Medical Microbiology · 2/7
髄膜炎菌。非病原性ナイセリア属
Neisseria meningitidis. Apathogenic Neisseria species
🧠 髄膜炎菌の劇症化は「莢膜内毒素capsular endotoxin (lipooligosaccharide)莢膜内毒素(capsular endotoxin (lipooligosaccharide))capsular endotoxin (lipooligosaccharide)(莢膜内毒素)があふれ出す」というただ一つの現象から連鎖的に説明できる。 咽頭に定着した菌が血流に侵入すると、細胞壁のリポオリゴ糖lipooligosaccharide (LOS)リポオリゴ糖(lipooligosaccharide (LOS))lipooligosaccharide (LOS)(リポオリゴ糖)が過剰産生され、菌体表面から水疱状に「出芽」してばらまかれる。これが全身性の炎症反応を引き起こし、毛細血管透過性capillary permeability毛細血管透過性(capillary permeability)capillary permeability(毛細血管透過性)の亢進(→循環血液量減少性ショックhypovolemic shock循環血液量減少性ショック(hypovolemic shock)hypovolemic shock(循環血液量減少性ショック))と血小板減少(→点状出血・紫斑・播種性血管内凝固症候群disseminated intravascular coagulation (DIC)播種性血管内凝固症候群(disseminated intravascular coagulation (DIC))disseminated intravascular coagulation (DIC)(播種性血管内凝固症候群))を同時に進行させ、最終的に副腎出血壊死adrenal hemorrhagic necrosis副腎出血壊死(adrenal hemorrhagic necrosis)adrenal hemorrhagic necrosis(副腎出血壊死)(Waterhouse-Friderichsen症候群Waterhouse-Friderichsen syndromeWaterhouse-Friderichsen症候群(Waterhouse-Friderichsen syndrome)Waterhouse-Friderichsen syndrome(Waterhouse-Friderichsen症候群))で死に至る——莢膜内毒素capsular endotoxin (lipooligosaccharide)莢膜内毒素(capsular endotoxin (lipooligosaccharide))capsular endotoxin (lipooligosaccharide)(莢膜内毒素)1つの過剰産生が、敗血症・DIC・副腎不全という一見バラバmuleラバ(mule)mule(ラバ)ラな病態をすべて説明する。この劇症型と対照的に、莢膜を持たず性器に定着する淋菌は局所の化膿性炎症suppurative inflammation化膿性炎症(suppurative inflammation)suppurative inflammation(化膿性炎症)にとどまることが多い——詳細は淋菌のページを参照。
ナイセリア属総論
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 形態 | グラム陰性双球菌Gram-negative diplococcusグラム陰性双球菌(Gram-negative diplococcus)Gram-negative diplococcus(グラム陰性双球菌) |
| 発育要求性fastidious growth requirement発育要求性(fastidious growth requirement)fastidious growth requirement(発育要求性) | 易損性fastidious易損性(fastidious)fastidious(易損性)——乾燥・熱・消毒薬disinfectant消毒薬(disinfectant)disinfectant(消毒薬)・抗菌薬に非常に弱く、容易に死滅する |
| オキシダーゼ | 陽性(シトクロムcytochromeシトクロム(cytochrome)cytochrome(シトクロム)オキシダーゼの検出、陽性でピンク〜紫色に呈色) |
| IgAプロテアーゼIgA proteaseIgAプロテアーゼ(IgA protease)IgA protease(IgAプロテアーゼ) | 粘膜表面のIgAを切断し宿主防御を減弱させる |
| 細胞壁 | リポオリゴ糖lipooligosaccharide (LOS)リポオリゴ糖(lipooligosaccharide (LOS))lipooligosaccharide (LOS)(リポオリゴ糖)——ナイセリア属Neisseria (genus)ナイセリア属(Neisseria (genus))Neisseria (genus)(ナイセリア属)におけるLPS(リポ多糖lipopolysaccharide (LPS)リポ多糖(lipopolysaccharide (LPS))lipopolysaccharide (LPS)(リポ多糖)、lipopolysaccharide)に相当する構造 |
病原性因子:
- 終末補体成分terminal complement component終末補体成分(terminal complement component)terminal complement component(終末補体成分)(C5〜C9)欠損症の患者はナイセリア属Neisseria (genus)ナイセリア属(Neisseria (genus))Neisseria (genus)(ナイセリア属)への感染感受性が上昇する——膜侵襲複合体membrane attack complex (MAC)膜侵襲複合体(membrane attack complex (MAC))membrane attack complex (MAC)(膜侵襲複合体)を形成できないため
