脾臓のない体を襲う「莢膜」の脅威―Gram染色で見抜く肺炎球菌
第119回医師国家試験 C問題 第63問（連問）
国試問題にチャレンジ
連問の共通文
次の文を読み，62～64の問いに答えよ。 58歳の男性。発熱と意識障害のため救急車で搬入された。 現病歴：昨日38.0℃の発熱があったため仕事を休み，市販の解熱鎮痛薬を内服して自宅で様子をみていた。今朝はベッドで横になったままで呼びかけに反応がなかったため，家族が救急車を要請した。 既往歴：21歳時に交通外傷のため左腎臓と脾臓を摘出した。 生活歴：会社員で事務作業が主体。喫煙歴はない。飲酒はビール350mL/日を週2回。52歳の妻，20歳台の息子2人と4人暮らし。ペットは飼育していない。ワクチン接種歴は確認できない。 家族歴：父は78歳時に心筋梗塞で死亡。同居している家族に特記すべきことはない。 現症：意識レベルはJCSⅢ-200。身長170cm，体重62kg。体温38.8℃。心拍数128/分，整。血圧76/52mmHg。呼吸数30/分。SpO2 91％（リザーバー付マスク10L/分酸素投与下）。皮膚は湿潤で著明な発汗を認める。眼瞼結膜と眼球結膜とに異常を認めず，頭頸部にはその他の異常も認めない。心音と呼吸音とに異常を認めない。腹部は平坦，軟で，肝を触知しない。左側腹部に手術痕を認める。両側足趾に暗紫色の色調変化を認める。下腿に浮腫を認めない。 検査所見：血液所見：赤血球490万，Hb 13.2g/dL，Ht 39％，白血球2,000（骨髄球5％，後骨髄球13％，桿状核好中球38％，分葉核好中球41％，好酸球0％，好塩基球0％，単球1％，リンパ球2％），血小板6.2万，PT-INR 1.4（基準0.9～1.1），フィブリノゲン426mg/dL（基準186～355），Dダイマー30μg/mL（基準1.0以下）。血液生化学所見：総蛋白5.9g/dL，アルブミン2.8g/dL，総ビリルビン2.7mg/dL，直接ビリルビン1.8mg/dL，AST 197U/L，ALT 149U/L，LD 351U/L（基準124～222），ALP 109U/L（基準38～113），γ-GT 60U/L（基準13～64），アミラーゼ44U/L（基準44～132），CK 460U/L（基準59～248），尿素窒素40mg/dL，クレアチニン2.1mg/dL，血糖98mg/dL，Na 130mEq/L，K 3.4mEq/L，Cl 101mEq/L，Ca 7.5mg/dL，乳酸28mg/dL（基準5～20）。CRP 30mg/dL。動脈血ガス分析（リザーバー付マスク10L/分酸素投与下）：pH 7.33，PaCO2 28Torr，PaO2 84Torr，HCO3－ 18mEq/L。 血液培養採取と同時に静脈路を確保し，輸液と抗菌薬投与を開始したが，血圧が低下した状態が続いている。
入院時に採取した血液培養が陽性となった。血液培養ボトル内容のGram染色標本を示す。 考えられる原因微生物はどれか。
- a.Clostridium perfringens
- b.Enterococcus faecium
- c.Haemophilus influenzae
- d.Neisseria meningitidis
- e.Streptococcus pneumoniae
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
脾臓は莢膜をもつ細菌の除去と莢膜多糖体に対する抗体産生に重要で、脾摘後は肺炎球菌、インフルエンザ菌b型、髄膜炎菌などによる劇症型敗血症（OPSI）が起こりやすく、最多の原因菌は肺炎球菌です。肺炎球菌はGram陽性のランセット型双球菌で、厚い莢膜による透明なハローが特徴であり、本例の血液培養のGram染色像と一致します。鑑別として、髄膜炎菌はGram陰性のソラマメ型双球菌、インフルエンザ菌はGram陰性球桿菌、ウェルシュ菌はGram陽性の太い桿菌、腸球菌は莢膜のハローを欠き主に医療関連感染の原因となる点で区別できます。脾摘患者には各種ワクチン接種と発熱時の早期受診指導が欠かせず、侵襲性肺炎球菌感染症は5類全数把握疾患として届け出が必要です。臨床背景から菌を想定し、Gram染色の色・形・配列・莢膜で絞り込む力は、感染症診療の初動を左右する基本技能です。
解答・解説
正解はeです
臨床像の整理
58歳男性が、前日の発熱から一晩で昏睡（JCSⅢ-200）に至っている。血圧76/52mmHg、心拍数128/分、呼吸数30/分、酸素投与下でもSpO2 91％とショック・呼吸不全を呈し、輸液と抗菌薬を開始しても低血圧が続く。白血球2,000と減少し高度の左方移動（骨髄球・後骨髄球・桿状核好中球の出現）を伴い、血小板減少・PT-INR延長・Dダイマー著増（DIC）、肝障害、腎障害、乳酸上昇を伴う代謝性アシドーシスがみられる。多臓器障害を伴う敗血症性ショックである。両側足趾の暗紫色変化は、末梢循環不全やDICに伴う皮膚の虚血性変化（電撃性紫斑病の初期像）を示唆する。
背景因子：脾摘
