コレラはA級感染症ではないのですか？武漢大学の症例はなぜ危険ではないのか？

同じコレラでも、ある菌株は単なる「下剤」に過ぎないのに対し、ある菌株は「何百万人ものファンを魅了する」こともある。夏は暑く、気温も高いので、水分補給と下痢の予防に特に注意が必要です。

李青超（山東師範大学）著

今週初め、武漢大学の学生が感染性下痢を患い、コレラと診断されたことがインターネット上で明らかになった。 「下痢の王様」として知られるコレラは、下痢界のリーダーです。これは我が国の法定感染症の中で、たった2つしかないA類感染症（もう一つはペスト）のうちの1つであり、人々を震え上がらせます。この急性下痢性疾患は、治療せずに放置すると数時間以内に死に至る可能性があります。

コレラは19世紀にインドのガンジス川デルタから世界中に広がって以来、何百万人もの命を奪ってきた。現在、コレラは毎年世界中で約130万～400万人に感染し、21,000～143,000人の死者を出しています[1]。

図 1: ペストは黒死病とも呼ばれ、コレラは青死病とも呼ばれます。コレラ患者は重度の脱水症状により皮膚が灰青色になります。 [2]

コレラの深刻さを考えると、なぜ当局の対応はそれほど冷静だったのでしょうか?政府は7月12日に寮の封鎖を解除した[3]。彼らは伝染病を恐れていなかったのでしょうか？これはコレラ菌そのものから始まります。

混乱の原因を探る：コレラ菌の発見

コレラは紀元前5世紀にはすでにサンスクリット語で記録されていました。歴史を通じて、人々はこの疫病の恐怖に包まれてきましたが、コレラの原因についてはほとんどわかっていません。 19 世紀半ば、第 3 次世界的コレラ大流行のときまで、コレラは「瘴気」、つまり悪臭のある空気によって引き起こされると考えられていました。

今ではこの理論は確かに間違っているようですが、「悪霊憑き」の説明よりはずっと良いです。コレラの理解における最初の歴史的な進歩は、イギリスの医師ジョン・スノー（1813-1858）によって達成されました。スノーはイギリスのロンドンで発生したコレラの流行を詳細に調査した後、コレラの発生源が水であると特定した。

図 2: ジョン・スノーと彼が 1854 年の調査に使用した地図。右の図の太い黒線は、給水ポンプの近くに集中しているコレラの症例を表しています。出典: Wikipedia

スノーの研究により、コレラの流行は汚染された水源によって引き起こされたことが確認された。その後の研究で、コレラは経口および糞便によって伝染する病気であることが判明し、この発見はコレラを予防する方法の理論的根拠を提供しました。スノーの研究は公衆衛生史上大きな出来事であると同時に、疫学研究の先駆けでもありました。 （詳細は「数学を使って疫病の起源を予測し、30年間の不当な扱いの末にようやく認められた」を参照）

コレラの原因は何ですか？スノーが疫学調査を行っていたのとほぼ同時期に、イタリアの医師フィリッポ・パチーニ（1812-1883）がコレラ患者の検死を行い、彼らの排泄物と腸粘膜に多数のコンマ形の細菌を発見した。しかし、パシーニ氏は細菌の分離に成功せず、また、新しい細菌とコレラの関係を証明することもできなかった。

30年後の1880年代、ドイツの生物学者ロベルト・コッホ（1843-1901）もコレラの研究中にこのコンマ型の細菌を発見し、この細菌の純粋培養（1種類の微生物のみを含む培地）を得ました。コッホはこれがコレラを引き起こす病原体であると信じていました。しかし、このコンマ型の細菌を動物に感染させても、コレラのような病気は発生しませんでした。彼が考案した「コッホの原則」を通じて細菌と病気の関係を証明しようとする努力は失敗に終わった。

これは、当時使用された実験動物がすでにコンマ様細菌に対する免疫を獲得していたためではないかと後に推測されました。

図 3: コレラ菌の発見者、フィリッポ・パシーニ (左) とコッホ (中央)。前者は後者より30年以上も前であり、最終的な「コレラ菌」の名称は前者に基づいて決定された。コレラ菌（右）​​は長い尾を持つコンマに似ています。出典: Wikipedia

