Msd マニュアル

Please confirm that you are a health care professional

honeypot link

微生物の侵入を助長する因子

執筆者:

Larry M. Bush

, MD, FACP, Charles E. Schmidt College of Medicine, Florida Atlantic University

レビュー/改訂 2020年 7月
ここをクリックすると、 家庭版の同じトピックのページに移動します

微生物の侵襲は以下の因子によって促進される:

  • 病原因子

  • 微生物の付着

  • 抗菌薬に対する耐性

  • 宿主防御機構の欠陥

病原因子

病原因子は病原体による宿主への侵入と防御機構に対する抵抗を促進し,具体的には以下のものが挙げられる:

  • 莢膜

  • 酵素

  • 毒素

莢膜

酵素

酵素活性を有する細菌タンパク質(例,プロテアーゼ,ヒアルロニダーゼ,ノイラミニダーゼ,エラスターゼ,コラゲナーゼ)は,局所組織での感染拡大を促進する。侵襲性の微生物(例, Shigella flexneri 細菌性赤痢 細菌性赤痢は,グラム陰性菌である赤痢菌(Shigella)属細菌による腸管の急性感染症である。症状は発熱,悪心,嘔吐,しぶり腹,下痢などであり,下痢は通常血性である。診断は臨床的に行い,便培養で確定する。軽症例の治療は支持療法(主に水分補給)による;中等症から重症の患者と血性下痢または易感染状態がみられる高リスク患者には抗菌薬(例,シプロフロキサシン,アジスロマイシン,セフトリアキソン)を投与するが,これにより罹病期間が短... さらに読む 腸炎エルシニア ペストおよびその他のエルシニア(Yersinia)感染症 ペストはグラム陰性細菌であるペスト菌(Yersinia pestis)によって引き起こされる。症状は重症肺炎または巨大なリンパ節腫脹であり,高熱を伴い,しばしば敗血症へと進行する。診断は疫学的および臨床的に行い,培養および血清学的検査により確定する。治療はストレプトマイシンまたはゲンタマイシンにより行い,代替薬はフルオロキノロン系薬剤またはドキシサイクリンである。... さらに読む ペストおよびその他のエルシニア(<i >Yersinia</i>)感染症 )は無傷の真核細胞を透過して横断することができるため,粘膜面からの侵入が可能である。

粘膜表面の分泌型IgAを切断して不活化するIgA特異的プロテアーゼを産生する細菌もある(例, 淋菌 肺炎球菌感染症 肺炎レンサ球菌(Streptococcus pneumoniae)(肺炎球菌)は,莢膜を有するα溶血性のグラム陽性好気性双球菌である。肺炎球菌感染は,米国における中耳炎,肺炎,敗血症,髄膜炎,および死亡の主な原因である。診断はグラム染色と培養による。治療法は耐性プロファイルに依存し,β-ラクタム系,マクロライド系,レスピラトリーキノロン系,プレウロムチリン系薬剤のいずれかのほか,ときにバンコマイシンが使用される。... さらに読む ,インフルエンザ菌(H. influenzae), Proteus mirabilis プロテウス感染症 プロテウス族(tribe Proteeae)は糞便菌叢を構成する細菌群であり,抗菌薬療法によって常在菌叢が乱された患者でしばしば感染症を引き起こす。 プロテウス族は少なくとも3属のグラム陰性菌から構成される: Proteus属:P. mirabilisP. vulgaris,およびP. myxofaciens Morganella属:M... さらに読む Clostridium属細菌 クロストリジウム感染症の概要 クロストリジウムは,嫌気性グラム陽性芽胞形成桿菌であり,塵埃,土壌,植物や常在菌叢として哺乳類の消化管内など,自然界に広く分布している。病原性菌種は,疾患発生に寄与する組織破壊性および神経性の外毒素を産生する。 ( 嫌気性細菌の概要も参照のこと。) Clostridium属全体で100種近くの菌種が同定されているが,ヒトまたは動物に一般的に疾患を引き起こすものは,そのうち25~30種のみである。... さらに読む 肺炎レンサ球菌 レンサ球菌感染症 レンサ球菌(streptococcus)は,咽頭炎,肺炎,創傷および皮膚感染症,敗血症,心内膜炎など,多くの疾患を引き起こすグラム陽性好気性細菌である。症状は感染臓器により異なる。A群β溶血性レンサ球菌による感染症の続発症としてリウマチ熱と糸球体腎炎がある。ほとんどの菌株はペニシリンに感受性を示すが,最近になってマクロライド耐性株が出現している。 ( 肺炎球菌感染症, リウマチ熱,および... さらに読む レンサ球菌感染症 )。

