昭和59年9月20日 903

抗生剤投与中の腸内細菌叢及び血液凝固系の変動に関する検討

慶鷹義塾大学医学部小児科学教室(主 任:小 佐野満教授)

岩 田 敏

(昭和59年4月10日 受付)

(昭和59年5月22日 受理)

Key words: Antibiotics, Intestinal bacterial flora,Vitamin K deficiency, PIVKA II

要 旨

抗 生剤投 与 中 の出血傾 向は重要 な副作 用 の一 つ で あ るが,特 に最近 で は,新 しいCephem系 薬剤 の使

用 に伴 い問題 視 され てい る.そ こで,抗 生剤投 与 中 の小児 につ いて,ビ タ ミソK欠 乏 の際特 異的 に 出現

す る異常 プ ロ トロン ビンであ るProtein induced by vitamin K absence or antagonist (PIVKA II)を

主 な指標 と して血 液凝 固系 の変 動 を調べ,腸 内細 菌叢,経 口的食 餌摂 取,下 痢 との関係,及 び抗生 剤別,

年齢 別,疾 患 別 の差異 につ い て検討 した.そ の結 果160例 中37例(23%)がPIVKAII陽 性 を呈 した.こ

の うち2/3以 上 の症例 は.抗 生 剤 の投与 開始後7日 以 内 に陽性 化 した.出 血傾 向 は160例 中11例(7%)

に認め られ,全 例 でPIVKAIIは 陽 性 を呈 した.腸 内細菌 叢 の変動 は124例 につ い て検 討 した が,腸 内細

菌叢 が 抑制 され た83例 の うち,23例(28%)がPIVKAII陽 性を呈 し,さ らに経 口的 食餌摂 取量 の減 少

が 重 な った23例 につ い ては15例(65%)が 陽性 を示 して,腸 内細菌 叢 の抑制 と経 口的 食餌 摂取 の不足 に

よ り,高 率 に ビタ ミンK欠 乏 を生 ず る可 能 性が示 唆 され た.年 齢別 の検 討で は,乳 児例 に おい てPIVKA

II陽 性 例 が少 なか った.疾 患 別 のPIVKAII陽 性率 は,敗 血 症,胎 内感 染,中 枢 神経 感染 症例 で高 く,

尿 路感 染症 例 で低 い傾 向が認 め られ た.抗 生剤別 の検 討 で は,LMOX,CMZ,CPZ等 の3位 に1-methyl-

1-H-tetzazole-5-y1-thiomethyl基 を有 す るCephem系 薬剤 にPIVKAII陽 性例 が多 く認 め られ,こ の基

と ビタ ミソK依 存 性凝 固因子 の 関係 につ いて,今 後 検討 の必 要 があ る と考 え られ る.

以上 よ り,腸 内細菌 叢 に大 きな影 響 を及 ぼす広 域抗 生剤,特 に新 しいCephem系 薬剤 の よ うな抗 生剤

を投 与す る際 に は,PIVKAIIも 含 めた血 液凝 固 系 の注意深 い観 察 が必要 で あ り,新 生 児や経 口的食餌

摂取 の不 足 して い る症 例 な ど,症 例 に よ っては ビタ ミンKの 予 防投与 が 必要 であ る.

緒 言

近年の抗生剤 の発達 にはめ ざましい ものがあ

り,感 染症治療の強力な手段 となっているが,反

面広域抗生剤の使用 される機会が多 くなり,そ れ

に伴い常在細菌叢の抑制,耐 性菌の出現,菌 交代

症など様 々な副作用が問題 となっている.抗 生剤

の投与中に ビタ ミンK欠 乏によると思われる出血

傾 向 を生ず る こ とは以前 よ り知 られ て いた

が1)2),これも副作用の一つ として重要なものであ

り,特 に最近の新しいCephem系 薬剤の使用 と関

連 して問題視 されている3)～5).その成因について

は諸説があるが,現 在まで完全に解明されるには

Abbreviations of used antibiotics DMPPC: Met-

hicillin, ABPC: Ampicillin, PIPC: Piperacillin,

CET: Cephalothin, CEZ: Cefazolin, CMZ: Cefmet-

azole, CXM: Cefuroxime, CTM: Cefotiam, CPZ:

Cefoperazone, LMOX: Latamoxef, CTX: Cefotax-

ime, CZX: Ceftizoxime, CMX: Cefmenoxime,

CTT: Cefotetan, CPM: Cefpiramide, CAZ: Ceft-

azidime, GM: Gentamicin, TOB: Tobramycin,

AMK: Amikacin, MINO: Minocycline, EM: Eryth-

romycin, FOM: Fosfomycin, CP: Chloramphenicol,

ST: Sulfamethoxazole-Trimethoprim

別刷請求先:(〒160)東 京都新宿 区信濃町35

慶應義塾大学医学部小児科学教室

岩田 敏

904 感染症学雑誌 第58巻 第9号

Table 1 Variety of used antibiotics

至 っていない.そ こで著者は抗生剤投与中の小児

について,ビ タミソK欠 乏の際特異的に出現する

異常プロトロンビンであるProteininducedby

vitaminKabsenceorantagonist(以 下PIVKA

IIと 略す)6)7)を測定し,こ れをビタ ミンK欠 乏の

指標 として,腸 内細菌叢,経 口的食餌摂取,下 痢

との関係,及 び抗生剤別,年 齢別,疾 患別の差異

について検討を加えたので報告する。

対 象

対象は,1981年4月 より1983年6月 までの間に

慶鷹義塾大学病院小児科及びその関連施設 に入院

し,5日 間以上同一抗生剤の単独もしくは併用投

与を受けた小児で,あ らか-じめ ビタ ミンKの 投与

を受けた例や,著 明な肝機能障害を認める例は除

外することとした.

