1053
Klebsiella capsular
pneumoniae
DT0S株
polysaccharide及
に よ る マ ウ ス肺 炎 発 症 に お け る
びlipopolysaccharideの
役 割 につ い て
東邦大学医学部微生物学教室 舘 田
一博
平淳
洋一
山口
恵三
五 島瑳 智 子
長崎大学医学部第2内 科学教室 松本
哲哉
古谷
信彦
賀来
満夫
河野
茂
下 口
和矩
原
耕平
(平成4年3月4日
入船
賢司
受付)
(平成4年3月31日 受理)
Key words:
K. pneumoniae, capsular Interleukin-1, chemotaxis
要 Klebsiella pneumoniae肺 (LPS)の
炎 発 症 に お け るcapsular
役 割 を 明 ら か に す る こ と を 目的 に,ム
られ た 非 ム コ イ ド型DT-X株 DT-S株
polysaccharide,
lipopolysaccharide,
旨 polysaccharide
コ イ ド型DT-S株
(CPS)及
及 び 本 菌 を 自然 継 代 す る こ と に よ り得
に よ る マ ウ ス肺 炎 モ デ ル を作 製 し比 較 検 討 し た.
を マ ウ ス 肺 に 感 染 させ た 場 合 に は,肺 胞 腔 に お け る菌 増 殖,肺 胞 隔 壁 を 中 心 とす る 炎 症 細 胞 浸
潤 を 特 徴 とす る 結 節 性 の 致 死 性 肺 炎 が 形 成 さ れ た.こ
れ に 対 しDT-X株
を感 染 させ た 場 合 に は,肺 胞 腔
に 著 明 な炎 症 細 胞 の 浸 潤 を 認 め る 境 界 不 明 瞭 な 肺 炎 像 が 形 成 され た が,マ た.肺 CPSに
胞 腔 にDT-S株 はLPSに
のCPS,LPSを
4μg/mlよ
(IL-1)産
た,CPS,
生 能 を 比 較 した と こ ろ,CPS100μg/mlと
LPSの
マク ロファー
い う高 濃 度 刺 激 に お い て
り弱 いIL-1誘 導 活 性 しか 見 られ な か っ た.
以 上 の 結 果 よ り,菌 体 の 最 外 層 に 存 在 す るCPSは よ る 炎 症 細 胞 遊 走 反 応 やIL-1産 考 え られ た.そ
ウ ス の 死 亡 は認 め られ な か っ
注 入 して こ れ ら菌 体 成 分 の 炎 症 細 胞 遊 走 作 用 を 比 較 した と こ ろ,
比 べ 弱 い 炎 症 細 胞 遊 走 活 性 しか 認 め られ な か っ た.ま
ジ に お け るInterleukin-1 もLPS
びlipopolysaccharide
し て,こ
のCPSの
こ の 内 側 に外 膜 の 構 成 成 分 と して 存 在 す るLPSに
生 を ブ ロ ック す る こ とに よ り本 菌 肺 炎 の 発 症 に 関 与 し て い る 可 能 性 が 存 在 がK.
pneumoniae肺
炎 に お け る組 織 像,感
染 症 の 進 展 に大 き く
関 与 して い る こ と が 示 唆 さ れ た.
序
た,そ
文
Klebsiella pneumoniaeは ラ ム陰 性 桿 菌 で あ り,ヒ
通 常 泰 膜 を 有 した グ トに お け る呼 吸 器 感 染 症
の 起 炎 菌 と して 重 要 な意 義 を有 して い る1).本 菌 に よ る典 型 的 な 肺 炎 像 は,胸 部X線
にお い て 緊 満
の病 理 像 に お い て は 組 織 破 壊 の 強 い 肺 炎 像
を 形 成 す る こ と が 特 徴 的 と さ れ て お り,感
能 の 低 下 した 患 者 に お け る本 菌 肺 炎 患 者 の 死 亡 率 は20∼54%と
い う報 告 も 見 ら れ る53).
本 菌 の 病 原 性 因 子 し て は,そ
の菌 体 外 に 多 量 に
性 の 大 葉 性 肺 炎 を 示 す こ とが 知 られ て お り,こ れ
存 在 す るcapsular
は 臨 床 的 に はbulging
膜 の 構 成 成 分 で あ るlipopolysaccharide
別 刷請 求 先:(〒143)大
signと 呼 ば れ て い る2).ま 田 区大 森西5-21-16
細 胞 に 対 す る抵 抗 性,補 舘田
平 成4年8月20日
polysaccharide
ど が 知 られ て い る4)5).特 にCPSに 東邦 大 学 医 学部 微 生 物 学教 室 一博
染防御
(CPS)及
び外
(LPS)な
関 し て は,貧 食
体 に 対 す る抵 抗 性 な どが
報 告 さ れ て お り,本 物 質 はK.
pneumoniaeに
よる
舘田
1054
一博 他
肺 炎 発 症 に お い て重 要 な病 原 因 子 で あ る こ とが 知
用 い た.DT-S株
られ て い る6).
い て 同 一 のbiogram結
K. Pneumoniae肺
炎 の 発 症 機 序,治
療 効果を検
討 し た 多 く の 動 物 実 験 モ デ ル が 報 告 さ れ て い る. Nishiら7)は,K.
pneumoniae
DT-S株
ウ ス 噴 霧 感 染 モ デ ル に お い て,ヒ と 同 様 な 組 織 破 壊 の 強 いK.
トに お け る も の
pneumoniae肺
デ ル を 報 告 し た.Irifuneは8)こ DT-S株
を用いた マ
のK.
炎 モ
pneumoniae
噴 霧 感 染 モ デ ル に お い て,一
般 に抗 マ ク
2.K.
とDT-X株
はvitek
pneumoniae
DT-S株CPS及
調整 DT-S株CPSはCryzら11)の をTrypticase
方 法 に 準 じ,本
soy broth
培 養 液 を20,000g,30分
(BBL)で18時
の培養
上 清 に10%セ
な る よ
タ ブ ロ ン を 終 濃 度 が0.5%と
の 沈 澱 物 を 回 収 し た.こ
走 が 認 め ら れ 肺 炎 像 が 大 き く変 化 す る と い う結 果
エ タ ノ ー ル を 終 濃 度 が25%と
を 報 告 し て い る.ま
4℃ に て16時
DT-S株
肺 炎 の 全 身 免 疫 に よ る感 染
防 御 効 果 は,CPSや
外 膜 蛋 白 よ り も 主 にLPSに
間 培 養 後,
体 成 分 を 沈 澱 さ せ 培 養 上 清 を 回 収 し た.こ
す る こ と に よ り肺 胞 腔 に ま で 著 明 な 炎 症 細 胞 の 遊
pneumoniae
菌
間 遠 心 す る こ と に よ り菌
う に 加 え 室 温 で30分 間 撹 搾 し た 後,遠
ウ ス に お け るK.
お
びLPSの
ロ フ ァ ー ジ剤 と して 知 られ る カ ラ ゲ ナ ンを 前 投 与
た,マ
systemに
果 を 示 し た.
心 に よ りそ
れ を1MNaClに
溶 解 後,
な る よ う に 加 え,
間 撹 拝 し た.10,000g,30分
る こ と に よ り核 酸 を 除 去 し た 後,エ を さ ら に80%ま
間遠心す タ ノ ール 濃 度
で 上 げ る こ と に よ り沈 澱 物 を 回 収
対 す る 抗 体 価 の 上 昇 と相 関 し て い る こ と が 報 告 さ
し た.こ
れ て い る9).我
遠 心 し た 後,そ
の 上 清 を凍 結 乾 燥 す る こ とに よ り
DT-S株CPSを
得 た.さ
々 も こ のK.
pneumoniae
に よ る 感 染 症 に 興 味 を も ち,本 LPSの
DT-S株
菌 のCPS及
び
炎 症 細 胞 遊 走 作 用 を マ ウ ス胸 膜 炎 の 系 で
検 討 し た と こ ろ,本
菌 感 染 症 で み られ る炎 症 細 胞
遊 走 反 応 に はCPSに
比 べLPSが
強 く関 与 し て
い る こ と が 明 ら か に な っ た10).し
か し,K.
pneumoniae
DT-S株
CPS,
役 割 につ い て は い ま だ 明 らか に され
LPSの
に よ る肺 炎 の発 症 に関 す る
て い な い. 今 回,K. CPS及
を 除 去 す る 目的 で,ジ
pneumoniaeに
よ る肺 炎 発 症 に お け る
役 割 を 明 らか にす る こ とを 目的
コ イ ド型K.
pneumoniae
DT-S株
及 び本 菌
を 自 然 継 代 す る こ と に よ り得 られ た 非 ム コ イ ド型 変 異 株 に よ りマ ウ ス 肺 炎 モ デ ル を 作 製 し,肺 の 相 違 を 組 織 学 的 に 検 討 し た.ま け る 本 菌CPS,
LPSの
す る と と も に,こ
た,肺
炎像
胞腔 にお
炎 症細 胞遊 走作 用 を比較
れ ら のInterleukin-1(IL-1)産
有 率 はLimulus
のLPS含
に て0.1%以
行 っ た.菌
精 製 はWestphal法13)に
体 を 熱 湯 に 懸 濁 し,こ
に な る ま で68℃
以 上 で 約10分
ム コ イ ド型K.
日 間 透 析 し た 後,こ
K-1,武
Trypticase
田 薬 品 研 究 所 よ り分 与)及 soy agar
(BBL)で
び本 菌 を
自然 継 代 す る こ と
に よ り得 ら れ た 非 ム コ イ ド型 変 異 株(DT-X株)を
cut off)に
て3
れ を 凍 結 乾 燥 し てDT-S株
ウス 肺 炎 モ デ ル の 作 製 ウ ス(4W,♂)を
株 又 はDT-X株
DT-S株(capsular
W.
間遠心 す られ た 沈 澱 物
し て 使 用 した.
ICR系SPFマ
た.感 pneumoniae
間 撹 拝 し た.そ し て,
を セ ル ロ ー ス 透 析 膜(8,000M.
