コアグラーゼとは？黄色ブドウ球菌の酵素と乳房炎の検査や治療

コアグラーゼとは

コアグラーゼとは何か？黄色ブドウ球菌の酵素と凝固の仕組み

 

農業や畜産の現場、特に酪農において「コアグラーゼ」という言葉を耳にする機会は多いはずです。これは単なる専門用語ではなく、農場の生産性や牛の健康管理に直結する非常に重要なキーワードです。コアグラーゼとは、主に黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）が産生するタンパク質分解酵素の一種です。この酵素の最大の特徴は、動物の血液中に含まれる「フィブリノゲン」という成分に働きかけ、それを「フィブリン」という不溶性のタンパク質に変化させる能力を持っている点にあります。

 

通常、血液の凝固は出血を止めるための生体防御反応ですが、黄色ブドウ球菌はこの仕組みを巧みに利用します。菌体外に放出されたコアグラーゼは、血液中のプロトロンビン様物質と結合し、スタフィロトロンビンという複合体を形成します。これがトロンビンと同様の働きをして血液を凝固させ、菌の周囲に血漿凝固の膜（フィブリン膜）を作り出します。

 

参考リンク：黄色ブドウ球菌 - Wikipedia（酵素の働きや毒素についての詳細な記述があります）
では、なぜ菌は自分自身を凝固した血液で包むのでしょうか？これには、細菌が生き残るための高度な生存戦略が隠されています。

 

• 免疫細胞からの逃避：凝固した膜がバリアとなり、白血球やマクロファージといった免疫細胞による貪食（菌を食べて殺す作用）を防ぎます。
• 抗生物質の無効化：物理的な壁ができることで、薬剤が菌まで到達しにくくなり、治療を困難にします。
• 定着の促進：組織に強固に付着し、感染巣（病気の拠点）を形成する手助けをします。

このように、コアグラーゼは細菌が宿主（牛など）の体内で生き延び、増殖するための「盾」のような役割を果たしています。そのため、コアグラーゼを産生するかどうかは、そのブドウ球菌がどれほど強力な病原性を持っているかを判断する決定的な指標となるのです。

 

コアグラーゼには、菌体の外に放出される「遊離コアグラーゼ」と、菌の表面に結合している「結合コアグラーゼ（クランピング因子）」の2種類が存在します。どちらも凝固に関与しますが、検査室ではそれぞれの性質を利用して異なる方法で検出を行います。この酵素の存在こそが、黄色ブドウ球菌が「難治性乳房炎」の代表的な原因菌とされる最大の理由の一つなのです。

 

コアグラーゼ検査の方法とは？血漿を用いた陽性と陰性の判定

農場での衛生管理や治療方針を決定する上で、原因菌の特定は欠かせません。その際に最も一般的かつ重要な検査が「コアグラーゼ試験」です。この検査は、分離されたブドウ球菌がコアグラーゼを産生するかどうかを調べるもので、その結果によって「黄色ブドウ球菌（陽性）」か、それ以外の「コアグラーゼ陰性ブドウ球菌（CNS）」かを区別します。

 

検査には主にウサギの血漿（プラズマ）が用いられます。ウサギの血漿にはコアグラーゼと反応しやすい因子（CRF：Coagulase Reacting Factor）が豊富に含まれているため、反応が明瞭に出るからです。検査方法は大きく分けて以下の2種類があります。

 

検査方法	検出対象	特徴・メリット
試験管法	遊離コアグラーゼ	試験管内で菌と血漿を混合し、37℃で培養して凝固を観察します。判定に4〜24時間かかりますが、最も信頼性が高い標準法です。完全にゼリー状に固まれば陽性と判定されます。
スライド法	結合コアグラーゼ	スライドガラス上で菌と血漿を混ぜ、数秒〜数分で凝集塊（ダマ）ができるかを見ます。迅速ですが、偽陰性が出ることもあるため、陰性の場合は試験管法で再確認することが推奨されます。

参考リンク：日本臨床微生物学会 - コアグラーゼ試験およびラテックス凝集反応（具体的な検査手順と判定基準が専門的に解説されています）
検査結果の判定は非常にシンプルですが、その意味は重大です。

 

• 陽性（Positive）：血漿が固まる。主に黄色ブドウ球菌（S. aureus）。高い病原性を持ち、伝染性乳房炎の主原因となります。
• 陰性（Negative）：血漿が固まらない。これらはまとめてCNS（Coagulase-Negative Staphylococci）と呼ばれます。黄色ブドウ球菌に比べて病原性は低いものの、日和見感染の原因となります。

