摘出） 患者は感受性が高い（脾臓は莢膜化細菌を除去する臓器）。IgA プロテアーゼにより粘膜バリア mucosal barrier 粘膜バリア（mucosal barrier） mucosal barrier（粘膜バリア） を突破し宿主防御を減弱させる²。

💡 血清型は「何種類あるか」より「どの型が侵襲性か」が効く。 100を超える莢膜型 capsular serotype 莢膜型（capsular serotype） capsular serotype（莢膜型） のうち侵襲性感染を起こす能力（invasiveness）は型ごとに大きく違い、ワクチンはその「侵襲性の高い型」を選んで入れている。新しい血清型は口腔レンサ球菌 viridans streptococci 口腔レンサ球菌（viridans streptococci） viridans streptococci（口腔レンサ球菌） との種間組換えでも生まれており、実際に100番目の血清型10Dの莢膜合成遺伝子座には Streptococcus mitis 由来の領域が含まれていた¹——結合型ワクチンconjugate vaccine 結合型ワクチン（conjugate vaccine）conjugate vaccine（結合型ワクチン） の普及そのものが、新しい型が現れる圧力にもなっている。

臨床像：下葉優位の大葉性肺炎lobar pneumonia大葉性肺炎（lobar pneumonia）lobar pneumonia（大葉性肺炎）で「鉄さび色rust-coloured鉄さび色（rust-coloured）rust-coloured（鉄さび色）」の喀痰を特徴とし、市中肺炎community-acquired pneumonia, CAP市中肺炎（community-acquired pneumonia, CAP）community-acquired pneumonia, CAP（市中肺炎）の原因菌第1位。以下4疾患の最頻原因菌でもある（覚え方 “MOPS”）。

• 髄膜炎
• 中耳炎
• 肺炎
• 副鼻腔炎

診断：血液寒天培地（5% CO₂培養）でα溶血 alpha hemolysisα溶血（alpha hemolysis） alpha hemolysis（α溶血）、莢膜膨化試験capsule swelling test (Quellung reaction) 莢膜膨化試験（capsule swelling test (Quellung reaction)）capsule swelling test (Quellung reaction)（莢膜膨化試験） （Quellung反応）または凝集反応 agglutination凝集反応（agglutination） agglutination（凝集反応）。

治療：マクロライド系が第一選択。耐性の場合はセフトリアキソン（髄膜炎に用いることが多い）。

⚠️ 「肺炎球菌にはまずマクロライド」という順序は、現在の標準治療とは合わない。 肺炎球菌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） （erm(B) によるリボソームメチル化、mef(A) による排出）は地域によって高率で、マクロライド単剤で治療失敗 treatment failure 治療失敗（treatment failure） treatment failure（治療失敗） しうる。市中肺炎community-acquired pneumonia, CAP 市中肺炎（community-acquired pneumonia, CAP）community-acquired pneumonia, CAP（市中肺炎） の標準はβラクタム（アモキシシリン／ペニシリンGbenzylpenicillinペニシリンG（benzylpenicillin）benzylpenicillin（ペニシリンG）、重症例ではセフトリアキソン）が軸で、マクロライドは非定型病原体 atypical organism 非定型病原体（atypical organism） atypical organism（非定型病原体） をカバーする目的での併用か、軽症外来例での選択肢という位置づけになる。2008年のブレイクポイント breakpoint ブレイクポイント（breakpoint） breakpoint（ブレイクポイント） 改訂の際にも「臨床医は肺炎球菌肺炎や中枢神経系以外の肺炎球菌感染症に対して、再びペニシリンを安心して処方してよい」と明記されている³。ノートの記載は元の授業内容として残すが、実臨床の第一選択はβラクタムである。

