防疫とはウイルスや病気を予防することですか?

毒とは何ですか？病気とは何ですか？

ウイルスはウイルスであり、病気はウイルスが人間に感染することで引き起こされるウイルス性疾患です。

【「その他」のウイルス】

盤古は「卵のような形」だった元の宇宙を破壊して世界を創造した（卵は卵を指す）が、生命の出現には「鶏」、つまり細胞膜に包まれた原始的な細胞構造の形成が必要である。細胞膜の出現により、原始的な生命は独自のシステムを形成することができ、「私」と「非私」の区別が生まれました。約35億年前、ある種の細胞が増殖して新しい個体「あなた」が生まれ、それが新しい種「彼」に進化し、「みんな」が誕生しました。このタイプの細胞は、すべての細胞生物の共通祖先である最後の普遍的共通祖先 (LUCA) です。ルカの子孫はすべて、進化関係に基づいて統一された進化樹形図に並べることができます。

図 1:「35 億年前、私たちは一つの家族でした。」細胞生物の共通祖先とその進化 |著者提供の写真

この木にはウイルスは存在しません。ウイルスゲノムの物質的根拠、構造、配列情報に基づくと、このウイルスには複数の起源があり、単一の共通祖先は存在しない（詳細は「新型コロナウイルスはSARSよりも感染力が強いが、変異を心配する必要があるか？」を参照）。ウイルスと細胞生物の遺伝情報は非常に異なり、すべてのウイルスに共通する遺伝子は存在しないため、統一された家系図を継続することはできません。したがって、ウイルスの進化の樹形図は、生命の進化の巨大な樹形図から隔離された低木のように見えます。この木にもウイルスが付着しています。ウイルスは細胞構造を持たない、絶対細胞内寄生微生物の一種です。細胞から出たウイルスは生物学的高分子のようなもので、その生命特性はすべて宿主細胞内で実行されることに依存します。ウイルスの生命特性は複製と進化に限られています。代謝も恒常性も持たず、成長もできず、環境に対応することもできません...つまり、生命に共通する特徴のほとんどを欠いています。そのため、一部の学者はウイルスを生物とはみなさず、単に生物学的実体と呼んでいます。ウイルスもこの木に存在する理由は、ほぼすべての細胞生物がウイルスに感染する可能性があるからです。

鶏は私たちのために卵を産み、牛は私たちのために牛乳を生産し、植物は野菜、果物、穀物を提供し、酸素も生成します。ウイルスは私たちに何をもたらすのでしょうか?人間中心の考え方は確かに疑問です。 「天と地は冷酷で、すべてのものをわらの犬のように扱う。」すべての生命は例外なく、同じゲーム、つまり生き残るというゲームをします。 「適者生存」生物界は生き残るために、鎧、翼、爪、さらには知恵など、さまざまな生存手段を進化させてきました。個人としての私たちの悩み、喜び、そして人生の意味を生涯にわたって追求することは、人生という「道」において、「香」の通過としてのみ抽象化されるかもしれません。私たちは遺伝情報の存在と再生の担い手なのです。ウイルスは最も「純粋な」生命体となった。彼らは自分自身のために何かを提供する必要はありません。ウイルスは細胞内に寄生し、他の細胞の助けを借りて「生きる」「生き延びる」のです。ウイルスは「極めて利己的な」遺伝情報複製装置です。ウイルス性疾患は、ウイルスが宿主に感染し、自己複製することによって生じる「副作用」です。ウイルスは重要な病原体の一種であり、ヒトの感染症の 70% 以上はウイルスによって引き起こされます。

防疫の観点から見ると、ウイルス性疾患は人々がウイルスに注目する主な理由です。

[ウイルスとウイルス性疾患は別々に考える必要があります]

新型コロナウイルス感染症の流行に関係するウイルスや疾患の名前は何ですか？これは非常に基本的な質問ですが、正しく答えられる人はほとんどいません。 2019年末に新たに出現した病気は現在「新型コロナウイルス感染症」（COVID-19）と命名されており、我が国では一般的に「新型冠状肺炎」と呼ばれています（厳密に言えば、COVID-19の範囲は「新型冠状肺炎」よりも広く、肺炎以外の軽症や中等症の病気も含まれており、肺炎は重症のCOVID-19の主な症状です）。そして、新型コロナ肺炎を引き起こすウイルスは「重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2」（重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2、SARS-CoV-2）と命名されています。

