サルモネラ菌-食中毒の原因菌

サルモネラ菌は食中毒の主な原因菌であるだけでなく、サルモネラ症という特定の種類の下痢を引き起こすこともよくあります。

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サルモネラ属の主な特徴

サルモネラ属の主な特徴は、長さ1.5～4.0µmの丸い先端を持つ短いグラム陰性桿菌で、大部分が運動性（周毛性）があり、胞子や莢膜を持たず、グルコース（および他の一部の炭水化物）の発酵中に酸とガスを生成し（S. typhiと他の一部の血清型を除く）、リジンおよびオルニチン脱炭酸酵素を持ち、フェニルアラニンデアミナーゼを持たず、H2Sを生成する（持たない種類もある）、MR反応陽性、クエン酸を含む飢餓寒天培地で増殖し（S. typhiを除く）、ラクトースを発酵せず（S. arizonaeとS. diarizonaeを除く）、インドールを生成せず、ウレアーゼを持たず、Voges-Proskauer反応陰性です。DNA中のG + C含有量は50～52%です。これらの細菌の培養特性は、腸チフスおよびパラチフスAおよびBの原因菌の培養特性と同じです。

サルモネラ耐性

サルモネラ菌は、いくつかの物理的および化学的要因に対して非常に高い耐性を持っています。70 °C の温度で 30 分間加熱が維持されます。食品、特に肉にサルモネラ菌が存在すると、高温に対する耐性が高まります。サルモネラ菌に汚染され、冷水に入れられた肉は、2.5 時間煮沸すると、重さ 400.0 g 以下、厚さ 19 cm の断片であれば無菌になります。一方、沸騰水に入れた場合は、同じ調理時間で無菌状態になるのは、重さ 200.0 g 以下、厚さ 5.0～5.5 cm の断片のみです。肉の塩漬けや燻製は、サルモネラ菌に対する効果が比較的弱いです。塩漬けおよび燻製された肉に含まれる NaCl の含有量が 12～20 % の場合、サルモネラ菌は室温で最大 1.5～2 か月生存します。従来の化学消毒剤は、サルモネラ菌を 10～15 分で殺します。

サルモネラ菌の病原性因子

サルモネラ菌には接着因子、定着因子、侵入因子があり、エンドトキシンがあり、最後に、少なくともS.typhimuriumと他のいくつかの血清型は、2種類の外毒素を合成することができます。

• LT型およびST型の熱不安定性および熱安定性エンテロトキシン。
• 志賀細菌様細胞毒素。

毒素の特異性は、細胞内に局在し、細菌細胞を破壊した後に放出されることです。LTサルモネラ菌は、LT腸管毒素原性大腸菌およびコレラ原と構造的および機能的に類似しています。分子量は110kDaで、pH範囲2.0～10.0で安定です。サルモネラ菌における毒素産生は、皮膚透過性に影響を与える2つの因子の存在と相まって起こります。

• 速効性 - 多くのサルモネラ菌株によって産生され、熱安定性（100 °C で 4 時間安定）があり、1 ～ 2 時間作用します。
• 遅延性 - 熱不安定性（75 °Cで30分以内に破壊される）があり、投与後18〜24時間で効果（ウサギの皮膚の肥厚）を引き起こします。

LTおよびSTサルモネラ菌による下痢の分子メカニズムは、腸管上皮細胞のアデニル酸シクラーゼおよびグアニル酸シクラーゼの機能不全にも関連していることが明らかになっています。サルモネラ菌が産生する細胞毒素は熱に不安定であり、その細胞毒性作用は腸管上皮細胞によるタンパク質合成の阻害として現れます。サルモネラ菌株によっては、LT、ST、細胞毒素を同時に合成できる株もあれば、細胞毒素のみを合成できる株もあることが分かっています。

サルモネラ菌の毒性は、その中に含まれる60 MDのプラスミドにも依存しており、このプラスミドが失われると細菌の毒性は著しく低下します。サルモネラ菌の流行性クローンの出現は、毒性プラスミドおよびRプラスミドの獲得に関連していると考えられています。

感染後の免疫

感染後の免疫については十分な研究がされていません。サルモネラ症は主に小児に発症するという事実から判断すると、感染後の免疫は非常に強力ですが、その程度は菌種によって異なるようです。

サルモネラ症の疫学

既知のサルモネラ菌のうち、チフス菌とパラチフス菌Aのみがヒトにのみ病気（腸チフスとパラチフスA）を引き起こします。その他のサルモネラ菌はすべて動物にも病原性があります。サルモネラ菌の主な発生源は動物です。牛、豚、水鳥、鶏、同種げっ歯類、その他多数の動物です。サルモネラ菌による動物の病気は、一次サルモネラ症、二次サルモネラ症、牛の腸炎の3つの主なグループに分けられます。一次サルモネラ症（子牛のパラチフス、子豚の腸チフス、鶏の腸チフス、鶏赤痢など）は特定の病原体によって引き起こされ、特徴的な臨床症状を伴って発生します。二次サルモネラ症は、何らかの理由（多くの場合、さまざまな病気）の結果として動物の体が急激に衰弱したときに発生します。これらは特定の動物における特定の種類のサルモネラ菌とは関係がなく、さまざまな血清型によって引き起こされますが、最も多いのはS. typhimuriwnによって引き起こされます。

