サルモネラ菌-腸チフスおよびパラチフスの原因菌

腸チフスは、重篤な全身中毒、菌血症、そして小腸のリンパ器官への特異的な損傷を特徴とする重篤な急性感染症です。中毒症状は、激しい頭痛、意識混濁、せん妄（ギリシャ語の「typhos（霧）」に由来する「typhoid」）として現れます。腸チフスを独立した病理学的疾患として特定しようと試みたのは、1804年にロシア人医師A.G.ピャトニツキーでしたが、最終的に1822年にR.ブルトノーによって確立されました。ブルトノーは腸チフスを腸結核と区別し、腸チフスの伝染性を示唆しました。

腸チフスの原因菌であるチフス菌は、1880年にK.エーベルトによって発見され、1884年にK.ガフキーによって純粋培養で分離されました。すぐに、パラチフスA型およびB型の原因菌であるS.パラチフスAおよびS.パラチフスBが分離され、研究されました。サルモネラ属には多くの細菌が含まれますが、そのうちチフスの臨床像でヒトに疾患を引き起こすのはS.チフス、S.パラチフスA、S.パラチフスBの3種のみです。形態学的には区別がつかず、先端が丸い短いグラム陰性桿菌で、長さ1～3.5μm、直径0.5～0.8μmです。胞子や莢膜を形成せず、活発に運動します（周毛性）。DNA中のG + C含有量は50～52モル％です。

腸チフスおよびパラチフスの原因菌は通性嫌気性菌であり、最適生育温度は37℃（10～41℃の範囲で生育可能）、pHは6.8～7.2です。栄養培地を必要としません。ブロス上での生育は濁りを伴い、MPA上では直径2～4mmの繊細で丸く滑らかな半透明のコロニーが形成されます。しかし、Vi抗原を持つチフス菌のコロニーは濁っています。パラチフス菌Bのコロニーは粗く、数日後には周囲に独特の隆起が形成されます。エンド培地上では、3種類のサルモネラ菌のコロニーはすべて無色ですが、亜硫酸ビスマス寒天培地上では黒色です。濃厚培地で分離した場合は、R型のコロニーが生育します。腸チフスおよびパラチフスの病原体の選択環境は胆汁または胆汁培養液です。

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チフスおよびパラチフス病原体の生化学的性質

チフス菌およびパラチフス菌はMRに陽性反応を示し、インドールを生成せず、ゼラチンを液化せず、硝酸塩を亜硝酸塩に還元せず、アセトインを生成しません。チフス菌はクエン酸を含む飢餓寒天培地では増殖しません。チフス菌とパラチフス菌の主な生化学的差異は、チフス菌がグルコースおよびその他の炭水化物を酸のみで発酵するのに対し、パラチフス菌Aおよびパラチフス菌Bは酸とガスの両方を生成することです。

S. typhi は、キシロースおよびアラビノースを発酵する能力に応じて、I、II、III、IV の 4 つの生化学的タイプに分類されます。

キシロース + - + -

アラビノース - - + +

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チフスおよびパラチフス病原体の抗原構造

サルモネラ菌はO抗原とH抗原を有します。O抗原によって多数の血清群に、H抗原によって血清型に分類されます（サルモネラ菌の血清学的分類の詳細については、次のセクションを参照してください）。S. typhi、S. paratyphi A、S. paratyphi Bは、O抗原（異なる血清群に所属）とH抗原の両方において互いに異なります。

1934年、A. フェリックスとR. ピットは、チフス菌がO抗原とH抗原に加えて、毒性抗原（Vi抗原）と呼ばれる別の表面抗原を持っていることを明らかにしました。Vi抗原はO抗原やH抗原とは化学的性質が異なり、3つの異なる分画から構成されていますが、その基本は分子量10 MDのN-アセチルガラクトサミノウロン酸の複合ポリマーです。Vi抗原は通常、新鮮に分離された培養物中に存在しますが、様々な要因（特に、40 °C以上20 °C以下の温度で培養した場合、石炭酸を含む培地など）の影響で容易に失われます。また、培養物を長期保存する場合は、100 °Cで10分間処理すると破壊されます。 Vi抗原はO抗原よりも表層に位置するため、S. typhi培養物はO特異血清との凝集反応を阻害します。そのため、培養物はVi血清との凝集反応で検査する必要があります。一方、Vi抗原の消失はO抗原の放出を促し、O凝集反応は回復しますが、Vi凝集反応は失われます。S. typhiにおけるVi抗原の含有量は大きく異なるため、F. KauffmannはVi抗原含有量に基づいてS. typhiを3つのグループに分類することを提案しました。

