大腸菌

大腸菌群は、 35～37℃の最適成長温度下で酸やガスを生成するβ-ガラクトシダーゼを持つ、運動性または非運動性の グラム陰性非芽胞形成 桿菌と定義される。 [1]大腸菌群は好気性菌または通性好気性菌 であり、食品、牛乳、水の衛生品質の低さを示す指標として一般的に使用されている。 [2]大腸菌群は水生環境、土壌、植物に生息する。温血動物の排泄物には、消化器系に生息することが知られているため、普遍的に大量に存在している。 [1]大腸菌群は通常、重篤な病気の原因となることはないが、培養が容易であり、その存在は、排泄物由来の他の病原体がサンプル内に存在する可能性があること、またはそのサンプルが安全に摂取できないことを推測するために使用されている。[1]このような病原体には、病原細菌、ウイルス、原生動物、および多くの多細胞寄生虫が含まれます。[1] すべての飲料水源は、これらの大腸菌群の存在について検査する必要があります。

一般的な

代表的な属は以下の通りである: [3]

  • シトロバクター は体長0.6～6μmの周毛性通性嫌気性桿菌です。 [4] シトロバクター属は腸内細菌叢に生息し、害を及ぼすことはありません。しかし、機会があれば尿路感染症、菌血症、脳膿瘍、肺炎、腹腔内敗血症、髄膜炎、関節感染症などを引き起こす可能性があります。 [4]シトロバクター属の感染症の死亡率は33～48%で、乳幼児や免疫不全患者は感染しやすい傾向があります。 [4]
  • エンテロバクターは 運動性の鞭毛を持つ桿菌で、菌血症、呼吸器感染症、尿路感染症、手術部位の感染症、そして極端な場合には髄膜炎、副鼻腔炎、骨髄炎などの感染症を引き起こすことが知られています。 [5]サンプル中のエンテロバクターの存在を確認するには、まずマッコンキー寒天培地で培養し、乳糖発酵性であることを確認します。 [5]エンテロバクターはインドール陰性で、大腸菌は陽性であるため、インドール試験でエンテロバクターと大腸菌を区別します。 [5]エンテロバクターは運動性の違いによりクレブシエラと区別されます。 [ 5 ]
  • クレブシエラ 属は、体長1～2μmの非運動性グラム陰性桿菌である。 [6]通性嫌気性菌であり、複合酸性多糖類からなる莢膜を有し、数ヶ月間の乾燥にも耐える。 [6] クレブシエラ・ニューモニエは、ヒト、動物の消化管、下水、土壌中最も多く見られるクレブシエラ属菌である。 [7]炭水化物に富む培地上では、クレブシエラ属菌のコロニーは灰白色を呈し、外面は粘膜状である。 [6]混合サンプル中のクレブシエラ属菌の選択には、オルニチン、ラフィノース、コーザークエン酸を含む寒天培地が用いられる。この培地では、クレブシエラ属菌は黄色く湿ったコロニーを形成する。 [8]
  • 大腸菌 属は通常、ヒトや他の温血動物の腸内に生息し、ヒトに疾患を引き起こす最も一般的な原因菌です。 [7]特に 大腸菌はヒトの腸内で最も一般的に見られる微生物であり、ヒトに様々な疾患を引き起こすことが知られています。 [9]ほとんどの大腸菌株は運動性があり、その毒性特性の多くは水平遺伝子伝播によって獲得されています。 [9]胃腸症候群を引き起こす大腸菌には、下痢原性大腸菌(DEC)、毒素原性大腸菌(ETEC)、EPEC、志賀毒素産生大腸菌(STEC、これにはEHECが含まれます)、腸管凝集性大腸菌 (EAEC)、腸管侵入性大腸菌(EIEC)など、いくつかの異なる病原型があります。 [9]大腸菌を同定する方法は、細胞表面のO、H、K多糖類の変異に基づいて、または選択培地を使用するなど様々です

