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| アクネ菌 | |
|---|---|
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科学的分類 
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| ドメイン： | 細菌 |
| 門: | 放線菌類 |
| クラス： | 放線菌 |
| 注文： | プロピオニバクテリア |
| 家族： | プロピオニバクテリア科 |
| 属: | クチバクテリウム |
| 種： | アクネ菌
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| 二名法名 | |
| アクネ菌 ショルツとキリアン、2016年[1] [2]
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| 亜種 | |
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| 同義語 | |
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アクネ菌（プロピオニバクテリウム・アクネス） [1] [2] [3] [4]は、比較的ゆっくりと増殖し、典型的には空気耐性の嫌気 性グラム陽性細菌 （桿菌）で、ニキビという皮膚疾患と関連している。 [5]また、慢性眼瞼炎や眼内炎[6]を引き起こすこともあり、後者は特に眼内手術後に発症する。そのゲノムは配列決定されており、研究ではいくつかの遺伝子が皮膚を分解する酵素や免疫原性（免疫系を活性化する）の可能性のあるタンパク質を生成できること。 [7]
この種は主に共生関係にあり、健康な成人の皮膚に存在する皮膚細菌叢の一部です。 [8] 健康な思春期前の子どもの皮膚ではほとんど検出されません。この菌は、主に毛包の皮脂腺から分泌される皮脂中の脂肪酸を餌として生息しています。また、消化管全体に生息していることもあります。[9]
もともとはBacillus acnesとして同定されたが[10]、後にプロピオン酸を生成する能力があることからPropionibacterium acnesと命名された。[11] 2016年、P. acnes は生化学およびゲノム研究の結果として分類学的に再分類された。系統樹構造と DNA G + C 含有量の両方の観点から、皮膚菌種は以前にP. acnesとして分類されていた他の種と区別可能であった。[2] [12] 再編の一環として、皮膚菌種に対して新しい属Cutibacteriumが作成され、[2]これには以前はPropionibacterium acnes、Propionibacterium avidum、およびPropionibacterium granulosumとして同定されていたものが含まれる。[1] C. acnesの系統型の特徴付けは活発な研究分野である。[3] [13] [14]
疾患における役割
尋常性ざ瘡
アクネ菌は主に毛包や毛穴の奥深くに生息していますが、健康な皮膚の表面にも見られます。[3] これらの毛包では、アクネ菌は皮脂、細胞残渣、周囲の皮膚組織からの代謝副産物を主なエネルギー源と栄養源としています。皮脂腺の活動亢進による皮脂の産生増加（皮脂腺増殖症）や毛包の閉塞により、アクネ菌が成長して増殖する可能性があります。[15]
アクネ菌は、数種類の消化酵素を含む多くのタンパク質を分泌する。[16] これらの酵素は、皮脂の消化や他の栄養素の獲得に関与している。また、毛包壁を形成する細胞層を不安定にすることもある。毛包内でのアクネ菌の急速な増殖によって生じる細胞損傷、代謝副産物、細菌残渣は、炎症を引き起こす可能性がある。 [17]この炎症は、毛包炎や尋常性ざ瘡 など、いくつかの一般的な皮膚疾患に伴う症状を引き起こす可能性がある。[18] [19]尋常性ざ瘡は、アクネ菌感染に伴う疾患として最も一般的である。 [要出典]アクネ菌は、米国で4,500万人以上が罹患している、最も一般的で普遍的な皮膚疾患の1つである。皮膚科医の診察全体の20%は、ニキビ関連の問題の治療に関連している。この問題は、ホルモン分泌期によく発現する。しかし、成人初期にも明らかである。[5]ニキビ患者の皮膚のC. acnesには量的な違いはないが、C. acnesの系統群は異なる遺伝的および表現型的特徴を示す。C. acnesバイオフィルムはニキビに非常に多く見られ、ニキビと戦うために独特の免疫反応を引き起こす可能性がある。[20]