その結果対象 とな り得た症例 は160例 で,男 児

116例,女 児44例,年 齢は生後1日 目～15歳 である.

疾患別の内訳は,敗 血症(疑 いを含む)29例,中

枢神経感染症11例,尿 路感染症17例,気 道感染症

69例,腸 管感染症(虫 垂炎を含む)9例,胎 内感

染(疑 いを含む)10例,悪 性腫瘍,免 疫不全に伴

う感染7例,そ の他(口 内炎,中 耳炎,骨 盤内膿

瘍,リ ンパ節炎等)8例 であった.使 用 された抗

生剤の内訳は別表に示 した如 くで,単 独投与では

Cephem系 が最 も多 く107例(う ち第2,第3世 代

のCephem系 が96例),Penicillin系 がABPCの

み で12例,そ の他FOMが2例,EMが2例,

MINOが1例 であった.2剤 以上の併用は36例 で

うち第2,第3世 代のCephem系 を含む併用が25

例であった(Table1).EMが 経口投与であった

以外は,全 て静脈内投与であった.尚,160例 中36

例については血液凝固系のみの検討にとどまった

ため,腸 内細菌叢 と血液凝固系の双方を検討 し得

た症例は124例 で,男 児87例,女 児37例,年 齢は生

後1日 目～15歳 である.

方 法

原則 として抗生剤投与前,投 与開始後3,5～7

日目,投 与中止直前,投 与中止後に糞便及び血液

を採取 し,以 下に述べ る方法により各々腸内細菌

叢及び血液凝固系の検討を行なった(Fig.1).

1)腸 内細菌叢の検討

糞便1gを ケンキポーター(ク リニカルサプラ

昭和59年9月20日 905

Fig. 1 Sampling schedule

Fecal sample→

Quanti tative aerobic cul ture

Quanti tative anaerobic cul ture

Blood sample→IPT, APTT, HPT, TT, PIVKA II

Table 2 Bacteriological medium

1) Modified Drigalski Agar (BTB Agar) (Eiken)

2) Phenylethyl Alcohol Agar (PEA Agar) (Nissui)

3) Sabouraud Glucose Agar (Eiken)

4) Mannit-Salt Agar (Eiken)

5) Blood Agar Base (Difco)

6) Gifu Anaerobic Medium Agar (GAM Agar) (Nissui)

7) GAM Agar with Gentamicin (Nissui)

8) Bifidobacterium Agar Eugon Agar (Nissui)

Tomato Juice

Maltose

Hemin, Menadione

9) Modified FM Agar (Nissui)

10) Reformed CCFA Agar (Eiken)

イ)に 採 取 し,直 ち にGifu Anaerobic Medium

Broth(GAMBroth)(日 水)9mlに 入 れ,駒 込 ピ

ペ ヅ トで 静 か に撹 搾 し,GAM Broth4.5mlを 希

釈 液 と し て10倍 希 釈 系 列 を 作 成 し,別 表 に示 した

各 種 平 板 培 地 を 用 い て(Table2),好 気 性 菌 は

37℃,24時 間,嫌 気 性 菌 は37℃,48時 間 培 養 後,

菌 数 計 算 を行 な った.嫌 気 性 菌 の培 養 に は ガ ス ・

パ ッ ク法 を 用 い た.細 菌 の 同 定 は,好 気 性 菌 は

Colonyの 性 状,Gram染 色,パ イ ル チ ュー ブNo.

1,No.2(栄 研),SF培 地,Coagulase等 に基 づ

い て 行 な った.嫌 気 性 菌 につ い て はColonyの 性

状,Gram染 色,芽 胞 の 有 無Minitek system

(BBL),ガ ス ク ロマ トグ ラ フ ィー(島 津 製GC-4

CM(PF)30091S,カ ラ ム温 度130～150℃,検 出

器 温 度220℃,カ ラ ム:3mm×2mガ ラス カ ラ ム,

10%Peoplex4000nchromosorbW(AW),

60～80%メ ッシ ュ,検 出器:F.1.D)を 用 い て 同定

Fig. 2 Test for PIVKA II (Ap-Latex method)

1) Adsorption

2) Latex agglutination

を 行 な っ た.

腸 内 細 菌 叢 が 抑 制 さ れ て い る か否 か の 判 定 は,

以 下 の 基 準 を 設 けて 行 な った.す なわ ち,E.coli

等 のEnterobacteriaceaeの 菌 数 が105/9以 下 と

な る か,嫌 気 性 菌 の総 菌 数 が106/g以 下 に 減 少 し

た 場 合 に抑 制 あ り と判 定 した.

2)血 液 凝 固 系 の検 討

1/10容 ク エ ン酸 ナ ト リウ ム血 とな る よ うに静 脈

血 を 採 取 し,直 ち に3,000r.p.m.で15分 間遠 心 分 離

した.得 られ た 血 漿 を 用 い てPIVKAIIの 測 定 を

行 な い,同 時 に プ ロ トロ ン ビ ン時 間(以 下PTと

略 す),活 性 化 部 分 トロ ン ポ プ ラス チ ン時 間(以 下

APTTと 略 す)の 測 定 と,ト ロ ン ボ テ ス ト(以 下

TTと 略 す),ヘ パ プ ラス チ ソ テ ス ト(以 下HPT

と略 す)を 行 な った.