ル(ATOM,3Fr)を
用菌株
れ に 等 量 の90%
こ の 菌 体 懸 濁 液 の 水 層 を100,000g,2時
3.マ
て
体 が 半 透 明 の均 質 な懸 濁 液
る こ と に よ り沈 澱 物 を 回 収 し た.得
LPSと
assay
下 で あ っ た.
DT-S株LPSの
に て 麻 酔 し た 後,経
type
メ チ ル ス ル ホ オ キ シ ドー ア
DT-S株CPS中
の で 報 告 す る.
1.使
らLPS
の よ うに して 得 られ た
生 能 につ い て も検 討 を 行 い 若 干 の知 見 が 得 られ た
材 料 と方 法
ら に,こ のCPSか
間
ル カ リ処 理 を 行 っ た12).こ
フ ェ ノ ー ル を 加 え,全
びLPSの
に,ム
れ を 蒸 留 水 に 溶 解 し,100,000g,16時
染48時
ネ ンブタール
気道 的に静脈留置 用 カテ ーテ マ ウ ス 気 管 に 挿 入 後,DT-S
約5×106CFU/0.05mlを
接 種 し
間 後 に マ ウ ス 肺 を 摘 出 し た 後,ホ
マ リ ン 固 定 切 片 及 び 凍 結 切 片 を 作 製 し た .ホ リ ン 固 定 切 片 はHE染 ブ ル ー 染 色 及 びPAS染 察 し た.本
色,凍
ル ルマ
結 切 片 は アル シ ア ン
色 を 行 い肺 炎 病 理 像 を観
実 験 に お け る経 気 道 的 な マ ウ ス肺 炎 モ 感 染症 学 雑 誌
第66巻
第8号
K.pneumoniae肺
デ ル に お い て,DT-S株 染3日
炎 発 症 に お け るCPS,
を 感 染 させ た 場 合 に は 感
後 よ り マ ウ ス の 死 亡 が 認 め ら れ7日
に100%の
マ ウ ス が 死 亡 し た.こ
目ま で
れ に 対 し,DT-X
LPSの
1640(FCS5%, 1×10-4M)に
Trypticase
soy
の増 殖 曲線 の 比 較
brothにDT-S株
株 を 約106CFU/mlと
又 はDT-X
な る よ う に 接 種 し た 後,35℃
PHA2μg/ml,
フ ァ ー ジ 培 養 上 清 を100μl加 て72時
間 培 養 し た.細
取 り 出 し 生 菌 数 を 測 定 し た.
体 体 積 の比 較
soy
枚 ず つ に 接 種 し た 後,35℃ 24,48時
に て 培 養 し た.培
間 後 に そ れ ぞ れ40枚
し た 菌 体 を 回 収 し,そ 6.DT-S株CPS及
養12,
の寒 天 培 地 上 に 増 殖
様 に 処 置 し た2
績
及 びDT-X株
像 の 比 較(Fig.
1,
1にDT-S株
2,
に よ る肺 炎 の 肺 病 理
3, 4)
に よ る肺 炎,Fig.
2にDT-X
株 に よ る肺 炎 のHE染
びLPSの
に よ る 肺 炎 像 は 結 節 性 で 境 界 が 明 瞭 で あ り,周
炎 症細 胞 遊 走 能
色 所 見 を 示 し た.DT-S株 辺
の 正 常 肺 胞 腔 が 結 節 性 病 変 に よ り圧 迫 さ れ て い る
DT-S株6.4×107CFU中
のCPS及
びLPS量
を そ れ ぞ れ カ ル バ ゾ ー ル 硫 酸 法,Limulus キ シ カ ラ ー,生
こ ろ,そ
化 学 工 業)に
れ ぞ れ26μg,
35μgで
DT-S株CPS10,50μgま
assay
て測 定 した と
あ っ た.そ
こ で,
像 が 観 察 さ れ た.肺
胞 隔 壁 に は 著 明 な炎 症 細 胞 の
浸 潤 が 認 め ら れ た が,肺
内 の 肺 胞 腔 内 容 は 明 ら か で は な か っ た が,肺
示 し て い た.一 方,DT-X株
後,24時
不 明 瞭 で あ り,病
清)2
て 気 管 支 肺 胞 洗 浄 を 行 い,各 々 の 遊 走 細 胞 数
を チ ュ ル ク 液 を 用 い 血 球 計 算 盤 に て 計 算 し た. 7.DT-S株CPS及
びLPS刺
激 に よ る肺 胞 及
び 腹 腔 マ ク ロ フ ァ ー ジ のIL-1産 ICRマ
(5%FCS)で
洗 浄 す る こ とに よ
り腹 腔 内 及 び 肺 胞 内 細 胞 を 回 収 し た.こ 5%CO2,37℃
に て1時
1640(5%FCS)に
て3回
着 細 胞 を 除 去 し,残
の細胞 を
洗 浄 す る こ と に よ り非 付
った 付 着 細 胞 を そ れ ぞ れ 腹 腔
腔 マ ク ロ フ ァ ー ジ(1×106cell)及
び肺
胞 マ ク ロ フ ァ ー ジ(2×105cell)にDT-S株LPSま た はCPSを
加 え て5%CO2,37℃
し た 後,培
養 上 清 中 のIL-1活
平 成4年8月20日
に よ る肺 炎 像 は境 界 が
に よ り満 た さ れ て い た. Fig.3,4に
そ れ ぞ れDT-S株
炎 病 変 部 の 凍 結 切 片 後PAS染
に よ る結 節 性 肺 色所 見及 び アル シ
に て24時 間 培 養 性 を 測 定 し た.
色像 にお い
て 肺 胞 腔 がPAS陽
性 の 菌 体 で 充 満 され て い る像
が 観 察 さ れ た.肺
胞 腔 に お け る菌 体 は一 定 の 間 隔
を お い て 配 列 す る 傾 向 が み ら れ,菌 はCPSと
間 培 養 し た 後,RPMI-
マ ク ロ フ ァ ー ジ 及 び 肺 胞 マ ク ロフ ァ ー ジ と し て使 用 し た.腹
胞腔
変 部 の 肺 胞 腔 は 多 数 の炎 症 細 胞
ア ン ブ ル ー 染 色 所 見 を 示 し た.PAS染
生
ウ ス の 腹 腔 及 び 肺 胞 腔 を そ れ ぞ れ5ml,2
mlのRPMI-1640
色 で は結 節 性 病 変
は 円 形 に 拡 大 し て お り正 常 肺 胞 腔 に 比 べ 緊 満 性 を
た はLPS10,50μgを
間 後 にPBS(0.1%EDTA,5%血
胞腔 には炎症細胞 は ほ と
ん ど認 め ら れ な か っ た.HE染
上 述 した 経 気 道 的 投 与 法 に て マ ウ ス 肺 に 投 与 し た
mlに
果 は,同
れ ぞ れ の 体 積 を 測 定 し た.
の比 較
法(ト
間 前 に3H-
お け る カ ウ ン トの 平 均 値 で 示 し た.
1.DT.S株
Fig.
に
え,胸 腺 細 胞 の 増 殖 に と も
成
agar120
れに マク ロ
え,5%CO2,37℃
取 り込 み を 液 体 シ ン チ レ ー シ ョ ン カ ウ
はDT-X株
2.0×108CFU/plateをTrypticase
な る よ うに
胞 回 収 の18時
ン タ ー に て 測 定 し た.結 組 のwellに
DT-S株1.2×108CFU/plate又
な
2-mercaptoethanol
96穴 マ イ ク ロ プ レ ー ト上 に 調 整 し,こ
な うRIの の 増 殖 に と も な う菌
て 行 っ た.す
て1.5×106cell/100μlと
thymidineを0.5μCi加
及 びDT-X株
assayに
ウ ス の 胸 腺 細 胞 をRPMI-
で 振 湯 培 養 を しな が ら経 時 的 に 液 体 培 地 の 一 部 を
5.DT-S株
ウス胸 腺 細 胞 を 用 い た
comitogenic
わ ち,C3H/HeJマ
て マ ウ ス の 死 亡 は 認 め ら れ な か っ た. 及 びDT-X株
1055
IL-1活 性 の 測 定 は,マ thymocyte
株 を 感 染 さ せ た 場 合 に は10日 間 の 観 察 期 間 に お い
4.DT-S株
役割
考 え ら れ るPAS弱
さ れ て い た.ア PAS染
体 と菌 体 の 間
陽 性 の物 質 で満 た
ル シ ア ン ブ ル ー染 色 に お い て も
色 と 同 様 に,肺 胞 腔 は ア ル シ ア ン ブ ル ー 陽
性 を 示 す 菌 体 物 質 で 満 た さ れ て い た. 2.DT-S株 Fig.
及 びDT-X株
5にDT-S株
の増 殖 曲線 の比 較
及 びDT-x株
で の 増 殖 曲 線 を 示 し た.106CFU/ml前 れ たDT-S株
及 びDT-X株
の 液 体 培 地 中 後 で接種 さ
は と も に6時
間培 養
1056
舘田
Fig.
1 K.
Mice
lung
pneumoniae
nous
pneumonia.
ened
with
alveolar few
Fi g.
3
spaces
Mice
of
ged
(HE
hours
with
bacteria. in
existence
were
Bacterial
but
there
inoculation
body
were
bacterial
were
48
hours
after
DT-X. in
characterized of
lar
(HE
stain, •~100)
lung
48
spaces.
4 K.
Mice pneumoniae
packed same
with as
Fig.
hours
alucian 3.
cell
after
blue
from
expansive
and
into
alveo-
inoculation
Alveolar blue
(Alcian
induced
findings
not
inflammatory
DT-S.
with
strain
pathological with
many
inoculation
This
infiltration
Fig.
arran-
lung
pneumonia
DT-S,
suggest-
body.
Mice pneumoniae
different
The
were
which
2 K.
with
spaces
spaces,
around
Fig.
thick-
cell.
Alveolar
alveolar
of CPS
with
stain, •~100)
after
DT-S.
separately
septa
他
volumi-
inflammatory
ballooning
cell.