毒素

微生物は毒素(外毒素と呼ばれる)を放出するが,それらは疾患(例, ジフテリア ジフテリア ジフテリアは,主にグラム陽性桿菌であるジフテリア菌(Corynebacterium diphtheriae)の毒素産生株,まれに比較的頻度の低い他のCorynebacterium属細菌によって引き起こされる,咽頭または皮膚の急性感染症である。症状は非特異的な皮膚感染症または偽膜性咽頭炎で始まり,それに続いて外毒素による心筋および神経組織の障害がみられる。無症候性保菌者も存在する。診断は臨床的に行い,培養により... さらに読む ジフテリア コレラ コレラ コレラは,グラム陰性細菌であるコレラ菌(Vibrio cholerae)を原因菌とする小腸の急性感染症であり,コレラ菌が分泌する毒素によって大量の水様性下痢が引き起こされ,それにより脱水,乏尿,および循環虚脱を来す。感染は典型的には汚染された水または魚介類を介して発生する。診断は培養または血清学的検査による。治療は積極的な水分および電解質補給とドキシサイクリンの投与である。... さらに読む 破傷風 破傷風 破傷風は,破傷風菌(Clostridium tetani)が産生する神経毒による急性中毒である。症状は間欠性に生じる随意筋の強直性痙攣である。Lockjawという別名は咬筋の攣縮に由来する。診断は臨床的に行う。治療はヒト破傷風免疫グロブリンと集中的な支持療法による。 ( 嫌気性細菌の概要および クロストリジウム感染症の概要も参照のこと。) 破傷風菌は耐久性の高い芽胞を形成するが,それらは土壌や動物の糞中に存在し,何年にもわ... さらに読む 破傷風 ボツリヌス症 ボツリヌス症 ボツリヌス症は,ボツリヌス菌(Clostridium botulinum)の毒素による中毒であり,末梢神経が侵される。毒素を摂取,注射,または吸入すると,感染が成立せずともボツリヌス症を発症する可能性がある。症状は対称性で下行性の筋力低下と弛緩性麻痺を伴う対称性の脳神経麻痺であり,感覚障害はみられない。診断は臨床所見と検査室での毒素の同定による。治療は支持療法および抗毒素による。... さらに読む )の発生や重症化につながりうるタンパク質分子である。ほとんどの毒素は標的細胞上の特異的な受容体に結合する。食中毒の原因となる既成の毒素(例, ボツリヌス症 ボツリヌス症 ボツリヌス症は,ボツリヌス菌(Clostridium botulinum)の毒素による中毒であり,末梢神経が侵される。毒素を摂取,注射,または吸入すると,感染が成立せずともボツリヌス症を発症する可能性がある。症状は対称性で下行性の筋力低下と弛緩性麻痺を伴う対称性の脳神経麻痺であり,感覚障害はみられない。診断は臨床所見と検査室での毒素の同定による。治療は支持療法および抗毒素による。... さらに読む ,ブドウ球菌またはセレウス菌[Bacillus cereus]による食中毒)を除けば,毒素は感染の過程で微生物により産生される。

内毒素(エンドトキシン)は,グラム陰性細菌によって産生されるリポ多糖であり,細胞壁の構成要素である。内毒素は補体,凝固,線溶およびキニン経路が関連する酵素的な液性機構の引き金となり,グラム陰性細菌による敗血症における病的状態の大部分を引き起こす。

その他の因子

以下の性質のために高い病原性を示す微生物も存在する:

