低温冷蔵、コロナウイルス対策に

最近、新型コロナウイルス感染症の終息に近かった北京での流行が再び深刻化している。輸入サーモンのまな板でコロナウイルスが検出されたとのニュースにより、サーモンはおいしそうな珍味から、人々が避けることを恐れる汚染源の可能性がある食べ物へと変わってしまった。国内の多くの地域のスーパーマーケットやレストランは一夜にしてサーモンを棚から撤去し、多くの消費者に不安を与えた。暑い夏、冷蔵された鮭の温度や湿度は、体外での新型コロナウイルスの生存や拡散にどのような影響を与えるのでしょうか？

著者 |シ・ジュン

2020年3月17日、ニューイングランド医学ジャーナルは、アメリカの科学者からの書簡を掲載しました。この書簡では、新しいコロナウイルス（SARS-CoV-2）のエアロゾル中およびさまざまな環境表面での生存時間を研究し、SARSコロナウイルス（SARS-CoV-1）と比較しました[1]。ベイズ回帰モデルは、ウイルス活動の減衰率を推定するためにも使用されました。

この記事のデータには、気温が 21°C から 23°C、相対湿度が 40% の 5 つの環境における 2 つのウイルスの生存時間が含まれています。 5 つの環境とは、直径 5 ミクロン未満のエアロゾル、プラスチック表面、ステンレス鋼表面、銅表面、段ボール表面です。

ウイルス力価は、ウイルスの感染能力を直接決定するとともに、ウイルスが活動性を失う容易さも決定します。濃度が高くなるほど感染を起こしやすくなり、不活性化が難しくなります。核酸検出を定量化に使用する場合、この記事で選択されたウイルスの初期力価は、患者の呼吸器系で観察される力価と同様です。

結果は 1 枚の画像にまとめられています。

図1：エアロゾル中および様々な環境表面上におけるSARS-CoV-1（SARSコロナウイルス）とSARS-CoV-2（新しいコロナウイルス）の安定性（文献[1]より）。 （クリックすると拡大します）

総括する：

エアロゾルでは、新型コロナウイルスの観察結果はSARSウイルスの場合と同様で、実験プロセス全体（3時間）を通じて感染性ウイルスが検出され、感染力価はわずかに減少しました（約1log10）。

さまざまな環境表面における新型コロナウイルスの安定性ランキングは、プラスチック＞ステンレス鋼＞段ボール＞銅表面となっています。

プラスチックの表面では、感染性のコロナウイルスは72時間残留する可能性があります。ステンレス表面では48時間持続します。しかし、感染性ウイルスの力価は大幅に減少しました。

銅の表面では、4時間経過しても感染性のコロナウイルスは検出されなかった。段ボールでは、24時間後には感染性のあるコロナウイルスは検出されなかった。

より直感的な図を以下に示します。

図2：環境表面における新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）の生存時間（オリジナル画像を修正）
https://www.medscape.com/viewarticle/926929)。

ウイルスの初期力価を高くした別の新しい研究では、室温（22℃）、相対湿度約65％で同様の結果が示されました[2]。

現時点では、温度と湿度が新型コロナウイルスの体外での生存に与える影響についての直接的なデータはないが、他のコロナウイルスの状況については知ることはできる。

ある研究は非常に詳細な分析を提供しています[3]。

この研究はもともと、物体の表面におけるSARSコロナウイルスの生存期間を調べることを目的としていたが、SARSの感染力が高いため、代わりに異なるカテゴリーに属する2つの動物コロナウイルスが使用された。この実験では、異なる温度と湿度の組み合わせのもとで、硬くて多孔性のないステンレス鋼の表面上での2つのウイルスの生存時間を測定した。

この実験の開始ウイルス量は、10^4-10^5（MPN、最確数）の感染性ウイルス粒子です。現実の世界では、ウイルスの初期量は高い場合も低い場合もあります。開始量が多いほど、ウイルスを完全に不活性化することが難しくなります。

述べる

ウイルス力価は文献によく記載されています。ウイルス力価とは、一定の体積中に含まれるウイルスの量を指します。検出タイプに応じて、次の 2 つの値が可能です。

1 つは、一定の体積内のウイルス粒子の総数です (感染性ウイルスと非感染性ウイルスを含む)。例えば、新型コロナウイルスの検査キットに使われているRT-PCR技術は、ウイルスに含まれる核酸の含有量を検出するものです。これらのウイルス粒子のすべてが必ずしも感染性を持っているわけではありません。すでに「死んでいる」人もいるかもしれません。

もう 1 つは、特定の体積内の感染性ウイルス粒子の数です。ウイルスの感染力を定量化するには、通常、ウイルスと宿主細胞を一緒に置き、病気になる細胞の数を観察して計算します。