⚠️ 同じ株が「髄膜炎なら耐性、肺炎なら感性」になる——ペニシリンのブレイクポイント breakpoint ブレイクポイント（breakpoint） breakpoint（ブレイクポイント） は病型で違う。 2008年1月にCLSICLSI（Clinical and Laboratory Standards Institute）は肺炎球菌に対するペニシリンの判定基準を分割し、非髄膜炎の非経口ペニシリン治療（1日1,200万〜2,400万単位）では感性＝MICMIC（minimum inhibitory concentration） 2 µg/mL以下、髄膜炎（1日1,800万単位以上）では感性＝MIC 0.06 µg/mL以下とした³。髄液へのペニシリン移行が悪いため、同じMICでも中枢神経系では届かないという薬物動態 pharmacokinetic 薬物動態（pharmacokinetic） pharmacokinetic（薬物動態） 上の理由による。感受性報告を読むときは「どの病型の基準で判定されたか」を必ず確認する。 なお判定基準そのものはCLSI（米国）とEUCAST（欧州）で数値も判定区分も異なるので、どちらの基準による報告かも見る必要がある（ハンガリーを含む欧州では EUCAST が基準）。

予防（ワクチン）：

⚠️ 結合型ワクチンconjugate vaccine 結合型ワクチン（conjugate vaccine）conjugate vaccine（結合型ワクチン） の価数は「13価」で止まっていない。 PCV7（7価）→PCV10／PCV13→PCV15・PCV20（さらに高価数のものが開発中）と、血清型置換を追いかける形で価数が増え続けている。どの製品が定期接種 routine immunization 定期接種（routine immunization） routine immunization（定期接種） になっているかは国ごとに違うので、「小児＝13価」と固定して覚えない。

⚠️ 血清型置換serotype replacement 血清型置換（serotype replacement）serotype replacement（血清型置換） ——ワクチンは肺炎球菌を減らすのではなく、入れ替える。 PCV7導入後、無症候性保菌asymptomatic carriage 無症候性保菌（asymptomatic carriage）asymptomatic carriage（無症候性保菌） では非ワクチン血清型（NVT）の割合が大きく増え、保菌率の総量はほとんど変わらなかった。疾患としてもNVTによる感染は増えたが、その増加幅は保菌での置換より小さい——置換してきた血清型のほうが侵襲性が低いこと、ワクチン前の保菌データのバイアス unmaskingバイアス（unmasking） unmasking（バイアス）、サーベイランスsurveillance サーベイランス（surveillance）surveillance（サーベイランス） のバイアス bias バイアス（bias） bias（バイアス） が、この差を一部説明する⁴。だから「肺炎球菌ワクチンPneumovax 23 肺炎球菌ワクチン（Pneumovax 23）Pneumovax 23（肺炎球菌ワクチン） は効かない」でも「肺炎球菌はいなくなった」でもなく、侵襲性の高い型を選択的に減らしていると理解し、監視を続ける必要がある。

💡 なぜ小児用ワクチンだけ蛋白質と結合させるのか。 多糖体単独では乳幼児のT細胞非依存性 T-cell independent T細胞非依存性（T-cell independent） T-cell independent（T細胞非依存性） 免疫応答（主にIgM、免疫記憶secondary exposure 免疫記憶（secondary exposure）secondary exposure（免疫記憶） を残さない）しか誘導できない。莢膜多糖体capsular polysaccharide 莢膜多糖体（capsular polysaccharide）capsular polysaccharide（莢膜多糖体） を蛋白質に結合させることで、T細胞依存性T-cell dependent T細胞依存性（T-cell dependent）T-cell dependent（T細胞依存性） の応答（IgGへのクラススイッチ isotype switching (class switching)クラススイッチ（isotype switching (class switching)） isotype switching (class switching)（クラススイッチ）、免疫記憶secondary exposure 免疫記憶（secondary exposure）secondary exposure（免疫記憶） の形成）を誘導できる——これがプレベナー Prevenar プレベナー（Prevenar） Prevenar（プレベナー） がIgG応答を起こす理由。

口腔レンサ球菌とう蝕形成

口腔レンサ球菌viridans streptococci口腔レンサ球菌（viridans streptococci）viridans streptococci（口腔レンサ球菌）は口腔正常フローラを構成するα溶血 alpha hemolysis α溶血（alpha hemolysis） alpha hemolysis（α溶血） 性・非溶血性nonhemolytic 非溶血性（nonhemolytic）nonhemolytic（非溶血性） のレンサ球菌の総称で、口腔・消化管・泌尿生殖器に定着する。