  • 抗体産生を妨げる

  • 血清補体による溶菌作用に抵抗する

  • 食作用の酸化段階に抵抗する

  • スーパー抗原を産生する

多くの微生物は,抑制細胞の誘導,抗原プロセシングの遮断,リンパ球の有糸分裂誘発の阻害などにより抗体産生を障害する機構を有している。

血清補体による溶菌作用に対する抵抗性は微生物に病原性を付与する。淋菌(N. gonorrhoeae)のうち補体抵抗性を有する菌株は,局所性感染より播種性感染を引き起こす傾向がある。

一部の微生物は食作用の酸化段階に抵抗性を示す。例えば, Legionella レジオネラ(Legionella)感染症 Legionella pneumophilaは,しばしば肺以外の症候を伴う肺炎を引き起こすグラム陰性桿菌である。診断には特別な培地による培養,血清学的検査もしくは尿中抗原検査,またはポリメラーゼ連鎖反応(PCR)分析が必要である。治療はマクロライド系薬剤,フルオロキノロン系薬剤,またはドキシサイクリンによる。 Legionella pneumophilaが最初に認識されたのは,1976年にフィラデルフィア(ペ... さらに読む レジオネラ(<i >Legionella</i>)感染症 属および Listeria リステリア症 リステリア症とは,Listeria属細菌に起因する菌血症,髄膜炎,脳炎,皮膚炎,眼腺症候群,子宮内および新生児感染症,またはまれに起こる心内膜炎のことである。症状は侵された器官系により異なる。子宮内感染症では胎児死亡に至ることがある。診断は検査室での分離による。治療には,ペニシリン,アンピシリン(しばしばアミノグリコシド系薬剤と併用),トリメトプリム/スルファメトキサゾールなどがある。... さらに読む 属細菌は酸化段階を惹起しなかったり,積極的に抑制したりする一方,酸化性の産生物を抑制する酵素(例,カタラーゼ,グルタチオン還元酵素,スーパーオキシドジスムターゼ)を産生する微生物もある。

一部のウイルスや細菌はスーパー抗原を産生するが,それらの抗原は免疫系を回避し,大量のナイーブT細胞を非特異的に活性化することにより,大量の炎症性サイトカインの放出を介して,ときに破壊的となる過剰な炎症を引き起こす。

微生物の付着

表面への付着は,微生物が組織内に侵入する足がかりとなる。微生物の付着能を規定する因子としては,アドヘシン(細胞への付着を媒介する微生物由来の分子)とアドヘシンが結合する宿主受容体がある。宿主受容体としては細胞表面の糖鎖残基や細胞表面タンパク質(例,フィブロネクチン)などがあり,一部のグラム陽性菌(例, ブドウ球菌 ブドウ球菌感染症 ブドウ球菌はグラム陽性好気性細菌である。黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)は最も病原性が強く,典型的には皮膚感染症を引き起こすほか,ときに肺炎,心内膜炎,骨髄炎を引き起こすこともある。一般的には膿瘍形成につながる。一部の菌株は,胃腸炎,熱傷様皮膚症候群,および毒素性ショック症候群を引き起こす毒素を産生する。診断はグラム染色と培養による。治療には通常,ペニシリナーゼ抵抗性β-ラクタム系薬剤を使用する... さらに読む ブドウ球菌感染症 )の付着能を高めている。

