ガス壊疽

ガス壊疽
その他の名前	筋壊死、[説明が必要]クロストリジウム筋壊死
ガス壊疽の患者の右脚切断（半骨盤切除）前の写真。右大腿部は浮腫（腫れ）し、壊死性水疱（大きな水疱）で変色しています。深部触診で捻髪音が聞こえます。この時点で患者はショック状態に陥っており、8時間以内に死亡しました。
専門	感染症

ガス壊疽（クロストリジウム筋壊死とも呼ばれる^[1]）は、壊疽で組織ガスを生成する細菌 感染症です。この致命的な壊疽は通常、クロストリジウム・パーフリンゲンス菌によって引き起こされます。米国では毎年約1,000件のガス壊疽が報告されています。^[2]

筋壊死は、筋肉組織に特有の壊死性損傷の症状です。ウェルシュ菌や土壌由来の無数の嫌気性細菌による感染でよく見られます。細菌は特定の外毒素によって筋壊死を引き起こします。これらの微生物は日和見感染性で、一般的には皮膚の大きな裂傷から体内に侵入します。土壌由来の細菌による壊疽性感染は、20 世紀に入っても兵士の戦闘負傷によく見られました。これは、非滅菌の野外手術と、重度の射撃創の基本的な治療の性質によるものです。^[3]

筋壊死の他の原因としては、ボスロップス属（クサリヘビ科）のヘビによる中毒、血管閉塞（例：2型糖尿病）による虚血性壊死、血液供給を遮断または蓄える腫瘍、播種性血管内凝固症候群またはその他の血栓症などがあります。

ガス壊疽は、筋壊死（筋肉組織の死）、ガス産生、敗血症を引き起こす可能性があります。中毒症やショックへの進行は、非常に急速であることが多いです。壊疽は、大きく黒くなった傷が形成されることと、壊死組織からガスが漏れ出すことで生じる、ある程度の大きくて特徴的な捻髪音によって簡単に気付くことができます。 ^{[引用が必要]}

ガス壊疽にはさまざまな症状が伴います。特徴的なのは、皮膚に黒い病変が泡状に現れ、ガスを産生する細菌が見えるようになることです。症状には以下のものがあります: ^[4]

• 皮膚の変色
• 皮膚に形成された病変から出る「悪臭のある甘い」臭いの分泌物
• 皮膚に特徴的な黒い泡状の病変
• 壊死
• 熱
• 手術または外傷の部位の痛み
• めまい
• 心拍数の上昇
• 患部のしびれ
• 水ぶくれ
• 皮下組織内の空気（捻髪音）
• 腫れ
• 黄疸

クロストリジウム属菌は、他のどの細菌分類群よりも多くの毒素を産生し、毒性も高い。 ^[5] クロストリジウム感染症は通常、日和見感染であり、重篤な既往症のある人に起こる。しかし、クロストリジウム感染症は健康な人にも起こることが知られている。ヒト感染症のほとんどは、4種のクロストリジウム（ボツリヌス菌、ウェルシュ菌、破傷風菌、ソルデッリ菌）によるものである。クロストリジウムは絶対嫌気性菌であるため、血流制限、血管の劣化、動脈硬化症などにより嫌気性になった低酸素組織に感染する。免疫不全の人は感染しやすく、死亡率も高くなる。^[要出典]

クロストリジウム属の菌は、多数の毒性因子を持っています。ガス壊疽に関連する一般的な毒性因子には、α毒素とθ毒素があります。C . perfringens は、感染症の 80～90% の原因であり、この 2 つの毒素を産生します。^{[引用が必要]}

アルファ毒素（α毒素）

C. perfringens のアルファ毒素は、宿主に侵入する際の主な毒性因子であるため、ガス壊疽と広く関連しています。アルファ毒素は溶血と関連しており、感染部位への血流を制限します。周囲の循環系が崩壊すると、好中球と単球、好酸球と好塩基球は感染の標的部位に到達できなくなります。アルファ毒素の溶血作用により、細菌の増殖に不可欠な嫌気性環境が作り出されます。アルファ毒素は、周囲の細胞組織に浸透し、異常な生化学的活性の連鎖を引き起こす能力も示します。^{[引用が必要]}