48
inoculation expansive,
alveolar
showed
lung
after
showed
The
pneumoniae
packed
hours
infiltration
inflammatory
K.
ed
48 DT-S
一博
with
spaces
positive
were
bacteria
stain, •~1,
as
000)
(PAS
stain, •~1,000)
い た っ て お り,DT-X株 後 に109CFU/ml前
後 ま で 増 殖 し て お り,両 者 の 間
3.
DT. S株
及 びDT-X株
4.DT」S株CPS及
の 増 殖 に と も な う菌
及 びDT-X株
の 増 殖 に とも
な う菌 体 体 積 の 変 化 を 示 し た.DT-X株 の 寒 天 培 地 に 接 種 さ れ た8×109CFUの 12時 間 後 に1.8mlの た.こ れ に 対 し,DT-S株 の 菌 が 培 養12時
で は,40枚 菌 が培 養
体 積 に 増 加 した だ け で あ っ に お い て は4.8×109CFU
間 後 に18.4m1の
体 積 を 占め るに
びLPSに
よ る炎 症 細 胞 遊
走 Fig.
Fig.6にDT-S株
の 体 積 を示
し た.
で 増 殖 速 度 に 差 は 認 め ら れ な か っ た.
体体積 の比較
に 比 べ10.2倍
7にDT-S株cPs及
びLPSを
経 気 道 的
に マ ウ ス 気 管 内 に 注 入 し た 場 合 の24時
間後 の 肺 胞
気 管 支 洗 浄 液 中 の 細 胞 数 を 示 し た.LPS
10, 50μg
を 注 入 し た 場 合 の 遊 走 細 胞 数 は そ れ ぞ れ(4.5± 1.6)×105CFU(4.3±2.8)×106CFUで こ れ に 対 し,CPS10,50μgを
あ った . 注 入 した 場 合 の 遊
走 細 胞 数 は そ れ ぞ れ(3,2±0,7)×105CFU, 感 染 症 学 雑誌
第66巻
第8号
K.pneumoniae肺
炎 発 症 に お け るCPS,LPSの
Fig. 5 Comparison of growth curve of K. pneumoniae DT-S (open circle) and DT-X (closed circle) in broth medium. There were no difference in growth curve between these two strains.
Fig. 7
役割
1057
Chemotactic
into mice
response
lung 24 hours
of inflammatory
after
or LPS of K. pneumoniae CPS 501cg induced inflammatory
inoculation
DT-S.
lesser
extent
cell of CPS
Inoculation
of
of infiltration
of
cell into
lung than
that
CFUで
あ り,CPSは
of LPS 50
pg.
Fig. 6
Comparison
of bacterial
pneumoniae DT-S (closed circle) after DT-S strain showed volume than that of incubation.
volume
of K.
(open circle) and DT-X incubation on agar plate. 10 times more increase of DT-X strain after 12 hours
(2.4±1.0)×105 腔 に お い てLPSに
マ ウス 肺 胞
比較 して弱 い炎症細 胞遊 走 活
性 し か 認 め ら れ な か っ た. 5.DT-S株CPS及
びLPS刺
激 に よ るIL-1産
生 肺 胞 及 び 腹 腔 マ ク ロ フ ァ ー ジ をDT-S株CPS 及 びLPSで をTable
刺 激 し た 場 合 の 培 養 上 清 中IL-1活 1に
示 し た.肺
DT-S株LPS4μg/mlで cpmと
刺 激 し た 場 合 に は3,750
コ ン ト ロ ー ル460cpmに
性 が 認 め ら れ た.一 CPSで
方,肺
認 め ら れ な か っ た.同
平 成4年8月20日
比 べ 高 いIL-1活
胞 マ ク ロフ ァージを
刺 激 し た 場 合 に はCPS100μg/mlと
高 濃 度 に お い て も551cpmと
い う
コ ン トロ ール と差 は
様 に腹腔 マ クロファージを
CPS及
びLPSで
LPSと
比 較 し て 弱 いIL-1誘
な か っ た.
性
胞 マ ク ロ フ ァー ジ を
刺 激 し た 場 合 に も,CPSに
は
導 活 性 しか 認 め ら れ
舘田
1058
一博 他
れ て い る こ とか ら,本 菌 肺 炎 の発 症 に お い てCPS
Table 1 IL-1 production of alveolar and peritoneal macrophage after stimulation with CPS or LPS of K. pneumoniae DT-S. Stimulation with CPS, even at a concentration of 100/ug/ml, induced weaker IL-1 activity than stimulation with LPS 4,ug/m1 of DT-S strain
の存 在 が 生 体 の炎 症 細 胞 遊 走 反 応 に何 等 か の 変 化 を 与 え る こ とに よ りこ の様 な肺 炎 像 の違 い を 引 き 起 こ して い る可 能 性 が 考 え られ た. 一般 に ,K.pneumoniaeが 呼 吸 器 に侵 入 し て肺 炎 を発 症 させ る た め に は,肺 胞 腔 に存 在 す る肺 胞 マ ク ロ フ ァ ー ジ に 抗 して 増 殖 を 開 始 しな け れ ば な らな い.感 染 局 所 に お け る マ ク ロフ ァ ー ジ は,侵 入 し て き た 細 菌 を 自 ら貧 食 殺 菌 す る と と も に, LPSな
ど の細 菌 菌 体 成 分 の刺 激 に 反 応 し て 種 々
のmediatorを
放 出 し,炎 症 局 所 へ 好 中 球 を 動 員
す る とい う働 きを 有 して い る14)15).今回 の 実 験 に お い て,K.pneumoniae LPSを
DT-S株
比 較 し て弱 い 炎 症 細 胞 遊 走 活 性 しか 認
め られ な か っ た.ま た,in フ ァ ー ジ をCPSま
察
今 回 の マ ウス を 用 い たK.pneumoniae肺 デ ル に お い て,多 量 のCPSを DT-S株
とCPS産
炎モ
菌体 外 に産生 す る
生 の 低 下 したDT-X株
く異 な る肺 炎 像 を 示 した.DT-S株
で は全
を 感 染 させ た
vitroに お い て マ ク ロ
た はLPSで
刺 激 し て培 養 上
清 中 のIL-1活 性 を 測 定 した と こ ろ,CPSで μg/mlと
は100
い う高 濃 度 に お い て もLPS4μg/mlに
比 較 して 弱 いIL-1活 性 が 認 め ら れ た だ け で あ っ た.IL-1は
細 菌LPSな
どの 刺 激 に よ りマ ク ロ
場 合 に は緊 満 性 の 境 界 明 瞭 な結 節 性 病 変 の 形 成 が
フ ァ ー ジ か ら産 生 さ れ る 重 要 なmediatorで
み られ,こ れ は 臨 床 に お け るK.pneumoniae肺
り,抗 原 非 特 異 的 なT細
の 特 徴 で あ るbulging
炎
signに よ く類 似 した 肺 炎
像 で あ る と考 え られ た.肺 凍 結 切 片 のPAS染 所 見 で は,肺 胞 腔 はPAS陽
色
性 の菌 体 成 分 で 占 め
び
マ ウ ス の 肺 に 直 接 注 入 し た と こ ろ,CPS
はLPSに
考
のCPS及
あ
胞 活 性 化 因子 と して 生 体
の免 疫 系 に作 用 す るば か りで な く,炎 症 細 胞 遊 走 や 急 性反 応 性 物 質 の 産 生 誘 導 に 関 与 す る こ とが知 られ て い る16).本 実 験 に お い て,K.pneumoniae
られ て お り,炎 症 細 胞 は肺 胞 隔 壁 に 多 数 存 在 す る
DT-S株
も の の,菌
活 性 が 弱 く,マ ク ロ フ ァ ー ジ に お け るIL-1誘 導 能
の存 在 す る肺 胞 腔 に は ほ とん ど認 め ら
れ な か った.DT-S株
に よ る肺 炎 は 時 間 の 経 過 と
のCPSはLPSに
比 較 し て炎 症 細 胞 遊 走
が低 い とい う結 果 が 得 られ た.こ れ は 菌 体 の最 外
共 に 進 展 し,最 終 的 に は正 常 肺 構 造 を 破 壊 しマ ウ
層 に 存 在 す るCPS及
ス を 死 に いた ら しめ た.こ れ に対 しDT-X株
分 と し て存 在 す るLPSと
によ
び この 内 側 に外 膜 の 構 成 成 い う細 菌 の 構 造 を 考 え
る肺 炎 像 は境 界 不 明 瞭 で あ り,肺 胞 腔 に は 著 明 な
た 場 合,CPSはLPSに
炎 症 細 胞 の 浸 潤 が 認 め られ た.本 菌 に よ る肺 炎 で
産 生 を ブ ロ ックす る こ とに よ り本 菌 肺 炎 の 発 症 に
は 時 間 の 経 過 と と も に菌 は ク リア ラ ンス され マ ウ
関 与 して い る可 能 性 を 強 く示 唆 し て い る も の と考
ス の 死 亡 は認 め られ な か った.こ の様 に,CPS産
え られ た.
生 株 及 びCPS産
生 の 低 下 した 変 異 株 に よ る 肺 炎
を比 較 す る こ とに よ り,K.pneumoniae肺 に お け るCPSの
炎発症
重 要 性 が 確 認 され た.ま た,DT-
ま た,DT-S株
よ る炎 症 細 胞 遊 走 やIL-1
に よ る肺 病 理 所 見 で は,肺 胞 隔 壁
に炎 症 細 胞 浸 潤 が 認 め られ る も の の肺 胞 腔 は菌 体 成 分 で 占拠 され て お り炎 症 細 胞 は ほ とん ど認 め ら
S株 に よ る肺 炎 像 で は肺 胞 隔 壁 を 中 心 とす る炎 症
れ な か った.こ
細 胞 浸 潤 が 見 られ た の に対 し,DT-X株
に よ る肺
周 辺 の 正 常 肺 胞 構 造 を 圧 迫 して い る こ と,及 び菌
炎 像 で は 肺 胞 腔 に 著 明 な炎 症 細 胞 の遊 走 が 認 め ら
に よ り占拠 され た肺 胞 腔 は 円 形 を 示 して い る こ と
の病 理 像 に お い て 結 節 性 病 変 部 が
感 染 症 学 雑誌
第66巻
第8号
K.pneumoniae肺
Fig. 8
Speculative
pneumoniae
DT-S
scheme
炎 発 症 に お け るCPS,LPSの
for mechanisms
1059
役割
of mice pneumonia
infected
with K.
and DT-X.
