Medical Microbiology · 2/37
マイコプラズマ・ウレアプラズマ属
Mycoplasma and Ureaplasma genus
🧠 Mycoplasma・Ureaplasma属は「細胞壁を完全に持たない」という一点で、これまでの菌と根本的に違う土俵に立つ。 Rickettsia/Coxiellaは細胞壁はあるが小さすぎてグラム染色できず、Chlamydiaはペプチドグリカンだけを欠くが、Mycoplasma属は細胞壁そのものが存在しない——地球上最小の自己増殖可能な生物であり、細胞膜を守る壁がない代わりに宿主由来のコレステロールを膜に組み込んで強度を保つ。この「壁なし」という一点から、グラム染色不可・βラクタム系無効・寒天培地でも「目玉焼き様fried-egg appearance目玉焼き様(fried-egg appearance)fried-egg appearance(目玉焼き様)」の特異なコロニー形態colony morphologyコロニー形態(colony morphology)colony morphology(コロニー形態)という全ての特徴が導かれる。
Mycoplasma pneumoniae
形態・生化学的性状
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 大きさ | 最小の自己増殖可能な細菌 |
| 細胞壁 | ペプチドグリカン細胞壁peptidoglycan cell wallペプチドグリカン細胞壁(peptidoglycan cell wall)peptidoglycan cell wall(ペプチドグリカン細胞壁)を持たない=グラム染色不可 |
| 常在性resident常在性(resident)resident(常在性) | 正常フローラの一員ではないが、無症候性に呼吸器へ保菌されることがある |
| 細胞膜 | ステロール(コレステロール)を細胞膜に組み込み、壁を持たない膜の安定性と柔軟性を確保する |
| 酸素要求性 | 偏性好気性obligate aerobe偏性好気性(obligate aerobe)obligate aerobe(偏性好気性) |
💡 細胞壁がない=βラクタム系が構造的に無効。 ペニシリンやセファロスポリンなどのβラクタム系抗菌薬beta-lactam antibioticβラクタム系抗菌薬(beta-lactam antibiotic)beta-lactam antibiotic(βラクタム系抗菌薬)は細胞壁(ペプチドグリカン)合成を阻害する薬剤だが、Mycoplasmaにはそもそも標的となる細胞壁が存在しない——理屈の上で最初から効くはずがない。培養にステロールを要求するのも、細胞壁の代わりに膜自体の強度をステロールで補っているためである。
病原性因子
- 伝播経路:飛沫respiratory droplets飛沫(respiratory droplets)respiratory droplets(飛沫)感染(吸入エアロゾルaerosolエアロゾル(aerosol)aerosol(エアロゾル))
- 好発環境:軍隊の新兵military recruits新兵(military recruits)military recruits(新兵)訓練施設など集団生活環境、30歳未満の若年成人に多い
- 表面寄生体surface parasite表面寄生体(surface parasite)surface parasite(表面寄生体)——組織侵入性はない(多くの代謝酵素metabolic enzyme (metabolizing enzyme)代謝酵素(metabolic enzyme (metabolizing enzyme))metabolic enzyme (metabolizing enzyme)(代謝酵素)を欠くため寄生的な生活様式をとる)
病原機序Pathogenesis病原機序(Pathogenesis)Pathogenesis(病原機序)(ステップ):
- P1蛋白P1 adhesin proteinP1蛋白(P1 adhesin protein)P1 adhesin protein(P1蛋白)を介して呼吸器上皮に接着する
- 過酸化水素hydrogen peroxide過酸化水素(hydrogen peroxide)hydrogen peroxide(過酸化水素)・スーパーオキシドラジカルsuperoxide radicalスーパーオキシドラジカル(superoxide radical)superoxide radical(スーパーオキシドラジカル)・細胞傷害性酵素を産生し線毛運動mucociliary clearance線毛運動(mucociliary clearance)mucociliary clearance(線毛運動)を阻害、呼吸器上皮を傷害する
- 上皮の壊死とひどい乾性咳嗽dry cough乾性咳嗽(dry cough)dry cough(乾性咳嗽)(非定型肺炎)を引き起こす
さらにM. pneumoniaeはスーパー抗原superantigenスーパー抗原(superantigen)superantigen(スーパー抗原)として働き、インターロイキンinterleukinインターロイキン(interleukin)interleukin(インターロイキン)1(IL-1)・インターロイキンinterleukinインターロイキン(interleukin)interleukin(インターロイキン)6(IL-6)・腫瘍壊死因子α(TNF-α)の産生を誘導する。
flowchart TD
A["M. pneumoniae 吸入感染"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='P1 adhesin protein'>P1蛋白</span>で呼吸器上皮に接着"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hydrogen peroxide'>過酸化水素</span>・細胞傷害性酵素産生<br>→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mucociliary clearance'>線毛運動</span>阻害"]
C --> D["上皮壊死・非定型肺炎<br>(ひどい<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dry cough'>乾性咳嗽</span>)"]