シータ毒素（Θ毒素）

シータ毒素もC. perfringensによって毒性因子として利用される。シータ毒素は、その対応するアルファ毒素と同様に血管の劣化を促進する。血小板活性化因子が使用され、近くの組織で急性炎症反応を引き起こす。^{[6]この炎症反応は周囲の動脈の収縮につながり、} C. perfringensの増殖と病態生理学にとって嫌気性環境を促進する。^[要出典]

ベータ毒素（β毒素）

ベータ毒素は、腸炎や腸毒素血症を促進する重要な毒性因子である。^[7]この毒素は、細胞の脂質膜の孔を利用して病原性因子を生物に持ち込む。^[要出典]

ガス壊疽は、外毒素産生クロストリジウム属（最も多いのはC. perfringensとC. novyi [ ^{8] [9]}だが、まれにC. septicum ^[10]またはC. ramnosum ^[11]）によって引き起こされる。これらは主に土壌中に生息するが、通常の腸内細菌叢としても生息し、他の嫌気性菌（例：バクテロイデス属や嫌気性連鎖球菌）も存在する。^[要出典]

クロストリジウム属細菌は、組織に壊死性損傷を引き起こすアルファ毒素とシータ毒素の2つの毒素を産生する。^[12]

他の微生物もガス壊疽を引き起こすことがある（例えば、糖尿病におけるクレブシエラ肺炎）。^[13]

ある臨床例では、ガス組成は水素5.9％、二酸化炭素3.4％、窒素74.5％、酸素16.1％と報告されている。^[14]

筋壊死は他のタイプの壊死とは少し異なります。根本的な原因はほぼ同じですが、患者の全般的な健康にとって、影響を受ける組織の種類 (特に筋肉組織) がはるかに重要です。表面的な壊死は見た目が悪く、見た目の悪い瘢痕につながる可能性がありますが、それ以外は患者の生存の可能性や身体能力に同じ程度の影響はありません。ただし、大規模な筋壊死は、その領域全体の動きが失われる可能性が高くなります。壊死による損傷が患肢全体に及ぶと、その肢全体が永久に失われることがよくあります。^{[引用が必要]}

筋肉の損傷の範囲を特定することは難しい場合が多い。なぜなら、C. perfringens は皮膚の下のより深い筋膜層で活動している可能性があるからだ。他の嫌気性感染症とは異なり、これらの感染症の分泌物は膿性（膿で満たされている）ではないことが多い。その代わりに、分泌物は「甘く腐った」または「食器洗い場の膿」と表現されることが多い。なぜなら、通常の膿よりもはるかに薄いからである。これは、クロストリジウム属が放出するレシチナーゼやその他の毒素によって、白血球の一種である好中球が溶解するためである。^[15]

土壌に生息する嫌気性菌は、特に厳しい条件で生き延びるのによく適応しています。多くの場合、栄養の不足や、多数の他の種との資源の競争が発生します。また、 pHと温度の変化もしばしば顕著です。細菌は、自然環境で他の微生物と競争するのに役立つ外毒素を生成する能力を備えていることがよくあります。このような細菌が生きた宿主に侵入できる場合、大量の栄養素、暖かい環境、および豊富な水に遭遇します。これにより、微生物は急速に増殖し、免疫システムの防御能力をはるかに超えます。これは、原核細菌が宿主の免疫システムよりもはるかに大きな増殖能力を持っているためです。細菌の負荷と増殖能力の組み合わせが、微生物が大規模な感染を引き起こす能力の基礎です。このような急速な増殖と並行して、宿主の局所組織に深刻な損傷を引き起こす外毒素が大量に生成されます。そのような外毒素の一つにアルファ毒素があり、これはC. perfringensによって産生され、その病原性における重要な毒性因子である。 ^[16]

