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| 化膿レンサ球菌 | ||||||||||||||
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| 分類 | ||||||||||||||
| 界: | 真正細菌 |
| 門: | Firmicutes |
| 綱: | Bacilli |
| 目: | Lactobacillales |
| 科: | Streptococcaceae |
| 属: | レンサ球菌属 Streptococcus |
| 種: | 化膿レンサ球菌 |
健康なヒトの咽頭や消化管、表皮にも生息する常在細菌の一種であるが、GAS感染症（溶レン菌感染症）と呼ばれる各種の化膿性疾患や、産生する毒素による全身性疾患、あるいは感染後に一種の合併症として起きる免疫性疾患など、多様な疾患の原因になる。ごくありふれた病原菌・常在菌の一種であるものの、場合によっては劇症型レンサ球菌感染症（壊死性筋膜炎など）と呼ばれる、進行の早い致死性疾患の原因となることがあり、俗に人食いバクテリアと称されることがある細菌の一種である（人食いバクテリアと呼ばれるものには、他にビブリオ・バルニフィカス Vibrio vulnificus がある）
細菌学的特徴
化膿レンサ球菌は、レンサ球菌属に属するグラム陽性球菌で、顕微鏡下では連鎖状の配列をとる。鞭毛を持たないため非運動性であり、菌株によっては莢膜を有するものもある。芽胞は形成しない。 通性嫌気性菌であるため、酸素の存在下でも、酸素が存在しない環境でも生育しうるが、やや嫌気性の環境を好む。他のレンサ球菌同様、栄養要求性が若干高いため、普通寒天培地での生育はやや劣るが、血液寒天培地ではよく生育する。
他のレンサ球菌属菌とは、溶血性と、ランスフィールド抗原群別と呼ばれる菌体表面の抗原性の違いから鑑別される。β溶血性（完全透明な大きい溶血帯が観察される）で、ランスフィールドA群のレンサ球菌が化膿レンサ球菌に該当し、この二つの性状から、ヒトから分離される頻度の高い他のレンサ球菌属菌との鑑別が可能である。またこの他、バシトラシン（枯草菌が産生する抗生物質）に対して感受性であることも、病原性のB群β溶レン菌であるストレプトコッカス・アガラクチアエ (S. agalactiae, GBS)との鑑別に利用される。
化膿レンサ球菌は細胞表面のMタンパク質の構造により、数多くの血清型に分類される。血清型により、起こしうる感染症の種類なども異なっている。伝染性膿痂疹を起こす血清型、咽頭炎を起こす血清型、糸球体腎炎を惹起する血清型、リウマチ熱を惹起する血清型など（一部重複あり）が知られている。
名称
細菌学上の生物名としてS. pyogenes（種小名はラテン語の「膿み(pyo-)」および「生じる(gen-)」に由来）に対応する和名は「化膿レンサ球菌」であるが、臨床医学分野では「A群β溶血性レンサ球菌」が用いられることが多い。後者の名称は、レンサ球菌属で鑑別の指標とされる二つの性状、すなわちランスフィールド抗原分類と、溶血性分類に由来する。また「β溶血性レンサ球菌」が、「β溶レン菌」「溶レン菌」と略されることから、「A群溶レン菌」という略称で呼ばれることもある。さらには、β溶血性レンサ球菌の中では感染症の原因として分離される頻度がもっとも高いため、単に「溶レン菌」と呼んだ場合にも暗黙裏に本菌のことを指す場合も多々ある。また英語圏では、A群レンサ球菌を意味する「Group A Streptococci」のアクロニムであるGASが頻用されるため、日本でもこれを略称として用いられることも多い。なお「レンサ」の表記については、従前は漢字表記の「連鎖」も頻用されていたが、生物学／医学分野で正式に扱う場合はカタカナ表記が推奨されている。
