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慢性気道緑膿菌感染か ら分離 され るム コイ ド型

緑膿菌の感染 メカニズムの解析

東邦大学医学部微生物学教室

大野 章 宮 崎 修 一 舘 田 一博 金 子 康 子

古谷 信 彦 辻 明 良 山 口 恵三 五 島瑳 智 子

(平成3年10月3日 受付)

(平成3年10月25日 受理)

Key words: Pseudomonas aeruginosa, mucoid,

chronic lung infection, mechanism

要 旨

Cystic fibrosisお よび びま ん性 汎細 気管 支炎 患者 は,呼 吸細気 管支 領域 に持 続性 緑膿 菌感 染 を起 こ し

や す い.ま た慢 性 に経 過 した患 者 か らは ム コイ ド型緑膿 菌 の分 離頻 度 が高 く,慢 性 呼吸器 感染 症へ の ム

コイ ド型 緑膿 菌 の関与 が示 唆 され てい る.著 者 らは ム コイ ド株 と非 ム コイ ド株 を用 いて正 常 マ ウスに対

す る経 気管 呼 吸器感染 実験,マ ウス胎 児肺細 胞へ の付 着実 験,血 清 感受 性試 験等 を行 い,ム コイ ド株 の

呼吸器感 染 メカ ニズ ムにつ いて解析 を加 え,以 下 の成 績 を得た.

1) 経 気管 呼 吸器感 染 にお け る死 亡率 は ム コイ ド株,非 ムコイ ド株 で 同率 であ った.し か し死 亡直 後 の

マ ウス血 中 菌数 は非 ムコイ ド株 で106～108CFU/mlと 高 く,敗 血症 死 が認 め られ た のに対 し,ム コイ ド株

では く102～104CFU/mlと 非 ム コイ ド株 よ り検 出菌 数 は明 らか に少 なか った.

2) 経 気管 感染15時 間後 の血 中菌 数 に対 す る臓器 内菌 数 の比 率 は,ム コイ ド株 の方 が著 明 に高か った.

一 方尾 静脈感 染 で は,ム コイ ド株 の方 が血 液 中 か ら急 速 に ク リア ラ ンス され た.

3) マ ウス腹腔 内感 染 のLD50値 は,ム コイ ド株 の方 が高 く,非 ム コイ ド株 に比べ 全身感 染 で は菌力 は弱

い傾 向を示 した.

4) 人 血清 の殺 菌作 用 に対 して ム コイ ド株 は9株 中7株 が感受 性 を示 した が,非 ム コイ ド株 で は11株 中

2株 だ けが感 受 性で あ った.し か しマ ウス血 清 の殺菌 作用 に対 しては,ム コイ ド株,非 ム コイ ド株 とも

にすべ ての菌 株 が耐性 を示 した.

5) マ ウス胎児 肺初 代分 離細胞 に対す る緑膿 菌 の付着 能 は ム コイ ド株 の方 が有意 に高 か った.

以上 の成績 か らム コイ ド株 は,非 ム コイ ド株 よ りも網内 系細胞 に貧 食 され やす く,血 液 中 にお いて急

速 に ク リア ランス され るため,菌 力 が弱 い ことが 明 らか とな った.緑 膿菌 ム コイ ド株 に よ る慢 性呼 吸器

感 染症 に は,通 常 敗血 症併 発例 が見 られ な い.こ れ には,ム コイ ド株 が示 す血 清殺 菌 に対 す る感 受 性 よ

りも,血 液 か らの ク リア ランス され やす い性 質が 敗血症 発症 の 抑制 に強 く関与 す るもの と示唆 され た.

また呼 吸器細 胞 に対す る付 着能 は ム コイ ド株 群 の方 が高 い こ とが確 認 され,呼 吸器 感 染で は,ム コイ ド

が感 染発 症 とそ の持続 性 に関与 す る重要 な因 子 の一つ とな る と考 え られ た.

