平成２４年基礎微生物学 第２回 平成２４年４月１８日 担当；前田伸子

微生物とヒトとの関係は？ ヒト；宿主、Host 微生物；寄生体、Parasite

宿主と寄生体の関係 常在微生物 ●共生関係 ●偏共生関係 ●寄生関係 病原微生物／病原体

宿主と常在微生物の関係 ●共生関係 ●偏共生関係 原則としてヒトに有利に働くが しかし、例外もある！→日和見感染

感染症の成立 寄生体側；病原性、ビルレンス、毒力、菌力 ヒト 宿 主 微生物 寄生体 宿主側；生体防御力、免疫力

感染と発症の違い ●感染；微生物が宿主に付着し、その場 に定着、増殖した状態 *感染と汚染との違いは？ ●発症（発病）；感染後に宿主に病的な 変化や不都合が生じた状態 *不顕性感染とは？

感染が発症に至る経緯 治 癒 侵入経路 発 症 病原体 潜伏期 *治療 *免疫 *症状 *排菌 死亡 感染の成立 感染経路 慢性化 治　癒 侵入経路 発　症 病原体 *症状 *排菌 感染の成立 感染経路 慢性化 不顕性感染 健康保菌者 病後保菌者

感染と発症に関わる因子；宿主側 ●感受性；年齢、性、種（人種） ●生体防御力 非特異的 : 自然免疫 特異的：獲得免疫

ヒトを含めた全ての多細胞生物はもとも と微生物が存在する環境に生まれた 宿主の生体防御力 ヒトを含めた全ての多細胞生物はもとも と微生物が存在する環境に生まれた その過程で自分自身（自己）を守る システムを作りあげた ２年生後期；基礎免疫学 ４年生前期；生体防御の仕組み

宿主の生体防御力の種類 ●第１のバリア; 非特異的感染防御機構 ●第２のバリア; 非特異的感染防御機構　　　　　　　　 ●第３のバリア；特異的感染防御機構

非特異的感染防御機構； 第１のバリア ●体表および体腔表面のバリア ＊皮膚組織／粘膜上皮の物理的バリア ＊涙、尿、唾液などの洗い流し作用 ＊気道粘膜の繊毛による排除作用 ＊常在微生物叢による排除作用

非特異的感染防御機構； 第２のバリア ●自然免疫 ＊細胞性因子；食細胞 ＊液性因子；体液中の抗菌／殺菌物質

自然免疫の細胞因子 ●おもに外来から侵入した異物に対応す る；食細胞 ＊白血球；好中球、好酸球、好塩基球 ＊マクロファージ ●内部で異物化した細胞に対応する； ＊ナチュラルキラー（NK）細胞 ＊γθT細胞

貪食細胞 リゾチーム ラクトフェリン ディフェンシン

自然免疫の液性因子 ●体液中の抗菌／殺菌物質 ＊補体 ＊リゾチーム ＊ラクトフェリン／トランスフェリン ＊ディフェンシン

補 体; complement 血清中に存在する９種（C1~C9）と １１成分、合計２０種類のタンパク ●特異的、非特異的の両面から生体防に 関わる。 ●病原体などを殺したり、炎症反応を起 こす。

非特異的感染防御機構を突破した 微生物に対して、それを特異的に 認識し、排除するシステム 獲得免疫 非特異的感染防御機構を突破した 微生物に対して、それを特異的に 認識し、排除するシステム ●細胞性免疫 ● （体）液性免疫

獲得免疫に関わる 細胞性／液性因子 ●細胞性因子； ・樹状細胞／マクロファージ ・リンパ球（T細胞、B細胞） ●液性因子； ・抗体 ・サイトカイン

細胞性免疫 細胞が中心となる免疫反応 ターゲット；寄生虫、真菌、ウイルス感染細胞、 結核菌などの細胞寄生性細菌、移植片 ・比較的大きな微生物 ・異物化した宿主の細胞 ・細胞寄生性細菌

抗原に対応して産生された抗体が中心と なって起こる免疫反応 （体）液性免疫 抗原に対応して産生された抗体が中心と なって起こる免疫反応 ターゲット；細菌毒素や酵素、細胞外寄生細菌（結核 菌、チフス菌、リステリア菌など以外のほとんど全 ての細菌） ・低分子可溶性抗原 ・細胞外寄生細菌

抗体＝免疫グロブリン ●IgA；体液（唾液、乳中、涙など）に多い ●IgE；花粉症などのアレルギーに関係する ●IgD；働きが明確でない ●IgG；血清中にもっとも多く生体防御の中心とな る ●IgM；感染初期に産生され、一部の活性は IgGより高い

