Medical Microbiology · 1/26
感染の病態機序：付着・侵入・浸潤・播種、菌血症と毒血症
Pathomechanism of infection: adhesion, penetration, invasion, dissemination; bacteriaemia and toxaemia
🧠 感染は「侵入→付着→定着→浸潤→傷害→播種→宿主回避」という7段階の連鎖として進行する。 どの段階で病原体が足止めされるかが、無症候性感染symptomless infection無症候性感染（symptomless infection）symptomless infection（無症候性感染）で終わるか、菌血症・毒血症toxemia毒血症（toxemia）toxemia（毒血症）にまで進むかを決める。
感染の病態機序——7ステップ
flowchart TD
A["1. 侵入 (Entry)<br>宿主の一次防御を回避"] --> B["2. 付着 (Adhesion)<br>粘膜表面への接着"]
B --> C["3. 定着 (Colonization)<br>侵入部位での不可逆的増殖"]
C --> D["4. 浸潤・進展<br>(Invasiveness & propagation)"]
D --> E["5. 傷害 (Damage)<br>毒素・炎症による組織障害"]
E --> F["6. 播種 (Dissemination)<br>菌血症 / <span class='jp-term jp-term-diagram' title='toxemia'>毒血症</span>"]
F --> G["7. <span class='jp-term jp-term-diagram' title='Evasion of the host'>宿主からの回避</span><br>(Evasion of the host)"]1. 侵入
病原体が宿主に侵入し、一次防御機構を回避する段階。
- 微生物は複数ある門戸のいずれかから宿主に侵入する必要がある
- 続いて、貪食、胃・尿生殖路の酸性環境、唾液・胃・小腸の加水分解酵素Hydrolase加水分解酵素（Hydrolase）Hydrolase（加水分解酵素）・蛋白分解酵素proteolytic enzyme蛋白分解酵素（proteolytic enzyme）proteolytic enzyme（蛋白分解酵素）といった宿主の防御を突破しなければならない
- 莢膜を持つ細菌は、これらの防御を生き延びやすい
2. 宿主組織への付着
感染を成立させるには、多くの細菌はまず粘膜表面に付着する必要がある。
| 付着様式 | 内容・例 |
|---|---|
| 線毛・パイルpiliパイル（pili）pili（パイル）による付着 | E. coliや化膿レンサ球菌Streptococcus pyogenes化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）Streptococcus pyogenes（化膿レンサ球菌）。線毛を欠くN. gonorrhoeae株は病原性を持たない |
| 細胞表面接着分子adhesion molecules接着分子（adhesion molecules）adhesion molecules（接着分子）による付着 | 細胞表面の接着分子adhesion molecules接着分子（adhesion molecules）adhesion molecules（接着分子）を介する |
| 疎水性付着hydrophobic adhesion疎水性付着（hydrophobic adhesion）hydrophobic adhesion（疎水性付着） | 細胞壁が疎水性であるほど病原力virulence病原力（virulence）virulence（病原力）が増す。洗い流されにくく、微小コロニーmicrocolony微小コロニー（microcolony）microcolony（微小コロニー）を形成できるため |
3. 定着
侵入部位またはその近傍での病原体の不可逆的な増殖。本来無菌である部位での定着は、自然防御機構の欠陥、または新たな侵入門戸portal of entry侵入門戸（portal of entry）portal of entry（侵入門戸）の存在を示唆する。
4. 浸潤性と増殖の拡大
宿主細胞内に侵入したり粘膜表面を貫通して初発部位から広がったりできる細菌を侵襲性と呼ぶ。コラゲナーゼcollagenaseコラゲナーゼ（collagenase）collagenase（コラゲナーゼ）やヒアルロニダーゼhyaluronidaseヒアルロニダーゼ（hyaluronidase）hyaluronidase（ヒアルロニダーゼ）など細胞外基質extracellular matrix細胞外基質（extracellular matrix）extracellular matrix（細胞外基質）の成分を分解する細菌酵素がこの過程を助け、細菌が宿主組織表面へ到達しやすくする。
