コロナ ウイルス エアロゾル。 エアロゾルとは 空気感染との違い コロナ死者数をAIが予想 日本終了説

エアロゾル感染新型コロナの寿命は?数時間生存とはいつごろまで?

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2020年2月9日 2020年2月13日 WHO(世界保健機関)によって「COVID-19」と命名された新型肺炎(コロナウイルス)の死者数は、中国で1358人(2020年2月13日現在)となり、2003年に流行した新型肺炎、「SARS」の世界全体の死者の数774人を上回っています。 新型肺炎の感染原因は、「 飛沫感染」と「 接触感染」と言われてきましたが、「 エアロゾル感染」の可能性が指摘されています。 エアロゾル感染の可能性か。 空気感染とは異なるので、一般の方は必要以上に怖がることはないものだ。 空気感染する疾患は結核、水痘、麻疹だ。 「エアロゾル感染」とは?• 「エアロゾル感染」と「空気感染」との違いは?• 「エアロゾル感染」はマスクで防げるのか?• 「エアロゾル感染」の予防策とは? 新型肺炎の感染経路とは?|飛沫感染・接触感染・エアロゾル感染 これまで、新型肺炎の感染原因は、飛沫感染と接触感染といわれてきました。 飛沫感染とは? 飛沫感染とは、下記の通り、感染者のせきやくしゃみで飛び散るウイルスを含んだ飛沫を吸い込むことで起こる感染です。 咳やくしゃみをすると、口から細かい水滴が飛び散りますよね。 この細かい水滴を飛沫と言います。 この飛沫に病気の原因となる細菌やウイルスが含まれていた場合、これを吸い込むことで感染するのが飛沫感染です。 例えば、インフルエンザは、この飛沫で感染します。 (出典: ) 接触感染とは? 接触感染は、下記の通り、感染者がウイルスが付いた手で触ったドアノブや電車のつり革、エレベータのボタンなどを触ることにより起こる感染です。 皮膚や粘膜の接触、または医療従事者の手や聴診器などの器具、手すりやドアノブなど、患者周囲の物体表面を介しての間接的な接触で病原体が付着し、その結果感染が成立するもの。 (出典: ) 「 エアロゾル感染」とは? 「 エアロゾル感染」は、下記の通り、飛沫感染と似ていますが、飛沫は重いため、すぐに落下します。 一方、エアロゾルは長く漂うことになるので、体内に吸い込まれる可能性は上がるでしょう。 「エアロゾル」とは、 空気中に微粒子が安定して長く漂っている状態のことで、雲、 タバコの煙、寒い時期の白い息のような状態です。 空気中にインフルエンザウイルスを含んだ微粒子が安定して漂い、 それを吸い込むことで感染するのではないかと考えられています。 飛沫感染とエアロゾル感染は似ていますが、 飛沫は水分を含んでいるために、 口から飛び出した際に重力に引っ張られて下に落ちますので、 空気中に漂うことはありません。 (出典: ) スポンサーリンク エアロゾル感染と空気感染との違いとは? エアロゾル感染と聞いて、空気感染と混同している方がいますが、エアロゾル感染と空気感染は、別モノのようです。 エアロゾル感染と空気感染は何が違うのでしょうか?まずは、空気感染の定義について確認してみたいと思います。 空気感染とは? 空気感染は、飛沫の水分が蒸発した飛沫核を吸い込むことで起こる感染です。 結核や麻しん(はしか)、水痘(水ぼうそう)は、空気感染することが知られています。 空気感染は別の言い方で飛沫核感染といいます。 飛沫核とは、飛沫の水分が蒸発した小さな粒子のことで、これを吸いこむことで感染するのが飛沫核感染、つまり空気感染ということになります。 飛沫は水分を含んでいるためそれなりの重さがあり、体内から放出された後、すぐに地面に落ちてしまいますが、飛沫核は水分が無いぶん軽いため、長い時間たっても空気中に浮遊し、しかも遠くまで飛んでいくことができます。 従って、患者から十分な距離をとっていても感染してしまうのです。 例えば、結核や麻しん(はしか)、水痘(水ぼうそう)は空気感染することが知られています。 (出典: ) 一見、エアロゾル感染と空気感染は同じではないかと思えてしまいますが、下記の文章を読むと、エアロゾル感染と空気感染が異なるということが分かります。 Brankstonら(Lancet Infectious Diseases, 2007)は、人工呼吸管理や気管支肺洗浄などの処置を実施するような病院の特殊な環境でなければ、エアロゾル感染の起こる可能性は低いと述べている。 4 :レジオネラ属菌はどのように感染しますか? レジオネラ症は、主にレジオネラ属菌に汚染されたエアロゾル(細かい霧やしぶき)の吸入などによって、細菌が感染して発症します。 レジオネラ属菌はヒトからヒトへ感染することはありません。 1.エアロゾル感染 レジオネラ属菌に汚染されたエアロゾルを吸入することによって感染します。 代表的なエアロゾル感染源としては、冷却塔水、加湿器や循環式浴槽などが報告されています。 また、 の今村顕史(いまむら あきふみ)先生の下記ツイートによると、エアロゾル感染と空気感染は異なる概念だとされています。 エアロゾルによる感染は「空気感染」とは異なる概念なので、両者を混同してはいけません。 SARSのコロナウイルスでもエアロゾル感染は指摘されています。 SARSでや「エアロゾル感染」のリスクが注目されました。 