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大腸菌群は、運動性または非運動性の グラム陰性非芽胞形成 桿菌として定義され、 β-ガラクトシダーゼを持ち、最適増殖温度の35～37℃で酸とガスを生成します。[1]好気性菌または通性好気性菌 である可能性があり、食品、牛乳、水の衛生品質の低さを示す一般的な指標です。 [2]大腸菌群は水生環境、土壌、植物に生息しています。温血動物の糞便中には、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ます。[1]大腸菌群は通常、重篤な病気の原因にはなりませんが、培養が容易であり、その存在は、糞便由来の他の病原体がサンプル中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ます。[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されなければなりません。
属
代表的な属としては以下が挙げられる: [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ある。 [4] シトロバクター属は腸内細菌叢に生息して害を及ぼすことはないが、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る。 [4]シトロバクター属の感染症の死亡率は33～48%で、乳児や免疫不全の人は感染しやすい。 [4]
- エンテロバクター は運動性の鞭毛桿菌で、菌血症、呼吸器感染症、尿路感染症、手術部位の感染症、重篤な場合には髄膜炎、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判定するには、まずマッコンキー寒天培地で培養し、乳糖発酵してい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]クレブシエラ属は、複合酸性多糖類からなる莢膜を持つ通性嫌気性菌であり、数ヶ月の乾燥にも耐えられる。 [6] クレブシエラ・ニューモニエは、ヒト、動物の消化管、下水、土壌最も一般的なクレブシエラ属である。 [7]炭水化物を多く含む培地上では、クレブシエラ属のコロニーは灰白色で、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の菌を選択するために使用される培地は、オルニチン、ラフィノース、コーザークエン酸を含む寒天であり、この属の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、ヒトにさまざま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、 EHEC を含む志賀毒素産生大腸菌(STEC)、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してさまざまな方法で識別できます
大腸菌( E. coli ) は、糞便大腸菌群試験で 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-グルクロニド (TBX) で培養すると、24 時間の培養期間後に青色または緑色のコロニーとして現れます。大腸菌の培養期間は 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、大腸菌はほぼ排泄物起源であるため、その存在は糞便汚染の効果的な確認となります。大腸菌のほとんどの株は無害ですが、いくつかは人間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、胃けいれん、嘔吐、時には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]
大腸菌の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使用することです。[12]この培地はグラム陽性菌に対して部分的に阻害性があり、グラム陰性菌のコロニーの色は乳糖発酵能力に応じて変化します。 [ 12]乳糖発酵が強い菌は濃い青/紫/黒色で、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も見られます。その他の大腸菌は厚くてぬるぬるしたコロニーとして現れ、非発酵菌は無色、弱発酵菌はピンク色です。[要出典]
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つの州は、大腸菌O157:H7株による疾患の症例を10件発表した。[13]これらの症例は2021年10月15日から2021年10月27日までに報告され、ミネソタ州農業省とFDAによって調査が行われた。[13]感染者の家から収集されたほうれん草のパッケージが、疾患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、ほうれん草から抽出された株の全ゲノム配列決定を行い、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、合わせて14件の大腸菌O157株による感染症例を確認したと報告している。[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）、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することができた。[14] 2022年1月28日と2022年2月6日、CFIAはハンコックオリジナルキムチのリコールを発令した。[14]
飲料水中の大腸菌の検出
PCR
β-ガラクトシダーゼ遺伝子の増幅は、大腸菌全般の検出に用いられる。なぜなら、大腸菌はすべて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、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
腸内細菌科の16S rRNAの特定の領域はオリゴヌクレオチドプローブによって結合されており、飲料水の品質を監視するのに役立ちます。[15]具体的には、大腸菌は、16S rRNAの特定の配列に結合する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ています。化学発光基質と組み合わせて使用すると、大腸菌の各コロニーが位置する場所で光が生成され、サンプル内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の培養に使用され、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かどうかを確認するには、コロニーをブリリアントグリーン乳糖胆汁 (BGLB) に移して培養します。培養後にガスが見えれば、サンプルに大腸菌が存在していたことが確認できます。[18]
膜フィルター方式
試験サンプルは標準ろ紙でろ過され、その後M-endoまたはLES Endo寒天培地に移される。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に変化する。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、その後BGLBに接種すると、大腸菌群であることが確認される。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である。[18]
参照
参考文献
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