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Biological Weapons and the Global Biosecurity System
Биологическое оружие и глобальная система биологической безопасности
middlebury.figshare.com/articles/thesis/Bioweapons_and_the_Global_Biosafety_System/26129017
本書は、ミドルベリー国際問題研究所モントレー校が提供する翻訳学修士のための修士論文である。 Andryukov, Natalya N. Besednova, Andrey V. Kalinin, Â Vladimir N. Kotelnikov, and Sergey P. Kryzhanovsky (original published in 2017) をロシア語から英語に翻訳した。
論文投稿日時:2024年06月29日
ミドルベリー国際問題研究所モントレー校
本書の紹介
ロシアの専門家による生物兵器と生物学的安全保障に関する学術書の紹介
この著書は、ロシア科学アカデミーのソモフ記念疫学・微生物学研究所や極東連邦大学などの機関に所属する専門家らによって執筆された学術書である。生物兵器の歴史、分類、生物戦の手法、生物兵器禁止条約などの国際的枠組み、バイオテロリズムの脅威について包括的に論じている。
本書は2017年に出版されており、COVID-19パンデミック以前の著作だが、現代の文脈で見ると興味深い視点を提供している。特に、以下の点で重要な意義を持つ:
1. 生物兵器に関する歴史的・技術的知識の体系化
本書は生物兵器の歴史、技術的側面、使用方法、潜在的脅威について学術的に整理している。古代から現代に至るまでの生物兵器の使用事例や、最新の遺伝子工学技術による「ポストゲノム」兵器の可能性まで詳細に記述している。この知識体系は、現代の生物学的脅威を理解する上で基礎となる。
2. 国家安全保障としての生物学的安全保障の重要性
著者らは、生物兵器が「貧者の核兵器」と呼ばれるほど製造コストが低く、その破壊力は核兵器に匹敵する可能性があると指摘している。特に、遺伝子工学の進展により、特定の民族や人種を標的にした「民族特異的」生物兵器の開発可能性も論じられており、これは国家安全保障上の重大な懸念事項である。
3. COVID-19パンデミックとの関連性
本書はCOVID-19パンデミック前に書かれているが、新興感染症の脅威や実験室からの病原体漏洩のリスク、国境を越えた感染症の拡大について詳細に論じている。パンデミックの起源に関する様々な仮説(自然発生説や実験室漏洩説を含む)を評価する上で、本書の提供する知見は重要な文脈を提供する。
著者らは特に国境近くでの生物学研究施設の設立に懸念を示しており、ロシア外務省が2013年にロシア国境付近での米国防省の生物学活動に「深刻な懸念」を表明したことを記録している。このような地政学的視点は、パンデミック発生源に関する国際的議論を理解する上で参考になる。
4. 二重用途技術の問題
本書は、生物医学研究の「二重用途」の問題—同じ技術が治療目的と兵器目的の両方に使用できる点—を強調している。ワクチン開発や治療法研究のための病原体研究は、悪用されれば生物兵器開発にも応用できるという複雑な問題を提起している。この視点はCOVID-19ワクチン開発の迅速さとその技術的背景を考える上で重要である。
結論
科学者や医学生、軍関係者向けに書かれた本であり、専門的な内容ではあるが、生物兵器の基本的な概念から最新の技術的発展まで段階的に説明されており、科学的背景を持たない一般読者にも理解できるように構成されている。
本書は直接COVID-19ワクチンが生物兵器であるという主張はしていないが、現代の生物兵器開発の可能性と潜在的脅威について学術的な観点から詳細に論じている。COVID-19パンデミックの起源や対応に関する様々な仮説や議論を評価する際に、このような専門的知見は重要な参考となる。
現代社会が直面している公衆衛生上の課題についてより深く理解したい方々に、この書籍を強くお勧めする。
本書の概要
この文書は生物兵器と生物戦争に関する包括的な内容を扱った学術的な文献である。主な内容を以下のように要約する:
生物兵器の定義と特徴:
- 生物兵器は病原微生物や毒素を用いた大量破壊兵器である
- 低コストで製造可能で、核兵器に匹敵する破壊力を持つ
- 検知が困難で、潜伏期間があり、広範囲に拡散する特徴がある
歴史的な使用:
- 古代から感染症や毒物が戦争に使用されてきた
- 第二次世界大戦中、日本の731部隊が中国で人体実験を実施した
- 1972年に生物兵器禁止条約が採択され、開発・保有・使用が禁止された
現代の生物兵器の形態:
1. アグロテロリズム
- 農業や食料に対する生物兵器攻撃
- 作物や家畜を標的とする
2. ズートテロリズム
- 家畜を標的とした攻撃
- 畜産業に打撃を与える
3. 昆虫兵器
- 病原体を運ぶベクターとしての昆虫の利用
- 農業害虫としての利用
4. ゲノム兵器
- 遺伝子工学を用いた新型生物兵器
- 特定の民族や人種を標的にできる
- 遺伝子組換え生物(GMO)の軍事利用の可能性
現代の脅威:
- テロ組織による使用の危険性が増大
- 遺伝子工学の発展により新型兵器開発の可能性が拡大
- 効果的な防御手段の開発が困難
- 国際的な管理体制の強化が必要
文書は、生物兵器が現代においても深刻な脅威であり続けていること、特に遺伝子工学の発展により新たな危険が生まれていることを強調している。
目次
- 序文
- 序文(ボリス・G・アンドリュコフ)
- 頭字語および略語
- 第1部. 生物兵器と生物兵器戦争
- 第1章 大量破壊兵器(ボリス・G・アンドリュコフ)
- 1.1. 大量破壊兵器:定義、種類、特徴
- 1.1.1. 核兵器 .
- 1.1.2. 化学兵器 .
- 1.1.3. 自然毒と毒素
- 1.2. 将来の大量破壊兵器
- 結論
- 第1章の参考文献
- 1.1. 大量破壊兵器:定義、種類、特徴
- 第2章 生物兵器と生物戦争(ナターリヤ・N・ベセドノワ、セルゲイ・P・クリジャノフスキー)
- 2.1. 生物兵器と生物製剤
- 2.2. 生物戦争の歴史と生物製剤の戦闘使用 .
- 2.2.1. 古代における生物兵器戦争
- 2.2.2. 20世紀の生物兵器
- 2.2.3. 近代史における生物兵器
- 2.3. 現代の生物兵器戦争の戦術
- 2.3.1. 農業テロリズム
- 2.3.2. ズートテロリズム
- 2.3.3. 昆虫兵器
- 2.3.4. ゲノム兵器
- 第2章の参考文献
- 第3章. 地球文明に対する脅威としてのバイオテロリズム(ボリス・G・アンドリュコフ)
- 3.1. バイオテロリズム:定義と現れ方
- 3.2. バイオテロの歴史的ルーツ
- 3.3. バイオテロリズムと遺伝子工学
- 3.4. 対バイオテロ政策
- 結論
- 第3章の参考文献
- 第4章. 生物兵器の最も可能性の高い形態である生物製剤の分類(ナターリヤ・ベセドノヴァ)
- 4.1. 生物製剤の分類
- 4.2. カテゴリーAの生物製剤と関連疾患
- 4.2.1. 天然痘
- 4.2.2. 炭疽菌
- 4.2.3. ペスト
- 4.2.4. ツラレミア
- 4.2.5. 出血熱.
- 4.2.5.1. ブニヤウイルスによる出血熱
- 腎症候群を伴う出血熱
- リフトバレー熱
- 4.2.5.2. フィロウイルスによる出血熱
- マールブルグ熱とエボラ出血熱
- 4.2.5.3. フラビウイルスによる出血熱
- デング熱
- 4.2.5.4. アレナウイルスによる出血熱
- ラッサ熱
- 4.2.5.1. ブニヤウイルスによる出血熱
- 4.3. カテゴリーBの生物製剤および関連感染4
- 4.3.1. リケッチア属
- チフス
- Q熱
- 4.3.2. バークホルデリア
- メリオイドーシスおよび鼻疽
- 4.3.3. ブルセラ病
- 4.3.4. 水と食品の安全を脅かす微生物
- 4.3.4.1. コレラ .
- 4.3.4.2. 大腸菌0157:H7による大腸菌症
- 4.3.4.3. サルモネラ菌
- 4.3.4.4. 赤痢菌
- 4.3.5. カンピロバクター症
- 4.3.6. リステリア症
- 4.3.4.7. クリプトスポリジウム症
- 4.3.4.8. ウイルス性A型肝炎
- 4.3.4.9. ノロウイルス
- 4.3.4.9. アメーバ症
- 4.3.4.10. ジアルジア症
- 4.3.4.11. トキソプラズマ症
- 4.3.4.12. 小胞子虫症
- 4.3.4.13. アルボウイルス脳炎
- 4.3.1. リケッチア属
- 4.4. カテゴリーCの生物製剤および関連疾患
- 4.4.1. ジカウイルス
- 4.4.2. ニパウイルス脳炎
- 4.4.3. 重症急性呼吸器症候群(SARS)
- 4.4.4. 鳥インフルエンザ(Н5N1)
- 4.4.5. 豚インフルエンザ
- 4.4.6. クリミア・コンゴ出血熱
- 4.4.7. 黄熱
- 4.4.8. オムスク出血熱
- 4.4.9. ロッキー山紅斑熱
- 4.4.10. 薬剤耐性結核
- 結論
- 第4章の参考文献 .
- 第5章 生物兵器の使用禁止に関する国際的法律行為とロシア連邦の国内法的枠組み(Boris V. Andryukov)
- 5.1. 窒息性ガス、毒性ガスその他のガスおよび細菌学的戦法の戦争における使用の禁止に関する議定書(ジュネーブ、1925年)
- 5.2. 細菌兵器(生物兵器)及び毒素兵器の開発、生産及び備蓄の禁止並びにその廃棄に関する条約(1975年、略称:BWC)
- 5.3. 国連安全保障理事会決議(2004年)
- 5.4. 生物兵器の使用禁止と不拡散に関する国際的義務の履行を保証するロシア連邦の国内法的枠組み
- 結論 第5章に関する参考文献
- 第1章 大量破壊兵器(ボリス・G・アンドリュコフ)
- 第II部. 生物兵器の健康影響
- 第6章 事故またはバイオテロ攻撃による生物製剤の拡散を含む事件の調査(Andrey V. Kalinin)
- 6.1. 生物製剤の応用
- 6.1.1. 生物兵器の破壊効果の特徴
- 6.2. 生物製剤使用の兆候
- 6.3. 生物製剤の拡散と使用に関わる緊急事態における疫学的対策の重要性 .
- 6.3.1. 疫学的モニタリング .
- 6.3.2. 疫学的分析
- 6.3.3. 疫学的診断
- 6.3.4. 生物学的病原体の拡散時における疫学的モニタリングの国際的側面 .
- 6.3.5. 生物学的病原体の拡散時における保健・疫学対策の組織化
- 6.4. 生物製剤使用の可能性を評価するための基準評価システム
- 結論
- 第6章に関する参考文献
- 6.1. 生物製剤の応用
- 第7章 生物製剤の識別、診断、監視の手段(ウラジーミル・N・コテルニコフ、ビクター・N・バイコフ、アレクセイ・V・ステパノフ共著)
- 7.1. 生物製剤の特異的および非特異的同定に関する従来の方法
- 7.2. 生物製剤の同定と診断の現代的方法
- 7.3. 将来的な生物学的病原体の同定方法と主な開発動向
- 7.4. 既存の予防手段の改善と新たな予防手段の開発 .
- おわりに
- 第7章の参考文献
- 第6章 事故またはバイオテロ攻撃による生物製剤の拡散を含む事件の調査(Andrey V. Kalinin)
各章・節の要約
はじめに
この著書は、生物兵器とその使用による脅威、またバイオテロリズムに関する包括的な研究である。著者らは、危険な感染症の歴史的使用や近年の生物工学の進展が生物兵器の開発を可能にした現状を指摘している。現代の政治的・経済的緊張、宗教的原理主義の台頭、国際テロの問題の激化など、生物兵器使用の脅威は増大している。ロシア国境近くの複数国での米国防省による生物実験施設の設立にも言及し、これらが生物兵器禁止条約に反する活動である可能性を示唆している。
略語と記号の凡例
著書で使用されている略語と記号のリスト。AO(音響兵器)、BA(生物学的因子)、BO(生物兵器)など多数の軍事・科学用語の略語が記載されている。これらは各分野の専門用語であり、ロシア語やラテン文字による略語が含まれ、生物兵器、化学兵器、核兵器などの大量破壊兵器に関連する様々な組織や概念を表している。
第I章 大量破壊兵器
人類の歴史における戦争と大量破壊兵器(OMП)の発展を概観している。特に20世紀は、科学技術革命と並行して大量破壊兵器の開発が進んだ時代である。第一次世界大戦での毒ガス使用から、核兵器、化学兵器、生物兵器という大量破壊兵器の主要3種類が登場した。21世紀に入っても、地政学的対立や宗教的過激主義の高まりにより、これらの兵器がテロリストの手に渡る危険性が増している。
1.1 大量破壊兵器:定義、種類、特性
大量破壊兵器(OMП)は、広範囲に甚大な被害をもたらす非常に強力な兵器を指す。核兵器、化学兵器、生物兵器の3種類が主要なものだが、新たな種類も開発されている。これらの兵器は、その破壊力の大きさと民間人を含む無差別な被害という2つの主要な特徴を持つ。世界は経済危機や社会問題に直面する中で、「熱い」戦争を回避しようと努めており、大量破壊兵器の蓄積は人類全体の生存に関わる問題となっている。
1.1.1 核兵器(ЯО)
核兵器は大量破壊兵器の一種で、核分裂と核融合の反応によるエネルギーを利用する。その破壊力は従来の爆弾とは比較にならないほど強大で、人類の脅威となっている。ヒロシマ・長崎への原爆投下以降、核軍拡競争が始まり、現在でも多くの国が核兵器を保有している。主な攻撃要素は、衝撃波、光・熱放射、放射線、放射能汚染、電磁パルスである。核兵器の開発は現在も続いており、中性子爆弾やガンマ線兵器など新型の核兵器も開発されている。
1.1.2 化学兵器(ХО)
化学兵器は有毒な化学物質を利用した大量破壊兵器で、第一次世界大戦で初めて大規模に使用された。1925年のジュネーブ議定書で使用が禁止されたが、その後も複数の国際紛争で使用されてきた。神経ガス、窒息性ガス、皮膚障害剤など様々な種類があり、その生産は核兵器よりも安価である。1993年の化学兵器禁止条約により全面的禁止と廃棄が進められているが、テロリスト組織によるシリアでの使用など、今日でもその脅威は続いている。
1.1.3 天然毒素と毒物
化学兵器と生物兵器の中間に位置する毒素兵器について説明している。生物由来の毒素は非常に高い毒性を持ち、ボツリヌス毒素やリシンなどは従来の化学兵器よりも致死性が高い。これらは自然界の生物(バクテリア、植物、動物)から産生される。近年のバイオテクノロジーの発展により、毒素の大量生産や改変が可能になり、軍事利用の可能性が高まっている。生物兵器禁止条約や化学兵器禁止条約でその開発・使用は禁じられているが、毒素の研究は医療目的でも行われており、二重利用の問題がある。
1.2 将来有望な大量破壊兵器の種類
従来の核・化学・生物兵器に加え、新しいタイプの大量破壊兵器が開発されつつある。レーザー兵器、音響兵器、電磁波兵器、放射線兵器、地球物理学兵器などがあり、これらは新たな作用原理に基づいている。また、ナノテクノロジーや遺伝子工学を利用した兵器開発も進んでいる。これらの新型兵器は従来の大量破壊兵器よりも効果的で、戦争の形態や方法を根本的に変える可能性がある。これらの兵器の多くは二重用途技術に基づいており、国際的な監視を困難にしている。
第II章 生物兵器と生物戦
生物兵器(BO)は、敵の人員や民間人を殺傷するための特別な大量破壊兵器であり、従来の微生物や遺伝子組換え微生物などの生物学的手段(BS)と、それらを使用し目的地まで運搬するための技術的手段で構成される。他の大量破壊兵器と比較して生産コストが極めて低く、精製された形態のBSの効果はサリンを何百万倍も上回る。現在、どの国も生物テロの脅威に十分対抗できる手段を持っていない。生物兵器攻撃の結果、大量の病気や死亡だけでなく、恐怖やパニック、麻痺的な不確実性が生じる。
2.1 生物兵器と生物学的手段
生物兵器は人間、動物、植物に対する大量破壊兵器であり、その主な生物学的脅威には自然界の病原微生物の貯蔵庫、特に遺伝子組換え生物、感染症の大発生、病原体を扱う施設での事故や破壊工作、軍事・テロ目的での微生物や環境病原体の使用が含まれる。生物兵器は安価で製造が容易であり、他の大量破壊兵器と比較して多くの利点がある。その特徴には隠密性、多様な生物学的因子、長い作用時間、広範囲への拡散能力、生きた物質の選択的破壊などがある。