PIVKAIIの 測 定 は 目黒,山 田 ら のAp-Latex

法8)9)を用 い て行 な い(Fig.2),陽 性 例 に つ い て は

二 次 元 免 疫 電 気 泳 動 法7)に よ り確 認 し た.Ap-

Latex法 は,PIVKAIIが 正 常 プ ロ トロ ン ビ ン と

共 通 の 抗 原 性 を持 ち なが らノミリウ ム塩 に 吸着 され

難 い こ とを 利 用 した 方 法 で,図 示 した 如 く,血 漿

中 の 正 常 プ ロ トロ ン ビ ン とPIVKAIIを ノミリウ

ム塩 処 理 に よ り分離 し,非 吸 着 のPIVKA IIを,

906 感染症学雑誌 第58巻 第9号

Table 3 Rate of positive PIVKA II during

antibiotic therapy

*Bleeding tendency 11 cases (7%)

AbnormalPT, APTT, TT, HPT

24 cases (15%)

抗 ヒ トプ ロ トロ ン ビ ン抗 体 感 作 ラテ ック ス を用 い

て ラテ ック ス凝 集 反 応 と して 検 出 す る も の で あ

る.PIVKAII陽 性 の場 合 に は さ らに2倍 希 釈 系

列 を作 成 し,陽 性 を示 す 最 大 希 釈 倍 数 で 示 す こ と

に よ り半 定 量 した.

PTの 測 定 は,活 性 化 ト ロ ン ポ プ ラ ス チ ン

(DADE社)を 使 用 し,用 手 傾 斜 試 験 管 法 を 用 い て

行 な った.コ ン トロ ー ル に はCi-TROL Coagula-

tion Control,Level I(DADE社)を 用 い,結 果

は凝 固 時 間 及 び 活 性%で 示 した.

APTTの 測 定 は,ア ク チ ソ(DADE社)を 使 用

し,用 手 傾 斜 試 験 管 法 を 用 い て行 な った.コ ン ト

ロ ー ル に はCi-TROL Coagulation Contro1,

LeveiIを 用 い,結 果 は25mM塩 化 カ ル シ ウ ム

(Behring Institut)添 加 後 の凝 固 時 間 で 示 した.

TTは トロ ン ボ テ ス トオ ー レ ン(エ ーザ イ)を,

HPTは ヘ パ プ ラス チ ン テ ス ト(エ ーザ イ)を 各 々

使 用 し,用 手 傾 斜 試 験 管 法 を 用 い て行 な った.何

れ も生 理 食 塩 水 で2倍 希 釈 した ク エ ン酸 加 血 漿 を

用 い て 測 定 し,ヘ マ トク リ ッ ト値50%と して 補 正

を 行 な い,活 性%で 示 した.

尚,得 られ た デ ー タ の推 計 学 的 な検 討 に はx2検

定 を 用 い た.

結 果

160例 中PIVKAII陽 性 を 呈 し た 症 例 は37例

(23%)で,そ の う ち24例(65%)(160例 中24例

(15%))がPT,APTT,TT,HPTの 異 常 を伴 っ

て い た.出 血 傾 向 は160例 中11例(7%)に 認 め ら

れ,何 れ もPIVKAII陽 性 を呈 して いた が,そ の

内 訳 は,採 血 部 位 止 血 困 難7例,下 血1例,皮 下

出 血1例,採 血 部 位 止 血 困 難 及 び 下 血2例 で あ っ

た(Table3,Table4).抗 生 剤 の 投 与 開 始 か ら

PIVKAII陽 性 とな る ま で の 期 間 は1～33日 と症

Fig. 3 Rates of positive PIVKA II classified by

age

PIVKA II(-)

PIVXA II(+)

例によ りかな りの幅が認め られたが,併 用例で抗

生剤の開始時期が一致しなかった3例(Case3,

8,19)を 除 くと,34例 中8例(24%)が3日 以内,

24例(71%)が7日 以内に陽性となり,大 部分の

症例は14日 以 内に陽性 となって いた(Table4,

Table5).

各症例を新生児(1ヵ 月未満),乳 児(1～11カ

月),幼 児(1～5歳),学 童(6歳 以上)の4群

に分け,年 齢別にPIVKAIIの 陽性率を検討する

と,乳 児では6%と 他の3群 に比して有意に低い

値を示した(p<0.02)(Fig.3).

各種疾患別のPIVKAII陽 性率は,敗 血症(疑

いを含む)で38%と 最 も高 く,胎 内感染(疑 いを

含む),中 枢神経感染症でも比較的高い陽性率を示

した.尿 路感染症ではPIVKAIIが 陽性を呈 した

症例は1例 も認め られず,他 の疾患に比 して有意

に低い陽性率であった(p<0.05)(Table6).

PIVKAIIが 陽性を呈 した37例 の使用抗生剤別

の内訳をみると,単 独投与例ではLMOX,CMZ,

昭和59年9月20日 907

CPZを 投与された症例が多 く,併 用例では11例 中

7例 がLMOXの 投与を受けていた(Table7).

