熱と背部痛の若い女性―尿の一滴が抗菌薬選びを導くGram染色
第107回医師国家試験 G問題 第53問
国試問題にチャレンジ
28歳の女性。昨夜からの悪寒，嘔吐および背部痛を主訴に来院した。2日前から頻尿と排尿痛とがある。既往歴に特記すべきことはない。身長156 cm，体重54 kg。体温38.4℃。脈拍96/分，整。血圧120/82 mmHg。右肋骨脊柱角に叩打痛を認める。尿所見：蛋白2＋，沈渣に赤血球2～5 / 1視野，白血球多数/ 1視野。血液所見：赤血球410万，Hb 13.2 g/dL，Ht 38％，白血球14,000（桿状核好中球7％，分葉核好中球62％，好酸球2％，好塩基球1％，単球6％，リンパ球22％），血小板23万。血液生化学所見：尿素窒素19 mg/dL，クレアチニン1.0 mg/dL。CRP 10 mg/dL。 尿沈渣の塗抹標本で原因菌の推定に有用なのはどれか。
- a.Gram染色
- b.Grocott染色
- c.May-Giemsa染色
- d.Papanicolaou染色
- e.Ziehl-Neelsen染色
対話形式の解説
ドクター
医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクター医学生ドクターまとめ
膀胱刺激症状に続いて悪寒を伴う高熱、CVA叩打痛、膿尿、炎症反応高値がみられる若年女性では、上行性感染による急性腎盂腎炎を考えます。原因菌は大腸菌をはじめとするGram陰性桿菌が大部分で、治療前に尿培養・血液培養を採取しますが、結果が出るまでの抗菌薬選択には尿塗抹のGram染色が迅速な手がかりとなります。Gram染色は細胞壁の違いで菌を紫（陽性）と赤（陰性）に染め分け、球菌か桿菌かという形態と合わせて原因菌を推定できます。一方、Grocott染色は真菌、May-Giemsa染色は血球、Papanicolaou染色は悪性細胞、Ziehl-Neelsen染色は抗酸菌を対象とする染色です。染色法を「何を見るための方法か」と対応づけて理解しておくことは、感染症の初期診療を的確に進めるための基礎になります。
解答・解説
正解はaです
所見の整理
28歳の女性で、2日前から頻尿・排尿痛という膀胱刺激症状が先行し、その後に悪寒を伴う38.4℃の発熱、嘔吐、背部痛が加わっている。身体所見では右の肋骨脊柱角（costovertebral angle：CVA）に叩打痛がある。尿沈渣では白血球が多数みられ（膿尿）、血液検査では白血球14,000/μLと増加し、桿状核好中球も7％みられる核の左方移動傾向があり、CRPは10 mg/dLと高値である。尿素窒素・クレアチニンは正常範囲で、腎機能は保たれている。
診断へのプロセス
若年女性の発熱と背部痛では、急性膀胱炎、急性腎盂腎炎、尿路結石、急性糸球体腎炎などが鑑別に挙がる。膀胱炎は炎症が膀胱粘膜にとどまるため、通常は高熱やCVA叩打痛を伴わない。尿路結石では疝痛発作と血尿が主体で、感染を合併しなければ膿尿や高熱はみられない。急性糸球体腎炎は先行する上気道感染などから1～3週後に浮腫・高血圧・血尿で発症し、排尿痛や膿尿は特徴的でない。本例は下部尿路症状が先行し、高熱・CVA叩打痛・膿尿・炎症反応高値がそろっているので、膀胱から細菌が上行して腎盂・腎実質に感染が及んだ急性腎盂腎炎（上行性感染）と診断できる。
設問の考え方
急性腎盂腎炎の原因菌は大腸菌（Escherichia coli）を代表とするGram陰性桿菌が大部分を占め、ほかにKlebsiella属、Proteus属、腸球菌などがある。治療開始前に尿培養（と血液培養）を採取するのが原則だが、培養結果が出るまでには数日かかる。その間の抗菌薬選択の手がかりとして、尿沈渣の塗抹標本を染色して細菌の形態（球菌か桿菌か）と染色性（Gram陽性か陰性か）をその場で確認する。この目的に使われるのが一般細菌の迅速な分類法であるGram染色である。他の選択肢はいずれも、真菌・血球・細胞形態・抗酸菌など別の対象を見るための染色である。
選択肢考察
- ○a. Gram染色
一般細菌を細胞壁の構造の違いによってGram陽性菌（紫～青）とGram陰性菌（赤）に染め分ける染色法である。数分～十数分で結果が得られ、菌の形態（球菌・桿菌）と染色性を組み合わせることで原因菌をおおまかに推定できる。本例のような急性腎盂腎炎では、尿塗抹でGram陰性桿菌が見えれば大腸菌などの腸内細菌科細菌を想定して抗菌薬を選び、Gram陽性球菌が連鎖状に見えれば腸球菌などを考慮する、といった初期治療の判断に直結する。したがって尿沈渣の塗抹標本で原因菌を推定するのに最も有用である。