コレラ菌は、長さ 1.3 ミクロン、直径 0.3 ミクロンの、非常に運動性の高いコンマ形のグラム陰性細菌です。平均泳ぎの速度は毎秒75.4ミクロンに達し、これは身長1.8メートルのアスリートが毎秒100メートル以上で走るのと同等です（体長に比例して計算）。

コレラはコレラ菌によって引き起こされます。しかし実際には、コレラ菌に感染した人のほとんどは無症状か軽い症状しか出ず、コレラ菌の血清型のうちO1とO139の2つだけが大規模な流行を引き起こす可能性がある。したがって、「コレラ」という言葉を見ても慌てる必要はありませんが、細菌の毒性について考慮する必要があります。

武漢大学におけるコレラ症例の取り扱いに関する報告 コレラ毒素 - テロリストの殺人兵器

毒性とは、病原体が宿主に損傷を与える能力、つまり病原性を指します。細菌は、接着（宿主または細胞表面への結合）、コロニー形成（特定の場所での繁殖）、侵入（体内または細胞への侵入）、免疫抑制（宿主の免疫系による自己排除の阻害）、毒素（有毒物質）の 5 つの方法で病気を引き起こします。

図 4: 細菌が宿主に病気を引き起こす基本的なプロセス。細菌が上記のプロセスを完了するのを助けるあらゆる因子は、毒性因子と呼ぶことができます。 [4]

重篤で致命的なコレラの場合、下痢として非常に液体状の「米のとぎ汁」のような便が出ます。治療を受けていないコレラ患者は、1日に10〜20リットルの米ぬか便を排泄することがあります。この調子でいくと、体重80キロの男性は4、5日で体液をすべて失ってしまうでしょう。高病原性コレラがなぜそれほど毒性が強いのでしょうか?

図 5: 同じコレラでも、ある菌株は単なる「下剤」に過ぎないのに対し、ある菌株は「何百万人ものファンを魅了する」可能性があります。画像出典: 1912 年のフランスの雑誌『Le Petti Journal』の表紙。

この問題は、20 世紀半ばにインドの科学者サンブー・ナート・デ (1915-1985) がコレラ毒素 (CTX) を発見するまで解決されませんでした。 Sambhu Nath De は、ウサギの回腸ループ結紮術を用いて下痢を研究するための動物モデルを確立しました。簡単に言うと、この方法は、絶食して腸を空にしたウサギの長い回腸を見つけ、いくつかの回腸ループを使用して回腸を結紮し、ウサギの回腸をいくつかの連結されていない部分に分割し、下痢を引き起こす可能性のある細菌を各分離した回腸部分に注入するというものです。この細菌が下痢を引き起こす場合、腸壁は回腸腔内に大量の液体を放出します。これらの液体は、回腸ループの閉塞により、対応する回腸セグメントに蓄積されます。このように、蓄積された体液の量を比較することで、細菌が下痢を引き起こす能力を検出することができます。さらに、彼はコレラ菌培養の上清（細菌を取り除いた後の液体）をウサギの回腸ループ結紮モデルに注入し、コレラ菌が存在しない液体でも重度の下痢を引き起こす可能性があることを発見しました。

この実験により、コレラ菌が重度の下痢を引き起こす特定の物質を放出できることが証明されました。この物質はコレラ毒素（CTX）です。その後の研究でコレラ毒素はタンパク質であることが証明されました。コレラ毒素を抗原として利用し、コレラを予防するワクチンを作ることができます。コレラ毒素をワクチンとして使用することは、コレラの主な毒性因子がコレラ毒素であることを証明しています。コレラ毒素が中和されれば、コレラ菌が重篤な病気を引き起こすことは難しくなります。