単独で投与された薬剤の うち,5例 以上に投与

された ものについて,抗 生剤別のPIVKAII陽 性

率を新生児と新生児以外に分けて検討した.新 生

児ではLMOX,CTX,CTMの3剤 について検討

されたが,LMOXで9例 中6例(67%)と 高い陽

性率を示 したのに対 し,CTXで はPIVKAII陽

性を呈 した症例は1例 も認め られず,こ の2剤 間

で有意差が認め られた(p<0.01)(Fig.4).新 生

児以外ではCMZ,LMOX,CTX,CPZ,CPM,

CAZの 第2,第3世 代Cephem系 薬剤 と,CEZ,

Fig. 4 Rates of positive PIVKA II classified by

antibiotics <Neonates>

ABPCに つ い て 検 討 され た が,LMOXが8例 中

5例(63%)と 最 も高 く,続 い てCMZが50%,CPZ

が25%と 高 い陽 性 率 を 示 した.CTX,CAZ,ABPC

で は,PIVKAII陽 性 を呈 した 症 例 は1例 も認 め

られ なか っ た(Fig.5).LMOX,CMZの2剤 と,

CTX,CAZ,ABPCの3剤 の 間 に は,推 計 学 的 に

有 意 差 が 認 め られ た(p<0.01).

こ れ ら の 薬 剤 に つ い て1日 当 り の 投 与 量 を

Table 5 Duration of antibiotic therapy before

detection of PIVKA II

Table 6 Rates of positive PIVKA II classified by

disease

Fig. 5 Rates of positive PIVKA II classified by antibiotics <except Neonates>

908 感染症学雑誌 第58巻 第9号

Table 4 Summary of cases

* No. of days after the initiation of antibiotics before PIVKA II was detected** No. of days before PIVKA II was detected

*** NPO: nothing per os

昭和59年9月20日909

with positive PIVKA II

910 感染症学雑誌 第58巻 第9号

Table 7 Variety of antibiotics with positive

PIVKA II

() Bleeding tendency

Table 8 Daily doses of each antibiotics<Neonates>

(mean•}S. D.; mg/kg/day)

PIVKA II陽 性群 と陰性群に分けて検討すると,

新生児では両群の間で投与量にほとんど差を認め

なかったが,新 生児以外ではLMOX, CPZ, CPM

において,PIVKA II陽性群の方が若干多い傾向

があった(Table 8,Table 9).ま た,PIVKA II

の出現しなかったCTX, CAZ, ABPCの 投与量

は,他 の薬剤に比 して必ず しも低い値ではなかっ

た.

腸内細菌叢,経 口的食餌摂取及び下痢 との関係

につき検討 した(Fig.6).124例 中83例(67%)に

腸 内細菌叢 の抑 制 が認 め られ,そ の うち23例

(28%)がPIVKA II陽性を示した.腸 内細菌叢の

抑制 と経口的食餌摂取量の減少が重なった場合に

は18例 中12例(67%),こ れに腸内細菌叢の抑制,

経 口的食餌摂取量の減少,下 痢の3者 が重なった

Table 9 Daily doses of each antibiotics

<except Neonates>

(mean•}S. D.; mg/kg/day)

Fig. 6 Association of PIVKA II with intestinalbacterial flora, Oral food intake, and Diarrhea

(n= 124)No. of cases e positive PIVKA II/Total cases

2/34

場合 も含めると23例中15例(65%)がPIVKA II

陽性 とな り,有 意に高い陽性率 を示 した(p<

0.01).ま た,腸 内細菌叢 が抑制 されていない場合

のPIVKA II陽 性率は経口的食餌摂取量の減少,

下痢の何れも認められない場合 も含めて41例 中6

例,す なわち14%で あった.下 痢を認めた症例は

16例 あり,そ の うち7例(44%)がPIVKA II陽

性を示 したが,そ れ らの症例は全て腸内細菌叢の

抑制もしくは経 口的食餌摂取量の減少を伴 ってい

た.腸 内細菌叢の抑制,経 口的食餌摂取量の減少,

昭和59年9月20日 911

Fig. 7 Association of PIVKA II with Intestinalbacterial flora, Oral food intake, and Diarrhea

<Neonates> (n=30)No. of cases E positive PIVKA II/Total cases

0/3

下痢 の何れ も認め られない場合 は34例 中2例

(6%)がPIVKA II陽 性を示 したに過 ぎなかっ

たが,こ れはその他の群に比 して有意に低い値で

あった(p<0.05).

これを前述の4群 に分けて年齢別 に検討する

と,新 生児では,腸 内細菌叢の抑制が認められた

症例が30例 中27例(90%)と,他 の年齢層に比 し

て高かったが,PIVKA II陽性を示した症例は全

てこの中に含まれていた.ま た,腸 内細菌叢が抑

制 されたのみで,経 口的食餌摂取量の減少 も下痢

も認 め られなかった18例 の うち4例(22%)が

PIVKA II陽 性を示 した(Fig.7).

乳児では,PIVKA IIが 陽性を示 したのは2例

のみであったが,1例 は腸内細菌叢の抑制に下痢

を伴 った症例,他 の1例 は腸内細菌叢の抑制,経

口的食餌摂取量の減少,下 痢の3者 が合併 した症

例であった(Fig.8).

幼児では,44例 中25例(57%)に 腸内細菌叢の

抑制が認め られた.こ れに経 口的食餌摂取量の減

少を伴った場合,お よび腸内細菌叢の抑制,経 口

的食餌摂取量の減少,下 痢の3者 が重なった場合

は,6例 中5例(83%)がPIVKA II陽 性を示 し

た(Fig.9).

学童の場合も同様の傾向が認め られ,腸 内細菌

叢の抑制 と経 口的食餌摂取量の減少が重なった場

合には5例 中4例(80%)と 高いPIVKA II陽性

Fig. 8 Association of PIVKA II with Intestinalbacterial flora, Oral food intake, and Diarrhea

<Infants> (n= 31)No. of cases c positive PIVKA II/Total cases

0/9

Fig. 9 Association of PIVKA II with Intestinalbacterial flora, Oral food intake, and Diarrhea

<Pre-schoolers> (n=44)No. of cases e positive PIVKA II/Total cases

2/17

率を示した(Fig.10).

