Medical Microbiology · 2/19
シュードモナス群とアシネトバクター・バークホルデリア・ステノトロホモナス属
Pseudomonas group and Acinetobacter, Burkholderia, Stenotrophomonas genus
🧠 この項の菌はすべて「非発酵性グラム陰性桿菌non-fermenting gram-negative rods非発酵性グラム陰性桿菌(non-fermenting gram-negative rods)non-fermenting gram-negative rods(非発酵性グラム陰性桿菌)」という1つのカテゴリーでまとめて読む。 土壌・水・病院内の湿った環境(シンクsinkシンク(sink)sink(シンク)・シャワー・人工呼吸器ventilators人工呼吸器(ventilators)ventilators(人工呼吸器))に潜む環境常在菌で、正常な免疫を持つ健常者にはほとんど無害だが、カテーテル・人工呼吸器ventilators人工呼吸器(ventilators)ventilators(人工呼吸器)・広域抗菌薬broad-spectrum antibiotics広域抗菌薬(broad-spectrum antibiotics)broad-spectrum antibiotics(広域抗菌薬)投与中の入院患者を狙う日和見opportunistic日和見(opportunistic)opportunistic(日和見)・院内感染菌として牙を剥く。共通する脅威tumor cells脅威(tumor cells)tumor cells(脅威)は病原性の強さそのものよりも多剤耐性であり、どの菌でも治療にはアンチバイオグラムantibiogramアンチバイオグラム(antibiogram)antibiogram(アンチバイオグラム)(感受性試験susceptibility test感受性試験(susceptibility test)susceptibility test(感受性試験))に基づく選択が必須になる。プロトタイプが緑膿菌 aeruginosa(緑膿菌)で、残り4菌種は「環境曝露+院内感染+多剤耐性」という同じテンプレートtemplate (needle guide grid)テンプレート(template (needle guide grid))template (needle guide grid)(テンプレート)に臓器特異的organ-specific臓器特異的(organ-specific)organ-specific(臓器特異的)な違いを加えたものと考えるとよい。
緑膿菌 aeruginosa(緑膿菌)
形態・生化学的性状
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 形態 | グラム陰性桿菌 |
| 生息地 | 正常皮膚フローラの一員だが、土壌・水にも広く存在する |
| 運動性 | 単一の極単毛性鞭毛polar flagellum極単毛性鞭毛(polar flagellum)polar flagellum(極単毛性鞭毛)で運動性あり |
| 酵素 | 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)、カタラーゼ陽性catalase-positiveカタラーゼ陽性(catalase-positive)catalase-positive(カタラーゼ陽性) |
| 酸素要求性 | 偏性好気性菌obligate aerobe偏性好気性菌(obligate aerobe)obligate aerobe(偏性好気性菌)——通性嫌気性facultative anaerobe通性嫌気性(facultative anaerobe)facultative anaerobe(通性嫌気性)である腸内細菌科(Enterobacteriaceae、例:E. coli)との重要な鑑別点 |
| 増殖環境 | 水系・湿潤環境でよく増殖する |
病原性因子
院内感染の代表菌である。
- 日和見opportunistic日和見(opportunistic)opportunistic(日和見)病原体
- バイオフィルム形成biofilm formationバイオフィルム形成(biofilm formation)biofilm formation(バイオフィルム形成)(カテーテル表面など)
- 高塩分濃度・色素・弱い消毒薬disinfectant消毒薬(disinfectant)disinfectant(消毒薬)・一般的な抗菌薬に対する抵抗性
外毒素Aexotoxin A外毒素A(exotoxin A)exotoxin A(外毒素A)(Exotoxin A):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)に似るが毒性はやや弱い
- 伸長因子2elongation factor 2 (EF-2)伸長因子2(elongation factor 2 (EF-2))elongation factor 2 (EF-2)(伸長因子2)(elongation factor 2, EF-2)のADPリボシル化ribosylationリボシル化(ribosylation)ribosylation(リボシル化)によりタンパク質合成を阻害し、細胞死を誘導する
💡 緑膿菌の外毒素Aexotoxin A外毒素A(exotoxin A)exotoxin A(外毒素A)はEF-2を標的とする点でジフテリア毒素diphtheria toxinジフテリア毒素(diphtheria toxin)diphtheria toxin(ジフテリア毒素)と同一の機序を持つ。 全く系統の異なる菌(グラム陽性のCorynebacterium diphtheriaeとグラム陰性のPseudomonas aeruginosa)が、宿主のタンパク質合成を止める同じ分子標的(EF-2のADPリボシル化ribosylationリボシル化(ribosylation)ribosylation(リボシル化))に収束して進化した好例である(ジフテリア菌Corynebacterium diphtheriaeジフテリア菌(Corynebacterium diphtheriae)Corynebacterium diphtheriae(ジフテリア菌)参照)。
