Medical Microbiology · 2/32
ジフテリア菌、ジフテロイド、プロピオニバクテリウム属
Corynebacterium diphtheriae, diphtheroids and the Propionibacterium genus
🧠 ジフテリア菌Corynebacterium diphtheriaeジフテリア菌（Corynebacterium diphtheriae）Corynebacterium diphtheriae（ジフテリア菌）は「菌自体は喉に留まるのに、毒素だけが全身を回る」という二重構造で読む。 菌の増殖は常に咽頭局所にとどまるが、そこで作られるジフテリア毒素diphtheria toxinジフテリア毒素（diphtheria toxin）diphtheria toxin（ジフテリア毒素）が血流に乗って心臓・末梢神経へ届き、全身症状（心筋炎・神経麻痺）を引き起こす。同じCorynebacterium属でも、皮膚・鼻咽頭nasopharynx鼻咽頭（nasopharynx）nasopharynx（鼻咽頭）の常在菌である無害な「ジフテロイドdiphtheroidsジフテロイド（diphtheroids）diphtheroids（ジフテロイド）」やPropionibacteriumとは対照的な存在——「病原性のある一種」と「常在無害な同属他種」を対比させて覚える。
形態・生化学的性状
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 形態 | グラム陽性桿菌gram-positive bacillusグラム陽性桿菌（gram-positive bacillus）gram-positive bacillus（グラム陽性桿菌）、棍棒状club-shaped棍棒状（club-shaped）club-shaped（棍棒状）の両端 |
| 異染小体 | 異染顆粒metachromatic granules (volutin granules)異染顆粒（metachromatic granules (volutin granules)）metachromatic granules (volutin granules)（異染顆粒）（metachromatic granules＝volutin granules）——ポリリン酸を菌体内に貯蔵する構造 |
| 生息地 | 皮膚、鼻・咽頭粘膜——ヒトのみに感染するヒト特異的病原体 |
| 生化学的性状 | 非芽胞形成sporulation芽胞形成（sporulation）sporulation（芽胞形成）、好気性、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）、サッカロース（ショ糖）分解陰性 |
病原性因子
飛沫respiratory droplets飛沫（respiratory droplets）respiratory droplets（飛沫）で伝播する。
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）：AB型外毒素AB-type exotoxinAB型外毒素（AB-type exotoxin）AB-type exotoxin（AB型外毒素）——A（active）サブユニットが活性、B（binding）サブユニットが受容体結合receptor binding受容体結合（receptor binding）receptor binding（受容体結合）を担う。
💡 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）の作用機序。 毒素はeEF2（真核生物翻訳伸長因子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）、eukaryotic elongation factor 2）をADP-リボシル化ADP-ribosylationADP-リボシル化（ADP-ribosylation）ADP-ribosylation（ADP-リボシル化）し、リボソームの機能を阻害→蛋白合成を停止させる。蛋白合成停止は細胞死を招き、咽頭粘膜表面に厚く灰色の滲出物である偽膜pseudomembrane偽膜（pseudomembrane）pseudomembrane（偽膜）を形成する。
臨床像：ジフテリア
| 病態 | 機序・症状 |
|---|---|
| 局所性localized局所性（localized）localized（局所性）障害（菌は常に局所にとどまる） | 滲出性exudate滲出性（exudate）exudate（滲出性）咽頭炎で厚い偽膜pseudomembrane偽膜（pseudomembrane）pseudomembrane（偽膜）を形成、喉頭・気管へ広がるとリンパ節腫脹（「牛の首bull-neck首（bull-neck）bull-neck（首）」徴候）。偽膜pseudomembrane偽膜（pseudomembrane）pseudomembrane（偽膜）が剥がれ落ちると気道閉塞（窒息）の危険 |
| 全身性合併症（毒素が遠隔臓器へ拡散＝毒血症toxemia毒血症（toxemia）toxemia（毒血症）, toxemia） | 深部皮膚病変（「皮膚ジフテリアcutaneous diphtheria皮膚ジフテリア（cutaneous diphtheria）cutaneous diphtheria（皮膚ジフテリア）」）、心毒性（心筋炎・不整脈・心ブロックheart block心ブロック（heart block）heart block（心ブロック）→心不全に至りうる）、神経毒neurotoxin神経毒（neurotoxin）neurotoxin（神経毒）性（後咽頭から始まる脱髄・神経障害——四肢や眼筋の一過性麻痺、構音障害dysarthria構音障害（dysarthria）dysarthria（構音障害）、複視Diplopia複視（Diplopia）Diplopia（複視）） |
診断
| 検査 | 内容 |
|---|---|
| Neisser染色Neisser stainNeisser染色（Neisser stain）Neisser stain（Neisser染色） | 異染顆粒metachromatic granules (volutin granules)異染顆粒（metachromatic granules (volutin granules)）metachromatic granules (volutin granules)（異染顆粒）（volutin granules＝Babes-Ernst顆粒）が青紫色、菌体の残りは黄緑〜褐色に染まる。細胞質は淡く見え、顕微鏡下で「マッチ棒matchsticksマッチ棒（matchsticks）matchsticks（マッチ棒）」様に観察される |
