第70回AM　臨床検査技師国家試験【臨床微生物学】過去問解説・重要ポイント

第70回AM　臨床検査技師国家試験　過去問解説AM（68～78）です。間違いやご要望等ありましたらコメントしていただけると嬉しいです！

問題出典：https://www.mhlw.go.jp/seisakunitsuite/bunya/kenkou_iryou/iryou/topics/dl/tp240424-07a_01.pdf

AM　68（臨床微生物学）

厚いペプチドグリカン層を持つのはどれか。

解答：5

細菌は、細胞壁の構造の違いによりGram染色で染まる色（Gram陽性菌：青紫色、Gram陰性菌：赤色）が異なります。この違いは、細胞壁にあるペプチドグリカン層が大きく関係します。

細胞壁の構造

1. Gram陽性菌

• 特徴: 細胞膜の外側に厚いペプチドグリカン層があり、その外側にテイコ酸やリポテイコ酸などが存在します。
• Gram染色: クリスタルバイオレットが厚いペプチドグリカン層に保持されるため、脱色されず青紫色に染まります。

2. Gram陰性菌

• 特徴: 細胞膜と外膜の間に薄いペプチドグリカン層があり、外膜にはリポ多糖（LPS）などが存在します。
• Gram染色: ペプチドグリカン層が薄いため、クリスタルバイオレットが脱色されやすく、サフラニンで赤色に染まります。

AM　69（臨床微生物学）

β-ラクタム系抗菌薬はどれか。 2 つ選べ。

解答：2,3

抗菌薬は、細菌の増殖を阻害したり殺菌したりする薬剤です。その作用機序によって様々な種類に分類され、それぞれ異なる標的を持っています。β-ラクタム系抗菌薬は、細菌の細胞壁合成を阻害する代表的な薬剤です。

β-ラクタム系抗菌薬とは

β-ラクタム系抗菌薬は、その分子構造中に「β-ラクタム環」という特徴的な構造を持つ抗菌薬の総称です。このβ-ラクタム環が、細菌の細胞壁を合成する酵素（ペニシリン結合蛋白：PBP）を阻害することで細胞壁の合成を妨げ、細菌を死滅させます。

β-ラクタム系抗菌薬の主な系統

• ペニシリン系: ペニシリンG、アンピシリンなど
• セフェム系: セフォタキシム、セフトリアキソンなど
• カルバペネム系: メロペネム、イミペネムなど
• モノバクタム系: アズトレオナムなど

AM　70（臨床微生物学）

感染症法で二類感染症に分類されるのはどれか。

解答：1

感染症法（感染症の予防及び感染症の患者に対する医療に関する法律）では、病原性や感染力、まん延防止の必要性に応じて感染症を1類から5類、新型インフルエンザ等感染症、指定感染症などに分類しています。各分類によって届出義務や入院勧告、行動制限などの措置が異なります。

感染症法の主な分類と代表例

• 一類感染症:感染力や罹患した場合の重篤性などに基づく総合的な観点からみた危険性が極めて高い感染症
  • 例：エボラ出血熱、クリミア・コンゴ出血熱、痘そう、南米出血熱、ペスト、マールブルグ病、ラッサ熱
• 二類感染症:感染力や罹患した場合の重篤性などに基づく 総合的な観点からみた危険性が高い感染症
  • 例：結核、鳥インフルエンザ（H5N1、H7N9）、急性灰白髄炎（ポリオ）、ジフテリア、重症急性呼吸器症候群（SARS）、中東呼吸器症候群（MERS）
• 三類感染症:感染力や罹患した場合の重篤性などに基づく 総合的な観点からみた危険性は高くないものの、特定の職業に就業することにより感染症の集団発生を起こしうる感染症
  • 例：コレラ、細菌性赤痢、腸管出血性大腸菌感染症、腸チフス、パラチフス
• 四類感染症:人から人への感染はほとんどないが、動物、飲食物などの物件を介して人に感染し、国民の健康に影響を与えるおそれのある感染症
  • 例：狂犬病、マラリア、日本紅斑熱、ツツガムシ病、デング熱など
• 五類感染症:国が感染症発生動向調査を行い、その結果に基づき必要な情報を国民や医療関係者などに提供・公開していくことによって、発生・拡大を防止すべき感染症
  • 例：インフルエンザ、性器クラミジア感染症、麻しん（はしか）、風しんなど

