肺炎レンサ球菌

肺炎レンサ球菌（Streptococcus pneumoniae）とは

肺炎レンサ球菌は、肺炎などの呼吸器感染症や、敗血症、髄膜炎といった全身性の重篤な感染症を引き起こすレンサ球菌の一種です。臨床現場では肺炎球菌と呼ばれることが多く、かつては肺炎双球菌とも呼ばれていました。この菌は、感染症の原因菌であると同時に、遺伝学の発展に大きく貢献した実験材料としても知られています。

歴史

1881年、アメリカの医師ジョージ・ミラー・スターンバーグと、フランスの化学者ルイ・パスツールによって、それぞれ独立して肺炎の原因菌として単離されました。当初は「pneumococcus（肺炎球菌）」と呼ばれていました。1926年には、グラム染色された喀痰内での特徴的な外見から「Diplococcus pneumoniae（肺炎双球菌）」と呼ばれるようになりました。その後、液体培地で鎖状に増殖することから、1974年に現在の「Streptococcus pneumoniae（肺炎レンサ球菌）」に改称されました。

構造

肺炎レンサ球菌は、グラム陽性の双球菌であり、学名は _Streptococcus pneumoniae_ です。医学分野では簡略化して_Pneumococcus_と呼ばれることもありますが、これは正式な学名ではありません。血液寒天培地で培養するとα溶血性を示し、自己融解により中央部がくぼんだ特徴的なコロニーを形成します。この菌は、肺炎、敗血症、髄膜炎などの原因となる強毒菌ですが、特に乳幼児では鼻咽頭に常在していることもあります。

菌体表面には、莢膜と呼ばれる多糖体の構造があり、現在までに90種類以上が分類されています。

臨床像

肺炎レンサ球菌は、様々な感染症の原因となりますが、大きく分けて局所感染症と全身性（侵襲性）感染症に分類されます。

局所感染症

肺炎: 市中肺炎の最も一般的な原因菌の一つで、特に乳幼児ではインフルエンザ桿菌に次いで多く見られます。鉄錆色の喀痰を伴うことが特徴です。
急性中耳炎: 特に乳幼児で多く見られます。耳管が短い乳幼児では、鼻咽頭に常在する肺炎球菌が中耳に侵入しやすいため、中耳炎を引き起こすことがあります。

全身性（侵襲性）感染症

全身性感染症は、本来無菌であるはずの血液中で肺炎球菌が増殖する状態（菌血症）や、菌血症を合併して起こる臓器や器官の感染症を指します。特に乳幼児に多く、鼻咽頭から血流中に直接菌が侵入すると考えられています。生後間もない乳児は、母親からの移行抗体により感染を防がれていますが、この抗体は生後数ヶ月で減少します。一方、自力で抗体を産生できるようになるのは4歳頃であるため、移行抗体が消失した後から抗体産生能力が成熟するまでの間は、肺炎球菌に感染しやすい状態です。

主な全身性感染症には以下のようなものがあります。

細菌性髄膜炎: 肺炎球菌による全身感染症の中で最も重篤なものです。死亡率も高く、神経学的後遺症が残ることもあります。発熱、頭痛、嘔吐、意識障害、痙攣などの症状が見られ、進行が早く、発症から24時間以内に死亡する場合もあります（劇症型）。
播種性血管内凝固症候群 (DIC): 敗血症の合併症として重要です。血液中の凝固因子が消費され、出血傾向を引き起こします。血管内に微小血栓を形成し、多臓器不全を引き起こすことがあります。治療には、蛋白分解酵素阻害薬の投与や、凝固因子の補充（輸血）などが行われます。

その他、化膿性骨髄炎、化膿性関節炎、蜂窩織炎なども見られることがあります。

乳幼児では、肺炎球菌が血流に侵入し、そこから播種性に肺炎を引き起こすと考えられていますが、成人では、まず肺炎を発症し、重症化する過程で敗血症を合併すると考えられています。

無脾症や脾臓摘出後の患者は、肺炎球菌敗血症が急速に進行し、致死的になることがあります。これは、脾臓が莢膜を持つ細菌を排除する重要な役割を担っているためです。

治療

肺炎球菌感染症の治療は、局所感染症か全身性感染症かによって異なります。

局所感染症

第一選択薬はペニシリン系抗生物質です。セフェム系抗生物質も有効ですが、ペニシリン系と比較すると気道への移行性が低く、耐性菌が出現しやすいという問題があります。近年、ペニシリン耐性肺炎球菌が増加しており、肺炎球菌による局所感染症に対するペニシリンの使用が見直されています。

乳幼児の急性中耳炎では、経口の新世代セフェム系抗生物質が用いられていましたが、現在は、ペニシリン系抗生物質とβ-ラクタマーゼ阻害剤の合剤であるアモキシシリン・クラブラン酸（商品名：オーグメンチン、クラバモックス）の使用が推奨されています。これは、中耳炎の原因菌として重要なインフルエンザ桿菌にβ-ラクタマーゼ産生菌が存在するためです。

全身性感染症

全身性感染症は、治療が遅れると命に関わる危険性があるため、治療開始当初からペニシリン耐性肺炎球菌にも有効な抗菌薬を使用する必要があります。米国ではバンコマイシンが推奨されていますが、日本ではカルバペネム系抗生物質（パニペネム・ベタミプロンなど）が第一選択とされることが多いです。感受性試験の結果が判明した後、可能であれば抗菌スペクトラムの狭い抗菌薬（ペニシリン系など）に変更します。

予防

肺炎球菌感染症の予防には、肺炎球菌ワクチンが有効です。成人用と小児用の2種類が存在します。

成人用肺炎球菌ワクチン：ニューモバックスNP

23価の不活化ワクチンで、肺炎球菌の8割をカバーする23種類の型に対する免疫を獲得できます。効果は約5年とされていますが、再接種により副作用が強くなることがあるため、接種間隔を十分に空ける必要があります。高齢者には定期接種として公費補助が行われています。

小児および高齢者用肺炎球菌ワクチン：プレベナー13

13価の結合型ワクチンで、生後2ヶ月から6歳未満の乳幼児に接種できます。2013年からは定期接種となり、自己負担は無償化されています。2014年からは65歳以上の高齢者にも適応が拡大されましたが、公費補助はありません。

肺炎球菌ワクチンの投与歴がない高齢者においては、プレベナー13の方がニューモバックスNPよりも高力価であることが報告されています。

遺伝学への貢献

肺炎レンサ球菌は、遺伝学の発展にも重要な役割を果たしました。

1928年、フレデリック・グリフィスは、莢膜を持つS型菌（病原性あり）を加熱殺菌し、莢膜を持たないR型菌（病原性なし）と混ぜてネズミに注射すると、ネズミが発病し、体内にS型菌が出現することを観察しました。これは、形質転換と呼ばれる現象です。その後、オズワルド・アベリーは、この形質転換を起こす物質がDNAであることを突き止めました。この発見は、遺伝子の本体がDNAであることを示す強力な証拠となり、その後の遺伝学研究に大きな影響を与えました。

関連項目

感染症
感染症法

出典

肺炎球菌感染症について - 横浜市衛生研究所
おきなわ小児肺炎球菌“0”プロジェクト 寄付金のお願い - 沖縄県小児保健協会
* 小児細菌性髄膜炎・菌血症の疫学研究（鹿児島スタディ） - 鹿児島大学大学院医歯学総合研究科・微生物学分野

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