StudyMed医師国家試験

膿性痰とGram染色が語る―健常成人の市中肺炎、二大起炎菌を見抜く

第105回医師国家試験 A問題 第51問

国試問題にチャレンジ

第105回 A問題 第51問

56歳の男性。発熱と膿性痰とを主訴に来院した。3日前から38℃台の発熱と膿性痰とを認めている。既往歴と家族歴とに特記すべきことはない。胸部エックス線写真にて右下肺野に浸潤影を認める。喀痰のGram染色で好中球と菌体とを多数認める。  考えられる起炎菌はどれか。2つ選べ。

  1. a.Chlamydophila(Chlamydia)pneumoniae
  2. b.Haemophilus influenzae
  3. c.Klebsiella pneumoniae
  4. d.Mycoplasma pneumoniae
  5. e.Streptococcus pneumoniae

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、肺炎の起炎菌を推定する問題だ。注目してほしいのは2点。どんな人がどこで発症した肺炎か、そして痰とGram染色が何を教えてくれるか。この2つで、候補はかなり絞り込めるよ。まず、この患者さんの背景から何が言えるかな。
医学生医学生
既往歴がなく外来に来ているので、健常成人の市中肺炎ですね。
ドクタードクター
その通り。肺炎を診たら、まず市中肺炎か院内肺炎か、そして基礎疾患があるかを確認する。それによって想定する菌が大きく変わるからね。次に考えるのが、細菌性肺炎か非定型肺炎かという区別だ。
医学生医学生
56歳なので、若い人に多いマイコプラズマも少し気になりました。
ドクタードクター
年齢だけで見るとそう思うかもしれないね。でも決め手は痰とGram染色だ。膿性痰は好中球をたくさん含んだ痰で、一般細菌による感染を強く示唆する。さらにGram染色で好中球と菌体が多数見えるということは、Gram染色で染まって見える細菌が原因だということになる。
医学生医学生
マイコプラズマは細胞壁がないから、Gram染色では染まらないんでしたね。微生物学の講義で、βラクタム系が効かない理由と一緒に習いました。
ドクタードクター
よく覚えているね。マイコプラズマは細胞壁を欠く細菌で、Gram染色では見えない。乾性咳嗽が頑固なのに痰は少ない、というのが典型像だ。肺炎クラミジアも同じく非定型肺炎の病原体で、細胞の中でしか増えない偏性細胞内寄生菌だから、やはりGram染色では菌体として捉えられない。
医学生医学生
ということは、非定型の2つは今回の所見に合わないので外れますね。
ドクタードクター
そう。ちなみに日本呼吸器学会のガイドラインには、細菌性と非定型を見分ける6項目がある。60歳未満、基礎疾患がないか軽微、頑固な咳、聴診所見に乏しい、痰がないか迅速診断で原因菌が証明されない、白血球数1万未満。4項目以上なら非定型を疑う。
医学生医学生
この方は年齢と基礎疾患の2項目しか当てはまらないので、細菌性肺炎寄りということですね。
ドクタードクター
その判断で合っている。では、健常成人の市中細菌性肺炎で最も多い起炎菌は何だろう。
医学生医学生
肺炎球菌です。臨床実習の呼吸器内科で、尿中抗原検査を出すのを何度も見ました。
ドクタードクター
正解。肺炎球菌はGram陽性の双球菌で、ランセット形の球菌が2つ並び、周りに莢膜による透明帯が見える。急な高熱、膿性やさび色の痰、大葉性肺炎像をとりやすい。そして2番目に多いのがインフルエンザ菌だ。
医学生医学生
インフルエンザ菌はGram陰性の短桿菌ですよね。名前からウイルスと混同しそうになります。
ドクタードクター
歴史的に、インフルエンザの原因と誤解されていたことに由来する名前なんだ。れっきとした細菌で、COPDなど慢性呼吸器疾患のある人や喫煙者では特に頻度が高い。βラクタマーゼ産生菌やBLNARと呼ばれるβラクタマーゼ非産生アンピシリン耐性菌があるので、抗菌薬選びには注意が必要だ。
医学生医学生
肺炎桿菌も一般細菌なので、Gram染色で見えるはずですよね。これも候補になりませんか。
ドクタードクター
いい疑問だね。確かに肺炎桿菌は莢膜の厚い太いGram陰性桿菌で、Gram染色で見える。ただ、糖尿病やアルコール多飲、高齢者など宿主側に危険因子がある人や、院内肺炎で考える菌なんだ。基礎疾患のない成人の市中肺炎で、最初に挙げる菌ではない。典型的にはレンガ色の粘稠な痰や、葉間裂が膨らむbulging fissure signが知られている。
医学生医学生
菌が見えるかどうかに加えて、患者背景まで考えて候補を絞るんですね。だから肺炎球菌とインフルエンザ菌の2つになると。
ドクタードクター
その通り。実際の診療では、Gram染色でGram陽性双球菌かGram陰性短桿菌かを見分けることで、初期治療の抗菌薬をより適切に選べる。結果が数分で出る、とても費用対効果の高い検査なんだ。
医学生医学生
OSCEの準備では検体の採り方しか意識していませんでしたが、染色像まで読めると強いですね。
ドクタードクター
ぜひ実習で自分でも染めてみてほしい。最後に整理しておこう。黄色ブドウ球菌はぶどうの房状のGram陽性球菌、モラクセラ・カタラーリスはGram陰性双球菌で、どちらもGram染色で見える。一方、レジオネラはGram染色で染まりにくく、非定型の仲間として扱われる。院内肺炎になると緑膿菌やMRSAなど耐性菌が問題になるから、発症の場と宿主背景をいつも最初に確認する習慣をつけておこう。

