1問1答 論文 エンド

治らない根尖病変、根管の中に本当に菌はいない?——外科で採った9生検を光学顕微鏡と電子顕微鏡で追うと、6本に微生物が見つかり、細菌は光顕だけなら1本・電顕を足すと4本だった

1問1答 論文 エンド

エンド|根管充填後も治らず外科処置に至った無症状の歯から、根尖部を歯ごとブロック生検し、光学顕微鏡と透過型電子顕微鏡の両方で根管内の細菌・真菌を探した観察研究(Nair ほか 1990・J Endod)

根管充填をやり直しても消えない根尖部透過像。培養に出しても「菌は出ませんでした」と返ってくることがあります。では本当に菌はいないのでしょうか。スウェーデン・ウメオ大学の症例から採られた、治らない根尖病変12生検のうち、根尖部の根管が残っていた9生検を、光学顕微鏡と透過型電子顕微鏡で丹念に追った研究です。9本中6本で微生物が見つかりました(細菌4本・酵母様真菌2本)。ただし光学顕微鏡だけで細菌をはっきり確認できたのは9本中1本で、残る3本は連続切片と電子顕微鏡の反復観察でようやく見つかっています。著者らは、この研究の菌は形態でしか見ていないため菌種の同定はできないこと、電子顕微鏡で見られる面積はごく狭いことも、あわせて書いています。

論文
Intraradicular Bacteria and Fungi in Root-filled, Asymptomatic Human Teeth with Therapy-resistant Periapical Lesions: A Long-term Light and Electron Microscopic Follow-up Study
著者
P. N. Ramachandran Nair, Ulf Sjögren, Gunthild Krey, Karl-Erik Kahnberg, Göran Sundqvist(チューリッヒ大学〔スイス〕/ウメオ大学〔スウェーデン〕ほか)
掲載
Journal of Endodontics 1990;16(12):580-588.
種類
観察研究(ヒトの生検標本の形態学的検索)。1977〜1984年にウメオ大学歯内療法科で根管治療・根管充填を受けた症例のうち、治癒せず外科処置に至った無症状の歯から、根尖部の根と根尖病変を一塊にしたブロック生検12本を採取。うち根尖部の根管が標本に含まれていなかった3本を除外し、9本を解析。追跡期間は治療から4〜10年。標本は2%パラホルムアルデヒドと2.5%グルタルアルデヒドで8〜10日固定、0.25 M EDTAで6〜12週脱灰、Epon包埋。1〜2 µmの準超薄切片をPASとメチレンブルー・アズールIIで染色して光学顕微鏡で観察し、菌がいそうな部位を選んで透過型電子顕微鏡(Philips 201)で観察。光顕で見つからない場合は、準超薄の連続切片作製と超薄切片作製を、微生物に行き当たるか標本を切り尽くすまで繰り返した。なお、この全体の母集団では治療の成功率は90%を超え、治癒しなかったのは約10%で、外科に回ったのはその一部
PMID
2094761

「菌は出ませんでした」で、本当に終わりですか

根管充填をやり直した。仮封も丁寧にした。それでも根尖部の透過像が消えない。培養に出しても「菌の発育なし」。こういう症例を前にすると、原因が感染なのか、それ以外なのか、判断が止まります。

結論を先に言うと、この研究では、治らずに外科処置に至った9本の生検のうち、6本の根管内に微生物(細菌4本・酵母様真菌2本)が残っていました。そして重要なのが検出のしかたで、光学顕微鏡だけで細菌をはっきり確認できたのは9本中1本。残りは連続切片と電子顕微鏡を繰り返して、ようやく見つかっています。

なぜ「見えない」ことが起きるのか

根管治療の目的は、根管内の感染を取り除き、再感染を防ぐことです。ところが治療がうまくいかないとき、その原因の特定は昔から難しいとされてきました。著者らは、根管形成の不備、器具の破折、根管充填の長さ、根尖部の形態といった局所因子を挙げつつ、長期の成否を左右する最大の単一因子は根管系に残った感染だろうと述べています。

では、なぜ確認が難しいのか。過去の外科標本の研究ではパラフィン切片が使われることが多く、根管内の細菌を見つけられた報告はごくわずかでした。著者らは、この研究で自分たちが光学顕微鏡を使って経験したことに照らせば、過去の研究の検出率が低いのは不思議ではないと述べています。菌が大きな塊になっているまれな場合を除けば、光学顕微鏡では見落とすからです。なお著者らは、電子顕微鏡で調べられる面積が極めて小さいことを、この研究自身の限界としても別に挙げています。今回の設計は、その穴を少しでも埋めるためのものです。