次にPIVKA IIが陽性を呈 した症例の うち,代

表的と思われる症例の臨床経過を提示す る.

Case 3(Fig.11, Fig.12).

3歳 男児.腹 部内臓逆位を伴 う右胸心,単 心房,

単心室,肺 動脈閉鎖,動 脈管開存を基礎疾患 とし

て持つ化膿性髄膜炎,脳 膿瘍の症例である。初め

にCET, LMOX, GMが 投与 され,以 後CP,

LMOX, FOMが 主 として投与 されているが,抗 生

剤投与中は,腸 内細菌叢は著明に抑制されてお り,

Streptococcus faecalisとYeastが 認め られるのみ

912 感染症学雑誌 第58巻 第9号

となっていた.ほ とんど経 口摂取ので きなかった

病初期,PIVKA IIは80× ～160× と強陽性 を示

し,APTTの 延長,PT値,HPT値 の低下が認め

られた.そ の後経管栄養が開始 され ると,PT,

Fig. 10 Association of PIVKA II with Intestinalbacterial flora, Oral food intake, and Diarrhea<School children> (n=19)

No. of cases c positive PIVKA II/Total cases

0/5

APTT,HPTは 次第に正常化 したが,PIVKA II

は依然 として40× ～80× の陽性が続いてお り,110'病 日前後

に,食餌をHinex-Rと 呼ばれるビタ ミン

Kの 添加されていない流動食か ら常食に変更 した

頃に,初 めて陰性化 している点が注 目された.腸

内細菌叢は,PIVKA IIが 陰性化 した時点でも依

然 として抑制 されてお り,抗 生剤の投与中止後に

回復した.尚,本 症例の経過中に出血傾向は認め

られなかった.

Case 5(Fig.13, Fig.14)

在胎34週,生 下時体重2,540gで 出生 した男児

で,胎 内感染 の疑いのために,生 後1日 目よ り

LMOXの 投与が開始された.ま た授乳は生後5日

目より開始された.こ のために腸内細菌叢の形成

は極めて悪 く,生 後8日 目にS.faecalisとYeast

が検出されるまで,糞便内か らは菌は検出されず,

LMOX投 与中止後 の生後11～13日 目にしてよ う

や く細菌叢が形成された.血 液凝固系は,生 下時

にはほぼ正常であったが,生 後5日 目にPIVKA

Fig. 11 Changes of viable cells in feces

Case 3 K. K. 3Y Meningitis, Brain abscess, Complicated I CHD

PIVKA II

Diet

Diarrhea

※ CHD: Congenital heart disease

昭和59年9月20日 913

Fig.12 Changes of coagulation system

Case 3 K.K. 3Y Meningitis, Brain abscess, Complicated •¦ CHD

※ CHD: Congenital heart disease

Fig.13 Changes of viable cells in feces

Case 5 A. BB. a Intrauterine infection

IIが陽性化したのに伴い,APTTの 延長,PT値,

HPT値 の低下が認められ,同 時に採血部位止血

困難が出現した.た だちにビタミンKを 静脈内投

与 した ところ, APTT, PT, HPT は改善 し,

PIVKA IIも,経 口摂取量が増え,抗 生剤の投与

中止後腸内細菌叢 が形成された時点に陰性化 し

914 感染症学雑誌 第58巻 第9号

Fig.14 Changes of coagulation system

Case 5 A. BB. •‰ Intrauterine infection

Fig.15 Changes of viable cells in feces

Case 10 T.U. 2Y •‰ Sepsis

た.

Case 10(Fig.15, Fig.16, Fig.17)

2歳 男 児, yersinia pseudotuberculosis に よ る

敗 血 症 の 症 例 で あ る.初 め にCPM,続 い て

LMOXが 投 与 さ れ た が,抗 生 剤 投 与 中 の 腸 内 細 菌

叢は著明に抑制 されてお り,糞 便内のほとん どの

細菌は減少 して, Yeast, Candida, S.faecalis を認

めるのみ となっていた.患 児は入院時,食 欲低下

のため食餌が充分に摂取できず,加 えて抗生剤開

始後に中等度の下痢を認めたため,希 釈乳による

昭和59年9月20日 915

Fig.16 Changes of coagulation system

Case 10 T.U. 2Y •‰ Sepsis

Fig.17 Crossed immunoelectrophoresis pattern

Case 10 T.U. 2Y •‰ Sepsis

No.137 (11th Day)

PIVKA II positive

No.136 (29th Day)

Normal prothrombin(PIVKA II negative)

食餌療法が施行されていた.血 液凝固系は入院11

日目にPIVKA IIが80× と陽性化 し,そ れに伴い

APTTの 延長.PT値,HPT値 の低下が認め ら

れ,採 血部位の止血が困難 となった.た だちにビ

タ ミンKの 静脈内投与及び新鮮血輪血が施行 され

止 血 は 良 好 とな った が,検 査 値 は そ の 後 も異 常 が

続 き,通 常 の 食 餌 が 充 分 に摂 取 可 能 と な っ た 入 院

29日 目 に 正 常 化 し た.PIVKA IIの 変 動 と,

APTT, PT, HPTの 値 は よ く相 関 した 動 きを 示

した(Fig.16).本 症 例 に お け る2次 元 免 疫 電 気 泳

916 感染症学雑誌 第58巻 第9号

Fig.18 Antibiotics containing 1-methyl-1H-

tetrazole-5yl-thiomethyl group

CMZ

LMOX

CPZ

CMX

CTT

CPM

□ : 1-methyl - 1H-tetrazole-5yl - thiomethyl group

動の結果を示 した(Fig.17).上 段の検体No。137

が入院11日 目に採取 した検体で,正 常プロ トロン

ビンの陽極側(右 側)にPIVKA IIの ピークが認

め られる.入 院29日 目に採取 した下段の検体No.