そのため医療現場では、エアロゾルの発生する「吸引」や「気管内挿管」などでは、陰圧対応やN95マスクが推奨されています。 しかし、この「エアロゾル感染」は、いわゆる感染経路の「空気感染」とは異なる概念です。 【お知らせ】 エアロゾル感染と空気感染は違います。 空気感染とは別物です。 加湿器のようにしてウイルスの入った液が噴き出せばエアロゾルですね。 あまりない状況です。 エアロゾル感染を防ぐためには、 0. 3マイクロメートルの粒子を防ぐ「N95」規格のマスクが必要です。 上記の通り、サージカルマスクには、エアロゾル感染を防ぐ効果は期待できませんので、慌ててマスクを購入する必要はありません。 転売目的の悪質なマスク買い占めを防ぐためにも転売ヤーから高額なマスクを買うことは避けなければなりません。 「 エアロゾル感染」の予防策とは? エアロゾル感染の予防策にはどのようなものがるのでしょうか? 上海東和クリニックの藤田康介先生の下記ツイートによると、 換気が重要とのことです。 エアロゾルは空気中を漂うわけですから換気の重要性は理解できます。 そして、 人混みを避けること。 これは、これまでの感染予防策と同様です。 エアロゾル感染。 私もこの感染力の強さから十分にあり得ると思います。 エアロゾルとは人がいなくてもタバコの匂いを感じるてしまう様なイメージ。 改めて換気が重要で人混みがダメなことが分かります。 インフルエンザやノロもエアロゾル感染します。 — 藤田康介 mdfujita また、今村先生によると、 新型コロナウイルスの感染経路の基本は「飛沫感染」と「接触感染」であり、これまでの手洗いなどの予防策を行えばいいとしています。 これは猛暑対策やサウナで使われている「ミスト」をイメージするとわかりやすい。 ウイルス量の多い重症の肺炎などで発生しやすいが、個人レベルでの予防策は、これまでと変わりません。 エアロゾルはSARSでも指摘されており、すでに医療現場では想定された対策がとられています。 重症肺炎に気管内吸引や気管内挿管を行うときには、N95マスクや陰圧対応が必須となっている…これもエアロゾル対策です。 今のところ、新型肺炎は空気感染はしないとされていて、「エアロゾル感染」も「空気感染」とは異なる概念だということが分かりました。 誤報やデマに惑わされないように注意する必要があります。 上海政府の記者会見で、新型肺炎の家庭内感染に注意を呼び掛けています。 感染経路は直接感染、空気感染、接触感染が有るようです。 直接感染はくしゃみや咳、会話による飛沫の吸込で感染、接触は飛沫が付いた物を触った手で口、鼻や目等粘膜を触って感染すると。 空気 エアロゾル 感染が気になりますね。

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コロナウイルスエアロゾル感染の予防策は?飛沫・接触感染との違いについて解説

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しらき きみやす:1977年阪大卒。 2013年富山大学医学部学科長,2019年4月から現職。 専門は臨床ウイルス学。 新型コロナウイルス感染症の治療薬の候補に挙がっている抗インフルエンザウイルス薬ファビピラビル(商品名:アビガン)を開発 1. コロナウイルスの特徴 コロナウイルスはエンベロープを有するので,エタノールや有機溶媒で容易に感染性がなくなる(不活化できる)。 RNAウイルスの中で最大のゲノム(遺伝子)を有しており,プラス鎖一本鎖のRNAを遺伝子とする。 その長さは約30kb(3万個の塩基)である。 ヒトに感染するコロナウイルスには,「ヒト呼吸器コロナウイルス」(229E,OC43,NL63,HKU-1),2002年に発生した「重症急性呼吸器症候群(SARS)コロナウイルス」,2012年に発生した「中東呼吸器症候群(MERS)コロナウイルス」,そして今回の「新型コロナウイルス」があり,新型とSARSは,アンジオテンシン変換酵素2をレセプターとして感染する。 ウイルスの遺伝子の安定性を決めるRNA合成酵素に関して,インフルエンザ・C型肝炎・HIVのウイルスは遺伝子変異を起こしやすいが,コロナウイルスはRNAウイルスでは例外的に変異を起こしにくい。 コロナウイルスは校正機能を有する酵素を持つので,変異が起きても,それを除去して正しく遺伝子を複製する。 そのため,C型肝炎やインフルエンザに有効な抗ウイルス薬リバビリンは,RNAに取り込まれても校正酵素で削除されるため,コロナウイルスに有効ではない。 しかし,ウイルスの校正機能をなくすとリバビリンは遺伝子に取り込まれ,変異を誘導し,感染性ウイルスができなくなり(lethal mutagenesis),抗ウイルス活性を示す。 新型コロナウイルスの103株の遺伝子を比較した結果,2万8144番目の塩基の違いによってアミノ酸をセリン(S型)とロイシン(L型)に分けると,L型は中国・武漢で,1月7日以前の分離株の約96%であった。 S型は武漢以外で,1月7日以降の分離株では約38%を占めていた。 そのことから,L型はS型よりaggressiveと報告されている 1)。 両者は,約1万個の特定部位のアミノ酸の1つの違いなので,免疫学的に違うウイルスではなく,2回かかるとは思われないが,ウイルスの病原性や広がりの研究には重要と思われる。 