序 文

Cystic fibrosis (CF) あるいはびまん性汎細気

管支炎 (DPB) 患者は,閉 塞状態にある呼吸細気

管支領域に細菌感染を生じやす く,さ らに菌交代

別刷請求先:(〒143)太 田区大森西5-21-16

東邦大学 医学部微生物学教室

大野 章

平成4年3月20日

408 大野 章 他

症か ら難治性慢性緑膿菌気道感染症を起 こすこと

が多い.こ れらの患者の喀疾は粘稠性が高 く,排

水量も多 く,分 離される緑膿菌の多 くは,粘 稠性

のムコイ ド状集落を形成す ることが知 られてい

る.こ の ことは他の感染部位か ら分離 される緑膿

菌の多 くが非 ムコイ ド株であるのに比べ特徴的な

現象である1).

免疫不全患者において緑膿菌は時に急性の続発

性敗血症を併発するが,緑 膿菌 ムコイ ド株による

呼吸器感染では,敗 血症を起 こす ことなく慢性化

す る特徴を示すことも報告されている2).

緑膿菌ムコイ ド株は患者の病態の進行に伴い,

非 ムコイ ド株が変異して出現した と考えられてい

る3).最 近では閉塞状態にある呼吸細気管支部分

の高張状態,低 栄養状態等の環境が,ム コイ ドの

主成分であるアルギン酸産生遺伝子を活性化 し,

そ の結 果 ム コイ ド化 す る との報 告 も見 られ

る4)5).ムコイ ド株は菌体外に大量のアルギン酸を

産生する.ム コイ ド株に特徴的な持続性呼吸器感

染の原因 として,ア ルギン酸による気道上皮への

付着6),白 血球の貧食殺菌作用に対する抵抗性7)な

どとの関連が報告 されている.ま たムコイ ド株は

LPSの0側 鎖欠落により人血清殺菌 に対 し感受

性を示す8).グ ラム陰性桿菌において,局 所感染か

ら分離 される菌株は血清の殺菌作用に感受性であ

り,菌 血症あるいは心内膜炎から分離される菌株

は血清の殺菌作用に耐性であるとの報告も見 られ

る9).ム コイ ド株が血清殺菌作用に感受性が高い

ことは,肺 感染から敗血症への発症を抑制 してい

る一つの要因 とも考えられるが,こ れまでにその

証明はない.ま たアルギン酸の付着への関与を否

定する報告もあり10),ム コイ ド株の呼吸器感染 メ

カニズムについてはまだ十分解明されていない.

またこれ らの報告の多 くはin vitroに よるもので

あ り,in vivo感 染実験か ら解析した例は少ない.

本論文では,緑 膿菌 ムコイ ド株の呼吸器感染 メ

カニズムについて解析することを 目的 とし,経 気

管感染法によるマウス呼吸器感染実験,全 身感染

実験等を行い,臨 床分離i緑膿菌 ムコイ ド株 と非ム

コイ ド株の感染様式の相違を比較 した.

実験材料および方法

1)使 用菌株

使用した菌株の由来,血 清型をTable 1に 示 し

た.ム コ イ ド株 はDr.M. I. Marks(Miller

Children's Hospita1)よ り分与された.CF患 者の

喀疾由来5菌 株,お よび慢性呼吸器感染症患者の

喀疾由来4菌 株を用いた.非 ムコイ ド株は血液,腹

水,耳 漏,喀 疾 由来11菌 株を用いた.各 菌株は1%

グルコース加20%ス キムミルクにて一80℃ に保存

し,使 用 時 ブ レイ ンハー トイ ン フユージ ョン

(BHD平 板にて継代 した.

2)マ ウス全身感染および経気管呼吸器感染実

験方法

ICR雄4週 齢SPFマ ウスを用いた.37℃ 一夜

培養のBHI平 板 よりコロニーをかきとり生理食

塩液に懸濁 させ,所 定の菌量になるよう調整 し接

種菌液 とした.

全身感染実験は4倍 希釈系列の菌液を作製 し,

腹腔内より投与 し(一 群10匹)5日 間の生死観察

Table 1 Bacterial strains used in this study

1) CF strains were isolated from cystic fibrosis patients

2) Typed by using monoclonal antibody of Meiassay

3) M: mucoid strain

4) NM: non-mucoid strain

感染症学雑誌 第66巻 第3号

緑膿菌 ムコイ ド株 の呼吸器感染 メカニズ ム 409

後LD50値 を算出した.