K. pneumoni
ae
DT-S
K.pneumoniae
DT-X
か ら,病 変 部 に お け る肺 胞 腔 は菌 体 成 分 の充 満 に
肺 炎 の 発 症 過 程 をFig.8に
よ りか な り圧 が 高 ま っ て い る こ とが 想 像 され る.
DT-S株
本 実 験 に お い て,CPSを
覆 わ れ て い る こ とか ら,本 菌 はLPSに よ る肺 胞 マ ク ロフ ァー ジ の 活 性 化 を 引 き起 こす こ と な く肺
CPS産
生 の 低 下 したDT-X株
産 生 す るDT-S株
と
で は,寒 天 培 地 とい
シ ェー マ で 示 した.
に お い て は 菌 体 の 外 側 が 多 量 のCPSで
う限 られ た 栄 養 状 態 に お い て も12時 間 の培 養 に よ
胞 腔 に お け る 増 殖 を 開 始 す る.多 量 のCPS及
り10.2倍 の 体 積 の違 い が 生 じて い る.こ れ らの 結
菌 体 で 物 理 的 に 肺 胞 腔 を 占 拠 し て しま う と炎 症 細
果 を 考 え 合 わ せ る と,多 量 のCPSを
産生 す る
胞 は 肺 胞 腔 ま で 遊 走 す る こ とが で きず,炎
び
症細胞
DT-S株
が肺 胞 腔 とい う限 られ た 空 間 で 増 殖 した
の 浸 潤 は肺 胞 隔 壁 に と ど ま る.肺 胞 隔 壁 の 炎 症 細
場 合,菌
体 が 肺 胞 腔 を 占拠 す る こ とに よ り内 圧 が
胞 か らは エ ラ ス タ ー ゼ を は じめ とす る酵 素 及 び 活
高 ま り,炎 症 細 胞 は 物 理 的 に 肺 胞 腔 に遊 走 す る こ
性 酸 素 が 産 生 され る と と も に,肺 胞 構 造 を無 視 し
とが で きず に肺 胞 隔 壁 に と ど ま り,Fig.1,3で
た 菌 の増 殖 に よ り肺 胞 隔 壁 の破 壊 が 生 じ病 変 が 進
み
られ た よ うな肺 炎 病 理 所 見 を 呈 し て い る もの と考
展 す る もの と考 え られ る.一 方,CPS産
生 の低 下
え られ た.肺 胞 隔 壁 に浸 潤 した 炎 症 細 胞 か らは エ
したDT-X株
に お い て は,菌 体 外 膜 の 構 成 成 分 で
ラ ス タ ーゼ を は じめ とす る酵 素 及 び活 性 酸 素 な ど
あ るLPSが
菌 体 の 表 層 に む き 出 し に な って い る
が産 生 され 組 織 障 害 が引 き起 こ さ れ る と と も
こ とか ら,肺 胞 マ ク ロフ ァー ジ は 容 易 に活 性 化 さ
に17),肺 胞 構 造 を 無 視 した 菌 の増 殖 に よ り肺 胞 隔
れ,IL-1を
壁 の 破 壊 が進 展 す る もの と思 わ れ る.こ れ は補 体
与 す るmediatorが
抵 抗 性,貧 食 細 胞 に 対 す る抵 抗 性 な どの従 来 のK
へ 著 明 な炎 症 細 胞 の 遊 走 が 生 じ,そ れ に 引 き続 く
pneumoniaeCPSの
貧 食 殺 菌 の結 果,本 菌 は肺 胞 腔 か ら速 や か に ク リ
病 原 性 に 加 え,CPSが
物 理的
に 肺 胞 腔 を 占拠 す る こ とに よ り肺 胞 壁 へ の 炎 症 細 胞 遊 走 を ブ ロ ックす る とい う病 原 性 の可 能 性 を 示 唆 す る もの と考 え られ た. 本 実 験 で 得 ら れ た 結 果 を も と にK. pneumoniae
DT-S株
平 成4年8月20日
及 びDT-X株
に よるマ ウス
は じめ とす る種 々 の 炎 症 細 胞 遊 走 に 関 産 生 され る.こ の場 合,肺 胞 腔
ア ラ ン ス さ れ 肺 炎 は治 癒 に 向 か う こ とに な る. こ こで 得 ら れ た 結 果 はK,pneumoniae
DT-S
株,DT-X株
に よ るマ ウ ス肺 炎 モ デ ル に よ る も の
で あ り,こ
れ を 直 ち に ヒ ト に お け るK.
pneumoniae肺
炎 に置 き換 え て 考 え る こ と は で き
1060
舘田
な い.本 実 験 で はK.pneumoniaeの るCPS及
びLPSに
菌体 成分で あ
対 す る 生 体,特
にマク ロ
フ ァー ジ の 反 応 性 に 関 し て 検 討 を 行 い,K. pneumoniae肺
炎 発 症 に お け る これ ら菌 体 成 分 の
役 割 につ い て 解 析 を試 み た.そ
して,こ
れ ら菌 体
成 分 に対 す る マ ク ロ ファージの反 応 性 の相 違 が DT-S株
とDT-X株
に よ る肺 炎 病 理 像 の 違 い,感
一博 他
7) Nishi, T. & Tsuchiya, K.:
トのK.pneumoniae肺
は
じめ とす る菌 体 成 分 に対 す る生 体 の反 応 性 を 検 討 す る こ とが 本 菌 肺 炎 の 発 症 機 序 の 解 明 に 有 用 で あ る と考 え られ た. 文 1)
献
山 口 恵 三: siella.
菌 側 因 子 を め ぐ る 最 近 の 動 向 . Kleb臨 床 と細 菌, 11: 420-425, 1984 .
2) Lerner, A.M.:
The gram-negative
bacillary
pneumonia. Dis. Month., 27: 1-56, 1980. 3) Lawrence, R. C. & Komshian, S.: Gramnegative bacillary pneumonia. Respiratory infection: Diagnosis and Management . (Pennington. J. E., ed.), p.314-340, Raven Press , N. Y., 1989. 4) Domenico, P., Johanson, W. G. & Straus, D.C.: Lobar pneumonia in rats produced by clinical isolates of Klebsiella pneumoniae. Infect . Immun., 37: 327-335, 1982. 5) Willams, P., Lambert, P. A., Brown , M. R. W. & Jones, R. J.: The role of the O and K antigens in determining the resistance of K. aerogenes to serum killing and phagocytosis. J. Gen . Microbiol., 129: 2181-2191, 1983. 6) Simoons-Smit, A.M., VerweijOVan Vught , A. M.J. J. & MacLaren, D.M.: The role of K antigens as virulence factors in Klebsiella . J. Med. Microbiol., 21: 133-137, 1986.
下 口 和 矩:
致 死 的 実 験Klebsiella肺
免 疫 感 染 防 御 効 果 の 解 析. -1492 , 1990.
炎 の発 症
機 序 に 関 し て も,本 実 験 と同様 にCPS,LPSを
res-
Jpn., 37: 475-486, 1987. 9)
染 症 の 進 展 に 大 き く関 与 して い る こ とが 明 らか に な った.今 後,ヒ
Experimental
piratory tract infection with K. pneumoniae DT-S in mice. Chemotherapy with kanamycin . Antimicrob. Agents Chemother., 17: 494-505 , 1980. 8) Irifune, K.: Alveolar destruction in experimental Klebsiella pneumonia. Acta Pathol .
10)
舘 田 一 博:
Kpneumoniae熱
炎 に対 す る
感 染 症 誌,
64:
1482
処 理 死 菌 に よ る炎
症細胞 遊走 およびそれに及ぼす カ ラゲナンの影 響.
日 本 炎 症 誌,
10: 43-50,
1990.
11) Cryz, S. J., Furer, J. E. & Germanier, R.: Prevention of fatal experimental burnwound sepsis due to K. penumoniae KP1-O by immunization with homologous capsular polysaccharide . J. Infect. Dis., 150: 817-822, 1984. 12) Niwa, M., Milner, K.C., Ribi, E. & Rudbach, J . A.: Alteration of physical, chemical , and biological properties of endotoxin by treatment with mild alkali. J. Bacteriol., 97 : 1069-1077, 1969. 13) Westphal, O. & Jann, K.: Bacterial lipopolysaccharide, extraction with phenolwater and further applications of the procedure. Meth. Carb. Chem., 5: 83-91, 1965. 14) Hocking, W. G. & Gold, D.W.: The pulmonary alveolar macrophage. I. New Engl. J . Med., 301: 580-587, 1979. 15) Hocking, W. G. & Gold, D.W .: The pulmonary alveolar macrophage. II. New Engl. J. Med ., 301: 639-645, 1979. 16) Oppenheim, J. J., Kovacs, E., Matsushima , K. & Durum, S. There is more than one Interleukin-1. Immunol . Today, 7: 45-56, 1986. 17) Weiss, S. J.: Tissue destruction by neutrophils. New Engl. J. Med., 320: 365-376, 1989.