今回の一手:歯ごとブロックで採って、切り尽くすまで探す

対象:1977〜1984年にウメオ大学(スウェーデン)歯内療法科で根管治療・根管充填を受け、その後も根尖病変が治らず外科処置に至った無症状の歯。母集団全体の成功率は90%を超え、治癒しなかったのは約10%で、そのうち外科に回った少数が今回の対象(この割合は原著本文の記載による)。なお、この診療科では失活歯はすべて細菌学的に管理されており、培養が陰性になってから根管充填されていた(ただし解析した9本のうち3本は、初診時に生活歯と診断された歯で、うち2本は初診時の培養が行われていない)。
標本:根尖部の根と、周囲の骨の薄い板を含む根尖病変を、一塊のブロックとして採取(12本)。このうち根尖部の根管が標本に含まれていなかった3本を除外し、9本を解析。
追跡:治療から4〜10年
処理:2%パラホルムアルデヒドと2.5%グルタルアルデヒドで8〜10日固定。0.25 M EDTAと4%グルタルアルデヒド(ショ糖添加)で6〜12週かけて脱灰。X線写真で向きを確認しながら、根管を通る面で2つに割り、0.5〜1 mmの薄切りにしてEpon包埋。
観察:1〜2 µmの準超薄切片をPASとメチレンブルー・アズールIIで染め、光学顕微鏡で観察。菌がいそうな部位(根尖孔の周囲、好中球が集まっている場所、根管内の空隙など)を選んで透過型電子顕微鏡(Philips 201)で観察。最初の超薄切片で見つからない場合は、10〜15 µmの深さまで準超薄の連続切片を作り、さらにブロックを削って深部で切り直す。これを微生物に行き当たるか、標本を切り尽くすまで繰り返した

結果1:9本中6本に微生物がいた

0 3本 6本 9本 生検の本数(解析した9本の内訳) 4本 2本 3本 細菌が見つかった 酵母様真菌が見つかった 微生物が見つからなかった 微生物が見つかったのは合計6本。見つからなかった3本のうち1本は、異物巨細胞性肉芽腫の像を示した
解析した9生検の内訳。細菌4本・酵母様真菌2本・微生物が見つからなかったもの3本(原著の結果)

根管内に細菌が見つかったのが4本、酵母様の真菌が見つかったのが2本、合わせて6本。微生物が見つからなかった3本のうち1本は、異物巨細胞性肉芽腫の像を示しました(この症例は別報で報告するとされています)。

細菌の形態は、グラム陽性の糸状菌・桿菌・球菌でした。真菌は直径3〜5 µm、はっきりした核と細胞壁を持ち、出芽の像も多数見られたことから、著者らは酵母と判断しています。著者らは、ヒトの罹患した歯髄や根尖部から、この真菌がin situで光学・電子顕微鏡的に示されたのはこれが初めてだと書いています。

培養の結果と組織の結果が一致しない例:初診時の培養が「菌の発育なし」だった2症例(GRS-3・GRS-5)で、組織ではグラム陽性菌が見つかりました。逆に、初診時の培養で腸球菌が検出された症例(GRS-7)では、組織に微生物は見当たらず、異物巨細胞性肉芽腫でした。培養の結果と、数年後の根管内の実態は、必ずしも一致しません。なお9本のうちGRS-2とGRS-8は、初診時の培養そのものが行われていません。

結果2:光学顕微鏡だけでは、9本中1本しか見つけられなかった

0 20% 40% 60% 根管内の細菌を検出できた生検の割合(9本中・%) 11% 44% 光学顕微鏡だけ 光学顕微鏡+透過型電子顕微鏡 9本中1本(11%)と9本中4本(44%)。原著の考察に記載された値。真菌2本はこの数字に含まない
根管内の細菌を検出できた生検の割合。光学顕微鏡だけなら9本中1本(11%)、透過型電子顕微鏡を加えると9本中4本(44%)(原著の考察に記載された値。真菌2本はこの数字に含まない)

光学顕微鏡で細菌をはっきり同定できたのは、1本だけ(GRS-9)でした。この症例では、根管が根尖側で分岐した副根管が細菌で埋まっており、連続切片を追うことで初めてその副根管が姿を現しました。

残る3本(GRS-3・GRS-5・GRS-10)では、準超薄の連続切片を作っても光学顕微鏡では確認できませんでした。理由は菌のいる形が違ったからです。GRS-9のように大きく密な塊になっているのではなく、単独で、あるいは数個のかたまりで散らばって存在していたのです。これらは電子顕微鏡の反復観察で確認されました。

