感染症四方山話（10）：
感染症研究との出会い（2）
Various topics concerning infectious diseases (10) an encounter with infectious diseases research (2)東京女子医科大学

感染症科教授菊池賢

Ken Kikuchi, MD, PhD.(Professor)
Department of Infectious Diseases, Tokyo Women’s Medical University

1. はじめにして、研究会を主催させて頂く栄誉ある機会も得た。私2011 年の感染症四方山話（3）で感染症研究との出合った仲間と行ったものである。様々な成果を上げること会い、特に viridans group streptococci（VGS）との長い付ができたが、私の役割は臨床と基礎のパイプ役を果たしき合いの始まりの話を書いた 。
「おわりに」にあるように、たに過ぎない。今回、ここで取り上げる内容は、こうしたこれは編集部と続きを書く約束になっていたのだが、ずっ数多くの共同研究者との共同作業で生み出されたことと先延ばしにしていた。自慢出来るような研究成果を上を、改めてご認識の上で、本稿を読んで頂きたいと思う。のレンサ球 菌の仕 事はほとんどがこの会を通じて知り

1）げている訳でもなく、この内容を臆面もなく誌面に登場させるには、抵抗感があったのだ。しかし、感染症四方山話（9）が出てから休筆が続いていて、断れなくなった。

2. Streptococcus anginosus groupとStreptococcus intermedius について

私とレンサ 球 菌との 歩 みで避けて通れないのが、

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Lancefieldレンサ球菌研究会である。この会は日本医科

VGS は口腔 内 常 在 菌の最 優 位 菌で、歯 面に多い大学の大國教授、大阪大学歯学部の浜田教授、山梨Streptococcus sanguinis, S. gordoniiなどの属するS. mitis

医科大学の山田教授が世話人となり、特に若手研究group, 舌表面に多く見られるS. salivarius の属するS.

者の育成を目的に「レンサ球菌談話会」として 1992 年

salivarius group, 齲歯の原因として知られるS. mutansのに発足した。昨年からは歴史の長いレンサ球菌感染症

属するS. mutans group, 嫌気環境を好み、歯周ポケット研究会と一緒になり、「レンサ球菌研究会」として発展や扁桃腺窩などに見られるS. anginosus group（SAG）のを遂げている。この会は、当初、旅館などに泊まり込み、4 クレードから構 成される 1）。SAG は S. anginosus, S.

昼間は缶詰になって研究発表・激しいディスカッションをconstellatus, S. intermediusの 3 菌種 5 亜種から成り、以行う一方、夜はかなり羽目を外した宴会が延々と続き、前、“Streptococcus milleri”, “Streptococcus MG”, “minute

繰り広げられた様々なエピソードは「この誌面ではとてもcolony streptococci”などと呼ばれていたグループに相当す書けない伝 説」として語り継がれる、実に楽しい会でる 1）。SAGはいずれもCO2 指向性（capnophilic）があり、あった。読者の方で、このあたりのエピソードを知りたい

嫌気要求性、栄養要求性も比較的高く、血液寒天培地

方は、レンサ球菌を研究テーマにしている50 歳以上の上で観 察されるコロニーが他の VGS に比 べて小さい研究者であれば、誰でもご存知だと思うので、お尋ねさ（minute colonyの由来）。このため、口腔−気道領域のれたい。当時、滅茶苦茶をやっていた若手の研究仲間検体だと、他の発育の良い菌のコロニーに隠れ、特に好達は、ほとんどが教室を運営する責任者になっている。

気培養では検出するのが難しい。レンサ球菌の重要な今、思い返してみても濃厚な凄いメンバーであったと思

鑑 別 点 の 溶 血 性もα, β, γのいずれのタイプ があり、う。私は 1998 年から参加しており、2013 年には世話人とLancefield 血清型もA, C, F か non-typeを示すため、S.

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感染症四方山話（10）：感染症研究との出会い（2）pyogenes, S. dysgalactiaeと間違えられることもある。普段、外膜炎など、やはり化膿性病変を作る傾向が強い。一部

溶血性レンサ球菌以外のレンサ球菌同定に慣れていなの膿瘍から分離された SAG は図 1 に示すようにムコイド

いと、SAGを臨床検体から適切に分離・同定するのはか型を示す場合があり、膿瘍形成の際の白血球の貪食かなり経験を要する。私も最初は無菌部位以外からSAGをら免れる一因になっているのであろう。これは多発性肝集めようとして、その難しさに辟易した。菌の分離は平板膿瘍の患者から分離された株で、あらゆる抗菌薬に感でのコロニーの顔 つきを覚える事から始めるのだが、受性を示していた。しかし、ムコイド基質が抗菌薬の透SAGの場合、兎に角、目がいく溶血性、コロニー性状が過性に影響したかどうかは定かではないが、行った全てバラバラであり、他の VGSや溶血性レンサ球菌との区別の抗菌化学療法が無効だった。この症例では肝臓内にも難しい。γレンサ球菌であれば S. mutansと、βレンサ球無数の蜂の巣状の膿瘍を形成していたため、ドレナージ菌であればS. agalactiae, S. pyogenesなどと区別しにくい。