感 染 症学 雑 誌
第66巻
第8号
K.pneumoniae肺
Role of Capsular
炎 発 症 に お け るCPS,LPSの
1061
役割
Polysaccharide and Lipopolysaccharide of Klebsiella pneumoniae Experimental Mice Pneumonia Model
in
Kazuhiro TATEDA, Sachiko GOTO, Yoichi HIRAKATA & Keizo YAMAGUCHI Department of Microbiology,Toho University School of Medicine Tetsuya MATSUMOTO, Nobuhiko FURUYA, Kazunori SHIMOGUCHI, Kenji IRIFUNE, Mitsuo KAKU, Shigeru KOHNO & Kohei HARA Second Department of Internal Medicine, Nagasaki University School of Medicine
In this study, role of capsular polysaccharide (CPS) and lipopolysaccharide (LPS) of Klebsiella pneumoniae was investigated in experimental mice pneumonia model. Inoculation with K pneumoniae mucoid strain DT-S into mice lung induced expansive, voluminous lethal pneumonia characterized with thickening of the alveolar septa caused by infiltration of inflammatory cell and packing of bacteria within alveolar spaces. On the other hand, mice lung inoculated with K pneumoniae DT-X, which was non-mucoid mutant isolated from DT-S during natural passage, showed infiltration of inflammatory cell into alveolar spaces but there was no death of mice during the course of this pneumonia. Inoculation of CPS 100p of DT-S strain into mice lung induced lesser extent of accumulation of inflammatory cell than that of LPS 4,ug of this strain. Stimulation of alveolar and pertoneal macrophage with CPS, even at a concentration of 100 ,ug/ml, induced weaker Interleukin-1 (IL-1)activity than stimulation with LPS 4 pg/ml. These results suggest that since CPS of K pneumoniae DT-S encapsulate bacteria including LPS, CPS may inhibit chemotaxis of inflammatory cell and IL-1production of macrophage to be induced by LPS during course of pneumonia. It is speculated that existence of CPS have important role in modulating host response to bacterial LPS, and this effect of CPS may be related with difference of pathological findings of lung and lethality between K pneumoniae DT-S and DT-X.
平 成4年8月20日
Klebsiella capsular
pneumoniae
DT0S株
polysaccharide及
に よ る マ ウ ス肺 炎 発 症 に お け る
びlipopolysaccharideの
役 割 につ い て
東邦大学医学部微生物学教室 舘 田
一博
平淳
洋一
山口
恵三
五 島瑳 智 子
長崎大学医学部第2内 科学教室 松本
哲哉
古谷
信彦
賀来
満夫
河野
茂
下 口
和矩
原
耕平
(平成4年3月4日
入船
賢司
受付)
(平成4年3月31日 受理)
Key words:
K. pneumoniae, capsular Interleukin-1, chemotaxis
要 Klebsiella pneumoniae肺 (LPS)の
炎 発 症 に お け るcapsular
役 割 を 明 ら か に す る こ と を 目的 に,ム
られ た 非 ム コ イ ド型DT-X株 DT-S株
polysaccharide,
lipopolysaccharide,
旨 polysaccharide
コ イ ド型DT-S株
(CPS)及
及 び 本 菌 を 自然 継 代 す る こ と に よ り得
に よ る マ ウ ス肺 炎 モ デ ル を作 製 し比 較 検 討 し た.
を マ ウ ス 肺 に 感 染 させ た 場 合 に は,肺 胞 腔 に お け る菌 増 殖,肺 胞 隔 壁 を 中 心 とす る 炎 症 細 胞 浸
潤 を 特 徴 とす る 結 節 性 の 致 死 性 肺 炎 が 形 成 さ れ た.こ
れ に 対 しDT-X株
を感 染 させ た 場 合 に は,肺 胞 腔
に 著 明 な炎 症 細 胞 の 浸 潤 を 認 め る 境 界 不 明 瞭 な 肺 炎 像 が 形 成 され た が,マ た.肺 CPSに
胞 腔 にDT-S株 はLPSに
のCPS,LPSを
4μg/mlよ
(IL-1)産
た,CPS,
生 能 を 比 較 した と こ ろ,CPS100μg/mlと
LPSの
マク ロファー
い う高 濃 度 刺 激 に お い て
り弱 いIL-1誘 導 活 性 しか 見 られ な か っ た.
以 上 の 結 果 よ り,菌 体 の 最 外 層 に 存 在 す るCPSは よ る 炎 症 細 胞 遊 走 反 応 やIL-1産 考 え られ た.そ
ウ ス の 死 亡 は認 め られ な か っ
注 入 して こ れ ら菌 体 成 分 の 炎 症 細 胞 遊 走 作 用 を 比 較 した と こ ろ,
比 べ 弱 い 炎 症 細 胞 遊 走 活 性 しか 認 め られ な か っ た.ま
ジ に お け るInterleukin-1 もLPS
びlipopolysaccharide
し て,こ
のCPSの
こ の 内 側 に外 膜 の 構 成 成 分 と して 存 在 す るLPSに
生 を ブ ロ ック す る こ とに よ り本 菌 肺 炎 の 発 症 に 関 与 し て い る 可 能 性 が 存 在 がK.
pneumoniae肺
炎 に お け る組 織 像,感
染 症 の 進 展 に大 き く
関 与 して い る こ と が 示 唆 さ れ た.
序
た,そ
文
Klebsiella pneumoniaeは ラ ム陰 性 桿 菌 で あ り,ヒ
通 常 泰 膜 を 有 した グ トに お け る呼 吸 器 感 染 症
の 起 炎 菌 と して 重 要 な意 義 を有 して い る1).本 菌 に よ る典 型 的 な 肺 炎 像 は,胸 部X線
にお い て 緊 満
の病 理 像 に お い て は 組 織 破 壊 の 強 い 肺 炎 像
を 形 成 す る こ と が 特 徴 的 と さ れ て お り,感
能 の 低 下 した 患 者 に お け る本 菌 肺 炎 患 者 の 死 亡 率 は20∼54%と
い う報 告 も 見 ら れ る53).
本 菌 の 病 原 性 因 子 し て は,そ
の菌 体 外 に 多 量 に
性 の 大 葉 性 肺 炎 を 示 す こ とが 知 られ て お り,こ れ
存 在 す るcapsular
は 臨 床 的 に はbulging
膜 の 構 成 成 分 で あ るlipopolysaccharide
別 刷請 求 先:(〒143)大
signと 呼 ば れ て い る2).ま 田 区大 森西5-21-16
細 胞 に 対 す る抵 抗 性,補 舘田
平 成4年8月20日
polysaccharide
ど が 知 られ て い る4)5).特 にCPSに 東邦 大 学 医 学部 微 生 物 学教 室 一博
染防御
(CPS)及
び外
(LPS)な
関 し て は,貧 食
体 に 対 す る抵 抗 性 な どが
報 告 さ れ て お り,本 物 質 はK.
pneumoniaeに
よる
舘田
1054
一博 他
肺 炎 発 症 に お い て重 要 な病 原 因 子 で あ る こ とが 知
用 い た.DT-S株
られ て い る6).
い て 同 一 のbiogram結
K. Pneumoniae肺
炎 の 発 症 機 序,治
療 効果を検
討 し た 多 く の 動 物 実 験 モ デ ル が 報 告 さ れ て い る. Nishiら7)は,K.
pneumoniae
DT-S株
ウ ス 噴 霧 感 染 モ デ ル に お い て,ヒ と 同 様 な 組 織 破 壊 の 強 いK.
トに お け る も の
pneumoniae肺
デ ル を 報 告 し た.Irifuneは8)こ DT-S株
を用いた マ
のK.
炎 モ
pneumoniae
噴 霧 感 染 モ デ ル に お い て,一
般 に抗 マ ク
2.K.
とDT-X株
はvitek
pneumoniae
DT-S株CPS及
調整 DT-S株CPSはCryzら11)の をTrypticase
方 法 に 準 じ,本
soy broth
培 養 液 を20,000g,30分
(BBL)で18時
の培養
上 清 に10%セ
な る よ
タ ブ ロ ン を 終 濃 度 が0.5%と
の 沈 澱 物 を 回 収 し た.こ
走 が 認 め ら れ 肺 炎 像 が 大 き く変 化 す る と い う結 果
エ タ ノ ー ル を 終 濃 度 が25%と
を 報 告 し て い る.ま
4℃ に て16時
DT-S株
肺 炎 の 全 身 免 疫 に よ る感 染
防 御 効 果 は,CPSや
外 膜 蛋 白 よ り も 主 にLPSに
間 培 養 後,
体 成 分 を 沈 澱 さ せ 培 養 上 清 を 回 収 し た.こ
す る こ と に よ り肺 胞 腔 に ま で 著 明 な 炎 症 細 胞 の 遊
pneumoniae
菌
間 遠 心 す る こ と に よ り菌
う に 加 え 室 温 で30分 間 撹 搾 し た 後,遠
ウ ス に お け るK.
お
びLPSの
ロ フ ァ ー ジ剤 と して 知 られ る カ ラ ゲ ナ ンを 前 投 与
た,マ
systemに
果 を 示 し た.
心 に よ りそ
れ を1MNaClに
溶 解 後,
な る よ う に 加 え,
間 撹 拝 し た.10,000g,30分
る こ と に よ り核 酸 を 除 去 し た 後,エ を さ ら に80%ま
間遠心す タ ノ ール 濃 度
で 上 げ る こ と に よ り沈 澱 物 を 回 収
対 す る 抗 体 価 の 上 昇 と相 関 し て い る こ と が 報 告 さ
し た.こ
れ て い る9).我
遠 心 し た 後,そ
の 上 清 を凍 結 乾 燥 す る こ とに よ り
DT-S株CPSを
得 た.さ
々 も こ のK.
pneumoniae
に よ る 感 染 症 に 興 味 を も ち,本 LPSの
DT-S株
菌 のCPS及
び
炎 症 細 胞 遊 走 作 用 を マ ウ ス胸 膜 炎 の 系 で
検 討 し た と こ ろ,本
菌 感 染 症 で み られ る炎 症 細 胞
遊 走 反 応 に はCPSに
比 べLPSが
強 く関 与 し て
い る こ と が 明 ら か に な っ た10).し
か し,K.
pneumoniae
DT-S株
CPS,
役 割 につ い て は い ま だ 明 らか に され
LPSの
に よ る肺 炎 の発 症 に関 す る
て い な い. 今 回,K. CPS及
を 除 去 す る 目的 で,ジ
pneumoniaeに
よ る肺 炎 発 症 に お け る
役 割 を 明 らか にす る こ とを 目的
コ イ ド型K.
pneumoniae
DT-S株
及 び本 菌
を 自 然 継 代 す る こ と に よ り得 られ た 非 ム コ イ ド型 変 異 株 に よ りマ ウ ス 肺 炎 モ デ ル を 作 製 し,肺 の 相 違 を 組 織 学 的 に 検 討 し た.ま け る 本 菌CPS,
LPSの
す る と と も に,こ
た,肺
炎像
胞腔 にお
炎 症細 胞遊 走作 用 を比較
れ ら のInterleukin-1(IL-1)産
有 率 はLimulus
のLPS含
に て0.1%以
行 っ た.菌
精 製 はWestphal法13)に
体 を 熱 湯 に 懸 濁 し,こ
に な る ま で68℃
以 上 で 約10分
ム コ イ ド型K.
