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「とびひ」の水疱はなぜ破れやすい?―表皮剝脱毒素とデスモグレイン1の関係

第109回医師国家試験 I問題 第5問

国試問題にチャレンジ

第109回 I問題 第5問

黄色ブドウ球菌が産生する表皮剝脱毒素〈exfoliative toxin〉によって生じる疾患はどれか。

  1. a.伝染性膿痂疹
  2. b.壊疽性膿皮症
  3. c.尋常性痤瘡
  4. d.皮膚腺病
  5. e.丹毒

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、黄色ブドウ球菌がつくる毒素の一つ、表皮剝脱毒素がどんな皮膚疾患を起こすかを問う問題だ。毒素の名前から「表皮が剝がれる」ことはイメージできるよね。カギは、この毒素が表皮のどの分子を、どの深さで壊すのかを理解することなんだ。
医学生医学生
微生物学の講義で、黄色ブドウ球菌の毒素はたくさん覚えさせられました。TSST-1とかエンテロトキシンとか……でも表皮剝脱毒素の標的までは自信がないです。
ドクタードクター
表皮の角化細胞どうしはデスモソームという接着装置でしっかりつながっている。その構成分子の一つがデスモグレイン1で、表皮の上層、顆粒層付近に多い。表皮剝脱毒素はこのデスモグレイン1を特異的に切断するセリンプロテアーゼなんだ。
医学生医学生
表皮の浅いところで細胞どうしがはがれるということは、水疱ができるんですね。
ドクタードクター
その通り。顆粒層直下で裂隙ができるから、水疱の天井はとても薄い。だから破れやすい弛緩性水疱やびらんになる。この毒素が感染巣の局所で働くと水疱性膿痂疹、いわゆる「とびひ」になる。というわけで正解は伝染性膿痂疹だ。
医学生医学生
小児科実習で、夏に保育園児がとびひで受診していました。掻いた手で別の場所に広がるから「飛び火」なんですよね。
ドクタードクター
よく観察していたね。ただ、伝染性膿痂疹には2つの病型があることも押さえておこう。夏季に乳幼児に多い水疱性膿痂疹は黄色ブドウ球菌、年齢や季節を問わず厚い痂皮をつくる痂皮性膿痂疹は主にA群β溶血性レンサ球菌が原因だ。
医学生医学生
レンサ球菌のほうは、急性糸球体腎炎の続発に注意が必要でしたね。
ドクタードクター
そう、腎疾患の講義ともつながるポイントだ。では他の選択肢を見ていこう。壊疽性膿皮症はどう考える?
医学生医学生
名前に「膿皮症」とあるので、細菌感染かと思ってしまいました。
ドクタードクター
そこがひっかけだね。壊疽性膿皮症は細菌感染ではなく、好中球の異常な活性化による無菌性の好中球性皮膚症なんだ。辺縁が堤防状に盛り上がる暗紫色の有痛性潰瘍が急速に広がり、軽い外傷で新たな病変が出たり悪化したりするパテルギーがみられる。潰瘍性大腸炎やCrohn病との合併が有名で、治療はステロイドや免疫抑制薬だよ。
医学生医学生
尋常性痤瘡はにきびなので、関わるのはアクネ菌のほうですよね。
ドクタードクター
正解。アンドロゲンによる皮脂分泌の増加と毛包の出口の角化異常で面皰ができ、そこでアクネ菌が増えて炎症を起こす。毛包脂腺系の慢性炎症で、表皮剝脱毒素とは関係ない。
医学生医学生
皮膚腺病はあまり聞き慣れません。名前からはリンパ節が関係していそうですが……。
ドクタードクター
いい勘だね。皮膚腺病は真性皮膚結核の一病型で、頸部リンパ節などの結核病巣から結核菌が連続的に皮膚へ波及して起こる。硬い皮下結節が軟化・自潰して瘻孔や潰瘍をつくり、索状の瘢痕を残す。原因は結核菌だから、今回の答えではない。
医学生医学生
丹毒はレンサ球菌による真皮の浅い感染で、境界がはっきりした赤い腫れでしたっけ。
ドクタードクター
その通り。主にA群β溶血性レンサ球菌が原因で、顔面や下腿に熱感・圧痛を伴う鮮紅色の浮腫性紅斑が急速に広がり、発熱を伴うことが多い。治療はペニシリン系が第一選択だ。水疱形成が主病態ではないよ。
医学生医学生
表皮剝脱毒素が全身に回ったらどうなるんですか。
ドクタードクター
いい質問だ。それがブドウ球菌性熱傷様皮膚症候群、SSSSだね。主に乳幼児で、鼻腔や咽頭の感染巣で産生された毒素が血流に乗って全身の皮膚に達し、口囲・眼囲の発赤から全身の潮紅と表皮剝離が起こる。一見正常な皮膚を擦ると表皮が剝がれるNikolsky現象が陽性になる。成人は抗体をもち腎臓からの毒素排泄能も高いので起こりにくいが、腎機能障害や免疫不全があれば成人でもみられる。
医学生医学生
デスモグレイン1といえば、落葉状天疱瘡の自己抗体の標的と同じですよね。
ドクタードクター
鋭いね。落葉状天疱瘡も表皮上層で裂隙ができ、粘膜症状はみられない。一方、尋常性天疱瘡は主に粘膜や表皮下層に多いデスモグレイン3が標的なので、基底層直上で裂隙ができ、口腔粘膜のびらんが出る。原因が細菌毒素か自己抗体かは違っても、同じ分子が壊れれば似た組織像になるんだ。病理実習で天疱瘡の標本を見たら、ぜひこの視点で思い出してほしい。
医学生医学生
毒素の標的分子と、それが表皮のどこにあるかを押さえれば、臨床像まで一続きで理解できるんですね。
ドクタードクター
その通り。臨床では、とびひにもMRSAによる例が少なくないことに注意したい。病変部の洗浄と抗菌薬の外用・内服が基本だけど、治りが悪ければ培養と薬剤感受性を確認しよう。SSSSは剝離が浅いので通常は瘢痕を残さず治るが、乳幼児では脱水や二次感染に気をつけて全身管理を行うことが大切だ。