も出来ず、抗菌薬治療の限界を痛感させられた。

αレンサ球菌の SAG は、はっきり言ってお手上げである。

SAG は口 腔 が 起 源 のことが 多 いため、膿 瘍 では

昔、VGSの同定方法の論文を投稿したとき、reviewerかPrevotella 属 , Fusobacterium 属 , Peptostreptococcus 属ならのコメントで一番答えに窮したのが「SAGを検討しない

どの口 腔 領 域の嫌 気 性 菌などとの混 合 感 染 が 多いのは何故か」であった 2）。何のことはない、当時、検討にが、S. intermediusは SAGの中では、深部膿瘍などから十分な数の分離株を集められなかったからである。唯単独で分離される頻度が高く、病原性が最も高いと考一、役に立つのは平板を開けた時の臭いである。SAGはえられている 4）。その理由として挙げられるのが本菌をピルビン酸からジアセチルを産生し、特有のカラメル臭を特 徴 づける毒 素、intermedilysin（ILY）である。ILY は示すため、純培養のように菌量が多いと気がつくが、口Clostridium perfringensの perfringosin O, S. pneumoniae

腔領域の検体だと他の菌が多数生えているので臭いでの pneumolysin, S. pyogenesの streptolysin O, Listeria

気がつくのは難しいだろう。また、SAGではマクロライド、monocytogenesの listeriolysin O, S. suisの suilysinなどにテトラサイクリン、クリンダマイシン耐性を持つ菌株が存在類似した膜孔形成性細胞溶解毒素であり、S. anginosusすることが知られているが、まだペニシリン耐性の報告はgroupの残り2 菌種を含む他の菌種からの検出は知られない。このような非常に多様な性質を示す一方、他のレンていない 4）。ILYのターゲットはヒト型 CD59（huCD59）
で、サ球菌と鑑別する適当な抗菌薬耐性も持たないので、霊長類以外の動物細胞にはほとんど毒性を発揮しない

選択培地の開発が極めて難しく、実際の SAG の分布、ため、S. intermediusのほとんどは通常検査室で使用さ特に、健常部位での分布はまだよくわかっていないことがれるヒツジやウマ血液寒天培地上では溶血を示さない多く、検査室・研究者泣かせの菌である。しかし、これま（γ溶血性）5）。CD59は活性化補体から自己細胞を守る

での我々の検討では、口腔領域だとS. anginosusは比較タンパクで、CD59 への自己免疫により、活性化補体で的 口 腔 全 域に広く分 布し、S. constellatus は扁 桃、S.

容易に溶血するCD59 欠損赤血球ができると発作性夜intermediusは歯周ポケットのような嫌気度の高い環境に間血尿症（PNH）が起こる 6）。全身性ループスエリテマ

限定されることがわかってきた（投稿中）。我々は SAG3

トーデス（SLE）やシェーグレン症候群（SS）では CD8＋T

菌種の標準株の全ゲノム解析を行い、いくつか、他のレ細 胞で CD59 発 現 が 減 少し、これらの細 胞は通 常のンサ球菌とは異なる代謝経路を見いだしたので、今後はCD59 発現細胞に比してアポトーシスを起こし易く、病態これを応用した選択培地の開発を考えている。と関与することが報告されている 7）。

一方、SAG が引き起こす感染症としては化膿性病変を形成するのが特徴であり、脳膿瘍、肝膿瘍、膿胸などの深部膿瘍の原因となる 1）。VGSは感染性心内膜炎の3. 原発性胆汁性肝硬変（PBC）との出会い起因菌としてポピュラーであるが、SAG の頻度はそれほ前述した Lancefieldレンサ球菌研究会で徳島大学

ど高くない。しかし、SAGによる感染性心内膜炎は通常

歯 学 部の弘田先 生とSAG の雑 談をしていたとき、「S.の S. mitis group 菌種によるものとは臨床像が際立って異intermedius でマウスに歯周病を起こさせると、何故かなっている 3）。弁上の疣贅形成よりは、弁輪部膿瘍、心肝臓の胆管周囲に炎症が起きるんですよ」という一言

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が、引っかかった。研究会から戻って、「動物実験してが発症している 8）。無症候性 PBCは登録患者の 4 〜 5

