ジフテリア菌、ジフテロイド、プロピオニバクテリウム属

🧠 ジフテリア菌Corynebacterium diphtheriaeジフテリア菌（Corynebacterium diphtheriae）Corynebacterium diphtheriae（ジフテリア菌）は「菌自体は喉に留まるのに、毒素だけが全身を回る」という二重構造で読む。 菌の増殖は常に咽頭局所にとどまるが、そこで作られるジフテリア毒素diphtheria toxinジフテリア毒素（diphtheria toxin）diphtheria toxin（ジフテリア毒素）が血流に乗って心臓・末梢神経へ届き、全身症状（心筋炎・神経麻痺）を引き起こす。同じCorynebacterium属でも、皮膚・鼻咽頭nasopharynx 鼻咽頭（nasopharynx）nasopharynx（鼻咽頭） の常在菌である無害な「ジフテロイドdiphtheroidsジフテロイド（diphtheroids）diphtheroids（ジフテロイド）」やPropionibacteriumとは対照的な存在——「病原性のある一種」と「常在無害な同属他種」を対比させて覚える。

形態・生化学的性状

病原性因子

飛沫respiratory droplets 飛沫（respiratory droplets）respiratory droplets（飛沫） で伝播する。

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）：AB型外毒素 AB-type exotoxin AB型外毒素（AB-type exotoxin） AB-type exotoxin（AB型外毒素） ——A（active）サブユニットが活性、B（binding）サブユニットが受容体結合 receptor binding 受容体結合（receptor binding） receptor binding（受容体結合） を担う。

⚠️ 毒素を作る遺伝子は菌のものではなく、ファージが持ち込んだもの。 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） をコードする tox 遺伝子はバクテリオファージ bacteriophage バクテリオファージ（bacteriophage） bacteriophage（バクテリオファージ） 由来の因子で、溶原化lysogenization 溶原化（lysogenization）lysogenization（溶原化） したファージを持つ株だけが毒素を産生する。tox の発現は dtxR がコードする鉄依存性の転写抑制因子 transcriptional repressor転写抑制因子（transcriptional repressor） transcriptional repressor（転写抑制因子） DtxR によって厳しく抑えられており、鉄が乏しい環境で抑制が外れて毒素が作られる。tox は水平伝播 horizontal transmission (of genes: horizontal gene transfer) 水平伝播（horizontal transmission (of genes: horizontal gene transfer)） horizontal transmission (of genes: horizontal gene transfer)（水平伝播） で菌株間を移動しうる¹。だから「C. diphtheriae が分離された＝ジフテリアである」とは言えず、Elek試験Elek test Elek試験（Elek test）Elek test（Elek試験） などで毒素産生能そのものを確かめる必要がある——同じ理由で、tox を獲得した C. ulcerans もジフテリア様疾患を起こす。

💡 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） の作用機序。 毒素はeEF2（真核生物翻訳伸長因子2 elongation factor 2 (EF-2)伸長因子2（elongation factor 2 (EF-2)） elongation factor 2 (EF-2)（伸長因子2）、eukaryotic elongation factor 2）をADP-リボシル化 ADP-ribosylationADP-リボシル化（ADP-ribosylation） ADP-ribosylation（ADP-リボシル化）し、リボソームの機能を阻害→蛋白合成を停止させる。蛋白合成停止は細胞死を招き、咽頭粘膜表面に厚く灰色の滲出物である偽膜pseudomembrane偽膜（pseudomembrane）pseudomembrane（偽膜）を形成する。

臨床像：ジフテリア

この毒素が引き起こす疾患がジフテリアで、経過は局所（偽膜pseudomembrane 偽膜（pseudomembrane）pseudomembrane（偽膜） と気道閉塞）と全身（毒血症toxemia毒血症（toxemia）toxemia（毒血症））の2系統に分かれる。

⚠️ 神経麻痺は「上から下へ」時間差で降りてくる。 CDCは軟口蓋soft palate 軟口蓋（soft palate）soft palate（軟口蓋） の麻痺が第3週に最も多く、眼筋・四肢・そして横隔膜の麻痺は第5週以降に起こりうるとしている²。局所症状が治まったあとに現れるため、急性期を乗り切っても呼吸筋麻痺 respiratory muscle paralysis 呼吸筋麻痺（respiratory muscle paralysis） respiratory muscle paralysis（呼吸筋麻痺） の監視期間が残る。致命率lethality 致命率（lethality）lethality（致命率） の推定はおおむね5〜10%²。