2.2 生物戦と生物学的手段の戦闘使用の歴史
生物兵器は最も古い大量破壊兵器の一種であり、古代から人々は様々な形で使用を試みてきた。軍事目的で感染症を利用するという考えは古代に遡り、疫病は多くの戦争の結果を左右した。中世には遺体を要塞に投げ込んだり感染した布を配ったりする戦術が使われ、アメリカ先住民に対する天然痘感染毛布の使用も記録されている。20世紀に入り、第一次世界大戦中にドイツは生物兵器の試験的使用を行い、第二次世界大戦中には日本が満州で731部隊を設立し、実験と生産を行った。
2.2.3 現代史における生物兵器
生物兵器は現在、国際条約により禁止されているが、メディアには新型生物兵器の開発が続いているという情報が定期的に登場する。米国の支援を受けて、グルジア、ウクライナ、カザフスタンに専門的な生物センターのネットワークが創設され、新しい生物兵器の開発が行われている可能性がある。これらの施設はロシア国境近くに位置し、ソビエト時代の防疫システムの専門家を集めている。2014年にはロシア外務省がロシア国境付近での米国防省の生物活動に深刻な懸念を表明した。
2.3 生物戦を行うための現代の戦術的手法
現代の戦争は敵の経済を破壊することを目的とした行動の複合体であり、生物兵器はこの任務に完全に対応している。それは人間、動物、農作物を攻撃でき、一部の病原体は人間の病気を引き起こし、他は動物だけを感染させ、また別のものは作物、森林などを破壊する。軍産複合体は「生物学的外観」を獲得しつつあり、米国では国防省やエネルギー省を通じて基礎・応用生物科学への資金提供が増加している。新しい生物戦の手法が発展し、敵のリソースを破壊するためにかつて使用されたものも利用されている。
2.3.1 アグロテロリズム
アグロテロリズムとは、農業企業や食品産業に対する化学兵器や生物兵器の使用を指す。軍隊や軍事基地よりも農場や畑を破壊する方が格段に容易である。アグロテロリズムの対象はほぼすべての農業分野となりうる。歴史的事実として、1942~1945年に中国と米国は日本の稲田に回復不能な損害を与える可能性のあるウイルス因子の開発を行った。昆虫を使った攻撃の事例もあり、例えばコロラドハムシを敵国に投下する試みが複数回行われた。アグロテロリズムは、攻撃を発見するまでの時間や影響を受ける地域の特性などの要因により、通常の疫病よりも深刻な結果をもたらす可能性がある。
2.3.2 動物テロリズム
過去には敵地で家畜を破壊しようとする試みがあった。第一次世界大戦中にドイツは馬に鼻疽や炭疽菌を感染させ、連合国軍の陣地に放った。1962~1970年、および1980年、キューバは米国が同国の農業施設を攻撃し、家畜の伝染病を引き起こして豚全頭を死亡させたと非難した。1954年、ケニアの分離主義運動マウマウの戦闘員は植民地支配者イギリス人が管理する地域の牛の飼料に毒を加えた。1970年代、ジンバブエでは南アフリカの特殊部隊が地元のゲリラの食料基盤を成す牛の群れを破壊するため炭疽菌を使用した。
2.3.3 昆虫兵器
昆虫が多くの危険な疾病(マラリア、チフス、ペストなど)の人から人への伝染に責任があることが理解されると、敵に対してそのような昆虫を大量に送り込み、疫病を引き起こすという考えが生まれた。また、敵の食料基盤を弱体化させるために農業害虫を前線の向こう側に送ることも可能である。この兵器は古代から使用され(要塞への毒サソリの投げ込み、蜂の巣の即席爆弾など)、20世紀に本格的な開発が達成された。第二次世界大戦中、日本は特殊爆弾を使用して中国領土にペスト感染したノミを散布し、その結果約50万人が死亡した。
2.3.4 ゲノム兵器
専門家の評価によると、出生率の制限や人々の大量死亡がなければ、22世紀初頭までに世界人口は110~120億人に増加し、地球の生態系と資源に致命的な破壊的影響を与える。地球の人口過剰の問題は、多数の人々を一度に破壊し、現代戦争の性質と防衛を変える能力を持つ新たな生物兵器の使用によって解決される可能性がある。バイオテクノロジーの発展、ゲノム配列決定の可能性は、「ポストゲノム」分子兵器である先進生物戦(ABW)の創出に新たな展望を開いた。これは生物戦争の脅威をもたらす大きな可能性を持ち、「合成生物学」という新しい科学分野の始まりとなった。
第III章 バイオテロリズム – 世界文明への脅威
現代における急性の問題の一つは、20世紀末から21世紀初頭にかけてのテロリズムの広がりである。様々な国際テロリズムの中で、最も高い社会的危険性を持つのは大量破壊兵器テロリズムである。テロ組織はそのような兵器や製造技術を入手しようと努めている。国家や国際機関の代表者は、テロ攻撃での生物兵器使用の脅威の増大を繰り返し指摘している。生物兵器は、その戦闘・機能的特性により、大規模なバイオテロ行為の実行に最も適している。バイオテクノロジー革命により、核・化学兵器に匹敵し、戦術的特性ではそれらを上回る生物兵器の創出が可能になっている。
3.1 バイオテロリズムの概念と発現
過去数十年の歴史は、様々な国で発生する武力紛争がほぼすべて暴力とテロ活動の高まりを伴い、それが民間人に向けられていることを示している。テロ行為による経済的・社会的損害はその結果として全面的な軍事行動による損害に匹敵する。今日、テロは個人的なものから大量的なものへと変貌し、その主な手段は個人の殺害ではなく、できるだけ多くの人々の大量破壊となっている。国際生物・毒素兵器禁止条約(1972年)で禁止されているにもかかわらず、一部の国では生物兵器の使用と開発の準備が行われており、テロリスト集団の訓練基地となっている国もある。生物兵器はテロリストにとって特に魅力的であり、その特徴にはアクセスの容易さ、製造の簡便さ、保管・輸送の利便性などがある。
3.2 バイオテロリズムの歴史的根源
人類の歴史全体を通じて、戦争の手段としての生物学的因子の使用に関する文書証拠が見られる。こうした事例は初期のバイオテロ行為と見なすことができる。しかし、テロ目的での生物兵器の使用は20世紀になって初めて行われた。2001年、米国の主要メディア5社の編集部に炭疽菌の胞子を含む粉末の入った手紙が送られ、バイオテロの現実性が明らかになった。それ以来、生物兵器を使用したテロ行為が10件以上登録されている。科学の発展により、二重用途の技術が生まれ、医療用に開発されたものがバイオテロにも使用できるようになっている。危険な生物材料の取り扱いや保管自体もリスクをはらんでいる。
3.3 バイオテロリズムと遺伝子工学
現代社会にはナノ・バイオテクノロジーの分野における活動に関連する多くの問題が蓄積されており、危険な科学実験から人間に対する遺伝子実験まで多岐にわたる。「遺伝子工学」という現代人にとって比較的馴染みのある用語は、2つの生物的有機体間の機能的遺伝子の伝達過程への人間の介入を意味する。バイオテロリズムの文脈では、これらの遺伝子操作は質的に異なる特性(生存力の向上、毒性、抗菌薬への耐性など)を持つ新たな病原体の創出を目的としている。一部の専門家は、変更された病原性を持つ遺伝子組み換え因子を「未来の生物兵器」と見なしている。国際文献では、第三世代(ポストゲノム)生物兵器である遺伝子およびその他の分子兵器は先進生物戦(ABW)という用語を得ている。
3.4 バイオテロリズムに対抗する政策
バイオテロリズムは特別な現象として、あらゆる人間と国家、全人類にとって危険である。現代社会におけるバイオテロリズムは、世界的規模の変化を引き起こし、最終的に世界の地政学的地図と社会関係の変化をもたらす可能性がある。バイオテロリズムに対する完全な防御は存在しない。現在、どの国も(ロシアを含む)バイオテロの脅威に適切に備えていると認められない。バイオテロの潜在的深刻さは様々な側面の検討を必要とする。これにはリスク評価、リスク管理、公衆衛生政策に関連するコミュニケーションリスク、利用可能なリソースの評価などが含まれる。各国政府は危険な感染症の病原体を使用するバイオテロリストの可能性について深刻な懸念を表明している。ロシアでは近年、バイオハザードのモニタリングのための施設を開設する計画が発表された。
第IV章 生物学的因子の分類 最も可能性の高い生物兵器手段
第IV章では生物学的因子(BA)の分類と、生物兵器として潜在的に使用される可能性のある病原体について説明している。社会が生物学的脅威に対する準備を高めるために、WHOは特定の生物学的因子に焦点を当てた訓練プログラムを推奨している。1200種以上の潜在的な生物兵器因子が研究されており、これらは生きた病原体(ウイルス、細菌、リケッチア、原虫、ビロイド、真菌)と非生物学的因子(毒素)に分類される。米国CDCと欧州疾病予防管理センターは、カテゴリーA、B、Cとして病原体を分類している。カテゴリーAは最も危険な病原体で、伝染力が高く、高い死亡率をもたらすもの。カテゴリーBは中程度の拡散のしやすさと死亡率を持つもの。カテゴリーCは将来的に大量生産・拡散のために改変される可能性のある新興病原体である。
4.2 カテゴリーAの生物学的因子とそれらが引き起こす疾患
4.2.1 天然痘
天然痘(Variola vera)は、急性の人間特有の高度に伝染性の特に危険なウイルス性疾患で、重度の中毒症状、発熱、皮膚や粘膜の膿疱性発疹、高い死亡率を特徴とする。歴史的に天然痘は何世紀にもわたり人類を荒廃させ、20世紀だけで3億人以上が死亡した。1980年にWHOは天然痘が地球上から完全に根絶されたと発表した。現在、天然痘ウイルスは米国CDCとロシアの「ベクトル」国立ウイルス学バイオテクノロジーセンターの2ヶ所でのみ保管されている。痘瘡ウイルスはオルソポックスウイルス属に属し、巨大で複雑なDNAウイルスである。ワクチン接種の中止により、人口の大部分が免疫を持たないため、生物兵器としての潜在的脅威となっている。
4.2.2 炭疽
炭疽(Anthrax)は特に危険な感染症グループに属する急性自然発生性人獣共通感染症で、中毒、皮膚・リンパ節・内臓の漿液性出血性炎症を特徴とし、皮膚炭疽(特徴的な炭疽潰瘍形成)または敗血症形態で進行する。炭疽菌(Bacillus anthracis)はセンターでのCDCによって生物兵器としての重要性第一位に分類されている。炭疽菌は自然環境での耐久性が高く、経皮的、経気道的、経口的に感染し、皮膚炭疽、肺炭疽、腸炭疽、敗血症炭疽の形態がある。予防接種と抗生物質治療が可能だが、肺炭疽は治療なしの場合95%の致死率を示す。炭疽菌は生物兵器として使用された歴史があり、WHOの専門家によると、50kgの炭疽胞子を500万人口の都市方向に2km散布すると、25万人感染、9万5千人死亡と推定されている。
4.2.3 ペスト
ペスト(Pestis)は急性自然発生性特に危険な感染症で、高熱、重度の中毒症状、リンパ節・肺・他の臓器の漿液性出血性炎症、腫瘍(リンパ節腫脹)と炭疽の形成、敗血症を特徴とする。歴史上3つの大流行があり、第二次大流行(「黒死病」)だけで約5000万人が死亡した。ペスト菌(Yersinia pestis)はネズミなどの齧歯類が自然宿主で、ノミによって媒介される。臨床形態としてリンパ節ペスト、敗血症ペスト、肺ペストがあり、適切な抗生物質治療がなければ死亡率は非常に高い。ペスト菌はその伝染性、空気感染の可能性、エアロゾル内の安定性から、第一グループの潜在的バイオテロリズム因子として分類されている。
4.2.4 野兎病
野兎病(Tularaemia)は齧歯類と人間の急性人獣共通感染症で、病原体が侵入した部位での炎症、リンパ節の長期間の炎症を特徴とする。1907年にE. Tyzzerによって初めて発見され、1912年にG. McCoyとC. Chapinによって研究された。野兎病菌(Francisella tularensis)はグラム陰性の小さな多形性細菌で、非常に感染力が高く、皮膚、粘膜、消化管などから侵入し、様々な臨床形態(腺、潰瘍腺、眼腺、腹部、肺、全身性)を示す。自然界では齧歯類が主要な宿主で、ダニやノミによって媒介される。治療はテトラサイクリン系抗生物質が効果的。生物兵器としての潜在的危険性があり、特に空気中に散布された場合、伝染力が高く、少量(10〜200個)でも感染が成立する。
4.2.5 出血熱
出血熱は、RNA被膜ウイルスによって引き起こされる人獣共通感染症で、様々な伝播メカニズムを持ち、全身性中毒症状と普遍的な毛細血管毒性および発熱状態の背景にある出血症候群を特徴とする。出血熱ウイルスはArena-、Bunya-、Filo-、Flavi-、Togaviridaeの5つの科に属する。発熱、皮膚出血、内臓出血などの症状を示し、治療がなければ50〜85%の死亡率に達する。様々な地域で発生し、ヨーロッパや米国に輸入されるケースもある。ほとんどの出血熱ウイルスに対するワクチンは存在せず、高い病原性と低い感染量のためカテゴリーAに分類されている。
4.2.5.1 ブニヤウイルスによる出血熱
ブニヤウイルス科には250以上の血清型があり、5属に分類される。そのうち4属(オルソブニヤウイルス、フレボウイルス、ナイロウイルス、ハンタウイルス)は人に病原性がある。ハンタウイルスを除くほとんどのブニヤウイルスは節足動物媒介性で、媒介生物(蚊、ダニ、サシチョウバエなど)が宿主かつベクターとなる。ブニヤウイルスは球形で直径90〜120nm、3つのRNAセグメント(L、M、S)を持つ。ヒトへの主な疾患は腎症候性出血熱(HFRS)とリフトバレー熱(RVF)である。HFRSはハンタウイルスにより引き起こされ、主に腎障害を特徴とし、RVFは主に肝臓に影響し、家畜の流産や人間の出血熱を引き起こす。
4.2.5.2 フィロウイルスによる出血熱 マールブルグ熱とエボラ出血熱
フィロウイルス科にはエボラウイルス属とマールブルグウイルス属があり、人や霊長類に対して高度に病原性で伝染性があり、70〜80%の死亡率で重度の出血熱を引き起こす。ウイルスは糸状で長さ970nmまで達する。ゲノムは19,000ヌクレオチドの一本鎖マイナス鎖RNAで、7つのタンパク質をコードする。エボラウイルスにはザイール、スーダン、レストン、コートジボワールの4種が含まれ、レストン以外はヒトに重篤な疾患を引き起こす。2014年に西アフリカで大流行し、28,000人以上が感染、11,000人以上が死亡した。感染は患者との直接接触、血液や体液を介して伝播し、潜伏期間は3〜9日。初期症状はインフルエンザ様で、その後出血傾向、多臓器不全が進行する。特異的治療法はなく、現在ワクチンが開発中である。
4.2.5.3 フラビウイルスによる出血熱 デング熱
フラビウイルスはラテン語の「黄色」に由来し、関節痛、筋肉痛、発疹などを特徴とする疾患を引き起こす。デング熱は蚊媒介性の急性ウイルス感染症で、熱帯・亜熱帯地域に広く分布し、発熱、中毒症状、筋肉・関節の炎症、白血球減少症、リンパ節炎を特徴とする。デングウイルスはフラビウイルス科に属し、4つの血清型があり、蚊(主にネッタイシマカ)によって媒介される。感染は発熱、頭痛、筋肉痛、関節痛、発疹などの症状を引き起こし、重症型では出血性疾患(デング出血熱)や循環不全(デングショック症候群)を発症することがある。毎年5000万人以上が感染し、治療は対症療法が中心である。
4.2.5.4 アレナウイルスによる出血熱 ラッサ熱
ラッサ熱はアレナウイルス科のウイルスによって引き起こされる急性ウイルス性出血熱で、1969年にナイジェリアのラッサで最初に確認された。西アフリカ(ナイジェリア、シエラレオネ、リベリア、ギニアなど)が主な流行地域。ネズミなどの齧歯類が自然宿主で、ヒトには排泄物を通じて感染する。潜伏期間は3〜21日で、80%は無症状または軽症だが、重症例では発熱、咽頭痛、頭痛、筋肉痛、胸部痛、嘔吐、下痢、顔面浮腫、出血傾向、多臓器不全などが見られる。死亡率は1〜15%で、リバビリンが治療に効果的。毎年西アフリカでは30〜50万人が感染し、約5000人が死亡している。高い感染力と死亡率からカテゴリーAに分類されている。
4.3 カテゴリーBの生物学的因子とそれらが引き起こす疾患
4.3.1 リケッチア。発疹チフス
発疹チフス(typhus exanthematicus)は人間のみに影響を与える人間特有の疾患で、血管内皮の破壊的変化と全身性血栓性血管炎の発症を特徴とし、シラミによって媒介される。症状には発熱、中毒症状、発疹、チフス状態、神経系および心血管系の急性障害がある。中世から第一次世界大戦、ロシア内戦まで大流行を繰り返し、多くの死者を出した。現在は主に発展途上国のアジア、アフリカ、ラテンアメリカで症例が報告されている。原因菌はRickettsia prowazekiiで、コッホの三角形のように見える両極性染色を示す短い桿菌。シラミの糞を通じて人間に感染し、血管内皮細胞に増殖する。死亡率は未治療の場合50%だが、抗生物質治療によって1%に低下する。