感染と発症に関わる因子； 寄生体（病原体）側 ●病原性；微生物が感染症（病気）を起こす性質 ・付着／定着性 ・毒素産生性 ・生体防御に対する抵抗性 ・酵素産生性 ・その他 ●菌 数；実際に宿主に感染症を起こすには病原 性だけでなく、一定以上の菌数が必要となる

発症に必要な菌数 （経口的） 細 菌 菌 数 コレラ菌 １億個（108） サルモネラ菌 １０万〜１００万個（105~6） 　　細　　菌　　　　　　　　　　菌　　数 コレラ菌　　　　　　　　　　　　１億個（108） サルモネラ菌 １０万〜１００万個（105~6） チフス菌 １０００万〜１億個 (107~8） 腸管出血性大腸菌 　　　１０個

病原性因子 １）付着／定着に関するもの ２）組織侵入性と寄生性 ３）食細胞への抵抗性に関係するもの ４）鉄の獲得能力に関係するもの ５）毒素産生性 ６）酵素産生性

病原性を発揮するためにはまず宿主の細胞表面に付着しなければならない １）付着／定着に関するもの 病原性を発揮するためにはまず宿主の細胞表面に付着しなければならない 付着とそれに続く増殖＝定着 ●線毛 　細菌線毛のアドヘジンと宿主側のレセプター ●線毛以外の細菌細胞表層の物質 　●グラム陽性菌のリポタイコ酸（LTA） 　● Mタンパク；溶血性レンサ球菌の細胞壁構造の一部。

２）組織侵入性と寄生性 全ての病原体が生体内に侵入するわけではない。 ●細胞非侵入性；粘膜表層に定着し、それ以上侵入しな いもの;毒素や酵素の働きにより宿主に感染症を起こす ●細胞侵入性；粘膜に定着後、上皮細胞の取り込みを利 用し細胞内に入るもの; 上皮細胞に侵入し、さらに上皮 細胞を出て基底膜に達し、おもにそこで増殖あるいは 組織内、血管内やリンパ管内に侵入する。 ●細胞内寄生性；食細胞に貪食されず、逆に食細胞を利 用し体のあちこちに移動するもの

細胞壁か細胞壁の外側に食細胞の貪食作用に 細胞内寄生性の例 細胞壁か細胞壁の外側に食細胞の貪食作用に 抵抗する物質がある

３）食細胞への抵抗性に関するもの 細菌細胞表層に存在する構造物 ●莢 膜 ●溶血レンサ球菌のMタンパク ●結核菌表層の厚い脂質

食細胞による食菌作用に抵抗 する細菌の表面構造 ないもの＝貪食 あるもの＝貪食に抵抗

４）鉄の獲得能力 溶血毒はヘモグロビンから鉄を奪う 血球のヘモグロビンはヘム（鉄とプロトポルフィリン）とタンパク（グロビン）から成る ヒトの血漿中の鉄の総モル濃度は10-6Mだが細菌が 利用できる遊離濃度は10-18Mしかない これを宿主から奪い取るため『鉄獲得能力』が 重要な病原因子となった！ 血球のヘモグロビンはヘム（鉄とプロトポルフィリン）とタンパク（グロビン）から成る 溶血毒はヘモグロビンから鉄を奪う

５）毒素産生性 ①外毒素；細菌が菌体外に分泌し生体に毒性に働く 　　　　　物質 ②内毒素；グラム陰性菌の細胞壁の 　　　　　構造の一成分（外膜のリポ多糖体）

スーパー抗原；免疫とは無関係にリンパ球を活性化し、サイトカインを産生する ①　外毒素 タンパクなので一般的なタンパクの性質を示す ●易熱性（熱に弱い） ●抗原性が強い ●毒性が強い ●毒性の種類；細胞毒、神経毒、腸管毒、スーパー抗原となる毒素 スーパー抗原；免疫とは無関係にリンパ球を活性化し、サイトカインを産生する

外毒素の種類とその作用 種類 細菌種；毒素 細胞毒 黄色ブドウ球菌；α／β毒素 化膿性レンサ球菌；ストレプトリジンO ウエルシュ菌；α毒素 種類　　　　　　　　　　　　　細菌種；毒素 細胞毒　　　　　　　　黄色ブドウ球菌；α／β毒素 　　　　　　　　　　　化膿性レンサ球菌；ストレプトリジンO ウエルシュ菌；α毒素 神経毒　　　　　　　　破傷風菌；破傷風毒素 　　　　　　　　　　　ボツリヌス菌；ボツリヌス毒素 腸管毒　　　　　　　　コレラ菌、下痢性大腸菌、黄色ブドウ球菌 （エンテロトキシン）　ウエルシュ菌 スーパー抗原　　　　　黄色ブドウ球菌；毒素型ショック症候群毒素 になる毒素　　　　　　　　　　　　　（TSST-1）