ウイルス力価を表す単位は、PFU/ml、MPN/ml など、実験で使用される検出の種類によって異なります。理解を容易にするために、この記事ではこれらの専門用語の代わりに (ウイルスの数) を直接使用します。

研究の結論は、ウイルスの生存時間は湿度と温度に関係している、という一文で要約できます (下の図 3 を参照)。室内の温度は通常 20°C、湿度は 40～50% 程度であることに注意してください。

4°C および相対湿度 20% の場合、両方のウイルスは最大 28 日間生存できます。相対湿度が高いほど、ウイルスはより早く不活性化されます。

20℃では、両方のウイルスの不活性化が加速されました。不活性化は相対湿度 80% ではなく 50% のとき最も速く起こりました。感染性ウイルスは3〜28日後に検出されます。

40℃では、ウイルスはより急速に不活性化されました。湿度が高いほど、不活性化が早くなります。

これまでの研究によると、SARS患者の鼻咽頭吸引物には1ミリリットルあたり10^5～10^8個のウイルスが含まれていた（ゲノムテンプレートを使用して定量化されたため、すべてが感染性があるとは保証できない）[4-6]。鼻咽頭吸引物中のウイルス粒子のほとんどが感染性があると仮定すると、これらの吸引物が空調の効いた屋内環境（約 20°C、相対湿度 50%）内のステンレス鋼の表面に落ちた場合、この記事のデータを使用すると、5 日後には感染性ウイルス粒子の量が最初の量の 1/1000 のままであると推定されます。つまり、この環境下では、1mlの鼻咽頭吸引液中に、まだ感染力のあるウイルス粒子が少なくとも100～10万個存在することになります。

ウイルスが互いに「協力」して感染を引き起こすには、ウイルスの濃度が一定量に達する必要があるのでしょうか?単一のウイルス粒子が感染や病気を引き起こす可能性がありますか?

2009年に昆虫ウイルスを使った研究では、単一のウイルス粒子が感染を引き起こす可能性があることが実証されました[7]。新型コロナウイルスが人間に感染する最低量はまだ確認されていない。

図 3: 異なる相対湿度と温度におけるステンレス鋼表面での 2 つの動物コロナウイルスの生存。各曲線はウイルスを表しています（参考文献[3]の元の図から修正されています）。 （クリックすると拡大します）

別の論文ではSARSコロナウイルス[8]を直接調べており、結論は前回の論文と非常に似ていました。

研究者らは、SARSコロナウイルス（活性ウイルス力価10^7/ml、これはSARS感染者の鼻咽頭吸引物中の総ウイルス力価と同程度）をプラスチック（非多孔性の硬い表面）に滴下した。温度22〜25℃、相対湿度40〜50%で5日後、プラスチック上で乾燥したウイルスの感染力は依然として10^6/mlで、力価はわずか1 log10低下しただけだった。 2週間経ってもまだ感染力のあるウイルスがたくさん残っています。感染性ウイルスは4週間後でも検出される可能性があります。

また、気温と湿度が高いほど、ウイルスの不活性化が早くなることを発見した。

図4：試験管内における異なる環境条件下でのSARSコロナウイルスの不活化率（参考文献[3]図1より）。

上図の赤い曲線は、液体中のSARSコロナウイルスの不活化曲線です。 SARSコロナウイルスは室温の液体環境で少なくとも3週間生存できることがわかります。しかし、56℃で15分間加熱すると簡単に死滅します。[9]液体中のコロナウイルスの場合、温度が高いほど不活性化が早くなります[10, 11]。

コロナウイルスに関するもう2つのポイント:

コロナウイルスに対するpHの影響：ほとんどのコロナウイルスは、アルカリ性条件（pH = 8）よりも弱酸性条件（pH = 6〜6.5）でより安定しています[12-16]。

新しいコロナウイルスは糞便から検出される可能性がある。 SARSウイルスに関する研究によれば、SARSウイルスは成人の通常の便では24時間以上生存できず、新生児の便（酸性pH）では生存時間は3時間を超えることができません。しかし、下痢便中ではpHが9になることもあり、最長4日間まで長期間生存する可能性がある。[17]同時に、新たな研究では、COVID-19患者の48.5%が下痢、嘔吐、腹痛などの消化器系の症状を呈していることが判明した[18]。したがって、COVID-19に感染している可能性のある患者の場合、下痢便は迅速かつ慎重に処理する必要があります。

感染を引き起こすウイルスの正確な濃度についてはまだ結論が出ていないが、これらの結果は、新型コロナウイルスがエアロゾル（ウイルス濃度が高い状況では発生確率が低い）と接触によって感染する可能性が高いことを示唆している。

コロナウイルスは汚染された環境表面から手へとどの程度効率的に伝染するのでしょうか?まだデータは確認されていません。しかし、インフルエンザAウイルスの研究では、汚染された環境表面とわずか5秒間接触しただけで、ウイルス量の31.6%が手に移ることが示されています[19]。

もう一度皆さんにお知らせします: 手の衛生は非常に重要です!