まとめ

黄色ブドウ球菌の表皮剝脱毒素は、表皮上層に多いデスモグレイン1を切断するセリンプロテアーゼで、顆粒層直下に裂隙をつくり破れやすい弛緩性水疱を生じさせます。毒素が局所で働けば水疱性膿痂疹(伝染性膿痂疹、とびひ)、血流に乗って全身に作用すればNikolsky現象陽性のブドウ球菌性熱傷様皮膚症候群(SSSS)となります。一方、痂皮性膿痂疹や丹毒はA群β溶血性レンサ球菌、尋常性痤瘡はアクネ菌、皮膚腺病は結核菌が関与し、壊疽性膿皮症は炎症性腸疾患などに合併する無菌性の好中球性皮膚症です。同じデスモグレイン1を標的とする落葉状天疱瘡と組み合わせて理解すると、「標的分子の局在が水疱の深さと臨床像を決める」という水疱性疾患全体の見方が身につきます。

解答・解説

正解はaです

本問は、黄色ブドウ球菌の表皮剝脱毒素(exfoliative toxin:ET)の作用と、それによって起こる皮膚疾患を問う問題である。

表皮剝脱毒素の作用

表皮の角化細胞どうしは、デスモソームという接着装置で強く結びついている。デスモソームを構成する接着分子の一つがデスモグレイン1(Dsg1)であり、表皮の上層(顆粒層付近)に多く分布する。表皮剝脱毒素(主にETA、ETB)は、このDsg1を特異的に切断するセリンプロテアーゼである。その結果、表皮の浅い層(顆粒層直下)で細胞間の接着が外れ(棘融解)、薄く破れやすい弛緩性水疱やびらんが生じる。