呼吸器感染実験は入船 らにより考案 された直接

経気管接種法にて行った11).一 群マウス10匹 を用

いた.菌 株はCF31, CF32, TMS478(以 上ムコイ

ド株),TMS83, TMS97, TMS110(以 上非ムコ

イ ド株)を 使用 し,肺 あた り108CFUを 接種 した.

接種後死亡率および死亡マウスの血中菌数を測定

した.

3)経 気管呼吸器感染後の臓器内の菌分布

経気管接種後15時 間 目に,肺,肝,脾,腎 を無

菌的に採取 した.各 重量を測定 した後,等 量(W/

V)の 滅菌生理食塩液を添加しホモジナイズした.

生菌数測定を行 い各臓器1gあ た りの菌数を求め

た.ま た血液1m1あ た りの生菌数を求め,各 臓器1

gあ た りの菌数 か ら血液1mlあ た りの菌数 を除

し,臓 器中の菌数相対比率を算出し,網 内系への

菌の取 り込みの指標 とした.

4)血 中か らの菌 クリアラソス

2)の項で記述した ように,生 理食塩液中にかき

とった コロニーを懸濁 させ,108CFU/mlに 菌量を

調整 した.マ ウス尾静脈に200μ1接 種 し5分,10

分,15分,30分 後にそれぞれキャピラ リーチュー

ブにて後眼窩静脈叢から30μ1採血した.採 血後,

生菌数を測定 した.全 血液量を体重の8%12)と 設

定 して初期値を算定し100と した.そ れに対する血

中残存率を算出した.

5)人 およびマ ウス血清殺菌作用に対する感受

性試験

Scheillerら の方法に準 じた13).即 ちBHI寒 天

平板で培養 した菌をPhosphate buffer saline

(PBS)に て懸濁 し,104CFU/mlに なるよう調整

した.PBS中 で,最 終=濃度が10%の 人(健 康成人

男子5名 の新鮮 プール血清)お よびマ ウス新鮮

プール血清100μ1と,菌 液100μ1を マイクロタイ

タープレイ トに添加し,37℃,1時 間インキュベー

トした.生菌数測定により接種時の菌数を100と し

た時の残存率を求めた.

6)マ ウス胎児呼吸器細胞に対する付着能

Miyazakiら の方法 に従 った14).す なわ ちマ ウ

ス胎児から常法により肺初代培養細胞を分離 し,

ライ トンチューブによる単層培養 を,CO2イ ソ

キ ュベ ー タ ー内 で 行 った.対 数 増 殖 期 の 菌 液 を

PBSに て3回 洗 浄 し,MEM(Minimum Essential

Medium)に て108CFU/mlに 調 整 し,そ の2mlを

ラ イ トン チ ュー ブ単 層 培 養 細 胞 内 に加 え,37℃,

40分 間,1rpmで 回 転 させ な が ら付 着 実 験 を 行 っ

た.PBSで5回 洗 浄 し,ギ ムザ 染 色 を 行 った 後,

光 学 顕 微 鏡 下 で 宿 主 細 胞100個 当 た りの 付 着 菌 数

お よび 菌 の付 着 した 宿 主細 胞 の 割 合 を 求 め た.

実 験 成 績

1)マ ウ ス全 身 感 染

一 群10匹 の マ ウ ス に 菌 を 腹 腔 内感 染 させ た 成 績

を,Fig.1に 示 した.ム コイ ド株 のLD5。 値 は 平 均

1.3×108CFU/mouse,非 ム コ イ ド株 は 平 均1・5×

107CFU/mouseで あ り ム コ イ ド株 で 約10倍 高 く,

非 ム コイ ド株 よ り全 身 感 染 菌 力 が 弱 い傾 向 を 示 し

た.