尋常性ざ瘡は毛包、毛幹、皮脂腺を含む毛包脂腺系の慢性炎症性疾患で、世界中で約6億5千万人がこの疾患に罹患しています。[21] C. acnesは思春期の約1～3年前に皮膚に定着し始め、この時期に指数関数的に増殖します。[22]これが、多くの10代や若い成人がニキビに悩まされている理由です。ニキビの治療には抗生物質が処方されることが多いですが、抗生物質耐性の増加に伴い、抗生物質は現在、過酸化ベンゾイルなどの広域抗菌剤と併用されることが多く、イソトレチノイン（一般にアキュテインというブランド名で知られています）などの他の薬剤が重度または治療抵抗性のニキビ患者に使用されています。[23]
ブドウ球菌 表皮
C. acnesによるダメージとそれに伴う炎症により、影響を受けた組織は黄色ブドウ球菌などの日和見細菌によるコロニー形成を受けやすくなります。予備調査では、健康な毛穴にはC. acnesのみがコロニー形成し、不健康な毛穴には例外なく、他の細菌汚染物質とともに毛穴非常在性Staphylococcus epidermidisが含まれます。これが根本的な原因なのか、単に日和見的で副作用なのか、あるいはC. acnesとこの特定のStaphylococcus種との間のより複雑な病理学的二重性なのかは不明です。[24]現在の研究では、 C. acnesとS. epidermidis は共生関係にあるという考えが示されています。 [25]どちらの細菌も皮膚の正常なフローラに存在し、皮膚上のこれらの細菌のバランスが崩れると、ニキビやその他の細菌感染症を引き起こす可能性があります。[25]
これらの細菌のバランスが崩れると、皮膚の炎症やニキビの原因となるだけでなく、皮膚の治癒力や再生力も低下し、ニキビが長期化して重症化する原因にもなります。また、この乱れは皮膚全体のマイクロバイオームの多様性にも影響を及ぼし、湿疹や酒さなどの他の皮膚疾患に対する感受性を高める可能性があります。この関係のダイナミクスを調査することで、さまざまな皮膚疾患を管理するための新しい治療法への洞察が得られるかもしれません。[26]
眼科合併症
アクネ菌は白内障手術後の慢性眼内炎の一般的な原因である。この病原体は角膜潰瘍を引き起こすこともある。[27]
椎間板ヘルニア
椎間板ヘルニアでは、クチバクテリウム・アクネスが発見されている。[28]この菌が分泌するプロピオン酸は、周囲の骨に微小骨折を引き起こす。この微小骨折は敏感で、抗生物質がこのタイプの腰痛の解決に有効であることがわかっている。[29]
サルコイドーシス
アクネ菌はサルコイドーシス患者の約70％の気管支肺胞洗浄液中に見られ、疾患活動と関連しているが、対照群でも23％に見られる。[24] [30]しかし、医療処置前の無菌組織に感染を引き起こすアクネ菌 の亜種は、ニキビができやすい皮膚を持たない人の皮膚に見られる亜種と同じであるため、局所的な汚染物質である可能性が高い。中等度から重度の尋常性ざ瘡は、毒性の強い菌株と関連していることが多いようである。[31]
日和見感染症
アクネ菌は日和見病原体であると考えられており、手術後や医療機器関連のさまざまな感染症を引き起こします。主な感染症としては、外科手術による感染症、[32]脳神経外科手術後の感染症、[33]人工関節の感染（特に肩関節）、[34]脳神経外科手術後のシャント感染症、人工心臓弁装着患者の心内膜炎（主に男性）などがあります。[ 35]アクネ菌は、 SAPHO（滑膜炎、座瘡、膿疱症、骨増殖症、骨炎）症候群、サルコイドーシス、坐骨神経痛などの他の病態にも関与している可能性があります。[36]また、アルツハイマー病の脳における神経炎症の主な細菌源であるとも疑われています。 [37]血液や脳脊髄液の培養でよく見られる汚染物質です。 [38] [39]
抗菌薬感受性
アクネ菌は、医薬品と天然由来の幅広い抗菌分子に感受性があります。尋常性ざ瘡の治療に最もよく使用される抗生物質は、エリスロマイシン、クリンダマイシン、ドキシサイクリン、ミノサイクリンです。[40] [41] [42]キノロン、セファロスポリン、プレウロムチリン、ペニシリン、スルホンアミドなど、他のいくつかの抗生物質ファミリーもアクネ菌 に対して有効です。 [43] [44] [45]