毒素が作用する範囲による病型の違い

・毒素が感染巣の局所で作用する場合:水疱性膿痂疹(伝染性膿痂疹の水疱型、いわゆる「とびひ」)。 ・毒素が血流に乗って全身の皮膚に作用する場合:ブドウ球菌性熱傷様皮膚症候群(SSSS:staphylococcal scalded skin syndrome)。主に乳幼児にみられ、全身の発赤と表皮剝離を生じる。

設問の考え方

選択肢のうち、黄色ブドウ球菌の表皮剝脱毒素が発症機序の中心となるのは伝染性膿痂疹である。他の選択肢は、無菌性の好中球性皮膚症(壊疽性膿皮症)、毛包脂腺系の慢性炎症(尋常性痤瘡)、結核菌感染(皮膚腺病)、レンサ球菌感染(丹毒)であり、原因や病態を整理しておけば消去できる。

選択肢考察

  1. ○a.  伝染性膿痂疹

    伝染性膿痂疹は、細菌が表皮の浅い層に感染して水疱・膿疱・びらん・痂皮を生じる疾患で、掻いた手を介して他の部位や他人へ飛び火するように広がるため「とびひ」と呼ばれる。夏季に乳幼児に多い水疱性膿痂疹は黄色ブドウ球菌によるもので、菌が産生する表皮剝脱毒素がデスモグレイン1を切断し、表皮上層で細胞間の接着が失われることで弛緩性の水疱が生じる。水疱は破れやすく、びらんとなって周囲へ拡大する。近年はメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)による例も少なくない。治療は病変部の洗浄と抗菌薬の外用・内服である。なお、厚い痂皮を主体とし、年齢や季節を問わず発症する痂皮性膿痂疹は主にA群β溶血性レンサ球菌によるもので、まれに急性糸球体腎炎を続発することがある。

  2. ×b.  壊疽性膿皮症

    壊疽性膿皮症は、名称に「膿皮症」とあるが細菌感染症ではなく、好中球の異常な活性化による無菌性の好中球性皮膚症である。膿疱や結節から始まり、辺縁が堤防状に隆起して暗紫色を呈する、急速に拡大する有痛性の潰瘍を形成する。下腿に好発し、針刺しや外科的処置などの軽い外傷を契機に新たな病変が生じたり悪化したりする現象(パテルギー)がみられる。潰瘍性大腸炎やCrohn病などの炎症性腸疾患、関節リウマチ、骨髄異形成症候群などの血液疾患、高安動脈炎などとの合併が知られる。治療は副腎皮質ステロイドや免疫抑制薬、生物学的製剤であり、表皮剝脱毒素とは無関係である。

  3. ×c.  尋常性痤瘡

    尋常性痤瘡はいわゆる「にきび」で、思春期以降に顔面、前胸部、背部など皮脂腺の発達した部位に生じる毛包脂腺系の慢性炎症性疾患である。アンドロゲンによる皮脂分泌の増加と毛包の出口の角化異常によって毛穴が詰まり、面皰(コメド)が形成される。そこで皮膚常在菌であるアクネ菌(Cutibacterium acnes、旧名Propionibacterium acnes)が増殖して炎症を起こし、紅色丘疹や膿疱となる。治療にはアダパレンや過酸化ベンゾイルの外用、抗菌薬などが用いられる。黄色ブドウ球菌の表皮剝脱毒素によるものではない。

  4. ×d.  皮膚腺病

    皮膚腺病は、皮膚組織内に結核菌が存在する真性皮膚結核の一病型である。頸部などのリンパ節結核や骨・関節の結核病巣から、結核菌が連続性に皮膚へ波及して生じる。皮下に硬い結節ができ、やがて軟化・自潰して瘻孔や潰瘍を形成し、治癒後には索状の瘢痕を残す。頸部リンパ節に好発する。原因は結核菌であり、治療は抗結核薬の多剤併用療法である。黄色ブドウ球菌の毒素とは関係しない。