COVID-19 は、COVID-19 を引き起こす病原体である SARS-CoV-2 によって引き起こされるウイルス性疾患です。無症状感染者や軽症患者が多数いることから、SARS-CoV-2に感染しても必ずしもCOVID-19（罹患率）につながるわけではなく、ましてや「新型コロナウイルス肺炎」（重症度）や死亡（致死率）につながるわけでもないことがわかります。 SARS-CoV-2自体の進化と、人口における自然免疫やワクチン接種の発達により、重症度と死亡率は低下し続けています。そのため、ウイルスが人に感染して病気を引き起こすかどうか、また病気の重症度は一定ではありません。ウイルスは、ウイルス性疾患の結果の重篤度を決定する要因の 1 つにすぎません。その他の要因としては、感染者自身の状態や健康状態などが挙げられます。ウイルスとウイルス性疾患を区別することは、多くの誤解を正すのに役立ちます。例えば、私たち人類がCOVID-19、いわゆる「新型コロナウイルス肺炎」と平和に暮らすことは不可能です。なぜなら、人体は急性ウイルス感染から回復するか、この病気によって死亡するかのどちらかであり、重症化を減らす必要があるからです。また、新型SARS-CoV-2は、特に巨大なウイルス貯蔵庫（海外では依然としてウイルスが蔓延している）が存在する場合、より伝染性が高く、秘密性が高いため、SARS-CoV-2ウイルスを排除することも非常に困難な作業です。

例えば、ワクチンの予防効果の焦点は、「ワクチン接種を受けた人を病気、特に重篤な病気や死亡から守ること」です。感染と伝染の点では、ワクチンは少なくともある程度の予防効果を発揮しますが、重症化や死亡を防ぐ効果ほど大きくはありません。したがって、ワクチン接種者が再びウイルスに感染するリスクを大幅に減らすことができないからといって、ワクチンが効果がないと主張するのは誤りです。伝染病予防について議論する際に、ウイルスとウイルス性疾患を区別するのは詭弁でしょうか?まず第一に、防疫の目的は病気を予防することであるということを明確にしなければなりません。感染症は病原体が原因（病因）となるため、病原体や感染源を除去したり、感染経路を遮断したり、感染しやすい集団を保護したりすることで感染症を予防することができます。病気を予防することが目標であり、病原体を排除することは病気を予防する手段の 1 つですが、唯一の手段ではありません。ウイルスとウイルス性疾患を区別することは、ウイルス性疾患を予防および制御するための最も適切な対策を見つけるのに役立ちます。

ウイルスと宿主の関係

限られたリソースでは、最も緊急または重要な問題にしか対処できません。ウイルスやウイルス性疾患に対する注意も例外ではありません。地球上には何万ものウイルスが存在しますが、人間に深刻なウイルス性疾患を引き起こすウイルスだけがより注目されることになります。ウイルスの感染力や病原性などの特性を踏まえ、的確かつ適切な予防・抑制対策を講じる必要があります。次に、人間とウイルスの関係の複雑さと多様性を多面的に理解します。

