StudyMed医師国家試験

Gram染色が示す細いGram陰性桿菌―介護施設の肺炎で「緑膿菌をカバーする」という発想

第116回医師国家試験 A問題 第53問

国試問題にチャレンジ

第116回 A問題 第53問

76歳の男性。喀痰の増悪を主訴に入所している介護施設の職員に伴われて来院した。8年前に胃癌に対して胃全摘術を受けた。その後体重減少をきたし,5年前から喀痰が出現した。1週間前から喀痰量が増加し喀出困難となったため受診した。身長157cm,体重41kg。体温37.5℃。脈拍72/分,整。血圧134/84mmHg。呼吸数18/分。SpO2 96%(room air)。両側の胸部にcoarse cracklesを聴取する。皮膚のツルゴールは低下している。血液所見:赤血球424万,Hb 13.6g/dL,Ht 28%,白血球11,400(好中球81%,単球5%,リンパ球14%),血小板35万。血液生化学所見:総蛋白7.9g/dL,血清アルブミン2.7g/dL。尿素窒素37mg/dL,クレアチニン0.8mg/dL。CRP 13mg/dL。喀痰Gram染色標本を下に示す。  補液を開始し,この微生物の同定および薬剤感受性試験の結果を待つ間に投与を開始すべき抗菌薬はどれか。

第116回 A問題 第53問の問題画像
  1. a.セファゾリン
  2. b.ピペラシリン
  3. c.バンコマイシン
  4. d.クリンダマイシン
  5. e.ベンジルペニシリン

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、介護施設に入所している高齢者の肺炎で、培養結果が出る前にどの抗菌薬を始めるかを考える問題だ。注目してほしいのは2つ。ひとつは「どこで発症した肺炎か」という背景、もうひとつは喀痰Gram染色でどんな菌が見えるか。まず、この患者さんの背景から何が読み取れるかな。
医学生医学生
胃全摘後でかなり痩せていて、アルブミンも低いので、低栄養で感染に弱い状態だと思います。5年前から痰が続いているのも気になります。
ドクタードクター
いいね。慢性的に痰が出ているということは、気管支拡張のような慢性気道感染の土台がありそうだ。そこに低栄養、胃全摘後の誤嚥リスクが重なっている。さらに介護施設入所中の発症だから、肺炎の分類としては何になる?
医学生医学生
市中肺炎……ではなくて、医療・介護関連肺炎、NHCAPですね。呼吸器内科の講義で、市中肺炎、NHCAP、院内肺炎の3つに分けると習いました。
ドクタードクター
その通り。NHCAPでは、肺炎球菌やインフルエンザ菌といった市中肺炎の起炎菌に加えて、緑膿菌、MRSA、腸内細菌目細菌、口腔内嫌気性菌などの耐性傾向のある菌も考える必要がある。では重症度はどうだろう。A-DROPで評価してみて。
医学生医学生
76歳の男性なので年齢が該当します。BUNが37でツルゴールも低下しているので脱水も該当。SpO2、意識、血圧は問題ないので、2項目で中等症ですね。
ドクタードクター
正確だ。BUNが高いのにクレアチニンは正常でBUN/Cr比が高いことも、腎前性、つまり脱水を裏付けている。だからまず補液から入るわけだね。さて本題のGram染色。好中球とともに、赤く染まる細めで小型の桿菌が見えている。
医学生医学生
赤いのでGram陰性桿菌ですね。Gram陰性桿菌の肺炎というと、CBTの勉強で肺炎桿菌をよく見た気がしますが……。
ドクタードクター
そこは形態で見分けよう。肺炎桿菌は太くて大きめの桿菌で、周囲に厚い莢膜があって抜けて見えるのが特徴だ。インフルエンザ菌はもっと小さくて形がばらばらな球桿菌。今回のように細く小型のGram陰性桿菌で、しかも慢性気道感染の背景がある人なら、まず緑膿菌を考える。
医学生医学生
緑膿菌はバイオフィルムをつくって気道に居座りやすいんでしたっけ。微生物学の実習で、ムコイド株のねばっとしたコロニーを見ました。
ドクタードクター
よく覚えているね。ムコイドを産生してバイオフィルムを形成し、気管支拡張症などの気道に持続的に定着しやすい。だから経験的治療では緑膿菌を確実にカバーする薬が必要になる。選択肢の中で抗緑膿菌活性があるのはどれだろう。
医学生医学生
広域ペニシリンのピペラシリンでしょうか。ペニシリン系なのに緑膿菌に効くのは珍しいと習いました。
ドクタードクター
正解。ピペラシリンはウレイドペニシリンで、緑膿菌を含むGram陰性桿菌に活性をもつ数少ないペニシリン系だ。十分な効果を得るには高用量・頻回投与が必要になる。では、ほかの薬がなぜ不適切かも確認しよう。まず第1世代セフェムのセファゾリンは?
医学生医学生
MSSAの第一選択で、手術前の予防投与にも使う薬ですよね。Gram陰性だと大腸菌くらいまでで、緑膿菌には効かないはずです。
ドクタードクター
その通り。バンコマイシンはどうかな。
医学生医学生
MRSAの薬なので、Gram陽性菌専用というイメージです。
ドクタードクター
そう、グリコペプチド系でスペクトラムはほぼGram陽性菌に限られる。腎障害や聴覚障害があるのでTDMが必要なことも押さえておこう。クリンダマイシンは、誤嚥性肺炎や肺化膿症で嫌気性菌を狙うときに使われることがあるけれど、好気性のGram陰性桿菌、特に緑膿菌には効かない。ベンジルペニシリンは肺炎球菌や連鎖球菌、梅毒などには優れた薬だが、Gram陰性桿菌の多くには外膜を通りにくく、βラクタマーゼにも分解されるので無効だ。
医学生医学生
背景からNHCAPと考えて、Gram染色で緑膿菌を推定し、それをカバーできる薬を選ぶ、という流れなんですね。
ドクタードクター
そういうこと。Gram染色は数分でできて、経験的治療の根拠を与えてくれる強力な武器なんだ。発展知識として、実臨床ではピペラシリン単剤より、βラクタマーゼ阻害薬を配合したタゾバクタム・ピペラシリンがよく使われる。βラクタマーゼ産生菌や、誤嚥に関与する口腔内嫌気性菌までカバーできるからね。
医学生医学生
ほかに緑膿菌に効く薬としては、セフタジジムやセフェピム、メロペネムあたりでしょうか。
ドクタードクター
いいね。ほかにアズトレオナム、アミノグリコシド系、シプロフロキサシンやレボフロキサシンなどのニューキノロン系も抗緑膿菌活性をもつ。カルバペネムでもエルタペネムは緑膿菌に効かない点は要注意だ。そして大事なのは、抗菌薬を始める前に喀痰培養と血液培養を採っておくこと。結果が出たら感受性に応じて狭域の薬に切り替える、デエスカレーションを意識してほしい。
医学生医学生
広く始めて、わかったら絞る。臨床実習で感染症科の先生が「培養を採らずに抗菌薬を始めるな」と口癖のように言っていた意味がよくわかりました。
ドクタードクター
その姿勢が耐性菌を増やさないことにもつながる。背景、重症度、Gram染色、そして培養に基づく最適化。この一連の流れを身につけておこう。

