炭疽菌とその他のバチルス属

🧠 炭疽菌Bacillus anthracis炭疽菌（Bacillus anthracis）Bacillus anthracis（炭疽菌）は「2つの毒素は必ずセットで働く」というAB毒素の教科書的モデルとして読む。 防御抗原protective antigen, PA防御抗原（protective antigen, PA）protective antigen, PA（防御抗原）（PA＝Protective Antigen）は細胞への「入口」を作るだけで、それ自体は無害。そこへ浮腫因子edema factor, EF浮腫因子（edema factor, EF）edema factor, EF（浮腫因子）（EF）が乗れば細胞内cAMPが上昇し浮腫・免疫回避immune evasion免疫回避（immune evasion）immune evasion（免疫回避）を起こし、致死因子lethal factor, LF致死因子（lethal factor, LF）lethal factor, LF（致死因子）（LF）が乗ればMAPK（マイトジェンmitogenマイトジェン（mitogen）mitogen（マイトジェン）活性化タンパクキナーゼ）を切断し細胞死・壊死（黒色痂皮black eschar黒色痂皮（black eschar）black eschar（黒色痂皮）＝eschar）を起こす——PAなしにEF・LFは細胞内に入れず、EF・LFなしにPAは何も起こさない。侵入経路（肺・皮膚・消化管）が違っても、この「PAが鍵穴、EF/LFが実行犯」という構造は共通している。

炭疽菌

形態・生化学的性状

病原性因子：2つの毒素

炭疽菌Bacillus anthracis炭疽菌（Bacillus anthracis）Bacillus anthracis（炭疽菌）の毒性は防御抗原protective antigen, PA防御抗原（protective antigen, PA）protective antigen, PA（防御抗原）を介して細胞内に運び込まれる2つの酵素——浮腫因子edema factor, EF浮腫因子（edema factor, EF）edema factor, EF（浮腫因子）と致死因子lethal factor, LF致死因子（lethal factor, LF）lethal factor, LF（致死因子）——による。両方が揃って初めて症状が成立する。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='protective antigen, PA'>防御抗原</span>（PA）が細胞膜上の受容体に結合"] --> B["PA が孔を形成し<br>EF・LF を細胞内へ運び込む"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='edema factor, EF'>浮腫因子</span>（EF）流入"]
  B --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lethal factor, LF'>致死因子</span>（LF）流入"]
  C --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='adenylyl cyclase, AC'>アデニル酸シクラーゼ</span>活性化 → cAMP↑"]
  D --> F["MAPK を切断（プロテアーゼ活性）"]
  E --> G["浮腫・マクロファージ機能障害"]
  F --> H["細胞増殖破綻 → 壊死（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='black eschar'>黒色痂皮</span>）"]

臨床像：炭疽の3病型

共通所見：黒色痂皮black eschar黒色痂皮（black eschar）black eschar（黒色痂皮）——周囲を紅斑で縁取られた黒色壊死black eschar黒色壊死（black eschar）black eschar（黒色壊死）性皮膚病変。

診断・治療

桿菌 cereus（セレウス菌）

形態・生化学的性状

病原性因子・臨床像：食中毒の2病型

B. cereusの食中毒food poisoning食中毒（food poisoning）food poisoning（食中毒）は毒素の種類によって発症様式Onset発症様式（Onset）Onset（発症様式）が対照的な2つの型に分かれる。

開放創open wounds開放創（open wounds）open wounds（開放創）・外傷への直接侵入により創傷感染を起こすこともある。

臨床症状clinical manifestation臨床症状（clinical manifestation）clinical manifestation（臨床症状）：嘔吐、悪心、腹部けいれん、下痢

診断・治療・予防

その他の好気性芽胞形成菌

一部の桿菌属・近縁属は抗菌薬（多くはポリペプチド系）の産生菌として、あるいは滅菌sterilization滅菌（sterilization）sterilization（滅菌）工程の検証用生物指標として利用される。

滅菌検証Geobacillus stearothermophilus滅菌検証（Geobacillus stearothermophilus）Geobacillus stearothermophilus（滅菌検証）は熱滅菌sterilization滅菌（sterilization）sterilization（滅菌）手順（オートクレーブなど）の有効性を検証する生物学的インジケーターとして用いられる。

まとめ

• 炭疽菌Bacillus anthracis炭疽菌（Bacillus anthracis）Bacillus anthracis（炭疽菌）はグラム陽性大型桿菌で連鎖状chains連鎖状（chains）chains（連鎖状）に配列し、ポリペプチド性莢膜polypeptide capsuleポリペプチド性莢膜（polypeptide capsule）polypeptide capsule（ポリペプチド性莢膜）（ポリ-D-グルタミン酸poly-D-glutamic acidポリ-D-グルタミン酸（poly-D-glutamic acid）poly-D-glutamic acid（ポリ-D-グルタミン酸））と芽胞形成sporulation芽胞形成（sporulation）sporulation（芽胞形成）を特徴とする偏性好気性菌obligate aerobe偏性好気性菌（obligate aerobe）obligate aerobe（偏性好気性菌）。
• 毒性はPA（防御抗原protective antigen, PA防御抗原（protective antigen, PA）protective antigen, PA（防御抗原））が細胞内への「入口」を作り、そこにEF（浮腫因子edema factor, EF浮腫因子（edema factor, EF）edema factor, EF（浮腫因子）、cAMP上昇）またはLF（致死因子lethal factor, LF致死因子（lethal factor, LF）lethal factor, LF（致死因子）、MAPK切断）が乗ることで発揮される——両方が揃って初めて症状化するAB毒素の典型例。
• 炭疽anthrax炭疽（anthrax）anthrax（炭疽）は経路により肺炭疽pulmonary anthrax肺炭疽（pulmonary anthrax）pulmonary anthrax（肺炭疽）（吸入、致死率ほぼ100%）・皮膚炭疽cutaneous anthrax皮膚炭疽（cutaneous anthrax）cutaneous anthrax（皮膚炭疽）（黒色痂皮black eschar黒色痂皮（black eschar）black eschar（黒色痂皮））・消化管炭疽gastrointestinal anthrax消化管炭疽（gastrointestinal anthrax）gastrointestinal anthrax（消化管炭疽）（摂食、まれ）の3病型に分かれる。
• 桿菌 cereusは食中毒food poisoning食中毒（food poisoning）food poisoning（食中毒）菌で、短潜伏の嘔吐型Emetic form嘔吐型（Emetic form）Emetic form（嘔吐型）（耐熱性毒素heat-stable toxin, ST耐熱性毒素（heat-stable toxin, ST）heat-stable toxin, ST（耐熱性毒素）、S. aureus類似）と長潜伏の下痢型diarrhea-predominant type下痢型（diarrhea-predominant type）diarrhea-predominant type（下痢型）（易熱性毒素heat-labile toxin, LT易熱性毒素（heat-labile toxin, LT）heat-labile toxin, LT（易熱性毒素）、C. perfringens類似）の対照的な2病型を持つ。
• その他の好気性芽胞形成菌Other aerobic spore-formersその他の好気性芽胞形成菌（Other aerobic spore-formers）Other aerobic spore-formers（その他の好気性芽胞形成菌）は抗菌薬（バシトラシンbacitracinバシトラシン（bacitracin）bacitracin（バシトラシン）、ポリミキシンPolymyxinポリミキシン（Polymyxin）Polymyxin（ポリミキシン）など）の産生源や、滅菌検証Geobacillus stearothermophilus滅菌検証（Geobacillus stearothermophilus）Geobacillus stearothermophilus（滅菌検証）に利用される。