コロナウイルスの増殖 インフルエンザウイルスは,感染して6時間で増殖を終えて,10 8/mL程度の感染性ウイルスを産生する。 SARSコロナウイルスは,6時間程度で増殖し,10 5〜6/mL程度のウイルスを産生する 2)。 したがって,気道上皮細胞からのコロナウイルス放出はインフルエンザの約100分の1程度と推測できる。 ウイルスの感染能力の安定性 飛沫感染は2m離れると感染しないとされている。 オープンエアでは,2mまで到達する前に,種々の大きさのaerosol(エアロゾル,微小な空気中で浮遊できる粒子)は乾燥する。 したがって,コロナウイルスはインフルエンザ同様,エアロゾルが乾燥する距離である2m離れたら感染しないと思われる。 しかし,湿気のある密室では空中に浮遊するエアロゾル中のウイルスは乾燥を免れるため,驚くことに,秒単位から1分ではなく,数分から30分程度,感染性を保持する 4)〜6)。 インフルエンザウイルスの感染能力(ウイルス力価)は,点鼻による鼻腔への感染では,127~320TCID 50で,それに比べてエアロゾルでは0. 6~3TCID 50と約100分の1のウイルス力価で感染する 7)〜10)。 このように,エアロゾルは大きさによって上気道や肺胞の標的細胞に達する。 密室におけるインフルエンザの集団感染例としては,空調が3時間停止した飛行機内で,1名の患者から37名に感染している 12)。 多くの人が密集し呼気のエアロゾルが乾燥しない空間では,感染者がいると感染は避けがたく,多数の感染者が発生する。 点鼻では感受性細胞に到達できるウイルスが限られるが,エアロゾルの噴霧は上気道・下気道の上皮細胞に直接感染するため,100倍以上効率よく感染できると思われる。 一方,物を介する感染(fomite transmission)では,さらに多くのウイルスが必要と思われる。 このように,感染する場所と,感染が「上気道」あるいは「下気道」のどちらから始まるかが,ウイルスの検出部位(鼻咽頭拭い液か喀痰)と検出までの時間や感染病態に影響を与えていると思われる。 また,2009年の新型インフルエンザ流行の際に医学部生の感染機会を調べた研究によると,多くが「カラオケ」であった。 このように,単に密室を避けるのではなく,湿気が多い空間・密室では換気や除湿を心がけ,飛沫が乾燥しやすい環境として,人と人の距離を2m保持することで,感染の回避は可能と思われる。 湿度と気道の乾燥,エアロゾルの乾燥 前項で密室の湿度とウイルスの感染性について記載したが,以下の誤解は避けて頂きたい。 気温5度と30度の湿度50%では,空気中の水分量はそれぞれ,3. 4mg/Lと15. 2mg/Lである。 一方,肺胞は,37度の湿度100%で43. 9mg/Lあるので,1回の呼吸量(500 mL)では,外気を吸って肺胞に至るまでに,冬は鼻腔・気道の水分を約20mg奪い,夏は約14mgを奪う。 つまり,冬は夏に比べ,1回あたり6mgの水分を余分に奪うため,冬は気道が乾燥しやすい。 したがって,マスクの使用は吸気の湿度を保ち,気道粘膜の乾燥を防ぎ,繊毛運動の保持には有用であると思われる。 このように,部屋の加湿は気道には優しいが,呼気や咳・くしゃみにより生じたエアロゾル中のウイルスの乾燥を妨げ,感染性を保持しやすいことになるため,湿度を上げすぎないことに留意するべきであると思う。 COVID-19の感染様式 新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の感染様式は,従来のヒト呼吸器コロナウイルスの感染様式(物を介する感染)とインフルエンザ的感染様式(飛沫感染)が考えられる(図1)。 ヒト呼吸器コロナウイルスの潜伏期間は3日で,鼻汁の多い,ティッシュの山ができるような鼻かぜを生じる。 この感染様式は,くしゃみで感染するというより,ティッシュで鼻をかむ際に鼻を触った手がウイルスで汚染され,その手でドアノブなどの物を触り,そこに付着したウイルスが物を介して別の人の手にうつり,その手を顔面にもっていくことで感染(fomite transmission)が成立する。 物の上でどれぐらい感染性が保持されるかについては,従来3時間程度と言われてきたが,中国SARS対策委員会では,プラスティックなどの表面で3日程度,痰や糞便では5日,尿中で10日としている。 確かに,江戸時代にインドネシアから種痘を持ち込む際に,水溶液等種々を試したところ,瘡蓋のみが感染性を保持して持ち込むことができた。 このように,鼻汁や気道粘膜からの分泌物など粘性のある生体成分に包まれた状態では,表面が乾燥しても内部のウイルスの乾燥は限られ,感染性は安定しているようである。 SARSが香港のホテルで集団発生した事例では,感染者が宿泊した部屋で使用した雑巾で,同じ階の各部屋を掃除したとされる。 その階では,掃除された部屋内に付着していたウイルスで物を介した感染(fomite transmission)が起こり,感染が各国の宿泊者に拡大したとされる。 このようにSARSコロナウイルスでは,間質性肺炎から気道に出たウイルスが咳などにより放出されただけでなく,感染者から出た咳や痰,下痢便など,ウイルス量が多い排泄物が付着した物が,見かけ上乾燥していても感染源となった。 