リケッチア。Qリケッチア症
Qリケッチア症(Qリケッチア症、コクシエラ症、肺リケッチア症、オーストラリアQリケッチア症、デリック=バーネット病、屠殺場熱、バルカン・インフルエンザ、中央アジア熱、クイーンズランド熱、テルメズ熱、Q熱)は、リケッチア様で偏性細胞内寄生生物であるCoxiella burnetiiによって引き起こされる急性人獣共通感染症。1937年にE. Derrickによって発見され、突然の発症、全身中毒症状、発熱、肺の頻繁な障害を特徴とする。様々な動物(牛、羊、山羊、ヤギなど)が宿主となり、人間には乾燥した動物の排泄物や汚染された乳製品、肉などを通じて感染する。感染経路は主に空気感染だが、食品や接触感染も可能。潜伏期間は1〜3週間で、症状には高熱、頭痛、倦怠感、筋肉痛などがあり、肺炎や肝炎、心内膜炎などの合併症を起こすことがある。テトラサイクリン系抗生物質で治療可能。
4.3.2 バークホルデリア。類鼻疽と鼻疽
類鼻疽と鼻疽は重度の人獣共通感染症で、敗血症の症状を伴い、様々な臓器や組織に特異的肉芽腫と膿瘍を形成する。類鼻疽の原因菌はBurkholderia pseudomallei、鼻疽の原因菌はBurkholderia malleiで、両者はPseudomonadaceae科、Burkholderia属に属する。南アジア、熱帯地域で発生し、土壌、水、環境中に存在する。類鼻疽は土壌に生息する細菌によって引き起こされるのに対し、鼻疽は主に馬、ラバ、ロバなどの動物に感染する。ヒトへの感染は接触、エアロゾルまたは食品を介して発生し、症状は突然の発熱、悪寒、筋肉痛、頭痛、腹痛、下痢などを含む。治療は抗生物質(セファロスポリン、カルバペネム、テトラサイクリンなど)だが、類鼻疽は多剤耐性があり治療困難。両疾患とも生物兵器としての可能性があり、米国、英国、カナダ、ロシアの分類システムで高危険度に分類されている。
4.3.3 ブルセラ症
ブルセラ症は家畜から人間に伝播する人獣共通感染症で、多系統感染、アレルギー性疾患として特徴づけられ、慢性経過をとりやすい。原因菌はEnterobacteriaceae科のBrucella属に属し、B. melitensis、B. abortus、B. suis、B. canisの4種が人に病原性を持つ。世界中(特に畜産が盛んな地域)に分布し、155カ国で報告されている。感染源は牛、羊、豚、犬などの家畜で、汚染された乳製品、肉、皮革などから経口感染するほか、粘膜や損傷した皮膚からも侵入する。潜伏期間は1〜6週間で、発熱、関節痛、疲労、リンパ節腫脹などが特徴的症状。慢性化すると神経系、心臓、眼などの障害を引き起こす。治療には抗生物質の長期投与が必要。生物兵器としての可能性があり、エアロゾル散布によって多くの人々に感染させる可能性がある。
4.3.4 水と食品の安全を脅かす微生物
カテゴリーBに分類される微生物の中には、同時に多くの軍隊や民間人を無力化できる病原体がある。これらは主に食中毒型の症状を引き起こす。このグループにはコレラ菌、クリプトスポリジウム、サルモネラ菌、赤痢菌、リステリア菌、大腸菌O157:H7、A型肝炎ウイルス、ミクロスポリジア、トキソプラズマ、赤痢アメーバなどが含まれる。ロシアでは確認された急性腸管感染症の80〜85%は細菌性病原体によるもので、ウイルスと原生動物はそれぞれ5〜10%である。この割合は西欧諸国や米国の統計とは逆である。
4.3.4.1 コレラ
コレラはVibrio choleraeによって引き起こされる人間特有の急性感染症で、糞口感染によって伝播し、症状発現後数時間で致命的となりうる。コレラは古代から知られており、19世紀には世界的大流行を繰り返した。原因菌はVibrio cholerae血清群01、生物型コレラとエルトールで、コンマ状のグラム陰性桿菌。カテゴリーBに分類される。コレラの主な病原因子はコレラ毒素(コレラゲン)で、これが小腸上皮細胞からの塩素イオン、ナトリウム、水の分泌を急激に増加させ、大量の水様性下痢(「米のとぎ汁様」)を引き起こす。感染源は患者と保菌者で、水系感染が主。潜伏期間は12時間〜5日で、症状は水様性下痢、嘔吐、脱水など。治療は積極的な再水和療法が中心で、抗生物質も有効。2015年に世界で117万人以上の症例が報告され、1304人が死亡した。
4.3.5.2 大腸菌O157:H7感染症
大腸菌O157:H7による感染症は高病原性、低感染量で特徴づけられ、食中毒として現れ、多くの場合血性下痢を伴い、場合によっては腎不全(2〜7%)を引き起こす。1982年にミシガン州とオレゴン州で最初の発生が確認され、現在は米国、カナダ、英国、日本、オーストラリア、南アフリカ、ヨーロッパ、アルゼンチン、チリで登録されている。牛や羊が主な保菌動物で、汚染された牛肉製品(特にハンバーガー)、生乳、水、果物、野菜を通じて感染する。病原因子としてベロ毒素(志賀様毒素)Stx1とStx2、インチミンタンパク質、エンテロヘモリジンなどがある。症状は腹痛、下痢(血性のことが多い)、発熱で、重症例では溶血性尿毒症症候群(HUS)を発症し、腎不全や神経学的合併症を引き起こす。抗生物質治療は推奨されず、支持療法が中心。低感染量(数百個)で感染可能なため、生物兵器としての潜在的脅威がある。
4.3.5.3 サルモネラ症
サルモネラ症はEnterobacteriaceae科のSalmonella属の細菌によって引き起こされる急性腸管感染症で、主に消化管、特に小腸の障害、脱水、中毒症状を特徴とする。サルモネラ菌はグラム陰性、鞭毛を持つ桿菌で、腸内細菌科に属する。S. typhimurium、S. enteritidis、S. panama、S. infantis、S. newportなど多くの血清型があり、このうち最初の2つがヒト分離株の75%を占める。感染源は病気の人や保菌者、汚染された動物(家禽、犬、猫、豚、牛など)、水、食品。感染経路は主に経口感染(汚染された食品や水)。外部環境での生存力が強く、水中で最大5ヶ月、肉中で約6ヶ月、乳製品中で数週間〜1年間生存可能。症状は発熱、全身倦怠感、頭痛、悪心、嘔吐、腹痛、下痢など。治療には塩溶液の投与(脱水対策)、抗生物質などが用いられる。病院内株の多剤耐性が増加しており、これが破壊的目的での使用の可能性を高めている。
4.3.5.4 赤痢
赤痢は赤痢菌(Shigella)属の細菌によって引き起こされる感染性疾患の総称で、結腸遠位部の優位な障害を伴う急性感染症。1898年に日本の研究者K. Shigaが患者の排泄物から菌を分離し、細菌性赤痢の病原体として認められた。Shigella属は4種(S. dysenteriae、S. flexneri、S. boydii、S. sonnei)を含み、グラム陰性、無鞭毛(非運動性)の桿菌で、外部環境では水や土壌中で10〜15日間生存可能。感染源は患者と保菌者のみで、感染経路は糞口感染(水系、食品、接触)。細菌の主な病原因子は侵入性プラスミドで、これが腸上皮細胞への侵入と寄生を可能にする。潜伏期間は1〜7日で、症状は突然の発熱、腹痛、頻繁な下痢(粘液や血液を含む)など。治療にはニトロフラン系薬剤、キノロン系抗生物質などが用いられる。低感染用量(約200個)で感染するため、生物兵器としての可能性がある。
4.3.5.5 カンピロバクター症
カンピロバクター症はCampylobacter属の細菌による人獣共通感染症で、消化管の優位な障害を伴う中毒症状を特徴とする。1884年にT. Escherichによって初めて発見され、現在、急性腸管感染症の5〜15%(成人)、最大30%(特に1歳未満の子供)を占める。Campylobacter属には現在17種と6亜種があり、ヒトの病原体として最も重要なのはC. jejuni、C. coli、C. lardisなど。これらは微好気性のグラム陰性、運動性を持つ螺旋状または湾曲した桿菌。野生および家畜動物(特に豚、牛、鶏)が感染源で、食品経由(肉製品、生乳など)や接触で感染する。少量(500個未満)でも感染が成立する。潜伏期間は3〜5日(1〜10日)で、症状は下痢(しばしば血便)、腹痛、発熱、頭痛、吐き気・嘔吐など。合併症として関節炎やギラン・バレー症候群が発生することがある。治療は多くの場合不要だが、侵襲性の高い症例にはテトラサイクリン、キノロン系抗生物質が推奨される。
4.3.5.6 リステリア症
リステリア症はListeria monocytogenesによって引き起こされる人獣共通感染症で、病原体の多数の供給源、様々な感染経路と要因、多形態の臨床症状、高い死亡率を特徴とする。1940年にD. Listerにちなんで命名され、現在、世界中のすべての大陸、すべての国で同様に分布している。原因菌はListeria monocytogenesでCorynebacteriaceae科、Listeria属に属し、グラム陽性、運動性を持つ胞子非形成桿菌。自然界では土壌中に生息し、60種以上の動物(げっ歯類、鳥類など)から分離されている。人への感染経路は経口(汚染された肉製品、乳製品、野菜など)、接触、空気感染、経胎盤など。潜伏期間は1日〜数週間で、臨床像は多様(腺、胃腸炎、神経系、敗血症、無症候性など
【以下省略】
第V章 基本的な国際法文書とロシア連邦の国内法基盤(生物兵器の使用禁止と不拡散の分野において)
第V章では、生物兵器の使用禁止と不拡散に関する国際法及びロシア連邦の国内法制度について詳述されている。1925年のジュネーブ議定書が最初の多国間合意として紹介され、窒息性・毒性ガスと細菌学的手段の戦時使用を禁止した歴史的意義が説明されている。続いて1972年の生物兵器禁止条約(BTWC)が解説され、生物兵器の開発・生産・貯蔵の禁止と既存の生物兵器の廃棄を義務付ける内容が詳細に記述されている。国際的監視体制の不足が条約の主な欠点として指摘されている。さらに、ロシア連邦における条約実施のための国内法制度とその実施状況についても詳しく説明されている。
5.1 窒息性・毒性ガスおよび細菌学的手段の戦時使用禁止に関する議定書(1925年ジュネーブ議定書)
1925年のジュネーブ議定書は、第一次世界大戦後の国際社会が化学・生物兵器の使用を禁止するために採択した最初の多国間条約である。37カ国の代表によって署名され、現在は138カ国が参加している。この議定書は窒息性・毒性ガスと細菌学的手段の戦時使用を禁止しているが、その開発・所有・備蓄は禁止していないという限界がある。多くの国が留保を付けており、非加盟国に対してや報復措置としての使用は制限されないとの解釈が広がった。しかし、その歴史的意義は大きく、生物兵器の使用に対する国際的な法的障壁を設けた最初の文書として重要である。
5.2 細菌(生物)・毒素兵器の開発・生産・貯蔵の禁止および廃棄に関する条約(1972年)
1972年に採択され1975年に発効した生物兵器禁止条約(BTWC)は、生物兵器の開発・生産・貯蔵を禁止し、既存の生物兵器の廃棄を義務付けている。英国、米国、ロシア連邦が寄託国となっている。条約は各国に対し、いかなる状況でも微生物学的・生物学的製剤や毒素を平和目的以外で開発・生産・貯蔵しないこと、および兵器・装置・運搬手段を廃棄することを義務付けている。しかし、条約には検証メカニズムがなく、違反を監視する国際機関も設立されていないという重大な欠陥がある。5年ごとに再検討会議が開催され、実施状況の評価や信頼醸成措置の強化が図られている。
5.3 ロシア連邦の国内法基盤(生物兵器禁止条約の実施を確保するもの)
ロシア連邦は生物兵器禁止条約の実施を確保するため、一連の国内法令を制定している。これには2020年までのロシア連邦国家安全保障戦略や、2001年の大統領令第1004号(病原体、遺伝子組換え微生物、毒素、設備・技術の輸出管理リストの承認)などが含まれる。また、ロシアの輸出管理制度、刑法による罰則規定(第188条、第189条)、行政違反法典(第14条、第20条)なども整備されている。生物関連デュアルユース製品の輸出管理には連邦執行機関、省庁、当局が参加し、国家利益とのバランスを確保している。違反に対しては組織や個人に対する刑事、行政、民事責任が規定されている。
第VI章 事故またはバイオテロ攻撃による生物学的物質の拡散に関連する緊急事態の調査
第VI章では、生物兵器の使用方法、特徴、検出方法、およびそれに対する疫学的対応措置について詳述されている。生物兵器はエアロゾル、媒介生物、破壊工作など様々な方法で使用される可能性があり、その特性として少量で効果的、自然拡散可能、隠密性、遅延効果などが挙げられている。生物兵器使用の兆候としては、エアロゾルの噴霧痕、不自然な爆発音、特殊な弾薬の残骸、粉末状物質の沈着などが示されている。疫学的監視、分析、診断の手法や国際的な監視体制についても詳細に解説され、世界保健機関(WHO)の国際保健規則(IHR)の重要性が強調されている。また、生物兵器の使用可能性を評価するための基準・格付けシステムについても言及されている。
6.1 生物学的物質の使用方法
生物兵器は、エアロゾル散布、媒介生物による伝播、破壊工作など様々な方法で使用される可能性がある。生物兵器の主な特徴として、少量での効果、自然拡散能力、隠密性、遅延効果、各種施設への浸透能力、安定性、高い効率性、診断の困難さ、心理的影響、物的資産の保存、低コスト生産などが挙げられる。エアロゾル散布は、大面積の汚染が可能で空気中の病原体が吸入されやすいため、最も効果的な使用方法と考えられている。生物兵器による被害の特徴として、感染症の突然の発生、季節外れの流行、重篤な症状、予防接種を受けた人々の罹患、混合感染の可能性、原因特定の困難さなどがある。
6.2 生物兵器使用の兆候
生物兵器使用の兆候には直接的なものと間接的なものがある。間接的(外部的)兆候としては、航空機・ミサイル・気球の後に残る霧状の雲、通常とは異なる爆発音、地表付近の細菌エアロゾル雲の形成、液滴や粉末状物質の沈着、生物兵器弾薬の特徴的な構造や標識、不自然な昆虫やダニの集中、人間や動物の大量発生疾病などが挙げられる。生物兵器使用の確認は、空気、水、土壌、食品などのサンプル採取と専門機関での検査によって行われる。生物兵器による汚染地域は「生物学的汚染区域」となり、そこに居住する人々は潜在的に感染したとみなされる。一次被害は初期エアロゾルの吸入による感染者、二次被害は二次エアロゾル、汚染食品・水の摂取、感染物質との接触による感染者である。
6.3 生物学的物質の拡散に関連する緊急事態における疫学的措置の重要性
生物兵器使用の緊急事態において、疫学的監視と対応は極めて重要である。疫学的監視は、感染症の発生状況を継続的に評価し、早期警告と迅速な対応を可能にするシステムである。緊急時の疫学的監視には、現場での観察、サンプル収集、データ分析、情報共有、対策の策定と実施が含まれる。疫学的分析では発生パターン、時間的・空間的分布、患者特性、感染源・伝播経路の特定などを行う。疫学的診断は、特定地域・集団における疫学状況の分析と評価に基づく専門家の結論であり、防疫対策の基礎となる。国際的な監視体制としては、WHOの国際保健規則(IHR)が重要な役割を果たし、加盟国に対して公衆衛生上の緊急事態の報告と対応を義務付けている。
6.4 生物学的物質使用の可能性評価のための基準・格付けシステム
生物兵器として使用される可能性のある微生物を評価するための基準・格付けシステムが1990年代初頭に開発された。この評価方法では、人間の感受性、感染量、感染経路、伝染性、環境安定性、障害の重症度、培養・大量生産の可能性、予防・治療・診断手段の有無、隠密使用の可能性、遺伝子改変の可能性などの基準を5段階で評価する。評価結果に基づき、生物剤は使用可能性の高いグループ(第1群)、使用可能性のあるグループ(第2群)、使用可能性の低いグループ(第3群)に分類される。第1群には天然痘、ペスト、炭疽、ボツリヌス毒素などが含まれ、特に伝染性の高い病原体(天然痘、ペスト)は大規模な流行を引き起こす可能性があるため最も危険とされる。
第VII章 生物兵器の検出、診断およびバイオモニタリングの手段
第VII章では、生物兵器の検出、診断、監視のための方法と技術について詳細に解説されている。伝統的な非特異的・特異的検出方法から、最新の分子生物学的手法、免疫学的検査法、バイオセンサー技術まで幅広く取り上げられている。非特異的検出は生物剤使用の事実を確認するもので、目視観察や自動警報装置を用いる。特異的検出は使用された生物剤の種類を特定するもので、蛍光抗体法、間接赤血球凝集反応、PCR法、イムノアッセイなどが用いられる。現代的手法としては、リアルタイムPCR、マルチプレックスPCR、イムノクロマト法、バイオセンサーなどが開発されている。さらに、将来的な検出技術の開発方向性や生物兵器に対する予防法の改良についても言及されている。
