破傷風菌

🧠 破傷風は「ブレーキが壊れた筋肉」の病気として読む。 正常な筋運動は興奮性シグナルと抑制性シグナル（GABA＝ガンマアミノ酪酸, gamma-aminobutyric acid・グリシン）のバランスで成り立っているが、破傷風毒素tetanospasmin (tetanus toxin)破傷風毒素（tetanospasmin (tetanus toxin)）tetanospasmin (tetanus toxin)（破傷風毒素）は運動神経motor neuron運動神経（motor neuron）motor neuron（運動神経）を逆行性に上って脊髄に達し、そこで抑制性ニューロンinhibitory neuron抑制性ニューロン（inhibitory neuron）inhibitory neuron（抑制性ニューロン）（Renshaw細胞など）からのGABA・グリシン放出だけを止める。興奮性シグナルはそのまま流れ続けるため、筋肉は「ブレーキなきアクセル」の状態になり、持続的な痙攣性収縮（痙性麻痺spastic paralysis痙性麻痺（spastic paralysis）spastic paralysis（痙性麻痺））に陥る——Clostridium属に共通の性質（グラム陽性・偏性嫌気性obligate anaerobe偏性嫌気性（obligate anaerobe）obligate anaerobe（偏性嫌気性）・芽胞形成菌spore-forming芽胞形成菌（spore-forming）spore-forming（芽胞形成菌））を土台に、この毒素の作用点target作用点（target）target（作用点）だけを覚えれば破傷風の全臨床像が導ける。

形態・生化学的性状

Clostridium tetaniはガス壊疽菌Clostridium perfringensガス壊疽菌（Clostridium perfringens）Clostridium perfringens（ガス壊疽菌）と同じClostridium属に属し、グラム陽性・偏性嫌気性obligate anaerobe偏性嫌気性（obligate anaerobe）obligate anaerobe（偏性嫌気性）・芽胞形成sporulation芽胞形成（sporulation）sporulation（芽胞形成）という基本性状を共有する。

病原性因子

• 宿主・感染源：土壌、錆びた釘などの金属
• 伝播経路：釘などによる刺創stab wound刺創（stab wound）stab wound（刺創）（穿通創penetration wound穿通創（penetration wound）penetration wound（穿通創））、あるいはヒト咬傷

発症までの機序

1. 異物による刺創stab wound刺創（stab wound）stab wound（刺創）に伴い、C. tetaniの芽胞が創傷内に混入する
2. 芽胞が組織内（嫌気環境anaerobic environments嫌気環境（anaerobic environments）anaerobic environments（嫌気環境））に埋没し発芽する
3. 破傷風毒素tetanospasmin (tetanus toxin)破傷風毒素（tetanospasmin (tetanus toxin)）tetanospasmin (tetanus toxin)（破傷風毒素）（tetanospasmin、AB型神経毒素AB-type neurotoxinAB型神経毒素（AB-type neurotoxin）AB-type neurotoxin（AB型神経毒素））が産生・放出され、運動神経motor neuron運動神経（motor neuron）motor neuron（運動神経）軸索を通って逆行性軸索輸送retrograde axonal transport逆行性軸索輸送（retrograde axonal transport）retrograde axonal transport（逆行性軸索輸送）により脊髄に到達する
4. 毒素がSNARE（可溶性NSF付着タンパク質受容体, Soluble NSF Attachment protein REceptor）タンパク質を切断し、神経終末からの神経伝達物質の開口放出exocytosis開口放出（exocytosis）exocytosis（開口放出）（エキソサイトーシスexocytosisエキソサイトーシス（exocytosis）exocytosis（エキソサイトーシス））を阻害する
5. SNARE切断は特にGABA・グリシンの放出（Renshaw細胞を含む抑制性介在ニューロンinhibitory interneuron抑制性介在ニューロン（inhibitory interneuron）inhibitory interneuron（抑制性介在ニューロン）から）を阻害する——GABA・グリシンは本来、筋収縮を抑制する働きを持つため、その放出が止まると制御不能な筋収縮＝痙攣が生じる

