球菌（cocci）：球形細菌の形態、同定、重要性

形状と配列

球菌は丸い輪郭を特徴とするが、常に単独で孤立した球として存在するわけではない。細胞分裂後に細胞同士がどのように付着したままになるかによって、同定に役立つ特徴的な配列が生じる。主な配列には以下がある。

• 双球菌 — 一つの平面に沿って分裂することで形成される、2個の細胞の対。
• 連鎖球菌 — 同一平面で分裂が繰り返されることにより生じる、長さの異なる細胞の連なり。
• ブドウ球菌 — 複数の平面での分裂によって生じる、不規則なブドウの房状の集塊。
• 四連球菌およびサルシナ — それぞれ、2つまたは3つの互いに直交する平面で分裂することで生じる、4個の細胞群または立方体状の細胞包。

細胞壁、グラム反応、運動性

球菌にはグラム陽性系統とグラム陰性系統の両方が存在する。グラム染色の結果を決めるのは形状そのものではなく、細胞壁の化学的構造である。臨床上重要な球菌の多くは、厚いペプチドグリカン層をもつグラム陽性菌であるが、グラム陰性の球菌もいくつか存在する。大部分の球菌はべん毛を欠くため非運動性であるが、例外や表面構造の違いもみられる。

増殖、生態、役割

球菌は二分裂によって無性生殖する。その生態学的役割は、動物やヒトの体表に存在する無害な共生微生物から、局所的または全身的な感染症を引き起こす病原体まで幅広い。一部の球菌は正常微生物叢の一員であり、バリア機能や侵入微生物との競合に寄与する。他方、毒素や酵素を産生して組織を損傷し、免疫応答を誘発するものもある。環境中の球菌は栄養塩類の循環に関与し、土壌や水中、ならびに植物や動物と関連する環境にみられる。

同定と臨床的重要性

微生物学者は、球菌を同定する際に形態の観察と臨床検査を組み合わせる。主な方法には、グラム染色、選択培地での培養、カタラーゼ試験やコアグラーゼ試験などの生化学的検査がある。正確な同定には、分子学的手法や質量分析法もますます利用されている。臨床では、球菌の属や種を区別することが、治療および感染対策の判断につながる。

例と主な属

よく知られた球菌の属は、この群の多様性を示している。例として、腸管に定着し、尿路感染症や創傷感染症を起こすことがあるエンテロコッカス、房状の集塊を形成し、無害な皮膚常在菌から重要な病原体まで含むスタフィロコッカス、連鎖を形成し、溶連菌咽頭炎などの疾患を引き起こす種を含むストレプトコッカスがある。文献で言及される他の属にはアビオトロフィアやナイセリアがあり、後者は丸みを帯びた、または腎臓形の双球菌とされることが多い。球形または円形を表す語は、一般的な説明では円などの語と関連付けられることがあり、その歴史的な語根についてはこちらで触れられている。

球菌の配列、生化学的性質、臨床的な挙動を理解することは、微生物学、感染症診療、微生物生態学の基礎である。同定法は進歩を続けているが、形態は、広く存在するこれらの球形細菌を分類するうえで、現在も有用な最初の手がかりとなる。