AM　71（臨床微生物学）

TSI 培地に細菌を接種して 1 日後の写真を別に示す。推定されるのはどれか。

解答：4

TSI培地は、主に腸内細菌科細菌の鑑別に使用されます。斜面部と高層部からなり、接種後の培地の色の変化（pH変化による）、高層の亀裂（ガス産生）、黒化（硫化水素産生）から、生化学的性状を判別します。

TSI培地の反応判読の基本

• 糖分解（酸産生）:
  • ブドウ糖のみ分解: 高層部が黄変（酸性）、斜面部は赤色（アルカリ性）。斜面部ではブドウ糖消費後、ペプトンからエネルギーを得ます。この際、アミノ酸分解によりアンモニアが産生され、アルカリ性（赤色）となります。しかし、高層部では培地中のブドウ糖が緩やかに消費され、酸が維持（黄色）されます。
  • ブドウ糖と乳糖/白糖分解: 高層部も斜面部も黄変（酸性）。大量の糖を分解するため、培地全体が酸性に保たれます。
• 硫化水素（H₂S）産生:
  • チオ硫酸ナトリウムを分解して硫化水素（H₂S）が産生されると、硫酸鉄と反応して培地が黒色に変化します。主に高層部に見られます。
• ガス産生:
  • 糖分解によってガス（CO₂、H₂など）を産生すると、培地中に亀裂が入ったり、培地が押し上げられたりします。

TSI培地の写真分析

• 斜面部: 赤色
• 高層部: 黄色
• 黒化（H₂S産生）: 黒色の沈殿が見られる（陽性）
• ガス産生: 高層に亀裂が見られる（陽性）

この結果は、「ブドウ糖分解」「H₂S産生陽性」「ガス産生陽性」を示しています。

AM　72（臨床微生物学）

急性単純性尿路感染症の原因菌で最も頻度が高く検出されるのはどれか。

解答：2

尿路感染症は、尿道から細菌が侵入して膀胱や腎臓で増殖することで起こる感染症で、特に女性に多く見られます。原因菌は、その経路や性別、基礎疾患の有無によって異なりますが、最も頻繁に検出されるのは腸管内常在菌です。

尿路感染症の主要な原因菌

尿路感染症の多くは、尿道の入り口から細菌が逆行性に侵入することで発生します。特に、腸管に常在するグラム陰性桿菌が主な原因となります。

• Escherichia coli:
  • 最も頻度が高い原因菌で、急性単純性尿路感染症の約80%を占めます。
  • 大腸菌は腸管内常在菌であり、女性は尿道が短く、肛門と尿道が近いため、大腸菌が尿道から膀胱へ侵入しやすいとされています。
• Klebsiella pneumoniae:
  • 腸管に生息し、大腸菌に次いで多い原因菌の一つです。
• Proteus mirabilis:
  • 特に尿道カテーテル留置患者で発症しやすいです。
• Pseudomonas aeruginosa:
  • グラム陰性桿菌であり、特に免疫力が大幅に低下した患者さんでは注意が必要です。

AM　73（臨床微生物学）

蛋白合成阻害作用を有するのはどれか。

解答：4

抗菌薬は、細菌の増殖や生存に必要な様々なプロセスを阻害することで効果を発揮します。細胞壁合成阻害、タンパク質合成阻害、核酸合成阻害、細胞膜機能阻害などに大きく分類されます。