Table 2に 経 気 管 感 染 に よ る死 亡 率 の 成 績 を示

した.ム コ イ ド株,非 ム コ イ ド株 群 に 大 き な差 は

な く両 群 と もほ ぼ 同 等(平 均43%)の 死 亡 率 を示

した.ま た 死 亡 直 後 の マ ウ ス血 中菌 数 を 両 群 で 比

較 し た 結 果,非 ム コ イ ド株 で は106～108CFU/ml

Fig. 1 Comparative LD5os of mucoid and non-

mucoid strains of P. aeruginosa to mice after

intraperitoneal challenge

Opened markers: mucoid strain, Closed markers:

non-mucoid strain

平成4年3月20日

410 大野 章 他

Table 2 Mortality of mice after intratracheal

challenge

1) M: mucoid strain

2) NM: non-mucoid strain

Fig. 2 Viable bacterial number in blood of died

mice after intra-tracheal challenge

で あ っ た の に 対 し,ム コ イ ド株 で は く102～104

CFU/mlと 明 ら か に 低 い 成 績 が 得 ら れ た(Fi3

2).

2)経 気 管 呼 吸器 感 染 後 の 菌 の 臓 器 内 分 布

ム コ イ ド株 の 各 臓 器 内 菌 数 は,肺 を 除 い て非 ム

コイ ド株 よ り1/10～1/100低 い値 が 示 され た(Fig .

3).し か し各 臓 器1g中 に含 ま れ て い る菌 数 を1mI

の 血 液 中 の 菌 数 で 除 し,血 液 中 の 菌 数 を1と した

時 の比 率 と し て比 較 す る と,ム コ イ ド株 の臓 器 内

菌 数 の割 合 は 著 し く高 か った(Fig.4).

3)血 中 菌 の ク リア ラ ンス

接 種 直 後 の 血 液1mlあ た りの 菌 数 を100と した

経 時 的 平 均 残 存 率 は,ム コ イ ド株CF31で 接 種10

分 後0.048%,30分 後0.011%,非 ム コ イ ド株

Fig. 3 Population of P. aeruginosa each strain in

blood (CFU/ml) and organs (CFU/g) afterintra-tracheal challenge

: mucoid strain, -: non -mucoid strain

Fig. 4 Ratio of bacterial cells in each organ to

that in blood of mice after intra-tracheal chal-

lenge

: mucoid strain, -: non -mucoid strain

TMS97で 接 種10分 後16.6%,30分 後5.9%と,ム コ

イ ド株 が よ り速 く血 中 か らク リア ラ ン ス され る結

果 が 示 され た(Fig.5).

4)血 清 殺 菌 作 用 に対 す る感 受 性

人 血 清10%濃 度 で 非 ム コ イ ド株 は,TMS101,

TMS116の2株 を 除 き,9株 が 血 清 の殺 菌 作 用 に

対 して 耐 性 で あ った.ム コイ ド株 で はCF19-49,

CF54の2株 を 除 く7株 が 感 受 性 で あ った(Table

3).一 方 マ ウス血 清 殺 菌 作 用 に 対 して は ム コイ ド

感染症学雑誌 第66巻 第3号

緑膿菌 ムコイ ド株の呼吸器感染 メカニズム411

Fig. 5 Clearance of mucoid and non-mucoid

strains of P. aeruginosa from blood of mice

SPF male ICR mice weighing 19 to 21g were

injected into the tail vein with 0.2m1 of bacterial

suspension in saline containing 108CFU/ml. The

results are expressed as the mean recovery per-

centages•}SD of five mice.

株,非 ムコイ ド株 ともに(NT例 を除 き)すべての

株が40%血 清濃度で耐性を示 した.

5)マ ウス胎児呼吸器細胞に対する付着能

宿主細胞100個 当た りの付着菌数および菌付着

宿主細胞の割合は,ム コイ ド株で1,698±1,829,

67%±19,非 ムコイ ド株で228±133,96%±6で

あり,非 ムコイ ド株に比べムコイ ド株の付着能は

有意に高かった(Fig.6).

考 察

経気管感染後の死亡率をムコイ ド株,お よび非

ムコイ ド株で比較 した結果は両群で同等であっ

た.し かし死亡後3～5時 間の血中菌数は,非 ム

コイ ド株で106～108CFU/mlと 高菌量の菌血症が

認め られたのに対 し,ム コイ ド株では菌が検出さ

れない個体も含め,非 ムコイ ド株に比較 し検出菌

量は著 しく少なかった.従 って経気管感染後の死

亡率は同程度であっても,そ の死亡の原因は,非

ムコイ ド株では敗血症,ム コイ ド株では少な くも

血中から-菌の検出されない個体において,敗 血症

以外の原因が考えられた.