COVID-19も,物を介する感染を防ぐためには,「顔に手をもっていかない(特に鏡の前で無意識に顔面や毛髪を触ることに注意)」「手の消毒や手洗い」が重要と思われる。 ヒトへの実験的ウイルス感染よりわかること ヒトに対するウイルス感染の実験により,「感染後いつ発症するか?」「いつまでウイルス排泄が続くか?」「再感染はいつごろか?」が推測できる。 インフルエンザは,早ければ18時間で発症し,約2日でウイルス量は最高に達し,発熱,頭痛,筋肉痛は,上気道症状より早く回復する。 抗体保有状況により34. 9%が発症する 13)。 ウイルス排出は約1週間続き,人によっては20日観察されている 14)。 感染性ウイルスは主要症状消退後にも認められる。 鼻かぜ(コロナウイルスとライノウイルス)は,感染3日後に発症し,ライノウイルスは3週間,コロナウイルス感染動物では約1カ月程度ウイルスが検出される。 PCR法は分離による感染性ウイルスの検出より,約100~1000倍感度が良いので,主要症状消退後のウイルスの検出は,感染性と相関しない。 そして,PCR法では,回復期には陽性陰性を繰り返し,徐々にウイルスは消えていく。 再感染の時期については,粘膜感染のウイルスは,粘膜の免疫が一度産生されたIgA抗体の消失まで約6カ月続く。 そのため,3カ月までは再感染せず,6カ月ぐらいでは再感染するが発症せず,1年経つと以前と同様に感染し発症するとされる。 潜伏期間の長い麻疹,水痘,風疹などは,子どもの感染で親の抗体価は上昇するが,発症しない。 すなわち,粘膜感染し免疫が誘導され,発症に至る前に免疫で抑え込むためである。 一方,潜伏期間の短い粘膜感染のコロナウイルス,ライノウイルス,RSウイルスなどは,粘膜免疫の誘導前に発症してしまうので,IgA抗体が消えると再感染し,発症することになる。 最近,COVID-19回復後に陰性化したが,1カ月程度の間に,ウイルスがPCR法で検出された例が報道されている。 これは,コロナウイルス感染では不思議な現象ではない。 ウイルスの完全消失までの経過で多くみられ,再感染は合理的に考えにくい。 さらに,COVID-19は,物を介して上気道で感染する場合と,エアロゾルで下気道・肺胞で感染する場合が考えられるが,鼻咽腔での検出が悪く,喀痰で検出できる場合には,下気道でウイルスが感染したと推測できる。 COVID-19の臨床的特徴と治療 COVID-19の臨床的特徴は,インフルエンザのような感冒症状に加えて,致死性の間質性肺炎・肺障害を発症する点にある 15)。 中国CDCは2月11日までに収集した7万2314患者例の中で,確定患者4万4672例(61. 8%)について報告した(表1) 16)。 確定例は80%が軽症で,インフルエンザがイメージされる。 残りは肺炎を合併し,14%が重症,5%が危機的で呼吸管理を必要とする患者で,死亡率は全体の2. 3%と報告され,図2のような年齢的な特徴がある 16)。 特に,SARSと同様に,50歳を超えると発症率・死亡率が上昇し,表1のような基礎疾患があると重症になる。 入院患者の症状を表2に示す。 肺障害の病理像は,SARSやMERSの肺炎に類似しているようである 17)。 間質性肺炎の合併は,発症平均8日後に息苦しさとして報告されている 15)。 また,PCR法による1099人の確定患者を米国胸部学会の市中肺炎のガイドラインに準じて重症,非重症に定義した論文によると,前者は173人,後者は926人で,死亡は15人(1. 4%)だった 18)。 どちらも9割程度が依然入院中とデータは未熟だが,死亡率は重症群で8. 1%,非重症群で0. 1%となっており,COVID-19においても致死性の判断基準となりそうだ。 このガイドラインでは予後不良の因子として,熱は36度未満,呼吸数30回/分以上,血球数では白血球数4000/mL,血小板数10万/mLを下回ることを挙げている 19)20)。 実際,この論文中でも重症と非重症の間では,息切れ(shortness of breath)が37. 6% vs 15. 1%,白血球減少が61. 1% vs 28. 1%,血小板減少(ここでは15万/mL以下)が57. 7% vs 31. 6%と差が目立つ。 一方,重症群で来院時の体温がより高い,ということはなさそうである。 COVID-19の治療において重要であると考えていることは,感染者の3~4%に生じる急性呼吸性窮迫症候群(ARDS)に至る前に,間質性肺炎の発症を早く見つけ,遅れることなく,抗ウイルス薬治療を開始することである。 間質性肺炎症状である「dyspnea,息苦しさ」は発症平均8日〔四分位範囲(中央の50%):5~13日〕後に検出されている。 したがって,3日の発熱は他の感染症でもみられるので,4日以上の発熱が続けばこの感染症が疑われる(人によって平熱の値が異なるため,ここでは発熱の具体的な基準を示さない)。 そして,5~6日に労作性呼吸困難を指標にして肺炎合併の有無をCTで検討し,治療を開始する。 この間にPCR法で確認することが望ましいが,肺炎の臨床診断で治療を開始し,翌日のPCR法による診断の確認も選択肢の1つであると思う。 COVID-19の肺炎の早期発見 COVID-19に感染した場合に備えて,肺炎を早期に発見するためには,毎日検温をして平熱を把握し,発熱のチェックをする。 