診断

治療・予防

• 抗毒素antitoxin 抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素） （受動免疫）＋抗菌薬（ペニシリンまたはエリスロマイシンerythromycinエリスロマイシン（erythromycin）erythromycin（エリスロマイシン）を14日間³）——CDCCDC（Centers for Disease Control and Prevention）の現行推奨はこの2剤のみで、アミノグリコシド系抗菌薬aminoglycoside antibiotics アミノグリコシド系抗菌薬（aminoglycoside antibiotics）aminoglycoside antibiotics（アミノグリコシド系抗菌薬） は適応としない。皮膚ジフテリアcutaneous diphtheria 皮膚ジフテリア（cutaneous diphtheria）cutaneous diphtheria（皮膚ジフテリア） は抗菌薬のみで通常足りる（抗毒素antitoxin 抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素） を併用するのは呼吸器ジフテリア）⁴
• 濃厚接触者close contact 濃厚接触者（close contact）close contact（濃厚接触者） への予防投与はエリスロマイシン erythromycin エリスロマイシン（erythromycin） erythromycin（エリスロマイシン） 7〜10日間、または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） Gの単回筋注³
• ⚠️ ペニシリン耐性が世界の複数地域で高率に報告されているため、薬剤選択にあたっては現地の感受性状況を考慮する⁴³

⚠️ 抗菌薬は抗毒素 antitoxin 抗毒素（antitoxin） antitoxin（抗毒素） の代わりにならない。 治療の主体はあくまで抗毒素antitoxin抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素）で、抗菌薬の役割は毒素の産生を止めることと伝播を断つことに限られる⁴。すでに細胞へ結合した毒素は抗毒素 antitoxin 抗毒素（antitoxin） antitoxin（抗毒素） でも中和できないため、抗毒素antitoxin 抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素） は診断を待たず臨床診断の段階で投与するという時間の勝負になる。

• 気道閉塞をきたした場合は人工換気 artificial ventilation人工換気（artificial ventilation） artificial ventilation（人工換気）
• 予防：DTPワクチン（能動免疫active immunization能動免疫（active immunization）active immunization（能動免疫））——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） のトキソイド toxoid トキソイド（toxoid） toxoid（トキソイド） （不活化毒素）を用いる

その他のCorynebacterium属

「ジフテロイドdiphtheroidsジフテロイド（diphtheroids）diphtheroids（ジフテロイド）」はC. diphtheriae以外のCorynebacterium属菌種をまとめて指す総称で、その大半は皮膚・咽頭の正常フローラである。

⚠️ ただし「ジフテロイドdiphtheroids ジフテロイド（diphtheroids）diphtheroids（ジフテロイド） ＝非病原性 apathogenic非病原性（apathogenic） apathogenic（非病原性）」と言い切らない。 C. ulceransはtoxを獲得すればジフテリア毒素 diphtheria toxin ジフテリア毒素（diphtheria toxin） diphtheria toxin（ジフテリア毒素） そのものを産生し、C. jeikeiumなどは免疫抑制患者・人工物prosthesis 人工物（prosthesis）prosthesis（人工物） 留置患者で真の起炎菌 causative organism 起炎菌（causative organism） causative organism（起炎菌） になる。下表には対比のため、常在菌ではない近縁種（C. pseudotuberculosis・Rhodococcus equi）も並べてある。

Propionibacterium属

• Propionibacterium属はCorynebacteriumに近縁で、皮膚の正常フローラの一員
• 一般に非病原性apathogenic非病原性（apathogenic）apathogenic（非病原性）で、脂肪酸を産生し皮膚を真菌・酵母の増殖から保護する
• しかし皮膚常在菌 skin commensal flora 皮膚常在菌（skin commensal flora） skin commensal flora（皮膚常在菌） であるPropionibacterium acnesが毛包内に閉じ込められると急速に増殖し、炎症・痤瘡acne 痤瘡（acne）acne（痤瘡） （にきびacneにきび（acne）acne（にきび））を起こす
• 結膜conjunctiva 結膜（conjunctiva）conjunctiva（結膜） の正常フローラとしても検出される

⚠️ 学名が変わっている：Propionibacterium acnes → Cutibacterium acnes（2016年）。 Propionibacteriaceae科162株の全ゲノム比較で、16S rRNA遺伝子rRNA gene rRNA遺伝子（rRNA gene）rRNA gene（rRNA遺伝子） による系統と高解像度 resolution 解像度（resolution） resolution（解像度） のコアゲノム系統が大きく食い違うことが示され、皮膚常在のプロピオニバクテリウム群がCutibacterium属として分離された（同時にAcidipropionibacterium属・Pseudopropionibacterium属も新設）⁸。旧名のP. acnesは教科書・実習・文献に大量に残るので両方読めるようにしておく。