大量感染、重度の損傷、宿主の免疫能力の枯渇は、全身性敗血症を引き起こす。これは、免疫系への負担、それに伴う炎症性サイトカインの放出、細菌毒素の分布などが一因である。大量感染は、全身性敗血症性ショックと免疫反応の意図しない損傷効果の組み合わせにより、死に至る可能性が高い。動物では、これらすべての要因によって引き起こされる障害と苦痛により、捕食される可能性が著しく高まる。^{[引用が必要]}

ガス壊疽の診断には様々な診断法が用いられる。筋壊死の発生率が低いため、見逃されやすい診断である。細菌感染は大抵同じ症状を示すため、ガス壊疽の早期診断はまれである。あいまいな症状は予後を悪くするだけである。診断法には以下のものがある：^[15]

• 影響を受けた組織の生検
• 患部からの体液培養
• 壊死した皮下組織を視覚化する磁気共鳴画像法
• 影響を受けた組織内の空気ポケットのX線検査
• 感染部位の体液から採取した細菌株の顕微鏡による同定
• グラム染色

治療は通常、デブリードマンと切除であり、多くの場合切断が必要となる。水溶性抗生物質（ペニシリンなど）だけでは、虚 血筋に十分に浸透せず効果を発揮しないため、効果がない。ペニシリンはC. perfringensに有効である。腹腔内などにガス壊疽が発生した場合は、加圧された酸素を豊富に含む雰囲気の高圧室で患者を治療することができる。感染組織が酸素で飽和し、偏性嫌気性クロストリジウムの増殖が防止される。^[17] C. perfringensの増殖は、酸素の利用可能性が約9～10 kPaの部分圧に相当するときに抑制される（通常の状態での静脈血では4～5 kPa、動脈では11～13 kPa、海面の空気では21 kPa）ため、治療を早期に開始すれば、この病気はほとんどの場合治癒することができる。^[18]

ガス壊疽は治療せずに放置すると、致命的な感染症になる可能性があります。感染症の種類と原因菌を早期に診断することで、予後が大幅に改善されます。医療施設では、患者の細菌感染を阻止するために、予防策が広く採用されています。良好な衛生習慣を実践し、低酸素症や免疫不全状態を引き起こす病気にかかるのを防ぐことで、感染しにくくなり、予後が改善されます。^{[引用が必要]}

筋壊死が治った後も、感染による有害な影響により、患者はさらなる治療を必要とすることが多い。壊死組織の除去後、皮膚移植が必要になることが多い。筋壊死を経験した患者は、再発感染を防ぐために高圧酸素療法を必要とする。^[19]

クロストリジウム属菌は土壌、特に畜産に使われる土壌に多く生息しています。^[5]医療施設では、不衛生な環境が蔓延すると繁殖します。米国では、筋壊死の発生率は年間約1,000件に過ぎません。^[20]

第一次世界大戦と第二次世界大戦中、クロストリジウム筋壊死は創傷の5％で発見されましたが、創傷ケア、消毒、抗生物質の使用の改善により、ベトナム戦争までにその発生率は戦争関連の創傷感染症の0.1％にまで低下しました。^[20]

早期発見、外科的治療、抗生物質治療、高圧酸素療法などの最善のケアを行えば、死亡率は20～30％、5～10％まで低下する可能性がある。治療しなければ、この病気の死亡率は100％となる。^[20]

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  ガス壊疽に対する半骨盤切除術
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  顕微鏡で検査した筋肉生検（ヘマトキシリン・エオシン染色、ズーム 100 倍）：筋繊維間の大きな白い領域はガス形成によるものです。
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  筋肉生検のグラム染色では、感染した筋肉組織内にグラム陽性、桿状、嫌気性、胞子形成細菌が見つかりました。この結果は、 C. perfringensによる感染と非常によく一致しています。
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  肩のガス壊疽。

• 黒脚病（家畜の類似の病気）
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