Table 3 Bactericidal activity of fresh human

(FHS) and mouse sera (FMS) for mucoid andon-mucoid strains of P. aeruginosa

FHS were used at a 10% final concentration

FMS were used at a 40% final concentration

The percent survival of each strain in FHS and FMS

were determined after incubation at 37t for 60min

1) M: mucoid strain 2) NM: non-mucoid strain 3)

NT: not test

経気管感染後の死亡マウスの血中菌数がムコイ

ド株 と非 ムコイ ド株で明 らかに異 なる原 因 とし

て,肺 から血管内に侵襲 した後の,網 内系貧食率

に両群で大 きな差のあったことが考 えられる.経

気管感染15時 間後,肺,肝,腎,脾,血 液内の-菌

数を測定 し,血 液を1と した時の各臓器内菌数の

割合を求めた結果,臓 器内の菌数の比率はムコイ

ド株で著 しく高 く,さ らに尾静脈内接種後 ムコイ

ド株 は血中から急速にクリアランスされた。 これ

らの成績はムコイ ド株が肺か ら血管内に侵襲後,

網内系細胞で取 り込まれ,血 中から急速にク リァ

ランスされることを示唆した.平 淳らは実験的菌

血症マウスからの分離菌の うち,全 身性-菌血症起

炎菌 として心血 より得 られたPaeruginoSaD-4

株,Morganelh morgmii IV-8株,お よび門脈菌

平成4年3月20日

412 大野 章 他

Fig. 6 Adhesion of mucoid and non-mucoid strains of P. aeruginosa to fetal

mouse lung cells

No.of adherent bacteria

per 100 host cells

% host cells adhered

bacteria

血 症起 炎菌 として門脈血 よ り得 られたEscheri-

chia coli IV-24株,Enterobacter cloacae V-22-2

株等を用い,各108CFU/ml懸 濁液をマウス尾静脈

から接種 した後,血 中クリアランスを両群で比較

した.そ の結果,門 脈菌血症由来株の方が血中か

らクリアランスされやすいことを示 した.ま た経

腸管感染後,菌 が血行性に門脈を経由する時,敗

血症由来株は肝臓のKupper細 胞で貧食 されず,

門脈菌血症か ら全身感染に拡大するのに対 し,門

脈菌血症由来株はKupper細 胞に取 り込まれ,門

脈菌血症にとどまることを実験的に証明した.そ

して門脈菌血症由来株が網内系に貧食され,血 中

からク リアランスされ るメカニズムを示 した15).

本成績 は,平 浮 らの報告 と感染部位は異なるが類

似す る結果であ り,ム コイ ド株に示 される遠い血

中ク リアランス速度がCF,DPB患 者の緑膿菌ム

コイ ド株肺感染後に敗血症発症が見 られない一つ

の原因 と考 えられた.ま た緑膿菌ムコイ ド株は非

ムコイ ド株 に比べ全身感 染実験 にお けるviru-

lenceが 弱いことが報告 されている16).今 回用い

たムコイ ド株 も非ムコイ ド株に比べマウス全身感

染菌力は弱い傾向を示 した.こ の現象においても

ムコイ ド株 と非ムコイ ド株 に対する網内系細胞の

貧食率の差が関与 している可能性が示唆 される.