まとめ

介護施設入所者に発症した肺炎は医療・介護関連肺炎(NHCAP)に分類され、市中肺炎の起炎菌に加えて緑膿菌やMRSAなど耐性傾向のある菌を想定する必要があります。慢性的な喀痰を伴う気道の基礎疾患があり、喀痰Gram染色で細く小型のGram陰性桿菌を認める場合は緑膿菌を推定し、培養・感受性結果を待つ間の経験的治療には抗緑膿菌活性をもつピペラシリン(実臨床ではタゾバクタム・ピペラシリンが多い)を選びます。セファゾリン、バンコマイシン、クリンダマイシン、ベンジルペニシリンはいずれも緑膿菌に無効です。重症度はA-DROPで評価し、治療開始前に培養を採取して、結果判明後は感受性に応じて抗菌薬を絞り込みます。発症の場とGram染色から起炎菌を推定して薬を選ぶ考え方は、あらゆる感染症診療の基本となります。

解答・解説

正解はbです

所見の整理

・背景:76歳男性、介護施設入所中。8年前に胃全摘術を受け、その後体重が減少し、5年前から慢性的に喀痰がある。 ・現病歴:1週間前から喀痰量が増え、自力で喀出しにくくなった。 ・身体所見:身長157cm・体重41kg(BMI約16.6、るい痩)。体温37.5℃と微熱。脈拍・血圧・呼吸数は安定し、SpO2 96%(room air)と低酸素血症はない。左右の胸部で coarse crackles(水泡音:気道内の分泌物を空気が通過する際の低調で粗い断続性ラ音)を聴取。皮膚ツルゴール低下は脱水を示す。 ・検査:白血球11,400(好中球81%)と好中球優位の増加、CRP 13mg/dLと炎症反応高値で、急性の細菌感染が示唆される。血清アルブミン2.7g/dLと低栄養。BUN 37mg/dLに対しクレアチニン0.8mg/dLとBUN/Cr比が高く(約46)、脱水(腎前性)を裏付ける。