💡 痤瘡acne 痤瘡（acne）acne（痤瘡） だけの菌ではない——人工物感染 prosthetic device infection 人工物感染（prosthetic device infection） prosthetic device infection（人工物感染） で本領を発揮する。 Cutibacterium acnesは皮脂腺 sebaceous gland 皮脂腺（sebaceous gland） sebaceous gland（皮脂腺） の多い肩・胸部の皮膚に濃く常在するため、肩関節glenohumeral joint 肩関節（glenohumeral joint）glenohumeral joint（肩関節） の人工関節感染prosthetic joint infection人工関節感染（prosthetic joint infection）prosthetic joint infection（人工関節感染）で最多の起因菌として問題になる。発育が遅く、通常の5日程度の培養では検出できない。人工関節再置換術198件の検体に28日間の延長培養 extended culture 延長培養（extended culture） extended culture（延長培養） を適用した検討では、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） からの検出には13日間の培養が必要で、13日を超えると臨床的に意味のない分離株 isolate 分離株（isolate） isolate（分離株） （汚染菌）の検出が増え始めた（21.7%）。また延長培養 extended culture 延長培養（extended culture） extended culture（延長培養） を嫌気培地だけに限っていた場合は患者の29.4%で診断を取り逃がしていた⁹。「培養陰性の人工関節感染 prosthetic joint infection人工関節感染（prosthetic joint infection） prosthetic joint infection（人工関節感染）」を見たらこの菌を疑い、あらかじめ2週間の培養を検査室に依頼する。

flowchart TD
  A["Corynebacterium diphtheriae<br>（咽頭局所にとどまる）"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diphtheria toxin'>ジフテリア毒素</span>産生<br>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='AB-type exotoxin'>AB型外毒素</span>）"]
  B --> C["eEF2の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ADP-ribosylation'>ADP-リボシル化</span><br>→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='protein synthesis inhibition'>蛋白合成阻害</span>→細胞死"]
  C --> D["局所：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pseudomembrane formation'>偽膜形成</span><br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='bull-neck appearance'>牛の首徴候</span>・気道閉塞"]
  B --> E["毒素が血流で拡散（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='toxemia'>毒血症</span>）"]
  E --> F["心毒性：心筋炎・不整脈・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='heart block'>心ブロック</span>"]
  E --> G["神経毒性：脱髄・四肢/<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ophthalmoplegia'>眼筋麻痺</span>"]

まとめ

• C. diphtheriaeはグラム陽性桿菌 gram-positive bacillus グラム陽性桿菌（gram-positive bacillus） gram-positive bacillus（グラム陽性桿菌） （棍棒状club-shaped棍棒状（club-shaped）club-shaped（棍棒状）・異染顆粒metachromatic granules (volutin granules)異染顆粒（metachromatic granules (volutin granules)）metachromatic granules (volutin granules)（異染顆粒））で、ヒトのみに感染し飛沫 respiratory droplets 飛沫（respiratory droplets） respiratory droplets（飛沫） 伝播する。菌自体は咽頭局所にとどまるが、AB型のジフテリア毒素 diphtheria toxin ジフテリア毒素（diphtheria toxin） diphtheria toxin（ジフテリア毒素） がeEF2をADP-リボシル化 ADP-ribosylation ADP-リボシル化（ADP-ribosylation） ADP-ribosylation（ADP-リボシル化） して蛋白合成を止め、局所偽膜形成 pseudomembrane formation 偽膜形成（pseudomembrane formation） pseudomembrane formation（偽膜形成） と全身毒性（心毒性・神経毒性）を引き起こす。
• 診断はNeisser染色 Neisser stain Neisser染色（Neisser stain） Neisser stain（Neisser染色） （異染顆粒metachromatic granules (volutin granules)異染顆粒（metachromatic granules (volutin granules)）metachromatic granules (volutin granules)（異染顆粒））、Elek試験Elek test Elek試験（Elek test）Elek test（Elek試験） （毒素検出toxin detection毒素検出（toxin detection）toxin detection（毒素検出））、亜テルル酸塩培地tellurite medium亜テルル酸塩培地（tellurite medium）tellurite medium（亜テルル酸塩培地）・Löffler培地Löffler medium Löffler培地（Löffler medium）Löffler medium（Löffler培地） での培養性状、Römer試験（in vivo毒素確認）を組み合わせる。
• 治療は抗毒素 antitoxin 抗毒素（antitoxin） antitoxin（抗毒素） （受動免疫）＋抗菌薬、気道閉塞時は人工換気 artificial ventilation人工換気（artificial ventilation） artificial ventilation（人工換気）。予防はDTPワクチン（トキソイドtoxoidトキソイド（toxoid）toxoid（トキソイド）、能動免疫active immunization能動免疫（active immunization）active immunization（能動免疫））。
• 「ジフテロイドdiphtheroidsジフテロイド（diphtheroids）diphtheroids（ジフテロイド）」と総称される他のCorynebacterium属菌種は基本的に皮膚・咽頭の常在菌だが、免疫抑制患者やカテーテル留置 catheterization カテーテル留置（catheterization） catheterization（カテーテル留置） 患者では日和見感染源となりうる（C. jeikeiumの多剤耐性に注意）。
• Propionibacterium属も皮膚常在の近縁菌で通常は無害だが、P. acnes（2016年にCutibacterium acnesへ改称）が毛包に閉塞すると痤瘡 acne 痤瘡（acne） acne（痤瘡） の原因となる。人工関節・肩関節glenohumeral joint 肩関節（glenohumeral joint）glenohumeral joint（肩関節） の術後感染では最多の起因菌となり、検出には13日間の延長培養 extended culture 延長培養（extended culture） extended culture（延長培養） を要する。