牛の腸炎は特有の臨床像を呈し、この点では原発性サルモネラ症に類似しています。しかし、この場合の腸炎は二次的な症状であり、主な病因は様々な素因です。その病原体は、S. enteritidis と S. typhimurium が最も多く見られます。

食中毒の最も危険な感染源は、二次的なサルモネラ症および牛腸炎に罹患した動物です。水鳥とその卵、そして鶏とその卵、その他の家禽製品は、サルモネラ症の疫学において重要な役割を果たしています。サルモネラ菌は発育中の卵に直接侵入するだけでなく、殻が損傷していない場合は容易に侵入します。中毒性感染症の発生は、サルモネラ菌に汚染された肉の摂取に最も多く関連しており、その割合は最大70～75%に達し、強制屠殺された牛の肉の最大30%を占めています。強制屠殺では、しばしば瀕死状態の動物が屠殺されます。衰弱した動物では、サルモネラ菌は腸から血液へと容易に侵入し、血液を介して筋肉にも侵入し、肉の生涯感染を引き起こします。サルモネラ菌による発生全体の10%以上は卵と家禽製品、約10%は牛乳と乳製品、約3～5%は魚介類です。

現代のサルモネラ症の疫学は、ヒトと動物の発生率が着実に増加していることと、これらの病気を引き起こすサルモネラ菌の血清型の数が増加していることを特徴としています。1984年から1988年にかけて、イングランドでのサルモネラ症の症例数は6倍に増加しました。しかし、WHOの専門家は、サルモネラ症の症例の真の数は依然として不明であると考えています。彼らの意見では、感染者の5〜10％以下しか特定されていません。サルモネラ症の症例増加の主な理由の1つは、外部環境と、潜在性サルモネラ症に罹患した動物を受け入れる加工工場でのサルモネラ菌の広範な分布の結果として、製造中に食品が汚染されたことです。動物の間でサルモネラ菌が広く循環している主な理由の1つは、サルモネラ菌に汚染されていることが非常に多い動物由来の加工副産物を含む飼料の使用です。

人間や動物から分離されるサルモネラ菌の血清型の数は継続的に増加しているにもかかわらず、サルモネラ症の全症例の最大 98% は依然としてサルモネラ菌群 A、B、C、D、E によって引き起こされており、主に S. typhimurium と S. enteritidis (疾患症例の最大 70-80%) です。

現代のサルモネラ症疫学におけるもう一つの重要な特徴は、サルモネラ感染源としてのヒトの役割を確立したことです。病人または細菌保有者からのヒトへの感染は、サルモネラ菌の繁殖に適した環境である食物を介するだけでなく、接触や家庭内接触によっても起こり得ます。この感染経路は、無症候性の細菌保有菌の広範な拡散につながります。

1965 年にリバーサイド (米国) で発生した、S. typhimurium による大規模な水系サルモネラ菌感染症の流行 (約 16,000 人が罹患) は、サルモネラ菌感染が食物だけでなく水を介しても起こり得ることを示しました。

近年のサルモネラ症の疫学における特徴としては、S. enteritidis の病因的役割の増加、家禽および家禽製品が主な役割を担う感染性病原体の食物伝染経路の活性化、院内感染を含む集団感染の増加、14 歳未満の子供の罹患率の増加 (全症例の 60% 以上) などが挙げられます。

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サルモネラ症の症状

サルモネラ症は、食品中毒、サルモネラ下痢、全身性（チフス）など、様々な臨床像を呈して発症する可能性があります。病原菌の感染量、病原体の毒性、および生体の免疫状態によって、病原菌の感染の程度は異なります。食品へのサルモネラ菌の大量混入は食品中毒を引き起こし、その主な症状は、病原体が大量に血液中に侵入し、その腐敗とエンドトキシンの放出を伴うことです。サルモネラ下痢は、サルモネラ菌による腸管上皮細胞のコロニー形成を基盤としています。サルモネラ菌は小腸のグリコカリックスに付着した後、絨毛の間に侵入し、腸管上皮細胞の細胞膜に付着してコロニーを形成し、微絨毛を損傷し、腸管上皮細胞の剥離と粘膜の中等度の炎症を引き起こします。放出されたエンテロトキシンは下痢を引き起こし、細胞毒素は細胞死を引き起こします。サルモネラ菌は腸管上皮細胞内ではなく細胞膜上で増殖し、上皮を介して粘膜の下層組織に侵入し、マクロファージによって輸送され、リンパ液や血液に入り込み、菌血症や感染過程の一般化を引き起こします。