- ×b. Grocott染色
Grocott染色（グロコット染色、メセナミン銀染色）は、真菌の細胞壁を銀で黒褐色に染め出す染色法である。アスペルギルスやカンジダなどの菌糸・酵母、ニューモシスチス（Pneumocystis jirovecii）の嚢子の検出に用いられ、主に組織標本や気管支肺胞洗浄液の検体で使われる。真菌性尿路感染症が疑われる特殊な状況（長期留置カテーテルや免疫不全など）では考慮されるが、健常な若年女性の急性腎盂腎炎で原因菌を推定する目的には適さない。
- ×c. May-Giemsa染色
May-Giemsa染色（メイ・ギムザ染色）はRomanowsky（ロマノフスキー）系の染色で、末梢血や骨髄の塗抹標本で血球の形態（核・細胞質・顆粒）を観察するために用いる。白血病や悪性リンパ腫などの血液疾患の診断に欠かせない染色であり、マラリア原虫の検出にもGiemsa染色が使われる。細菌も青く染まることはあるが、Gram陽性・陰性の区別はできないため、尿中の原因菌の推定には不向きである。
- ×d. Papanicolaou染色
Papanicolaou染色（パパニコロウ染色）は細胞診の標準的な染色法で、細胞の核や細胞質の性状を詳しく観察して悪性細胞の有無を判定するのに用いる。子宮頸部細胞診や喀痰細胞診のほか、尿細胞診で尿路上皮癌を検索する際にも使われる。尿検体を扱う点では共通するが、目的は腫瘍細胞の評価であり、細菌の種類を推定する染色ではない。
- ×e. Ziehl-Neelsen染色
Ziehl-Neelsen染色（チール・ネルゼン染色）は抗酸菌染色の代表で、脂質に富む細胞壁をもち酸やアルコールで脱色されにくい結核菌や非結核性抗酸菌を赤く染め出す。腎結核（尿路結核）では通常の尿培養で菌が生えない無菌性膿尿がみられ、その際に早朝尿などを用いて行う検査である。腎結核は高熱を伴うことが少なく緩徐に経過するため、急性発症で高熱を呈する本例とは合わない。まず行うべきはGram染色である。
急性腎盂腎炎の要点
・病態：多くは膀胱炎から細菌が尿管を上行して腎盂・腎実質に感染する上行性感染である。女性は尿道が短く肛門と外尿道口が近いため、尿路感染症を起こしやすい。 ・症状：膀胱刺激症状（頻尿・排尿痛・残尿感）に続いて、悪寒戦慄を伴う高熱、腰背部痛、悪心・嘔吐が出現する。 ・身体所見：患側のCVA叩打痛が特徴的である。 ・検査：膿尿・細菌尿、末梢血白血球増加、CRP上昇。尿培養と、重症例では血液培養を抗菌薬投与前に採取する。複雑性（尿路閉塞・結石・奇形など）の有無を超音波検査で確認し、水腎症があれば閉塞の解除（ドレナージ）を考える。 ・原因菌：単純性では大腸菌が最多で、Klebsiella属、Proteus属などのGram陰性桿菌が主体。複雑性では腸球菌や緑膿菌なども増える。 ・治療：経口摂取が難しい例や全身状態不良例では入院のうえ静注抗菌薬（第3世代セフェム系など）で開始し、培養・感受性結果に応じて変更する。
Gram染色の原理
クリスタルバイオレットで染色し、ヨウ素（ルゴール液）で色素を固定した後、アルコールで脱色し、サフラニン（またはフクシン）で後染色する。厚いペプチドグリカン層をもつGram陽性菌は脱色されずに紫色に残り、ペプチドグリカン層が薄く外膜をもつGram陰性菌は脱色されて赤く染まる。
主な染色法と対象
・Gram染色：一般細菌 ・Ziehl-Neelsen染色：抗酸菌（結核菌など） ・Grocott染色、PAS染色：真菌、ニューモシスチス ・墨汁染色：クリプトコックス（莢膜を観察） ・May-Giemsa染色：血球、マラリア原虫 ・Papanicolaou染色：細胞診（悪性細胞の検索）
POINT
・若年女性で膀胱刺激症状に続く高熱＋CVA叩打痛＋膿尿は急性腎盂腎炎である。 ・原因菌は大腸菌などのGram陰性桿菌が多い。 ・一般細菌の迅速推定にはGram染色を用い、培養・感受性結果が出る前の抗菌薬選択に役立てる。 ・抗酸菌はZiehl-Neelsen染色、真菌はGrocott染色、血球はMay-Giemsa染色、細胞診はPapanicolaou染色と対応させて覚える。