病態の推定

慢性的な喀痰を伴う気道の基礎疾患(慢性気道感染症・気管支拡張などが想定される)に、低栄養による易感染性と胃全摘後の誤嚥リスクが加わり、そこに細菌性肺炎(あるいは慢性気道感染の急性増悪)が生じたと考えられる。介護施設入所者に発症した肺炎であり、医療・介護関連肺炎(nursing and healthcare-associated pneumonia:NHCAP)に分類される。 重症度をA-DROPで評価すると、年齢(Age:男性は70歳から該当)と脱水(Dehydration:BUNが21以上、または臨床的な脱水所見)の2項目に当てはまり、中等症である。SpO2・意識・血圧には異常がない。

起炎菌の推定

喀痰Gram染色では、好中球とともに赤く染まる細めで小型のGram陰性桿菌が認められる。慢性気道感染症を背景とする患者でみられるGram陰性桿菌としては、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)が最も重要である。緑膿菌はムコイド(菌体外多糖)を産生してバイオフィルムを形成し、気管支拡張症などの気道に持続的に定着・感染しやすい。同じGram陰性桿菌の肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)は、太く大型の桿菌で周囲に厚い莢膜(染色で抜けて見える)を伴う点で形態的に区別される。インフルエンザ菌は非常に小さな多形性の球桿菌である。

設問の考え方

培養・感受性結果が出るまでの経験的治療(empiric therapy)では、Gram染色で推定した起炎菌を確実にカバーする抗菌薬を選ぶ。本例では緑膿菌を想定し、抗緑膿菌活性をもつ薬剤を選択する必要がある。選択肢のうち抗緑膿菌作用をもつのはピペラシリンのみである。結果判明後は感受性に応じて薬剤を最適化する。

選択肢考察

  1. ×a.  セファゾリン

    誤り。セファゾリンは第1世代セフェム系抗菌薬で、メチシリン感受性黄色ブドウ球菌(MSSA)や連鎖球菌などのGram陽性球菌と、大腸菌・肺炎桿菌など一部の腸内細菌目細菌に有効である。MSSA感染症の第一選択薬であり、手術部位感染の予防投与にも広く用いられる。しかし緑膿菌には抗菌活性がないため、本例の経験的治療としては不適切である。

  2. ○b.  ピペラシリン

    正しい。ピペラシリンは広域ペニシリン系(ウレイドペニシリン)抗菌薬で、緑膿菌を含むGram陰性桿菌に抗菌活性をもつ数少ないペニシリン系薬である。Gram染色で緑膿菌が推定される本例では、培養・感受性結果を待つ間の経験的治療としてピペラシリンを選ぶのが妥当である。緑膿菌に対しては十分な効果を得るため高用量・頻回投与が必要となる。なお、βラクタマーゼ産生菌や嫌気性菌(誤嚥に関与する口腔内嫌気性菌など)もカバーしたい場合には、βラクタマーゼ阻害薬配合のタゾバクタム・ピペラシリンが実臨床ではよく用いられる。

  3. ×c.  バンコマイシン

    誤り。バンコマイシンはグリコペプチド系抗菌薬で、抗菌スペクトラムはほぼGram陽性菌に限られる。メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)感染症の代表的な治療薬であり、偽膜性腸炎(Clostridioides difficile感染症)には経口投与で用いる。Gram陰性桿菌である緑膿菌には無効である。また腎障害・聴覚障害の副作用があり、治療薬物モニタリング(TDM)を要する。

  4. ×d.  クリンダマイシン

    誤り。クリンダマイシンはリンコマイシン系抗菌薬で、ブドウ球菌(MSSA)、連鎖球菌などのGram陽性球菌と嫌気性菌に有効であり、誤嚥性肺炎や肺化膿症で嫌気性菌を狙う場合に用いられることがある。また毒素産生抑制作用があり、劇症型溶血性レンサ球菌感染症などで併用される。しかし好気性Gram陰性桿菌、特に緑膿菌には抗菌活性がなく、本例では不適切である。偽膜性腸炎の誘因となりやすい点にも注意する。