病原性因子：口腔内の創から血流に侵入し、血小板に付着した後に心臓弁へ達する。デキストランdextranデキストラン（dextran）dextran（デキストラン）を産生して歯面 tooth surface 歯面（tooth surface） tooth surface（歯面） へ付着し、歯垢dental plaque 歯垢（dental plaque）dental plaque（歯垢） （プラーク）を形成する。

⭐ S. bovisの菌血症は大腸悪性腫瘍のサイン Sign サイン（Sign） Sign（サイン） になりうる——臨床的に重要な関連として押さえる。

診断：血液寒天培地でα溶血 alpha hemolysisα溶血（alpha hemolysis） alpha hemolysis（α溶血）。

治療：心内膜炎ではペニシリン高度感受性株 susceptible strain感受性株（susceptible strain） susceptible strain（感受性株）・自己弁native valve 自己弁（native valve）native valve（自己弁） ならペニシリンGbenzylpenicillin ペニシリンG（benzylpenicillin）benzylpenicillin（ペニシリンG） またはセフトリアキソンの単剤4週間が標準で、アミノグリコシド併用は必須ではない（腎機能が正常で合併症のない症例を2週間へ短縮するときの選択肢）。人工弁prosthetic valve 人工弁（prosthetic valve）prosthetic valve（人工弁） では6週間へ延長し、感受性が低下した株では最初の2週間にゲンタマイシン gentamicin ゲンタマイシン（gentamicin） gentamicin（ゲンタマイシン） を併用する。ペニシリンアレルギーにはバンコマイシンを用いる——高感受性株 susceptible strain 感受性株（susceptible strain） susceptible strain（感受性株） なら自己弁native valve 自己弁（native valve）native valve（自己弁） 4週間・人工弁prosthetic valve 人工弁（prosthetic valve）prosthetic valve（人工弁） 6週間でアミノグリコシド併用は不要だが、感受性が低下した株・耐性株の人工弁 prosthetic valve 人工弁（prosthetic valve） prosthetic valve（人工弁） 例ではバンコマイシン6週間に最初の2週間のゲンタマイシン gentamicin ゲンタマイシン（gentamicin） gentamicin（ゲンタマイシン） を併用する⁵。

う蝕形成

歯のエナメル質 enamelエナメル質（enamel） enamel（エナメル質）・象牙質dentin象牙質（dentin）dentin（象牙質）・セメント質cementum セメント質（cementum）cementum（セメント質） が細菌の活動によって破壊される過程。

• 齲蝕dental caries 齲蝕（dental caries）dental caries（齲蝕） は歯垢 dental plaque 歯垢（dental plaque） dental plaque（歯垢） に蓄積した乳酸などの有機酸によるエナメル質 enamel エナメル質（enamel） enamel（エナメル質） の直接脱灰 demineralisation 脱灰（demineralisation） demineralisation（脱灰） から始まる
• 歯垢dental plaque 歯垢（dental plaque）dental plaque（歯垢） 内の乳酸菌 lactic acid bacteria 乳酸菌（lactic acid bacteria） lactic acid bacteria（乳酸菌） が食事中の糖質を発酵し乳酸を産生する
• S. mutans と S. sanguinisがう蝕 dental caries う蝕（dental caries） dental caries（う蝕） の開始に最も一貫して関与するが、他の乳酸菌 lactic acid bacteria 乳酸菌（lactic acid bacteria） lactic acid bacteria（乳酸菌） （Lactobacillusなど）も関与しうる
• S. mutansはスクロース sucrose スクロース（sucrose） sucrose（スクロース） （ショ糖）をグルコシルトランスフェラーゼ glucosyltransferase グルコシルトランスフェラーゼ（glucosyltransferase） glucosyltransferase（グルコシルトランスフェラーゼ） で不溶性グルカン glucan グルカン（glucan） glucan（グルカン） （デキストランdextranデキストラン（dextran）dextran（デキストラン））へ変え、これを足場 scaffold 足場（scaffold） scaffold（足場） に歯面 tooth surface 歯面（tooth surface） tooth surface（歯面） へ強固に付着する。スクロースsucrose スクロース（sucrose）sucrose（スクロース） だけが特別なのは、グルカンglucan グルカン（glucan）glucan（グルカン） 合成の基質になれるのがスクロース sucrose スクロース（sucrose） sucrose（スクロース） だからである⁶