大腸菌（ E. coli ）は、大腸菌群試験において44 °Cでラクトースを発酵する能力と、特定の種類の培地上での増殖および色反応によって、他のほとんどの大腸菌群と区別できます。エオシンメチレンブルー（EMB）プレートで培養した場合、大腸菌の陽性結果は、濃い紫色の培地上に金属緑色のコロニーとして現れます。また、トリプトン胆汁酸X-グルクロン酸抱合体（TBX）で培養すると、24時間の培養後に青または緑色のコロニーとして現れます。大腸菌の培養時間は12～72時間で、最適増殖温度は37 °Cです。一般大腸菌群とは異なり、 E. coliはほぼ排泄物起源であるため、その存在は糞便汚染の有効な確認となります。 E. coliのほとんどの株は無害ですが、いくつかは人に重篤な病気を引き起こす可能性があります。感染の症状と徴候には、血便、胃痙攣、嘔吐、そしてまれに発熱などがあります。この 細菌は肺炎、その他の呼吸器疾患、尿路感染症を引き起こすこともあります。 [ 10 ] [ 11 ]

大腸菌群の異なる種類を区別する簡単な方法は、エオシンメチレンブルー寒天培地を用いることです。[12]この培地はグラム陽性菌に対して部分的に阻害性を示し、グラム陰性菌群の乳糖発酵能力に応じて色の変化を引き起こします。[12]強い乳糖発酵菌は濃い青/紫/黒色で現れ、大腸菌（乳糖も発酵する）のコロニーは濃い色ですが、金属のような緑色の光沢を帯びています。その他の大腸菌群は、粘液質が厚く、非発酵菌は無色、弱発酵菌はピンク色で現れます。[要出典]

EMB寒天培地上の大腸菌

大腸菌感染症の発生率

大腸菌O157

2021年11月15日現在、米国の7つの州で大腸菌O157:H7株による10件の感染症例が報告されている。[13]これらの症例は2021年10月15日から10月27日までの間に報告され、ミネソタ州農務省とFDAによって調査が行われた。[13]感染者の自宅から回収されたホウレンソウのパッケージが、病気を引き起こした株と一致する大腸菌株に汚染されていたと結論付けられた。 [13]これは、ホウレンソウから抽出された株の全ゲノム配列解析を行い、感染者から採取された株と比較することによって判明した。 [13]

2022年2月7日現在、カナダのアルバータ州とサスカチュワン州は、 O157型大腸菌感染症の確定症例を合わせて14件報告した。[14]これらは2021年12月から2022年1月の間に報告され、カナダ公衆衛生庁（PHAC）、カナダ食品検査庁（CFIA）、およびカナダ保健省は、特定のブランドのオリジナルキムチが病原体の発生源であると特定した。[14] 2022年1月28日と2022年2月6日、CFIAは韓国オリジナルキムチのリコールを発令した。[14]

飲料水中の大腸菌群の検出

PCR

β-ガラクトシダーゼ遺伝子の増幅は、大腸菌群全般の検出に用いられる。なぜなら、すべての大腸菌群がこの化合物を産生するからである。[15] β-Dグルクロニダーゼの増幅は大腸菌の検出に用いられ、また、ベロ毒素遺伝子の増幅はベロ毒素産生大腸菌の検出に用いられる。[15] [16]

化学発光in situハイブリダイゼーション

腸内細菌科（ Enterobacteriaceae ）属の16S rRNAの特定の領域にはオリゴヌクレオチドプローブが結合しており、飲料水の水質モニタリングに役立ちます。[15]具体的には、大腸菌は大豆ペルオキシダーゼ標識ペプチド核酸（PNA）プローブで標識され、このプローブは16S rRNAの特定の配列に結合します。化学発光基質と併用すると、大腸菌の各コロニーの位置で光が発生し、サンプル中に存在することが示されます。[17]

