Medical Microbiology · 5/14
細菌外毒素と関連疾患。予防と治療
Bacterial exotoxins and the related diseases. Prevention and therapy
🧠 外毒素が関わる疾患では「菌を殺す」だけでは治療が完結しない——すでに放出された毒素はそこに残り続けるからである。 そのため対応は4本柱four pillars (of GDMT for HFrEF)4本柱（four pillars (of GDMT for HFrEF)）four pillars (of GDMT for HFrEF)（4本柱）に分かれる：①抗菌薬で原因菌そのものを除去する、②発症前に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）で能動免疫active immunization能動免疫（active immunization）active immunization（能動免疫）をつけておく、③発症後・曝露後に抗毒素antitoxin抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素）で受動免疫を与え遊離毒素を中和する、④毒素が起こした症状そのもの（脱水など）を支持療法で補う。外毒素の分子機序molecular mechanism分子機序（molecular mechanism）molecular mechanism（分子機序）・分類の詳細は1/28：外毒素の性状と分類を参照し、本稿は疾患・予防・治療の側面に絞って整理する。
代表的な外毒素と関連疾患
| 毒素 | 産生菌 | 関連疾患 |
|---|---|---|
| 炭疽anthrax炭疽（anthrax）anthrax（炭疽）毒素（浮腫因子edema factor, EF浮腫因子（edema factor, EF）edema factor, EF（浮腫因子）, EF） | Bacillus anthracis | 炭疽anthrax炭疽（anthrax）anthrax（炭疽） |
| アデニル酸シクラーゼ毒素adenylate cyclase toxinアデニル酸シクラーゼ毒素（adenylate cyclase toxin）adenylate cyclase toxin（アデニル酸シクラーゼ毒素） | Bordetella pertussis | 百日咳 |
| コレラcholeraコレラ（cholera）cholera（コレラ）腸管毒素enterotoxin腸管毒素（enterotoxin）enterotoxin（腸管毒素） | Vibrio cholerae | コレラcholeraコレラ（cholera）cholera（コレラ） |
| E. coli LT毒素 | Escherichia coli | 毒素原性大腸菌enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC)毒素原性大腸菌（enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC)）enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC)（毒素原性大腸菌）による下痢症 |
| 志賀毒素Shiga toxin志賀毒素（Shiga toxin）Shiga toxin（志賀毒素） | Shigella dysenteriae | 赤痢 |
| ボツリヌス毒素botulinum toxinボツリヌス毒素（botulinum toxin）botulinum toxin（ボツリヌス毒素） | Clostridium botulinum | ボツリヌス症botulismボツリヌス症（botulism）botulism（ボツリヌス症）（弛緩性麻痺flaccid paralysis弛緩性麻痺（flaccid paralysis）flaccid paralysis（弛緩性麻痺）） |
| 破傷風毒素tetanospasmin (tetanus toxin)破傷風毒素（tetanospasmin (tetanus toxin)）tetanospasmin (tetanus toxin)（破傷風毒素） | Clostridium tetani | 破傷風（痙性麻痺spastic paralysis痙性麻痺（spastic paralysis）spastic paralysis（痙性麻痺）） |
| 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） | Corynebacterium diphtheriae | ジフテリア |
| 百日咳毒素pertussis toxin百日咳毒素（pertussis toxin）pertussis toxin（百日咳毒素） | 百日咳菌Bordetella pertussis百日咳菌（Bordetella pertussis）Bordetella pertussis（百日咳菌） | 百日咳 |
| ブドウ球菌エンテロトキシンenterotoxinエンテロトキシン（enterotoxin）enterotoxin（エンテロトキシン） | Staphylococcus aureus | 食中毒food poisoning食中毒（food poisoning）food poisoning（食中毒）（嘔吐） |
| 毒素性ショック症候群毒素toxic shock syndrome toxin-1 (TSST-1)毒素性ショック症候群毒素（toxic shock syndrome toxin-1 (TSST-1)）toxic shock syndrome toxin-1 (TSST-1)（毒素性ショック症候群毒素） | 黄色ブドウ球菌 | 毒素性ショック症候群toxic shock syndrome (TSS)毒素性ショック症候群（toxic shock syndrome (TSS)）toxic shock syndrome (TSS)（毒素性ショック症候群） |
| 発熱性外毒素streptococcal pyrogenic exotoxin, Spe発熱性外毒素（streptococcal pyrogenic exotoxin, Spe）streptococcal pyrogenic exotoxin, Spe（発熱性外毒素）（SPE、猩紅熱scarlet fever猩紅熱（scarlet fever）scarlet fever（猩紅熱）毒素） | Streptococcus pyogenes | 猩紅熱scarlet fever猩紅熱（scarlet fever）scarlet fever（猩紅熱） |
予防・治療の4本柱
flowchart TD
A["外毒素関連疾患への対応"] --> B["①原因菌の除去<br>抗菌薬"]
A --> C["②<span class='jp-term jp-term-diagram' title='active immunization'>能動免疫</span>（発症前）<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='toxoid vaccine'>トキソイドワクチン</span>"]
A --> D["③受動免疫（発症後・曝露後）<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='antitoxin'>抗毒素</span>"]