日 間 透 析 し た 後,こ
K-1,武
Trypticase
田 薬 品 研 究 所 よ り分 与)及 soy agar
(BBL)で
び本 菌 を
自然 継 代 す る こ と
に よ り得 ら れ た 非 ム コ イ ド型 変 異 株(DT-X株)を
cut off)に
て3
れ を 凍 結 乾 燥 し てDT-S株
ウス 肺 炎 モ デ ル の 作 製 ウ ス(4W,♂)を
株 又 はDT-X株
DT-S株(capsular
W.
間遠心 す られ た 沈 澱 物
し て 使 用 した.
ICR系SPFマ
た.感 pneumoniae
間 撹 拝 し た.そ し て,
を セ ル ロ ー ス 透 析 膜(8,000M.
ル(ATOM,3Fr)を
用菌株
れ に 等 量 の90%
こ の 菌 体 懸 濁 液 の 水 層 を100,000g,2時
3.マ
て
体 が 半 透 明 の均 質 な懸 濁 液
る こ と に よ り沈 澱 物 を 回 収 し た.得
LPSと
assay
下 で あ っ た.
DT-S株LPSの
に て 麻 酔 し た 後,経
type
メ チ ル ス ル ホ オ キ シ ドー ア
DT-S株CPS中
の で 報 告 す る.
1.使
らLPS
の よ うに して 得 られ た
生 能 につ い て も検 討 を 行 い 若 干 の知 見 が 得 られ た
材 料 と方 法
ら に,こ のCPSか
間
ル カ リ処 理 を 行 っ た12).こ
フ ェ ノ ー ル を 加 え,全
びLPSの
に,ム
れ を 蒸 留 水 に 溶 解 し,100,000g,16時
染48時
ネ ンブタール
気道 的に静脈留置 用 カテ ーテ マ ウ ス 気 管 に 挿 入 後,DT-S
約5×106CFU/0.05mlを
接 種 し
間 後 に マ ウ ス 肺 を 摘 出 し た 後,ホ
マ リ ン 固 定 切 片 及 び 凍 結 切 片 を 作 製 し た .ホ リ ン 固 定 切 片 はHE染 ブ ル ー 染 色 及 びPAS染 察 し た.本
色,凍
ル ルマ
結 切 片 は アル シ ア ン
色 を 行 い肺 炎 病 理 像 を観
実 験 に お け る経 気 道 的 な マ ウ ス肺 炎 モ 感 染症 学 雑 誌
第66巻
第8号
K.pneumoniae肺
デ ル に お い て,DT-S株 染3日
炎 発 症 に お け るCPS,
を 感 染 させ た 場 合 に は 感
後 よ り マ ウ ス の 死 亡 が 認 め ら れ7日
に100%の
マ ウ ス が 死 亡 し た.こ
目ま で
れ に 対 し,DT-X
LPSの
1640(FCS5%, 1×10-4M)に
Trypticase
soy
の増 殖 曲線 の 比 較
brothにDT-S株
株 を 約106CFU/mlと
又 はDT-X
な る よ う に 接 種 し た 後,35℃
PHA2μg/ml,
フ ァ ー ジ 培 養 上 清 を100μl加 て72時
間 培 養 し た.細
取 り 出 し 生 菌 数 を 測 定 し た.
体 体 積 の比 較
soy
枚 ず つ に 接 種 し た 後,35℃ 24,48時
に て 培 養 し た.培
間 後 に そ れ ぞ れ40枚
し た 菌 体 を 回 収 し,そ 6.DT-S株CPS及
養12,
の寒 天 培 地 上 に 増 殖
様 に 処 置 し た2
績
及 びDT-X株
像 の 比 較(Fig.
1,
1にDT-S株
2,
に よ る肺 炎 の 肺 病 理
3, 4)
に よ る肺 炎,Fig.
2にDT-X
株 に よ る肺 炎 のHE染
びLPSの
に よ る 肺 炎 像 は 結 節 性 で 境 界 が 明 瞭 で あ り,周
炎 症細 胞 遊 走 能
色 所 見 を 示 し た.DT-S株 辺
の 正 常 肺 胞 腔 が 結 節 性 病 変 に よ り圧 迫 さ れ て い る
DT-S株6.4×107CFU中
のCPS及
びLPS量
を そ れ ぞ れ カ ル バ ゾ ー ル 硫 酸 法,Limulus キ シ カ ラ ー,生
こ ろ,そ
化 学 工 業)に
れ ぞ れ26μg,
35μgで
DT-S株CPS10,50μgま
assay
て測 定 した と
あ っ た.そ
こ で,
像 が 観 察 さ れ た.肺
胞 隔 壁 に は 著 明 な炎 症 細 胞 の
浸 潤 が 認 め ら れ た が,肺
内 の 肺 胞 腔 内 容 は 明 ら か で は な か っ た が,肺
示 し て い た.一 方,DT-X株
後,24時
不 明 瞭 で あ り,病
清)2
て 気 管 支 肺 胞 洗 浄 を 行 い,各 々 の 遊 走 細 胞 数
を チ ュ ル ク 液 を 用 い 血 球 計 算 盤 に て 計 算 し た. 7.DT-S株CPS及
びLPS刺
激 に よ る肺 胞 及
び 腹 腔 マ ク ロ フ ァ ー ジ のIL-1産 ICRマ
(5%FCS)で
洗 浄 す る こ とに よ
り腹 腔 内 及 び 肺 胞 内 細 胞 を 回 収 し た.こ 5%CO2,37℃
に て1時
1640(5%FCS)に
て3回
着 細 胞 を 除 去 し,残
の細胞 を
洗 浄 す る こ と に よ り非 付
った 付 着 細 胞 を そ れ ぞ れ 腹 腔
腔 マ ク ロ フ ァ ー ジ(1×106cell)及
び肺
胞 マ ク ロ フ ァ ー ジ(2×105cell)にDT-S株LPSま た はCPSを
加 え て5%CO2,37℃
し た 後,培
養 上 清 中 のIL-1活
平 成4年8月20日
に よ る肺 炎 像 は境 界 が
に よ り満 た さ れ て い た. Fig.3,4に
そ れ ぞ れDT-S株
炎 病 変 部 の 凍 結 切 片 後PAS染
に よ る結 節 性 肺 色所 見及 び アル シ
に て24時 間 培 養 性 を 測 定 し た.
色像 にお い
て 肺 胞 腔 がPAS陽
性 の 菌 体 で 充 満 され て い る像
が 観 察 さ れ た.肺
胞 腔 に お け る菌 体 は一 定 の 間 隔
を お い て 配 列 す る 傾 向 が み ら れ,菌 はCPSと
間 培 養 し た 後,RPMI-
マ ク ロ フ ァ ー ジ 及 び 肺 胞 マ ク ロフ ァ ー ジ と し て使 用 し た.腹
胞腔
変 部 の 肺 胞 腔 は 多 数 の炎 症 細 胞
ア ン ブ ル ー 染 色 所 見 を 示 し た.PAS染
生
ウ ス の 腹 腔 及 び 肺 胞 腔 を そ れ ぞ れ5ml,2
mlのRPMI-1640
色 で は結 節 性 病 変
は 円 形 に 拡 大 し て お り正 常 肺 胞 腔 に 比 べ 緊 満 性 を
た はLPS10,50μgを
間 後 にPBS(0.1%EDTA,5%血
胞腔 には炎症細胞 は ほ と
ん ど認 め ら れ な か っ た.HE染
上 述 した 経 気 道 的 投 与 法 に て マ ウ ス 肺 に 投 与 し た
mlに
果 は,同
れ ぞ れ の 体 積 を 測 定 し た.
の比 較
法(ト
間 前 に3H-
お け る カ ウ ン トの 平 均 値 で 示 し た.
1.DT.S株
Fig.
に
え,胸 腺 細 胞 の 増 殖 に と も
成
agar120
れに マク ロ
え,5%CO2,37℃
取 り込 み を 液 体 シ ン チ レ ー シ ョ ン カ ウ
はDT-X株
2.0×108CFU/plateをTrypticase
な る よ うに
胞 回 収 の18時
ン タ ー に て 測 定 し た.結 組 のwellに
DT-S株1.2×108CFU/plate又
な
2-mercaptoethanol
96穴 マ イ ク ロ プ レ ー ト上 に 調 整 し,こ
な うRIの の 増 殖 に と も な う菌
て 行 っ た.す
て1.5×106cell/100μlと
thymidineを0.5μCi加
及 びDT-X株
assayに
ウ ス の 胸 腺 細 胞 をRPMI-
で 振 湯 培 養 を しな が ら経 時 的 に 液 体 培 地 の 一 部 を
5.DT-S株
ウス胸 腺 細 胞 を 用 い た
comitogenic
わ ち,C3H/HeJマ
て マ ウ ス の 死 亡 は 認 め ら れ な か っ た. 及 びDT-X株
1055
IL-1活 性 の 測 定 は,マ thymocyte
株 を 感 染 さ せ た 場 合 に は10日 間 の 観 察 期 間 に お い
4.DT-S株
役割
考 え ら れ るPAS弱
さ れ て い た.ア PAS染
体 と菌 体 の 間
陽 性 の物 質 で満 た
ル シ ア ン ブ ル ー染 色 に お い て も
色 と 同 様 に,肺 胞 腔 は ア ル シ ア ン ブ ル ー 陽
性 を 示 す 菌 体 物 質 で 満 た さ れ て い た. 2.DT-S株 Fig.