- 線毛(フィンブリエfimbriaeフィンブリエ(fimbriae)fimbriae(フィンブリエ)、fimbriae/pili)により粘膜表面へ付着し、貪食を阻害する
- 線毛は遺伝子再構成gene rearrangement遺伝子再構成(gene rearrangement)gene rearrangement(遺伝子再構成)による抗原変異antigenic variation抗原変異(antigenic variation)antigenic variation(抗原変異)を頻繁に起こし、免疫系からの認識を回避する
💡 なぜ終末補体欠損はナイセリア属Neisseria (genus)ナイセリア属(Neisseria (genus))Neisseria (genus)(ナイセリア属)に特異的に弱いのか。 MACはグラム陰性菌の外膜を直接穿孔して溶菌bacteriolysis (lysis)溶菌(bacteriolysis (lysis))bacteriolysis (lysis)(溶菌)させる経路であり、莢膜化されたグラム陰性双球菌Gram-negative diplococcusグラム陰性双球菌(Gram-negative diplococcus)Gram-negative diplococcus(グラム陰性双球菌)であるナイセリア属Neisseria (genus)ナイセリア属(Neisseria (genus))Neisseria (genus)(ナイセリア属)の排除に特に重要である。C5〜C9のいずれが欠けてもMACが完成せず、髄膜炎菌・淋菌感染を反復しやすくなる。
培養条件:
- チョコレート寒天培地chocolate agarチョコレート寒天培地(chocolate agar)chocolate agar(チョコレート寒天培地)(5〜10% CO₂)で発育——血液寒天培地では血液中の脂質などにより発育が阻害されるため、加熱した血液寒天(=チョコレート寒天chocolate agarチョコレート寒天(chocolate agar)chocolate agar(チョコレート寒天))を用いる
- VPN寒天培地(バンコマイシン・ポリミキシンPolymyxinポリミキシン(Polymyxin)Polymyxin(ポリミキシン)・ナイスタチンnystatinナイスタチン(nystatin)nystatin(ナイスタチン)+5%チョコレート羊血液)=サイヤー・マーチン培地Thayer-Martin mediumサイヤー・マーチン培地(Thayer-Martin medium)Thayer-Martin medium(サイヤー・マーチン培地)
非病原性ナイセリア属
代表種:N. sicca、N. subflava、N. flavescens、N. mucosa、N. pharyngitidis
- グラム陰性、好気性、オキシダーゼ陽性oxidase-positiveオキシダーゼ陽性(oxidase-positive)oxidase-positive(オキシダーゼ陽性)
- 口腔・鼻咽頭nasopharynx鼻咽頭(nasopharynx)nasopharynx(鼻咽頭)の正常フローラ
- まれに日和見opportunistic日和見(opportunistic)opportunistic(日和見)感染(呼吸器感染、心内膜炎、結膜conjunctiva結膜(conjunctiva)conjunctiva(結膜)炎)を起こす
- 病原性ナイセリア属Neisseria (genus)ナイセリア属(Neisseria (genus))Neisseria (genus)(ナイセリア属)より培養が容易——通常の培地で発育し複数の糖を発酵する
髄膜炎菌
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 形態 | グラム陰性双球菌Gram-negative diplococcusグラム陰性双球菌(Gram-negative diplococcus)Gram-negative diplococcus(グラム陰性双球菌) |
| 生息地 | ヒトの鼻咽頭nasopharynx鼻咽頭(nasopharynx)nasopharynx(鼻咽頭) |
| 莢膜 | 多糖体莢膜polysaccharide capsule多糖体莢膜(polysaccharide capsule)polysaccharide capsule(多糖体莢膜)(12血清型)——貪食を阻害 |
| 糖発酵sugar fermentation糖発酵(sugar fermentation)sugar fermentation(糖発酵) | マルトースmaltoseマルトース(maltose)maltose(マルトース)陽性・グルコース陽性(N. gonorrhoeaeはマルトースmaltoseマルトース(maltose)maltose(マルトース)陰性——鑑別点) |
| 付着因子adhesin (adherence factor)付着因子(adhesin (adherence factor))adhesin (adherence factor)(付着因子) | 線毛(フィンブリエfimbriaeフィンブリエ(fimbriae)fimbriae(フィンブリエ))、外膜蛋白outer membrane protein外膜蛋白(outer membrane protein)outer membrane protein(外膜蛋白) |
| オキシダーゼ | 陽性 |
病原性因子:呼吸器飛沫respiratory droplets飛沫(respiratory droplets)respiratory droplets(飛沫)で伝播(寮・軍隊などで集団発生しやすい)。鎌状赤血球症・無脾症asplenia無脾症(asplenia)asplenia(無脾症)患者は感染リスクが高い。