⚠️ S. sanguinis を「う蝕dental caries う蝕（dental caries）dental caries（う蝕） 原因菌」と単純に並べる書き方には、反する所見がある。 乳歯deciduous teeth 乳歯（deciduous teeth）deciduous teeth（乳歯） 列のう蝕 dental caries う蝕（dental caries） dental caries（う蝕） 発症を16S rRNA遺伝子rRNA gene rRNA遺伝子（rRNA gene）rRNA gene（rRNA遺伝子） 解析で追跡した研究では、う蝕dental caries う蝕（dental caries）dental caries（う蝕） の進行につれて S. sanguinis はむしろ Streptococcus mitis 群・Neisseria とともに減少し、細菌群集の多様性も健常より低下した。逆に S. mutans が少ない例では S. salivarius・S. sobrinus・S. parasanguinis が代替の酸産生菌としてう蝕 dental caries う蝕（dental caries） dental caries（う蝕） と関連し、乳酸を代謝する Veillonella はう蝕 dental caries う蝕（dental caries） dental caries（う蝕） 既往のない小児で将来のう蝕 dental caries う蝕（dental caries） dental caries（う蝕） を予測した⁷。う蝕dental caries う蝕（dental caries）dental caries（う蝕） は「特定の1菌種の感染症」ではなく、酸産生菌が優勢になるバイオフィルム biofilm バイオフィルム（biofilm） biofilm（バイオフィルム） の生態的な偏り（dysbiosis）として理解するのが現在の見方であり、S. sanguinis はむしろ健常な歯垢 dental plaque 歯垢（dental plaque） dental plaque（歯垢） 側の常在菌に位置づけられることが多い。授業では S. mutans・S. sanguinis の2菌種で覚えるよう求められることが多いので、両方の立場を押さえておく。

flowchart TD
  A["糖質の摂取"] --> B["S. mutans・S. sanguinisが<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='dextran'>デキストラン</span>を産生"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tooth surface'>歯面</span>に<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dental plaque'>歯垢</span>（プラーク）形成"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lactic acid bacteria'>乳酸菌</span>が糖を発酵し乳酸を産生"]
  D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='enamel'>エナメル質</span>の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='demineralisation'>脱灰</span>"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dental caries'>う蝕</span>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tooth decay'>虫歯</span>）"]

嫌気性球菌

口腔・上気道・消化管・泌尿生殖器の常在フローラ normal flora 常在フローラ（normal flora） normal flora（常在フローラ） の一部だが、皮膚には常在しない（一部は創部感染 wound infection 創部感染（wound infection） wound infection（創部感染） を起こしうる）。感染は通常、損傷した組織へ常在フローラ normal flora 常在フローラ（normal flora） normal flora（常在フローラ） が侵入することで成立する内因性感染endogenous infection内因性感染（endogenous infection）endogenous infection（内因性感染）である。嫌気性グラム陰性桿菌anaerobic gram-negative bacillus 嫌気性グラム陰性桿菌（anaerobic gram-negative bacillus）anaerobic gram-negative bacillus（嫌気性グラム陰性桿菌） （Bacteroides・Fusobacterium・Prevotella・Porphyromonas）の詳細は嫌気性グラム陰性桿菌anaerobic gram-negative bacillus嫌気性グラム陰性桿菌（anaerobic gram-negative bacillus）anaerobic gram-negative bacillus（嫌気性グラム陰性桿菌）のページを参照。