なぜ見つけにくい場所に残るのか

この研究の像が示しているのは、菌がどこに潜むかです。光学顕微鏡で唯一はっきり細菌を確認できた症例(GRS-9)では、根管が根尖側で分岐(デルタ形成)しており、その副根管が細菌で塞がっていました。同じ症例で菌は、過去の歯根吸収でできたハウシップ窩(吸収窩)を密に埋め、象牙質壁に貼り付くように存在していました。もう1本(GRS-3)でも、過去の内部吸収によるハウシップ窩と、根管内の空隙に、小さな群をなす細菌が見つかっています。いずれも、器具や洗浄液が物理的に届きにくい場所です。

この2本目(GRS-3)は、ガッタパーチャの充填が根管長のほぼ全長に達し、根管壁への適合も良好に見えた症例でした。それでも側方に未充填の空隙が残り、そこに歯髄の残渣と象牙質削片が詰まっていました。その空隙の根尖側の開口部には好中球が集まり、電子顕微鏡では好中球の内部に菌が確認されています。「レントゲンで緊密に見える充填」と「菌の残っていない根管」は、別の話だということです。

明日の臨床へ

著者らの結論:治らない根尖病変をもつ根管充填歯の大多数で、根管内に微生物(細菌または真菌)が長期にわたって残っており、それが治療の失敗に大きな役割を果たしている可能性がある。微生物が見当たらない症例では、異物巨細胞型の組織反応が病変を支えていることがある。
補足(筆者の読み):
・この論文の一番の実務的な含みは、「検出できなかった」を「いない」と読み替えないことだと思います。同じ標本でも、見る道具を変えると検出率は11%から44%に変わりました。
・菌が見つかった場所は、副根管・デルタ・吸収窩・充填の側方の空隙——どれも器具が届きにくいところです。「もっと太く削る」ではなく、形成の及ばない空間をどう減らすか・汚さないかという視点につながります。
・治らない症例で培養が陰性でも、それだけで感染を否定する材料にはなりません。この診療科では失活歯は培養が陰性になってから根管充填されており、それでも4〜10年後に4本から細菌が見つかっています。逆に、初診の培養で菌が出ていても、数年後の組織に菌がいるとは限りません。
・一方で、微生物がいない病変も存在する(9本中3本、うち1本は異物反応)ことも同時に示されています。すべてを感染で説明しない、という抑制もこの論文の中にあります。

ここだけ、冷静に補助線

読むときの補助線:まず、9本の記述的な観察研究です。統計はなく、対照群もありません。第二に、選ばれ方に強い偏りがあります。対象は「根管治療がうまくいかず、さらに外科処置にまで進んだ」症例で、母集団では成功率が90%を超え、治癒しなかった約10%のうちの一部です。一般の根管治療例を代表する数字ではありません(「根管充填した歯の67%に菌がいる」ではありません)。第三に、著者らが明記している方法の限界があります。形態でしか見ていないため、菌種の同定はできません。「グラム陽性の糸状菌・桿菌・球菌」までで、どの菌かは分かりません。また電子顕微鏡で調べられる面積は非常に小さいため、「微生物が見つからなかった3本」も、いないことの証明にはなりません。ここからは筆者の補足です。第四に、これは1990年の研究で、PCRなどの分子生物学的な検出は使われていません。第五に、菌がいたことと、それが治癒を妨げた原因であることは別です。この研究は存在を示したもので、因果を証明したものではありません。それでも、「治らない根管の中で、菌がどこに、どんな形で残っているか」を実際の像で見せた意義は大きく、その後の根管治療の考え方に長く影響した1本です。

今日のひとこと

著者らの結論:この9本の検討では、治らない根尖病変をもつ根管充填歯の大多数の根管内に微生物(細菌または真菌)が残っており、それが治療の失敗に関わっている可能性があると示唆された。微生物が見当たらない症例では、異物巨細胞型の組織反応が病変を支えている場合がある。そして実務に効く一文がこれです——微生物が大きな塊で存在するまれな例を除けば、光学顕微鏡は残存感染の検出にあまり役立たないかもしれない。「見つからなかった」は「いない」と同じではない、ということを、9本の標本が具体的に示しています。

Nair PNR, Sjögren U, Krey G, Kahnberg KE, Sundqvist G. Intraradicular Bacteria and Fungi in Root-filled, Asymptomatic Human Teeth with Therapy-resistant Periapical Lesions: A Long-term Light and Electron Microscopic Follow-up Study. J Endod. 1990;16(12):580-588. PMID: 2094761.
本記事は論文の要点を医療従事者向けにまとめた解説です。臨床判断は原著と最新のエビデンスをご確認ください。