StudyMed医師国家試験

菌が見えない膿性痰―Gram染色の「沈黙」が指し示す肺結核

第104回医師国家試験 H問題 第21問

国試問題にチャレンジ

第104回 H問題 第21問

62歳の男性。3か月前からの体重減少,夜間の発汗および咳嗽を主訴に来院した。喫煙は50本/日を40年間。飲酒は日本酒5合/日を40年間。路上生活の経験がある。意識は清明。身長175 cm,体重40 kg。体温37.8℃。呼吸数24/分。脈拍104/分,整。血圧140/86 mmHg。聴診で胸部全体にrhonchi〈いびき様音〉を聴取する。胸部エックス線写真で両上肺野に浸潤影と空洞を伴う辺縁不整な結節影とを認める。喀痰のGram染色で多数の白血球を認めるが,細菌は認めない。  考えられる起炎菌はどれか。

  1. a.緑膿菌
  2. b.結核菌
  3. c.肺炎球菌
  4. d.肺炎桿菌
  5. e.レジオネラ菌

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、慢性の呼吸器症状と全身症状を示す患者さんで、起炎菌を推定する問題だよ。着眼点は3つ。症状がどのくらいの時間軸で進んでいるか、病変が肺のどこにできているか、そして喀痰のGram染色が何を語っているか。まずは経過から考えてみよう。
医学生医学生
3か月かけて体重が減って、寝汗も出ているんですよね。肺炎にしては長すぎる気がします。
ドクタードクター
その感覚が大事。一般的な細菌性肺炎は数日単位で急に悪くなる病気だ。数か月にわたる体重減少・寝汗・微熱は「消耗症状」と呼ばれ、結核、悪性リンパ腫、癌などで典型的にみられる。では、この人の背景で気になる点は?
医学生医学生
重喫煙と大量飲酒、それに路上生活歴があります。かなりやせているのも気になります。肺癌も考えたくなりますね。
ドクタードクター
鋭いね。喫煙歴から肺癌は当然鑑別に挙がる。ただ、高度のやせ、アルコール多飲による低栄養、路上生活という条件は、細胞性免疫を落として結核を発病しやすくする典型的な背景でもあるんだ。日本では高齢者や路上生活者に結核患者が多いことが知られている。
医学生医学生
公衆衛生の講義で、結核は社会的弱者に偏っていると習いました。画像の上肺野の空洞も結核っぽいですか。
ドクタードクター
その通り。結核菌は酸素を好むので、換気がよく酸素分圧の高い肺尖・上肺野、つまりS1、S2、それにS6に病変をつくりやすい。乾酪壊死に陥った部分が気管支から排出されると、そこが空洞になる。上肺野優位で空洞を伴う病変は、二次結核の典型像だね。
医学生医学生
そこでGram染色ですね。白血球はたくさんいるのに菌が見えない、というのが不思議でした。
ドクタードクター
ここが一番のポイント。膿性の痰なのに菌が見えないということは、「菌がいない」のではなく「Gram染色で染まらない菌がいる」可能性を考えるんだ。結核菌などの抗酸菌は細胞壁にミコール酸などの脂質を豊富に含んでいて、通常のGram染色ではほとんど染まらない。だから結核菌が最も考えられる。
医学生医学生
微生物学の実習でZiehl-Neelsen染色をやったとき、赤い桿菌が青い背景に浮かんでいたのを思い出しました。
ドクタードクター
よく覚えているね。実際には抗酸菌塗抹(Ziehl-Neelsen染色や蛍光染色)、抗酸菌培養、核酸増幅法で確認していく。では、ほかの菌がなぜ違うか見ていこう。肺炎球菌はどうかな。
医学生医学生
肺炎球菌はGram陽性の双球菌なので、いればちゃんと見えるはずです。それに急性発症が典型ですよね。
ドクタードクター
そう。市中肺炎の最多起炎菌だけど、高熱・悪寒戦慄で急に始まる大葉性肺炎が典型で、空洞をつくることもまれだ。緑膿菌もGram陰性桿菌として赤く染まって見えるし、人工呼吸管理中の患者や気管支拡張症などの慢性気道疾患、好中球減少患者で問題になる菌なので、今回の経過や画像には合わない。
医学生医学生
肺炎桿菌はアルコール多飲者に多くて、上葉に空洞をつくることもあると聞きました。ちょっと迷います。
ドクタードクター
そこで迷うのはよく勉強している証拠だよ。確かに背景や部位は共通する。でも肺炎桿菌は急激に発症して重症化し、カラントゼリー様の赤褐色の痰が特徴だ。何より莢膜をもつ太いGram陰性桿菌としてGram染色で見えるはずだし、3か月の慢性経過にも合わない。
医学生医学生
レジオネラはGram染色で染まりにくいと習いました。その点だけなら当てはまりませんか。
ドクタードクター
いいところに気づいたね。染まりにくい点は確かに共通する。でもレジオネラ肺炎は循環式浴槽や冷却塔の水などから感染し、急速に高熱と呼吸不全が進行する病気で、比較的徐脈や低Na血症、肝機能障害、意識障害などの肺外症状も伴いやすい。空洞形成も一般的ではない。数か月かけて上肺野に空洞をつくる経過とは時間軸がまったく違うんだ。
医学生医学生
Gram染色の所見だけでなく、経過の長さと病変の場所を組み合わせて絞り込むんですね。
ドクタードクター
その通り。最後に臨床での注意点。結核が疑われた時点で、診断確定を待たずに空気感染対策をとること。陰圧個室に隔離し、医療者はN95マスクを着用する。喀痰は原則3回採取して検査するよ。
医学生医学生
臨床実習で呼吸器内科を回ったとき、結核疑いの患者さんの部屋に入る前にN95のフィットチェックをしました。
ドクタードクター
大事な習慣だね。肺結核は感染症法の二類感染症で、診断したら直ちに保健所へ届け出る。治療はイソニアジド、リファンピシン、ピラジナミド、エタンブトールの4剤で2か月、その後イソニアジドとリファンピシンで4か月の計6か月が標準で、確実な服薬のためにDOTSが重要だ。それから、膿性痰なのに菌が見えないときは、抗酸菌のほか、レジオネラ、細胞壁をもたないマイコプラズマ、細胞内寄生のクラミジアなども頭に浮かべておこう。