宿主域の観点から

ウイルスは他の生物に感染する際に非常に特異的です。まず、ウイルスは特定のホスト内でのみ完全な複製サイクルを完了することができます。たとえば、SARS-CoV-2 は哺乳類でのみ複製でき、昆虫や植物では複製できないため、昆虫や植物に感染することはありません。第二に、ウイルスは特定の細胞タイプにのみ感染します。ウイルスは小さいですが、自然界に広く分布しており、膨大な数で存在します。海洋ウイルスを例にとると、海水1mlあたり平均1000万個のウイルスが存在します。量的に言えば、これは海洋の原核生物（細菌や古細菌）よりも桁違いに多い数です。総質量で見ると、ウイルスは原核生物に次いで2番目に大きい海洋生物群です[1] 。海洋ウイルスは生態学的、学術的研究上の価値が高いものの、海洋ウイルスのほとんどは原核生物にのみ感染し、動物や植物には感染しないバクテリオファージであるため、防疫レベルではほとんど無関係です。通常、人々の注目を集めるのは、人間、家畜、農作物に感染するウイルスであり、それぞれ基礎医学、動物医学、植物病害抵抗性研究の内容です。人間と動物に同時に感染する感染症は数多くあり、これを人獣共通感染症と呼びます。実際、新興感染症の 70% 以上は動物から人間に感染する人獣共通感染症です。このプロセスは人獣共通感染症の流出と呼ばれます。ウイルスがスピルオーバープロセス中に種を超えて拡散するには、多くの障害を克服する必要があります。地理的障壁を突破することに加えて、突然変異はウイルスが元の宿主から新しい宿主へと広がる重要な方法です。ウイルスが変異して新しい宿主に感染する能力を獲得するプロセスは、宿主跳躍と呼ばれます。病原体が新しい宿主に侵入すると、その病原体が引き起こす病気は、元の宿主が引き起こした病気よりも重篤になることが多いです。したがって、動物病原体を監視することは、感染症の予防と制御において重要な作業です。 SARS-CoV-2のパンデミックは、人獣共通感染症の流出のメカニズムをより深く理解する緊急の必要性を浮き彫りにしています。 2004年、野生生物保護協会は初めて「One World, One Health」という概念を提唱し、人間、家畜、野生動物の健康のつながりに対する意識を高めることを提案しました。 「ワンヘルス」とは、人間、動物、環境の健康管理のあらゆる側面を網羅する学際的、地域横断的な協力とコミュニケーションの新しい戦略であり、人間と動物の健康を共同で促進し、生態環境を維持・改善することに専念しています[2] 。

実際、動物、特に野生動物は管理が難しいため、人間の病気の動物ウイルス保有者を排除するのは非常に困難です。それにもかかわらず、科学者たちは多くの研究を行っており、その中で最も注目すべきは、鳥インフルエンザウイルスを運ぶ渡り鳥の監視と、ウイルスを運ぶコウモリの研究である。現在、コウモリがコロナウイルスの発生源であると考えられている。ウイルスが感染できる細胞の種類も特定されており、それによってウイルスの感染経路や病気の影響を受ける臓器が決まります。ウイルスは、呼吸器、消化管、泌尿生殖器、皮膚病変の特定の細胞型から始まり、人体に入り、その後細胞間で広がったり、血液を介して体内の他の組織や臓器に運ばれたりする。たとえば、呼吸器細胞に感染するウイルスは、飛沫、エアロゾル、空気を介して伝染する可能性があります。さらに、上気道粘膜細胞にのみ感染するウイルスは、風邪である上気道感染症を引き起こす可能性があります。下気道や肺細胞にも感染すると、肺炎を引き起こす可能性があります。ウイルスの拡散方法が異なると、伝染病予防にも異なる困難が生じます。相対的に言えば、空気感染病原体は伝播効率が高く、感染症の大規模な流行を引き起こす可能性が高くなります。

【人気の視点から】

ウイルス性疾患の蔓延には、一定の時間的および空間的特徴があります。歴史的に見て、ウイルスの蔓延には時代の特性があります。都市化の初期段階では、人口の集中と公衆衛生状態の悪化により、呼吸器系感染（インフルエンザ）、消化器系感染（ポリオ、A型肝炎）、媒介動物による感染（都市部のげっ歯類の蔓延、ノミ、その他の外部寄生虫）が起こりやすい状況が生まれました。大航海時代には、感染症が海を越えて広がり、先住民に大きな被害を与える可能性がありました。経済発展に伴い衛生状態が徐々に改善され、多くの公衆衛生関連の感染症の蔓延が大きく抑制されてきました。しかし、新しい時代は新たな問題も生み出しました。環境破壊は新興および再興ウイルス性疾患を引き起こし、頻繁な国際交流は感染症の蔓延を加速させ、エイズは引き続き大混乱を引き起こし、薬剤耐性株が出現しました...短期的なタイムラインから見ると、ウイルスの伝染は季節性であり、これは環境におけるウイルス自体の安定性、ウイルスを運ぶ動物の移動、ベクターのライフサイクル、および人間の活動の季節性に関連しています。