バイオレットレッド胆汁寒天培地

固形培地は乳糖発酵性大腸菌群の培養に用いられ、中性赤色pH指示薬を使用します。乳糖が発酵するとピンク色のコロニーが現れ、沈殿した胆汁に囲まれます。これらのコロニーが大腸菌群であることを確認するために、コロニーをブリリアントグリーン乳糖胆汁（BGLB）培地に移し、培養します。培養後にガスが確認できれば、サンプルに大腸菌群が存在していたことが確認できます。[18]

膜フィルター法

試験サンプルは標準ろ紙でろ過し、M-endoまたはLES Endo寒天培地に移します。コロニーは22～24時間培養後、緑色の金属光沢を帯びたピンクがかった赤色を呈します。これらのコロニーをラウリルトリプトース（LST）に接種し、ガスを発生させた後、BGLBに接種することで大腸菌群と判定できます。BGLBチューブでガスが発生した場合、大腸菌群の存在が陽性となります。[18]

参照

参考文献

  1. ^ abcd Li D, Liu S (2019). 「水産養殖における水質モニタリング」.水質モニタリングと管理. エルゼビア. pp.  303– 328. doi :10.1016/b978-0-12-811330-1.00012-0. ISBN 978-0-12-811330-1. S2CID  133759843。
  2. ^ Martin NH, Trmčić A, Hsieh TH, Boor KJ, Wiedmann M (2016). 「乳製品における不衛生な加工条件の指標としての大腸菌群の役割の進化」. Frontiers in Microbiology . 7 : 1549. doi : 10.3389/fmicb.2016.01549 . PMC 5043024. PMID  27746769 . 
  3. ^ 飲料水の微生物学（2002年）– パート1 – 水質と公衆衛生（PDF） .環境庁（報告書）. ブリストル、英国. 2002年.
  4. ^ abc 「病原体安全データシート：感染性物質 - シトロバクター属菌」カナダ公衆衛生庁. 2012年4月30日. 2022年3月23日閲覧。
  5. ^ abcd Ramirez D, Giron M (2022). 「エンテロバクター感染症」. StatPearls. トレジャーアイランド (FL): StatPearls Publishing. PM​​ID  32644722 . 2022年3月23日閲覧。
  6. ^ abc Chart H (2012-01-01). 「27 – クレブシエラ、エンテロバクター、プロテウス、その他の腸内細菌：肺炎、尿路感染症、日和見感染症」Greenwood D, Barer M, Slack R, Irving W (編). Medical Microbiology (第18版). エディンバラ: Churchill Livingstone. pp.  290– 297. doi :10.1016/b978-0-7020-4089-4.00042-1. ISBN 978-0-7020-4089-4。
  7. ^ ab Berman JJ (2019-01-01). 「第3章 細菌」. Berman JJ (編).感染症の分類ガイド（第2版）. Academic Press. pp.  39– 119. doi :10.1016/b978-0-12-817576-7.00003-1. ISBN 978-0-12-817576-7. S2CID  239067047。
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  11. ^ 「大腸菌」。CDC国立新興・人獣共通感染症センター。2012年10月2日閲覧。
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  14. ^ abc 「公衆衛生に関するお知らせ：韓国語表記のオリジナルキムチに関連する大腸菌感染症の発生」カナダ公衆衛生庁2022年1月29日. 2022年3月24日閲覧。
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  17. ^ Stender H, Broomer AJ, Oliveira K, Perry-O'Keefe H, Hyldig-Nielsen JJ, Sage A, Coull J (2001年1月). 「化学発光in situハイブリダイゼーションによる市水における大腸菌細胞の迅速検出、同定、および計数」.応用環境微生物学. 67 (1): 142– 147. Bibcode :2001ApEnM..67..142S. doi :10.1128/aem.67.1.142-147.2001. PMC 92533. PMID 11133438  . 
  18. ^ ab 水質。大腸菌および大腸菌群の菌数測定、BSI英国規格、doi :10.3403/bseniso9308 、2022年3月3日取得