まとめ

• S. pneumoniaeとviridans streptococciはともにα溶血 alpha hemolysis α溶血（alpha hemolysis） alpha hemolysis（α溶血） だが、莢膜の有無が病原性の方向を分ける——莢膜ありは脾摘出 splenectomy脾摘出（splenectomy） splenectomy（脾摘出）・鎌状赤血球症患者での侵襲性感染（肺炎・MOPS）、莢膜なしはデキストラン dextran デキストラン（dextran） dextran（デキストラン） による歯面 tooth surface 歯面（tooth surface） tooth surface（歯面） 付着（う蝕dental cariesう蝕（dental caries）dental caries（う蝕））と血流経由の心内膜炎。
• Streptococcus属の分類は①溶血パターン、②Lancefield分類（A〜G群）、③16S rRNAに基づく分子生物学的分類の3系統で理解する。
• S. pneumoniaeは大葉性肺炎 lobar pneumonia 大葉性肺炎（lobar pneumonia） lobar pneumonia（大葉性肺炎） （鉄さび色rust-coloured 鉄さび色（rust-coloured）rust-coloured（鉄さび色） 喀痰）とMOPS（髄膜炎・中耳炎・肺炎・副鼻腔炎）の最頻原因菌。ワクチンは多糖体ワクチン polysaccharide vaccine 多糖体ワクチン（polysaccharide vaccine） polysaccharide vaccine（多糖体ワクチン） （IgM応答、T細胞非依存性T-cell independent T細胞非依存性（T-cell independent）T-cell independent（T細胞非依存性） で免疫記憶 secondary exposure 免疫記憶（secondary exposure） secondary exposure（免疫記憶） を残さない）と蛋白結合型ワクチン protein conjugate vaccine 蛋白結合型ワクチン（protein conjugate vaccine） protein conjugate vaccine（蛋白結合型ワクチン） （IgG応答）で免疫応答が異なる。⚠️ 講義で挙がる「成人＝23価多糖体・小児＝13価結合型」という対応は固定ではなく、結合型の価数はPCV15・PCV20へ進み、どの製品が定期接種 routine immunization 定期接種（routine immunization） routine immunization（定期接種） かは国ごとに違う（本文の結合型ワクチン conjugate vaccine 結合型ワクチン（conjugate vaccine） conjugate vaccine（結合型ワクチン） の価数についての注意を参照）。
• う蝕dental caries う蝕（dental caries）dental caries（う蝕） はS. mutans・S. sanguinisのデキストラン産生 dextran production デキストラン産生（dextran production） dextran production（デキストラン産生） による歯垢 dental plaque 歯垢（dental plaque） dental plaque（歯垢） 形成と乳酸産生による脱灰 demineralisation 脱灰（demineralisation） demineralisation（脱灰） で起こり、S. bovis菌血症は大腸悪性腫瘍を示唆しうる。ただし16S rRNA解析ではう蝕 dental caries う蝕（dental caries） dental caries（う蝕） の進行とともにS. sanguinisはむしろ減少し、S. mutansが乏しい例ではS. salivarius・S. sobrinus・S. parasanguinisが代替の酸産生菌になるなど、う蝕dental caries う蝕（dental caries）dental caries（う蝕） は単一菌 single causative organism (monomicrobial) 単一菌（single causative organism (monomicrobial)） single causative organism (monomicrobial)（単一菌） 種ではなくバイオフィルム biofilm バイオフィルム（biofilm） biofilm（バイオフィルム） の生態的な偏りとして捉えられている⁷⁶。
• 肺炎球菌の莢膜型 capsular serotype 莢膜型（capsular serotype） capsular serotype（莢膜型） は100を超え¹、結合型ワクチンconjugate vaccine 結合型ワクチン（conjugate vaccine）conjugate vaccine（結合型ワクチン） 導入後は非ワクチン血清型への置換が保菌でほぼ完全に、疾患では部分的に起きている⁴。ペニシリンの感受性ブレイクポイント breakpoint ブレイクポイント（breakpoint） breakpoint（ブレイクポイント） は髄膜炎（≤0.06 µg/mL）と非髄膜炎（≤2 µg/mL）で異なり、判定基準はCLSIとEUCASTでも異なる³。
• 嫌気性球菌anaerobic cocci 嫌気性球菌（anaerobic cocci）anaerobic cocci（嫌気性球菌） は口腔・消化管などの常在フローラ normal flora 常在フローラ（normal flora） normal flora（常在フローラ） で、組織損傷tissue injury 組織損傷（tissue injury）tissue injury（組織損傷） 時の内因性感染 endogenous infection 内因性感染（endogenous infection） endogenous infection（内因性感染） として発症する。