主要な抗菌薬とその作用機序

• 細胞壁合成阻害薬:
  • ペニシリン系、セフェム系、モノバクタム系、カルバペネム系: β-ラクタム環を持ち、細胞壁の主要構成成分であるペプチドグリカンの合成を阻害します。
  • グリコペプチド系、ホスホマイシン系: ペプチドグリカン合成を阻害します。
• タンパク質合成阻害薬:
  • アミノグリコシド系、テトラサイクリン系: リボソームの30Sサブユニットに結合してタンパク質合成を阻害します。
  • マクロライド系、クロラムフェニコールなど: 細菌のリボソーム50Sサブユニットに結合し、タンパク質合成を阻害します。
• 核酸合成阻害薬:
  • キノロン系: DNAジャイレースを阻害し、DNA合成を阻害します。
  • リファマイシン系はRNA合成阻害、サルファ剤は葉酸代謝阻害、ニトロイミダゾール系はDNA傷害を引き起こします。
• 細胞膜機能阻害薬:
  • ポリペプチド系: 細胞膜に結合して膜透過性を亢進させ、細菌を死滅させます。
  • 環状リポペプチド系: 細胞膜と結合して細胞内カリウムを流出させます。

AM　74（臨床微生物学）

グラム陰性球菌はどれか。

解答：5

Gram染色は、細菌を大きくGram陽性菌とGram陰性菌に分け、さらに形態（球菌、桿菌、らせん菌など）を観察することで、細菌の同定に役立つ最も基本的な染色法です。

Gram染色による分類と主な細菌

1. Gram陽性菌（青紫色に染まる）

• Gram陽性球菌:
  • Staphylococcus属: ブドウの房状に集まる。例: Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)
  • Streptococcus属: レンサ状に連なる。例: Streptococcus pneumoniae (肺炎球菌)
• Gram陽性桿菌:
  • Bacillus属、Clostridium属、Corynebacterium属など

2. Gram陰性菌（赤色に染まる）

• Gram陰性球菌:
  • Neisseria属: 双球菌。例: Neisseria gonorrhoeae (淋菌)
  • Moraxella属: 双球菌。例: Moraxella catarrhalis
• Gram陰性桿菌:
  • 腸内細菌科細菌: Escherichia coli (大腸菌)、Klebsiella pneumoniae (肺炎桿菌)など
  • Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)、Vibrio cholerae (コレラ菌)など

AM　75（臨床微生物学）

バイオセーフティレベル〈BSL〉3 対応が必要なのはどれか。

解答：3

バイオセーフティレベル（BSL）は、微生物や病原体の安全な取り扱いを確保するために、その危険度（感染性、病原性、予防・治療の可否など）に基づいて定められた封じ込めレベルです。BSL-1からBSL-4まであり、レベルが高いほど厳重な封じ込めが必要です。

バイオセーフティレベルの概要

• BSL-1:
  • BSL２及び３に属さない、ヒトから分離されたことのない微生物
  • 特別な設備は不要。
• BSL-2:
  • ヒトまたは動物に病原性を有するが、実験室その他の職員等、家畜等に対し、重要な災害となる可能性が低いもの。
  • 例：黄色ブドウ球菌、ヘルペスウイルス、B型肝炎ウイルスなど。
  • バイオハザード標識表示など。
• BSL-3:
  • ヒトまたは動物に感染すると通常重篤な疾病を起こすが、一つの個体から他の個体への伝播の可能性は低いもの。
  • 例：結核菌、炭疽菌、ブルセラ菌、HIV、Histoplasma capsulatumなど。
  • 専用保護衣、入域制限など厳重な封じ込めが必要。
• BSL-4:
  • ヒトまたは動物に重篤な疾病を起こし、かつ、擢患者から他の個体への伝播が、直接または聞接に容易に起こり得るもの。有効な治療および予防法が通常得られないもの。
  • 例：エボラウイルス、マールブルグウイルス、ラッサウイルスなど。
  • 最高度の封じ込め設備（特別廃棄処理、退出時のシャワー、エアロックシステムなど）が必要。