臨床像
| 疾患・病態 | 特徴 |
|---|---|
| 院内肺炎hospital-acquired pneumonia, HAP院内肺炎(hospital-acquired pneumonia, HAP)hospital-acquired pneumonia, HAP(院内肺炎)・呼吸不全 | 嚢胞性線維症患者で特に重要 |
| 骨髄炎 | 糖尿病患者・静注薬物使用者IV drug users静注薬物使用者(IV drug users)IV drug users(静注薬物使用者)に多い |
| 熱傷創burn wounds熱傷創(burn wounds)burn wounds(熱傷創)感染 | 入院中の熱傷患者に多い |
| 尿路感染症 | 尿路カテーテルに関連する院内感染 |
| 外耳炎otitis externa外耳炎(otitis externa)otitis externa(外耳炎) | 「スイマーズイヤーswimmer's earスイマーズイヤー(swimmer's ear)swimmer's ear(スイマーズイヤー)」 |
| 皮膚病変 | 「ホットタブ毛包炎hot tub folliculitisホットタブ毛包炎(hot tub folliculitis)hot tub folliculitis(ホットタブ毛包炎)」(塩素消毒不十分な温水浴槽使用者に多い、そう痒性の丘疹膿疱性毛包炎papulopustular folliculitis丘疹膿疱性毛包炎(papulopustular folliculitis)papulopustular folliculitis(丘疹膿疱性毛包炎))/壊疽性膿瘡ecthyma gangrenosum壊疽性膿瘡(ecthyma gangrenosum)ecthyma gangrenosum(壊疽性膿瘡)(菌血症から敗血症に至り、毒素が組織を障害。黒色斑black spots黒色斑(black spots)black spots(黒色斑)を伴う皮膚壊死skin necrosis皮膚壊死(skin necrosis)skin necrosis(皮膚壊死)として現れる) |
⚠️ 壊疽性膿瘡ecthyma gangrenosum壊疽性膿瘡(ecthyma gangrenosum)ecthyma gangrenosum(壊疽性膿瘡)は緑膿菌敗血症を示唆する特徴的皮疹。 この皮疹を見たら緑膿菌による重篤な菌血症・敗血症を直ちに疑う必要がある。
診断
- 寒天培地培養:青緑色色素(ピオシアニンpyocyaninピオシアニン(pyocyanin)pyocyanin(ピオシアニン)+ピオベルジンpyoverdineピオベルジン(pyoverdine)pyoverdine(ピオベルジン))を産生、果実様・ブドウ様の芳香
- 血液寒天培地でβ溶血を示す
治療
多剤耐性(MBL:メタロβラクタマーゼmetallo-beta-lactamaseメタロβラクタマーゼ(metallo-beta-lactamase)metallo-beta-lactamase(メタロβラクタマーゼ)、metallo-beta-lactamase、全βラクタム系に耐性)を示すことが多く、アンチバイオグラムantibiogramアンチバイオグラム(antibiogram)antibiogram(アンチバイオグラム)が必須
- ピペラシリンpiperacillinピペラシリン(piperacillin)piperacillin(ピペラシリン)+タゾバクタムtazobactamタゾバクタム(tazobactam)tazobactam(タゾバクタム)(「タゾシン」として知られる配合剤)
- アミノグリコシド系またはフルオロキノロン系fluoroquinoloneフルオロキノロン系(fluoroquinolone)fluoroquinolone(フルオロキノロン系)
- コリスチンcolistinコリスチン(colistin)colistin(コリスチン)——ESBL・MBL産生株に対する選択肢だが毒性が強く最終手段
その他の非発酵性グラム陰性桿菌
いずれも自然界に広く存在し、シンクsinkシンク(sink)sink(シンク)・シャワー・人工呼吸器ventilators人工呼吸器(ventilators)ventilators(人工呼吸器)などの湿った病院環境を汚染する院内感染菌という共通点を持つ。
Acinetobacter baumannii
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 形態 | グラム陰性球桿菌 |
| 酸素要求性・酵素 | 偏性好気性菌obligate aerobe偏性好気性菌(obligate aerobe)obligate aerobe(偏性好気性菌)、オキシダーゼ陰性oxidase-negativeオキシダーゼ陰性(oxidase-negative)oxidase-negative(オキシダーゼ陰性)(緑膿菌との鑑別点)、非発酵性non-fermenting非発酵性(non-fermenting)non-fermenting(非発酵性) |
| 生態 | 腐敗有機物を分解する腐生菌saprophyte腐生菌(saprophyte)saprophyte(腐生菌)(化学従属栄養heterotrophic従属栄養(heterotrophic)heterotrophic(従属栄養)生物の一種) |
- 日和見opportunistic日和見(opportunistic)opportunistic(日和見)院内感染菌:広域抗菌薬broad-spectrum antibiotics広域抗菌薬(broad-spectrum antibiotics)broad-spectrum antibiotics(広域抗菌薬)投与中・術後回復期recovery phase回復期(recovery phase)recovery phase(回復期)・人工呼吸器管理mechanical ventilation人工呼吸器管理(mechanical ventilation)mechanical ventilation(人工呼吸器管理)中の患者に多い