| Elek試験Elek testElek試験（Elek test）Elek test（Elek試験） | 毒素の検出。抗毒素antitoxin抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素）を含む濾紙filter paper (Schirmer test strip)濾紙（filter paper (Schirmer test strip)）filter paper (Schirmer test strip)（濾紙）を培地に埋め込み、各菌株を線状に接種——毒素と抗毒素antitoxin抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素）が出会う位置に沈降線precipitation line沈降線（precipitation line）precipitation line（沈降線）が現れる |
| 亜テルル酸塩培地tellurite medium亜テルル酸塩培地（tellurite medium）tellurite medium（亜テルル酸塩培地） | グリセリン・血液・システイン・亜テルル酸塩tellurite (potassium tellurite)亜テルル酸塩（tellurite (potassium tellurite)）tellurite (potassium tellurite)（亜テルル酸塩）を含む。Corynebacteriumは亜テルル酸塩tellurite (potassium tellurite)亜テルル酸塩（tellurite (potassium tellurite)）tellurite (potassium tellurite)（亜テルル酸塩）を還元し、ニンニク臭garlic odorニンニク臭（garlic odor）garlic odor（ニンニク臭）を伴う黒色コロニーを形成 |
| Löffler培地Löffler mediumLöffler培地（Löffler medium）Löffler medium（Löffler培地） | 凝固ウシcattleウシ（cattle）cattle（ウシ）血清・卵・心臓抽出物からなる象牙色の培地。発育が速く、異染顆粒metachromatic granules (volutin granules)異染顆粒（metachromatic granules (volutin granules)）metachromatic granules (volutin granules)（異染顆粒）形成が強く現れる |
| Römer試験 | Löffler培地Löffler mediumLöffler培地（Löffler medium）Löffler medium（Löffler培地）からの培養液をモルモットguinea pigモルモット（guinea pig）guinea pig（モルモット）に接種し、一方には抗毒素antitoxin抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素）をあらかじめ投与——生体内in vivo生体内（in vivo）in vivo（生体内）での毒素産生を確認 |
治療・予防
- 抗毒素antitoxin抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素）（受動免疫）＋抗菌薬（ペニシリンまたはエリスロマイシンerythromycinエリスロマイシン（erythromycin）erythromycin（エリスロマイシン）を14日間）——CDCの現行推奨はペニシリンかエリスロマイシンerythromycinエリスロマイシン（erythromycin）erythromycin（エリスロマイシン）のみで、アミノグリコシド系抗菌薬aminoglycoside antibioticsアミノグリコシド系抗菌薬（aminoglycoside antibiotics）aminoglycoside antibiotics（アミノグリコシド系抗菌薬）は適応としない
- 気道閉塞をきたした場合は人工換気artificial ventilation人工換気（artificial ventilation）artificial ventilation（人工換気）
- 予防：DTPワクチン（能動免疫active immunization能動免疫（active immunization）active immunization（能動免疫））——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）のトキソイドtoxoidトキソイド（toxoid）toxoid（トキソイド）（不活化毒素）を用いる
その他のCorynebacterium属
「ジフテロイドdiphtheroidsジフテロイド（diphtheroids）diphtheroids（ジフテロイド）」は非病原性apathogenic非病原性（apathogenic）apathogenic（非病原性）のCorynebacterium属菌種を指す総称で、いずれも皮膚・咽頭の正常フローラの一員である。
| 菌種 | 特徴 |
|---|---|
| C. urealyticum | 皮膚・尿路の正常フローラ、日和見opportunistic日和見（opportunistic）opportunistic（日和見）病原体。強いウレアーゼ産生性で尿路感染症やストルバイト結石struvite stoneストルバイト結石（struvite stone）struvite stone（ストルバイト結石）（腎結石）の原因となりうる |
| C. ulcerans | 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）と同じ毒素を産生しジフテリア様疾患を起こしうる。扁桃炎の原因にも |
| C. jeikeium | 皮膚の正常フローラ、日和見opportunistic日和見（opportunistic）opportunistic（日和見）病原体。免疫抑制患者で心内膜炎・敗血症・髄膜炎・肺炎などの重症感染。インプラントimplantインプラント（implant）implant（インプラント）・カテーテル表面に定着しやすく、多剤耐性を示す |
| C. minutissimum | 皮膚の正常フローラ、カテーテル関連感染（院内感染）。腋窩・恥骨部bony part骨部（bony part）bony part（骨部）の表在感染（紅色陰癬erythrasma紅色陰癬（erythrasma）erythrasma（紅色陰癬）, erythrasma）や菌血症の原因 |
| C. pyogenes | 潰瘍性皮膚病変 |
| C. xerosis | 上気道・結膜conjunctiva結膜（conjunctiva）conjunctiva（結膜）の正常フローラ。心内膜炎の原因になりうる |
| C. pseudodiphtheriticum | 上気道・皮膚の正常フローラ、病原性はまれ |
| C. 線条体 | 上気道・皮膚の正常フローラ、免疫不全時に感染 |
| C. amycolatum | ミコール酸mycolic acidミコール酸（mycolic acid）mycolic acid（ミコール酸）を持たない唯一の種。血液・尿・呼吸器からの検出頻度が高い |
| C. pseudotuberculosis | むしろ動物に疾患を起こす |
| Rhodococcus equi（旧C. equi） | ウマに常在。ヒトでは重症肺感染症を起こす |
Propionibacterium属
- Propionibacterium属はCorynebacteriumに近縁で、皮膚の正常フローラの一員