7.1 生物兵器の伝統的な特異的・非特異的検出方法
生物兵器の検出には非特異的検出と特異的検出の2つのアプローチがある。非特異的検出は生物剤使用の事実を確認するもので、目視観察や自動生物剤警報装置(ASP)を使用する。特異的検出は使用された生物剤の種類を特定するもので、環境サンプルの収集、輸送、検査の3段階で行われる。検査には蛍光抗体法(MFA)、間接赤血球凝集反応(RNGA)、PCR法、ELISAなどが用いられる。特異的検出では、まず危険度の高い病原体(ペスト、炭疽菌、天然痘、出血熱ウイルス、ボツリヌス毒素など)を優先的に検査し、次にツラレミア、ブルセラ症、鼻疽、髄膜炎など二次的な病原体の検査を行う。検査は時間との競争であり、予備的回答は6時間以内、最終回答は病原体によって48~72時間以内に提供されるべきである。
7.2 生物兵器検出の最新方法
生物兵器の現代的検出法には、生化学的、免疫学的、核酸ベースの技術がある。米国での2001年のバイオテロ事件以降、迅速で高感度な検出方法の開発が加速した。生化学的検出法にはBioMe’rieux API、MIDI Incなどのシステムがあり、微生物の生化学的特性に基づいて特定する。生物発光検出法はATP活性に基づき、細菌汚染のスクリーニングに使用される。免疫学的検出法はLuminex xMAP、BV M-Series、Smiths Detection Biodetectorなどの技術を含み、抗原-抗体反応を利用して病原体を特定する。核酸ベースの検出法には、リアルタイムPCR、マルチプレックスPCRなどがあり、GeneXpert、Roche Diagnostic、Applied Biosystems、Bioseeq Smiths Detectionなどのシステムが開発されている。バイオセンサー技術は生物学的認識要素と物理的変換器を統合し、電気化学的、光学的、重量計測的、熱的シグナルを生成する。
7.3 生物兵器検出の先進的方法と主な開発方向
生物兵器検出の将来的な方向性としては、マルチプレックス分子遺伝学的アプローチや非伝統的な指標による検出法の開発が進められている。C反応性タンパク質(CRP)などの免疫指標を利用したアプローチや、クラスター特異的PCR増幅と電子スプレーイオン化/質量分析(PCR/ESI-MS)を組み合わせた技術が開発されている。TIGER、Ibis T5000、Abbott PLEX-IDなどのプラットフォームを用いて、10種類の細菌と4種類のウイルスクラスターを同時に検出できるシステムが実用化されている。電子顕微鏡とX線分析を組み合わせた細菌内胞子の迅速検出や、蛍光スペクトルの違いを利用した「Standoff検出」も開発されている。特定の病原体に対しては、免疫磁気分離とパイロシークエンシングを組み合わせた手法(Y. pestisの場合)や、MALDI-TOF-TOF質量分析法を用いたタンパク毒素の検出法が開発されている。
7.4 新しい予防手段の開発と既存手段の改良
生物兵器への予防対策は主に免疫予防法に基づいており、能動的免疫予防(ワクチン、トキソイド)と受動的免疫予防(免疫グロブリン、抗血清)に分けられる。現在の課題は、副反応の高さ、免疫効果の不十分さ、一部の病原体に対するワクチンの欠如である。新しいワクチン開発の方向性としては、DNAプラスミド、ウイルス様粒子、ナノ粒子を用いたアプローチがある。ロシアでは、有効性が高く副反応の少ない組換え生ペストワクチン(EV ΔlpxM)や、炭疽-ツラレミア複合ワクチンなどが開発されている。海外では遺伝子組換えワクチン株の開発や、アジュバント添加、カプセル化、プロテオソーム技術などが進められている。受動免疫予防法としては、モノクローナル抗体製剤の開発が進んでおり、炭疽、ペスト、天然痘、ツラレミア、ウイルス性出血熱などに対する抗体製剤が研究されている。
はじめに
戦争はどのような形であれ非人道的なものであるが、生物兵器による戦争の可能性を考えると、私たちは恐ろしくなる。世界の何百万人もの住民を殺戮できる未知の目に見えない微生物への恐怖から、生物兵器(BW)やその他の大量破壊兵器(WMD)の禁止を支持する声は年々高まっている。
しかし、ここ数十年の世界の発展により、化学兵器や細菌兵器の脅威はますます現実味を帯びてきている。20世紀末の冷戦の終結は、政治的・経済的激変、中東における宗教的原理主義の台頭、そして国際テロリズム問題の深刻化という局面を迎えた。
今日、世界の人々は、将来の戦争の性質や武器が変化していることに不安を感じている。今日の世界では、ほとんどの国が化学・生物学的製剤を製造・保有することが可能であり、その製造には通常兵器の取得や製造に必要な巨額の財政支出は必要ない。
ここ数十年、世界のさまざまな地域での軍事紛争は、細菌兵器の脅威によって特徴づけられてきた。この脅威に対する警鐘は、それ自体が恐ろしい影響力を持つ武器であり、生物学的安全保障と住民保護のシステム、効果的な徴候、予防、治療手段を構築するために、社会が莫大な物質的・技術的資源を費やすことを必要とするからである。
このモノグラフの目的のひとつは、科学者、生物学者、さまざまな専門分野の医師たちに、過去の戦争や軍事衝突の教訓を伝え、生物学的安全保障に関する現代の国際的ドクトリンが、人命という高い代償を払って得た知識の上に成り立っていることを示すことである。
生物製剤を軍事目的に使用しようとする試みは、長い歴史を持っている。しかし、ある時期まで、ロシア連邦の市民は生物学的戦争の恐怖について考えることはなかった。私たちは、強力な軍隊と大量破壊兵器の製造、配備、使用の禁止に関する国際条約に基づき、バイオセキュリティを国の全体的な安全保障の概念の不可欠な部分とみなしていた。そして、大祖国戦争におけるわが民族、ロシアの精神、兵器の英雄的勝利の記憶は、70年以上経った今日でもなお強く残っている。
しかし、この数十年の間に、細菌学的薬剤を使用した戦争の手段と戦術は変化し、そのリストは、現代の微生物学や分子・遺伝子工学バイオテクノロジーの発展により、絶えず拡大している。生物兵器の利用可能性が高まり、その使用が現実の脅威となっている今日、国の科学者や医師は、可能性のある生物製剤の使用から国民を守るために、これまで以上の備えが必要となっている。
遺伝子操作されたバイオテクノロジー分野の成果を軍事目的に使用する脅威は、特定された重要な遺伝的形質に従って、あらゆる人間集団を組織的かつ選択的に破壊することができる現代の生物学的大量破壊兵器(遺伝子兵器または民族兵器)の危険性の程度を再評価させるものである。
遺伝子兵器の主な手段である殺人遺伝子の作用と遅延効果の隠蔽は、既知または未知の感染症の流行として使用されることを偽装している。ヒトゲノムの解読研究の成功、動物のクローン実験、遺伝子組み換え生物(GMO)を含む食品、食品添加物、染料の出現は、別の見方を形成している。このような遺伝学の日常生活への積極的な導入は、思わず「細菌戦争の始まりではないか」という考えを思い起こさせる。
この脅威が現実のものであることは、2012年12月にウクライナ(ケルソン)に、米国国防総省の費用で建設され、生物兵器の製造に使用可能な生物学的物質を蓄積・保管するための、特に危険な感染症研究所が開設されたという最近の報道が証明している。
さらに、ハリコフ地方(メレファ)には、同じく米国防総省の資金で建設された、危険性の高い生物製剤や病原体を研究・保管するための保管庫が完成間近である。
グルジア政府は2011年、トビリシ近郊に同様の細菌学研究所を建設することを米国に許可した。この研究所は長年にわたって、生物学的に高度に隔離された研究センターとなり、米国陸軍研究所の支部となった。
このような状況下で、ロシア外務省がロシア国境付近での米国防省の生物学的活動に深刻な懸念を表明した声明は、非常に理にかなったタイムリーなものであった。
欧州連合(EU)諸国における対外的・対内的テロリズムの激化を考慮すれば、このモノグラフの重要性は著しく高まるが、その主な脅威は細菌兵器と化学兵器である。近年、テロ攻撃の頻度が高まっている(2014年コペンハーゲン、2015年および2016年ブリュッセル、2015年パリ、2017年ロンドンなど)ことを背景に、テロリストの手に渡れば全人類にとって致命的な武器となりかねない生物製剤の生産と保管に対する管理の有効性という問題に、国家、国際機関、公的機関の関心が高まっている。
したがって、このモノグラフのもう一つの主な目的・目標は、生物戦争の脅威や、軍事・テロ目的での細菌兵器の使用の可能性、さらには人為的な災害や事故による危険な感染症の蔓延に関連して、社会のバイオセーフティに関する問題や課題の現状を明らかにすることである。
そして、この著作の出版の結果、ロシア社会におけるあらゆる種類の生物兵器の使用と拡散に対する積極的な反対者の数が増加し、生物学的病原体の効果的な表示手段の創造、生物学的病原体によって引き起こされる感染症の予防と診断のための科学的方向性の発展が優先されるようになれば、著者らはその任務を果たしたと考えるであろう。
頭字語および略語
- ABW – 先進生物兵器
- AGGE – 政府専門家アドホック・グループ
- AW – 音響兵器
- BA – 生物製剤
- BF – 生物製剤
- BMD – 弾道ミサイル防衛
- BoNT/A – ボツリヌス毒素血清型A
- BoNT – ボツリヌス毒素
- BW – 生物兵器
- BWPP – 生物兵器防止プロジェクト
- CA – 化学剤
- CBD – 化学・生物兵器防衛
- CBM – 信頼醸成措置
- CBTW – 生物兵器および毒素兵器の禁止に関する条約 CBW – 化学兵器および生物兵器
- CCW – 化学兵器禁止条約(CWC – 化学兵器禁止条約ともいう)
- CFR – 補体固定反応
- CTBT – 包括的核実験禁止条約
- CWA – 化学兵器剤
- CW – 化学兵器
- DA – ダルトン
- DNA – デオキシリボ核酸
- DPR – 拡散沈殿反応
- ELISA – 酵素結合免疫吸着測定法
- EU – 欧州連合
- GI tract – 消化管
- GMOs – 遺伝子組み換え生物
- HFRS – 腎症候群を伴う出血熱
- IAEA – 国際原子力機関
- IHR – 国際保健規則
- ISIL – イラク・レバントのイスラム国
- LD50 – 致死量の中央値
- LW – レーザー兵器
- MIC – 軍産複合体
- MM – (マス)メディア
- NBC兵器 – 核・生物・化学兵器 NIH – 国立衛生研究所
- NPT – 核兵器不拡散条約
- NR – 中和反応
- NSABB – 米国政府生物防衛諮問委員会 NSG – 核供給国グループ
- NW – 核兵器
- OPCW – 化学兵器禁止機関
- OSCE – 欧州安全保障協力機構
- PCR – ポリメラーゼ連鎖反応
- PHAg – 抗原中和反応
- PHAt – 抗体中和反応
- PSI – 核拡散安全保障イニシアティブ
- RCB – 放射性、化学、生物学的
- RNA – リボ核酸
- RPHIA – 受動的血球凝集阻害反応
- RPHA – 受動的凝集反応
- RTGA – 血球凝集阻害反応
- RW – 放射線戦
- SEB – エンテロトキシンB型
- SNF – 戦略核戦力
- SOA – 戦略的攻撃兵器
- SPV – 天然痘ウイルス
- SST – 集団安全保障条約
- STTS – ブドウ球菌性毒性ショック症候群
- UNEP – 国連環境計画
- 国連 – 国際連合
- WFP – 世界食糧計画
- WHO – 世界保健機関
- WMD – 大量破壊兵器
- WTO – 世界貿易機関
第1章 大量破壊兵器
…地球上の生命は、突然の地球温暖化、核戦争、遺伝子組み換えウイルス、あるいは我々がまだ考えてもいないが、将来現れるかもしれないその他の危険といった災難によって、消滅の脅威にますますさらされている」
スティーブン・ウィリアム・ホーキング(イギリスの理論物理学者であり、科学の普及者)
章のまとめ
この文書は大量破壊兵器(WMD)に関する包括的な概説である。
歴史的背景として、20世紀に科学技術の発展により前例のない大量破壊兵器が開発された。第一次世界大戦で化学兵器が初めて大規模に使用され、第二次世界大戦で核兵器が使用された。その後の冷戦期に核軍拡競争が加速した。
大量破壊兵器は主に3種類に分類される:
核兵器
- 核分裂・核融合反応のエネルギーを利用する最も破壊力の大きい兵器である。
- 爆発効果、放射線被曝、電磁パルスなどの複合的な破壊要因を持つ。
- 現在、米国、ロシア、英国、フランス、中国が合法的な核保有国である。
- イスラエル、インド、パキスタン、北朝鮮も核兵器を保有している。
化学兵器
- 毒性物質による生理的な影響で殺傷効果を発揮する。
- 製造が比較的容易で低コストである。
- 第一次世界大戦以降、多くの軍事紛争で使用された。
- 化学兵器禁止条約により製造・保有が禁止されているが、テロ組織による使用の脅威が存在する。
生物毒素兵器
- 自然界の毒素や生物由来の毒性物質を利用する。
- 化学兵器と生物兵器の中間的な性質を持つ。
- ボツリヌス毒素やリシンなどが代表的である。
さらに、将来の大量破壊兵器として以下が挙げられている:
- レーザー兵器や電磁パルス兵器などのビーム兵器
- 音波兵器
- 気象兵器や地震兵器などの地球物理兵器
- ナノテクノロジーを利用した新型兵器
- ホルモン兵器や生体調節物質を利用した生化学兵器
これらの新型兵器の多くは、民生技術との境界が曖昧な両用技術に基づいており、開発・使用の規制が困難である。また、テロ組織による取得・使用の危険性も指摘されている。
著者は、大量破壊兵器の開発競争を抑制し、既存の備蓄を削減するための国際的な法的枠組みの強化が必要だと主張している。また、新型兵器の開発と使用に対する効果的な国際管理メカニズムの確立を訴えている。
人類の歴史は多くの戦争を知っている。いつの時代も、地球上のさまざまな場所で、ある目的を達成するために、最新の科学技術の成果に基づいて作られたさまざまな種類の兵器を装備した軍隊が暴力的に使用されてきた。20世紀は、前例のない科学技術革命と偉大な科学的発見だけでなく、数千万人の犠牲者を出した最も血なまぐさい戦争によって、人類の歴史に刻まれた。
前世紀の急速な技術開発は、軍事衝突の原動力として、死の兵器や敵の生命力を打ち負かす(破壊する)手段の改良と密接に関係していた。こうして第一次世界大戦では、戦争手段の進化が質的に飛躍した。飛行機、潜水艦、魚雷とともに、マスタードガスが初めて使用された。化学兵器は、やがて核兵器や生物兵器と並んで、非人道的、非人道的というレッテルを貼られることになる。
ソ連と社会主義圏の崩壊後、「普遍的平和」の到来という楽観的な専門家の予測があった。しかし、その後の数年間は、国家間の不均等な発展過程に伴う社会経済的矛盾の深化と、世界的な対立の激化によって特徴づけられた。中東、北アフリカ、ヨーロッパでは、過激なナショナリズム、宗教的狂信主義、無秩序な移住に伴う軍事化と紛争が顕著になり、軍事的な不安定要因が温床となった。
軍事目的で初めて有毒物質が使用されてから100年以上が経過した今日でさえ、新しいタイプの人類破壊兵器とその運搬手段の拡散、さらにそれらが「非体系」国家や「非体系」国家、あるいは「非体系」国家の手に渡る可能性が高まっている。
「新たな破壊兵器とその運搬手段の拡散、およびそれらが非体系国家や国家に支配されたテロリスト集団の手に渡る可能性の増大は、依然として世界共同体のグローバルな安全保障に対する重大な脅威である。宗教的ファナティシズムを孕んだテロリストの非常に攻撃的なイデオロギーは、「異教徒」の破壊または完全な征服という目標を宣言し、それを達成するために、大量破壊兵器を含むあらゆる兵器の使用を容認するだけでなく、奨励もしている。
このように、第一次世界大戦の戦場での毒ガスの使用は、軍事史の新しい時代の出発点であった。20世紀には、大量破壊兵器(WMD)として今日私たちに知られている、新しいハイテク人間破壊手段の助けを借りて戦争を行う他の方法が出現したのである。
1.1 大量破壊兵器:定義、種類、特徴
大量破壊兵器(WMD、類似語-大量破壊兵器) – 大量破壊兵器とは、極めて高い破壊力を持ち、比較的広い地域や領域に大量の死傷者や破壊をもたらす兵器のことである。この種の兵器には、核兵器、化学兵器、生物兵器のほか、同等の特性や運搬手段を持つその他の兵器も含まれる[6, 9, 44, 46]。