及 びDT-X株
5にDT-S株
の増 殖 曲線 の比 較
及 びDT-x株
で の 増 殖 曲 線 を 示 し た.106CFU/ml前 れ たDT-S株
及 びDT-X株
の 液 体 培 地 中 後 で接種 さ
は と も に6時
間培 養
1056
舘田
Fig.
1 K.
Mice
lung
pneumoniae
nous
pneumonia.
ened
with
alveolar few
Fi g.
3
spaces
Mice
of
ged
(HE
hours
with
bacteria. in
existence
were
Bacterial
but
there
inoculation
body
were
bacterial
were
48
hours
after
DT-X. in
characterized of
lar
(HE
stain, •~100)
lung
48
spaces.
4 K.
Mice pneumoniae
packed same
with as
Fig.
hours
alucian 3.
cell
after
blue
from
expansive
and
into
alveo-
inoculation
Alveolar blue
(Alcian
induced
findings
not
inflammatory
DT-S.
with
strain
pathological with
many
inoculation
This
infiltration
Fig.
arran-
lung
pneumonia
DT-S,
suggest-
body.
Mice pneumoniae
different
The
were
which
2 K.
with
spaces
spaces,
around
Fig.
thick-
cell.
Alveolar
alveolar
of CPS
with
stain, •~100)
after
DT-S.
separately
septa
他
volumi-
inflammatory
ballooning
cell.
48
inoculation expansive,
alveolar
showed
lung
after
showed
The
pneumoniae
packed
hours
infiltration
inflammatory
K.
ed
48 DT-S
一博
with
spaces
positive
were
bacteria
stain, •~1,
as
000)
(PAS
stain, •~1,000)
い た っ て お り,DT-X株 後 に109CFU/ml前
後 ま で 増 殖 し て お り,両 者 の 間
3.
DT. S株
及 びDT-X株
4.DT」S株CPS及
の 増 殖 に と も な う菌
及 びDT-X株
の 増 殖 に とも
な う菌 体 体 積 の 変 化 を 示 し た.DT-X株 の 寒 天 培 地 に 接 種 さ れ た8×109CFUの 12時 間 後 に1.8mlの た.こ れ に 対 し,DT-S株 の 菌 が 培 養12時
で は,40枚 菌 が培 養
体 積 に 増 加 した だ け で あ っ に お い て は4.8×109CFU
間 後 に18.4m1の
体 積 を 占め るに
びLPSに
よ る炎 症 細 胞 遊
走 Fig.
Fig.6にDT-S株
の 体 積 を示
し た.
で 増 殖 速 度 に 差 は 認 め ら れ な か っ た.
体体積 の比較
に 比 べ10.2倍
7にDT-S株cPs及
びLPSを
経 気 道 的
に マ ウ ス 気 管 内 に 注 入 し た 場 合 の24時
間後 の 肺 胞
気 管 支 洗 浄 液 中 の 細 胞 数 を 示 し た.LPS
10, 50μg
を 注 入 し た 場 合 の 遊 走 細 胞 数 は そ れ ぞ れ(4.5± 1.6)×105CFU(4.3±2.8)×106CFUで こ れ に 対 し,CPS10,50μgを
あ った . 注 入 した 場 合 の 遊
走 細 胞 数 は そ れ ぞ れ(3,2±0,7)×105CFU, 感 染 症 学 雑誌
第66巻
第8号
K.pneumoniae肺
炎 発 症 に お け るCPS,LPSの
Fig. 5 Comparison of growth curve of K. pneumoniae DT-S (open circle) and DT-X (closed circle) in broth medium. There were no difference in growth curve between these two strains.
Fig. 7
役割
1057
Chemotactic
into mice
response
lung 24 hours
of inflammatory
after
or LPS of K. pneumoniae CPS 501cg induced inflammatory
inoculation
DT-S.
lesser
extent
cell of CPS
Inoculation
of
of infiltration
of
cell into
lung than
that
CFUで
あ り,CPSは
of LPS 50
pg.
Fig. 6
Comparison
of bacterial
pneumoniae DT-S (closed circle) after DT-S strain showed volume than that of incubation.
volume
of K.
(open circle) and DT-X incubation on agar plate. 10 times more increase of DT-X strain after 12 hours
(2.4±1.0)×105 腔 に お い てLPSに
マ ウス 肺 胞
比較 して弱 い炎症細 胞遊 走 活
性 し か 認 め ら れ な か っ た. 5.DT-S株CPS及
びLPS刺
激 に よ るIL-1産
生 肺 胞 及 び 腹 腔 マ ク ロ フ ァ ー ジ をDT-S株CPS 及 びLPSで をTable
刺 激 し た 場 合 の 培 養 上 清 中IL-1活 1に
示 し た.肺
DT-S株LPS4μg/mlで cpmと
刺 激 し た 場 合 に は3,750
コ ン ト ロ ー ル460cpmに
性 が 認 め ら れ た.一 CPSで
方,肺
認 め ら れ な か っ た.同
平 成4年8月20日
比 べ 高 いIL-1活
胞 マ ク ロフ ァージを
刺 激 し た 場 合 に はCPS100μg/mlと
高 濃 度 に お い て も551cpmと
い う
コ ン トロ ール と差 は
様 に腹腔 マ クロファージを
CPS及
びLPSで
LPSと
比 較 し て 弱 いIL-1誘
な か っ た.
性
胞 マ ク ロ フ ァー ジ を
刺 激 し た 場 合 に も,CPSに
は
導 活 性 しか 認 め ら れ
舘田
1058
一博 他
れ て い る こ とか ら,本 菌 肺 炎 の発 症 に お い てCPS
Table 1 IL-1 production of alveolar and peritoneal macrophage after stimulation with CPS or LPS of K. pneumoniae DT-S. Stimulation with CPS, even at a concentration of 100/ug/ml, induced weaker IL-1 activity than stimulation with LPS 4,ug/m1 of DT-S strain
の存 在 が 生 体 の炎 症 細 胞 遊 走 反 応 に何 等 か の 変 化 を 与 え る こ とに よ りこ の様 な肺 炎 像 の違 い を 引 き 起 こ して い る可 能 性 が 考 え られ た. 一般 に ,K.pneumoniaeが 呼 吸 器 に侵 入 し て肺 炎 を発 症 させ る た め に は,肺 胞 腔 に存 在 す る肺 胞 マ ク ロ フ ァ ー ジ に 抗 して 増 殖 を 開 始 しな け れ ば な らな い.感 染 局 所 に お け る マ ク ロフ ァ ー ジ は,侵 入 し て き た 細 菌 を 自 ら貧 食 殺 菌 す る と と も に, LPSな
ど の細 菌 菌 体 成 分 の刺 激 に 反 応 し て 種 々
のmediatorを
放 出 し,炎 症 局 所 へ 好 中 球 を 動 員
す る とい う働 きを 有 して い る14)15).今回 の 実 験 に お い て,K.pneumoniae LPSを
DT-S株
比 較 し て弱 い 炎 症 細 胞 遊 走 活 性 しか 認
め られ な か っ た.ま た,in フ ァ ー ジ をCPSま
察
今 回 の マ ウス を 用 い たK.pneumoniae肺 デ ル に お い て,多 量 のCPSを DT-S株
とCPS産
炎モ
菌体 外 に産生 す る
生 の 低 下 したDT-X株
く異 な る肺 炎 像 を 示 した.DT-S株
で は全
を 感 染 させ た
vitroに お い て マ ク ロ
た はLPSで
刺 激 し て培 養 上
清 中 のIL-1活 性 を 測 定 した と こ ろ,CPSで μg/mlと
は100
い う高 濃 度 に お い て もLPS4μg/mlに
比 較 して 弱 いIL-1活 性 が 認 め ら れ た だ け で あ っ た.IL-1は
細 菌LPSな
どの 刺 激 に よ りマ ク ロ
場 合 に は緊 満 性 の 境 界 明 瞭 な結 節 性 病 変 の 形 成 が
フ ァ ー ジ か ら産 生 さ れ る 重 要 なmediatorで
み られ,こ れ は 臨 床 に お け るK.pneumoniae肺
り,抗 原 非 特 異 的 なT細
の 特 徴 で あ るbulging
炎
signに よ く類 似 した 肺 炎
像 で あ る と考 え られ た.肺 凍 結 切 片 のPAS染 所 見 で は,肺 胞 腔 はPAS陽
色
性 の菌 体 成 分 で 占 め
び
マ ウ ス の 肺 に 直 接 注 入 し た と こ ろ,CPS
はLPSに
考
のCPS及
あ
胞 活 性 化 因子 と して 生 体
の免 疫 系 に作 用 す るば か りで な く,炎 症 細 胞 遊 走 や 急 性反 応 性 物 質 の 産 生 誘 導 に 関 与 す る こ とが知 られ て い る16).本 実 験 に お い て,K.pneumoniae
られ て お り,炎 症 細 胞 は肺 胞 隔 壁 に 多 数 存 在 す る
DT-S株
も の の,菌
活 性 が 弱 く,マ ク ロ フ ァ ー ジ に お け るIL-1誘 導 能
の存 在 す る肺 胞 腔 に は ほ とん ど認 め ら
れ な か った.DT-S株
に よ る肺 炎 は 時 間 の 経 過 と
のCPSはLPSに
比 較 し て炎 症 細 胞 遊 走
が低 い とい う結 果 が 得 られ た.こ れ は 菌 体 の最 外
共 に 進 展 し,最 終 的 に は正 常 肺 構 造 を 破 壊 しマ ウ
層 に 存 在 す るCPS及
ス を 死 に いた ら しめ た.こ れ に対 しDT-X株
分 と し て存 在 す るLPSと
によ
び この 内 側 に外 膜 の 構 成 成 い う細 菌 の 構 造 を 考 え
る肺 炎 像 は境 界 不 明 瞭 で あ り,肺 胞 腔 に は 著 明 な
た 場 合,CPSはLPSに
炎 症 細 胞 の 浸 潤 が 認 め られ た.本 菌 に よ る肺 炎 で
産 生 を ブ ロ ックす る こ とに よ り本 菌 肺 炎 の 発 症 に
は 時 間 の 経 過 と と も に菌 は ク リア ラ ンス され マ ウ
関 与 して い る可 能 性 を 強 く示 唆 し て い る も の と考
ス の 死 亡 は認 め られ な か った.こ の様 に,CPS産
え られ た.