みたら面白いのだろうか。胆管周囲の炎症というと、原倍はいるものと想定されている。全くの偶然だったが、発性胆汁性肝硬変（primary biliary cirrhosis: PBC）
だ

彼女は PBC の研究をしていて、PBCの肝組織を抗リポなあ。誰か消化器内科で興味を持っている人はいない

タイコ酸（LTA）抗体で染めると、胆管周囲の炎症部位かな？」と思い、研修の同期だった消化器内科の春田が染色されることに気がついて、「LTAの起源を調べる先生に電話してみた。PBCとは閉経後の中年女性に好方法はないか？」と私に連絡しようとしていたところだった

発する肝内小胆管周囲の非化膿性炎症（慢性非化膿のだ。図 2 に PBC 患 者と対 照 の 慢 性 C 型 肝 炎 の 抗性破壊性胆管炎：chronic nonsuppurative destructive

LTA 抗体による免疫染色像を示す 9）。PBCでは小葉間cholangitis CNSDC）を主病態とする原因不明の進行性胆管周囲に浸潤している細胞とその周囲の間質にLTA疾患である 8）。進行すると肝硬変から肝不全となり、肝が染め出されているのがわかる。そこで「こういう話があ移植しか治療の手だてのない難病だが、ほとんど進行るんだけど」と話すと、トントン拍子に事は進んだ。PBCのみられない患者（無症候性 PBC）も存在する。1990 年

患者の血清中の IgG, IgM, IgA classの抗 LTA 抗体の値に特定疾患に指定され、医療費公費負担患者は 15,000を慢性 C 型肝炎（Chronic hepatitis C: CHC）、健常者血人程登録されており、毎年 500 〜 1,000 名程の新規患者

清と比較してみたところ、PBC 患者では IgM, IgA class

コロニー外観莢膜染色（Hiss 染色）
像

図 1 ムコイド型S. anginosus 株

PBC
図 2 PBC 患者と慢性 C 型肝炎（CH-C）
患者肝臓組織の抗 LTA 抗体による免疫染色所見

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慢性 C 型肝炎（CH-C）

感染症四方山話（10）：感染症研究との出会い（2）の抗LTA抗体が有意に高値を示すことが確認できた9）。

（PDC）のE2, E3 binding protein, E1α, E1β, 2-oxoglutarate

次にこの LTA 酸が何のグラム陽性菌由来なのか調べ

dehydrogenase complex（OGDC）E2, branched chain

るため、PBC 患者血清の様々なグラム陽性菌に対する2-oxo acid dehydrogenase complex（BCOADC）E2などで、抗体価を測定することになった。図 3 に結果の一部を示

PBCでは PDC-E2 抗体が最も高率に陽性となる。PBC 患す。様々なグラム陽性菌の中では、レンサ球菌との反者ではこの他にも、抗 gp210 抗体 , 抗 p62 抗体 , 抗 lamin

応性が高く、特に S. intermediusの抗体価が他のレンサB receptor 抗体 , 抗 sp100 抗体、抗セントロメア抗体など、球菌に対する抗体価よりも高いことが明らかとなった。

多種類の自己抗体が陽性になる 4,8）。これらのエピトープ

10）は PDC E2, gp210などで明らかになっているが、その分
4. PBC の自己抗体の起源

子相同性（molecular mimic）の対象となる微生物については今なお、特定に至っていない。これまでに、大腸菌、PBC 検査所見では肝胆道系酵素の上昇、IgM 高値

Novosphingobium aromaticivorans, Propionibacteriumに加え、抗ミトコンドリア抗体が高率に（>90%）陽性にな

acnes, レトロウイルスなどの様々な微生物が候補にあげることから、自己免疫疾患と考えられている。抗ミトコンドられたが、PBC の動物実験モデルなどによる直接的なリア抗体のエピトープは pyruvate dehydrogenase complex

証明はされていなかった 4）。

図 3 PBC 患者、慢性 C 型肝炎（CH-C）
患者、健常者血清の各種レンサ球菌全菌体に対する抗体価

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今回、PBC患者血清のレンサ球菌、特にS. intermedius反応することが明らかになった 12）。ヒトgp210のエプトーの抗体価が高いことを見いだしたが、更に PBC 患者血プとS. intermedius-Hlpの配列を比較すると、エピトープ

清では S. intermedius histone-like protein（Hlp）に対するの共有が確認できたのである（図 4）。しかし、何故、核抗体が高いこと、患者肝組織の免疫染色で PBC 病変膜孔を構成するタンパク核膜孔を構成するタンパクで部位に Hlp が検出されることから、S. intermdiusの菌体ある gp210 に対 する抗 体 が PBC で認められるのか。