まとめ

基礎疾患のない成人が発熱と膿性痰で発症し、喀痰Gram染色で好中球と多数の菌体を認める場合は、市中の細菌性肺炎と考えます。その二大起炎菌は、Gram陽性双球菌の肺炎球菌と、Gram陰性短桿菌のインフルエンザ菌です。マイコプラズマ(細胞壁なし)や肺炎クラミジア(偏性細胞内寄生)は非定型肺炎の病原体でGram染色では確認できず、肺炎桿菌は糖尿病・アルコール多飲・高齢者など危険因子のある人で考える菌です。発症の場、宿主背景、Gram染色像を組み合わせて起炎菌を推定する考え方は、適切な初期抗菌薬選択の基本となります。

解答・解説

正解はb, eです

所見の整理

・56歳の男性、既往歴・家族歴に特記事項なし:基礎疾患のない成人であり、病院外で発症している。つまり健常成人の市中肺炎(community-acquired pneumonia:CAP)である。 ・3日前からの38℃台の発熱と膿性痰:急性の下気道感染を示す。膿性痰は好中球が多く含まれる痰で、一般細菌による感染を強く示唆する。 ・胸部エックス線写真で右下肺野に浸潤影:肺炎である。 ・喀痰Gram染色で好中球と菌体を多数認める:Gram染色で見える一般細菌が原因であり、白血球が菌を貪食している状況がうかがえる。

診断へのプロセス

肺炎を診たら、まず「市中肺炎か院内肺炎か」「基礎疾患の有無」を確認し、次に「細菌性肺炎か非定型肺炎か」を考えて原因微生物を推定する。 本例は健常成人の市中肺炎で、膿性痰があり、Gram染色で菌体が多数見えることから、非定型肺炎ではなく細菌性肺炎である。日本の成人市中肺炎(細菌性)の起炎菌として最も多いのは肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae)で、次いでインフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)である。

設問の考え方

選択肢のうち、Mycoplasma pneumoniae と Chlamydophila pneumoniae は非定型肺炎の病原体で、Gram染色では菌体を確認できない。Klebsiella pneumoniae は細菌性肺炎の起炎菌であるが、糖尿病・アルコール多飲・高齢者など宿主側に危険因子がある場合に考える菌で、基礎疾患のない成人の第一候補ではない。したがって、肺炎球菌とインフルエンザ菌の2つを選ぶ。実際の診療では、Gram染色でGram陽性双球菌(肺炎球菌)かGram陰性短桿菌(インフルエンザ菌)かを見分け、抗菌薬選択に役立てる。

選択肢考察

  1. ×a.  Chlamydophila(Chlamydia)pneumoniae

    肺炎クラミジアは細胞内でしか増殖できない偏性細胞内寄生性の細菌で、非定型肺炎の代表的な原因微生物である。細胞の中に存在し、Gram染色では菌体として観察できない。非定型肺炎では痰が少ないことが多く、膿性痰とGram染色で多数の菌体を認める本例には合わない。診断には血清抗体価や抗原・核酸検出を用いる。

