多剤耐性結核菌 – Multiple Drug Resistance tuberculosis(詳細)

病原体の特徴

アメリカ疾病管理予防センター(CDC)の「生物および化学テロ:準備と対応のための戦略的計画」1)によると、多剤耐性結核菌(MDR-TB)はニパウイルス、ハンタウイルス、黄熱ウイルスと並んでカテゴリーCに分類されている。このカテゴリーCとは、第3の優先度であるが、1)入手可能かつ生産と散布が比較的容易、2)高い致死率と公衆衛生に重大な影響をもたらす、との理由で将来的に遺伝子操作等を加えることで生物テロの病原体になりうる感染症と位置づけられている。しかし、短時間のうちに広く浸淫でき多くの人間を無差別に殺戮し、しかも効果的な予防・治療法がないか、または困難といった生物テロリズム(生物テロ)のもつ目的、戦略等を考慮すると、テロ効果の即効性がないことからMDR-TBが多用される可能性は低いと考えられる。しかし、一旦発病すると有効な治療が現時点では期待できない点、ヒトからヒトへの感染・浸透が十分期待できるという意味では、MDR-TBが生物テロの手段となる可能性は排除できない。

MDR-TBとは結核菌に対して最も有効な抗結核薬とされるイソニアジド(INH)、リファンピシン(RFP)の両剤に対して同時に耐性を獲得している結核菌のことである。さらに近年、超多剤耐性結核菌(extensively drug-resistant tuberculosis:XDR-TB)と呼ばれる結核菌も定義された。これはMDR-TBのうちキノロン系薬に耐性かつアミカシン、カナマイシン、カプレオマイシンのどれかに耐性を持つものとされている。

一般的に細菌の薬剤耐性の獲得には、生化学的(主に酵素)に薬剤の修飾・分解による不活化、薬剤の標的部位の変化・膜の変化による薬剤の透過性の低下や薬剤の排出、遺伝子学的には染色体上の遺伝子の突然変異による耐性遺伝子の獲得と耐性プラスミドの獲得があげられるが、結核菌においては染色体遺伝子の突然変異によるものが大部分と考えられており、現在まで耐性プラスミドが分離された報告はない。INH、RFP、ストレプトマイシン(SM)、エタンブトール(EB)の各薬剤に対する耐性菌の出現頻度はおおよそ10-6、10-8、10-6、10-6であり、それぞれが独立して発現する。すなわち、INH、RFP両剤に同時に耐性を示すMDR-TBの出現頻度は各々の耐性化頻度を掛け合わせた値である約10-14と計算される。

MDR-TBの病原性については、過去に病原性は低いとする向きもあったが、1980年代終わりから1990年代前半にかけてアメリカでHIV感染者を中心にした集団感染事例や最近の知見(Science, 312: 2006)2)より、他の結核菌と同様に健常人に対しても十分に結核を発病させる病原性を備えていることが証明されている。さらに、結核菌の全遺伝子が解明された現在においては、病原性に関与する遺伝子を操作し、より病原性を高めたMDR-TBやXDR-TBが生物テロで使用される懸念がある。

結核菌の感染経路は、薬剤感受性に関わらず空気感染が主であるが、一部飛沫感染も認められる。

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主な臨床像

多剤耐性結核といえども、その病態は通常の結核症と一般的には大差はない。すなわち、結核菌に感染しても発病するのは生涯を通じて数%とされており、ほとんどのものでは潜伏感染の形態で推移する。したがって、単純に感染=発病の図式は成り立たないが、逆にこのことが生物テロの手段としては不向きとなる見方はできる。但し、遺伝子操作がなされた結核菌については単純にこれが当てはまらないことは十分考えられる。

結核の臨床症状は多彩であり特徴的なものはないが、HIV感染者か否かに大きく影響される。HIV感染流行以前は報告の約85%は肺に限局しており、残り15%が肺外病変を呈していた。HIV感染者においては38%に肺病変、30%に肺外病変、32%に両病変合併を認めたと報告されている。さらに免疫不全が悪化すると肺外病変の頻度が増加する傾向にある。また、病理所見においても多剤耐性結核菌は感受性菌と比較して広汎な壊死像、少ない肉芽腫性変化、好中球浸潤を伴う炎症性変化、多数の抗酸菌の存在が特徴的とされている。