リポ多糖体（LPS） P３１

リポ多糖体lipopolysaccharaide(LPS)の 内毒素活性 1 発熱因子 2 シュワルツマン反応 3 血管の傷害・血圧低下 4 免疫担当細胞であるB細胞の活性化 5 炎症／免疫担当細胞であるマクロファージの活性化 6 補体の活性化＝炎症の惹起 7 抗腫瘍作用 8 骨吸収作用；歯周病との関連

トキソイド；外毒素を無毒化し、抗原性のみを残したもので外毒素による疾病を予防／治療するために使用 外毒素と内毒素の比較 　　　　　　　　　　　　　　　　　外毒素　　　　　　　　　　　　　　　　内毒素 由来　　　　　　　　細菌の菌体内で産生され菌体外に分泌　　　　　　　グラム陰性菌の外膜　　　　　　　　 成分　　　　　　　　　　　　タンパク質　　　　　　　　　　　　　　　　　リポ多糖体 熱感受性　　　　　　　　　　易熱性　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　耐熱性 毒性　　　　　　　　　　　　　強い（μg）　　　　　　　　　　　　　　　　弱い（mg） 　　　　　　　　　　　　　菌種により作用異なる　　　　　　　　　　　　菌種による差ない 　　　　　　　　　　　　　臓器特異性に作用 抗原性　　　　　　　　　　　　強い　　　　　　　　　　　　　　　　　　ほどんどない ホルマリン　　　　　　　　　　できる　　　　　　　　　　　　　　　　　　できない による無毒化　　　　　　　　　トキソイド トキソイド；外毒素を無毒化し、抗原性のみを残したもので外毒素による疾病を予防／治療するために使用

６）酵素産生性 病原体が産生し菌体外へ放出する 酵素は宿主の組織を破壊し病巣 を拡大する作用があり、毒素を 区別化できないこともある

病原性細菌が産生するおもな酵素 ●ヒアルロニダーゼ；細胞外基質であるヒアルロン酸を分解 ●コラゲナーゼ；生体の構成タンパクであるコラーゲンを分 解 ●スタフィロキナーゼ；プラスミン活性によりフィブリンを 分解 →組織破壊＝病巣拡大 ●免疫グロブリン分解酵素；免疫グロブリンを分解すること により生体防御作用から回避 ●DNA/RNA分解酵素；核酸を分解することにより細胞を傷害

おもな感染経路

感染経路による分類① ●感染源からの直接感染＝接触感染 ＊性行為感染症；AIDS、梅毒、淋病など ＊飛沫感染；呼吸器感染症 ＊人畜共通感染症；オウム病、野兎病、 　　　　　　　　　狂犬病など

感染経路による分類② ●介在物による間接感染 ＊経口感染；消化器感染症すべて ＊ベクターによる感染；発疹チフス、 日本脳炎、ペスト 　　　　　　　　　　　日本脳炎、ペスト ＊空気感染；結核、レジオネラ症など ベクター；吸血昆虫（ノミ、ダニ、蚊）が媒介する 空気感染；空調設備から（レジオネラ菌） 　　　　　結核菌は直接感染だけでなく、乾燥に強いので、 　　　　　長く空気中にとどまれる

感染様式① 垂直感染と水平感染 ●垂直感染；母親から子供へ ＊胎盤経由；梅毒、風疹、AIDS、B型肝炎 ＊産道経由；AIDS、B型肝炎 ＊母乳経由；成人T細胞白血病 ●水平感染；ヒトからヒトへ ＊呼吸器感染症 ＊消化器感染症　など

感染様式② 局所感染と全身感染 ●局所感染；侵入した病原体が限局した 局所のみに定着し感染症を起こす ●全身感染；侵入した病原体が全身に広 がり感染症を起こす

特殊な感染症

特殊な感染症の種類 ●内因感染（症） ●日和見感染（症） ●院内感染

内因感染 ●潜伏期が明確でない ●宿主の抵抗力の減弱が引き金となる ●免疫による治癒がみられない 　　　常在微生物が原因で起こる感染症 ●潜伏期が明確でない ●宿主の抵抗力の減弱が引き金となる ●免疫による治癒がみられない ●感染症の原因となる微生物の特定が困難 である

日和見感染 日和見感染になりやすくなった宿主を易感染宿主と呼ぶ 　　　宿主の抵抗力が減弱したことに つけこんで通常は感染症を起こす 力のない（弱い）微生物が起こす 感染症 日和見感染になりやすくなった宿主を易感染宿主と呼ぶ

免疫機能が健常な場合 Our friendship is going well! Yes indeed!