現場では、簡易キットや外部検査機関を通じてこの結果を知ることになります。「陽性」が出た場合は、牛群内での蔓延を防ぐために隔離や搾乳順序の変更など、即座に厳重な対応が必要です。一方、「陰性」であれば環境由来の感染を疑い、牛床の管理などを見直すきっかけになります。このように、たった一つの酵素反応を見る検査が、農場の防疫体制を左右する重要な羅針盤となっているのです。

 

【農業現場の対策】コアグラーゼ陽性菌と陰性菌（CNS）の乳房炎の違い

酪農現場において、ブドウ球菌性乳房炎は最も頻繁に遭遇するトラブルの一つです。しかし、原因菌が「コアグラーゼ陽性」か「陰性」かによって、その病態、リスク、そして対策は天と地ほど異なります。これらを混同して対策を行うと、効果が出ないばかりか、感染を広げてしまうリスクさえあります。

 

1. コアグラーゼ陽性菌（黄色ブドウ球菌）の特徴と対策
陽性菌の代表である黄色ブドウ球菌は、いわゆる「伝染性乳房炎」の原因菌です。

 

• 感染源：主に感染牛の乳房や乳汁。搾乳機器、タオル、搾乳者の手指を介して牛から牛へ感染します。
• 症状：慢性化しやすく、乳房内で硬結（しこり）や膿瘍を作ります。一度定着すると菌が奥深くに隠れてしまうため、抗生物質が効きにくく、治癒率は極めて低いです。
• 対策：「感染牛の隔離」「搾乳順序を最後にする」「ポストディッピング（搾乳後の乳頭消毒）の徹底」が基本です。治癒の見込みが薄い場合は、感染源を絶つために淘汰（廃用）も選択肢に入ります。

参考リンク：北海道 釧路総合振興局 - 乳房炎にご注意を（CNSと黄色ブドウ球菌の症状の違いや治療反応性について現場目線で書かれています）
2. コアグラーゼ陰性菌（CNS）の特徴と対策
一方、陰性菌であるCNSは、「環境性乳房炎」の主な原因となります。CNSには数十種類以上の菌種が含まれますが、現場ではまとめて扱われることが多いです。

 

• 感染源：牛舎の敷料、糞便、土壌、牛の体表など、環境中のあらゆる場所に存在します。搾乳時などに乳頭口から侵入して感染します（日和見感染）。
• 症状：多くは潜在性（症状が出ない）か軽度です。乳汁中の体細胞数は上昇しますが、黄色ブドウ球菌ほど重篤化することは稀です。自然治癒することもあります。
• 対策：「牛床を清潔に保つ」「敷料の頻繁な交換」「プレディッピング（搾乳前の乳頭消毒）と清拭の徹底」など、環境の衛生管理が最優先です。抗生物質への反応は比較的良好です。

このように、陽性は「牛対策（隔離・淘汰）」、陰性は「環境対策（掃除・乾燥）」と、アプローチの方向性が全く異なります。検査結果で「ブドウ球菌」と出た際、それがコアグラーゼ陽性なのか陰性なのかを確認せずに治療を始めることは、地図を持たずに航海に出るようなものです。特にCNSは近年、バルク乳の体細胞数上昇の主因となっているケースが増えているため、決して「弱い菌だから」と侮ってはいけません。

 

コアグラーゼ産生菌への治療と予防！農場での衛生管理

コアグラーゼを産生する黄色ブドウ球菌が一度農場に定着してしまうと、その排除は困難を極めます。前述の通り、この菌はコアグラーゼを使ってフィブリンの壁を作り、免疫や薬剤から身を守るからです。そのため、治療よりも「持ち込ませない」「広げない」予防策が経済的損失を防ぐ唯一の道となります。

 

効果的な予防プロトコル：5ポイントプラン
世界的に推奨されている乳房炎防除の基本は、以下の5点に集約されます。これは特に伝染性の強いコアグラーゼ陽性菌に対して有効です。

 