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臨床検査所見

血液生化学検査

結核菌の薬剤感受性に関わらず、一般的に結核症に特徴的な血液生化学検査所見はない。炎症反応の上昇は比較的高頻度に見られるが、病態が軽度の症例では炎症反応陰性の症例も認められるので注意を要する。

画像検査その他

一般的に肺結核における胸部X線所見では浸潤影、結節影、空洞影、びまん性陰影など極めて多彩な陰影が認められ、特徴的な陰影はない。また胸部CTでは上記所見の他、小葉中心性の陰影や分枝様構造(tree in bud appearance)などが観察される。さらに胸膜炎を合併すると胸水が認められる。

また、HIV陰性の多剤耐性結核症の胸部画像所見では有空洞率が高く、病変も広範囲(学会分類の広がり 3)で胸膜肥厚や気管偏位が強いとされる。一方、HIV陽性例に合併した多剤耐性結核症では感受性感染症と比較し浸潤影、間質性陰影、空洞性病変が高頻度であったとされている。しかし、これらの所見は日常時のものであり、とくにHIV陰性例における多剤耐性結核症は既治療例に多く認められることから、生物テロ発生時の症例にそのまま適応する事はできない。すなわち胸部画像所見で陰影が認められれば結核症は必ず鑑別すべきである。

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確定診断

多剤耐性結核を含め、結核症の診断は臨床検体からの結核菌の証明をもって確定する。各症例における結核菌が薬剤感性菌かMDR-TBかは薬剤感受性検査の結果で判定する。

検体の採取、輸送、保存など

検体は感染病巣の存在するところから採取する。すなわち肺結核であれば喀痰(自発痰、誘発痰(3〜5%高張食塩水吸入後):連続3日間採取することが望ましい)が主な検体であるが、喀痰が得られない場合、気管支・気管支肺胞洗浄液、胃液を検体とする。また粟粒結核を疑えば血液や骨髄、結核性胸膜炎では胸水や胸膜、尿路結核では尿、その他髄液、腹水、リンパ組織、皮膚などの生検組織なども検体となる。

検体は無菌的(喀痰であればうがいなどをさせて雑菌の混入を極力避ける)に採取し、ディスポーザブルの滅菌容器で漏れのない容器に容れる。採取後は直ちに(2時間以内)に検査室に提出する。すぐに提出できない場合は4℃で24時間保存が可能である。凍結は菌の培養陽性率が低下するため避ける。

検体の採取に際しては、院内感染等を防止する対策が必要である。可能な限り陰圧設定された部屋で行うか、十分に換気(戸外換気もしくはHEPAフィルター装着空調機)が可能なところで行う。医療従事者はN95マスクを着用し、検査に際しては無用なエアロゾルの発生を抑えるようにする(とくに気管支鏡検査はリスクが高くその適応は慎重に決定する)。

微生物学的検査法

MDR-TBの検出のための検査では、まず検体から結核菌を検出することが必要で、その後分離された菌の薬剤感受性について検査を行う方法が一般的である。わが国では結核菌の基本的検査法として「結核菌検査指針2007」3)が広く採用され、それにそって結核菌検査を行う。

結核菌検出の検査法として塗抹染色法、培養法、遺伝子診断法が挙げられる(サマリー参照)3)。塗抹染色法は迅速性、簡便性に優れるものの、菌検出感度は低く、結核菌であるかどうかの同定はできない。培養法は菌の検出感度が最も優れた方法であり、後述する薬剤感受性試験を行うためには必須の検査法であるが、迅速性に欠けることが欠点である。さらに遺伝子診断法は迅速かつ高感度であるが、偽陽性の問題や薬剤感受性に関する情報に関しては正確に得られないといった問題点がある。

一方、臨床病態からは薬剤感受性菌によるものかMDR-TBによるものか区別することはできない。この薬剤耐性結核菌の診断においては菌の培養が現在のところ必須であり、薬剤感受性検査の成績により判定する。