• 純粋v形（ドイツ語viel - 多くの）
• 純粋なw形（ドイツ語wenig - 小さい）
• 中間の vw 形式。

S. typhi の珍しい変異体が 3 つ発見されています。Vi-I は細胞が H 抗原と O 抗原を欠いているが Vi 抗原を永続的に保持する R 型です。O-901 は H 抗原と Vi 抗原を欠いています。H-901 は O 抗原と H 抗原を含み Vi 抗原を欠いています。O、H、Vi の 3 つの抗原はすべて、顕著な免疫原性特性を持っています。Vi 抗原の存在により、S. typhi 培養物をファージ型分類にかけることができます。Vi 抗原を含む培養物のみを溶解するファージが 2 つあります。Vi を含むほとんどの S. typhi 培養物を溶解する汎用ファージの Vi-I と、S. typhi 培養物を選択的に溶解する Vi-II ファージのセットです。これは 1938 年に J. Craige と K. Ian によって初めて示されました1987年までに、チフス菌のViファージは106種類同定されました。それぞれのファージに対する感受性は安定した特徴であるため、ファージの型別は疫学的に非常に重要です。

S. paratyphi AおよびS. paratyphi Bのファージ型分類法も開発されており、これら数十種類のファージ型に分類されています。サルモネラ菌のファージ型は、他の特徴によって互いに区別されない可能性があることは重要です。

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チフスおよびパラチフス病原体の耐性

腸チフスおよびパラチフスの病原菌は、外部環境（水、土壌、塵埃）中で、状況に応じて数日から数ヶ月間生存します。流水中では最大10日間、停滞水中では最大4週間、野菜や果物では5～10日間、食器では最大2週間、バターやチーズでは最大3ヶ月、氷中では最大3ヶ月以上生存します。60℃の加熱では30分で、煮沸では瞬時に死滅します。従来の化学消毒剤を使用すれば、数分で死滅します。水道水中の活性塩素濃度を0.5～1.0mg/lにするか、水をオゾン処理することで、サルモネラ菌やその他の病原性腸内細菌を確実に消毒できます。

チフスおよびパラチフス病原体の病原性因子

チフスおよびパラチフスAおよびBの原因菌の最も重要な生物学的特徴は、貪食作用に抵抗し、リンパ系細胞内で増殖する能力です。これらは外毒素を生成しません。病原性の主な要因は、Vi抗原に加えて、異常に高い毒性を特徴とするエンドトキシンです。フィブリノリジン、血漿凝固酵素、ヒアルロニダーゼ、レシチナーゼなどの病原性因子は、チフスおよびパラチフスの原因菌にはほとんど見られません。DNA分解酵素が最も多く見られます（研究されたチフス菌およびパラチフス菌Bの培養物の75～85%）。mm 6 MDプラスミドを持つチフス菌株は、より高い毒性を持つことが確立されています。そのため、これらのサルモネラ菌の病原性因子に関する疑問は、依然として十分に解明されていません。

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感染後の免疫

持続性があり、長期間にわたり繰り返し発症するチフスおよびパラチフスはまれです。免疫は、Vi抗原、O抗原、H抗原に対する抗体の出現、免疫記憶細胞、そして貪食細胞の活性増加によって得られます。ワクチン接種後の免疫は、感染後とは異なり、短期間で持続します（約12か月）。

腸チフスとパラチフスの疫学

チフスおよびパラチフスAの感染源は、ヒト、患者、または保菌者のみです。パラチフスBの感染源は、ヒトに加えて、鳥類を含む動物にも存在します。感染メカニズムは糞口感染です。チフス菌の感染量は105個（被験者の50%に発症）ですが、サルモネラパラチフスAおよびBの感染量ははるかに高くなります。感染は主に、直接または間接的な接触、水や食物、特に牛乳を介して起こります。最も大規模な流行は、水道水に含まれる病原体による感染（水系感染症）によって引き起こされました。

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腸チフスとパラチフスの症状

腸チフスの潜伏期間は15日ですが、7日から25日まで変動することがあります。これは、感染量、病原体の毒性、そして患者の免疫状態によって異なります。腸チフスとパラチフスA型およびB型の病因と臨床像は非常に類似しています。病気の進行には、以下の段階が明確に区別されています。