4日以上持続する発熱は鑑別できる発熱性疾患が限られ,COVID-19のサインと思われる。 発熱後8日で呼吸困難が出る。 発熱後5~6日ごろの病初期では,階段上りや運動など酸素必要量が多い時のみ,息切れを感じる。 この労作性呼吸困難(息切れや呼吸回数の増加)により,肺障害を早期に推測し,治療に結び付けることが重症化を防ぐために重要であると思う。 その際に,画像診断とPCR法で確定できる。 COVID-19の肺炎のCT所見の検討によると,発症後すぐにはすりガラス陰影を呈し,3週間までに徐々に浸潤影を呈するものが多くなるとされており,肺線維化が進行していくことを示唆している 21)22)。 また経過で線維化をきたすグループは予後不良であった 21)。 非可逆的な変化の可能性があり,拡散能・肺活量低下による肺機能低下も危惧される。 COVID-19でも若年者の肺炎は死亡率が低く軽症であると早計せず,後遺症の予防において早期治療が重要である可能性がある。 おわりに 本稿では,COVID-19は鼻咽腔でウイルスが確認されることを踏まえ,ヒト呼吸器コロナウイルスとインフルエンザの感染様式から,COVID-19の感染様式を推測してみた。 ダイヤモンド・プリンセス号では1名の感染者から約700名が感染していることから,上気道の呼気や咳・くしゃみによって感染した場合に,どの程度の距離の接近であったのか?あるいは,物を介する感染(fomite transmission)はどのような状況であったのか?等の詳細な情報 24)があると,今回のような原則的な感染様式の解説ではなく,具体的な予防策が明らかにできるように思われる。 今後さらに,多くの情報が集積されてくると思われるが,現時点(3月上旬)の情報に基づいて,COVID-19の全体像が明らかになりつつある状況の解説を試みた。 参考になれば幸いである。 なお,日本感染症学会ではホームページに があるので参照されたい。 次回は,一部のCOVID-19患者に投与されている抗インフルエンザウイルス薬ファビピラビル(商品名:アビガン)について解説する(No. 5005掲載予定)。 【文献】 1) Tang X, et al:National Science Review. 2020 Mar 3. 2) Kindler E, et al:PLoS Pathog. 2017;13 2 :e1006195. 3) Xie X,et al:Indoor Air. 2007;17 3 :211-25. 4) Shiraki K, et al:Aerosol and Air Quality Research. 2017;17 11 :2901-12. 5) Daikoku T,et al:Aerosol and Air Quality Research. 2015;15 4 :1469-84. 6) Yu IT, et al:N Engl J Med. 2004;350 17 :1731-9. 7) Alford RH, et al:Proc Soc Exp Biol Med. 1966;122 3 :800-4. 8) Couch RB, et al:J Infect Dis. 1971;124 5 :473-80. 9) Murphy BR, et al:J Infect Dis. 1973;128 4 :479-87. 10) Couch RB, et al:Annu Rev Microbiol. 1983;37:529-49. 11) Fabian P, et al:PLoS One. 2008;3 7 :e2691. 12) Moser MR, et al:Am J Epidemiol. 1979;110 1 :1-6. 13) Carrat F, et al:Am J Epidemiol. 2008;167 7 :775-85. 14) Memoli MJ, et al:Clin Infect Dis. 2014;58 2 :214-24. 15) Huang C, et al:Lancet. 2020;395 10223 :497-506. 16) The Novel Coronavirus Pneumonia Emergency Response Epidemiology Team:China CDC Weekly. 2020;2 8 :113-22. 17) Xu Z, et al:Lancet Respir Med. 2020 Feb 18. 18) Guan WJ, et al:N Engl J Med. 2020 Feb 28. 19) Metlay JP, et al:Am J Respir Crit Care Med. 2019;200 7 :e45-e67. 20) Mandell LA, et al:Clin Infect Dis. 2007;44 Suppl 2:S27-72. 21) Shi H, et al:Lancet Infect Dis. 2020 Feb 24. 22) Pan F, et al:Radiology. 2020 Feb 13. 23) Ooi GC, et al:Respirology. 2003;8 Suppl:S15-9. niid. html. スクラップ登録済 関連記事・論文.