21歳時に外傷で脾臓を摘出しており、ワクチン接種歴は不明である。脾臓は、抗体やオプソニンで覆われた細菌、とくに多糖体の莢膜をもつ細菌を血中から除去する臓器であり、莢膜多糖体に対する抗体（IgM）産生にも関わる。脾摘後はこれらの機能が失われるため、莢膜をもつ細菌（肺炎球菌、インフルエンザ菌b型、髄膜炎菌など）による劇症型の敗血症（脾摘後重症感染症、OPSI：overwhelming post-splenectomy infection）を起こしやすい。OPSIは発症から数時間〜1日程度で、ショック、DIC、多臓器不全に至り、致死率が高い。脾摘後数十年経っても発症しうる点も本例に合致する。原因菌としては肺炎球菌が最も多い。
Gram染色像の読み方
提示された血液培養ボトルのGram染色では、青紫色に染まる（Gram陽性）球菌が2個ずつ対になって並んでいる（双球菌）。個々の菌は丸というよりやや先のとがった楕円形（ランセット型）で、菌体の周囲を染まらない透明な帯（ハロー）が取り囲んでいる。このハローは厚い莢膜を反映した所見である。一部に短い連鎖もみられる。莢膜を有するGram陽性のランセット型双球菌は肺炎球菌に典型的な像である。 以上の臨床背景（脾摘後の劇症型敗血症）とGram染色所見から、原因微生物は肺炎球菌であり、侵襲性肺炎球菌感染症（IPD：invasive pneumococcal disease）と診断できる。
選択肢考察
- ×a. Clostridium perfringens
ウェルシュ菌はGram陽性の太い桿菌で、芽胞を形成する偏性嫌気性菌である。ガス壊疽や食中毒の原因となり、敗血症では毒素（α毒素）による急激な血管内溶血を起こすのが特徴である。本例のGram染色は球菌であり、溶血所見（Hb低下など）もないため合わない。
- ×b. Enterococcus faecium
腸球菌はGram陽性球菌で、双球菌や短い連鎖として観察されることがあるが、莢膜によるハローやランセット型の形態はみられない。腸内常在菌で、主に医療関連感染（尿路感染、カテーテル関連血流感染、感染性心内膜炎、腹腔内感染など）の原因となり、E. faeciumはバンコマイシン耐性（VRE）が問題となる菌種である。市中で発症した脾摘後の劇症型敗血症の原因としては典型的でない。
- ×c. Haemophilus influenzae
インフルエンザ菌は莢膜（b型など）をもちうるため脾摘後重症感染症の原因菌の一つであるが、Gram陰性の小型の短桿菌（球桿菌）であり、赤く染まる。提示されたGram陽性の双球菌とは一致しない。
- ×d. Neisseria meningitidis
髄膜炎菌は莢膜をもち、脾摘後患者で劇症型敗血症や髄膜炎を起こし、電撃性紫斑病（Waterhouse-Friderichsen症候群）を伴うことがあるため、臨床像としては鑑別に挙がる。しかし、Gram陰性の双球菌で、接し合う面が平らなソラマメ（腎臓）型を示す。本例の標本はGram陽性のランセット型双球菌であり、染色性と形態が合わない。
- ○e. Streptococcus pneumoniae
肺炎球菌はGram陽性の双球菌で、先端のとがったランセット型の菌が対をなし、ときに短い連鎖を形成する。厚い多糖体の莢膜をもつため、菌体の周囲に染まらないハローがみられる。提示された標本はこの所見と一致する。莢膜は好中球による貪食に抵抗する主要な病原因子であり、脾臓によるクリアランスを失った脾摘後患者では急速に菌血症が進行し、脾摘後重症感染症の原因菌として最も頻度が高い。
Gram染色の形態による主な細菌の整理
・Gram陽性球菌：ブドウ状（黄色ブドウ球菌、コアグラーゼ陰性ブドウ球菌）、連鎖状（A群・B群溶連菌、緑色レンサ球菌）、双球菌（肺炎球菌：ランセット型・莢膜あり）、双球菌〜短連鎖（腸球菌） ・Gram陰性球菌：ソラマメ型双球菌（髄膜炎菌、淋菌、モラクセラ・カタラーリス） ・Gram陽性桿菌：クロストリジウム属（太い桿菌、芽胞）、リステリア、ジフテリア菌、バシラス属 ・Gram陰性桿菌：大腸菌・クレブシエラなどの腸内細菌目、緑膿菌、インフルエンザ菌（小型の球桿菌）
脾摘後重症感染症（OPSI）
・脾臓は莢膜をもつ細菌の除去と、莢膜多糖体に対する抗体産生に重要である。 ・原因菌：肺炎球菌が最多で、次いでインフルエンザ菌b型、髄膜炎菌。そのほか、犬咬傷後のCapnocytophaga canimorsus、バベシアやマラリアも重症化しやすい。 ・臨床像：前駆症状は発熱など軽微だが、数時間〜1日程度でショック、DIC、多臓器不全、電撃性紫斑病へ進行する。致死率は高い。 ・リスクは脾摘後早期に高いが、生涯にわたって持続する。 ・予防：肺炎球菌ワクチン、Hibワクチン、髄膜炎菌ワクチンの接種、発熱時の早期受診と抗菌薬投与の指導。
侵襲性肺炎球菌感染症（IPD）
血液や髄液など本来無菌の部位から肺炎球菌が検出される感染症で、菌血症を伴う肺炎、髄膜炎、敗血症などを含む。感染症法の5類全数把握疾患であり、診断後7日以内に届け出る。
POINT
・脾摘後の劇症型敗血症（OPSI）の原因菌は莢膜をもつ細菌で、最多は肺炎球菌である。 ・肺炎球菌はGram陽性のランセット型双球菌で、莢膜による透明なハローが特徴である。 ・髄膜炎菌はGram陰性のソラマメ型双球菌、インフルエンザ菌はGram陰性球桿菌、ウェルシュ菌はGram陽性の太い桿菌である。 ・腸球菌はGram陽性球菌（双球菌〜短連鎖）だが莢膜のハローはなく、主に医療関連感染の原因となる。