抗生物質耐性
抗生物質耐性 C. acnes菌の出現は、世界中で深刻な問題となっている。[46] 特に北米とヨーロッパではこの問題が顕著である。[47] C. acnesが最も耐性を獲得する可能性が高い 抗生物質ファミリーは、マクロライド（エリスロマイシン、アジスロマイシンなど）、リンコサミド（クリンダマイシンなど）、テトラサイクリン（ドキシサイクリン、ミノサイクリンなど）である。[48] [49]
しかし、C. acnes菌は、過酸化ベンゾイル、[50]、トリクロサン、[51]、クロロキシレノール、[52] 、グルコン酸クロルヘキシジン など、市販の抗菌製品に含まれる多くの種類の抗菌化学物質に感受性があります。[53]
抗生物質に対するC. acnesの耐性は、1979年の20%から2000年には64%に増加しました。細菌が耐性を持つようになったため、経口マクロライドなどの治療は避けられることが多くなっています。これは公衆衛生上の問題を引き起こし、医療従事者は他の治療法を模索せざるを得なくなります。[20]
治療
いくつかの天然分子や化合物は、C. acnes菌に対して毒性があります。ローズマリー[54] 、ティーツリーオイル[55]、クローブオイル[56]、柑橘類オイル[ 57] [58]などのエッセンシャルオイルには抗菌化学物質が含まれています。天然のハチミツにもC. acnesに対して有効な抗菌作用があることが示されています。[59]
銀[60] 、硫黄[61]、銅[62]などの元素も、 C. acnesを含む多くの細菌に対して毒性があることが実証されています。
サリチル酸は植物（シロヤナギの樹皮とウィンターグリーンの葉）から抽出された天然物質で、ニキビ治療のために皮膚の角質除去を促進するために使用されます。さらに、研究ではサリチル酸（SA）が尋常性ざ瘡を治療するメカニズムを調査しています。ある研究では、SAが皮脂細胞のAMPK/SREBP1（AMP活性化タンパク質キナーゼ）（AMPK/SREBP1経路は、皮膚の皮脂産生を担う細胞である脂腺細胞の脂質代謝の調節に関与するシグナル伝達経路です）経路を抑制し、脂質合成と皮脂産生を減少させることがわかっています。SAはまた、脂腺細胞の炎症反応を軽減し、C. acnesの増殖を減少させます。これらの結果は、SAが尋常性ざ瘡の発症に寄与するいくつかの主要な因子を標的とすることで、尋常性ざ瘡の治療に多面的なアプローチをとることを示唆しています。[63] SAの最小発育阻止濃度は4000～8000 μg/mLです。[64]
光線過敏症
アクネ菌はブラックライトに当てるとオレンジ色に光るが、これはおそらく内因性ポルフィリンの存在によるものである。また、紫外線によっても死滅する。アクネ菌は内因性ポルフィリン-コポルフィリンIIIのため、405～420ナノメートル（紫外線に近い）の範囲の光に特に敏感である。試験管内では、総照射量320 J/cm 2でこの種は不活性化する。[65]光感受性はアミノレブリン酸で前処理することで高めることができ、この化学物質の生成を促進するが、これはヒトに重大な副作用を引き起こし、実際には光処理のみよりも有意に改善されなかった。[66] [67]
その他の生息地
アクネ菌は植物の内生菌であることが分かっている。特に、ブドウの木は、ヒトに関連する菌株と近縁のアクネ菌の内生菌集団を宿しているようだ。この2つの系統は、ブドウの栽培が始まったとされる約7,000年前に分岐した。このアクネ菌の亜種は、その予想外で型破りな生息地を強調するため、風変わりな作曲家フランク・ザッパに敬意を表してザッパと名付けられた。 [68]
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズの Propionibacterium acnes に関連するメディア- 米国国立医学図書館の医学件名標目(MeSH)における Propionibacterium+acnes
- プロピオン酸菌 (Kenyon College)
- BacDive の Propionibacterium acnes の標準株 - 細菌多様性メタデータ