- 一般に非病原性apathogenic非病原性（apathogenic）apathogenic（非病原性）で、脂肪酸を産生し皮膚を真菌・酵母の増殖から保護する
- しかし皮膚常在菌であるPropionibacterium acnesが毛包内に閉じ込められると急速に増殖し、炎症・痤瘡acne痤瘡（acne）acne（痤瘡）（にきびacneにきび（acne）acne（にきび））を起こす
- 結膜conjunctiva結膜（conjunctiva）conjunctiva（結膜）の正常フローラとしても検出される
flowchart TD
A["Corynebacterium diphtheriae<br>（咽頭局所にとどまる）"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diphtheria toxin'>ジフテリア毒素</span>産生<br>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='AB-type exotoxin'>AB型外毒素</span>）"]
B --> C["eEF2の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ADP-ribosylation'>ADP-リボシル化</span><br>→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='protein synthesis inhibition'>蛋白合成阻害</span>→細胞死"]
C --> D["局所：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pseudomembrane formation'>偽膜形成</span><br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='bull-neck appearance'>牛の首徴候</span>・気道閉塞"]
B --> E["毒素が血流で拡散（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='toxemia'>毒血症</span>）"]
E --> F["心毒性：心筋炎・不整脈・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='heart block'>心ブロック</span>"]
E --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neurotoxin'>神経毒</span>性：脱髄・四肢/<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ophthalmoplegia'>眼筋麻痺</span>"]まとめ
- C. diphtheriaeはグラム陽性桿菌gram-positive bacillusグラム陽性桿菌（gram-positive bacillus）gram-positive bacillus（グラム陽性桿菌）（棍棒状club-shaped棍棒状（club-shaped）club-shaped（棍棒状）・異染顆粒metachromatic granules (volutin granules)異染顆粒（metachromatic granules (volutin granules)）metachromatic granules (volutin granules)（異染顆粒））で、ヒトのみに感染し飛沫respiratory droplets飛沫（respiratory droplets）respiratory droplets（飛沫）伝播する。菌自体は咽頭局所にとどまるが、AB型のジフテリア毒素diphtheria toxinジフテリア毒素（diphtheria toxin）diphtheria toxin（ジフテリア毒素）がeEF2をADP-リボシル化ADP-ribosylationADP-リボシル化（ADP-ribosylation）ADP-ribosylation（ADP-リボシル化）して蛋白合成を止め、局所偽膜形成pseudomembrane formation偽膜形成（pseudomembrane formation）pseudomembrane formation（偽膜形成）と全身毒性（心毒性・神経毒neurotoxin神経毒（neurotoxin）neurotoxin（神経毒）性）を引き起こす。
- 診断はNeisser染色Neisser stainNeisser染色（Neisser stain）Neisser stain（Neisser染色）（異染顆粒metachromatic granules (volutin granules)異染顆粒（metachromatic granules (volutin granules)）metachromatic granules (volutin granules)（異染顆粒））、Elek試験Elek testElek試験（Elek test）Elek test（Elek試験）（毒素検出toxin detection毒素検出（toxin detection）toxin detection（毒素検出））、亜テルル酸塩培地tellurite medium亜テルル酸塩培地（tellurite medium）tellurite medium（亜テルル酸塩培地）・Löffler培地Löffler mediumLöffler培地（Löffler medium）Löffler medium（Löffler培地）での培養性状、Römer試験（in vivo毒素確認）を組み合わせる。
- 治療は抗毒素antitoxin抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素）（受動免疫）＋抗菌薬、気道閉塞時は人工換気artificial ventilation人工換気（artificial ventilation）artificial ventilation（人工換気）。予防はDTPワクチン（トキソイドtoxoidトキソイド（toxoid）toxoid（トキソイド）、能動免疫active immunization能動免疫（active immunization）active immunization（能動免疫））。
- 「ジフテロイドdiphtheroidsジフテロイド（diphtheroids）diphtheroids（ジフテロイド）」と総称される他のCorynebacterium属菌種は基本的に皮膚・咽頭の常在菌だが、免疫抑制患者やカテーテル留置catheterizationカテーテル留置（catheterization）catheterization（カテーテル留置）患者では日和見opportunistic日和見（opportunistic）opportunistic（日和見）感染源となりうる（C. jeikeiumの多剤耐性に注意）。
- Propionibacterium属も皮膚常在の近縁菌で通常は無害だが、P. acnesが毛包に閉塞すると痤瘡acne痤瘡（acne）acne（痤瘡）の原因となる。