まとめ

数か月続く咳嗽に体重減少・寝汗・微熱といった消耗症状を伴い、低栄養やアルコール多飲、路上生活などの高リスク背景がある場合は、まず肺結核を考えます。結核菌は酸素分圧の高い上肺野(S1、S2、S6)を好み、乾酪壊死巣が排出されると空洞を形成します。抗酸菌は脂質に富む細胞壁のためGram染色でほとんど染まらず、「膿性痰なのに菌が見えない」所見は抗酸菌染色・培養・核酸増幅法へ進む重要な手がかりです。肺炎球菌・緑膿菌・肺炎桿菌はGram染色で確認でき、レジオネラは染まりにくいものの急性経過で空洞形成は一般的でない点で鑑別できます。結核を疑った時点で陰圧個室とN95マスクによる空気感染対策をとることは、患者と医療者を守るうえで欠かせない臨床判断です。

解答・解説

正解はbです

所見の整理

・経過: 3か月にわたる体重減少、夜間の発汗(寝汗)、咳嗽。数か月単位の慢性経過であり、急性の細菌性肺炎とは時間軸が合わない。体重減少・寝汗・微熱は、結核やリンパ腫、悪性腫瘍などでみられる全身症状(消耗症状)の典型である。 ・背景: 重喫煙(50本/日×40年、ブリンクマン指数2000)、大量飲酒(日本酒5合/日×40年)、路上生活歴。身長175 cm・体重40 kgで、BMI(体格指数)は約13 kg/m²と高度のやせである。アルコール多飲・低栄養は細胞性免疫を低下させ、路上生活者は結核の高リスク集団として知られる。 ・バイタル: 37.8℃の微熱、呼吸数24/分とやや頻呼吸、脈拍104/分の頻脈。比較的徐脈はみられない。 ・聴診: 胸部全体のrhonchi(いびき様音、低調性連続性ラ音)。太い気道に分泌物が貯留していることを示し、長期喫煙による慢性気管支炎の合併も考えられる。 ・胸部エックス線: 両側上肺野の浸潤影と、空洞を伴う辺縁不整な結節影。 ・喀痰Gram染色: 白血球(好中球)は多数みられるのに、細菌が見えない。

診断へのプロセス

上肺野優位の病変と空洞形成は、肺結核(二次結核)の典型像である。結核菌は酸素分圧の高い肺尖・上肺野(S1、S2、S6)を好み、乾酪壊死巣が気管支へ排出されると空洞ができる。 さらに、喀痰に膿性成分(多数の白血球)があるにもかかわらずGram染色で菌が見えないという所見は、Gram染色で染まりにくい菌の存在を示唆する重要な手がかりである。結核菌を含む抗酸菌は細胞壁にミコール酸などの脂質を豊富に含み、通常のGram染色ではほとんど染色されない。したがって次に行うべきは、Ziehl-Neelsen染色や蛍光染色(オーラミンO染色)による抗酸菌塗抹検査、抗酸菌培養、結核菌の核酸増幅法(PCR法など)である。 空洞を伴う結節影からは肺癌(特に重喫煙者の扁平上皮癌)も鑑別に挙がるが、設問は起炎菌を問うており、慢性の消耗症状・上肺野の多発病変・Gram染色で菌が見えない膿性痰という組合せからは結核菌が最も考えられる。本例は喀痰塗抹陽性となる可能性が高い排菌患者として、空気感染対策(陰圧個室、医療者のN95マスク着用)を直ちにとる必要がある。

選択肢考察

  1. ×a.  緑膿菌

    緑膿菌はGram陰性桿菌で、Gram染色で赤く染まる桿菌として観察される。本例のように菌が見えないという所見に合わない。また緑膿菌肺炎は、人工呼吸管理中の患者、気管支拡張症・びまん性汎細気管支炎などの慢性気道疾患、好中球減少患者などに起こることが多く、3か月にわたる消耗症状と上肺野の空洞性結節という経過・画像にも合致しにくい。

