コロニアル形態

微生物学では、コロニー形態とは、寒天培地上の細菌または真菌のコロニーの視覚的な外観を指します。コロニー形態の検査は、未知の微生物の特定の第一歩です。コロニーの外観を、大きさ、形、色、不透明度、粘稠度などの側面に焦点を当てて体系的に評価することで、微生物の正体を特定する手がかりが得られ、微生物学者は適切な検査を選択して確定的な識別を行うことができます。

手順

検体が微生物学研究室に到着すると、寒天培地に接種され、微生物の増殖を促すためにインキュベーター内に置かれる。微生物コロニーの外観は増殖するにつれて変化するため、コロニーの形態は培地に接種した後の特定の時間に検査される。通常、培地は接種後18～24時間で読み取られるが、^[1]^{: 163}真菌のような増殖の遅い生物の場合は時間が異なる場合があります。^[2]^{: 518}微生物学者はコロニーの外観を検査し、大きさ、色、形、粘稠度、不透明度などの特定の特徴に注目します。^[1]^{: 165～8}コロニーをより詳細に観察するために、手持ちの虫眼鏡や拡大鏡が使用されることもあります。 ^[3]^{: 96}

微生物コロニーの不透明度は、透明、半透明、不透明と表現される。ブドウ球菌は通常不透明であるが^[1]^{: 167–8 、}連鎖球菌の多くの種は半透明である。^[4]^{: 188}コロニーの全体的な形状は、円形、不規則、点状（ピンポイントのような）と特徴付けられる。コロニーの別の識別特性である垂直方向の成長または隆起は、寒天培地を横に傾けて評価し、平坦、隆起、凸状、枕状（非常に凸状）、臍状（中央がくぼんでいる）、または腫瘤状（中央が隆起している）として表される。^[1]^{: 167}^[5]^{: 19}コロニーの端は、滑らか、粗い、不規則、糸状などの用語を使用して個別に説明されることがある。炭疽菌は糸状の外観で知られ、メデューサの頭に似ていると表現されることもある。^[1]^{: 167}

粘稠度は、滅菌器具でコロニーを物理的に操作して調べます。粘稠度は、もろい、クリーミー、粘着性、乾燥などの用語で表現されます。ブドウ球菌はクリーミーな粘稠度を持つと考えられており、^[1]^{: 173}ネイセリア属の一部は粘着性があり、ジフテリア菌やβ溶血性連鎖球菌のコロニーは典型的には乾燥しています。^[1]^{: 167–8}カプセルを生成する細菌は、しばしばぬるぬるした（粘液状）粘稠度を持ちます。^[2]^{: 495}

血液寒天培地で増殖した微生物の中には、培地中の血液を消化して、寒天培地上で目に見える溶血（赤血球の破壊）を引き起こすものがある。コロニー形態学では、溶血はアルファ溶血、ベータ溶血、ガンマ溶血の3種類に分類される。アルファ溶血では、血液は部分的に消化され、コロニーの周囲が緑色に変わる。ベータ溶血では、生物は血液を完全に消化し、各コロニーの周囲に透明な領域を残す。^[1]^{: 165–6}溶血を起こさない生物はガンマ溶血性と呼ばれる。^[2]^{: 500} ガス壊疽を引き起こすウェルシュ菌は、完全溶血と不完全溶血の両方の「二重領域」を引き起こすことで注目される。^[6]^{: 94}

培養物の匂いは、コロニー形態の一部とみなされることがある。微生物培養物をわざと嗅ぐことは推奨されていないが、一部の微生物は、培養物の日常的な検査中に検出できる独特の匂いを発する。これらの中には、ブドウのような匂いの緑膿菌、古い靴下のような匂いがすると言われる黄色ブドウ球菌、腐った匂い^[1]^{: 168 またはチョコレートケーキのような匂いと表現される}プロテウス・ミラビリスなどがある。^[7]^{: 124}

コロニー形態の他の特徴としては、運動性と色素の産生が挙げられる。緑膿菌はピオシアニンとピオベルジンという色素を産生し、コロニーに緑色の光沢を与える。^[1]^{: 473}^[5]^{: 154}セラチア・マルセセンスのいくつかの標本は、プロディジオシンと呼ばれる橙赤色の色素を産生する。^[5]^{: 26}^[8]^{: 236}プロテウス属のような群がり運動性を示す生物は、接種点から同心円状の成長波を示す。^[1]^{: 423}^[5]^{: 153}

選択された生物のコロニー形態

黄色ブドウ球菌：血液寒天培地上でβ溶血を示す、大きくて不透明で丸い、クリーム色の白色から黄色がかったコロニー^[1]^{： 167–73}
溶血性連鎖球菌：血液寒天培地上でβ溶血を示す小さな半透明のコロニー^[1]^{: 167}^[8]^{: 216}
肺炎球菌：血液寒天培地上でα溶血を示す隆起した縁を持つ小さなコロニー^[8]^：223
プロテウス属：血液寒天培地上での群生行動^[1]^{: 167}
セラチア・マルセセンス：赤色色素：この種の特徴と考えられているが、この色素を生成する標本はわずか10％程度である^[8]^：236
セレウス菌：血液寒天培地上でβ溶血を示す「すりガラス状」コロニー^[9]^：188
アスペルギルス・ニガー：白く縁どられた中央に黒色の色素を持つ顆粒状のコロニー^[5]^{： 187–8}

解釈

コロニーの形態は、臨床サンプルから微生物種を同定する最初のステップとして機能します。^[10]コロニーの視覚的な外観に基づいて、微生物学者は可能性のある微生物のリストを絞り込み、確定診断を行うために適切な検査を選択できます。たとえば、微生物学者がブドウ球菌種に似たコロニーを観察した場合、カタラーゼ試験を実行してブドウ球菌属に属していることを確認し、凝固酵素試験を実行して凝固酵素陰性ブドウ球菌であるか、またはより病原性の高い種（ S. aureusなど）であるかを判断します。^[3]^{: 101}^[8]^{: 203}

溶血の観察は細菌の推定同定に有用であり、^[1]^{: 165–6}特に溶血反応に基づいて分類される連鎖球菌に有用である。^[11]^{: 92}例えば、溶連菌性咽頭炎や猩紅熱を引き起こすStreptococcus pyogenes^{[12] は}β溶血を示し、肺炎や髄膜炎を引き起こすStreptococcus pneumoniae はα溶血を示す。^[2]^{: 507}病原性の高いS. aureus は典型的にβ溶血を示すが^[5]^{: 26}、正常な皮膚細菌叢の一部であり、時折日和見病原体となるStaphylococcus epidermidis はβ溶血を弱く示すか全く示さない。^[1]^{: 309–14}

MALDI-TOFのような自動化技術は臨床検査室での微生物同定にますます利用されるようになっているが、コロニー形態学は、同定が必要な潜在的病原体と確定的な同定が不要な通常の細菌叢を区別するのに依然として有用であり^[1]^：163、自動化技術で決定的な結果が得られない場合に同定を確認するのにも有用である。^[3]^：103–4

参考文献

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参照

細菌細胞の形態— 細菌細胞の顕微鏡的外観

外部リンク

アメリカ微生物学会のコロニー形態画像ギャラリー

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