臨床像:劇症化の機序
咽頭に定着した菌が血流に入り(菌血症)、中枢神経系に達すると、LOSの過剰産生と「出芽」により大量の炎症性メディエーターinflammatory mediator炎症性メディエーター(inflammatory mediator)inflammatory mediator(炎症性メディエーター)が放出される。
- 髄膜炎と敗血症
- 毛細血管透過性capillary permeability毛細血管透過性(capillary permeability)capillary permeability(毛細血管透過性)の亢進→循環血液量減少性ショックhypovolemic shock循環血液量減少性ショック(hypovolemic shock)hypovolemic shock(循環血液量減少性ショック)
- 血小板減少による点状出血→紫斑→斑状出血ecchymosis斑状出血(ecchymosis)ecchymosis(斑状出血)→播種性血管内凝固症候群disseminated intravascular coagulation (DIC)播種性血管内凝固症候群(disseminated intravascular coagulation (DIC))disseminated intravascular coagulation (DIC)(播種性血管内凝固症候群)——急速に進行し死に至りうる
⭐ Waterhouse-Friderichsen症候群Waterhouse-Friderichsen syndromeWaterhouse-Friderichsen症候群(Waterhouse-Friderichsen syndrome)Waterhouse-Friderichsen syndrome(Waterhouse-Friderichsen症候群):循環血液量減少hypovolemia循環血液量減少(hypovolemia)hypovolemia(循環血液量減少)が血管収縮を誘発し、副腎の出血性壊死hemorrhagic necrosis出血性壊死(hemorrhagic necrosis)hemorrhagic necrosis(出血性壊死)をきたす——致死的な合併症として高頻度に出題される。
診断:チョコレート寒天培地chocolate agarチョコレート寒天培地(chocolate agar)chocolate agar(チョコレート寒天培地)での培養(血液培養は必須)、サイヤー・マーチン培地Thayer-Martin mediumサイヤー・マーチン培地(Thayer-Martin medium)Thayer-Martin medium(サイヤー・マーチン培地)(VPN寒天)。ラテックス凝集反応latex agglutination testラテックス凝集反応(latex agglutination test)latex agglutination test(ラテックス凝集反応)は莢膜抗原の迅速検出に用いる(莢膜を持たないN. gonorrhoeaeには使えない)。光学顕微鏡light microscopy, LM光学顕微鏡(light microscopy, LM)light microscopy, LM(光学顕微鏡)でグラム染色またはメチレンブルー染色methylene blue stainメチレンブルー染色(methylene blue stain)methylene blue stain(メチレンブルー染色)。
治療:セフトリアキソン(第3世代セファロスポリンthird-generation cephalosporin第3世代セファロスポリン(third-generation cephalosporin)third-generation cephalosporin(第3世代セファロスポリン))——血液脳関門を通過できる。
予防:
- 莢膜多糖体capsular polysaccharide莢膜多糖体(capsular polysaccharide)capsular polysaccharide(莢膜多糖体)を含む4価ワクチン(MenACWYMenACWY vaccineMenACWY(MenACWY vaccine)MenACWY vaccine(MenACWY)):A、C、W、Y血清型用(Dという血清型は存在しない)
- B血清型用の別ワクチンMenB別ワクチン(MenB)MenB(別ワクチン):先進国では血清型Bが主要な原因型を占める
- 2023年以降、MenACWYMenACWY vaccineMenACWY(MenACWY vaccine)MenACWY vaccine(MenACWY)とMenBMenB vaccineMenB(MenB vaccine)MenB vaccine(MenB)を1回の接種でまとめてカバーする5価ワクチン(MenABCWYMenABCWY vaccineMenABCWY(MenABCWY vaccine)MenABCWY vaccine(MenABCWY))も承認されており、両者が同時に必要な場面で選択肢となる
- 濃厚接触者close contact濃厚接触者(close contact)close contact(濃厚接触者)への化学予防chemoprophylaxis化学予防(chemoprophylaxis)chemoprophylaxis(化学予防):リファンピシンまたはシプロフロキサシンciprofloxacinシプロフロキサシン(ciprofloxacin)ciprofloxacin(シプロフロキサシン)(妊婦などにはセフトリアキソン筋注も用いる)
髄膜炎菌 vs 淋菌:比較表
| 項目 | N. meningitidis | N. gonorrhoeae |
|---|---|---|
| 莢膜 | あり | なし |
| マルトース発酵maltose fermentationマルトース発酵(maltose fermentation)maltose fermentation(マルトース発酵) | 陽性 | 陰性 |