  2. ○b.  結核菌

    3か月に及ぶ体重減少・寝汗・微熱・咳嗽という慢性の消耗症状、アルコール多飲・高度のやせ・路上生活歴という発病リスク、両側上肺野の浸潤影と空洞を伴う結節影という画像所見がそろっており、肺結核に典型的である。結核菌は細胞壁が脂質に富むためGram染色ではほとんど染まらず、多数の白血球があるのに菌が見えないという喀痰所見も矛盾しない。確定には抗酸菌染色(Ziehl-Neelsen染色、蛍光染色)、培養、核酸増幅法を行う。

  3. ×c.  肺炎球菌

    肺炎球菌はGram陽性の双球菌(莢膜をもつランセット形の双球菌)で、喀痰Gram染色で容易に確認できる。市中肺炎の最も多い起炎菌だが、典型的には高熱・悪寒戦慄を伴って急性に発症し、大葉性肺炎の像をとる。空洞形成はまれで、3か月の慢性経過にも合わない。

  4. ×d.  肺炎桿菌

    肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)はGram陰性桿菌である。アルコール多飲者や糖尿病患者に起こりやすく、上葉に好発し、膿瘍や空洞を形成しうる点は本例と共通する。しかし典型的には急激に発症して重症化し、赤褐色のゼリー状(カラントゼリー様)の痰を伴う。Gram染色で莢膜をもつ太いGram陰性桿菌が確認できるはずであり、菌が見えないという所見や3か月の慢性経過に合わない。

  5. ×e.  レジオネラ菌

    レジオネラ菌はGram陰性桿菌だが、通常のGram染色では染まりにくい点は本例の所見と共通する。しかし、レジオネラ肺炎は循環式浴槽や冷却塔の水などを介して感染し、急性に発症して高熱・呼吸不全が急速に進行する。比較的徐脈、低Na血症、肝機能障害、意識障害などの肺外症状を伴いやすい。画像は浸潤影が中心で、空洞形成は一般的でない。数か月の経過で上肺野に空洞性結節を形成する本例には合わない。診断には尿中抗原検査やBCYE培地(レジオネラ用の特殊培地)での培養を用いる。

肺結核の概要

結核菌(Mycobacterium tuberculosis)による感染症で、排菌患者の咳などで生じた飛沫核を吸い込むことで感染する(空気感染)。感染者の多くは発病せず潜在性結核感染症にとどまるが、高齢、低栄養、アルコール依存、糖尿病、HIV感染、副腎皮質ステロイドや免疫抑制薬・生物学的製剤の使用、胃切除後、透析などで細胞性免疫が低下すると発病しやすい。日本では高齢者と、路上生活者などの社会的弱者に患者が多い。

臨床像

2週間以上続く咳・痰、微熱、寝汗、体重減少、全身倦怠感、血痰など。胸部画像では上肺野(S1、S2)とS6に好発し、空洞、周囲の散布性小結節(tree-in-bud像)、石灰化などがみられる。

診断

・喀痰の抗酸菌塗抹検査(Ziehl-Neelsen染色、蛍光染色): 迅速だが、結核菌と非結核性抗酸菌を区別できない。 ・抗酸菌培養: 液体培地でも数週間かかるが、確定診断と薬剤感受性試験に必須である。 ・核酸増幅法(PCR法など): 結核菌であることを迅速に同定できる。 ・インターフェロンγ遊離試験(IGRA: QFT、T-SPOT): 結核菌への感染の有無をみる検査で、BCG接種の影響を受けない。ただし活動性結核と潜在性結核感染症を区別できない。 喀痰を3回(3日間)採取して検査するのが原則である。

治療と対応

標準治療は、イソニアジド(INH)、リファンピシン(RFP)、ピラジナミド(PZA)、エタンブトール(EB)またはストレプトマイシン(SM)の4剤を2か月、続いてINH+RFPを4か月の計6か月である。肺結核は感染症法の二類感染症であり、診断した医師は直ちに保健所へ届け出る。塗抹陽性の肺結核では入院勧告の対象となり、陰圧個室に収容する。服薬の確実な遂行にはDOTS(直接服薬確認療法)が重要である。

Gram染色で見えにくい病原体

抗酸菌(結核菌、非結核性抗酸菌)、レジオネラ、マイコプラズマ(細胞壁をもたない)、クラミジア(細胞内寄生)などがある。膿性痰なのにGram染色で菌が見えない場合は、これらを考える。

POINT

・慢性の咳嗽+体重減少+寝汗+微熱では、まず肺結核を考える ・高リスク背景: 高齢、低栄養、アルコール多飲、路上生活、糖尿病、免疫抑制 ・画像: 上肺野(S1、S2、S6)の浸潤影、空洞、散布性結節 ・膿性痰なのにGram染色で菌が見えない→抗酸菌を疑い抗酸菌染色へ ・結核疑いでは空気感染対策(陰圧個室、医療者はN95マスク) ・肺炎球菌=Gram陽性双球菌、緑膿菌・肺炎桿菌=Gram陰性桿菌

※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。