結核菌の薬剤感受性検査では、1%小川培地を用いた斜面培地による比率法が標準法となっているが、2007年の検査指針では液体培地による薬剤感受性検査が推奨されている3)。耐性基準薬剤濃度はINH 0.2μg/ml、RFP 40μg/mlなど「結核医療の基準」4)で定められている(1%小川培地)。基準濃度で耐性と判断されれば臨床的には無効と考えられている。参考までに、2002年の我が国の臨床分離結核菌におけるMDR-TBの頻度は初回治療例では0.7%、再治療例で9.8%であった。

一方、米国Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI: M24-A)が推奨している薬剤感受性試験はMiddle brook 7H10寒天培地での%耐性率から判定するagar proportion法である。最近、CLSIは新たにBACTECを用いたradiometric法を推奨しているが、わが国の一般検査室では使用困難である。

さらに、近年薬剤耐性に関与する遺伝子の変異を検出する遺伝子診断法も開発され、RFP耐性菌用の迅速検出キットも発売、保険収載されるなど、その進歩は著しいが、他の抗結核薬に対する耐性の遺伝子診断についてはまだ研究室レベルである。
(抗結核薬と耐性に関与する遺伝子)

  • INH: katG、inhA、ahpC (3遺伝子で90%)
  • RFP: rpoB (>96%)
  • SM: rrs、rpsL (2遺伝子で70%)
  • KM: rrs (70%)
  • EB: embB (65%)
  • PZA: pncA (72~97%)
  • ニューキノロン:gyrA (75~94%)
    *:( )内は耐性菌全体に占める、記載した遺伝子内に変異をもつ株の割合

以上をまとめると、生物テロ発生時には結核の診断と薬剤感受性に関する検査を平行して進めていく必要がある。すなわち塗抹染色法、培養法、遺伝子診断法を同時に行い診断に努めると共に、薬剤耐性に関わる遺伝子診断による耐性のスクリーニングを行うことが必要になってくると考えられる。

*:結核菌(抗酸菌)検査全般(菌種同定、薬剤感受性など)については(財)結核予防会結核研究所抗酸菌レファレンスセンター細菌検査科(御手洗聡科長:042-493-5711)でも問い合わせに応じている。

結核菌検査におけるバイオセーフティに関しては「結核菌検査に関するバイオセーフティマニュアル」にその指針が詳細に示されている。基本的にMDR-TBを含め結核菌はバイオセーフティレベル3に分類されており、検査室はレベル3の取り扱いに準じた設備を備える必要がある。なかでも重要なことは、検査にあたっては「クラスII B」の“全排気型”安全キャビネットを使用することである。

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治療

結核の治療は基本的に「結核医療の基準」に従って化学療法を中心に行う(2008年に日本結核病学会から基準の見直しの提言がなされている5)。今後これに従って改定されることが予想されるため、本稿では提言に従って記載する)。

薬物療法(抗菌薬療法)

通常、結核の標準治療はINHとRFPにPZA、SM(またはEB)を加えた4薬剤の2ヶ月間投与とそれに続くINH、RFPの4ヶ月間投与による強化短期療法である。しかし、この治療は感性菌であることを前提としているため、その後に得られた薬剤感受性検査成績を参考に薬剤を変更すべきである。

一方、多剤耐性結核の治療には現在のところ標準的治療法はなく、過去の治療歴や最近の分離菌の薬剤感受性検査成績を参考に薬剤を選択するが、MDR-TB、XDR-TB感染症の治療は極めて困難で、高頻度に治療失敗例や再発例がみられる。分離された結核菌がINH、RFP、SM、EBのいずれかの薬剤に耐性で、これらの抗結核薬の投与が不適当であると判断された場合にはその分離株の感受性検査成績に従い、次に示す薬剤序列に従い選択し組み合わせて治療を行う。

  • カナマイシン(KM)
  • エンビオマイシン(EVM)
  • エチオナミド(TH、ETH)
  • パラアミノサリチル酸(PAS)
  • サイクロセリン(CS)
  • キノロン系抗菌薬(レボフロキサシン:LVFX、モキシフロキサシン:MFLXほか)*
    *:結核の化学療法における位置づけでは、SM、EBと同等の抗菌力を持つとされている(保険適応外)。