  5. ×e.  ベンジルペニシリン

    誤り。ベンジルペニシリン(ペニシリンG)は天然ペニシリンで、肺炎球菌(感受性株)、連鎖球菌、髄膜炎菌、口腔内の嫌気性菌、梅毒トレポネーマなどに有効である。Gram陰性桿菌の多くには外膜を通過しにくく、βラクタマーゼにも分解されるため無効であり、緑膿菌には抗菌活性がない。

肺炎の発症の場による分類(わが国の成人肺炎診療ガイドラインに基づく)

・市中肺炎(CAP):一般社会で生活する人に発症した肺炎。肺炎球菌、インフルエンザ菌、マイコプラズマ、クラミジア(クラミドフィラ)、レジオネラなどが主な起炎菌。 ・医療・介護関連肺炎(NHCAP):療養病床や介護施設の入所者、90日以内に退院した人、介護を要する高齢者・身障者、通院で継続的に血管内治療(透析、抗菌薬、化学療法、免疫抑制薬など)を受けている人に発症した肺炎。誤嚥が関与することが多く、市中肺炎の起炎菌に加えて、緑膿菌、MRSA、腸内細菌目細菌、口腔内嫌気性菌、耐性菌を考慮する。 ・院内肺炎(HAP):入院後48時間以降に新たに発症した肺炎。耐性菌の関与が多い。

A-DROPシステム(CAPの重症度評価、NHCAPでも参考にされる)

次の5項目のうち当てはまる数で重症度を判定する。 ・A(Age:年齢)…男性は70歳から、女性は75歳から該当 ・D(Dehydration:脱水)…血中尿素窒素が21mg/dLを超える程度(21以上)か、身体所見で脱水が明らか ・R(Respiration:呼吸)…経皮的酸素飽和度が90%を下回る程度(90%以下)、動脈血ではPaO2が60Torr以下 ・O(Orientation:見当識)…意識の変容がみられる ・P(blood Pressure:血圧)…収縮期が90mmHg以下 判定は、該当なしが軽症(外来で治療)、1つか2つが中等症(外来あるいは入院)、3つが重症(入院)、4つ以上が超重症(集中治療室での管理を検討)である。ショック状態であれば、該当が1つだけでも超重症として扱う。

エスカレーションとデエスカレーション

・エスカレーション治療:比較的狭域の抗菌薬で開始し、効果不十分や耐性菌判明時に広域薬へ変更する。重症度が高くなく耐性菌リスクが低い場合に選択しうる。 ・デエスカレーション治療:重症例や耐性菌リスクが高い例で、広域抗菌薬から開始し、起炎菌と感受性が判明したら狭域薬へ切り替える。 いずれの場合も、治療開始前に喀痰Gram染色と培養、血液培養を採取しておくことが重要である。Gram染色は迅速に起炎菌を推定でき、経験的治療の薬剤選択を合理化する。

喀痰Gram染色でのおおまかな形態

・肺炎球菌:Gram陽性の双球菌(ランセット形)、周囲に莢膜による透明帯 ・黄色ブドウ球菌:Gram陽性球菌、ブドウの房状 ・インフルエンザ菌:小型で多形性のGram陰性球桿菌 ・モラクセラ・カタラーリス:Gram陰性双球菌(そら豆状) ・肺炎桿菌:大型で太いGram陰性桿菌、厚い莢膜 ・緑膿菌:細く小型のGram陰性桿菌、ムコイド産生株では菌の周囲に粘液様物質がみられることがある

抗緑膿菌活性をもつ主な抗菌薬

ピペラシリン(タゾバクタム・ピペラシリン)、セフタジジム、セフェピム、セフォゾプラン、カルバペネム系(メロペネム、イミペネムなど。エルタペネムは除く)、アズトレオナム、アミノグリコシド系(ゲンタマイシン、トブラマイシン、アミカシン)、ニューキノロン系(シプロフロキサシン、レボフロキサシン)。

POINT

・介護施設入所者の肺炎は医療・介護関連肺炎(NHCAP)であり、緑膿菌などの耐性傾向のある菌も想定する。 ・慢性的な喀痰(慢性気道感染)を背景とした肺炎で、喀痰Gram染色で細く小型のGram陰性桿菌 → 緑膿菌を推定する。 ・培養結果を待つ間の経験的治療は、推定起炎菌(本例では緑膿菌)を確実にカバーする薬剤を選ぶ → ピペラシリン(実臨床ではタゾバクタム・ピペラシリンが多い)。 ・セファゾリン、バンコマイシン、クリンダマイシン、ベンジルペニシリンはいずれも緑膿菌に無効。 ・A-DROPで重症度を評価する(本例はAとDの2項目で中等症)。

※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。