ブルセラ菌

ブルセラ症は、ブルセラ属細菌によって引き起こされる、ヒトおよび動物に特有の感染症です。ロシアでは、毎年約500件のヒトにおけるブルセラ症の一次症例が報告されています。

ブルセラ症は主に家畜（ヒツジ、ヤギ、ウシ、ブタ、トナカイなど。自然界における病原体の主な保有動物）を介して感染します。ブルセラ症は古くから存在し、その地理的分布に基づいてマルタ熱、ナポリ熱、ジブラルタル熱、地中海熱などの名称で呼ばれてきました。

この病原体は1886年、D・ブルースによって発見されました。彼はマルタ熱で死亡した兵士の脾臓から採取した標本からこの病原体を発見し、マルタの球菌、すなわちミクロコッカス・メリテンシスと名付けました。この病原体の主な媒介動物はヤギとヒツジであり、それらの生乳を摂取することで感染することが判明しました。1897年には、B・バンとB・ストリボルトが牛の感染性流産の病原体であるバクテリア・アボルタス・ボビスを発見し、1914年にはJ・トラウムが豚の感染性流産の病原体であるブルセラ・アボルタス・スイスを発見しました。1916年から1918年にかけてA・イヴェンスが行ったブルセラ・メリテンシスとブルセラ・アボルタス・ボビスの特性比較研究により、多くの特性において両者はほぼ区別がつかないことが示されました。この点で、ブルースにちなんでブルセラと名付けられた1つのグループにそれらを組み合わせることが提案されました。 1929年、I. Heddlesonはブルセラ・アボルトゥス・スイスをこのグループに含め、ブルセラ属をブルセラ・メリテンシス（Micrococcus melitensis）、ブルセラ・アボルトゥス（ブルセラ・アボルトゥス・ボビス）、ブルセラ・スイス（ブルセラ・アボルトゥス・スイス）の3種に分けることを提案しました。

ブルセラ菌によって引き起こされるヒトおよび動物の疾患は、ブルセラ症と呼ばれるようになりました。その後、ブルセラ属にはさらに3種が追加されました。精巣上体炎を患った雄羊からBrucella ovis（1953年）、ブッシュラットからBrucella neotomae（1957年）、そして猟犬からBrucella canis（1966年）が分離されました。Bergey（2001）の分類によれば、ブルセラ菌はアルファプロテオバクテリア綱に属します。

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ブルセラの形態

ブルセラ属細菌は、形態、染色、培養特性において類似しています。直径0.5～0.7μm、長さ0.6～1.5μmのグラム陰性の小型球状細胞で、ランダムに、時には対になって配置されています。鞭毛を持たず、胞子や莢膜を形成しません。DNA中のG+C含有量は56～58モル%です。

ブルセラの生化学的性質

ブルセラ菌は好気性菌または微好気性菌であり、嫌気条件下では成長しません。成長に最適な温度は36〜37℃、pHは7.0〜7.2です。従来の栄養培地でよく成長しますが、血清または血液を添加するとさらに良く成長します。推奨される培地：血清（5％）とグルコースを添加した栄養寒天、ジャガイモ浸出液で調製した寒天（5％血清添加）、血液寒天、肉ペプトンブロス。ブルセラ・アボルタスの特徴は、生育環境中のCO2含有量の増加（5〜10％）を必要とすることです。特に最初の世代では、成長が遅いのがブルセラ菌の非常に特徴的です。ヒトや動物から播種した場合、2〜4週間後に成長が見られることがあります。ブルセラ菌のコロニーは、無色で凸型、丸いS字型、またはざらざらしたR字型で、最初は繊細で透明ですが、時間が経つにつれて白濁します。

Brucella canis、Brucella ovis、そして第5バイオタイプであるBrucella suisのコロニーは常にR型です。Brucellaはブイヨン培地中で増殖すると、均一な濁度を伴います。チアミン、ビオチン、ナイアシンはBrucellaの増殖に不可欠です。Brucellaはグルコースとアラビノースをガスなしで酸を生成して発酵し、インドールを生成せず、硝酸塩を亜硝酸塩に還元します。硫化水素の生成はBrucella suisで最も顕著です。

超音波で破壊した細胞から調製した抽出物の免疫電気泳動により、ブルセラ菌では合計10～14の抗原分画が検出されました。ブルセラ菌には共通の属特異的抗原、種特異的なM（Brucella melitensisで優勢）、A（Brucella abortusで優勢）、R（粗型）など、さまざまな体細胞抗原があります。抗原MとAはブルセラ菌の他の種（バイオバー）でも検出されますが、割合が異なるため、同定時にはこれを考慮する必要があります。野兎病菌（Francisella tularensis）、ブロンキセプチカ（Bordetella bronchiseptica）、およびY. enterocolitica（血清型09）に共通する抗原が検出されました。ブルセラ菌にはさまざまな特徴があるため、Brucella melitensis種は3つのバイオバー、Brucella abortus種は9つ、B. suis種は5つのバイオバーに分けられます。種と生物型を区別し、識別するために、形態学的および染色学的特性に加えて、成長のための CO2 の必要性、特定の染料 (塩基性フクシン、チオニン、サフラニン) が存在する培地で成長する能力、H2S を分泌する能力、尿素分解酵素、ホスファターゼ、カタラーゼを形成する能力 (これらの酵素の活性は Brucella suis で最も強く発現し、サフラニンを含む培地では成長しない)、トビリシバクテリオファージに対する感受性、単一特異性血清による凝集など、一連の特性が使用されます。必要に応じて、特定のアミノ酸（アラニン、アスパラギン、グルタミン酸、オルニチン、シトルリン、アルギニン、リジン）および炭水化物（アラビノース、ガラクトース、リボース、D-グルコース、D-エリスリトール、D-キシロース）を酸化する能力などの追加の代謝テストが使用されます。