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コロナウイルスの微粒子エアロゾル拡散はどのようにして起こるのか?

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このウイルスは感染力が高く、まだ何の症状も現れていない感染者からもうつる場合があるという、何とも困った性質を持っている [1, 2, 3]。 そのため感染防止は容易なことではなく、一般人はもちろん、衛生管理に厳しいはずの医療従事者からも多くの感染者が出ていることが、各地から繰り返し伝えられている。 新型コロナウイルスの感染力の高さに関し、最近、「エアロゾル感染(空気感染)」が起きている可能性が指摘されるようになっている [4~10]。 結核などの感染力の高い病気がエアロゾル感染することは既によく知られているが、同じことが新型コロナでも起こっているのではないかと懸念されているのだ。 本記事では、その可能性についての最近の議論を紹介する。 それらの議論を俯瞰して筆者がたどり着いた現時点(2020年4月22日)での結論は次の通りだ。 「エアロゾル感染するか否かについての確定的な結論はまだ出ていないが、念のため、予防原則を働かせ、対策をとっておこう!」 なお、本稿中に現れる […] 内の数字は末尾に列挙した参考文献の番号に対応している。 そもそもエアロゾルとは何か? エアロゾルという聞きなれない言葉を聞くと何か特別な物かのように思えるが、そんなことはない。 このような小さな粒子は重力に引かれても簡単には落ちず、空中をふわふわと、いつまでも漂っていることができる。 天気のいい日に窓を開け、部屋に日光を入れると、小さな小さな繊維状の埃がふわふわと部屋の中を漂っているのが見えることがある。 あの埃にも重力がかかっているが、なかなか床には落ちず、空中を漂い、たまには重力の方向とは反対の上方向に動くことまである。 エアロゾルの運動は、あの埃の動きによく似ている。 人が咳やくしゃみをすると、口から唾(つば)の飛沫がまき散らされる。 この飛沫には様々な大きさのものが含まれており、はっきりと目に見える大きなものから、目には見えない微粒子状のものまで有る [4, 5, 13~16]。 このうち、大きな飛沫はあっという間に下に落ちるが(まさに、放り投げた石ころやボールのように)、微粒子状の飛沫、すなわち唾のエアロゾルは、上で述べたようにいつまでもふわふわと空中を漂い続けることができるのだ。 この件について、クイーンズランド工科大学(オーストラリア)のMorawskaら [5] が分かりやすい概念図を作ってくれているので、以下に引用しておこう。 小さな埃やエアロゾルがそのような運動をするのは、それらの微小な物が、自分の周囲にある空気の流れに影響を受けやすいためだ。 大きな石はちょっとやそっとの風ではびくともしないが、石にヤスリを掛けて作った粉は、フッと息を吹きかけただけで簡単に舞い上がる。 そのように、微小な物は「重力」よりも「空気の流れ」の方に素直に従って運動する。 エアロゾルの運動が「放り投げた石ころやボール」と大きく異なるのは、以上のような理由によっている。 ちなみに、ここで述べたことは流体力学や環境科学(特に大気汚染)の方面ではよく知られたことだ。 大気汚染で問題になるPM2. 5や黄砂もエアロゾルの一種だが、それらの微小な粒子も「空気の流れ」によく従い、簡単に海を越えて飛んでくる。 唾のエアロゾルは感染源になり得るか? 問題は、唾のエアロゾルが他人に新型コロナをうつす感染源になるか否かだ。 もしもエアロゾルが感染源になるとすると、感染防止はより一層大変になる。 何故なら、エアロゾルは風に乗って遠くまで移動することがあるため、一人の感染者の影響範囲が広くなるからだ。 さらに、エアロゾルは目に見えないほどに小さいため、自分の周囲にエアロゾルがあったとしても、それに気づくことができず、知らぬ間に感染していたということも起こりえる。 唾のエアロゾルが感染源になるためには、少なくとも次の3つが成り立つ必要がある。 1 .感染者の唾のエアロゾルに新型コロナウイルスが含まれる 2 .新型コロナウイルスがエアロゾルの中で十分に長い寿命を持つ 3 .新型コロナウイルスを含んだエアロゾルを吸い込むと新型コロナに感染する このうち、 1 と 2 については、裏付けとなる報告が幾つか出されている。 例えば、中国・軍事医学科学アカデミーのGuoらは、新型コロナ感染者を受け入れている火神山医院(武漢市)で測定調査を行い、院内で採取した空気などから新型コロナウイルスを検出している [7]。 彼らの調査では、手で触れる人はまずいないだろう床面と、床面に常に接しているスリッパのソールからも新型コロナウイルスが見つかっている。 さらに、ICU(集中治療室)で行われた空気採取からは、患者から4メーター以上も離れた場所にまでウイルスが届いていることが判明した。 これらの結果は、感染者の唾にウイルスが含まれていること、そして、唾にエアロゾル状のものが含まれ、それらが空気の流れに乗って遠くまで移動したことを示唆している。 Guoらと同じく、武漢大学のLiuらも2つの病院(ともに武漢市)で測定調査を行い、Guoらと同様の結果を得ている [6]。 