成分、とりわけ、LTA, Hlp が molecular mimicとして

Susilowatiらは S. intermediusの産生するILY が胆管上PBC の発症に関与していることが示唆された 9）。

皮細胞に作用すると、核内にカルシウム流入が起こり、Hlp は菌種毎の保存性が極めて高い（種特異性がnuclear factor of activated T cells 1（ NFAT1）を活性化す高い）RNA, 1 本鎖、2 本鎖 DNA 結合性タンパクであり、ることで、細胞傷害をきたすことを報告した 13）。胆管上菌の生育には必須である。レンサ球菌では 91アミノ酸

皮細胞は CD59を高発現していることが知られており、から構成され、2 量体を形成している。細胞内でDNAILYは細胞膜傷害のみならず、核膜傷害により核内タンの複製、転写調整、翻訳調整、ストレス応答などにかかパクの漏出を引き起こしたことにより、自己抗体獲得につわる一 方、Hlp は細 胞 外にも放 出され、細 胞 外 放 出ながると想定された。また、この PBC モデルマウスの脾DNAと共にバイオフィルム形成に寄与し、免疫細胞から臓細胞をT 細胞の欠如した RAG2-/-マウスに移植するの炎症性サイトカイン（IL-8, IL-1β, TNF-α）の分泌を引きと、同じPBC様病変が移植マウスに再現された 14）。これ起こし、糸球体腎炎、リウマチ熱の病原因子としても知らの結果から、本モデルは優れた PBC 動物実験モデルられている。ところが、Hlpには抗ミトコンドリア抗体のとして用いられるのではないかと考えている。おそらく、抗原エピトープであるPDC-E2の EIETDK 配列は含まれPBC 発症に当たっては、閉経等で引き起こされるエストない。それでは Hlpは何と反応しているのであろうか。

ロゲン低下による免疫変化が前段階として存在し、発11）11）症の引き金となるイベントと炎症を継続させ、進行させる
5. PBC 動物実験モデルの確立
先に S. intermdiusは SAGの中でもかなり嫌気度の高いニッチな環境からしか分離されないことを説明した。

6. おわりにその部位として、最も疑われるのが歯周病ポケットであPBCの molecular mimicに関して、候補になった微生る。そこで、マウス歯肉に S. intermdiusを週 2 回、8 週

物はレトロウイルスから、マイコプラスマ、グラム陰性菌、間投与して歯周病モデルを作成し、肝臓にどのようなグラム陽性菌など、非常に多岐に渡る。PBC 患者側の変 化が生じるのか 調 べてみた。驚くべきことに、S.

因子として、HLA-DQB1などの HLA 領域、IL12/IL12R

intermedius は生菌でも加熱死菌でも典型的な肝臓小シグナル伝達、TLR/TNAα−NHκBシグナル伝達、B 細胆 管 周 囲の非 化 膿 性 炎 症 像が観 察され、投 与 終了

胞成熟分化、上皮細胞分化、アポトーシス、小胞体スト

20ヶ月後でもPBC 様の病変は安定して検出された。肝レス応答などの種々の遺伝子多型の影響が明らかに組織では小胆管周囲の非化膿性炎症部位に一致しされている 11）。これらの点から考えても、PBCの発症要て、免疫染色でHlpが検出された（図 5）。まさにヒトPBC因は非常に複雑であり、疾患としての多様性を感じさとそっくりの病態が再現された訳である。ここで更に大せる。現 在、我々は PBC 患 者、PBC 以 外の自己免 疫変興味深い事実が明らかになった。PBC患者にみられ疾患患者、コントロールで歯周病部位から検出されるる抗 gp210 抗 体は近 年、PBC の予 後 予 測 因 子としてSAGの比較解析を行っている。仮に、PBCの一部が S.

注目されている 。PBC 患者全体での陽性率は抗ミトintermediusの歯周の慢性炎症が原因で起きているとすコンドリア抗体に比べて低いが、抗 gp210 抗体陽性患れば、歯周病治療が PBC の予防・治療に直結する可者では陰性患者に比べ、肝硬変へ進展する症例の割能性が出てくる。今後はマイクロバイオーム解析を加え合が高い 。このマウスモデルで抗 gp210 抗体値の上て、本研究を更に進めれば、新しい風景が見えてくるの昇がみられ、かつ、抗 Hlp 抗体はマウスの gp210と交差ではないかと期待している。

12）

4）

4）

6

別々の複雑な経路が必要と推察される。

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感染症四方山話（10）：感染症研究との出会い（2）図 4 マウスPBCモデルの非化膿性破壊性胆管炎病変の抗 Hlp 抗体による免疫染色所見

図 5 S. intermedius -Hlpとヒトgp210エピトープの比較

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