現代の辞書では、「WMD」という略語は、大規模な破壊の可能性と、特に民間人に対する結果の無差別性という2つの重要な特徴を共有する様々なタイプの兵器を特徴付けるために使用されている。
核兵器、化学兵器、生物兵器である(図11)。さらに現代のアナリストは、このカテゴリーに新型・新興型の大量破壊兵器を含めている(図11)。これらすべてのタイプの大量破壊兵器は、重要な特徴を共有しているにもかかわらず、特性、有効性、効果において重大かつ非常に重要な相違点を持っている。
図11. 伝統的大量破壊兵器(WMD)と先進的大量破壊兵器(WMD)
世界的な経済危機が進行し、厳しい社会経済状況の中で生き残るための問題が深刻化する中、世界共同体の努力は、「熱い」大戦争や大規模な武力紛争を防ぐことに再び向けられている。現代世界では、核兵器、化学兵器、生物兵器の備蓄が蓄積されていることから、戦争予防の問題の解決は、全人類の生存につながるものである。
1.1.1 核兵器(NWs)
核兵器は大量破壊兵器の主要な種類の一つであり、その破壊効果は核分裂と核融合反応によって放出されるエネルギーに基づいている。すべての種類の大量破壊兵器と同様に、核兵器は、広大な領土における人々の大量破壊、設備の破壊と無力化、軍事施設、居住施設、その他の施設の破壊を目的としている。核兵器の運搬手段は、大砲システム、陸上・海上弾道ミサイル、巡航ミサイル、爆弾、航空機である[1, 5, 18, 48]。
過去数十年の間に、核兵器は恐ろしい結末と比類なき破壊力を持つものとして一般市民の意識に認識されるようになった。実際、大規模な核攻撃は、数時間以内に数十億の人々を破滅させることができる。人口密度の高い都市に投下された一発の熱核爆弾は、一瞬のうちに数百万人を消し去り、放射性被曝の致命的な影響によって、同じ数の人々が時間をかけて死んでいくだろう。
NBCでは、通常の爆弾と同様、爆発によって短時間に大量のエネルギーが放出される。しかし、通常の爆発物では、原子が再配列され、新しい分子が形成される化学反応によって爆発が起こるのに対し、核兵器では、原子を分裂させるか(核分裂)、融合させて新しい原子を形成するか(熱核爆弾の生成に使われる原理)、原子そのものを変化させることによって爆発が起こる。この場合、核反応の結果として放出されるエネルギー量は何桁も大きい。これは、アインシュタインの有名な公式:E = mc2 [47, 49]によって決定される。
核兵器の衝撃効果は、弾薬の威力、爆発の種類、核荷電の種類によって異なる。核爆発の主な影響要因は、空気衝撃波、光(熱)放射線、伝染放射線、放射能汚染、電磁パルスである。
衝撃波(爆発エネルギーの40~60%)は、数千kg/cm2に相当する莫大なエネルギーの急激な放出によって形成され、これはほとんどの地球上の物体を破壊するのに必要な圧力の何倍も高い[21, 26]。
光(熱)放射(爆発エネルギーの30~50%)は、核爆発における膨大な量の熱と光の放出に関連している。熱放射は非常に強烈で、爆発の震源にあるほとんどすべての物質が蒸発する。火球は急速に膨張し、酸素を燃焼させ、あらゆるものを焼き尽くす。核爆発による光放射は、数キロ離れたところから見ることができる。その範囲は爆発の威力と大気の気象条件によって異なるが、一般に非常に強いため、可燃物を発火させ、爆心地周辺の数キロメートルの距離の人々を失明させることがある[26, 53]。
伝染放射線(爆発エネルギーの5%)は、アルファ線、ベータ線、ガンマ線、中性子の4種類の放射線によるものである。ガンマ線と中性子線が最も危険で、その比率は爆発の威力と種類に依存する。これらの放射線はいずれも固体物質を容易に伝染し、その過程で原子の電離を引き起こす。体内では、細胞や臓器の生命活動のプロセスを混乱させ、放射線症につながる[21, 26]。
ベータ粒子は数メートル、アルファ粒子は数センチと、飛程がはるかに短いため、一般に危険性は低い。アルファ粒子は人体の皮膚を伝染しない。しかし、(水や食物とともに、あるいは損傷した皮膚や呼吸器官を通して)摂取した場合、その高い電離パワーと活性酸素種の形成により、放射線症や生体の重篤な中毒を引き起こす可能性がある。[26]。
ベータ粒子の伝染力は、アルファ線よりも桁違いに大きい。表面密度が約1g/cm2の物質の層(例えば、数ミリのアルミニウムや数メートルの空気)は、エネルギーが約1MeVのベータ粒子をほぼ完全に吸収する。かなりの線量の外部ベータ線は、皮膚に放射線熱傷を引き起こし、放射線症につながる可能性がある。さらに危険なのは、体内に侵入したベータ線活性核種による内部被ばくである。[21]。
放射能汚染(爆発エネルギーの5~10%)は、核爆発のキノコ雲を形成する地上の物体から放射性降下物の上方および下方への流れが拡散するために発生する。放射性降下物の広がりは、地形と気象条件、特に風向と風速に左右される。放射性降下物は、爆発現場から数百キロ離れた地域に拡散し、汚染する可能性がある。このように、放射性降下物に接触する地域は直接放射線よりもはるかに広くなり、方向も予測できないため、放射能汚染は核爆発の最も陰湿な影響要因である。放射能汚染の除去は、非常に高価で危険な作業である。現在のところ、科学は、放射性同位元素の中和方法を、ある一定期間(数千年に及ぶこともある)後に自然崩壊が起こるまで知らない[21, 26]。
核爆発によって発生する電磁パルス(エネルギーの20~30%)は、直接的に健康に害を与えることはないが、その数キロメートルの経路上にあるすべての電気・電子機器(医療機器や装置を含む)を短時間で無力化することができる[26] 核兵器はあらゆる大量破壊兵器の中で最も破壊力があるが、テロリスト集団は十分なプルトニウムや高濃縮ウランを持たないため、その製造は非常に困難である。
数多くの科学的研究が、核戦争が人類にとって破壊的であることを説得力を持って証明してきた。核兵器の軍事利用は1945年に始まった。アメリカはまずアラモゴード砂漠(ニューメキシコ州)で実験を行い、第二次世界大戦の最終段階で、日本の広島と長崎に軍事的に不当な原爆投下を行った。広島と長崎に投下され、40万人以上が死亡した[19, 26]。核兵器の出現は、戦争と平和に関する人類の従来の考え方を大きく変えた。それは、1945年10月に当時のアメリカ大統領G.トルーマンが発表した声明に示されている: 「原子エネルギーの解放は、古い考え方の枠内で考えるにはあまりに革命的な新しい力を象徴している。」というものであった[quoted in: 53, p. 88]。
直後のアメリカにおける原子戦争計画の開発には、さまざまなコードネーム(「ピンチャー」、「ブロイラー」、「シズル」、「トロイの木馬」など)があったが、そのすべてがソ連に向けられたものであることに疑いの余地はなかった。このような状況下で、ソ連の科学者たちはこのような兵器を可能な限り短期間で作成し、1949年に実験を行った。これにより核対決が始まり、根本的に新しい核兵器の出現は、軍事技術の理論と実践に大きな変化をもたらした[26]。
核兵器の前代未聞の破壊力と、民間人を保護する方法の実際の欠如は、地球上での全面的な核戦争が全人類の存続を脅かすものになるという一般市民の確信を形成する一因となり、また、軍事目的での原子の使用の完全な禁止を求める活発な国際運動の誕生に弾みをつけた。
1950年代から公式に宣言されている普遍的核軍縮に対する人々の熱望にもかかわらず、核兵器の備蓄削減は遅々として進んでいない。さらに、新たな国家が核戦力を獲得しつつあり、その結果、核戦争の脅威は増大している。現在、より高度で殺傷力の高い兵器システムが開発されていることを考えれば、地球の生物圏や気候に壊滅的な変化をもたらすなど、より壊滅的で破壊的な結果をもたらすだろう。
核兵器不拡散条約は1968年に調印され、1970年に発効した。この条約は、すべての核兵器国を合法国(核兵器の保有を承認された合法的な保有国)と非合法国(条約採択後に非合法国となった国)に公式に分割するものである。この文書によって初めて、核兵器はその甚大な殺傷力と無差別破壊の性質から、正当な戦争手段ではないことが宣言された。特にNPT第6条は、厳格な国際管理の下で、効果的な核軍縮措置について誠実に交渉することを求めている[2, 12, 17]。
2015年2月のパレスチナのNPT加盟により、この条約は世界最大の軍備管理協定(191カ国)となった。2016年現在、NPTからの脱退を表明しているのは1カ国(朝鮮民主主義人民共和国)のみであり、4つの国連加盟国(イスラエル、インド、パキスタン、南スーダン)が未署名である。
2015年のNPT再検討会議が結論に至らず(最終文書を採択することなく)終了したにもかかわらず、核不拡散に関する最も重要な国際法体系の基礎となったこの条約は、国際的な核不拡散体制の礎石であり続けている。現在、この条約は、核軍縮と原子力の平和利用の課題を前進させることが可能な唯一の形式である[7]。
現在、大量の核兵器を保有する合法的な核兵器国は、米国、ロシア連邦、フランス、英国、中国である。さらに、イスラエル、パキスタン、インド、朝鮮民主主義人民共和国など、核兵器を保有しながらもNPTに核保有国として認められていない国もある(図12)[28]。
図12. 世界の核保有国の地図。核兵器不拡散条約(NPT)によれば、核兵器国とは、1967年1月1日以前に核実験を行った国である。 1967年1月1日以前に核実験を行った国である。[28]
公式に核兵器を保有している国に加え、多くのヨーロッパ諸国が、核爆弾や、米国が自国領土に配備した大砲システムや短距離ミサイル用の弾薬を保有している。そのためタス通信によると、2016年にはドイツ、イタリア、ベルギー、オランダ、トルコがそのような国であった。これらの国はすべて核兵器の使用計画に関与しており、その軍人や航空隊は核攻撃訓練に参加している[29, 32]。
世界の戦略核備蓄量を正確に推定することはほとんど不可能である。しかし、ストックホルム国際平和研究所によれば、過去10年間で減少している。とはいえ、核兵器を保有するすべての国が、核兵器の維持と近代化を続けており、核兵器が自国の安全保障において重要な役割を果たしていると主張している。
特に、条約締約国による最近の再検討会議では、「闇」核市場の出現など、核不拡散体制に対する最近の新たな挑戦はすべて、主にNPTに基づいて対処することが可能であり、また対処すべきであると述べられた。ロシアは、この分野における緊密な国際協力の用意があることを表明した。
冷戦時代、アメリカがヨーロッパに戦術核兵器を配備した際には、ソ連や地元住民、国際平和主義組織による抗議があった。今日、このような配備の危険性は、たとえば2015年からドイツのビュッヘル空軍基地に配備されている新型爆弾B61-12型の登場と関連している。この改良型は命中精度を向上させた誘導システムを持つ初の核爆弾で、2020年に連続生産が開始される予定だ。IMEMO RASの国際安全保障センター長であるA.G.アルバトフによれば、この種の近代化爆弾の命中精度の向上と可変収量は、NATO指導部が限定核戦争を決断する可能性を高める可能性があるという(6,32,34)。
2015年から2016年にかけてヨーロッパ連邦とトルコで多数のテロ攻撃が発生した後、国際的な核専門家たちは、この地域に戦術核兵器を維持することの便宜性を深刻に懸念している。懸念の原因は、国際テロの脅威の増大と、安全保障上の要件の不履行である[24, 30]。
現段階のテロリズムは、最高の技術水準で装備された訓練された部隊の存在によって特徴づけられる。テロリストは、最新の科学技術の成果を犯罪目的に利用しようとしている。特に危険なのは、核兵器、化学兵器、生物兵器といった大量破壊兵器を使用したテロである。
さらに、米国の戦術核兵器がヨーロッパとトルコに配備されていることは、NPT違反であり、NPTは第6条を通じて戦略核戦力(SNF)の軍縮、制限、削減の問題と結びついている。この問題に関する交渉と具体的な措置は、実質的に条約締結以来、世界の核超大国であるアメリカとソ連の間で常に議論されてきた(5, 32)。核制限・軍縮プロセスを技術的に支えているのは、原子力の平和利用の分野における国際協力のための世界的な政府間組織である国際原子力機関(IAEA)で、1957年に設立され、条約の履行を監視している(6, 44, 48)。
核軍縮のプロセスは、冷戦終結後の1990年代にピークに達し、アメリカとソ連という2つの核超大国が協力関係を築き始めた。今後数十年にわたって戦略攻撃核兵器(START-1~3)と核弾頭数を徐々に削減するための特別プログラムが採択された[2, 7, 8]。
1992年以降、START-1プログラムに従い、アメリカはロシアに対し、退役した原子力潜水艦の廃棄を含む核兵器廃絶のための資金援助を開始した。同時期(1993)には、兵器級高濃縮ウラン(U235)とプルトニウム(Pl239)、およびそれらの発電所用燃料への転換に関する条約が締結された[2, 5, 6, 23]。
非核兵器地帯の設立のような有益な動きは、NPTに基づいて発展してきた。非核兵器地帯には現在、世界の120以上の国家が含まれ、その領土内では核兵器の製造も配備も禁止されている[6]。このような地帯は、まずラテンアメリカに設立され、その後、南太平洋とアフリカに設立された。これにより、核兵器の改良と実験の可能性が大幅に制限された。
科学技術革命の時代において、核兵器を、控えめに言っても現実にそぐわない過去の遺物だと考える専門家もいるという事実にもかかわらず、核兵器の存在は、国家間の相互抑止戦略をある程度正当化するものである。先進国の国家政策の優先順位において、「戦略的安定」の概念が「核の安定」の維持と核抑止力の維持に還元されるのは偶然ではない。
例えば、1967年、イスラエルは核兵器を製造することによって、人口において自国の100倍もあり、将来的には汎用兵器において自国を凌駕するであろうアラブ諸国の環境において、自国の安全を確保した。インドは、核兵器ではるかに上回る中国に対する抑止力を持つために核兵器を製造した。 核兵器と汎用兵器の両方ではるかに優れている。パキスタンは逆に、汎用兵力ではるかに勝るインドに対して核兵器を開発した。イランはパキスタンとイラクに対して核兵器を開発しているようだ[2, 5, 6]。
2020年までのロシア軍事ドクトリンは、軍事紛争を防止するためのロシア連邦の主な任務の1つは、「世界と地域の安定と核抑止力を十分な水準に維持する」ことであると述べている[6, 17, 26]。この規定に従って、ロシア連邦は、自国および(または)その同盟国に対する核兵器およびその他の大量破壊兵器の使用に対応する場合、および通常兵器の使用によるロシア連邦に対する侵略の場合、国家の存立そのものが脅かされる場合に、核兵器を使用する権利を留保する[2, 6, 19, 26]。
核抑止力の要因に加えて、この種の大量破壊兵器の拡散は、軍隊の軍備システムにおける核兵器の重要性の高さについての一部の政治家や軍事戦略家の認識や、その使用計画の策定と関連している[6, 11, 12]。特に、ミサイル防衛(BMD)のシステムは、宇宙ベース(米国)を含めて改善されつつある。このことは、核抑止力の有効性に疑問を投げかけ、「核クラブ」の国々に戦略核戦力(SNF)を開発させ、新しいタイプの核兵器とその運搬手段の開発作業を続けさせる[31]。
2017年1月12日、ロシア国防相のS.K.ショイグ陸軍大将は、「軍事建設の話題的問題」という紹介講演を行った。「陸軍と社会」コースの学生に向けた「現代性と展望」では、国防省の無条件の優先事項は、ロシアとその同盟国に対する侵略の保証された抑止力を提供する戦略核戦力の開発であり続けると述べた[24]。国際的に受け入れられている「核の三位一体」という用語が登場したが、これは、戦略航空(空)、大陸間弾道ミサイル(陸)、原子力潜水艦(海)の3つの構成要素で国家の戦略核戦力を装備することを意味し、より柔軟な使用と攻撃に対する無敵性を提供する。
米国のミサイル防衛システムがヨーロッパに配備されたことへの対応として、V.V.は次のように述べている。プーチンは2016年末、毎年恒例の最終記者会見で、ロシア軍の核三重装備は米国防総省のミサイル防衛に打ち勝つ能力があると指摘した。
「我々は、ミサイル防衛を克服するという点でも、核の三位一体システムの改良を進めてきた。 ミサイル防衛に打ち勝つという意味においてだ。このシステムは、今日のミサイル防衛そのものよりもはるかに効果的である」[27].