AM　76（臨床微生物学）

ウイルスと親和性の高い組織・細胞の組合せで正しいのはどれか。

解答：2

ウイルスが特定の細胞や臓器に感染しやすい性質を「組織親和性」または「トロピズム」と呼びます。これは、ウイルスの表面にある構造（スパイクタンパク質など）が、宿主細胞の特定の受容体と特異的に結合することによって決まります。この親和性がウイルスの感染経路や症状、病態を大きく左右します。

各ウイルスの組織親和性

• EBウイルス
  • 親和性の高い組織・細胞: Bリンパ球
  • Bリンパ球に感染し、伝染性単核球症やBurkittリンパ腫、上咽頭癌などの原因となります。
• ロタウイルス
  • 親和性の高い組織・細胞: 腸管（小腸上皮細胞）
  • 小腸上皮細胞に感染し、乳幼児のウイルス性胃腸炎を引き起こします。
• ポリオウイルス
  • 親和性の高い組織・細胞: 腸管（初期感染）、神経細胞（特に脊髄前角細胞）
  • 最初は腸管で増殖し、その後中枢神経系に移行して神経細胞を障害することで麻痺を引き起こします。
• ライノウイルス
  • 親和性の高い組織・細胞: 上気道（鼻腔、咽頭の粘膜細胞）
  • 一般的に「風邪」の原因となるウイルスで、上気道に感染します。
• 単純ヘルペスウイルス
  • 親和性の高い組織・細胞: 皮膚や粘膜の細胞、神経
  • 口唇ヘルペスや性器ヘルペスなどの原因となります。

AM　77（臨床微生物学）

血液培養陽性ボトルの Gram 染色所見を別に示す。考えられるのはどれか。

解答：2

血液培養は、敗血症などの全身性感染症が疑われる際、血中に存在する微生物を検出するために行われます。ボトル陽性の場合直ちにGram染色を行い、検出された微生物の形態やGram染色性を確認して迅速に治療方針を決定します。

Gram染色所見の分析

この問題の写真では以下のような特徴が見られます。

• Gram染色性: 紫色に染まっている。
• 形態:
  • 楕円形または卵形の細胞が多数見られる。
  • 一部の細胞からは、細長く伸びた構造（偽菌糸）が観察される。
  • これらの形態は酵母とその出芽、および偽菌糸に非常に特徴的です。

AM　78（臨床微生物学）

細菌の遺伝に関する記述で正しいのはどれか。

解答：5

細菌は、細胞分裂による増殖だけでなく、他の細菌から遺伝子を取り込むことで、薬剤耐性遺伝子や病原性遺伝子などを獲得し、進化していきます。この遺伝子伝達は臨床現場での薬剤耐性菌の出現や感染症の拡大に大きく関わるため、重要な知識です。

細菌の遺伝子と遺伝子伝達メカニズム

1. 細菌の遺伝子

• 染色体: 細菌の遺伝子の本体であり、通常は環状二本鎖DNAとして細胞質中に存在します。
• プラスミド: 染色体DNAとは独立して存在・複製する小さな環状二本鎖DNAです。薬剤耐性遺伝子や病原性遺伝子など生存に有利な情報を持つことが多いです。

2. 遺伝子伝達メカニズム

• 形質転換:
  • 細菌が、周囲の環境中に遊離しているDNA断片（他の死んだ細菌から放出されたDNAなど）を細胞内に取り込み、自身のゲノムに組み込む現象です。
• 形質導入:
  • バクテリオファージ（細菌に感染するウイルス）を介して遺伝子が伝達される現象です。ファージが細菌に感染する際に誤って細菌のDNAを自身の中に取り込み、次の細菌に感染する際にそのDNAを注入することで遺伝子が伝達されます。
• 接合:
  • プラスミドを介して、細菌同士が直接接触して遺伝子を伝達する現象です。線毛を介してプラスミドの複製をしながら送り込みます。