B --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='superantigen'>スーパー抗原</span>として作用<br>IL-1・IL-6・TNF-α誘導"]
臨床像:非定型(“歩く”)肺炎
Chlamydophila pneumoniaeやLegionella pneumophilaと並ぶ非定型肺炎の代表的原因菌。
- 胸部X線像は斑状浸潤影を示すが、画像所見のわりに臨床症状clinical manifestation臨床症状(clinical manifestation)clinical manifestation(臨床症状)は軽い(「見た目ほど重くない」)
- 症状は通常の肺炎より軽度
- その他の病態:急性気管支炎acute bronchitis急性気管支炎(acute bronchitis)acute bronchitis(急性気管支炎)・急性咽頭炎Acute Pharyngitis急性咽頭炎(Acute Pharyngitis)Acute Pharyngitis(急性咽頭炎)、慢性の乾性(ひどい)咳嗽、発熱などの全身症状(ただし患者本人は症状のわりに元気そうに見える)
診断
| 検査 | 内容 |
|---|---|
| 検体 | 血清、尿、気管支肺胞洗浄液bronchoalveolar lavage (BAL)気管支肺胞洗浄液(bronchoalveolar lavage (BAL))bronchoalveolar lavage (BAL)(気管支肺胞洗浄液) |
| Eaton培地Eaton agarEaton培地(Eaton agar)Eaton agar(Eaton培地) | ステロールを含む培地で、「目玉焼き様fried-egg appearance目玉焼き様(fried-egg appearance)fried-egg appearance(目玉焼き様)」コロニーを形成する |
| 寒冷凝集反応cold agglutinin test寒冷凝集反応(cold agglutinin test)cold agglutinin test(寒冷凝集反応) | IgM型の寒冷凝集素cold agglutinin寒冷凝集素(cold agglutinin)cold agglutinin(寒冷凝集素)が低温(約4℃)で赤血球を凝集させる現象を利用——感度・特異度が低く現在はほぼ用いられない |
| 血清学 | 補体結合反応complement fixation, CF補体結合反応(complement fixation, CF)complement fixation, CF(補体結合反応)による抗体検出antibody detection抗体検出(antibody detection)antibody detection(抗体検出) |
| PCR | 現行のゴールドスタンダードgold standardゴールドスタンダード(gold standard)gold standard(ゴールドスタンダード)。高感度・高特異度(培養より迅速)。ただし無症候性保菌asymptomatic carriage無症候性保菌(asymptomatic carriage)asymptomatic carriage(無症候性保菌)でも陽性となりうるため臨床像と併せて解釈する |
治療
- 細胞壁合成阻害薬cell wall synthesis inhibitors細胞壁合成阻害薬(cell wall synthesis inhibitors)cell wall synthesis inhibitors(細胞壁合成阻害薬)に対して本質的に耐性(そもそも細胞壁を持たないため理にかなっている)——βラクタム系は無効
- マクロライド系(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)、azithromycin)
- テトラサイクリン系(doxycycline)——約2週間投与
Mycoplasmatales目の全体像
- 最小の自己増殖可能な細菌からなるグループ
- Mycoplasmatales目は4属に分かれる:Eperythrozoon、Haemobartonella、Mycoplasma、Ureaplasma
- 臨床的に重要なのはMycoplasma属(125菌種)とUreaplasma属(7菌種)
- 最重要菌種はMycoplasma pneumoniae(発見者にちなみEaton agentとも呼ばれる)
- その他の臨床的に重要な菌種:M. genitalium、M. hominis、Ureaplasma urealyticum
属全体の一般的特徴:
- M. pneumoniae以外は通性嫌気性facultative anaerobe通性嫌気性(facultative anaerobe)facultative anaerobe(通性嫌気性)(M. pneumoniaeのみ偏性好気性obligate aerobe偏性好気性(obligate aerobe)obligate aerobe(偏性好気性))
- 発育は緩徐で、動物血清由来の外因性ステロールを培地に添加する必要がある
- 小さなコロニーしか形成せず、長時間培養しないと検出が難しい
- 細胞壁を持たない
- 主要抗原決定基antigenic determinant抗原決定基(antigenic determinant)antigenic determinant(抗原決定基)は膜糖脂質glycolipid糖脂質(glycolipid)glycolipid(糖脂質)・膜蛋白だが、ヒト組織や他菌種と交差反応cross-reactivity交差反応(cross-reactivity)cross-reactivity(交差反応)するため検出時の特異性が低下する
泌尿生殖器系Mycoplasma・Ureaplasma
| 菌種 | 生息部位 | 伝播経路 | 疾患 | 培養・治療の特記事項 |
|---|---|---|---|---|