2003年に発表されたアメリカ胸部学会(ATS)/CDC/アメリカ感染症学会(IDSA)のガイドライン6)によれば、INHとRFPに同時に耐性である多剤耐性結核の場合、キノロン系抗菌薬、EB、PZA、アミノ配糖体系抗菌薬の4剤もしくは他の感受性のある薬剤を加えた5剤で18〜24ヶ月間治療を継続することを推奨しており、適宜外科的切除も考慮するよう求めている。また、耐性結核菌に対する治療を変更し薬剤を追加する際には1薬剤ずつ追加していくと順に耐性化して、結局追加した全薬剤に耐性を獲得するので必ず追加すべき全薬剤を同時に投与開始するのが原則である。

HIV感染者に併発したMDR-TBでは臨床経過が急激で治療はさらに困難で予後不良の傾向が強い。多剤耐性結核と診断されてから2〜3ヶ月後の致死率は約80%と高率であり、HIV感染者にとって多剤耐性結核は致死的感染症である。

一方、MDR-TBやXDR-TBで生物テロに使用されるものでは、人為的に遺伝子を操作することにより、現行の抗菌薬全てに耐性を獲得した菌が使用されることも十分に予想される。この場合、薬物治療での治癒は絶望的であり、このタイプの結核菌が予想される場合は早期に外科的治療を検討する。また、近年新規抗結核薬(Diarylquinoline R207910 (Johnson & Johnson)7)、Pyrrole (Lupin)、Nitroimidazole PA-824 (Chiron, TB alliance)、Nitroimidazo-oxazole OPC-67683(大塚製薬)などの開発も行われており、緊急の場合はこれらの使用も検討に値するかもしれない。

その他治療上の留意点

多剤耐性結核症の治療においては、外科治療がかなりの程度の利益をもたらすことがしばしばあり、結核病巣の大部分を切除できた場合、治癒率は有意に改善する。そのため薬物療法に限界を認めた場合には早期に外科治療の適応を考慮する必要がある。その基準として4ヶ月間の化学療法でも培養が陰性化しない症例で、病変が限局していて、心肺機能の予備能が良好な症例が適応となる。手術の時期は化学療法を2〜3ヶ月行い、菌量を減じたところで実施するのが一般的である。

*一般的に排菌を認める結核症に関しては専門の病棟を備えた施設での治療が望ましい。また、分離された結核菌が薬剤耐性菌もしくは多剤耐性結核菌と判明したら、いたずらに化学療法を行わず、速やかに結核専門施設へ患者を移送するか、専門医と緊密に連絡をとりながら適切な治療方針を決定する。

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予防(ワクチン)

結核症の発病予防は潜在性結核症として行う。一般的な結核菌感染では原則としてINH:5mg/kg/日を6ヵ月または9ヵ月(成人)、代替法としてRFP:10mg/kg/日を4ヶ月または6ヶ月投与する5)。一方、多剤耐性菌に感染した可能性がある場合は通常、予防投薬をせずに観察することが勧められている。しかし、HIV感染者などのように結核発症のリスクが特に高い症例では予防投薬を考慮すべきである。感受性があればEBとPZAを6ヶ月間常用量投与することが勧められる。EB耐性結核菌感染の場合はPZAとキノロン系抗菌薬の6ヶ月投与が勧められる。しかし、投薬前に必ず活動性結核でないことを評価しなければならない。

一方、結核の感染、発病を効果的に抑制するワクチンは現在のところ存在しない。唯一の結核ワクチンとも呼べるBCGの効果に関しては限られたものである(幼少児の重症結核に対しては有意に抑制効果を認める)というのが一致した見解である。またリコンビナントBCGやDNAワクチンなどの研究も進められているが実用化には至っていないのが現状である。

患者の隔離や汚染器材等の管理

基本的に多剤耐性結核に限らず結核症全般に対しては改正感染症法(平成19年)が適応され、患者の隔離に対しても感染症法に沿った対応が必要となる。すなわち化学療法施行前の喀痰塗抹陽性肺結核症例など、他者への感染性が高い症例では入所勧告(第19条)の対象となる。しかし、生物テロにより患者が多発した場合、陰圧室などの専門的な設備を備えた指定医療機関側の受け入れが不可能な状況も予想される。このような場合は、一般医療機関においても他の患者と動線が交差しないよう配慮された病室で治療を行う必要が生じてくる。またこの場合、4-aで記載した院内感染防止策を講ずるのは言うまでもない。