また、米国・国立アレルギー感染症研究所のDoremalen、プリンストン大学のMorris、カリフォルニア大学のGambleらは、エアロゾルを人工的に発生させる装置(コリゾンネブライザー)を用いた研究室実験を行い、新型コロナウイルスがエアロゾルの中で3時間以上も生き続けることを見出した [17]。 彼らは実験を3時間まででストップさせているが、彼らの示したグラフを見るに、ウイルスの寿命は3時間よりもっと長そうだ(文献 [17] のFigure 1A)。 それでは 3 、すなわち、新型コロナウイルスを含んだエアロゾルを他人が吸い込んだ時に、新型コロナに感染するか否かについてはどうだろう? 残念ながら、この点については今現在(2020年4月22日)、確かな証拠はなく、結論は不確定だ [4, 5]。 しかし、以下に列挙したような理由から「新型コロナ感染症もエアロゾル感染するのではないか?」と懸念する研究者が複数現れている。 ・エアロゾルを通じて感染することが分かっている病気が存在すること (例えば、結核、はしか、水痘 [18]。 なお、インフルエンザもエアロゾル感染しているかもしれないという説がある [19, 20]) ・新型コロナの感染力が当初の予想以上に高く、あっという間に世界中に蔓延したこと。 厳重に感染防護しているはずの医療従事者からも次々と感染者が現れていること ・新型コロナの感染者には無症状者が多くいるため、感染が確認されている人数よりずっと多くの感染者が存在する可能性があること [21]。 すなわち、新型コロナウイルスの感染力が、我々がいま思っているよりずっと大きい可能性があること ・上述した通り、感染者の唾のエアロゾルに新型コロナウイルスが含まれていること [6, 7]、そして、エアロゾル中のウイルスが最低3時間もの寿命を持つらしいこと [17] さて、新型コロナがエアロゾル感染するか否かについて確かな証拠が出てくるのはいつになるだろうか? Nature誌の4月9日の論説によれば、感染性の呼吸器疾患を専門にする研究者らは、年単位の時間がかかると見ているそうだ [4]。 今、我々一般人にできることは? このような不確定な事柄を前にして、我々に今できることは何だろうか? 冒頭で述べたように、筆者は以下のように考えている。 「エアロゾル感染するか否かについての確定的な結論はまだ出ていないが、念のため、予防原則を働かせ、対策をとっておこう!」 つまり、確定的な結論が出るのをただ待つのではなく、マスクの着用 [22~25] や対人距離の確保、丁寧な手洗いと消毒、換気といった基本的な対策を怠らずに続ける、それに尽きるだろうということだ。 エアロゾルは空気の流れに乗りやすいことから、換気は特に有効だろう。 窓を開け、風通しをよくすれば、風に乗ってエアロゾルが出て行ってくれるだろう。 さあ、対策をとろう。 新型コロナがエアロゾル感染するか否かについて、科学的な結論が出るまで何もせずに待つのは、まさしく時間の無駄、そして、命の無駄だ。 [参考文献] [1] Rothe et al. , Transmission of 2019-nCoV infection from an asymptomatic contact in Germany, New England Journal of Medicine 2020 , doi:10. , Positive RT-PCR test results in patients recovered from COVID-19, JAMA 2020 , doi:10. 2020. 2783 [3] Klompas, Coronavirus disease 2019 COVID-19 : Protecting hospitals from the invisible, Annals of Internal Medicine 2020 , doi:10. Experts can& 8217;t agree, Nature 2020 , doi:10. envint. 2020. 105730 [6] Liu et al. , Aerodynamic Characteristics and RNA Concentration of SARS-CoV-2 Aerosol in Wuhan Hospitals during COVID-19 Outbreak, bioRxiv 2020 , doi:10. 982637 [7] Guo et al. , Aerosol and surface distribution of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 in hospital wards, Wuhan, China, 2020, Emerging Infectious Diseases 2020 , doi:10. 200885 [8] Han et al. , Uncertainties about the transmission routes of 2019 novel coronavirus, Influenza and Other Respiratory Viruses 2020 , doi:10. 12735 [9] Bourouiba, Turbulent Gas Clouds and Respiratory Pathogen Emissions: Potential Implications for Reducing Transmission of COVID-19, JAMA 2020 , doi:10. 