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='stab wound'>刺創</span>に C. tetani 芽胞が混入"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='anaerobic environments'>嫌気環境</span>の組織内で芽胞が発芽"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tetanospasmin (tetanus toxin)'>破傷風毒素</span>産生"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='motor neuron'>運動神経</span>軸索を<span class='jp-term jp-term-diagram' title='retrograde axonal transport'>逆行性軸索輸送</span>で脊髄へ"]
  D --> E["SNARE タンパク質を切断"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='inhibitory neuron'>抑制性ニューロン</span>（GABA・グリシン）の<br>神経伝達物質放出を阻害"]
  F --> G["筋収縮の『ブレーキ』が消失"]
  G --> H["持続的な<span class='jp-term jp-term-diagram' title='muscle cramps'>筋痙攣</span>＝<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spastic paralysis'>痙性麻痺</span>"]

💡 なぜ「刺創stab wound刺創（stab wound）stab wound（刺創）」が破傷風のハイリスク要因なのか。 錆びた釘のような細く深い刺創stab wound刺創（stab wound）stab wound（刺創）は、創口wound slit創口（wound slit）wound slit（創口）が小さく閉じやすい一方で創底wound base (floor of the wound)創底（wound base (floor of the wound)）wound base (floor of the wound)（創底）に組織壊死tissue necrosis組織壊死（tissue necrosis）tissue necrosis（組織壊死）・低酸素状態を作りやすい——これがC. tetaniの芽胞が発芽するための理想的な嫌気環境anaerobic environments嫌気環境（anaerobic environments）anaerobic environments（嫌気環境）になる。広く開放された切創incised wound切創（incised wound）incised wound（切創）よりも、むしろ「小さく深い」創傷の方が危険である。

臨床像：破傷風

診断

• 臨床診断が主体：C. tetaniそのものが創部から分離されることは稀で、培養は診断上あまり有用ではない

治療

治療の柱は「①神経に未結合の毒素を中和する」「②毒素産生源（創部の菌）を除去する」「③既に結合した毒素による痙攣・自律神経症状を支持療法で抑える」の3つである。

1. 受動免疫（毒素の中和）：ヒト破傷風免疫グロブリンHuman Tetanus Immunoglobulin, TIGヒト破傷風免疫グロブリン（Human Tetanus Immunoglobulin, TIG）Human Tetanus Immunoglobulin, TIG（ヒト破傷風免疫グロブリン）を筋注投与する。血流中を循環する未結合の毒素を中和するが、神経終末に既に結合した毒素は中和できない——症状の消失は新たなシナプスの再生を待つほかない
2. 創部の除去（デブリードマンdebridementデブリードマン（debridement）debridement（デブリードマン））：芽胞・壊死組織を外科的に除去し、嫌気環境anaerobic environments嫌気環境（anaerobic environments）anaerobic environments（嫌気環境）での毒素産生源を断つ。デブリードマンdebridementデブリードマン（debridement）debridement（デブリードマン）はTIG投与後に行う（創部操作により新たな毒素が血中に放出されるリスクがあるため）
3. 抗菌薬：メトロニダゾールが第一選択——ペニシリンGbenzylpenicillinペニシリンG（benzylpenicillin）benzylpenicillin（ペニシリンG）は代替薬に留まる
   • ⚠️ ペニシリンGbenzylpenicillinペニシリンG（benzylpenicillin）benzylpenicillin（ペニシリンG）はGABA-A受容体の拮抗薬でもある。破傷風毒素tetanospasmin (tetanus toxin)破傷風毒素（tetanospasmin (tetanus toxin)）tetanospasmin (tetanus toxin)（破傷風毒素）自体がGABA放出を阻害することで痙攣を起こす病態であるため、GABA-A受容体を直接阻害するペニシリンは理論上毒素の作用を増強しうる——これがメトロニダゾールが優先される理由である
4. 痙攣・筋強直myotonia筋強直（myotonia）myotonia（筋強直）のコントロール：ベンゾジアゼピン系benzodiazepinesベンゾジアゼピン系（benzodiazepines）benzodiazepines（ベンゾジアゼピン系）（ジアゼパムdiazepamジアゼパム（diazepam）diazepam（ジアゼパム）等）が第一選択。難治例では筋弛緩薬muscle relaxant筋弛緩薬（muscle relaxant）muscle relaxant（筋弛緩薬）・人工呼吸管理mechanical ventilation人工呼吸管理（mechanical ventilation）mechanical ventilation（人工呼吸管理）を要する
5. 自律神経障害autonomic neuropathy自律神経障害（autonomic neuropathy）autonomic neuropathy（自律神経障害）への対応：硫酸マグネシウムmagnesium sulfate, MgSO4硫酸マグネシウム（magnesium sulfate, MgSO4）magnesium sulfate, MgSO4（硫酸マグネシウム）が不整脈・血圧変動などの自律神経不安定性autonomic instability自律神経不安定性（autonomic instability）autonomic instability（自律神経不安定性）の緩和に用いられる
6. 能動免疫active immunization能動免疫（active immunization）active immunization（能動免疫）（トキソイドワクチンtoxoid vaccineトキソイドワクチン（toxoid vaccine）toxoid vaccine（トキソイドワクチン））：未接種者、または最終接種から10年以上経過している場合はDTPワクチン（ジフテリア・破傷風・百日咳混合ワクチン, Diphtheria-Tetanus-Pertussis vaccine, DTP）も併用投与する——破傷風は罹患しても終生免疫lifelong immunity終生免疫（lifelong immunity）lifelong immunity（終生免疫）を獲得しないため、回復後も予防接種Vaccination予防接種（Vaccination）Vaccination（予防接種）が必要
   • DTPトキソイドワクチンtoxoid vaccineトキソイドワクチン（toxoid vaccine）toxoid vaccine（トキソイドワクチン）：不活化した破傷風毒素tetanospasmin (tetanus toxin)破傷風毒素（tetanospasmin (tetanus toxin)）tetanospasmin (tetanus toxin)（破傷風毒素）（トキソイドtoxoidトキソイド（toxoid）toxoid（トキソイド））を含む——免疫原性immunogenicity免疫原性（immunogenicity）immunogenicity（免疫原性）を高めるためタンパク質と結合（コンジュゲートconjugate (vaccine)コンジュゲート（conjugate (vaccine)）conjugate (vaccine)（コンジュゲート））されており、菌体そのものではなく毒素に対する抗体産生を誘導する