一方緑膿菌ムコイ ド株 はLPS O側 鎖欠落によ

り,人 血清殺菌に感受性を示 し8),血液中でのムコ

イ ド株の増殖を抑制する重要 な因子になると考え

られる.本 実験で使用 したムコイ ド株の多 くもま

た ヒト血清殺菌に感受性であ り,ム コイ ド株で示

された経気管感染後の低い血中検 出菌数および全

身感染実験での低 ビルレンスに ヒト血清感受性が

関与 しているとも思われた.し かし,実 験に使用

したマウス血清の殺菌作用に対 して,ム コイ ド株

はすべて耐性であったことから,マ ウスにおける

菌力には血清殺菌感受性の関与す る可能性 は低

く,網 内系細胞の貧食による血中からのク リアラ

ンスがその主な原因であると推察された.一方CF

,DPB患 者において,緑 膿菌 ムコイ ド

株は慢性に経過 した患者か ら多 く分離 されるが,

病態初期の患者か らは非ムコイ ド株が高頻度 に分

離される傾向が見 られる17).ム コイ ド株の出現に

関する最近の知見 として,非 ムコイ ド株のアルギ

ン酸 産生 遺伝 子 レギュレーターの一 つ で あ る

ArgRが,病 態の進行に伴 う閉塞気道喀疾中の環

境の変化すなわち高浸透圧,低 栄養条件下で活性

化 され,そ の結果 アルギン酸産生が誘導され,ム

感染症学雑誌 第66巻 第3号

緑膿菌 ムコイ ド株 の呼吸器感染 メカニズム 413

コイ ド化 す る こ とが 報 告 され て い る3)4).こ れ ら の

報 告 か ら,病 態 初 期 に定 着 した 非 ム コイ ド株 が,

病 態 の 進 展 に よ り変 化 した 呼 吸 細 気 管 支 部 位 の環

境 に適 応 し て,ム コ イ ド株 化 す る メ カ ニズ ムが 推

定 され る.し か し緑 膿 菌 が な ぜCFあ る い はDPB

患 者 で 高 頻 度 に感 染 す る の か は,な お 明 らか で は

な い.感 染 の成 立 に 対 して菌 の 宿 主 細 胞,組 織 へ

の付 着 は重 要 な 因 子 で あ る.こ れ ら患 者 気 道 に対

す る緑 膿 菌 の付 着 お よ び定 着 機 構 につ い て は,Fi-

bronectin, Pili,あ る い は 菌 の 内 在 性 レ ク チ ン,ム

コイ ド株 の ア ル ギ ン酸 な どの 関 与 が 報 告 され て い

る6)18)19).

CF病 態 初 期 に お け る非 ム コ イ ド株 の 定 着 につ

い て,Woodsら はCF初 期 患 者 のBuccal epith-

elial cell表 面 のFibronectin量 が 正 常 人 の 約17%

と少 な い こ と,in vitroで 同剥 離 細 胞 に対 す る非

ム コ イ ド株 緑 膿 菌 の 付 着 率 が,正 常 人 の そ れ よ り

9倍 高 い こ と,ま た 非 ム コ イ ド株 の付 着 率 が ム コ

イ ド株 よ り も3倍 高 い こ とを 示 し,CF初 期 患 者

気 道 へ の非 ム コ イ ド株 の 易 付 着 性 を 報 告 した20).