病原因子
化膿レンサ球菌の病原因子として、以下のものが知られている。
- 細胞に局在する病原因子
- 莢膜:一部の菌株に見られ、ヒアルロン酸から構成される。白血球による貪食を逃れる役割（抗食菌作用）を持つ。
- リポタイコ酸:細胞壁に結合した多糖類。粘膜への付着によって感染部位への定着を容易にする（定着因子）
- Mタンパク質:表面タンパク質の一種。角質細胞と接着し、皮膚への定着に関与する定着因子。また補体活性化因子やフィブリノーゲンと結合することで、抗食菌作用も持つ。またヒト心筋のタンパク質（ミオシンやトロポミオシン）と共通の抗原性を持っており、宿主への分子擬態に関与するとともに、これに対する抗体が自己反応性抗体として作用することで、リウマチ熱などの自己免疫疾患の発症に関わると言われている。Mタンパク質の菌株ごとの抗原性の違いが、化膿レンサ球菌の血清型別に関与する。
- C5aペプチダーゼ:表面のタンパク質の一種で、補体成分のC5aを分解して補体による排除機構から逃れる役割を持つ。
- 分泌される毒素、酵素
- ストレプトリジン（ストレプトリシン）:溶血素、すなわち赤血球などの細胞膜を破壊することで細胞や組織に対する毒性を示す菌体外酵素。組織破壊による感染巣の拡大や、免疫細胞による排除に対する抵抗性に関与する。ストレプトリジンOとストレプトリジンSの二種類があり、大部分の菌株がこの両者を産生する。前者は分子量69,000のタンパク質で、抗原性があり、GAS感染症の回復期患者では、血中の抗ストレプトリジンO抗体価(Anti-streptolysin O;ASLO)が上昇するため、診断に有用である。後者は分子量8,000のペプチドで抗原性はない。
- ストレプトキナーゼ:プラスミノーゲンに結合し、これを活性化する役割を持つタンパク質。菌の侵襲性に関与すると言われ、壊死性筋膜炎との関連が指摘されている。
- 発熱毒素群:スーパー抗原としての活性を持つタンパク質群。免疫担当細胞の過剰な亢進を引き起こし、発熱、炎症、全身性ショックの原因になる。猩紅熱に見られる全身性の発赤（発赤毒素）や毒素性ショック症候群などの毒素性疾患の主因であり、また壊死性筋膜炎との関連も指摘されている。
- この他、ヒアルロニダーゼやDNaseなどの分解酵素を菌体外に分泌しており、これらも組織破壊による感染巣拡大に関与すると考えられている。
臨床症状と治療
GAS感染によって起こる疾病には、GAS急性感染症(別名:溶連菌感染症)と、GAS感染後に免疫が関与して発症する疾病があり、後者はGAS感染症の「合併症」として考えられることが多い。
GAS感染症の合併症として、急性糸球体腎炎とリウマチ熱、アナフィラクトイド紫斑病が重要であるが、詳細は各項に譲り、本項ではGAS急性感染症について述べる。
急性咽頭･扁桃炎
年長小児から成人に発症する、一般的なGAS急性感染症であり、発熱･咽頭痛が主症状である。その他、頭痛･腹痛･嘔気などを伴うことも少なくないが、咳や鼻汁などの気道症状には乏しい。咽頭は著しく発赤し、扁桃は腫脹して黄白色の滲出物が付着することが多く、所属リンパ節である前頚部リンパ節が圧痛を伴って腫脹することが多い。治療の第一選択はペニシリン系抗菌薬の投与であり、通常は内服治療が可能。咽頭痛などのために内服が困難な場合、抗菌薬の筋注または静注を行う。ペニシリンアレルギーのある患者にのみ、マクロライド系の適応がある。
乳幼児では典型的な咽頭扁桃炎の症状とならずに、発熱が軽度で持続したり、全身のリンパ節の腫脹が見られたり、鼻汁を伴う場合も見られる。
猩紅熱(しょうこうねつ)