まとめ

• C. tetaniはグラム陽性・偏性嫌気性obligate anaerobe偏性嫌気性（obligate anaerobe）obligate anaerobe（偏性嫌気性）の芽胞形成菌spore-forming芽胞形成菌（spore-forming）spore-forming（芽胞形成菌）で、末端の芽胞が「太鼓のばち様」の外観を呈する点が桿菌属（好気性）との鑑別点になる。
• 錆びた釘などによる刺創stab wound刺創（stab wound）stab wound（刺創）から芽胞が侵入・発芽し、破傷風毒素tetanospasmin (tetanus toxin)破傷風毒素（tetanospasmin (tetanus toxin)）tetanospasmin (tetanus toxin)（破傷風毒素）が逆行性軸索輸送retrograde axonal transport逆行性軸索輸送（retrograde axonal transport）retrograde axonal transport（逆行性軸索輸送）で脊髄に達しSNAREタンパク質SNARE proteinSNAREタンパク質（SNARE protein）SNARE protein（SNAREタンパク質）を切断する。
• 毒素の標的はGABA・グリシンを放出する抑制性ニューロンinhibitory neuron抑制性ニューロン（inhibitory neuron）inhibitory neuron（抑制性ニューロン）であり、「筋収縮のブレーキが外れる」ことで痙性麻痺spastic paralysis痙性麻痺（spastic paralysis）spastic paralysis（痙性麻痺）（痙笑Risus sardonicus痙笑（Risus sardonicus）Risus sardonicus（痙笑）・後弓反張opisthotonos後弓反張（opisthotonos）opisthotonos（後弓反張））が生じる。
• 診断は主に臨床所見clinical signs臨床所見（clinical signs）clinical signs（臨床所見）に基づき、培養の有用性は低い。
• 治療は抗毒素TETIG抗毒素（TETIG）TETIG（抗毒素）による受動免疫が中心。DTPトキソイドワクチンtoxoid vaccineトキソイドワクチン（toxoid vaccine）toxoid vaccine（トキソイドワクチン）は毒素（菌体ではない）に対する能動免疫active immunization能動免疫（active immunization）active immunization（能動免疫）を誘導する。