サルモネラ菌の分類

サルモネラ属には、Salmonella bongori、Salmonella subterranea、S. enteritica (旧称 S. choleraesuis) などの種が含まれ、主な亜種は S. salamae、S. arizonae、S. diarizonae、S. houtenae、S. indica、S. enterica の 6 つで、多くの生化学的特性が異なります。

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ホワイトとカウフマンによるサルモネラの血清学的分類

サルモネラ菌には、O抗原、H抗原、K抗原があります。65種類のO抗原が同定されています。これらは1から67のアラビア数字で指定されています。O抗原に基づいて、サルモネラ菌は50の血清学的グループに分類されます（AZ、51-65）。一部のO抗原は2つのグループのサルモネラ菌に見られます（Ob、08）。抗原O1とO12は多くの血清群の代表菌に見られますが、各血清群の代表菌には共通する主要なO抗原が1つあり、それに基づいて血清群に分類されます。O抗原の特異性は、多糖類LPSによって決定されます。すべてのサルモネラ菌多糖類には共通の内部コアがあり、そこにO特異的な側鎖が結合しており、オリゴ糖の繰り返しセットで構成されています。これらの糖の結合と組成の違いが、血清学的特異性の化学的根拠となります。例えば、O2抗原の特異性は糖のパラトースによって決定され、O4抗原はアベクオースによって、O9抗原はチベロースによって決定されます。

サルモネラ菌には、フェーズIとフェーズIIの2種類のH抗原があります。フェーズIのH抗原には80種類以上の変異体が同定されています。これらは小文字のラテン文字（az）とアラビア数字（zj-z59）で表記されます。フェーズIのH抗原は特定の血清型にのみ存在し、言い換えれば、血清群はH抗原によって血清型に分類されます。フェーズIIのH抗原は共通の構成要素を持ち、アラビア数字で表記され、異なる血清型に存在します。フェーズIIのH抗原は9種類同定されています。

サルモネラK抗原は、Vi抗原（S. typhi、S. paratyphi C、S. dublin）、M抗原、S. 5抗原といった様々な変異体によって表されます。Vi抗原の重要性については既に説明しました。

サルモネラ菌の現代の血清学的分類には、すでに 2500 を超える血清型が含まれています。

サルモネラ菌の血清学的識別のために、診断用の吸着された一価および多価の O 血清と H 血清が生成されます。これらの血清には、人間や動物に最も頻繁に病気を引き起こすサルモネラ菌の血清型の O 抗原と H 抗原に対する凝集素が含まれています。

サルモネラ菌のほとんど (約 98%) はサルモネラファージ 01 に感受性があります。さらに、サルモネラ症の最も一般的な病原体である S. typhimurium のファージ型分類のスキームも開発されており、120 種類を超えるファージ型の区別が可能です。

サルモネラ症の臨床診断

サルモネラ感染症の主な診断方法は細菌学的検査です。検査材料は、便、嘔吐物、血液、胃洗浄液、尿、そして中毒の原因物質です。サルモネラ症の細菌学的診断の特徴：

• 特に糞便を検査する場合、強化培地（亜セレン酸塩、マグネシウム）の使用。
• サルモネラ菌を検出するには、便の最後の、より液体の部分（小腸の上部）からサンプルを採取する必要があります。
• 1:5（糞便1に対して培地5）の比率を維持します。
• S. arizonae および S. diarizonae は乳糖を発酵するため、エンド培地だけでなく亜硫酸ビスマス寒天培地も鑑別診断培地として使用する必要があります。鑑別診断培地では、サルモネラ菌のコロニーは黒色（一部は緑がかった色）になります。
• 血液培養にはラポポート培地を使用します。
• サルモネラ菌の最大98%が感受性を示すO1-サルモネラファージのコロニーの予備的識別に使用します。
• 分離培養物の最終的な同定には、まず多価吸着 O 血清および H 血清が使用され、次に対応する一価 O 血清および H 血清が使用される。

多価免疫蛍光血清は、サルモネラ菌の迅速な検出に使用できます。血清群A、B、C、D、Eの多糖類抗原を含む多価赤血球診断薬を用いたRPGAは、患者および回復者の血清中の抗体を検出するために使用されます。

サルモネラ症の治療

食中毒の場合、サルモネラ症の治療は胃洗浄、抗菌薬の使用、一般的な強壮剤の使用で構成されます。サルモネラ菌による下痢の場合、正常な水塩代謝の回復と抗生物質療法が行われます。

サルモネラ症の特異的予防

サルモネラ症に対する特別な予防法はありませんが、S. typhimurium の不活化株および生株（突然変異株）からのさまざまなワクチンが提案されています。