• 侵入段階。病原体は口から小腸に侵入します。
• サルモネラ菌はリンパ管を通って小腸粘膜下層のリンパ組織（パイエル板および孤立性濾胞）に侵入し、そこで増殖してリンパ管炎およびリンパ節炎（チフス顆粒の一種）を引き起こします。
• 菌血症 - 病原体が大量に血液中に放出される状態。菌血症の段階は潜伏期の終わりに始まり、効果的な治療法がない場合には病気の進行期を通して継続する可能性がある。
• 中毒の段階は、血液の殺菌作用の影響による細菌の分解とエンドトキシンの放出の結果として発生します。
• 実質拡散の段階。サルモネラ菌は、骨髄、脾臓、リンパ節、肝臓、その他の臓器のマクロファージによって血液から吸収されます。腸チフスの病原体は肝臓の胆管と胆嚢に大量に蓄積し、そこで増殖に適した環境が整い、胆汁の影響によって血液の殺菌作用が弱まります。
• 排泄アレルギー段階。免疫が発達するにつれて、病原体の排出プロセスが始まります。このプロセスは、唾液腺、腸腺、汗腺、乳汁（授乳中）、泌尿器系など、すべての腺によって行われ、特に肝臓と胆嚢が活発に活動します。胆嚢から放出されたサルモネラ菌は再び小腸に入り、一部は糞便とともに排泄され、一部は再びリンパ節に侵入します。すでに感作されているリンパ節への二次的な侵入は、リンパ節に過敏反応を引き起こし、壊死と潰瘍の形で現れます。この段階は、腸壁の穿孔（潰瘍）、内出血、腹膜炎の発症の可能性があるため危険です。
• 回復期。潰瘍の治癒過程は、壊死性沈着物が除去された部位に外観を損なう瘢痕を形成することなく進行します。

次に、病気の臨床像では以下の期間が区別されます。

• 初期段階 - スタジアム増加（第 1 週）：体温が徐々に 40 ～ 42 °C まで上昇し、中毒やその他の病気の症状が増加します。
• II - すべての症状が最大に発達する段階 - スタジアムの頂点（病気の 2 ～ 3 週間）：体温は高いままです。
• III - 病気の衰退段階 - スタディオンデクレメンティ（病気の4週目）：体温が徐々に低下し、他の症状の発現が弱まる。
• IV - 回復の段階。

発症8～9日目、あるいはそれ以降に、多くの患者は腹部、胸部、背中の皮膚にバラ疹のような発疹を発症します。発疹（小さな赤い斑点）の出現は、リンパ管付近の皮膚表層におけるアレルギー性の局所的産生炎症過程の結果であり、そこには病気の原因物質が豊富に含まれています。臨床的な回復は、必ずしも細菌学的回復と一致するわけではありません。回復した人の約5％が、サルモネラチフスまたはパラチフスの慢性キャリアになります。サルモネラの長期（3か月以上、場合によっては数年）キャリアの原因は依然として不明です。胆道（場合によっては尿路）の局所炎症過程は、チフス・パラチフス感染症に関連して発生することが多く、またはこれらの感染症の結果として悪化することもあります。この炎症過程は、キャリアの形成に一定の役割を果たしています。しかし、L型への変化は、チフスおよびパラチフスのサルモネラA株およびB株の長期保菌において同様に重要な役割を果たします。L型サルモネラ菌はH抗原、部分的にO抗原、およびVi抗原を失い、原則として細胞内（骨髄マクロファージ内）に存在するため、化学療法薬や抗体が作用せず、回復した人の体内で長期間にわたり生存することができます。サルモネラ菌は元の形態に戻り、抗原構造を完全に回復すると、再び毒性を帯び、胆管に侵入して保菌プロセスを悪化させ、糞便とともに排出されます。そして、このような保菌者は他者への感染源となります。保菌の形成は、免疫系の何らかの欠陥に依存する可能性もあります。

腸チフスおよびパラチフスの臨床検査

腸チフスおよびパラチフスを診断する最も初期かつ主要な方法は、細菌学的検査、すなわち血液培養または骨髄培養です。この目的で、血液または骨髄穿刺液が検査されます。血液は、ラポポート培地（グルコース、指示薬、フロートを添加した胆汁液）に1:10（培地10mlあたり血液1ml）の割合で接種するのが最善です。培養液は37℃の温度で少なくとも8日間、L型の存在を考慮して最大3～4週間培養する必要があります。分離されたサルモネラ菌培養物を特定するには、抗原O2（S. paratyphi A）、O4（S. paratyphi B）、およびO9（S. typhi）に対する抗体を含む診断用吸着血清を使用します（生化学的特性を考慮）。分離されたS. typhi培養物がO9血清で凝集しない場合は、Vi血清で検査する必要があります。