A --> E["④支持療法<br>症状そのものへの対応"]
D --> D1["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tetanospasmin (tetanus toxin)'>破傷風毒素</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='botulinum toxin'>ボツリヌス毒素</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diphtheria toxin'>ジフテリア毒素</span>"]
E --> E1["Vibrio cholerae → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='ORT'>経口補水療法</span>"]①抗菌薬（原因菌の除去）
②能動免疫：トキソイドワクチン
- DTPaワクチン（Diphtheria, Tetanus, and acellular Pertussis＝ジフテリア・破傷風・無細胞性百日咳acellular Pertussis無細胞性百日咳（acellular Pertussis）acellular Pertussis（無細胞性百日咳）混合ワクチン）
③受動免疫：抗毒素
- 破傷風毒素tetanospasmin (tetanus toxin)破傷風毒素（tetanospasmin (tetanus toxin)）tetanospasmin (tetanus toxin)（破傷風毒素）・ボツリヌス毒素botulinum toxinボツリヌス毒素（botulinum toxin）botulinum toxin（ボツリヌス毒素）・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3つは、発症後（あるいは曝露後）に抗毒素antitoxin抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素）による受動免疫を行う
④支持療法
- Vibrio choleraeによる下痢症：経口補水療法oral rehydration therapy, ORT経口補水療法（oral rehydration therapy, ORT）oral rehydration therapy, ORT（経口補水療法）
⚠️ 抗菌薬だけでは遊離した毒素を中和できない。 破傷風・ボツリヌス・ジフテリアはいずれも神経毒neurotoxin神経毒（neurotoxin）neurotoxin（神経毒）・細胞毒cytotoxin細胞毒（cytotoxin）cytotoxin（細胞毒）がすでに標的細胞target cell標的細胞（target cell）target cell（標的細胞）に結合してしまうと抗菌薬では作用を止められないため、抗菌薬による原因菌の除去と抗毒素antitoxin抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素）による毒素中和を並行して行う必要がある——この2本立ての治療構造こそが、この3疾患を他の外毒素性疾患と分ける最大のポイントである。
まとめ
- 外毒素関連疾患の対応は、①抗菌薬による原因菌の除去、②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）による能動免疫active immunization能動免疫（active immunization）active immunization（能動免疫）（発症前）、③抗毒素antitoxin抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素）による受動免疫（発症後・曝露後）、④支持療法の4本柱four pillars (of GDMT for HFrEF)4本柱（four pillars (of GDMT for HFrEF)）four pillars (of GDMT for HFrEF)（4本柱）で整理する。毒素そのものの分子機序molecular mechanism分子機序（molecular mechanism）molecular mechanism（分子機序）は1/28を参照。
- 主な毒素・疾患の対応は、炭疽anthrax炭疽（anthrax）anthrax（炭疽）毒素→炭疽anthrax炭疽（anthrax）anthrax（炭疽）、コレラ毒素cholera toxinコレラ毒素（cholera toxin）cholera toxin（コレラ毒素）／E. coli LT毒素→水様性下痢、志賀毒素Shiga toxin志賀毒素（Shiga toxin）Shiga toxin（志賀毒素）→赤痢、ボツリヌス毒素botulinum toxinボツリヌス毒素（botulinum toxin）botulinum toxin（ボツリヌス毒素）→弛緩性麻痺flaccid paralysis弛緩性麻痺（flaccid paralysis）flaccid paralysis（弛緩性麻痺）、破傷風毒素tetanospasmin (tetanus toxin)破傷風毒素（tetanospasmin (tetanus toxin)）tetanospasmin (tetanus toxin)（破傷風毒素）→痙性麻痺spastic paralysis痙性麻痺（spastic paralysis）spastic paralysis（痙性麻痺）、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）→ジフテリア、TSST-1／ブドウ球菌エンテロトキシンenterotoxinエンテロトキシン（enterotoxin）enterotoxin（エンテロトキシン）→毒素性ショック症候群toxic shock syndrome (TSS)毒素性ショック症候群（toxic shock syndrome (TSS)）toxic shock syndrome (TSS)（毒素性ショック症候群）・食中毒food poisoning食中毒（food poisoning）food poisoning（食中毒）、SPE→猩紅熱scarlet fever猩紅熱（scarlet fever）scarlet fever（猩紅熱）。
- 抗菌薬にはペニシリン・バンコマイシン・リファンピシンが用いられる。
- DTPaワクチン（ジフテリア・破傷風・無細胞性百日咳acellular Pertussis無細胞性百日咳（acellular Pertussis）acellular Pertussis（無細胞性百日咳））はトキソイドtoxoidトキソイド（toxoid）toxoid（トキソイド）を用いた能動免疫active immunization能動免疫（active immunization）active immunization（能動免疫）の代表例。
- 破傷風・ボツリヌス・ジフテリアの3毒素は、すでに結合した毒素を抗菌薬では中和できないため抗毒素antitoxin抗毒素（antitoxin）antitoxin（抗毒素）による受動免疫を要する。
- Vibrio choleraeの下痢症には経口補水療法ORT経口補水療法（ORT）ORT（経口補水療法）という毒素の作用そのものに対する支持療法が中心となる。