比較的新しいタイプの核兵器には、熱核兵器(水爆)がある。熱核兵器の破壊力は、軽元素がより重い元素に核融合する反応(たとえば、2つの重水素原子核から1つのヘリウム原子核が核融合する)の際に放出されるエネルギーに基づいている。核兵器と同じ破壊要素を持つ熱核兵器は、より大きな潜在的爆発力を持つ[10, 14, 20, 58]。
この種の核兵器は、主要な核保有国によって蓄積され続けており、現代の国家間の領土紛争における重大な論点であり続けている。例えば、2016年11月、合同原子核研究所(JINR、ドゥブナ)と欧州原子核研究センター(CERN、ジュネーブ)の元職員であるパヴェル・タプキンは、軍事専門家の意見を参考に、中国(第3位の核保有国)の核兵器を1000~3600個の熱核弾頭と推定した。この点で、南シナ海における中国の領有権主張は、米国とその同盟国を刺激しているが、すでに局地的紛争の規模を超え、深刻な緊張の温床になりつつある[34, 35, 36]。
熱核兵器技術の発展の結果として、破壊の規模、地形の汚染、民間人への死傷者の発生を制限する戦争手段の生産と、「副作用」を低減した新型核弾頭の出現が、新型核兵器の一例となっている。新型核兵器のモデルは中性子兵器であり、生物への主な被害は、その核弾頭が爆発する際の中性子束によって引き起こされる。専門家によると、中性子兵器は比較的低出力の熱核爆弾であり、TNT等価比が高く(1~10キロトンの範囲内)、中性子放射線の出力が増大する[10, 48, 50]。
物体に損傷を与えることなく人間を破壊するように設計された新しいタイプの兵器としての中性子兵器のプロジェクトは、1958年にアメリカの物理学者サミュエル・コーエンによって提案された。中性子爆弾の製造に関する最初の報告は1960年秋に発表され、1963年4月にネバダ核実験場で行われた最初の地下中性子爆発は、外国領土で戦争を行う目標と方法に関する当時の米国指導部の見解に最も完全に対応した、新しい第3世代の核兵器の出現を告げるものであった[10, 52]。
従来の核兵器とは対照的に、中性子弾頭は核分裂と核融合反応を利用する熱核爆弾に基づいている。このような弾薬の爆発は、高エネルギー中性子(14Mevのオーダー)の流れによる放射線、シューシューと焼けるような熱、爆風波の形で膨大なエネルギーの放出を伴う[13, 16, 48]。
このような爆弾の主な破壊要因は中性子である。中性子は電荷を持たない素粒子で、壁や鎧などの無生物を破壊することなく自由に通り抜ける。その際、粒子の流れは素早く人を襲い、細胞レベルで致命的な損傷を引き起こす。生物に対する中性子線の損傷効果を調べるために行われた数多くの実験から、生体組織に影響を及ぼす高速中性子の相対的な生物学的効果は、ガンマ線の約7倍であることがわかっている。放射線の作用下にある生物体では、生体組織の電離が起こり、各系統や生物全体の生命活動の障害、放射線症の発症につながる。中性子線自体も誘導放射線も人に作用する。[10, 49, 52, 56]。
20世紀の1960年代から70年代にかけて、このような核弾頭は核保有国によって積極的に開発され、主に装甲目標や装甲や簡易シェルターで保護された人員の破壊効果を高めるため、またミサイル防衛システムで使用するために開発された。米国は、中性子爆弾の作用原理を持つ数種類の弾頭を開発した。しかし、メディアの報道によると、その最後のものは2003年に使用中止となった。[6, 53, 57].
この種の核兵器は忘れ去られ、2010年に亡くなる直前にS.コーエンがニューヨーク・タイムズ紙のインタビューで語った、中性子兵器の「合理性と人道性」に関する言葉は、「中性子爆弾の父」の良心に残されるように思われる。しかし過去10年間、米国を中心とする多くの核保有国は、中性子兵器の特性を利用して国際テロリズム(特に人口がまばらで到達が困難な地域)と戦うという名目で、「ブレイクスルー」技術を近代化・創造することによって、中性子兵器を許容される戦争のランクに戻そうと努力してきた[30, 31, 48, 54]。
中性子弾の製造のための実証済みの技術が利用可能であり、その個々のサンプルや構成要素が兵器庫に保管されているということは、この種の核兵器が世界の舞台に登場する現実的な可能性を意味する[2, 55, 58]。
新世代の核兵器を生み出すための有望な方向性は、米国国防省が開発を進めているガンマ線に基づく超電磁兵器である。これらの技術に基づく兵器は、いくつかの元素の原子核から爆発刺激によって放出されるエネルギーを利用する(例:ハフニウムにガンマ線、X線を照射した場合など)。これらの兵器の使用は、核兵器と通常兵器の決定的な違いを曖昧にし、後者の威力を何倍にもする。爆発の影響により、直近のターゲットゾーンにいるすべての生物を破壊できるガンマ線バーストが発生する。残留放射能が少ないだけで、本質的には核爆弾と同じだ。そして、この兵器の使用によるすべての結果は、広島、長崎、チェルノブイリの住民が経験したものと同じになる[2, 5, 13, 47]。
多くの国が、核運動兵器(核爆発のエネルギーを利用した打撃元素の運動エネルギーの利用に基づく作用)、核マイクロ波兵器(超高精度兵器)、核荷電X線レーザーの開発に積極的に取り組んでいる。電磁パルスの収率を高めた核弾頭も開発されている。[2, 13]。
主要な核保有国の軍事戦略は、「柔軟な対応」のドクトリンから、「状況によっては」核兵器を使用する可能性を想定した「限定的な」核戦争の可能性まで、さまざまな核戦争シナリオの展開を想定している[2, 5]。[2, 5].
有名なアメリカの物理学者ヴォルフガング・パノフスキーは、最初の核実験から60周年に捧げるプレゼンテーションの中で、核兵器は現在、一部の政治家によって「権力と威信の象徴」と見なされるようになっていると指摘した。
「権力と威信の象徴であると同時に、外交交渉の道具でもある。新たな使命を果たす方法を見出す上で、核兵器は通常弾薬よりも有利な点があるかもしれない」[33,44,156頁に引用)。
このように、核技術競争とその抑止力に関して、国際的な専門家の意見は一致している。こうしたリスクは、国家レベルでも国際的な場でも、核保有国の現在の政策に根本的な変化がない限り、時間の経過とともに増大するだろう。一方、このような一致した理解を超えて、核兵器の削減・廃絶に向けた意思表明と具体的な国家間の措置、核不拡散戦略との間には、依然として大きな溝がある。
2016年5月に広島を訪問したオバマ前米大統領は、いつか 「核兵器のない世界」を実現したいと偽善的に表明した。しかし、帰国直後、彼は国防総省に米国の核兵器全体の近代化を指示し、そのために約1兆ドルを割り当てた。 「一般的な核軍縮は、米国の国家安全保障にとって受け入れがたいリスクである。世界を吹き飛ばす即応態勢からなる『世界の終わり』の兵器庫を保有することだけが、国家の「安全と生存」を保証できるのだ。[26, 30].
米国のドナルド・トランプ新大統領は、自国の核戦力の増強を要求している。「米国は、世界が核兵器とは何かを認識するまで、核戦力を大幅に強化・拡大しなければならない」と、彼は2016年12月22日に自身のツイッターに書き込んだ[26, 46]。
核兵器と同様に、化学兵器も大量破壊の大きな可能性を持っているが、その特性、使用効果、効果、運搬方法には非常に大きな違いがある。
1.1.2 化学兵器(CW)
最も包括的な定義によれば、化学兵器とは、その成分の毒性によって、すなわち生命現象への化学的影響によって、その効果を達成する大量破壊兵器である。化学兵器は、致死効果、一時的な無力化効果、または健康に対する不可逆的な損傷を引き起こす可能性がある[3, 26]。この種の兵器には、CWの運搬手段と使用が含まれる[38, 39]。
核兵器によるCWと比較すると、CWの製造ははるかに単純で安価である。現在では、多くの危険な化学成分やいわゆるCW前駆物質が自由に入手できる。
軍事目的や動物の狩猟のために毒物や有毒物質を使用した歴史は長い。それは火薬の出現で止まったわけではなく、有毒物質の運搬手段が変わっただけである。中国の原始的な機械式カタパルトによる化学手榴弾から、初期の工業化時代に使用された。「先進的な」化学弾薬に至るまで、毒薬の軍事利用の進化については、歴史に断片的な記録が残っている。たとえば、クリミア戦争(1853~1856)のセヴァストポリ包囲戦では、有毒ガス、すなわち二酸化硫黄を燃焼させて得られる二酸化硫黄が要塞の守備隊を「煙に巻く」ために使用され、青酸カコジルを充填した砲弾も使用された[3, 8, 15, 51]。その後、1899年から1902年にかけてのアングロ・ボーア戦争において、イギリスは犠牲者の嘔吐を誘発することができるピクリン酸を充填した実験的な砲弾を使用した。[38, 39]。
化学薬剤の戦闘使用の結果は、その使用が危険な結果をもたらすことを示していた。1874年、戦争法の制定を目的としたブリュッセル会議において、軍事目的での化学兵器の使用禁止を定める特別宣言が提案された(1899年と1907年のハーグ会議で採択・承認)[21, 42]。
1915年4月22日、政治的目標を追求するドイツがベルギーの都市イーペル近郊で化学兵器(CW)を大規模に使用したのである。公式には、この日が戦争兵器としての化学兵器の誕生とされている。約6000本のボンベから約160トンの塩素ガスが放出された。塩素使用の効果は圧倒的だった。このガス攻撃の結果、15,000人が毒殺され、うち5,000人が戦場で死亡した[3, 9, 28, 41](図13)。
図13:化学兵器使用の歴史と使用禁止闘争[59]。
国際的な禁止令にもかかわらず、開戦争前の数年間、ドイツの2つの科学研究所(物理化学研究所とカイザー・ヴィルヘルム2世研究所)は、酸化カコジルとホスゲンの実験を行っていた。この研究は、第一次世界大戦中に塩素やその他の毒ガスの開発と使用を行ったことで「化学兵器の父」と呼ばれるノーベル賞受賞のドイツ人化学者フリッツ・ハーバーによって監督された[3, 41, 51]。
すべての交戦国の中で、ドイツだけが大規模に塩素ガスを液化する工業能力を持っていた。戦争が長期化(塹壕戦)するにつれて、この能力は、戦場での自国軍を拘束する塹壕戦や、敵が抑えていた海上封鎖による弾薬不足を解消する一つの可能な方法として、ドイツに比較優位をもたらした[3, 47, 57]。
当初、CW は敵の兵力に損害を与えるためというよりも、敵を疲弊させ、塹壕やその他の壕から退去させ、大砲を使用する機会を奪い、資材や技術支援システムを混乱させるために使用された。そのため、戦争の最初の段階では、主に感覚を刺激する化学剤(催涙ガスやくしゃみや嘔吐を引き起こす物質)が使用された。
しかし間もなく、致死性の化学物質が戦場に登場した。こうして1917年7月12日から13日にかけての夜。ドイツは英仏軍の前進を妨害するためにマスタードガス(皮膚に爆発性のある化学薬品)を使用した。2,490人がさまざまな程度の負傷を負い、うち87人が後に死亡した。ストックホルム平和研究所によると、化学兵器の使用による第一次世界大戦中の総死亡者数は約130万人で、そのうち9万人が死亡した。[3, 21, 37]。
こうして、化学兵器の戦闘使用はその高い効率を示し、重要な作戦・戦術的要因となり、化学戦の考え方は世界のすべての国の軍事戦略にしっかりと組み込まれた。戦争が進むにつれて、この要素は軍事作戦のすべての参加者によって繰り返し使用され、化学剤の積極的な戦闘使用が始まった。優先されたのは、致死性の即効性物質(塩素、マスタードガス、ホスゲン、ジホスゲン、クロルピクリン、シアン化水素、硫化水素、臭化シアノゲンなど)の使用であった。
第一次世界大戦終結後、CWは非人道的なものとして世界の世論に認知された。1925年。ジュネーブ議定書は、生物兵器とともに、軍事行動におけるCWの使用、および民間人に対する使用を禁止した。この文書は1925年6月17日、37カ国の代表によって署名された[28, 30]。
ソ連は1927年12月2日に議定書に加盟したが、その際、次の2つの留保をつけた。議定書は、ソ連政府に対して、議定書に署名し批准した国、または最終的に議定書に加盟した国との関係においてのみ、その条項を履行する義務を課すものであり、それ以外の国との関係においては、議定書はソ連政府に対する拘束力を失う。 議定書は、その軍隊または公式もしくは事実上の同盟国が議定書の主題を構成する禁止事項を考慮しない他のいかなる国家に関しても、ソビエト政府に対する拘束力を失う[19, 27, 35]。
議定書は期限付きではなく、その後170カ国以上が批准し、そのうち約40%が報復措置として大量破壊兵器を使用する権利を規定した。これにより、世界の多くの国が、大量破壊兵器の使用を自国の軍事ドクトリンの不可欠な一部とみなし続けることが可能になった。同時に、この協定は化学兵器の使用に反対する一般的な意見を反映し、各国に現存するすべての兵器庫を廃棄することを義務付けた[3, 19, 27, 35]。
その後の歴史は、ジュネーヴ議定書と、その後に採択されたCW禁止に関する同様の国際協定(特に、1932年に採択された国際連盟の決定)が、CW、新しいタイプの毒ガス、およびその運搬手段の開発と蓄積の重大な障害になり得なかったことを示している。
こうして、ジュネーブからすでに10年後(1935)、イタリアは対エチオピア戦争(第2次イタリア・エチオピア戦争、1935~1936)で、マスタードガスとホスゲンを使った19の大規模な化学攻撃を、このアフリカの国の軍隊と民間人に行い、大量の死傷者を出した。その後のエチオピアのゲリラとの戦いでも、国際連盟を含む多くの抗議にもかかわらず、イタリア軍は繰り返し化学兵器を使用し続けた[3, 35]。
この戦争は、国際紛争の解決における国際連盟の弱さを示し、やがて日本に中国との戦争(1937年~1945)で再び化学兵器を使用する機会を与えた。日本は早くも1917年にCWの開発を開始し、1933年にはマスタードガスを大量生産するための装置がドイツで購入され、いくつかの軍事研究所で始まった。伝統的な化学化学剤に加えて、ドイツの科学者は戦争前に神経ガスであるタブン(1936)と有機リンであるサリン(1938)という新しい薬剤を作り出した[21, 35]。
日本人は、戦時中、悪名高い516部隊や731部隊で中国兵士や民間人を対象とした数多くの実験的研究や実践的な試験の過程で、CW使用の非人間的な経験を積極的に発展させた。第二次世界大戦中、日本軍は合計で10種類もの化学兵器を保有していたが、主なものはマスタードガス、ルイサイト、シアン化水素、ホスゲノキシム、ジフェニルシアナルシンであった。日本軍の大砲と航空弾薬セットの約25パーセントが化学弾薬を使用していた[21, 35, 38]。
化学兵器の生産と備蓄の禁止に関するジュネーヴ議定書の履行に対する国際的な統制が欠けていたため、戦間期の化学兵器庫は最大に達した。第二次世界大戦が始まるまでに、ドイツ、イギリス、アメリカ、日本は40万トンを超えるCWを備蓄していた(大戦末期には、これらの備蓄量はすでに数十万トンに達していた)。タブンやサリンと呼ばれる神経麻痺性化学剤は、第二世代のCWの基礎となった[19, 21, 38]。
とはいえ、第二次世界大戦中にCWが大規模に戦闘で使用されることはなかった(前述の日本による中国に対するCWの使用や、ドイツ人による強制収容所の収容者を殺害するためのCWの非人道的な使用は除く)。ナチスはホロコーストの間、強制収容所で大量のユダヤ人やその他の犠牲者を殺すために殺虫剤チクロンBを使用した。第二次世界大戦中、ドイツは神経を麻痺させる新しい化学剤を開発し、大量に製造したが、ドイツ軍には使用する時間がなかった。ニュルンベルク会議で宣言されたように、ソ連の急速な攻勢だけが人類を大惨事から救ったのである[21]。このように、技術的・軍事的観点から見ると、CWの分野における最も重要な成果は、2つの世界大戦中に生じた。
大祖国戦争終結後、世界の主要国の主な関心は、核兵器の戦略兵器庫の開発に向けられた。しかし、新たに開発された化学兵器の生産と近代化には質的な変化があった。軍隊は、毒素や植物毒だけでなく、神経麻痺作用や精神化学作用のある化学兵器で武装している。同時期に、ソマンやホスホリルチオコリンといった、より毒性の強い新薬が合成された。化学兵器を搭載した航空ミサイル、弾道ミサイル、巡航ミサイルが、CW運搬の主な手段となった。CWの備蓄は、冷戦と国際情勢の悪化の時代に特に集中的に増加した[3, 35]。