1. 搾乳ごとの適切な乳頭消毒：特にポストディッピングは、搾乳直後の開いた乳頭口をバリアし、ミルカーを介して付着した菌を殺菌するために必須です。
2. 乾乳期治療（DCT）の実施：乾乳導入時に抗生物質を注入することで、泌乳期に治りきらなかった既存の感染を治療し、乾乳期間中の新規感染を防ぎます。黄色ブドウ球菌に対しても、乾乳期の方が治癒率は高まります。
3. 急性乳房炎の早期発見と治療：日常的な前搾りで異常乳を早期に見つけ、迅速に対処することで慢性化を防ぎます。
4. 搾乳機器の定期点検：ライナースリップや過搾乳は乳頭を傷つけ、感染のリスクを高めます。適切な真空圧とパルセーションの維持が重要です。
5. 慢性感染牛の淘汰：これが最も辛い決断ですが、治療に反応しない黄色ブドウ球菌感染牛は、農場全体にとっての「菌の供給源」となってしまいます。群全体の健康を守るためには、感染源を物理的に排除することが必要不可欠です。

参考リンク：静岡県 - 原因菌に応じた最適な乳房炎治療法（CNSに対するショート乾乳法など、具体的な治療戦略がPDFで解説されています）
また、治療においては感受性検査が重要です。黄色ブドウ球菌の中にはペニシリンなどに耐性を持つ株も存在します。獣医師と相談し、コアグラーゼ陽性であることが確定した場合は、長期的な治療計画を立てるか、あるいは経済的合理性を考えて治療を諦めるかの判断を迫られます。

 

「きれいな牛舎、きれいな牛、きれいな機械」。当たり前のことですが、コアグラーゼ産生菌という強敵に対抗するには、この基本を徹底し続ける以外に近道はありません。特に、購入牛を導入する際は必ず検疫（隔離して検査）を行い、外部からコアグラーゼ陽性菌を持ち込まないようにすることが、農場のバイオセキュリティにおける鉄則です。

 

コアグラーゼ陰性菌（CNS）が増加する意外な理由とは？

最後に、少し意外な視点からコアグラーゼと農場の現状について触れておきましょう。近年、多くの先進的な農場で「黄色ブドウ球菌（陽性菌）は減ったが、代わりにCNS（陰性菌）による乳房炎が増えている」という現象が報告されています。これには「衛生管理のパラドックス」とも言える理由が隠されています。

 

かつて、衛生環境が悪かった時代は、病原性の強い黄色ブドウ球菌やレンサ球菌などが猛威を振るっていました。しかし、酪農家の努力によりミルカーの洗浄やディッピングが普及し、これらの「伝染性」の菌は激減しました。

 

その結果、何が起きたでしょうか？強力な菌がいなくなった乳房内は、いわば「空き家」の状態になります。そこに、これまでは強力な菌との競争に負けていた、あるいは免疫によって排除されていたはずの「弱いはずの菌」であるCNSが入り込む余地が生まれたのです。これを「ニッチの交代」と呼ぶこともあります。

 

また、CNSは非常に種類が多く（Staphylococcus chromogenes, S. haemolyticusなど40種以上）、その性質も多様です。

 

• 薬剤耐性：一部のCNSは黄色ブドウ球菌よりも薬剤耐性を獲得しやすい傾向があり、一度感染すると治りにくいケースが出てきています。
• バイオフィルム形成能：コアグラーゼを持たない代わりに、スライム（粘液）を出してバイオフィルムを作り、乳頭皮膚やプラスチック器具に定着する能力が高い種もいます。
• 皮膚の常在菌としての適応：乳頭の皮膚荒れや傷があると、そこを拠点に爆発的に増殖します。

つまり、CNSが増えているのは、農場の管理が悪化したからではなく、むしろ「主要な伝染病を制圧した結果、次なる課題として浮上してきた」という側面があるのです。これは、農場の衛生レベルが次のステージに進んだ証拠とも言えます。

 

しかし、だからといって放置して良いわけではありません。CNSは体細胞数を高止まりさせ、乳代（乳質ペナルティ）に直撃します。「たかが陰性菌」と甘く見ず、乳頭のスキンケア（保湿）や牛床の乾燥管理など、より細やかな「環境管理」へと意識をシフトさせることが、これからの時代の高品質乳生産には求められています。コアグラーゼという酵素の有無を知ることは、この管理ステージを見極める第一歩なのです。

 

 

ISO 8870:2006、牛乳および牛乳ベースの製品 - コアグラーゼ陽性ブドウ球菌によって生成される熱ヌクレアーゼの検出