Ramphelら は 抗piliモ ノ ク ロ ナ ール 抗 体 を 用 い

た 付 着 阻 害 実 験 か ら,非 ム コ イ ド株 に お け る付 着

因 子 がpiliで あ る こ とを 明 らか に した.さ ら に ム

コ イ ド株 で はpiliの 存 在 は 証 明 され るが,抗pili

モ ノ ク ロナ ール 抗 体 で付 着 が 阻 害 され な か っ た こ

とか ら,ム コ イ ド株 に お け る付 着 因子 はpiliで な

くアル ギ ン酸 で あ る と報 告 して お り21),ア ル ギ ン

酸 が ム コイ ド株 で の重 要 な 付 着 因子 で あ る こ とを

示 唆 し て い る.本 成 績 で も マ ウス胎 児 初 代 肺 細 胞

に対 し,ム コ イ ド株 は非 ム コイ ド株 に 比 べ 有 意 に

高 い付 着 能 を 示 した こ とか ら,ア ル ギ ン酸 に よ る

付 着 能 促 進 が 強 く示 唆 さ れ た.ま たBlackwood

ら は ム コイ ド株 を 肺 感 染 前 に十 分洗 浄 した 場 合,

正 常 動 物 の 肺 か らの ク リア ラ ンス 速 度 が 非 ム コ イ

ド株 と同様 で あ る こ とを 示 した22).ま たGovanら

は肺 感 染 前 に 洗 浄 しな い 場 合,ム コ イ ド株 の肺 ク

リア ラ ン ス は非 ム コ イ ド株 よ り遷 延 し,ム コ イ ド

株 菌 体 表 面 に ゆ る く結 合 して い る アル ギ ン酸 が,

肺 ク リア ラ ン ス に対 す る抵 抗 因 子 で あ る と推 察 し

た23).こ れ らの報 告 お よ び本 研 究 成 績 か ら,慢 性 呼

吸器 疾 患 患 者 病 初 期 に お い てpiliに よ り付 着 した

非ムコイ ド株が,病 態の進展の間にムコイ ド株化

することにより,産 生されたアルギン酸で下気道

上皮細胞への定着がさらに促進 されるメカニズム

が考えられた.

本研究では正常動物を用いてお り,臨 床での細

気管呼吸器領域の閉側状態を反映したモデルでは

ない.従 って得られた成績か らCF,DPB患 者の

緑膿菌 ムコイ ド感染 メカニズムについて直接論ず

るには至 らない.し かしながらムコイ ド株が細気

管支部位から血管内に侵襲 した場合,ど のような

経過をとるか不明であったが,本 研究によりムコ

イ ド株が網内系細胞へより取 り込まれやす く,そ

の結果菌血症から敗血症への進展が抑制 される事

実が明らかになった.ま た呼吸器細胞に対するム

コイ ド株の高い付着能も認められ,こ れらの要因

が緑膿菌 ムコイ ド株の長期持続性感染に関与する

可能性が示唆された.今 後血中に侵襲 したムコイ

ド株の網内系捕捉のメカニズムについて,さ らに

検討す る予定である.

本研究は平成2年 度東邦大学医学部プロジェクト研究費

の助成を得て行われた.ま た本論文の要旨は,第65回 日本

感染症学会総会(1991,大 阪)に おいて発表した.

文 献

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414 大野 章 他

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感染症学雑誌 第66巻 第3号

緑膿菌 ムコイ ド株の呼吸器感染 メカニズム 415

The Study of Pathogenic Mechanisms of Chronic Pseudomonas aeruginosaLung Infections by Mucoid Strains

Akira OHNO, Shuichi MIYAZAKI, Kazuhiro TATEDA, Yasuko KANEKO, Nobuhiko HURUYA,Akiyoshi TSUJI, Keizo YAMAGUCHI & Sachiko GOTO

Department of Microbiology, Toho University School of Medicine

Chronic Pseudomonas aeruginosa lung infection with mucoid strains is the predominant cause of

death in cystic fibrosis (CF) or diffuse panbronchiolitis (DPB). This infection is characterized by a

chronic course without spread of the bacteria to the blood when compared with other infections due to

the non-mucoid strains. However, the mechanism of P. aeruginosa lung infection with the mucoid

strains remains obscure.

Intra-tracheal and systemic infection in mice, susceptibility to the bactericidal activity of fresh

human and mouse serum, and adherent activity to mouse fetal lung cell were examined for mucoid and

non-mucoid strains of P. aeruginosa.

After intra-tracheal infection, the mucoid strains were distributed to other organs anormously but

not the non-mucoid stains, and the bacterial number of the mucoid strains in the blood were

significantly lower than that of the non-mucoid strains. On the other hand, when these strains were

inoculated into the tail vein of mouse, the mucoid strain was eliminated more rapidly from blood as

compared with the non-mucoid strain. The mucoid strains showed reduced bacteremic virulence when

compared with non-mucoid strains with a 50% lethal dose (LD50) of 1.5 •~ 107 CFU/mouse as the mean

value in a systemic infection.

In contrast to the non-mucoid strains, the mucoid strains were sensitive to human fresh serum

but were resistant to mouse fresh serum. The mucoid strains adhered to the monolayer of the mouse

fetal lung cell 7-fold better than did non-mucoid strains.

These results suggest that the chronic lung infection with the mucoid strains of P. aeruginosa is

attributed to eradication from blood by trapping of reticuloendothelial system, and high adherent

ability to lung cell.

平成4年3月20日