4 番目の生物型は Brucella suis です。その主な媒介者は豚ではなくトナカイであり、その他の特徴を考慮すると、独立した種である Brucella rangiferis として区別することが推奨されます。

5 番目の生物型 B. suis には、流産した牛や羊から分離され、安定した R 型のブルセラ菌を含む培養物が含まれます。

ブルセラ・トビリシファージ：通常の希釈倍数では、ファージはB. abortusのみを溶解します。しかし、10倍希釈倍数に相当する用量では、弱いながらもブルセラ・スイス（Brucella suis）およびブルセラ・ネオトマエ（Brucella neotomae）の株も溶解します。

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ブルセラ耐性

ブルセラ菌は環境中では比較的耐性があります。湿った土壌や水中では最大2～3ヶ月、11～13℃の温度では最大4.5ヶ月、淀んだ水では最大3ヶ月、牛乳では最大273日間、バターでは最大142日間、チーズでは最大1年間、フェタチーズでは最大72日間、酸っぱい牛乳では最大30日間、ケフィアでは最大11日間生存します。しかし、ブルセラ菌は高温に非常に敏感で、70℃では10分で死滅し、沸騰させると数秒で死滅します。牛乳を80～90℃で低温殺菌すると、5分で死滅します。ブルセラ菌は様々な化学消毒剤にも敏感です。

ブルセラ病原性因子

ブルセラ菌は外毒素を産生しません。その病原性は内毒素と貪食抑制能、すなわち「酸化バースト」の阻止能に起因します。貪食抑制因子の具体的な同定は十分に研究されていません。ブルセラ菌の病原性は、ヒアルロニダーゼなどの酵素とも関連しています。ブルセラ菌が非常に強いアレルギー性を有することは、ブルセラ症の病因と臨床像を大きく左右する重要な要素です。

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感染後の免疫

感染後の免疫は長期にわたり強力ですが、再発性疾患の可能性があります。免疫は（ブルセラ菌のあらゆる種類に対して）架橋されており、Tリンパ球とマクロファージによって引き起こされます。免疫力のあるヒトや動物では、貪食は完全です。免疫における抗体の役割は、貪食活性を刺激することです。アレルギー反応が陽性であることは、体の感作だけでなく、免疫の存在も示します。免疫の突破口は、病原体の大量感染や病原体の強い毒性によって起こる可能性があります。

ブルセラ症の疫学

ブルセラ症の主な媒介動物は、ヒツジ、ヤギ（Brucella melitensis）、ウシ（Brucella abortus）、ブタ（Brucella suis）、トナカイ（Brucella rangiferis）です。しかし、これらの動物種はヤク、ラクダ、バッファロー、オオカミ、キツネ、げっ歯類、ラマ、サイガ、バイソン、ウマ、ノウサギ、ハリネズミ、ニワトリなど、他の多くの動物種にも感染する可能性があります。Brucella melitensisがウシに移行すると、ヒトに対する高い病原性を維持するため、特に危険です。我が国において、ヒトに対する病原性が最も高いのはBrucella melitensisです。ブルセラ症の症例全体の95～97%以上は、Brucella melitensisが原因です。Brucella abortusは、通常、潜在性の疾患を引き起こし、臨床症状が現れる症例は1～3%に過ぎません。 Brucella suis によるブルセラ症の発生頻度はさらに低く（1% 未満）、病原性は種だけでなくバイオバーによっても異なります。特に、Brucella abortus のバイオバー 3、6、7、9 は、Brucella melitensis より毒性が劣っていません。Brucella suis のアメリカ亜種も毒性が強いため、ブルセラ症の各種の病因的役割は国によって異なって現れます。例えば、メキシコではブルセラ症の疫学において Brucella melitensis が主要な役割を果たしていますが、アメリカ合衆国では Brucella suis、カナダや一部のヨーロッパ諸国では Brucella abortus が主要な役割を果たしています。Brucella abortus のバイオバー 3、6、7、9 は、Brucella melitensis が牛に移行し、その形質転換の結果として発生した可能性があります。