136で は,PIVKA IIの ピークは認められず,正 常

プロトロンビンのみが認められている.

考 案

新 しい抗生剤の開発が積極的に進められ,広 域

で強い抗菌力を持つ薬剤が次々と世に送 り出され

ている今 日,こ の利点であるべき作用が,腸 内細

菌などの常在細菌叢に大 きな影響を及ぼし,そ の

結果引きおこされる副作用が問題 とな り始めてい

る.抗 生剤投与中にみられる,ビ タミンK欠 乏に

よると思われる出血傾向もその一つとして重要な

問題であ り1)2),特に新しいCephem系 薬剤 との関

連が注 目を浴びている3)～5).

ビタ ミンKは,肝 臓において合成 された II, VII,

IX, X 因子前駆体のグルタ ミン酸残基のカルボキ

シル化を促進 して,正 常な活性II, VII, IX, X因

子を産生せしめるが10),ビ タミンKが 欠乏す ると

この反応が障害され,生物学的に不活性な異常II,

VII, IX, X 因子が出現する (PIVKAII, VII, IX,

X).ビ タ ミンK欠 乏の診断には,現 在までの所 こ

の うちPIVKA IIを 測定す ることが一般に広 く

行なわれている.

今回の検討の結果,抗 生剤を投与されている小

児の23%がPIVKA II陽 性を示 し,ビ タミンK欠

乏状態と考えられた.抗 生剤投与の結果腸内細菌

叢が抑制 されている小児では28%がPIVKA II陽

性を示 し,さ らに経 口的食餌摂取の減少,及 び経

口的食餌摂取の減少,下 痢の2者 が重なった場合

には65%と 高いPIVKA II陽 性率を示 して,高 率

にビタ ミンK欠 乏に陥る可能性が示唆 された.ま

た,生 理的にビタ ミンKが 不足 していると考えら

れる新生児期では,経 口的食餌摂取も保たれ,下

痢も認められない症例でも,腸 内細菌叢が抑制さ

れるのみで22%がPIVKA II陽 性を示 した.こ れ

らの結果は,抗 生剤投与中に生ず るビタ ミンK欠

乏の原因として,抗 生剤投与による腸内細菌叢の

抑制 と経 口的なビタミンK摂 取の不足の2つ が重

要な因子であることを示している.

ヒ トの腸内細菌叢 を形成す る種々の細菌 の う

ち,ビ タ ミンKの 供給源 としてどの細菌が主要な

役割を担っているかは未だ明らかにされていない

が,ビ タ ミンKを 産生す る細菌 としては,E.coli,

Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Bacter-

oides fragilis, Bifibobacteria. Clostridia な どの 一

部 が 知 られ て い る11)12).ま たYeastや 真 菌 は ビタ

ミンKを 産 生 しな い と言 わ れ て い る12)。今 回 の 検

討 で 使 用 頻 度 の 高 か っ た 第2,第3世 代 のCe-

昭和59年9月20日 917

phem系 薬剤は,嫌 気性菌 も含めた極めて広い抗

菌スペク トラムを持ち,胆 汁への移行 も良好なも

のが多いため,秋 田13),佐藤 ら14)15)の報告や,今 回

の検討例にもみ られる通 り,腸 内細菌叢に及ぼす

影響は極めて大きい.こ れ らの薬剤が投与される

と,糞 便 内の好気性及 び嫌気性菌は,Yeast,S.

faecalisな どの一部の細菌を除いてほ とん ど消失

してしまうため,ビ タ ミンKを 産生 していると考

えられる細菌 も,そ のほとんどが消失 してしまう

ことになる.今 回の検討で腸内細菌叢に抑制を認

めた83例 中80例 が第2,第3世 代のCephem系 薬

剤の投与を受けた症例であったことは注 目に値す

る.ヒ トは体内でビタミンKを 生成することがで

きず,そ の供給を食餌中の植物油や緑色野菜など

に含まれるビタ ミンK1,及 び腸内細菌によって産

生されるビタミンK2に 依存 している.従 ってこの

両者が不足すれば容易に ビタ ミンK欠 乏状態 とな

り得 ることが予想され,今 回の成績を充分頷かせ

るものである.

PIVKA IIが 陽性を呈 した症例の65%はPT,

APTT, TT, HPT の異常を伴 っていたが,残 り

の35%で は正常範囲内の値 であった.こ れ ら,

PIVKA IIが 陽性を呈 したにも拘 らず,凝 固時間

の延長を伴わなかった症例については,宮 地16)の

指摘す るように一過性 にビタ ミンK欠 乏状態に

あったが検査時にはすでにビタミンKの 不足が解

消 されていたか,あ るいは凝固因子の不足をもた

らさぬ程度のごく軽度のビタ ミンK欠 乏状態が存

在 した と考えられる.

抗生剤の投与開始か らPIVKA IIが 陽性 とな

るまでの期間は,3日 以内が24%,7日 以内が71%

と,かな り早期から陽性化す ることが確認された。

これは,Pineoら がPT, APTTを ビタミンK欠 乏

の指標 として検討 した報告1)に比 して,か な り短

い成績であるが,今 回の検討では新生児が対象に

含まれていた点,PT, APTTよ り鋭敏かつ特異的

なPIVKA IIを ビタ ミンK欠 乏の指標 に用いた

点などが,そ の理由として考えられる.