参考文献

[1] N. van Dormalen et al.、SARS-CoV-1と比較したSARS-CoV-2のエアロゾルおよび表面安定性。ニューイングランド医学ジャーナル（2020年）。

[2] AWH Chinら、異なる環境条件におけるSARS-CoV-2の安定性。ランセット微生物。

[3] LM Casanova、S. Jeon、WA Rutala、DJ Weber、MD Sobsey、「気温と相対湿度が表面上のコロナウイルスの生存に与える影響」応用環境微生物学76、2712-2717（2010）。

[4] C.-M. Chu et al.、SARS 流行におけるウイルス量の分布。 Emerg Infect Dis 11、1882-1886（2005）。

[5] IFN Hung et al.、臨床検体中のウイルス量とSARSの症状。エマージェンシー感染症学会誌10, 1550-1557 (2004).

[6] SCC Wong、JKC Chan、KC Lee、ESF Lo、DNC Tsang、SARSコロナウイルスの定量アッセイの開発と臨床検体中のGAPDH mRNAとSARSコロナウイルスの相関。臨床病理学誌58、276-280（2005）。

[7] MP Zwartら、ウイルス-昆虫病原体系における独立作用仮説の実験的検証。王立協会紀要B: 生物科学276、2233-2242 (2009)。

[8] KH Chanら、「温度と相対湿度がSARSコロナウイルスの生存率に与える影響」アドバンスウイルス2011、734690（2011）。

[9] L. Casanova、WA Rutala、DJ Weber、MD Sobsey、水中での代替コロナウイルスの生存。水研究43、1893-1898（2009）。

[10] BJ Tennant、RM Gaskell、CJ Gaskell、「異なる環境条件下での犬コロナウイルスの生存に関する研究」獣医微生物学42、255-259（1994）。

[11] GJ Harper、「空気中の微生物：4つのウイルスによる生存試験」 J.Hyg.（ロンドン）59、479-486（1961）。

[12] A. Lamarre、PJ Talbot、pHと温度がヒトコロナウイルス229Eの感染力に及ぼす影響。カナダ微生物学ジャーナル35、972-974（1989）。

[13] BD Zelus、JH Schickli、DM Blau、SR Weiss、KV Holmes、「マウスコロナウイルスのスパイク糖タンパク質の構造変化は、可溶性マウスCEACAM1受容体またはpH8によって37°Cで誘導される」Journal of Virology 77、830-840（2003）。

[14] C.ダニエル、PJタルボット、マウス肝炎ウイルスA59株の物理化学的性質。簡潔な報告。アーチウイルス96、241-248（1987）。

[15] DH Pocock、DJ Garwes、「in vitroでの伝染性胃腸炎ウイルスの増殖と安定性に対するpHの影響」アーチ・ヴァイロール49、239-247（1975）。

[16] A. Pratelli、物理的および化学的薬剤による犬コロナウイルスの不活化。獣医ジャーナル177、71-79（2008）。

[17] MYY Lai、PKC Cheng、WWL Lim、「重症急性呼吸器症候群コロナウイルスの生存」臨床感染症41、e67-e71（2005）。

[18] MM Lei Pan、Pengcheng Yang、Yu Sun、Runsheng Wang、Junhong Yan、Pibao Li、Baoguang Hu、Jing Wang、Chao Hu、Yuan Jin、Xun Niu、Rongyu Ping、Yingzhen Du、Tianzhi Li、Guogang Xu、Qinyong Hu、Lei Tu、中国湖北省における消化器症状を伴う新型コロナウイルス感染症患者の臨床的特徴： a記述的、横断的、多施設研究。アメリカ消化器病学会誌（2020年）。

[19] B.Beanら「環境表面におけるインフルエンザウイルスの生存」感染症ジャーナル146、47-51（1982）。

ペンネーム「自由気ままな猫」のShi Junは現在、アメリカのボストンに住んでいます。彼は清華大学生命科学技術学部を卒業し、米国で博士号を取得した後、有名な多国籍製薬会社に入社し、医薬品の研究開発に従事しました。彼は10年以上にわたり、糖尿病や筋ジストロフィーなどの病気と闘うチームを率いており、近年は抗老化薬の研究開発に注力している。私の個人的な WeChat 公開アカウント「Yiran Suixin」は、ヘルスケアについて皆さんとチャットする場所です。