生 株 及 びCPS産
生 の 低 下 した 変 異 株 に よ る 肺 炎
を比 較 す る こ とに よ り,K.pneumoniae肺 に お け るCPSの
炎発症
重 要 性 が 確 認 され た.ま た,DT-
ま た,DT-S株
よ る炎 症 細 胞 遊 走 やIL-1
に よ る肺 病 理 所 見 で は,肺 胞 隔 壁
に炎 症 細 胞 浸 潤 が 認 め られ る も の の肺 胞 腔 は菌 体 成 分 で 占拠 され て お り炎 症 細 胞 は ほ とん ど認 め ら
S株 に よ る肺 炎 像 で は肺 胞 隔 壁 を 中 心 とす る炎 症
れ な か った.こ
細 胞 浸 潤 が 見 られ た の に対 し,DT-X株
に よ る肺
周 辺 の 正 常 肺 胞 構 造 を 圧 迫 して い る こ と,及 び菌
炎 像 で は 肺 胞 腔 に 著 明 な炎 症 細 胞 の遊 走 が 認 め ら
に よ り占拠 され た肺 胞 腔 は 円 形 を 示 して い る こ と
の病 理 像 に お い て 結 節 性 病 変 部 が
感 染 症 学 雑誌
第66巻
第8号
K.pneumoniae肺
Fig. 8
Speculative
pneumoniae
DT-S
scheme
炎 発 症 に お け るCPS,LPSの
for mechanisms
1059
役割
of mice pneumonia
infected
with K.
and DT-X.
K. pneumoni
ae
DT-S
K.pneumoniae
DT-X
か ら,病 変 部 に お け る肺 胞 腔 は菌 体 成 分 の充 満 に
肺 炎 の 発 症 過 程 をFig.8に
よ りか な り圧 が 高 ま っ て い る こ とが 想 像 され る.
DT-S株
本 実 験 に お い て,CPSを
覆 わ れ て い る こ とか ら,本 菌 はLPSに よ る肺 胞 マ ク ロフ ァー ジ の 活 性 化 を 引 き起 こす こ と な く肺
CPS産
生 の 低 下 したDT-X株
産 生 す るDT-S株
と
で は,寒 天 培 地 とい
シ ェー マ で 示 した.
に お い て は 菌 体 の 外 側 が 多 量 のCPSで
う限 られ た 栄 養 状 態 に お い て も12時 間 の培 養 に よ
胞 腔 に お け る 増 殖 を 開 始 す る.多 量 のCPS及
り10.2倍 の 体 積 の違 い が 生 じて い る.こ れ らの 結
菌 体 で 物 理 的 に 肺 胞 腔 を 占 拠 し て しま う と炎 症 細
果 を 考 え 合 わ せ る と,多 量 のCPSを
産生 す る
胞 は 肺 胞 腔 ま で 遊 走 す る こ とが で きず,炎
び
症細胞
DT-S株
が肺 胞 腔 とい う限 られ た 空 間 で 増 殖 した
の 浸 潤 は肺 胞 隔 壁 に と ど ま る.肺 胞 隔 壁 の 炎 症 細
場 合,菌
体 が 肺 胞 腔 を 占拠 す る こ とに よ り内 圧 が
胞 か らは エ ラ ス タ ー ゼ を は じめ とす る酵 素 及 び 活
高 ま り,炎 症 細 胞 は 物 理 的 に 肺 胞 腔 に遊 走 す る こ
性 酸 素 が 産 生 され る と と も に,肺 胞 構 造 を無 視 し
とが で きず に肺 胞 隔 壁 に と ど ま り,Fig.1,3で
た 菌 の増 殖 に よ り肺 胞 隔 壁 の破 壊 が 生 じ病 変 が 進
み
られ た よ うな肺 炎 病 理 所 見 を 呈 し て い る もの と考
展 す る もの と考 え られ る.一 方,CPS産
生 の低 下
え られ た.肺 胞 隔 壁 に浸 潤 した 炎 症 細 胞 か らは エ
したDT-X株
に お い て は,菌 体 外 膜 の 構 成 成 分 で
ラ ス タ ーゼ を は じめ とす る酵 素 及 び活 性 酸 素 な ど
あ るLPSが
菌 体 の 表 層 に む き 出 し に な って い る
が産 生 され 組 織 障 害 が引 き起 こ さ れ る と と も
こ とか ら,肺 胞 マ ク ロフ ァー ジ は 容 易 に活 性 化 さ
に17),肺 胞 構 造 を 無 視 した 菌 の増 殖 に よ り肺 胞 隔
れ,IL-1を
壁 の 破 壊 が進 展 す る もの と思 わ れ る.こ れ は補 体
与 す るmediatorが
抵 抗 性,貧 食 細 胞 に 対 す る抵 抗 性 な どの従 来 のK
へ 著 明 な炎 症 細 胞 の 遊 走 が 生 じ,そ れ に 引 き続 く
pneumoniaeCPSの
貧 食 殺 菌 の結 果,本 菌 は肺 胞 腔 か ら速 や か に ク リ
病 原 性 に 加 え,CPSが
物 理的
に 肺 胞 腔 を 占拠 す る こ とに よ り肺 胞 壁 へ の 炎 症 細 胞 遊 走 を ブ ロ ックす る とい う病 原 性 の可 能 性 を 示 唆 す る もの と考 え られ た. 本 実 験 で 得 ら れ た 結 果 を も と にK. pneumoniae
DT-S株
平 成4年8月20日
及 びDT-X株
に よるマ ウス
は じめ とす る種 々 の 炎 症 細 胞 遊 走 に 関 産 生 され る.こ の場 合,肺 胞 腔
ア ラ ン ス さ れ 肺 炎 は治 癒 に 向 か う こ とに な る. こ こで 得 ら れ た 結 果 はK,pneumoniae
DT-S
株,DT-X株
に よ るマ ウ ス肺 炎 モ デ ル に よ る も の
で あ り,こ
れ を 直 ち に ヒ ト に お け るK.
pneumoniae肺
炎 に置 き換 え て 考 え る こ と は で き
1060
舘田
な い.本 実 験 で はK.pneumoniaeの るCPS及
びLPSに
菌体 成分で あ
対 す る 生 体,特
にマク ロ
フ ァー ジ の 反 応 性 に 関 し て 検 討 を 行 い,K. pneumoniae肺
炎 発 症 に お け る これ ら菌 体 成 分 の
役 割 につ い て 解 析 を試 み た.そ
して,こ
れ ら菌 体
成 分 に対 す る マ ク ロ ファージの反 応 性 の相 違 が DT-S株
とDT-X株
に よ る肺 炎 病 理 像 の 違 い,感
一博 他
7) Nishi, T. & Tsuchiya, K.:
トのK.pneumoniae肺
は
じめ とす る菌 体 成 分 に対 す る生 体 の反 応 性 を 検 討 す る こ とが 本 菌 肺 炎 の 発 症 機 序 の 解 明 に 有 用 で あ る と考 え られ た. 文 1)
献
山 口 恵 三: siella.
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下 口 和 矩:
致 死 的 実 験Klebsiella肺
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炎 の発 症
機 序 に 関 し て も,本 実 験 と同様 にCPS,LPSを
res-
Jpn., 37: 475-486, 1987. 9)
染 症 の 進 展 に 大 き く関 与 して い る こ とが 明 らか に な った.今 後,ヒ
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Kpneumoniae熱
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感 染 症 誌,
64:
1482
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感 染 症学 雑 誌
第66巻
第8号
K.pneumoniae肺
Role of Capsular
炎 発 症 に お け るCPS,LPSの
1061
役割
Polysaccharide and Lipopolysaccharide of Klebsiella pneumoniae Experimental Mice Pneumonia Model
in
Kazuhiro TATEDA, Sachiko GOTO, Yoichi HIRAKATA & Keizo YAMAGUCHI Department of Microbiology,Toho University School of Medicine Tetsuya MATSUMOTO, Nobuhiko FURUYA, Kazunori SHIMOGUCHI, Kenji IRIFUNE, Mitsuo KAKU, Shigeru KOHNO & Kohei HARA Second Department of Internal Medicine, Nagasaki University School of Medicine
In this study, role of capsular polysaccharide (CPS) and lipopolysaccharide (LPS) of Klebsiella pneumoniae was investigated in experimental mice pneumonia model. Inoculation with K pneumoniae mucoid strain DT-S into mice lung induced expansive, voluminous lethal pneumonia characterized with thickening of the alveolar septa caused by infiltration of inflammatory cell and packing of bacteria within alveolar spaces. On the other hand, mice lung inoculated with K pneumoniae DT-X, which was non-mucoid mutant isolated from DT-S during natural passage, showed infiltration of inflammatory cell into alveolar spaces but there was no death of mice during the course of this pneumonia. Inoculation of CPS 100p of DT-S strain into mice lung induced lesser extent of accumulation of inflammatory cell than that of LPS 4,ug of this strain. Stimulation of alveolar and pertoneal macrophage with CPS, even at a concentration of 100 ,ug/ml, induced weaker Interleukin-1 (IL-1)activity than stimulation with LPS 4 pg/ml. These results suggest that since CPS of K pneumoniae DT-S encapsulate bacteria including LPS, CPS may inhibit chemotaxis of inflammatory cell and IL-1production of macrophage to be induced by LPS during course of pneumonia. It is speculated that existence of CPS have important role in modulating host response to bacterial LPS, and this effect of CPS may be related with difference of pathological findings of lung and lethality between K pneumoniae DT-S and DT-X.
平 成4年8月20日