図6：インドの科学者サンバナが分析したコレラ毒素の構造

コレラ毒素は、1 つの A 酵素サブユニットと 5 つの B 受容体結合サブユニットから構成される六量体であり、AB5 と表記されます。部分 A は「最大の混乱源」であり、部分 B は A がセルに入るための「リーダー」として機能します。受容体結合サブユニット B は、ヒトの腸細胞の表面の成分 (主にガングリオシドですが、他のグリカンも考えられます) に結合することで、細胞内への侵入口をこじ開けることができます。コレラ毒素が細胞内に入ると、酵素サブユニット A が破壊を引き起こし始めます。簡単に言えば、酵素サブユニット A は、細胞内の定常シグナル伝達分子のレベルを急激に増加させる可能性があります (Arf6 に結合し、最終的にアデニル酸シクラーゼが機能し続け、大量の cAMP を生成することによって)。これにより、細胞表面の塩化物イオン チャネルが制限なく「塩化物を放出」します (cAMP シグナル伝達経路の刺激により、塩化物イオン チャネル CFTR が異常に活性化されます)。細胞膜の内側と外側のイオンレベルの正常な差が崩れます。過剰な塩化物イオンが細胞外に放出される一方で、水、カリウム、ナトリウムイオンも腸内に排出され、水分と無機塩イオンの大きな損失を引き起こします。簡単に言えば、コレラ毒素は腸の細胞に入り込み、腸の弁を開き、人々に下痢を引き起こし、魂を失わせるのです。

皮肉なことに、コレラ菌がコレラ毒素に恵まれているのは、神に愛されているからではなく、コレラ菌が「病気」だからである。コレラ毒素 CTX をコードする遺伝子はコレラのものではなく、バクテリオファージ CTXφ のものであることが判明しました。ご存知のとおり、バクテリオファージは細菌の天敵です。

CTXφファージは1996年に初めて発見され、コレラ菌に感染する溶原性の糸状一本鎖DNAファージです。いわゆる溶原性とは、ファージが細菌に感染した後、細菌を溶解させるのではなく、ファージを運ぶ状態になることを意味します。このようにして、コレラ菌はコレラ毒素をコードする遺伝子を獲得しました。これはまさに「我々は銃も大砲も持っていない、だから敵がそれらを作ってくれる」というケースです。さらに驚くべきことは、バクテリオファージを保有するコレラ菌はバクテリオファージを放出することもできるため、他のコレラ菌がバクテリオファージに感染し、コレラ毒素を産生する能力を獲得する可能性があるということです。 CTXφバクテリオファージに感染したコレラ菌は、強力な武器を手に入れたテロリストのようなものです。その戦闘力は瞬時に高まり、CTXφバクテリオファージを保有するコレラ菌に感染した人々は苦しむことになる。

図 7: CTXφ ファージはコレラ菌に感染し、コレラ毒素の分泌を可能にします。毒性がそれほど強くないコレラ菌（左上）は、CTXφファージ（左上円内の細い赤線）に感染してCTX遺伝子を獲得し、コレラ毒素を発現できるようになり（左下）、感染力や発病力が高まります。 [5]

この時点で、武漢大学で発見されたコレラ症例は、大規模な流行を引き起こす可能性のある血清型のコレラ菌に感染していたものの、コレラ毒素を運んでいないため、その危険性と害は限定的であることを誰もが理解すべきである。本当に注意すべきは下痢の症状そのものなのです。

英雄は3回の尿には敵わない

英雄は何を恐れているのか？善良な人は、一ペニー、二つの拳、三つの泡、そして四つの手を恐れます。 3つ目の下痢は「下痢性疾患」で、非常によくある病気です。毎年、世界中で約1億7000万～50億件の下痢が発生しており[6]、特に発展途上国で多く見られます。下痢は決して小さな問題ではありません。毎年160万人が重度の下痢で亡くなっています（2017年のデータ）[7]。勇敢な男がそれを打ち負かすことができないなら、子供は当然それに耐えることはできない。下痢は乳幼児の健康にとって大きな脅威であり、世界中で乳幼児死亡の第2位の原因となっており、毎年50万人以上の5歳未満の乳幼児が下痢で亡くなっています[8]。

下痢の厳密な定義は、1 日に少なくとも 3 回、液状または水っぽい便が出ることを指します (母乳または粉ミルクのみで育てられた赤ちゃんの場合、水ではなくゆるくて形のない便が出るのは正常です)。臨床症状の違いにより、3つのカテゴリーに分けられます。そのうち、数時間または数日間続く水様性下痢は、コレラなどの急性水様性下痢と呼ばれます。急性の血便は急性血性下痢と呼ばれ、赤痢としても知られています。 14日間以上続く下痢を持続性下痢といいます。下痢が害を及ぼす主な原因は、短期間に大量の水分が失われることによって起こる電解質の不均衡と脱水であり、非常に危険です。慢性下痢によって引き起こされる主な問題は栄養素の喪失であり、栄養失調や発達遅延を引き起こす可能性があります。

