病原菌：世界を脅かす超耐性菌

感染症との戦いにおいて、我々の敵は新型コロナウイルスだけではなく、他の病原微生物も存在し、それらは火に油を注ぎ、重複感染を引き起こし、治療プロセス全体の難易度を高める可能性がある。病原菌はその中でも重要なグループです。

実は、病原菌が歴史の舞台に登場したのは今回が初めてではない。人類の長いウイルスとの戦いにおいて、ウイルスは人類の健康に大きな脅威をもたらしています。 2019年4月6日、ニューヨークタイムズは「治療法のない致命的な菌類」というタイトルで、カンジダ・アウリスと呼ばれる菌類について報じました。この菌は感染者の約半数を90日以内に死に至らしめ、最終死亡率は60％にも達するが、いまだに特効薬はない。

最も不可解なのは、この菌がまるで「計画していた」かのように世界各地で同時に出現し、知られていない状態から世界を席巻するまでにわずか 10 年しかかからなかったことです...

カンジダ・アウリスは、カンジダ敗血症、心膜炎、尿路感染症、肺炎などの侵襲性カンジダ症を引き起こす可能性があります。カンジダ・アウリスは、多剤耐性、高い死亡率、感染診断の難しさから、「スーパー菌類」と呼ばれています。現在、米国疾病予防管理センターはカンジダ・アウリスを「緊急の脅威」としてリストアップしています。

実験皿の中の菌類（画像提供：Beobachter）

カンジダ・オーリスは2009年に日本の東京都健康長寿医療センターで初めて発見されました。当時、医療スタッフは70歳の日本人女性の外耳道から、これまで記録されていなかったこのカンジダ属の菌を採取した。カンジダ・アウリスが世間の注目を集めるようになったきっかけは、2016年にイギリスのロイヤル・ブロンプトン病院で発生した感染症の流行でした。当時、病院では72件の感染症が発生し、ICUは2週間閉鎖されました。病院は初期段階で事態の深刻さを過小評価していたため、院内の状況をすぐに公表しなかった。しかし、メディアが大々的に報道する数ヶ月前に、病院はすでに内部警報を発令し、流行が発生したエリアの消毒を試みていたことが後に明らかになった。

それ以来、カンジダ・アウリス感染症の重篤な症例が多くの国で発生しており、その中で最も悲惨だったのは、スペインのバレンシア大学病院で発生した大規模な感染事件でした。 992床の大規模病院では当時、感染者総数が372人に達し、そのうち85人がカンジダ菌血症を発症し、41％が30日以内に死亡した。

現在、研究者を最も困惑させているのは、この菌の謎の起源とそれがどのようにして世界中に広がったかということである。

最も初期の症例がアジアで報告されたことから、科学者らは当初、アジアで発生した株が世界の他の地域での流行を引き起こしたのではないかと推測した。しかし、南アジア、ベネズエラ、南アフリカ、日本から収集された菌株の遺伝情報を比較したところ、研究者らは、それらが4つの独立した系統に属し、それらの間に遺伝関係がないことに驚きました。

さらに遺伝子を比較すると、4つの系統は数千年前に同じ祖先から分かれ、2009年頃に耐性株が同時に出現し始めるまで、世界中の環境で無害なコロニーとして存在していたことがわかりました。つまり、世界中で蔓延しているカンジダ・アウリスは、ほぼ同時期に異なる場所に出現し、いくつかの株が異なる場所で独立して進化しており、それらの間で並行感染が起こる可能性は非常に小さいということです。彼らがまるで世界に危害を加えるために「共謀して」いたかのように見える理由は一体何なのでしょうか?

残念ながら、正確な原因はまだ不明です...薬剤耐性菌の状況を参考にして、研究者は当初、臨床治療における抗真菌薬の過剰使用が真菌耐性の主な原因であると当然考えていました。しかし、臨床的に真菌感染症を治療するための薬剤の種類は多くないにもかかわらず、致命的な真菌感染症の発生率は実際には非常に低く、抗真菌薬の適用シナリオや薬剤耐性の問題は細菌ほど一般的ではありません。

では、抗真菌薬の乱用が原因ではないのであれば、誰が責任を負うべきなのでしょうか?正確な答えを知るのは難しいが、植物の菌類を殺すために使用される殺虫剤が本当の原因である可能性が高い。

菌類は動物の健康を危険にさらすだけでなく、植物の正常な成長にも悪影響を及ぼす可能性があります。そのため、多くの作物を栽培する際には、土壌中の病原菌を定期的に駆除する必要があります。数多くの種類の抗生物質とは異なり、真菌感染症と戦うための薬は数種類しかなく、そのほとんどはアゾール化合物です。植物の菌類を殺す殺虫剤にもアゾール化合物に似た構造が含まれているため、自然環境中の菌類は殺虫剤の作用により薬剤耐性変異を起こす可能性が高い。一度人体に感染すると、農薬と似た構造を持つ抗真菌薬は効かなくなってしまいます。

今後は、真菌耐性と抗生物質や農薬との関係をさらに探究するとともに、異なる抗菌メカニズムを持つ新しい抗真菌薬の開発も急務となっている。しかし、真菌とヒトの細胞はどちらも真核細胞であり、両者の間には多くのつながりがあるため、真菌細胞を殺す薬剤は正常なヒト細胞にも害を及ぼすことがよくあります。現在、人間は正常な人間の細胞と真菌細胞の間のいくつかの限られた違いに基づいてのみ抗真菌薬を設計することができます。残念ながら、これらの薬のほとんどは耐性菌に対してはもはや効果がありません。

しかし、多くの学者は、人類は依然として抗真菌性殺虫剤からインスピレーションを得ることができると示唆している。なぜなら、人体に対する毒性を低く保ちながら、効果的に菌類を殺菌できる農薬はまだ数種類存在し、そのかなりの数は殺菌メカニズムが未だ十分に解明されていない状態にあるからです。これらの抗真菌性殺虫剤から医薬品設計のインスピレーションを得るのは合理的な選択です。

真菌、細菌、ウイルス、それらを区別するのは難しい

まず、構造的にはウイルスが最も単純で、次に細菌が続き、真菌は細菌よりも複雑です。

ウイルスが人力で動く平底車だとすると、細菌は少なくとも電動三輪車であり、菌類はおそらく最も低性能の自動車だ。

第二に、これら 3 つはすべて人間に病気を引き起こす可能性がありますが、治療には異なるアプローチが必要です。ほとんどの抗生物質は細菌感染症の治療にのみ使用されます。ウイルス性疾患は抗ウイルス薬で治療する必要があり、真菌感染症にも対応する抗真菌薬があります。

最後に、これら 3 つの微生物には、人間の健康を危険にさらす大きな敵が多数存在しますが、人間の生活に欠かせない味方も存在します。多くの菌類は醸造や発酵産業に欠かせません。多くの細菌が人間の消化や生物圏の物質循環に重要な役割を果たしています。ウイルスの中には、細菌を殺したり、タンパク質の合成を助けたりするバクテリオファージも存在します。