- 呼吸器感染症respiratory tract infection (RTI)呼吸器感染症(respiratory tract infection (RTI))respiratory tract infection (RTI)(呼吸器感染症)、尿路感染症、創部感染
- 敗血症:静脈カテーテル上にバイオフィルムbiofilmバイオフィルム(biofilm)biofilm(バイオフィルム)を形成し、血流へ侵入する
- 多剤・汎耐性株pan-resistant strain汎耐性株(pan-resistant strain)pan-resistant strain(汎耐性株)が問題:MACI(多剤耐性アシネトバクターAcinetobacterアシネトバクター(Acinetobacter)Acinetobacter(アシネトバクター)・バウマニ、multi-resistant Acinetobacter baumannii)、PACI(汎耐性pan-resistance汎耐性(pan-resistance)pan-resistance(汎耐性)アシネトバクターAcinetobacterアシネトバクター(Acinetobacter)Acinetobacter(アシネトバクター)・バウマニ、pan-resistant Acinetobacter baumannii)
- 治療:ディスク拡散法disk diffusion methodディスク拡散法(disk diffusion method)disk diffusion method(ディスク拡散法)などの薬剤感受性試験antimicrobial susceptibility testing薬剤感受性試験(antimicrobial susceptibility testing)antimicrobial susceptibility testing(薬剤感受性試験)に基づく
Stenotrophomonas maltophilia
- 嚢胞性線維症患者の喀痰から検出されるグラム陰性菌として第3位の頻度
- 院内日和見感染nosocomial opportunistic infection院内日和見感染(nosocomial opportunistic infection)nosocomial opportunistic infection(院内日和見感染):留置静脈カテーテルindwelling venous catheter留置静脈カテーテル(indwelling venous catheter)indwelling venous catheter(留置静脈カテーテル)、IV機器、汚染された消毒液に由来する
- 院内肺感染、敗血症を起こす
- 治療:しばしば多剤耐性——トリメトプリムtrimethoprimトリメトプリム(trimethoprim)trimethoprim(トリメトプリム)・スルファメトキサゾールsulfamethoxazoleスルファメトキサゾール(sulfamethoxazole)sulfamethoxazole(スルファメトキサゾール)が主に使用される
Burkholderia mallei
鼻疽Glanders disease鼻疽(Glanders disease)Glanders disease(鼻疽)——主にウマ・ロバ・ラバmuleラバ(mule)mule(ラバ)の疾患(アジア・アフリカ・中東に多い)で感染力が強い。
- 皮膚・粘膜の潰瘍
- 吸入により原発性肺炎を起こす
- リンパ管炎lymphangitisリンパ管炎(lymphangitis)lymphangitis(リンパ管炎)・敗血症(致死的)
Burkholderia pseudomallei
東南アジア・インド・アフリカ・オーストラリアの土壌に典型的に存在。感染力が強く、感染が数年間潜伏し、ストレス状況下で再燃relapse再燃(relapse)relapse(再燃)することがある。周毛peritrichous周毛(peritrichous)peritrichous(周毛)性の極鞭毛を持つ。
類鼻疽melioidosis類鼻疽(melioidosis)melioidosis(類鼻疽):動物・ヒトに起こる鼻疽Glanders disease鼻疽(Glanders disease)Glanders disease(鼻疽)様の風土病endemic disease風土病(endemic disease)endemic disease(風土病)
- 慢性肺疾患chronic lung disease慢性肺疾患(chronic lung disease)chronic lung disease(慢性肺疾患)
- 劇症型の上葉肺疾患
- 急性菌血症(限局した化膿性皮膚感染suppurative skin infection化膿性皮膚感染(suppurative skin infection)suppurative skin infection(化膿性皮膚感染)から)
Burkholderia cepacia complex(BCC)
植物病原体だが、嚢胞性線維症患者における日和見opportunistic日和見(opportunistic)opportunistic(日和見)病原体でもある(それ以外ではまれ)。抗菌薬に対する抵抗性が非常に強く、周毛peritrichous周毛(peritrichous)peritrichous(周毛)性の極鞭毛で運動性を持つ。
4菌種の比較
| 菌種 | 特徴的な感染 | 備考 |
|---|---|---|
| Acinetobacter baumannii | 院内RTI・UTI・創部感染、カテーテル関連血流感染catheter-related bloodstream infection, CRBSIカテーテル関連血流感染(catheter-related bloodstream infection, CRBSI)catheter-related bloodstream infection, CRBSI(カテーテル関連血流感染) | オキシダーゼ陰性oxidase-negativeオキシダーゼ陰性(oxidase-negative)oxidase-negative(オキシダーゼ陰性)の球桿菌。MACI/PACIという多剤・汎耐性株pan-resistant strain汎耐性株(pan-resistant strain)pan-resistant strain(汎耐性株)が問題 |
