AECOPDの患者さんは.細菌やウイルス感染が主な誘因となり.非感染要因として大気汚染.アレルギー.鎮静.鬱血性心不全.肺塞栓症などがあり.誘因が明確でない患者さんもごく一部存在します。 下笛感染症が最も多く.細菌が主な感染源となる。
最近の研究では.AECOPD患者の69％において下笛分泌物から細菌が分離でき.Haemophilus influenzaeが最も多く.次いでStreptococcus pneumoniaeとCatamorax.Pseudomonas aeruginosaと他のグラム陰性菌の頻度は少なかったという。 しかし，人工呼吸を必要とする重症AECOPD患者では，P. aeruginosaおよびグラム陰性菌の分離率が有意に高かった．
さらに.気管支鏡検査では.安定したCOPD患者の25％.AECOPD患者の最大50％に下部気道の細菌コロニー形成があることが示唆されました。 さらに気管支粘膜標本を調べると.細菌感染は気管支内腔.気道粘膜表面.粘膜組織に多く.主に気道に炎症反応を引き起こしていることがわかった。 さらに.気道の細菌負荷が高いほど.気道反応は炎症性である。 したがって.気道の総細菌量と気道の炎症の程度や肺機能の低下との間には.有意な正の相関があると考えられる。
近年.AECOPDにおける細菌感染の役割を説明するために.細菌の「閾値仮説」（図2参照：曲線は下部の笛に含まれる病原性微生物の濃度を表す）が提唱されています。 COPD患者の下部口径管には細菌コロニー形成があること.すなわち口径管には病原性のある微生物が低濃度で存在することが知られています。
ある特定の状況下では.潜在的に病原性のある微生物が増殖し（グラフでは曲線の上昇相として示されている）.炎症反応を引き起こす可能性があるのだ。 抗生物質による治療（AB1.AB2.AB3）後.病原性を有する微生物の濃度が臨床的閾値以下になれば.臨床症状は消失する。
抗生物質で菌の濃度を下げることはできても.完全に除去できなければ.一定期間後に再び濃度が上昇し.急性増悪を繰り返すことになる。 抗生物質の作用が強ければ強いほど.潜在的な病原性微生物の濃度が早く減少し.次の急性増悪までの時間が長くなります。
COPDの重症度は.病原体の種類と分布に関連しています。 重症COPD患者.特に人工呼吸を必要とする患者では.緑膿菌やグラム陰性菌の分離頻度が有意に高くなります。
治療法：抗菌薬療法の初期経験に頼る
抗生物質の使用に関する適応症の組み合わせ
研究により.AECOPDでは気道の細菌量が増加し.気道の炎症メディエーター（ロイコトリエン.インターロイキン.腫瘍壊死因子など）も増加することが示されています。 抗生物質投与後.気道炎症メディエーターとミエロペルオキシダーゼの値は.細菌を除去した人では有意に減少したが.除去しなかった人では同レベルにとどまった。このことから.抗生物質は細菌を除去するとともに.気道炎症を抑制した.すなわち.AECOPD治療に抗生物質は有益であることが示唆された。
抗生物質使用の適応は.AECOPDにおける患者の状態や臨床症状との兼ね合いから判断する必要があります。 Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease（GOLD）ガイドラインと欧州口笛学会（ERS）はともに.以下のようなAECOPDの患者さんに抗生物質療法を推奨しています。
(1) AECOPDの患者であって.呼吸困難.喀痰量増加.膿性喀痰の3主徴候を有するもの。
(2) AECOPDの患者さんで.3つの主症状のうち2つがあり.そのうち1つが痰の出る患者さん。
(3) 重症で.非侵襲的または侵襲的な人工呼吸を必要とする AECOPD 患者。
細菌負荷の最小化
喀痰培養の陽性率の低さと所要時間から初期の経験的治療が重要であり.COPDの重症度.薬剤耐性の地域的流行.緑膿菌感染の危険因子の有無に応じた適切な病原体層別化に従ってGOLDとERSが推奨する抗生物質の使用法を表2に示す。
AECOPDの重症度は多岐にわたるため.臨床的な抗感染症治療には予後に影響する危険因子を適切に評価することが重要である。 短期間に3回以上の急性増悪.複数の抗生物質治療.以前の抗生物質治療の失敗.機械的換気の既往.下部笛管グラム陰性菌のコロニー形成または感染の既往.長期間の全身性ホルモン使用.酸素療法の必要性.喫煙.重篤な合併症（免疫抑制.HIV感染.悪性腫瘍など）のいずれか2つの指標で集中抗菌療法（主にグラム陰性菌）の適応が必要です。 悪性腫瘍など）。
AECOPDの発症間隔を延長するためには.抗菌薬療法により細菌量を可能な限り少なくする必要があります。 しかし.広域抗生物質やグルココルチコイドの長期使用は深在性真菌症の素因となるため.抗生物質の投与コースには注意が必要である。
抗生物質レジメンの選択
現在のGOLDガイドラインでは.抗生物質の投与期間は3～7日間を推奨しています。 このメタアナリシス（21の臨床試験，合計10,698例を含む）では，慢性気管支炎およびAECOPDの軽度から中等度の急性増悪患者を対象に，異なる抗生物質の投与期間の比較を行い，7～10日の標準コースと比較して5日以下の短期抗生物質適用では臨床治癒指数，細菌学的治癒指数に有意差は認められなかったものの，安全性は前者に大きく向上させることが示された． したがって，軽度から中等度のAECOPD患者には短期間の抗生物質投与が推奨されるが，侵襲的人工呼吸を行っている重症患者や多重耐性グラム陰性桿菌感染症患者には，二次的深部真菌感染症を予防する目的で抗生物質投与期間を適切に延長することができる。
評価と識別：生物学的指標が指針となる場合があります。
360の病院が参加し.AECOPDで入院した69,820人の患者を含む米国の調査では.85％の患者が抗生物質を服用していたが.すべての患者が抗感染症治療の恩恵を受けるわけではなく.AECOPDの重症患者または細菌感染の証拠がある患者ほど恩恵が大きいことが示された。 したがって.AECOPDにおける抗生物質使用の指針となる明確な生物学的指標を用いることは.臨床的に非常に重要である。