ヒント: 脱水

脱水症は人体から過剰な水分が失われる状態です。人体は3～5％の水分喪失（軽度の脱水）には耐えられますが、5％を超えると疲労やめまい（中程度の脱水）を引き起こし、10％を超えると重度の不快感（重度の脱水）を引き起こし、15％～25％を超えると生命を脅かす可能性があります[9]。脱水症状の原因は、暑い天候、過度な運動による発汗と脱水症状、嘔吐や下痢による水分喪失と脱水症状、利尿剤、薬物の影響や病気の影響など、多岐にわたります。脱水症状の主な兆候としては、頭痛、疲労、全身の不快感、イライラ、乏尿などが挙げられます。重度の脱水症状では、目の陥没、涙の減少、乏尿、皮膚の弾力性の低下、さらには意識喪失が見られる場合もあります。

図 8: 乳児の脱水症状の兆候。赤ちゃんは下痢のために脱水症状になることがよくあります。上記のような状況が発生した場合は、早めに水分補給や治療を受ける必要があります。 [10]

過度の発汗、嘔吐、下痢、その他の水分喪失を経験した場合は、すぐに水を飲んでください。重症の場合は、経口電解質補給または点滴で体液を補給する必要があります。ここで特に年配の方には、年齢を重ねるにつれて喉の渇きの感覚が弱くなるので、喉の渇きを感じていなくても水を飲む習慣をつけるべきだということをお伝えしたいと思います。

図9：尿の色から体が脱水状態かどうかを判断します。 [11]

下痢の原因は様々ですが、主な要因は次のとおりです。

感染する。ウイルス、細菌、寄生虫の感染が下痢を引き起こすことがあります。感染によって引き起こされる下痢は胃腸炎と呼ばれます。その中で、ウイルス性下痢症の最も一般的な病原体はロタウイルス、アデノウイルス、ノロウイルスであり、細菌性下痢症の一般的な病原体はコレラ菌、赤痢菌、サルモネラ菌、病原性大腸菌などです。下痢性感染症の主な危険因子には、不潔な食べ物や水、劣悪な衛生状態、個人の衛生習慣などがあります。

栄養状態が悪い。十分な栄養は健康と病気の予防にとって非常に重要です。特に、免疫システムがまだ完全に発達していない乳児や幼児にとっては重要です。栄養失調の状態では、人間の免疫システムの発達が阻害され、病気に対する抵抗力が低下し、体が感染症にかかりやすくなり、下痢を引き起こします。下痢は栄養素の損失を引き起こし、悪循環を形成します。中でも、亜鉛とビタミンAの欠乏は下痢の頻発と密接な関係があります。

経済の後進性は上記の理由の重要な原因です。下痢による死亡は、主にサハラ以南のアフリカ、南アジア、東南アジアなどの経済的に発展途上の地域で発生しています。下痢の罹患率と死亡率は、社会経済の発展によってもたらされる衛生状態と栄養状態の改善を通じて減少させることができます。

新中国の建国後、コレラの予防と管理は非常に効果的でした。コレラの件でパニックになる必要はありません。私たちが心に留めておくべきことは、食べ物と水の衛生に注意し、水分補給を続けることです（特に現在の暑い天候では）。

要約:

コレラ菌には多くの血清型がありますが、パンデミックを引き起こす可能性があるのはO1とO139だけです。

一般的に、コレラ毒素を保有するコレラ菌のみが致命的な下痢を引き起こす可能性があります。

下痢は重度になると致命的な脱水症状を引き起こす可能性があるため危険です。

脱水症状を特定し、速やかに水分補給を行えば、下痢による生命を脅かす影響を大幅に軽減できます。

参考文献

[1] https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/cholera

[2] リチャード・バーネット著『病めるバラ：病気と医療イラストレーションの芸術』

[3] http://news.hnr.cn/shxw/article/1/1546995940000223234

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/脱水症

[5] https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/CTX%CF%86_Bacteriophage

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/下痢

[7] https://ourworldindata.org/diarrheal-diseases

[8] https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/diarrhoeal-disease

[9] https://medical-dictionary.thefreedictionary.com/脱水症

[10] ミラー・キーン百科事典・医学・看護・関連健康辞典、第7版。 2003

[11] https://en.wikipedia.org/wiki/脱水症

制作：中国科学普及-星空プロジェクト

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