  2. ○b.  Haemophilus influenzae

    インフルエンザ菌はGram陰性の短桿菌で、肺炎球菌に次いで多い成人市中細菌性肺炎の起炎菌である。膿性痰とGram染色で多数の菌体を認める本例の所見に合う。慢性閉塞性肺疾患(COPD)など慢性呼吸器疾患のある人や喫煙者では特に頻度が高い。βラクタマーゼ産生菌やβラクタマーゼ非産生アンピシリン耐性菌(BLNAR)が存在するため、抗菌薬選択に注意が必要である。

  3. ×c.  Klebsiella pneumoniae

    肺炎桿菌は莢膜をもつGram陰性桿菌で、糖尿病、アルコール多飲者、高齢者、免疫能の低下した人などに肺炎を起こしやすい。院内肺炎の起炎菌としても重要である。基礎疾患のない健常成人の市中肺炎で最初に想定する菌ではない。典型例では粘稠な赤褐色(レンガ色)の痰や、上葉に多い大葉性肺炎、葉間裂の膨隆(bulging fissure sign)がみられる。

  4. ×d.  Mycoplasma pneumoniae

    肺炎マイコプラズマは細胞壁をもたない細菌で、Gram染色では染まらない。非定型肺炎の代表で、若年者に多く、頑固な乾性咳嗽が目立つ一方で痰は少ない。膿性痰があり、Gram染色で多数の菌体を認める本例の所見とは合わない。細胞壁をもたないためβラクタム系抗菌薬は無効で、マクロライド系・テトラサイクリン系・ニューキノロン系を用いる。

  5. ○e.  Streptococcus pneumoniae

    肺炎球菌は成人市中肺炎の起炎菌として最も頻度が高い。Gram陽性の双球菌(ランセット形の球菌が2個並ぶ)で、周囲に莢膜による透明帯(halo)がみられる。急な高熱、膿性・さび色痰、大葉性肺炎像を呈しやすく、本例の所見によく合う。尿中抗原検査も迅速診断に有用である。

成人肺炎の分類と想定する原因微生物

・市中肺炎(健常成人):肺炎球菌、インフルエンザ菌が主。ほかにモラクセラ・カタラーリス、非定型病原体(マイコプラズマ、クラミジア、レジオネラ)など。 ・基礎疾患のある人・高齢者:上記に加え、肺炎桿菌などのGram陰性桿菌、黄色ブドウ球菌、誤嚥に関連した口腔内嫌気性菌。 ・院内肺炎:緑膿菌、MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)、腸内細菌科細菌など耐性菌が問題となる。

細菌性肺炎と非定型肺炎の鑑別(日本呼吸器学会の市中肺炎ガイドラインの6項目)

1. 年齢60歳未満 2. 基礎疾患がない、あるいは軽微 3. 頑固な咳がある 4. 胸部聴診上所見が乏しい 5. 痰がない、あるいは迅速診断法で原因菌が証明されない 6. 末梢血白血球数が10,000/μL未満 6項目中4項目以上を満たせば非定型肺炎を疑い、3項目以下なら細菌性肺炎を疑う。本例は年齢・基礎疾患の2項目のみ該当し、膿性痰とGram染色で菌が見えることから細菌性肺炎と判断できる。

Gram染色で見える主な起炎菌の形態

・肺炎球菌:Gram陽性双球菌(莢膜をもつ) ・黄色ブドウ球菌:Gram陽性球菌、ぶどうの房状 ・インフルエンザ菌:Gram陰性短桿菌(小さく多形性) ・モラクセラ・カタラーリス:Gram陰性双球菌 ・肺炎桿菌:太いGram陰性桿菌(莢膜が厚い) ・マイコプラズマ(細胞壁なし)、クラミジア(細胞内寄生)、レジオネラ(染まりにくい)はGram染色での同定が困難。

POINT

・健常成人の市中細菌性肺炎の二大起炎菌は肺炎球菌とインフルエンザ菌である。 ・膿性痰があり、喀痰Gram染色で好中球と菌体を多数認めれば細菌性肺炎を考える。 ・マイコプラズマ、クラミジアは非定型肺炎の病原体で、Gram染色で菌体を確認できない。 ・肺炎桿菌は糖尿病、アルコール多飲、高齢者など宿主因子のある人で考える。

※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。