| Mycoplasma genitalium | 泌尿生殖器 | 性行為感染症sexually transmitted disease (STD)性行為感染症(sexually transmitted disease (STD))sexually transmitted disease (STD)(性行為感染症) | 非淋菌性尿道炎nongonococcal urethritis, NGU非淋菌性尿道炎(nongonococcal urethritis, NGU)nongonococcal urethritis, NGU(非淋菌性尿道炎)、骨盤内炎症性疾患pelvic inflammatory disease, PID骨盤内炎症性疾患(pelvic inflammatory disease, PID)pelvic inflammatory disease, PID(骨盤内炎症性疾患) | 初尿first-void urine初尿(first-void urine)first-void urine(初尿)または射精ejaculation射精(ejaculation)ejaculation(射精)液(尿道分泌物urethral discharge尿道分泌物(urethral discharge)urethral discharge(尿道分泌物))から培養 |
| Mycoplasma hominis | 泌尿生殖器・呼吸器 | 性行為感染症sexually transmitted disease (STD)性行為感染症(sexually transmitted disease (STD))sexually transmitted disease (STD)(性行為感染症) | 非淋菌性尿道炎nongonococcal urethritis, NGU非淋菌性尿道炎(nongonococcal urethritis, NGU)nongonococcal urethritis, NGU(非淋菌性尿道炎)、腎盂腎炎、産褥熱puerperal fever産褥熱(puerperal fever)puerperal fever(産褥熱)、免疫不全患者での全身感染 | アルギニンarginine (Arg)アルギニン(arginine (Arg))arginine (Arg)(アルギニン)を代謝、培養に1〜4日。治療はクリンダマイシン(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)に耐性、テトラサイクリンにも部分耐性partial resistance部分耐性(partial resistance)partial resistance(部分耐性)——他のMycoplasma属と異なる) |
| Ureaplasma urealyticum | 呼吸器・泌尿生殖器 | 性行為感染症sexually transmitted disease (STD)性行為感染症(sexually transmitted disease (STD))sexually transmitted disease (STD)(性行為感染症) | 非淋菌性尿道炎nongonococcal urethritis, NGU非淋菌性尿道炎(nongonococcal urethritis, NGU)nongonococcal urethritis, NGU(非淋菌性尿道炎)、腎盂腎炎、自然流産spontaneous abortion自然流産(spontaneous abortion)spontaneous abortion(自然流産)、早産 | ウレアーゼ陽性——尿素含有培地urea-containing medium尿素含有培地(urea-containing medium)urea-containing medium(尿素含有培地)で培養。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)で治療(テトラサイクリン系には耐性) |
まとめ
- Mycoplasma・Ureaplasma属は最小の自己増殖可能な細菌で、細胞壁を完全に欠くためグラム染色不可・βラクタム系抗菌薬beta-lactam antibioticβラクタム系抗菌薬(beta-lactam antibiotic)beta-lactam antibiotic(βラクタム系抗菌薬)は本質的に無効。細胞膜はステロール(コレステロール)で安定化する。
- M. pneumoniaeはP1蛋白P1 adhesin proteinP1蛋白(P1 adhesin protein)P1 adhesin protein(P1蛋白)で呼吸器上皮に接着し線毛機能を障害、非定型(“歩く”)肺炎を起こす。スーパー抗原superantigenスーパー抗原(superantigen)superantigen(スーパー抗原)としてもIL-1・IL-6・TNF-αを誘導する。
- 診断はEaton培地Eaton agarEaton培地(Eaton agar)Eaton agar(Eaton培地)での「目玉焼き様fried-egg appearance目玉焼き様(fried-egg appearance)fried-egg appearance(目玉焼き様)」コロニー、血清学、PCRを用いる。寒冷凝集反応cold agglutinin test寒冷凝集反応(cold agglutinin test)cold agglutinin test(寒冷凝集反応)は感度・特異度が低く現在はほぼ用いられない。
- 治療はマクロライド系またはテトラサイクリン系が中心。
- 泌尿生殖器系genitourinary system泌尿生殖器系(genitourinary system)genitourinary system(泌尿生殖器系)のM. genitalium・M. hominis・Ureaplasma urealyticumはいずれも性行為感染症sexually transmitted disease (STD)性行為感染症(sexually transmitted disease (STD))sexually transmitted disease (STD)(性行為感染症)として非淋菌性尿道炎nongonococcal urethritis, NGU非淋菌性尿道炎(nongonococcal urethritis, NGU)nongonococcal urethritis, NGU(非淋菌性尿道炎)などを起こす。M. hominisはクリンダマイシンで治療する点、U. urealyticumはテトラサイクリン耐性tetracycline resistanceテトラサイクリン耐性(tetracycline resistance)tetracycline resistance(テトラサイクリン耐性)でエリスロマイシンerythromycinエリスロマイシン(erythromycin)erythromycin(エリスロマイシン)を用いる点が例外的。