年齢別の検討では,乳 児でPIVKA II陽 性率が

低いことが注 目され る.使 用 された抗生剤の種類

や抗生剤による腸内細菌叢抑制の程度は各年齢群

でほぼ同様であったが,対 象が入院中の患児で全

例調整粉乳による人工栄養であった こと,食 餌摂

取の比較的良好な尿路感染症が多かったことなど

が乳児でPIVKA II陽 性例が少なかった理 由 と

考えられる.

疾患別では,敗 血症(疑 いを含む),胎 内感染(疑

いを含む),中 枢神経感染症でPIVKA II陽 性率

が高 く,逆 に尿路感染症では陽性例が認め られな

かった.敗 血症や中枢神経感染症のような重症感

染症では,全 身状態が不良であるために食餌が充

分に摂取できない例が多 く,ビ タミンK欠 乏に陥

りやすいものと思われる.ま た,胎 内感染が疑わ

れて出生直後より抗生剤が投与 された場合には,

Case 5の ように,腸 内細菌叢の形成が妨げられ,

生理的にビタミンKが 欠乏する時期 に腸内細菌か

らのビタミンKの 供給を受けられないため,容 易

にビタ ミンK欠 乏に陥 ると考えられ る.こ れ らに

対し,尿 路感染症の場合は,診 断が容易で抗生剤

に対して速やかに反応す るため,重 症化 して全身

状態が悪化す ることが少な く,ビ タ ミンK欠 乏に

な りにくいものと思われる.

今回第2,第3世 代の新 しいCephem系 薬剤を

中心に検討を行なった中で,PIVKA II陽 性例は

LMOX, CMZ, CPZ を投与された症例に多 く認め

られ,同 じCephem系 で腸内細菌 叢に対 してはほ

ぼ同様 の影響力があると考えられ るCTX, CAZ

では,単 独投与の場合PIVKA II陽 性例は1例 も

認め られなかった.ま た,推 計学的に有意ではな

いが,新 生児以外で LMOX, CPZ, CPM を投与

した症例では,PIVKA II陽 性群の方が陰性群 よ

りも若干投与量が多い傾向を認めた.我 々の経験

では,投 与量が若干違っても腸内細菌叢に及ぼす

影響にはあま り違いはなく,こ れ らのことは,抗

生剤投与によるビタミンK欠 乏の発現に,薬 剤が

直接関与する可能性があることを示唆 している.

今回の検討でPIVKA IIが 陽性を示 した薬剤 の

うち,最 も陽性率の高いLMOXを 始めとして,

CMZ, CPZ, CPM, CTT の各薬剤が,そ の構造

上,Neu5)の 指摘す る 1-methy1-1-H-tetrazol-5-yl-

thiomethyl基 を3位 に有 してい る点は非常 に興

味深い所である(Fig.18).こ の基が ビタ ミンK依

918 感染症学雑誌 第58巻 第9号

存性凝固因子の生成に影響を及ぼす可能性は充分

に考えられ,こ の問題 に関 して今後さらに検討を

進めてい く必要がある.

また実際の止血機構では血小板の関与 している

割合 も大 き く,忘 れてはならない問題 である.

CBPC17),PCG18),LMOX19)の 大量投与により血小

板凝集能が低下した とい う報告もあ り,こ の面か

らの検討 も今後必要である.

以上,抗 生剤投与中の出血傾向について,腸 内

細菌叢 と血液凝固系の変動を中心に検討 したが,

今回の検討で実際に出血傾向が出現 したのは160

例中11例(7%)と 少な く,ビ タミンK欠 乏によ

る出血が直接の原因となって不幸 な転帰をとった

症例は1例 もなかった.し かしPIVKAIIが 陽性

となり,PT,APTT等 の凝固時間が延長 した症例

に対 しては,凝 固系の異常が確認された時点で ビ

タ ミンKが 投与 されている場合が多かったことか

ら,気 付かずに放置すれば出血傾向の出現頻度は

さらに増加する可能性があ り,今 回は認められな

かったが,頭 蓋内出血のような重篤な合併症をお

こす可能性 も充分に考えられる.従 って腸内細菌

叢 に大 きな影響 を与える可能性 のあ る広域抗生

剤,特 に第2,第3世 代のCephem系 薬剤のよ う

な抗生剤を投与する場合には,PIVKAIIも 含め

た血液凝固系の変動を注意深 く観察 し,新生児や,

食餌の摂取が不充分で ビタミンK欠 乏をきた しや

すい症例に対 しては,ビ タミンKを 予防的に投与

す ることが必要である.

結 語

抗生剤投与中の小児について,PIVKA IIを 主

な指標 として血液凝固系の変動を調べ,腸 内細菌

叢,経 口的食餌摂取,下 痢 との関係,及 び抗生剤

別,年 齢別,疾 患別の差異について検討を加え,

以下の様な結果を得た.

(1)160例 中37例(23%)がPIVKA II陽 性を呈

し,ビ タ ミンK欠 乏 と考 えられた.PT,APTT,

TT,HPTの 異常は160例 中24例(15%)に 出血傾

向は160例 中11例(7%)に 各々認め られ,何 れ も

PIVKA IIは陽性であった.

(2)抗 生剤の投与開始からPIVKA IIが 陽性 と

なるまでの期間は1～33日 であったが,71%は7

日以内であった.

(3)乳 児ではPIVKA IIの 陽性率が低 い傾向が

認められた.