5. 傷害
宿主細胞の傷害は、細菌毒素bacterial toxin細菌毒素（bacterial toxin）bacterial toxin（細菌毒素）または宿主の炎症反応によって起こる。
- 侵入の後には炎症が続く。膿形成pus formation膿形成（pus formation）pus formation（膿形成）を伴う化膿性炎症か、結節性病変を伴う肉芽granulation肉芽（granulation）granulation（肉芽）腫性炎症のいずれか
- 細菌は毒素を産生することがある：内毒素（LPS、グラム陰性菌の細胞壁に組み込まれた成分。詳細は内毒素）と外毒素（グラム陽性・陰性いずれの菌も分泌しうる蛋白質。詳細は外毒素）
⚠️ 抗菌薬治療により大量の細菌が急激に死滅すると、大量の内毒素が一気に血中に放出されうる——これがヤーリッシュ・ヘルクスハイマー反応Jarisch-Herxheimer reactionヤーリッシュ・ヘルクスハイマー反応（Jarisch-Herxheimer reaction）Jarisch-Herxheimer reaction（ヤーリッシュ・ヘルクスハイマー反応）である。 治療開始直後の発熱・悪寒の増悪として現れることがあり、内毒素の病態を理解するうえで重要な臨床現象。
6. 播種
感染が侵入門戸portal of entry侵入門戸（portal of entry）portal of entry（侵入門戸）から遠く離れて広がることを指す。播種性感染disseminated infection播種性感染（disseminated infection）disseminated infection（播種性感染）は発生源を超えて広がり、血流を介して体の他の部位に「種をまく」ように広がる。
- 全身性感染（リンパ行性lymphaticリンパ行性（lymphatic）lymphatic（リンパ行性）またはウイルス学的に言う血行性の拡大）
- 血流中での検出により、菌血症または毒血症toxemia毒血症（toxemia）toxemia（毒血症）と呼ばれる
⭐ 菌血症は血中に細菌そのものが存在する状態、毒血症toxemia毒血症（toxemia）toxemia（毒血症）は血中に毒素が存在する状態（いわゆる血液中毒）。 用語としては似ているが指している対象がまったく異なる点に注意——敗血症の理解の土台になる区別。
7. 宿主からの回避
宿主の二次防御機構を回避する段階。
まとめ
- 感染の病態機序Pathogenesis of infection感染の病態機序（Pathogenesis of infection）Pathogenesis of infection（感染の病態機序）は、侵入→付着→定着→浸潤・進展→傷害→播種→宿主回避、という7段階の連鎖として整理できる。
- 付着は線毛・接着分子adhesion molecules接着分子（adhesion molecules）adhesion molecules（接着分子）・疎水性細胞壁のいずれかを介し、莢膜を持つ細菌ほど一次防御を生き延びやすい。
- 浸潤はコラゲナーゼcollagenaseコラゲナーゼ（collagenase）collagenase（コラゲナーゼ）・ヒアルロニダーゼhyaluronidaseヒアルロニダーゼ（hyaluronidase）hyaluronidase（ヒアルロニダーゼ）などのECM分解酵素によって助けられる。
- 組織傷害tissue injury組織傷害（tissue injury）tissue injury（組織傷害）は内毒素・外毒素という細菌毒素bacterial toxin細菌毒素（bacterial toxin）bacterial toxin（細菌毒素）と、宿主自身の炎症反応（化膿性/肉芽granulation肉芽（granulation）granulation（肉芽）腫性）の両方から生じる。
- 播種は菌血症（血中の細菌）と毒血症toxemia毒血症（toxemia）toxemia（毒血症）（血中の毒素）という異なる2つの状態として検出され、抗菌薬による急激な菌死滅はヤーリッシュ・ヘルクスハイマー反応Jarisch-Herxheimer reactionヤーリッシュ・ヘルクスハイマー反応（Jarisch-Herxheimer reaction）Jarisch-Herxheimer reaction（ヤーリッシュ・ヘルクスハイマー反応）として大量の内毒素放出を引き起こしうる。