| グルコース発酵 | 陽性 | 陽性 |
| βラクタマーゼ産生 | まれ | 一般的 |
| 侵入門戸portal of entry侵入門戸(portal of entry)portal of entry(侵入門戸) | 呼吸器 | 性器 |
| ワクチン | あり | なし |
詳細は淋菌・モラクセラ属Moraxella genusモラクセラ属(Moraxella genus)Moraxella genus(モラクセラ属)のページを参照。
flowchart TD
A["N. meningitidisが咽頭に定着"] --> B["血流に侵入(菌血症)"]
B --> C["LOSが過剰産生されblebbing"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='inflammatory mediator'>炎症性メディエーター</span>の大量放出"]
D --> E["髄膜炎(CNSへ波及)"]
D --> F["敗血症→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='increased capillary permeability'>毛細血管透過性亢進</span>"]
F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hypovolemic shock'>循環血液量減少性ショック</span>"]
F --> H["血小板減少→点状出血→紫斑→DIC"]
G --> I["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Waterhouse-Friderichsen syndrome'>Waterhouse-Friderichsen症候群</span><br>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='adrenal hemorrhagic necrosis'>副腎出血壊死</span>→死亡)"]
まとめ
- ナイセリア属Neisseria (genus)ナイセリア属(Neisseria (genus))Neisseria (genus)(ナイセリア属)は易損性fastidious易損性(fastidious)fastidious(易損性)のグラム陰性双球菌Gram-negative diplococcusグラム陰性双球菌(Gram-negative diplococcus)Gram-negative diplococcus(グラム陰性双球菌)でオキシダーゼ陽性oxidase-positiveオキシダーゼ陽性(oxidase-positive)oxidase-positive(オキシダーゼ陽性)、チョコレート寒天chocolate agarチョコレート寒天(chocolate agar)chocolate agar(チョコレート寒天)・サイヤー-マーチン培地Thayer-Martin agarマーチン培地(Thayer-Martin agar)Thayer-Martin agar(マーチン培地)で培養する。終末補体(C5〜C9)欠損は感染感受性を高める。
- 非病原性ナイセリア属apathogenic Neisseria species非病原性ナイセリア属(apathogenic Neisseria species)apathogenic Neisseria species(非病原性ナイセリア属)(N. sicca、N. subflavaなど)は口腔・鼻咽頭nasopharynx鼻咽頭(nasopharynx)nasopharynx(鼻咽頭)の常在菌で、まれに日和見opportunistic日和見(opportunistic)opportunistic(日和見)感染を起こす。
- 髄膜炎菌は莢膜を持ち呼吸器から侵入、LOSの過剰産生と出芽が敗血症・DIC・髄膜炎を引き起こし、Waterhouse-Friderichsen症候群Waterhouse-Friderichsen syndromeWaterhouse-Friderichsen症候群(Waterhouse-Friderichsen syndrome)Waterhouse-Friderichsen syndrome(Waterhouse-Friderichsen症候群)(副腎出血壊死adrenal hemorrhagic necrosis副腎出血壊死(adrenal hemorrhagic necrosis)adrenal hemorrhagic necrosis(副腎出血壊死))で死に至りうる。
- 治療はBBBを通過するセフトリアキソン。予防はA/C/W/Y用(MenACWYMenACWY vaccineMenACWY(MenACWY vaccine)MenACWY vaccine(MenACWY))と血清型B用(MenBMenB vaccineMenB(MenB vaccine)MenB vaccine(MenB))の2種類のワクチン(両者を1回でまとめてカバーする5価ワクチンMenABCWYMenABCWY vaccineMenABCWY(MenABCWY vaccine)MenABCWY vaccine(MenABCWY)も承認済み)、および濃厚接触者close contact濃厚接触者(close contact)close contact(濃厚接触者)へのリファンピシン/シプロフロキサシンciprofloxacinシプロフロキサシン(ciprofloxacin)ciprofloxacin(シプロフロキサシン)予防投与。
- 髄膜炎菌と淋菌は莢膜・糖発酵sugar fermentation糖発酵(sugar fermentation)sugar fermentation(糖発酵)・βラクタマーゼ産生・侵入門戸portal of entry侵入門戸(portal of entry)portal of entry(侵入門戸)・ワクチンの有無で鑑別する。