| Stenotrophomonas maltophilia | 院内肺感染、敗血症 | 嚢胞性線維症患者の喀痰から検出される頻度第3位。TMP-SMXで治療 |
| Burkholderia mallei | 鼻疽Glanders disease鼻疽(Glanders disease)Glanders disease(鼻疽):皮膚潰瘍、肺炎、リンパ管炎lymphangitisリンパ管炎(lymphangitis)lymphangitis(リンパ管炎)・敗血症 | 主にウマ科動物由来zoono-動物由来(zoono-)zoono-(動物由来)、ヒトへの感染はまれだが致死的 |
| Burkholderia pseudomallei | 類鼻疽melioidosis類鼻疽(melioidosis)melioidosis(類鼻疽):慢性肺疾患chronic lung disease慢性肺疾患(chronic lung disease)chronic lung disease(慢性肺疾患)、劇症型上葉肺炎、急性菌血症 | 東南アジア・オーストラリアの土壌に存在、数年潜伏しうる |
| Burkholderia cepacia complex | 嚢胞性線維症患者の日和見opportunistic日和見(opportunistic)opportunistic(日和見)感染 | 元は植物病原体、高度薬剤耐性antimicrobial resistance, AMR薬剤耐性(antimicrobial resistance, AMR)antimicrobial resistance, AMR(薬剤耐性) |
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='non-fermenting gram-negative rods'>非発酵性グラム陰性桿菌</span><br>(院内・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='opportunistic'>日和見</span>感染菌)"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='oxidase-positive'>オキシダーゼ陽性</span>"]
A --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='oxidase-negative'>オキシダーゼ陰性</span>"]
B --> D["Pseudomonas aeruginosa<br>(緑膿菌、<span class='jp-term jp-term-diagram' title='unipolar'>単極性</span>鞭毛)"]
C --> E["Acinetobacter baumannii<br>(球桿菌)"]
まとめ
- 本項の菌はすべて非発酵性グラム陰性桿菌non-fermenting gram-negative rods非発酵性グラム陰性桿菌(non-fermenting gram-negative rods)non-fermenting gram-negative rods(非発酵性グラム陰性桿菌)で、環境(土壌・水・病院の湿潤環境)常在菌が日和見opportunistic日和見(opportunistic)opportunistic(日和見)・院内感染を起こすという共通テンプレートtemplate (needle guide grid)テンプレート(template (needle guide grid))template (needle guide grid)(テンプレート)を持つ。
- 緑膿菌 aeruginosa(緑膿菌)は偏性好気性obligate aerobe偏性好気性(obligate aerobe)obligate aerobe(偏性好気性)・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)で、外毒素Aexotoxin A外毒素A(exotoxin A)exotoxin A(外毒素A)(EF-2 ADPリボシル化ribosylationリボシル化(ribosylation)ribosylation(リボシル化)、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)と同一機序)とバイオフィルム形成biofilm formationバイオフィルム形成(biofilm formation)biofilm formation(バイオフィルム形成)が病原性の核。CF患者の肺炎、熱傷創burn wounds熱傷創(burn wounds)burn wounds(熱傷創)感染、壊疽性膿瘡ecthyma gangrenosum壊疽性膿瘡(ecthyma gangrenosum)ecthyma gangrenosum(壊疽性膿瘡)が特徴的。
- Acinetobacter baumanniiはオキシダーゼ陰性oxidase-negativeオキシダーゼ陰性(oxidase-negative)oxidase-negative(オキシダーゼ陰性)の球桿菌で、MACI/PACIという多剤・汎耐性株pan-resistant strain汎耐性株(pan-resistant strain)pan-resistant strain(汎耐性株)が院内感染で問題になる。
- Stenotrophomonas maltophiliaはCF患者喀痰から検出される頻度第3位のグラム陰性菌で、TMP-SMXが主な治療薬。
- Burkholderia属3菌種は鼻疽Glanders disease鼻疽(Glanders disease)Glanders disease(鼻疽)・類鼻疽melioidosis類鼻疽(melioidosis)melioidosis(類鼻疽)・CF患者の日和見opportunistic日和見(opportunistic)opportunistic(日和見)感染とそれぞれ異なる臨床像を示すが、いずれも高度な抗菌薬耐性を共有する。