  5. ×e.  丹毒

    丹毒は、主にA群β溶血性レンサ球菌(化膿レンサ球菌)が真皮の浅い層に感染して起こる急性の細菌感染症である。顔面や下腿に好発し、境界が明瞭でやや隆起した、熱感と圧痛を伴う鮮紅色の浮腫性紅斑が急速に広がる。悪寒・発熱などの全身症状を伴うことが多く、同じ部位に繰り返す習慣性丹毒もある。治療はペニシリン系抗菌薬が第一選択である。より深い真皮から皮下脂肪織に及ぶ蜂窩織炎は黄色ブドウ球菌が原因のことも多いが、丹毒は表皮剝脱毒素による水疱形成を主病態とするものではない。

黄色ブドウ球菌の毒素と疾患

・表皮剝脱毒素(ETA、ETB):デスモグレイン1を切断する。水疱性膿痂疹(局所)、ブドウ球菌性熱傷様皮膚症候群(SSSS、全身)。 ・毒素性ショック症候群毒素-1(TSST-1):スーパー抗原としてT細胞を非特異的に大量活性化し、発熱、びまん性紅斑、血圧低下、多臓器障害、回復期の落屑を特徴とする毒素性ショック症候群(TSS)を起こす。タンポンの長時間使用や術後創部感染などが契機となる。 ・エンテロトキシン:耐熱性で、食品中で産生された毒素の摂取により、摂取後数時間で嘔吐を主体とする毒素型食中毒を起こす。 ・Panton-Valentine leukocidin(PVL):白血球を破壊する毒素で、再発性の癤・癰や壊死性肺炎との関連が知られる。

ブドウ球菌性熱傷様皮膚症候群(SSSS)

主に乳幼児にみられる。咽頭や鼻腔などの感染巣で産生された表皮剝脱毒素が血流に乗って全身の皮膚に達し、口囲や眼囲の発赤・痂皮から始まり、全身の潮紅、表皮の剝離が生じる。一見正常な皮膚を擦ると表皮が剝がれるNikolsky現象が陽性となる。成人は毒素に対する抗体をもち、腎臓からの毒素排泄能も高いため発症しにくい(腎機能障害や免疫不全があると成人でもみられる)。剝離は表皮の浅い層で起こるため、通常は瘢痕を残さず治癒する。

デスモグレインと水疱症の関係

デスモグレイン1は表皮の上層に多く、デスモグレイン3は表皮の下層や粘膜上皮に多い。このため、Dsg1が障害される水疱性膿痂疹、SSSS、落葉状天疱瘡(Dsg1に対する自己抗体)では表皮上層に裂隙が生じ、粘膜症状はみられない。一方、尋常性天疱瘡(主にDsg3に対する自己抗体)では表皮基底層直上に裂隙が生じ、口腔粘膜のびらんがみられる。原因(細菌毒素か自己抗体か)は異なっても、同じ分子が障害されれば似た組織像になる点が重要である。

伝染性膿痂疹の二つの病型

・水疱性膿痂疹:黄色ブドウ球菌。夏季、乳幼児に多い。弛緩性水疱とびらん。 ・痂皮性膿痂疹:主にA群β溶血性レンサ球菌。季節・年齢を問わない。紅斑、膿疱から厚い痂皮を形成し、発熱やリンパ節腫脹を伴うことがある。続発症として急性糸球体腎炎に注意が必要である。

POINT

・黄色ブドウ球菌の表皮剝脱毒素はデスモグレイン1を切断し、表皮上層に弛緩性水疱をつくる。 ・局所で作用すると水疱性膿痂疹(とびひ)、全身に作用するとブドウ球菌性熱傷様皮膚症候群(SSSS)。 ・痂皮性膿痂疹は主にA群β溶血性レンサ球菌が原因で、急性糸球体腎炎の続発に注意する。 ・壊疽性膿皮症は無菌性の好中球性皮膚症で炎症性腸疾患に合併しやすい。 ・尋常性痤瘡はアクネ菌、皮膚腺病は結核菌、丹毒はA群β溶血性レンサ球菌が関与する。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。