(4)疾 患別のPIVKA II陽 性率は,敗 血症が最

も高 く,胎 内感染,中 枢神経感染症がそれに次ぎ,

尿路感染症では1例 も陽性を示さなかった.

(5)抗 生剤別のPIVKA II陽 性率は,LMOXが

最 も高 く,CMZ,CPZが それに次ぎ,CTX,CAZ,

ABPCで は1例 も陽性を示 さなかった.Cephem

系薬剤の うち,3位 に1-methyl-1H-tetrazo1-5y1-

thiornethyl基 を有する薬剤 に陽性例 が多 く認め

られた.

(6)抗 生剤 の投与により腸内細菌叢が抑制 され

た場合のPIVKA II陽性率は28%で あ り,経 口的

食餌摂取量の減少,及 び経口的食餌摂取量の減少,

下痢 の2者 が重 なった場合 は65%と 高率 を示 し

た.腸 内細菌叢が抑制されていない場合の陽性率

は14%で あった.新 生児では,充 分に哺乳できて

いる場合でも,腸 内細菌叢が抑制されたのみで,

22%がPIVKA II陽性を呈した.

以上の結果 より,抗 生剤投与中にみられる出血

傾向は,腸 内細菌叢の抑制及び経 口的食飼摂取の

不足によるビタミンK欠 乏が主要な原因と考えら

れ,腸 内細菌叢に大きな影響を及ぼす可能性のあ

る広域抗生剤,特 に新 しいCephem系 薬剤のよ う

な抗生剤を投与する場合には,PIVKA IIも 含め

た血液凝固系を注意深 く観察し,新 生児や経 口的

食餌摂取の不足している症例に対 しては,ビ タ ミ

ンKを 予防的に投与す ることが必要である.

稿を終えるにあたり,御指導 御校閲を賜わりました小

佐野満教授,市 橋保雄前教授に深謝いたします。また,終

始御指導,御 助言をいただきました老川忠雄講師,砂 川慶

介講師,南 里清一郎博士,秋 田博伸博士,稲 垣稔先生,聖

マリアンナ医科大学小児科山田兼雄教授,同 目黒嵩先生に

感謝いたします.御 協力をいただきました横須賀共済病院

小児科広瀬誠部長,総 合太田病院小児科石川和夫医長,平

塚共済病院小児科鈴木伸幸医長に感謝いたします.終 始御

助力をいただきました研究室助手大武ゆかり氏,同 伊藤ひ

と美氏に心から謝意を表します.

尚,本 論文の要旨は,第30回 日本化学療法学会総会,第

29回日本化学療法学会東日本支部総会,第45回 日本血液学

会総会,及 び第13回国際化学療法学会に於て発表した.

昭和59年9月20日 919

文 献

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920 感染症学雑誌 第58巻 第9号

The Effects of Antibiotics on the Intestinal Bacterial Flora andBlood Coagulation System

Satoshi IWATADepartment of Pediatrics, School of Medicine, Keio University

A vitamin K deficiency- associated bleeding tendency during antibiotic therapy has recently becomea serious problem, especially with the use of the new cephems. Broad spectrum antibiotics such as thecephems of the 2nd and 3rd generation may cause a marked change in the intestinal bacterial flora,leading to vitamin K deficiency in some patients. The changes of the intestinal bacterial flora and bloodcoagulation system including protein induced by vitamin K absence or antagonist (PIVKA II), an ab-normal prothrombin which is demonstrated in patients with vitamin K deficiency, were investigated inchildren during antibiotic therapy. The influences of oral food intake and diarrhea, and the differencesclassified by antibiotics and age were also investigated.

Among the 160 patients, 37 patients (23%) showed the existence of PIVKA II and 24 patiens (15%)showed an abnormal prothrombin time (PT), activated partial thromboplastin time (APTT), hepaplastintest (HPT), and thrombotest (TT). Bleeding tendencies were noted in 11 patients (7%). PIVKA IIbecame positive within 7 days after the initiation of antibiotics in 71% of the 37 patients, and returnednegative with vitamin K administration.

PIVKA II was infrequently demonstrated in infants and frequently demonstrated in patients withsepsis, intrauterine infection, and central nervous system infection. None of patients with urinary tractinfection were positive for PIVKA II. As for the relationship between the detection rate of PIVKA II andthe antibiotics used, PIVKA II was frequently demonstrated in patients treated with latamoxef (LMOX),cefmetazole (CMZ), and cefoperazone (CPZ). None of the patients treated with cefotaxime (CTX),ceftazidime (CAZ), and ampicillin (ABPC) were positive for PIVKA II. LMOX, CMZ and CPZ have a 1-methyl-1-H-tetrazole-5-yl-thiomethyl group at position 3 of dihydrothiazine nucleus, and further in-vestigation about the influences of this group to the vitamin K assosiated blood coagulation system isnecessary.

The change of the intestinal bacterial flora was investigated for 124 of the 160 patients, and 83 ofthose (67%) showed a decrease of the intestinal bacterial flora. Twenty-three of the 83 patients (28%)were positive for PIVKA II. In 23 patients who had both a decrease of the intestinal bacterial flora and adecrease of oral food intake with or without diarrhea, 15 patients showed positive PIVKA II, a detectionrate of 65%. This suggests that insufficient oral intake of vitamin K and the decrease of the intestinalbacterial flora play important roles in the etiology of the vitamin K deficiency during antibiotic therapy.A careful monitoring of the blood coagulation system, including PIVKA II, is necessary for patientsreceiving antibiotic therapy with broad spectrum agents such at the new cephems, and prophylactic useof vitamin K is indicated in newborn infants and patients with poor oral intake.