猩紅熱(英Scarlet fever)は、乳幼児に時にみられる、GASの産生する毒素による疾患である。猩紅熱の症状は発熱のほか、体幹に始まり末梢に広がる発疹(サンドペーパー様皮疹)、舌が舌苔を失い、赤く発赤して味蕾による小さな隆起が目立つ苺舌が特徴的である。
治療は、ペニシリン系抗菌薬の内服が第一選択。
伝染性膿痂疹(でんせんせいのうかしん)
「とびひ」とも呼ばれる。伝染性膿痂疹の代表的な起炎菌は黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)であるが、GASによるものもしばしばみられる。一般に、黄色ブドウ球菌によるものに比べて、GASによるものは感染巣が拡大しやすい傾向にある。周囲に紅暈（こううん）を伴う黄色い膿(膿痂)が皮膚にでき、そこを掻破した爪によって皮膚の他部位に細菌が播種され、播種された先にまた膿痂を形成する。このことが「飛び火」と通称される所以である。発熱は伴わないことが多く、一般的には全身的症状はない。ただし、アトピー性皮膚炎の患児や水痘の経過中に発症した場合などには重症化する場合があり、注意が必要である。
やはりペニシリン系抗菌薬の投与が有効。
壊死性筋膜炎(えしせいきんまくえん)
GAS急性感染症の最も重症な病型（劇症型レンサ球菌感染症）である。きわめて急速に進行する軟部組織の感染症であり、典型的な例では指先や足先など四肢の末端部から、一時間に数cmもの速さで壊死が進行する。高熱、全身状態の不良、局所の腫脹・疼痛が主症状。死亡率は30%以上と高く、一般に人食いバクテリア感染症と呼ばれることのある疾患の一つである。外傷や熱傷、水痘などで皮膚が障害されている場合に、発症の危険性が高いともいわれる。治療には、壊死組織の外科的除去(デブリドマン)が必要不可欠である。敗血症の状態にあり、DICや多臓器不全を来たす場合が多いため、これらの合併症に対する対症療法も必要である。抗菌薬は、ペニシリンの大量静注に加えて、クリンダマイシンの静注を行う。
トキシックショック症候群
英Toxic Shock Syndrome,略称TSS。TSSの原因としてはTSS toxin-1(TSST-1)産生性の黄色ブドウ球菌がよく知られるが、GASによるものもある。血流中に放出された毒素に対する免疫反応により、急性のショック状態を発症し、多臓器不全に至る。抗菌薬では治療できず、ガンマグロブリン投与や血液浄化法(血漿交換、持続的血液濾過透析など)が必要となる。その他
GASはそのほか、化膿性リンパ節炎、蜂窩織炎、化膿性関節炎、骨髄炎などさまざまな感染症を来たしうる。ペニシリン系に対する感受性は常に良好であり、どの部位の感染症に対してもペニシリン系抗菌薬の投与が第一選択となる。感染症の部位により、切開排膿や掻爬などの治療をあわせて行う必要がある。検査
咽頭扁桃炎、伝染性膿痂疹など、病巣を直接綿棒などで擦過できる部位の感染症では、擦過物を血液寒天培地で培養することによりGASが発育することをもって、GAS感染(あるいは保菌)を診断できる。化膿性関節炎、リンパ節炎などで膿が採取できる場合には膿の培養が有用であり、敗血症を伴う感染(侵襲性感染症)では血液培養が陽性となることも多い。
培養の結果を得るには1~2日かかるが、抗原抗体反応を利用した迅速抗原キットもあり、こちらは15分ほどで結果を得ることができる。ただし感度が低く、見逃しの可能性は常にあることに注意が必要である。
リンパ節炎があるが化膿していない場合や、蜂窩織炎など直接検体を採取できない場合、または急性糸球体腎炎やアナフィラクトイド紫斑病など、急性感染症以外の合併症の場合にGAS感染を証明するには、血清診断が有用である。抗ストレプトリシン抗体価(ASLO)、抗ストレプトキナーゼ抗体価(ASK)がこの目的で使用される。
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