一方、汚染器材に関しては、それを介した結核感染はほとんどないと考えられるが、消毒に関しては抗酸菌に有効な消毒薬が限られていることに注意を要する。医療器具、機械に対してはグルタルアルデヒド、次亜塩素酸ナトリウム、両性界面活性剤などが使用される。詳細については日本結核病学会が発表した「結核菌検査に関するバイオセーフティマニュアル」8)を参照していただきたい。

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バイオハザード対策

診療に際しては標準予防策に加え、空気感染予防策を講ずる必要がある。また患者の病室は陰圧室であることが望ましい。その他については院内感染対策に関する文献9) 10)、成書11)や「結核菌検査に関するバイオセーフティマニュアル」を参照して頂きたい。

結核に関する主な問合せ先

  • 厚生労働省 結核感染症課
    03-5253-1111 (2375)
    国の結核行政一般
  • 各都道府県福祉保健部、保健所など
    地域における結核行政、対策一般
  • (財)結核予防会 結核研究所
    042-493-5711
    結核菌検査、結核研究に関する事項
  • 国立感染症研究所
    info@nih.go.jp
    感染症の発生動向、一般情報に関する事項
  • 日本結核病学会
    042-492-2091

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感染症法における取り扱い

結核症に関しても改正感染症法が適応される。この法律の目的の一つに生物テロや事故による感染症の発生、蔓延を防止するために病原体の管理体制を一元的に確立することが挙げられる。これによると、結核症は二類感染症、病原体ではMDR-TBは三種病原体、それ以外の結核菌は四種病原体に分類される。三種病原体では所持や運搬などに関して届出を必要とするようになる。

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参考文献

    1. Biological and Chemical Terrorism:Strategic Plan for Preparedness and Response Recommendations of the CDC Strategic Planning Workgroup. http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/rr4904a1.htm
    2. Sebastien Gagneux, Clara Davis Long, Peter M. Small et al. The Competitive Cost of Antibiotic Resistance in Mycobacterium tuberculosis. Science 312: 1944-1946, 2006.
    3. 日本結核病学会 抗酸菌検査法検討委員会編. 結核菌検査指針2007. 財団法人結核予防会、東京、2007.
    4. 厚生労働省告示第238号. 結核医療の基準. 2004.
    5. 日本結核病学会治療委員会. 「結核医療の基準」の見直し−2008年. 結核 83: 529-535、2008.
    6. American Thoracic Society/Centers for Disease Control and Prevention/Infectious Diseases Society of America: Treatment of Tuberculosis.
      Am. J. Respir. Crit. Care Med. 167: 603-662, 2003.
    7. Koen Andries, Peter Verhasselt, Jerome Guillemont, et al. A diarylquinoline drug active on the ATP synthase of Mycobacterium tuberculosis.
      Science 307: 223-7, 2005.
    8. 日本結核病学会、日本臨床微生物学会、日本臨床衛生検査技師会. 結核菌検査に関するバイオセーフティマニュアル-2005年-第1版. 結核 80: No.6 付録, 2005.
    9. Centers for Disease Control and Prevention (CDC), National Center for HIV/AIDS, Viral Hepatitis, STD, and TB Prevention. Prevention and control of tuberculosis in correctional and detention facilities: recommendations from CDC. Endorsed by the Advisory Council for the Elimination of Tuberculosis, the National Commission on Correctional Health Care, and the American Correctional Association.
      MMWR Recomm Rep. 55(RR-9):1-44, 2006.
    10. Jensen PA, LambertLA, Iademarco MF, et al. Guidelines for preventing the transmission of Mycobacterium tuberculosis in health-care settings. MMWR Recomm Rep 54(17):1-141, 2005.
    11. 日本感染症学会編. 院内感染対策テキスト改訂4版. へるす出版、東京、2002.

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2009年11月09日 20時50分 改訂