ジュネーヴ議定書に署名した米国は、わずか50年後の1975年1月27日に批准し、武力紛争でCWを最初に使用する権利を一方的に留保した。この権利は1950年代にアメリカによって積極的に行使された。その間に大量生産されるようになったのは、神経剤、第二世代のCW、さらに効果の高い有機リン系BW剤Vシリーズ(VX、VR)、幻覚剤、非常に効果の高い刺激剤、除草剤などである、
除草剤である。その後の数年間、ベトナムと朝鮮半島でアメリカ軍によって大量に使用され(10万トン以上)、環境、農業、地域住民の健康に悪影響を及ぼした。[35, 49]。
イラン(1929)とイラク(1931)が化学兵器の不使用に関するジュネーブ条約に調印したにもかかわらず、イラクが軍事衝突(1980年~1988)で繰り返し化学兵器を使用することを妨げることはできなかった。テヘランの推定によれば、イラクによる化学兵器の使用の結果、約5万人のイラン兵が被害を受けた[19, 35, 47]。
「冷戦」の最盛期(1953年~1962)に、米国は、新しいタイプの毒性剤だけでなく、より高度な使用方法(化学クラスター弾、バイナリー化学兵器)を含む第三世代のCWを開発した。同時期に、わが国でも同様のタイプのCWの製造が行われた[35]。
不完全なデータによれば、20世紀には、最も激しい70の軍事紛争のうち、少なくとも20でBWが使用された。このようなケースではいずれも、世界社会と国際機関が懸念を示し、非難を表明した[3]。
こうして、1987年の第40回世界保健機関(WHO)総会で、大量破壊兵器とその使用が人体に及ぼす影響の問題が提起された。1993年1月、パリで開催された国際会議において、複雑な交渉の末、「大量破壊兵器の開発、生産、備蓄、使用および破壊の禁止に関する条約」が採択された[26, 35, 38]。この条約は1997年4月29日に発効し、現在までにWorld190カ国が署名・批准している。さらに、2カ国(イスラエル、ミャンマー)が署名したがまだ批准しておらず、4カ国(アンゴラ、エジプト、南スーダン、朝鮮民主主義人民共和国)が未署名である[3]。3] 採択された条約には、ハーグに本部を置く新しい国際化学兵器禁止機関(OPCW)を通じて、締約国がその基本規定の履行を検証するための詳細な規定が含まれていた。
2015年までに、世界は合計71,000トン以上のCWと約70種類の毒性化学物質を蓄積した。
4つの主要クラス(DPSと前駆体を含む)の70種類の毒性化学物質が、戦争に使用されたり、備蓄されたりしていた(図14)。
図14. 主な毒物(PS)の分類
冷戦期の化学兵器開発競争の結果、有機リン系毒薬(サリン、ソマン、VXガス)だけでも、地球上の住民一人当たり致死量の千倍にも達する量が、さまざまな化学弾薬の形で世界の兵器庫に生み出された[3, 35, 38](表11)。
表11 主要な致死毒性剤の医学的・戦術的特徴
新しいタイプのCWの製造は、毒性の低減という方向でさらに質的な向上が図られ、いわゆる「警察用化学剤」のグループが創設された。つまり、新しいクラスの化学剤が登場したのである。泪剤(一時的に無力化するもので、このグループの物質で最も知られているのは、LSDの類似体であるBZ)と、引き裂きを引き起こす刺激剤(刺激作用)である。これらの物質は、デモや警察の活動を分散させるのに効果的であることが、多くの国で証明されている。
ここ数十年におけるCWの最も重要な発展は、「バイナリー戦用ガス」の開発である。
「バイナリー戦用ガス」は、前駆体ベースの薬剤の合成の最終段階が、標的への着弾直前または着弾中に爆弾、カートリッジ・ケースまたは弾頭の中で起こるものである[26]。
条約によると、すべてのCW備蓄は、この条約の発効後10年以内、すなわち2007年4月末までに廃棄されることになっている。同年末、ハーグの化学兵器禁止機関(OPCW)は、すべてのCW備蓄の廃棄期限をさらに5年間延長することを決定した。化学兵器とCW備蓄の廃棄は今日まで続いている[9, 19]。
世界のほぼすべての国によって採択された、CWの生産、備蓄、取得、移転を禁止する条約の決定は、ゆっくりとではあるが実行に移され、伝統的な大量破壊兵器のひとつとしてのCWの時代はまもなく終わるように思われる。しかし、近年の出来事は、楽観的な予測を支持する多くの重大な論拠を提示している。
CW使用の可能性に伴うリスクを評価する上で、2つの重要な側面が注目に値する。第一に、化学剤や前駆物質の多くは、産業や研究で広く使用されているため、広く入手可能であり、公然と市場に出回っている。第二に、CWの開発と製造の秘密保持が比較的容易である。これらの点から、化学産業はテロ集団の標的として特に魅力的である[38]。
冷戦時代、CWはいわゆる第三世界諸国に広まり、核兵器に代わる安価な兵器として注目された。ここ数十年の間に、CWを使用した犯罪行為やテロ行為が何件かあったが、おそらく最も有名なのは、宗教団体「オウム真理教」によるサリン使用の2件(1994年と1995)であろう。
オウム真理教が東京の地下など人混みの中でサリンを使用し、13人が死亡、5,000人以上が毒殺された事件である。さらに、イラク、リビア、シリアにおける軍事紛争は、化学剤の使用を伴い、テロの脅威と関連して、既存の大量破壊兵器の備蓄の分配、管理、破壊の問題に世界社会の関心を再び引き寄せた[38, 43, 46-48]」
国連の国際専門家たちは、ロシア連邦で禁止されているISIS組織の過激派がシリアで自家製と見られるサリンを使用したことを指摘している。どうやらこの攻撃は挑発であり、反応を試し、その後、大量殺戮兵器使用の脅威で世界社会を脅迫することが目的だったようだ。このような行動をとるというグループの意図は、定期的に報告されている。最近では、ISISの公式プロパガンダ誌『ダビク』のページで宣言された。ISILが大量破壊兵器を入手しようとする潜在的な目的について言えば、最も可能性の高いものを挙げることができる。敵軍や民間人の威嚇と排除、脅迫、西側諸国を紛争に引き込むための挑発的な目的である。
これが空虚な脅迫ではないことは、2013年から2015年にかけて30件以上のCW使用事例が記録されたシリアでの最近の出来事が示している(信頼性の程度はさまざま)。最も有名なのは2013年8月21日のダマスカス郊外へのミサイル攻撃で、OPCW国際査察団によって調査された。入手可能なデータによると、2015年だけでも、ISIS組織はシリアとイラクの領土で6件のCW使用を告発され、国防総省とドイツの情報機関によって確認された[34, 43, 47]。ロシアメディアの報道によれば、2016年11月にシリアの都市アレッポで、禁止されているグループの武装勢力が市民に対してマスタードガスを使用し、これは国際的な軍事専門家によって証明された[2, 13, 30, 35]。これらの事実はすべて、大量破壊兵器の使用がエスカレートしていることを物語っている。
このように、普遍的かつ無条件の化学兵器非武装化という問題の進展に向けた重要な国際的ステップにもかかわらず、CW条約の条文の実施という点では、まだ多くのことが残されている。今日、この条約は国際社会における信頼構築という重要な役割を果たしている。この条約は、安全保障を強化し、最も残酷で非人道的なタイプの大量破壊兵器のひとつを廃絶し、すべての加盟国が義務を履行することを保証する国際的な監視・管理機関を設立するという実際的な目的を果たしている。
1.1.3 自然毒と毒素
第三のタイプの大量破壊兵器に触れる前に、化学兵器と生物兵器の中間的な位置を占める物質群に言及する必要がある。これは、化学兵器、細菌兵器、毒性兵器の基礎となる、構造的に異なるタイプの物質からなる非常に広範なグループである。
19世紀末に科学の世界に登場した「毒素」という用語とは異なり、「毒」という用語は19世紀後半から知られていた。
「毒」は古代から知られていた。現在、外国や国内の科学文献では、毒とはあらゆる物質または物質の混合物と定義されており、それが少量でも生物に摂取されると、その生物の病気や死につながる。生物から放出される毒は通常毒素と呼ばれるが、脊椎動物の毒素についても同様に「毒」という用語がよく使われる[25, 50]。人体に有害な影響を及ぼす有毒化学物質の科学的分類では、このカテゴリーの物質は「生物毒」として分類され、動物または植物由来の毒である。原則として、100個(ペプチド)から数百個(タンパク質)のアミノ酸残基からなり、有機低分子化合物であることもある。[60, 63]。
古来より人間は、植物や動物の毒、バクテリア、菌類、藻類の毒素を、戦争や狩猟に利用してきたことが知られている。その中には猛毒のものもあり、有機リン系神経剤よりも数桁高い毒性を持つものもある。例えば、ボツリヌス毒素エアロゾルの吸入致死量は、サリン蒸気の毒性の約1000倍を上回り、リシンの致死量は青酸カリの80倍以下で、ヒトに対しては約1mgである[35, 38](表12)。
表12
毒素は、20世紀前半には早くも軍事専門家の関心を集めていた。リシン(W)、ボツリヌス毒素(X)、サキシトキシン(TZ)などの一部は20世紀に銃器弾薬の標準充填剤として提案され、他の一部(パリトキシン、バトラコトキシン、テトロドトキシン)は有望な毒性兵器(TO)剤として軍研究機関の専門家による科学的研究の対象となった。
しかし、当時は戦場で使用できるほどの毒素を大量に生産することは困難であった。さらに、天然毒素の多くは熱や光に弱いことが判明し、使用時の安定性や有効性が低下した。このため、例えば米国は1960年代後半にボツリヌス毒素の戦闘使用プログラムを公式に閉鎖し、備蓄を完全に破棄した。[32, 63]。
1970年代後半にはバイオテクノロジーが急速に発展し、毒素合成の脅威と軍事目的での使用の可能性が生じた。遺伝子工学技術と新しいバイオ加工技術の利用により、多数の毒素を大量に生産することが可能になった。ゲノム技術は、毒素の生成をコードする遺伝子を改変するために使われ始め、最終生成物が新たな特性を獲得し、例えば日光に弱くなるようにした。
こうした開発の結果、ある種の毒素が東南アジアで米軍によって使用されるようになった。例えば、1980年代後半には、フザリウム属のカビ菌の二次代謝産物であるトリコテセン系マイコトキシン(「黄色い雨」)がCW剤として使用されていたことが証明されている。この毒素の汚染物質は強力な免疫抑制剤であり、造血器官や消化管に影響を与え、ヒトの内臓の出血(血腫)のリスクを高める。現在、トリコテセンは軍事的意義を失っている。[50, 65]。
細菌毒素の例としては、最強の天然毒であるボツリヌス毒素(BT)がある。嫌気性細菌であるボツリヌス菌の芽胞に汚染され、十分な熱処理が施されていない食品を摂取すると、BT食中毒を引き起こす。クロストリジウムは7種類の血清型(A、B、C、D、E、F、G)の毒素を産生する。ヒトでボツリヌス中毒を発症することが多いのは血清型A、B、Fの毒素である。現在、BT血清型A(BTA)はボツリヌス毒素の中で最も毒性が強く、最も研究されている毒素である(分子量150000 Da)。ヒトへの致死量は経口摂取で約1マイクログラム、吸入ではさらに少ない。ボツリヌス中毒に対するワクチンはあるが、解毒剤はない。BTAは、そのユニークな作用機序(アセチルコリン遊離を阻害する)により、ある投与量と局所投与で、斜視や眼振を含む眼球運動障害だけでなく、過剰な筋活動を伴う多くの疾患の治療に、さまざまな専門分野の医師の臨床現場で使用されている[25, 50, 65]。
しかし、すべての毒素が致死性であるわけではない。ヒトの食中毒を引き起こす黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)細菌由来のエンテロトキシンB型(SEB)のように、無力化グループに分類されるものも少なくない。
ブドウ球菌エンテロトキシンB型は水溶性タンパク質(分子量28500Da)で、数分間の煮沸に耐え、凍結乾燥状態で1年以上持続する。SEB中毒の症状(胃痙攣、下痢、嘔吐)は、感染した食品を摂取してから数時間後に現れる。適時治療を行えば、原則として2~3日で回復する。別のブドウ球菌毒素(TSST-1)は、ブドウ球菌性中毒性ショック症候群の発症に主要な役割を果たしている。[50]。
多くの毒素が海洋生物によって産生される。例えば、サキシトキシンはアオコによって合成され、様々な貝類、特にムール貝の餌となるが、ムール貝はサキシトキシンに対して感受性がない。しかし、ムール貝を食べた人に重篤な中毒が起こることがある。
サキシトキシン(分子量370 Da)は神経系に作用し、麻痺作用を示すが、痛みを伴う胃腸症状は伴わない。発症は極めて早く、高用量では15分以内に死に至ることもある。サキシトキシンは高温には弱いが、酸素によって破壊される。
化学兵器と生物兵器の中間的な位置を占める物質の一種として、毒素は、生物毒素兵器禁止条約(BTWC、1972)、ジュネーブ議定書(WP、1925)、化学兵器禁止条約(CWC、1992)によって開発、生産、備蓄が禁止されている薬剤のひとつである[63, 65]。
しかし、生物毒素と従来のCWsには違いがある。毒素の特徴は、分子量が高いことと、ほとんどの毒素に臭いがないことである。さらに、それぞれの毒素には特有の作用機序がある(表13)[9, 35, 47]。
表13 植物および動物由来のいくつかの生物毒素の特徴
毒素の研究と同時に、生物の生理機能に関与する天然由来のペプチド生体調節物質に関する情報も研究され、まとめられている。
バイオレギュレーターを生物兵器として応用する可能性は、これらの物質の合成修飾に関する研究の発展とともに大きく広がってきた。例えば、最近の研究では、様々な臓器や構造に対して「標的化」毒素を作り出すことが可能になっている。[50]。
軍事的に使用する場合、このグループの物質は、その極めて高い毒性と、現代技術による工業的生産が可能であるという点で魅力的である。作戦や戦術の観点から、毒物や毒素は、皮膚吸収作用や吸入作用のある発射薬や銃弾の充填剤として使用することができる[35, 38]。
リシンが今日まで最も恐ろしい毒物のひとつと呼ばれているのは偶然ではない。1940年代、米軍は可能性のあるBWAとしてリシンを使った実験を行った。何人かの専門家によると、リシンは1980年代のイラクでもこの用途で使用された可能性がある[25, 64]。この毒は世界の多くの諜報機関で使用されている。1978年、ブルガリアの作家でジャーナリストの反体制派ゲオルギ・マルコフがロンドンでリシンを使って殺された。彼の死因は傘を使った注射で、その針先にはリシンのカプセルが隠されていた。
近年、この毒薬がテロリストの武器として言及されることが増えている。たとえば2001年には、カブールにあるアルカイダの拠点からリシンの製造方法が発見されたと報道された。2003年初め、英国警察は北アフリカ出身の国際テロリスト集団を逮捕した。犯罪者たちは秘密の実験室で、リシンの製造を準備していた[58, 60]。同年11月には、ホワイトハウス宛ての手紙からリシン粉が発見され、米国上院の共和党多数党院内総務ビル・フリストの執務室からも発見された。これらの行為はテロ組織アルカイダによるものとされている。2013年には、ミシシッピ州からバラク・オバマ米大統領や他の米国要人にリシンを含む手紙を送ろうとした人物が多数逮捕された[56, 58, 60]。RIA Novostiは2014年7月16日、テキサス州出身の元女優シャノン・リチャードソンがリシンを製造し、それでオバマ米大統領とブルームバーグ・ニューヨーク市長を毒殺しようとした罪で懲役18年の判決を受けたと報じた[30]。
毒素や毒物の場合、毒性作用の多形性のために、その検出、被害者の特異的保護、治療が困難である。加えて
軍事目的での毒素や毒物の使用は、自然原因による中毒と区別することが困難である。
1.2 将来の大量破壊兵器
それぞれの歴史的時代は、適切な種類の兵器によって特徴づけられる。政治的、経済的、領土的、その他の紛争を軍事的手段で解決したいという願望が、兵器の戦闘特性を絶え間なく向上させる主な理由であり、それはその時代またはその時代の科学技術の発展水準によって決定された。その結果、新しいタイプの兵器が出現し、それに伴って戦争の形態や方法が変化した。
20世紀前半は、科学技術革命の始まりによって特徴づけられ、根本的に新しいタイプの大量破壊兵器の創造につながった。同時に、大量破壊兵器の戦闘的使用は、人類と世界文明の存続を脅かすものであることが明らかになった。そのため、前世紀末、世界共同体は、既存の伝統的なタイプの大量破壊兵器の生産を削減し、完全に破壊するための本格的な措置を講じた。同時に世界社会は、原爆に代わる新たな兵器は何か?現代社会の深刻な矛盾を解決するために、近い将来、どのような新しい戦争手段に直面しなければならないのだろうか?