2020. 4756 [10] Brosseau, COMMENTARY: COVID-19 transmission messages should hinge on science, CIDRAP News & 038; Perspective 2020 [11] WHO, Infection prevention and control of epidemic-and pandemic prone acute respiratory infections in health care 2014 [12] Leung et al. , Respiratory virus shedding in exhaled breath and efficacy of face masks, Nature Medicine 2020 , doi:10. , Quantity, size distribution, and characteristics of cough-generated aerosol produced by patients with an upper respiratory tract infection, Aerosol and Air Quality Research 2019 , doi:10. 2018. 0031 [14] Lee et al. , Respiratory performance offered by N95 respirators and surgical masks: Human subject evaluation with NaCl aerosol representing bacterial and viral particle size range, Annals of Occupational Hygiene 2008 , doi:10. , Influenza virus aerosols in human exhaled breath: Particle size, culturability, and effect of surgical masks, PLOS Pathogens 2013 , doi:10. ppat. 1003205 [16] Johnson et al. , Modality of human expired aerosol size distributions, Journal of Aerosol Science 2011 , doi:10. jaerosci. 2011. 009 [17] Doremalen et al. , Aerosol and surface stability of SARS-CoV-2 as compared with SARS-CoV-1, New England Journal of Medicine 2020 , doi:10. , Recognition of aerosol transmission of infectious agents: A commentary, BMC Infectious Diseases 2019 , doi:10. , Aerosol transmission is an important mode of influenza A virus spread, Nature Communications 2013 , doi:10. , COVID-19 antibody seroprevalence in Santa Clara County, California, medRxiv 2020 , doi:10. 20062463 [22] Bae et al. , Effectiveness of surgical and cotton masks in blocking SARS-CoV-2: A controlled comparison in 4 patients, Annals of Internal Medicine 2020 , doi:10. ajic. 2007. 008 [25] Rengasamy et al. , A quantitative assessment of the total inward leakage of NaCl aerosol representing submicron-size bioaerosol through N95 filtering facepiece respirators and surgical masks, Journal of Occupational and Environmental Hygiene 2014 , doi:10. 2013. 2017年4月に日本原子力研究開発機構J-PARCセンター(研究副主幹)を自主退職し、フリーに。 J-PARCセンター在職中は、陽子加速器を利用した大強度中性子源の研究開発に携わる。 専門はシミュレーション物理学、流体力学、超音波医工学、中性子源施設開発、原子力工学。

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