免疫機能が破綻すると HELP!!! We are not friend any more! HELP!!! HELP!!! HELP!!!

易感染宿主の背景因子 ●血液疾患 白血病、ホジキン病 ●先天性免疫不全 無γグロブリン血症、重症免疫不全 好中球減少症、補体成分欠損症 ●後天性免疫不全 HIV感染症／AIDS ●代謝異常 糖尿病、腎透析 ●医療器具の使用 血管／尿道カテーテル、気管チューブ ●局所の傷害 重度の火傷／外傷、広範囲の外科手術 ●その他 高齢者／新生児

易感染宿主の特徴 ●日和見感染を発症しやすい ●反復感染しやすい ●感染症が長引きやすい ●感染症が治りにくい ●感染症が重症化しやすい

日和見感染病原体 ●細菌；黄色ブドウ球菌／表皮ブドウ球菌、腸球菌、 大腸菌、クレブシェラ、緑膿菌、セラチア、 レジオネラ ●真菌；カンジダ、ニュモシスティス・カリニ、 アスペルギルス ●ウイルス；水痘帯状疱疹ウイルス、単純ヘルペス ウイルス、サイトメガロウイルス ●原虫；トキソプラズマ

入院患者、外来患者、医療従事者、 病院関係者などが病院内で感染し、 発症すること 院内感染 入院患者、外来患者、医療従事者、 病院関係者などが病院内で感染し、 発症すること これに対し 病院外で起こる感染症は市中感染症

院内感染の種類 ●内因感染；患者自身の常在微生物によって起こ る。 ●外因感染；食物、物品、空気や水などに由来す る微生物によって起こる。 ●医原性感染；医療行為が直接の原因で起こる。 ●病院内流行；入院患者が伝染力のある病原微生 物感染症を起こした結果、病院内で感染症が流行 する。

院内感染が起こる要因 ●入院患者側の要因＝易感染性が高まっているか ら ＊基礎疾患；代謝異常症、肝機能障害、免疫不全 ＊新生児／未熟児 ＊化学療法；ステロイド剤、免疫抑制剤、抗がん 剤 ＊広範囲の侵襲；外科手術、外傷／火傷

院内感染が起こる要因 ●微生物側の要因 ＊常在微生物叢の存在 ＊病院内環境 ＊抗菌剤に耐性の微生物が集積しやすい ＊常用消毒剤に抵抗性の微生物が集積しや すい

院内感染原因細菌として 特に重要なもの ●メチシリン耐性黄色ブドウ球菌；MRSA ●バンコマイシン耐性腸球菌；VRE ●Pseudomonas aeruginosa；緑膿菌； Pseudomonas aeruginosa ● Serratia marcescens

菌交代症／歯性菌血症／病巣感染；後期の口腔微生物学で講義！

プレ／ポストテスト4/18/12 正しいのはa間違っているのはbにマークしてください。 ① ヒトと常在微生物の関係は共生関係である。 ② 原則として常在微生物は感染症を起こさない。 ③ 感染とは微生物によって病的な変化が起こった状態を指す。 ④ 不顕性感染したヒトから他のヒトへ感染は起こらない。 ⑤ 健康な皮膚や粘膜は感染防御のバリヤーになりうる。 ⑥ 食細胞は自然免疫の細胞性因子である。 ⑦ 食細胞には特別な異物認識機構が存在する。 ⑧ 補体は獲得免疫にのみ関係する液性因子である。 ⑨ 免疫グロブリンには５つのクラス（５種類）がある。 ⑩ 感染の成立には一定以上の菌数が必要である。

プレ／ポストテスト4/18/12 正しいのはa間違っているのはbにマークしてください。 ⑪　線毛以外に宿主の付着に関連する物質は存在しない。 ⑫　結核菌は細胞内寄生性細菌である。 ⑬　莢膜は細菌を宿主の食細胞の攻撃から守る。 ⑭　外毒素はホルマリンにより無毒化できる。 ⑮　内毒素は外毒素よりも毒性が強い。 ⑯　垂直感染はヒトからヒトへの感染様式を指す。 ⑰　内因感染は外来の病原体によって起こる感染症の総称である。 ⑱　日和見感染は健康な宿主に起こることが多い。 ⑲　易感染宿主の感染症は治りにくい。 ⑳　病院内で新たに発生した感染症を院内感染と呼ぶ。