嫌気性細菌

嫌気性細菌は酸素がない環境で増殖し、偏性嫌気性菌は酸素によって害を受けます。医学的に重要なものとしては、強力な毒素によって破傷風、ボツリヌス症、ガス壊疽、およびクロストリディオイデス・ディフィシル（Clostridioides difficile）による大腸炎を引き起こす芽胞形成性のグラム陽性菌であるクロストリジウム（Clostridium）属、そして腸管や口腔の常在菌として豊富に存在するものの、正常な部位から逸脱すると膿瘍や混合感染症を引き起こす非芽胞形成性のグラム陰性菌であるバクテロイデス（Bacteroides）属および関連属が挙げられます。

Definition

嫌気性細菌は酸素なしで増殖する細菌であり、偏性（厳密な）嫌気性菌は酸素に耐えることができません。医学的に重要な病原体には、毒素を産生するクロストリジウム属や、膿瘍を形成するバクテロイデス属および関連するグラム陰性菌が含まれます。

Scope

この項目では、偏性嫌気性菌の定義、嫌気性培養と酸素耐性による分類、主要な毒素産生性クロストリジウム、膿瘍形成性グラム陰性嫌気性菌、および嫌気性菌が優勢となる臨床的状況（深部感染、壊死組織感染、多菌種感染）について解説します。これは参考資料および教育資料であり、臨床的指針ではありません。

Core questions

• 偏性嫌気性菌は、好気性菌や通性嫌気性菌とどのように区別され、その違いは培養においてなぜ重要なのでしょうか？
• クロストリジウムの神経毒素と組織毒素は、どのようにして特徴的な臨床症候群を引き起こすのでしょうか？
• 嫌気性菌が特徴的に膿瘍や多菌種感染症を引き起こすのはなぜでしょうか？

Key concepts

• 偏性嫌気性菌、通性嫌気性菌、好気性菌
• 嫌気性培養と酸素感受性
• クロストリジウム神経毒素（破傷風、ボツリヌス）
• 組織破壊性クロストリジウム（ガス壊疽）
• クロストリディオイデス・ディフィシルと毒素媒介性大腸炎
• バクテロイデスと膿瘍形成
• 多菌種感染症と内因性感染症

Mechanisms

偏性嫌気性菌は、酸素の反応性生成物を中和するために必要な酵素的防御機構（カタラーゼやスーパーオキシドディスムターゼなど）を欠いているため、低酸素環境と特殊な嫌気性培養を必要とします。クロストリジウム属は主に外毒素を介して疾患を引き起こします。破傷風毒素とボツリヌス毒素は、神経伝達物質の放出を阻害する最も強力な既知の神経毒素の一つであり、組織破壊性種は組織を破壊する酵素と毒素を産生します。クロストリディオイデス・ディフィシルは、通常、抗生物質が保護的な腸内細菌叢を破壊した後に、結腸上皮を損傷する毒素を産生します（Leffler & Lamont, 2015）。バクテロイデスなどのグラム陰性嫌気性菌は、通常は有益な共生菌ですが、無菌部位に移動すると病原性を示し、その莢膜と他の微生物との相乗効果が膿瘍形成を促進します（Wexler, 2007）。

Clinical relevance

嫌気性菌は、膿瘍、誤嚥性肺炎、深部軟部組織感染症、毒素媒介性疾患、抗生物質関連大腸炎といった特徴的な一連の臨床問題の根底にあり、組織が壊死しているか酸素が乏しい場所で優勢となります。この項目は、嫌気性感染症を一貫したカテゴリーとする生物学と分類を参考資料として記述するものであり、診断閾値や治療推奨を提供するものではありません。

Epidemiology

クロストリディオイデス・ディフィシルは、医療関連下痢症および抗生物質関連大腸炎の主要な原因菌です（Leffler & Lamont, 2015）。バクテロイデス属は、臨床検体から最も頻繁に分離される嫌気性菌であり、腹腔内感染症やその他の多菌種感染症において重要な役割を果たします（Wexler, 2007）。一方、破傷風とボツリヌス症は、ワクチン接種と食品安全対策が実施されている地域では稀になりましたが、依然として深刻な毒素媒介性疾患です。

Evidence & guidelines

New England Journal of Medicine（Leffler & Lamont, 2015）およびClinical Microbiology Reviews（Wexler, 2007）の包括的なレビューと、標準的な医学微生物学の教科書が、嫌気性感染症の生物学と臨床的相関を構成しています。特定の症候群（例：C. difficile感染症、破傷風予防）の管理については、別途参照される専門の臨床ガイドラインで扱われています。

History

嫌気性細菌学は、19世紀の発酵と創傷感染症の研究から発展し、パスツールが一部の生物が酸素なしで生きることを認識しました。クロストリジウムによる疾患（破傷風、ボツリヌス症、ガス壊疽）は20世紀初頭に特徴づけられ、その後の世紀における信頼性の高い嫌気性培養法の開発により、グラム陰性嫌気性菌とその混合感染症における役割が体系的に明らかになりました。

Key figures

• Daniel A. Leffler
• J. Thomas Lamont
• Hannele M. Wexler
• Sydney M. Finegold

Seminal works

• leffler-2015
• wexler-2007

Frequently asked questions

細菌が偏性嫌気性菌であるとはどういう意味ですか？

偏性嫌気性菌は酸素の存在下では増殖できず、酸素の反応性副産物を解毒する酵素を欠いているため、しばしば酸素によって死滅します。このような生物は低酸素条件と特別な嫌気性培養技術を必要とします。

嫌気性感染症が膿瘍を形成しやすいのはなぜですか？

嫌気性菌は酸素が少なく、壊死した組織で増殖し、しばしば他の細菌と協力して作用します。それらの増殖、莢膜、および宿主の隔離反応が、膿瘍の特徴である閉鎖された膿で満たされたポケットの形成を促進します。