図 4: 人類の健康を脅かすウイルス性疾患の種類は、時代によって大きく異なります。さらに、一般的なウイルス性疾患の流行は季節性がある。丨写真は著者提供

空間的な観点から見ると、ウイルス性疾患の蔓延には地域的な特徴があります。ウイルス性疾患のほとんどは特定の地域で流行していますが、いくつかのウイルス性疾患は世界規模で国境を越えた流行を引き起こす可能性があります。流行の地域的限界は、病原体の病原性や伝染力、発生地と周辺地域との交通網、地理的障壁、自然ウイルスの保有者や媒介者の生態学的分布などによって決まります。人間と自然の境界がますます曖昧になり、気候や環境が劇的に変化し、人や動物の国際的な交流や輸送が頻繁になると、新興感染症や再興感染症が国際的に広がりやすくなります。同じウイルスでも、進化の時間が長くなるにつれて、ある地域に蔓延しているウイルス株はより特異的な突然変異を起こし、地域特有の流行株を形成する可能性があります。ウイルス感染とその流行状況の時間的・空間的特異性は、人間とウイルスの長期にわたる相互作用の結果です。短期的には、防疫対策の影響を考慮に入れなければ、ウイルスの拡散能力は主に基本再生産数R0に依存します。長期的には、人間の免疫機能の抵抗力と強力な防疫対策の実施により、高病原性ウイルスの実際のR0値を大幅に削減し、高病原性ウイルスを制御できることが多く、特にワクチンの発明後はそれが顕著です。同時に、病原性の低いウイルスは人間に無視され、長期間にわたって広く人口に蔓延する可能性があります。実際のヒト集団におけるウイルスの感染率から判断すると、ほとんどのウイルス感染例（狂犬病など）は比較的まれですが、一部のウイルスは短期的にパンデミックになる可能性があり（季節性など）、一部のウイルス（ヘルペスウイルスなど）は特に「成功」​​しています。その中でも、ヘルペスウイルスは感染率が最も高いのが特徴。単純ヘルペスウイルス 1 型 HSV-1 は約 37 億人に感染し、性感染症ウイルスである単純ヘルペスウイルス 2 型 HSV-2 は約 8 億 4,600 万人に感染し、水痘帯状疱疹ウイルス VZV は毎年 1 億人以上の患者を引き起こし、エプスタイン・バーウイルスとヒトサイトメガロウイルスは人間の 90% 以上を感染させます。しかし、これらのウイルスは一般的に人間に深刻な害を及ぼすことはありません。 （詳細は「一度感染すると、生涯にわたって再発する。史上最も厄介なウイルスが世界人口の90％を征服。性交中に発見したら、すぐに中止しなければならない丨ウイルス超話題」を参照）別の種類のウイルスが人類の敵から「親戚」になりました。内因性レトロウイルス (ERV) は、ヒトゲノムに存在する内因性ウイルス要素です。これらは、ヒトの生殖細胞に感染した後に残ったウイルス配列であると一般的に考えられており、遊び回ることで一つのファミリーになったと考えられています。 ERVはヒトゲノムの長さの5～8%を占めますが、心配する必要はありません。これらのウイルス配列は一般的に人体に無害であり、研究では胎盤の発達にプラスの役割を果たすことがわかっています[5] 。

参考文献

[1] https://aoc.ouc.edu.cn/2021/0325/c15171a316349/pagem.htm

[2] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E5%90%8C%E4%B8%80%E5%81%A5%E5%BA%B7

[3] Su, S.、Wong, G.、Shi, W.、Liu, J.、Lai, ACK、Zhou, J.、Liu, W.、Bi, Y.、および Gao, GF (2016)。コロナウイルスの疫学、遺伝子組み換え、および病因。トレンドマイクロバイオール。 24、490-502。

[4] https://apps.who.int/iris/handle/10665/206560

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Endogenous_retrovirus#Role_in_genomic_evolution