動物では、ブルセラ症は一般的な病気として発生し、その症状はさまざまです。大型牛や小型牛では、特に大量流産の場合、最も典型的な症状は感染性流産です。豚では流産はそれほど一般的ではなく、関節、精巣、その他の臓器の損傷を伴う慢性敗血症として発症します。病気の動物からは、病原体は乳、尿、糞便、膿とともに排出され、特に胎児、羊膜、産道からの分泌物とともに大量に排出されます。これらは最も感染性の高い物質です。胎児膜におけるブルセラの豊富な繁殖は、多価アルコールであるエリスリトールの存在と関連しており、これはBrucella ovisを除くすべての種のブルネラにとって重要な成長因子として機能します。

人は動物（病人から感染することは非常に稀）から主に接触または家庭内接触によって感染します（全感染症の80～90%）。経口感染は、主に病気の動物の未殺菌乳やそこから作られた乳製品、そして水を摂取した場合に見られます。職業上、動物または動物由来の原料を常時または一時的に扱うすべての人（羊飼い、牧場主、乳搾りをする人、獣医など）は、接触または家庭内接触によって感染する可能性があります。ブルセラ菌は皮膚から人体に侵入しますが、より一般的には口、鼻、目などの粘膜から（汚れた手を介して）侵入します。

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ブルセラ症の症状

ブルセラ症の潜伏期間は1週間から数か月まで様々です。

病原体はリンパ管を通ってリンパ節に侵入し、増殖して「原発性ブルセラ症複合体」を形成します。その局在は侵入口の部位によって異なりますが、口腔リンパ管、咽頭後腺、頸部腺、顎下腺、腸管リンパ管に最も多くみられます。病原体はリンパ節から血液中に侵入し、全身に広がり、リンパ造血系の組織を選択的に侵します。菌血症とこのプロセスの全身化は、身体に重度のアレルギー反応を引き起こします。ブルセラ症は慢性敗血症として発症します。これは、貪食作用の不完全性によるものです。ブルセラ菌は貪食細胞を含む細胞内に存在し、増殖するため、抗体や化学療法薬のいずれにも反応しません。さらに、細胞内でL型に変化し、この形で長期間体内に留まり、元の形に戻って病気の再発を引き起こす可能性があります。

ブルセラ症の症状は非常に多様かつ複雑です。症状は主に、体内のアレルギーや中毒、そして感染過程に関与する臓器や組織に依存します。最も多く影響を受けるのは、リンパ系、血管系、肝脾系、神経系、そして特に筋骨格系です。ブルセラ症は長い経過をたどること（最長10ヶ月に及ぶ場合もあります）が特徴で、重症の場合は長期的な労働能力喪失や一時的な障害につながることもありますが、それでも通常は完全に回復します。

ブルセラ症の臨床診断

ブルセラ症は、生物学的検査、細菌学的検査、血清学的反応、バーネットアレルギー検査、DNA-DNAハイブリダイゼーション法によって診断されます。検査材料は、血液、骨髄、結膜分泌物、尿、母乳（授乳中の母親）、そしてまれに糞便、関節周囲液です。病原体は主に造血系またはリンパ球系細胞に存在するため、血液培養または骨髄培養の分離を優先する必要があります。細菌学的研究では、ブルセラ・アボルタス（Brucella abortus）が増殖するための条件（CO2の必要性）を提供する必要があります。分離されたブルセラ培養物の同定は、表30に示されている兆候に基づいて行われます。材料が外来微生物叢でひどく汚染されており、そこから病原体の純粋な培養物を直接得ることが困難な場合は、生物学的検査（モルモット感染）に頼ります。血清学的反応は、病原体の抗原またはそれに対する抗体の検出に用いられます。遊離型または抗原抗体複合体（CIC - 循環免疫複合体）の形で血液中に循環するブルセラ症抗原を検出するために、以下の反応が用いられます：RPGA（特にブルセラ属特異抗原に対するモノクローナル抗体を用いた赤血球診断法を用いる）、凝集体凝集反応（AGR）、赤血球がブルセラ症抗原に対する抗体を保有していること、共凝集反応、沈降反応、IFM反応。患者の血清中の抗体を検出するために、ライト凝集反応、クームス反応（不完全な抗体を検出するため）、間接免疫蛍光反応、RPGA、IFM、RSK、OFR、およびガラス上での加速反応：ヘドルソン、ローズベンガル、ラテックス凝集、間接溶血反応（ブルセラLPSで感作された赤血球は抗体と補体の存在下で溶解される）が使用されます。

ブルセラ症を予防するには？

ブルセラ症ワクチンは、ブルセラ症の特異的予防法です。ワクチン接種は、B. abortus株から調製された生ワクチン（生ブルセラ症ワクチン - LBB）を用いて、ヤギおよびヒツジブルセラ症の病巣にのみ行われます。ワクチンは1回皮膚に塗布されます。再接種は、バーネット試験および血清学的反応が陰性の個体にのみ行われます。LBBは強いアレルギー誘発性を有するため、代わりにブルセラ細胞壁抗原から調製された化学ブルセラ症ワクチン（CBV）が提案されています。これは免疫原性は高いものの、アレルギー誘発性は低いです。不活化ブルセラ菌懸濁液（不活化治療ワクチン）またはLBBは、慢性ブルセラ症の治療（感染後免疫の形成を刺激）に使用できます。