S. typhi を分離するには、突発性発疹の瘢痕化によって得られた滲出液を使用できます - 突発性発疹の培養が行われます。

診断を確定し、回復期患者の退院後の細菌学的回復を監視し、細菌保有を診断するために、便、尿、胆汁の細菌学的検査を実施します。この場合、材料はまず増菌培地（大腸菌やその他の腸内細菌叢の代表菌の増殖を阻害するが、サルモネラ菌の増殖は阻害しない亜セレン酸塩などの化学物質を含む培地）に接種され、その後、増菌培地から分画診断培地（エンド、亜硫酸ビスマス寒天培地）に接種され、分離されたコロニーを分離し、それらから純粋培養物を得て、上記のスキームに従って同定されます。患者の血清および便中のO抗原およびVi抗原を検出するために、RSC、抗体診断薬を用いたRPGA、共凝集反応、凝集体凝集反応、およびIFMを使用できます。 S. typhi の迅速な識別には、Vi 抗原遺伝子を含む DNA 断片をプローブとして使用することが有望です (識別時間は 3 ～ 4 時間)。

発症後1週間の終わり頃から、患者の血清中に抗体が出現するため、1896年、F. ヴィーダルはチフスの診断に試験管内凝集反応を拡張反応として提案しました。チフス菌に対する抗体の動態は独特で、O抗原に対する抗体が最初に出現しますが、回復後、その力価は急速に低下します。一方、H抗体は後に出現しますが、発症後およびワクチン接種後も数年間持続します。こうした状況を考慮し、ヴィーダル反応は、ワクチン接種や過去の罹患に関連する可能性のあるエラーを排除するため、O抗原およびH抗原に対する別々の診断薬（およびパラチフスA抗原およびB抗原に対する診断薬）を用いて同時に実施されます。しかし、Widal反応の特異性は十分に高くないため、赤血球診断薬をO抗原（O抗体の検出）またはVi抗原（Vi抗体の検出）で感作するRPGA法の使用がより好ましいことが判明しました。最も信頼性が高く特異性の高い反応は、後者の反応（Vi赤血球凝集反応）です。

腸チフスおよびパラチフスの保菌診断

細菌保有の唯一の証明は、保菌者からチフス菌、パラチフス菌A、パラチフス菌Bの培養物を分離することです。検査材料は十二指腸内容物、糞便、尿です。問題の複雑さは、保菌者が必ずしもこれらの基質とともに病原体を排泄するわけではないことです。排泄の中断があり、その期間は極めて長くなります。検査対象者の範囲を絞り込むための補助的な方法として、血清学的反応（O抗体、H抗体、Vi抗体、またはO抗体、Vi抗体の同時検出は、体内に病原体が存在する可能性を示します）と、チフス菌を用いたアレルギー性皮膚テストが用いられます。後者にはVi抗原が含まれており、これがVi抗体と反応すると、20～30分間の発赤と腫れという形で局所的なアレルギー反応を引き起こします。チフス菌が陽性反応を示した場合、体内にVi抗体が存在し、チフス菌が存在する可能性が示唆されます。チフス菌L型の同定には、特殊な免疫蛍光抗体（病原体のL型抗原に対する抗体）が提案されている。細菌の保菌者を特定するための独自の方法は、V. ムーアによって提案された。この方法では、人口密集地域の下水道網の全長にわたって、マンホールにタンポンを同時に投入し、検査を行う。

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腸チフスとパラチフスの治療

腸チフスの治療は、病原体が感受性の高い様々な抗生物質（レボマイセチン、アンピシリン、テトラサイクリンなど）の使用を基本としています。抗生物質は疾患の重症度を軽減し、罹患期間を短縮します。しかし、大腸菌やその他の腸内細菌からサルモネラ菌へのRプラスミドの移行は、それらの細菌間で危険な流行性クローンの出現につながる可能性があります。

腸チフスおよびパラチフス熱の特異的予防

我が国では、1978年以降、以前は7種類のチフスワクチンが使用されていましたが、現在は化学吸着チフス単剤ワクチンのみを製造しています。しかし、チフスが流行病から散発性疾患へと移行したことにより（これは主に上下水道の改善と住民の衛生習慣の向上によって可能になりました）、集団予防接種の必要性はなくなりました。そのため、チフスワクチン接種は流行の兆候がある場合にのみ実施されます。