付着能を規定するその他の因子として,特定の細菌(例, レンサ球菌 レンサ球菌感染症 レンサ球菌(streptococcus)は,咽頭炎,肺炎,創傷および皮膚感染症,敗血症,心内膜炎など,多くの疾患を引き起こすグラム陽性好気性細菌である。症状は感染臓器により異なる。A群β溶血性レンサ球菌による感染症の続発症としてリウマチ熱と糸球体腎炎がある。ほとんどの菌株はペニシリンに感受性を示すが,最近になってマクロライド耐性株が出現している。 ( 肺炎球菌感染症, リウマチ熱,および... さらに読む レンサ球菌感染症 )の細胞表面上にみられる線毛(fibrillae)と呼ばれる微細構造があり,一部の細菌はこの構造物を利用してヒトの上皮細胞に付着する。その他にも腸内細菌科(例, 大腸菌 大腸菌(Escherichia coli)感染症 大腸菌(Escherichia coli)はグラム陰性細菌であり,大腸内で最も多い好気性共生細菌である。特定の菌株が下痢を引き起こすほか,無菌部位(例,尿路)に侵入した場合には,全ての菌株が感染症を引き起こしうる。診断は標準の培養法による。下痢の原因同定に毒素検査が役立つことがある。抗菌薬による治療は感受性試験の結果を参考にする。 尿路感染症(UTI;最もよくみられる)... さらに読む )などの細菌は,線毛(fimbriaeまたはpili)と呼ばれる付着のための特殊な小器官を有している。線毛は,泌尿生殖器系,口腔内,および腸管の好中球や上皮細胞をはじめとする,ほぼ全てのヒト細胞への付着を可能にする。

バイオフィルム

バイオフィルムは,ある種の細菌の周囲に形成される粘液状の層で,食作用および抗菌薬に対する抵抗性を付与する。バイオフィルムは, 嚢胞性線維症患者の肺 呼吸器 嚢胞性線維症は,主に消化器系と呼吸器系を侵す外分泌腺の遺伝性疾患である。慢性肺疾患,膵外分泌機能不全,肝胆道疾患,および汗の電解質濃度の異常高値を引き起こす。診断は,新生児スクリーニング検査で陽性と判定された患者または特徴的な臨床的特徴を認める患者において,汗試験を行うか,嚢胞性線維症の原因遺伝子変異を2つ同定することによる。治療は,積極... さらに読む 呼吸器 における 緑膿菌 シュードモナス(Pseudomonas)および関連感染症 緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)とこの群のグラム陰性桿菌に属する他の菌種は日和見病原体であり,しばしば院内感染を引き起こす(特に人工呼吸器使用患者,熱傷患者,および好中球減少症または慢性衰弱のある患者において)。多くの部位に感染が起こり,通常は重症である。診断は培養による。抗菌薬の選択は起因菌により様々で,耐性がよくみられるため,感受性試験の結果に基づいて選択しなければならない。... さらに読む の周囲や,静脈カテーテルや人工血管グラフト,縫合材料など合成素材の医療器具上に定着したコアグラーゼ陰性ブドウ球菌の周囲に形成される。

このような医療器具上でのバイオフィルム形成の可能性に影響する因子としては,材料の粗面度,化学的組成,疎水性などがある。

抗菌薬耐性

微生物間の遺伝学的多様性は不可避の現象である。抗菌薬を使用すると,最終的にはその薬物に耐性をもった菌株が選択されて生き延びる。

抗菌薬耐性の出現は,染色体遺伝子の自然変異が原因で起こる場合もある。多くの場合,細菌の耐性株は他の微生物に由来する遺伝学的要素を獲得している。それらの要素はプラスミドまたはトランスポゾンにコードされており,以下のような機能のある酵素を合成可能にしている:

  • 抗菌薬を修飾または不活化する

  • 細菌細胞への抗菌薬の蓄積性を変化させる

  • 抗菌薬による阻害作用に対して抵抗性を付与する

ヒトおよび畜産における抗菌薬の不適切な使用を最小限に抑えることが公衆衛生上重要である。

宿主防御機構の欠陥

宿主の感染防御能に影響を及ぼす免疫不全状態には,次の2種類がある:

原発性免疫不全症は,遺伝子異常に起因するもので,これまでに100種類を超える免疫不全状態が報告されている。原発性免疫不全症の大部分は乳児期に明らかとなるが,最大で40%が青年期または成人期に初めて発見される。

後天性免疫不全は,別の疾患(例,がん,HIV感染症,慢性疾患)あるいは免疫系に毒性を示す化学薬品または薬剤への曝露によって引き起こされる。

機序

免疫応答の欠陥には以下のものが関係することがある:

細胞性免疫不全 細胞性免疫不全 免疫不全疾患では,感染症,自己免疫疾患,リンパ腫,その他のがんなど,様々な合併症がみられたり,そのような合併症が発生しやすくなったりする。原発性免疫不全症は遺伝性であり先天性となる可能性があり,続発性免疫不全症は後天性でありはるかに多くみられる。 免疫不全症の評価には病歴,身体診察,および免疫機能の検査が含まれる。どのような検査を行うかは... さらに読む は,典型的にはT細胞または複合型免疫不全である。T細胞は細胞内寄生微生物の殺傷に寄与するため,T細胞に欠陥がある患者では Pneumocystis jirovecii感染症 ニューモシスチス肺炎(Pneumocystis jirovecii肺炎) Pneumocystis jiroveciiは免疫抑制患者,特にヒト免疫不全ウイルス(HIV)感染患者およびコルチコステロイドの全身投与を受けている患者における肺炎の一般的な起因菌である。症状としては,発熱,呼吸困難,乾性咳嗽などがある。診断には,誘発または気管支鏡によって採取した喀痰検体における起因菌の証明が必要である。治療は抗菌薬によって行い,通常トリメトプリム/スルファメトキサゾールもしくはジアフェニルスルホン... さらに読む ニューモシスチス肺炎(<i >Pneumocystis jirovecii</i>肺炎) クリプトコッカス感染症 クリプトスポリジウム症 クリプトスポリジウム症は,Cryptosporidium属の原虫による感染症である。主な症状は水様性下痢で,しばしば他の消化管疾患の徴候を伴う。免疫能が正常な患者では通常は自然治癒するが,AIDS患者では持続性かつ重症となる可能性がある。診断は便中の原虫または抗原の同定による。免疫能が正常な人の治療に,必要であればニタゾキサニドを用いる。AIDS患者には,HAART(highly... さらに読む クリプトスポリジウム症 などの日和見感染症が生じる。これらの感染症が慢性化すると,虚弱(failure to thrive),慢性下痢症,および難治性口腔カンジダ症に至ることがある。

液性免疫不全 液性免疫不全 免疫不全疾患では,感染症,自己免疫疾患,リンパ腫,その他のがんなど,様々な合併症がみられたり,そのような合併症が発生しやすくなったりする。原発性免疫不全症は遺伝性であり先天性となる可能性があり,続発性免疫不全症は後天性でありはるかに多くみられる。 免疫不全症の評価には病歴,身体診察,および免疫機能の検査が含まれる。どのような検査を行うかは... さらに読む は一般的に,B細胞が正常に機能する免疫グロブリンを産生できなくなることによって引き起こされる。この種の欠陥がある患者では通常,莢膜を有する微生物(例, インフルエンザ菌 Haemophilus属細菌による感染症 グラム陰性細菌であるHaemophilus属細菌は,菌血症,髄膜炎,肺炎,副鼻腔炎,中耳炎,蜂窩織炎,喉頭蓋炎など,数多くの軽度および重篤な感染症を引き起こす。診断は培養および血清型別検査による。治療は抗菌薬による。 多くのHaemophilus属細菌は上気道の常在菌叢の一部であり,疾患を引き起こすことはまれである。病原性株は飛沫の吸入または直接接触を介して上気道に侵入する。免疫のない集団では急速に拡大する。... さらに読む 肺炎レンサ球菌 レンサ球菌感染症 レンサ球菌(streptococcus)は,咽頭炎,肺炎,創傷および皮膚感染症,敗血症,心内膜炎など,多くの疾患を引き起こすグラム陽性好気性細菌である。症状は感染臓器により異なる。A群β溶血性レンサ球菌による感染症の続発症としてリウマチ熱と糸球体腎炎がある。ほとんどの菌株はペニシリンに感受性を示すが,最近になってマクロライド耐性株が出現している。 ( 肺炎球菌感染症, リウマチ熱,および... さらに読む レンサ球菌感染症 )による感染症が発生する。そうした患者は発育不良,下痢,および反復性の副鼻腔肺感染症を呈する可能性がある。

ここをクリックすると、 家庭版の同じトピックのページに移動します
家庭版を見る
quiz link

Test your knowledge

Take a Quiz! 
ANDROID iOS
ANDROID iOS
ANDROID iOS
TOP