政治家、科学者、軍事専門家は、近い将来、新たな行動原理に基づく質的に新しいタイプの大量破壊兵器の出現が予想されると指摘している。これらの大量破壊兵器の有効性は、従来の大量破壊手段のそれを上回るかもしれず、戦争の目標、形態、方法を大きく変え、その結果、世界の国際安全保障体制を損なうことになる。[8, 11, 19, 22]。
高精度で長距離の非核兵器が大量に採用されれば、世界規模の紛争を含め、非核兵器が敵に決定的な勝利をもたらす武器の役割を果たす傾向が出現する。これらの兵器の使用は、武力闘争の形態と方法の発展において、質的に新たな飛躍を可能にする[13, 26, 52]。
このような兵器の出現は、大衆軍の武力衝突や、戦場で直接人々を物理的に破壊することを放棄させる可能性がある。同時に、新型兵器は決して「人道的」な戦争手段ではない。既存の兵器は、人間の生存能力と既知の要因に対する人間の防御能力を破壊する、緩慢でステルス性のある手段に取って代わられる。これらによって、核兵器とともに、政治的・戦略的目標を達成するための質的に新しい手段を手に入れることが可能になる。
事実上、現代の大量破壊兵器の種類はすべて、両用技術の使用に基づいている。このことが、その開発や使用、拡散の監視に対する国際的統制の問題をかなり複雑にしている。このため、軍隊や装備品、民間人を保護するための手段や方法を適時に開発するためには、管理機関の側で常に注意を払い、分析する必要がある。
このような兵器にはビーム兵器(指向性エネルギー兵器)があり、これは放射源から標的への直接的なエネルギー伝達に基づいている。ビーム兵器の種類には、レーザー兵器、ビーム兵器、超高周波兵器がある[4, 15, 40]。
レーザー兵器(LW)は、レーザーシステム(レーザー)から発生する高エネルギーの指向性放射線の使用に基づく。LWの影響因子は、熱的、機械的、光学的、電磁的効果に関連し、レーザー放射の出力密度に依存する。BW使用の特殊性は、その戦術的特徴に関連している。即効性、ステルス性、火、煙、音といった外的徴候の不在、高い精度、伝播の直接性、ほぼ瞬時の作用などである。BWの影響は、人の一時的な失明や電子システムの無効化、軍事施設の機械的破壊、コンピュータやナビゲーションシステムの誤作動につながる[4, 15, 48]。
ほぼ瞬時に標的を捕捉し、交戦できるというLWのユニークな利点は、長い間軍事開発者を魅了してきた。この種の大量破壊兵器の戦闘への応用の幅広い可能性は、現在、LAのさまざまな技術的改良によって提供されている。細い低エネルギービームを放射するレーザーライフルから、低、中、高出力のレーザー複合体まで、コントロールポイント、誘導装置を無効化し、戦車乗組員、自動車運転手、ヘリコプターパイロット、敵の銃の乗組員を盲目にする。上記のような戦闘用途の多様性から、LAを宇宙空間で使用するための最も有望なタイプの大量破壊兵器とみなすことができる[4, 15]。
軍事専門家の結論によると、レーザー兵器が最も広く使用されるのは、世界の主要国の領土に大規模なミサイル防衛を構築することに関連する。現在、アメリカ、フランス、ドイツ、イギリス、イスラエル、日本は、空中レーザー発射装置を積極的に使用している、
現在、アメリカ、フランス、ドイツ、イギリス、イスラエル、日本は、ミサイルを破壊するための空中レーザー発射装置や、航空宇宙目標を破壊するための宇宙レーザーステーションを積極的に使用している。特に米国は、2020年までに宇宙ベースの戦闘用レーザーを完成させる予定である[26, 40]。
我が国でも、非常に効果的なレーザー兵器の開発において大きな進展があった。国際的な専門家によると、前世紀の70年代には、LWの国内メーカーや開発者が、この分野で大きな成功を収めた最初の国であった[4, 48]。
今日、BWは世界で最も有望かつ急速に発展している兵器のひとつである。化学レーザーや固体レーザーは、新世代のファイバーやディスク技術に取って代わられ、戦術的レーザーシステムの出力を大幅に向上させ、LOの応用範囲を広げている。
ビーム(加速器)兵器は、地上や宇宙に設置されたさまざまなタイプの加速器から発生する高エネルギー素粒子(荷電粒子または中性粒子)の狭い指向性のビームを標的に衝突させることに基づく。ビーム兵器の効果は、機械的破壊、指向性ガンマ線、電磁パルスである。ビーム兵器の使用は、打撃効果の即時性と突発性が特徴である[11, 26, 46]。
最も可能性の高い破壊対象は、人員、電子機器、各種軍事機器システム、爆薬を使用した軍需品、弾道ミサイルや巡航ミサイル、航空機、宇宙船などである。
米国では、1980年代にロスアラモス国立研究所とリバモア国立研究所でビーム兵器の実験と開発が始まった。これらは戦略防衛構想プログラムの一環として実施された。ビーム兵器の使用におけるある種の制限(大きな質量次元特性、大気汚染)があるにもかかわらず、中性粒子加速器の加速電圧、パルス持続時間、出力を向上させる最新の技術的解決策により、デコイの「雲」を背景に敵の攻撃弾頭を選択する信頼性の高い手段となっている[11, 52, 56]。
音響(音波)兵器(AW)は、音波の作用を撃破要因として使用する兵器である。
聖書に登場するAOの原型として、エルサレム包囲戦の際に使用された「エリコ・トランペット」を挙げることができる。1998年にケンブリッジで行われた実験では、トランペットに似た構造物が石壁を破壊するのに使われ、聖書の伝説の信憑性が科学的に確認された[11, 26, 55]。
AOの考え方は、音が人体と聴覚器官に及ぼす影響の特異性に基づいている。音の聴力閾値、痛みのレベル、その他の悪影響は、数ヘルツから250ヘルツまで周波数が高くなるにつれて減少することが立証されている。AOの悪影響は、低周波(20Hz以下)、可聴周波(20Hz~20kHz)、超音波(20kHz以上)の3つの周波数帯域に及ぶ。
人間の耳の知覚レベル以下の低周波振動は、人間の行動機能に影響を及ぼし、不安、恐怖、幻覚、不快感といった無意識の状態を引き起こし、放射線の出力が大きい場合には、痙攣や心停止を引き起こすことさえある。特に音の振動との共鳴が起こると、身体の器官やシステムの機能が急激に破壊される結果、死亡することもある。これは、心血管系の損傷、血管や内臓の破壊につながる。さらに、低周波振動がコンクリートや金属の障壁を貫通する能力は、この兵器に対する軍事専門家の関心を高めている[19, 26, 62]。
米国とソ連がAOの創設に最も近づいた。AO創設のアイデアは、非致死性兵器の使用可能範囲を戦場だけでなく、警察活動(大規模抗議行動や無許可集会の鎮圧)や平和維持活動中に発生しうる多くの状況においても拡大することを目的としていた。非致死性兵器とは、死亡や長期的損害の可能性が極めて低く、要員を一時的に無力化するために考案された手段である。AOに適用される場合、それは最新の波動技術の発展を利用した手段である[22]。
革新的な兵器を警察が使用した最初の実験では、その欠点が明らかになった。音は特殊部隊にも民間人にも同じ効果をもたらし、さらに、建物から反射する音波は逆効果をもたらした。さらに、AOの非戦闘応用における主な難点は、衝撃の用量であり、非致死的衝撃の実際の領域のパラメータを推定する問題を解決することである[11, 62]。
しかし、テロリストや海賊から船舶を守るためにAOを使用する場合、こうした欠点はあまり目立たなかった。例えば 2000年に開発されたLRAD(Long Range Acoustic hailing Device)は、151人の乗客を乗せたシーボーン・スピリット客船に対する海賊の攻撃で初めてその有効性が示された。150デシベルの音響パワーと2000~3000ヘルツの周波数により、襲撃者たちはアサルトライフルとロケット推進手榴弾を捨て、言い知れぬ耐え難い痛みに耳を塞いだ。その後も同様のシステムが、ガザ地区やエルサレム、イラク、アフガニスタン、ソマリアの抗議する人々に対して使用された[46, 52]。現在、米軍には強力な音響警告装置「ハイパースパイク」があり、米沿岸警備隊の船舶や民間・軍用航空で使用されている。
米国沿岸警備隊の船舶、民間および軍事航空 [26, 55]。
超高周波(高周波)兵器は、強力な電磁超高周波パルス(EMP)のビームを標的(物体)に衝突させることに基づく。このような衝撃は、標的の船体の構造材料を急速に加熱・破壊し、軍用・民生用機器の電子機器を無力化することができる[19]。新たな物理現象としてのEMPは、1950年代の最初の核実験直後に科学者の注目を集めた。間もなく、学者A.D.サハロフが電磁爆弾製造の可能性を理論的に正当化した。
その後の数十年間で、多くの国の近代兵器や軍事インフラがエレクトロニクスで飽和状態になったため、EMPの戦闘使用の可能性を研究することの関連性が高まった。高周波兵器は「非致死性」であるにもかかわらず、軍事専門家はこれを戦略兵器と分類している。これは、国家や軍政システムの重要な対象物や、さまざまな種類の兵器を無力化するという課題を解決するためである[11, 22, 26]。
ここ数十年、ロシアでは(他の国々と同様に)、軍事目的でのEMP使用の結果やそれに対する防御方法の研究、さらには強力な定置型電磁波発生装置の開発・製造において、重大な成功を収めている。[15]。
今日でも、多くの国が、強力な電磁パルスを発生させる様々な可搬型小型(普通の外交官用)および可搬型の改良型軍需品を、車両、APC、航空機のシャーシに搭載し、強力な指向性放射源として運用している。これらは、局地的な戦闘作戦でも大規模な戦争でも使用でき、非常に離れた場所にある電子システムを無力化することができる。
EMPの戦闘使用における近代的な経験は、敵の電子システムに対する高い有効性を示している(1991年のペルシャ湾、
1999年のユーゴスラビア 2003年のイラク)。たとえば、砂漠の嵐作戦作戦では、米国の衛星に設置された電磁パルス発生源がイラクの防空システムに対してピンポイント攻撃を行い、レーダー・ステーションだけでなくSCADミサイル発射装置も無力化した。プロジェクト・クルーズの一環として、巡航ミサイルに搭載された戦車に300メートルの距離からEMPジェネレーターが照射され、その電子回路全体が無効化された[11, 15, 26]。
軍だけでなく、警察もこの種の兵器に関心を寄せている。一部の国(米国、イスラエルなど)は、最大100mの距離から電子機器を攻撃できる、比較的低出力の電磁砲を積極的に開発している[19, 52]。
電子機器を搭載した現代の車両は、他のシステムと同様に打撃の対象となる。アメリカのユーレカ・エアロスペース社は、走行中の自動車を電磁的に「停止」させる兵器(EMPカー・ストッパー)を開発し、生産を開始している。このような兵器の作用は、マイクロプロセッサー、点火システム、燃料噴射装置など、現代の乗り物(貨物車、自動車、飛行機、宇宙船など)の電子システムへのダメージに基づいている。毎日何百万人もの人々が電子システム、コンピューター、プログラムに命を預けている今日の世界では、このような兵器がテロリストの手に渡れば、人命への脅威は何倍にも膨れ上がるだろう。
当然ながら、ロシアの科学者たちもこうした兵器に関心を寄せている。同時に、新しいEMP発生装置の開発や既存のEMP発生装置の改良、兵器の機動性や出力の向上、マイクロ波防衛システムなどの開発も進められている。ある国際兵器展示会では、EMPに対する最重要物体の防衛用に設計されたロシアの移動防衛システム「Ranets-E」が実演された。[26, 56, 57]。
放射線兵器は大量破壊兵器の一種であり、その破壊的効果は、電離放射線を人々に与え、環境、軍事機器、その他の物体を汚染するために、特別に調製された化学元素の放射性同位元素の粉末や溶液である放射性戦薬を使用することに基づいている[19]。電離放射線は、人間に放射線症や皮膚・粘膜の局所放射線病変を引き起こし、即座に、あるいはしばらくしてから、人間を無力化し、戦闘能力や作業能力を低下させる。放射線兵器の影響は、核爆発で生成された放射性物質の影響に匹敵する可能性がある[26, 56, 57]。
放射性薬剤の主な供給源は、原子炉から発生する廃棄物である。また、あらかじめ準備された物質を原子炉で照射することでも得られる。近年、原子力発電の急速な発展と高エネルギー物理学の進歩により、先進工業国は、米軍の専門家によれば、将来の戦争で放射性兵器を広範に使用できる量の、異なる減衰期間を持つ放射性物質を入手することが可能になった[47, 57]。
放射性兵器(RWA)の使用は、空中爆弾、空中散布装置、無人航空機、巡航ミサイル、その他の弾薬や戦争装置によって実行される。
地球物理兵器とは、軍事目的を達成するために、環境、すなわち地球の固体、液体、気体の殻で起こる物理的プロセスに影響を与える手段を用いる兵器である。人間が環境に影響を与える分野の実験に関する最初の報告は、前世紀の40年代後半にメディアに登場した。当時はSFの世界だと思われていた。しかし、その後の数十年間で、このような兵器の開発と実験が非常に広まり、1970年代にはすでにソ連が「環境改変技術の軍事的またはその他の敵対的使用の禁止に関する」条約への調印を開始した。影響を受ける領域によって、これらの兵器は、岩石圏、水圏、生物圏、大気圏(気候)に細分化される[31]。
リソスフェア兵器は、リソスフェア(地殻)のエネルギー利用に基づいている。このような兵器の破壊的効果は、火山の噴火、地震、リソスフェア・プレートの移動という形で現れる。これらのプレートは一定の頻度で変動している。同じ周波数で人為的に影響を与えれば、共振が起こる。その振動は何倍にも増幅され、人工地震、火山噴火、強力な磁気嵐という形で、巨大な破壊の共振器として機能することができる[11, 19, 22]。リソスフェア兵器は、この種の兵器の中で唯一、防御手段がなく、その使用を追跡できない兵器である。[26, 46]。
水圏兵器は、大気圏と岩石圏(河川、海、海洋、氷河、水力構造物)の間にある地球の断続的な水の包絡体である水圏に影響を及ぼす。様々な種類の核兵器や通常火薬の大量装荷の使用は、洪水、暴風雨、高波、河川や湖沼の干上がり、広大な地域の浸水を引き起こす可能性がある[26]。
気候(大気、気象)兵器 –
地球物理学的大量破壊兵器の一種であり、大気のプロセスに積極的に影響を与えることによって、一国または数カ国の経済を破壊し、その結果、天候や気候が変化する。これらの兵器の影響要因は、人為的に誘発された干ばつ、豪雨、雷雨、霧、雨、破壊的な紫外線から地球上のすべての生命を守る大気のオゾン層の破壊などの自然災害である。気候兵器を使用する目的は、敵国の領土における農業生産を減少させ、食糧供給を悪化させ、社会経済計画やプログラムの実施を妨害し、政治・経済構造を破壊するための前提条件を作り出すことであろう。したがって、伝統的な意味での軍事作戦を実施することなく、望ましい効果を達成することができる。[11, 26, 56]。
天候をコントロールしたいという人類の願望は長い間知られていたが、この方向での本格的な研究が行われ始めたのは、科学が地球の大気圏で発生するプロセスに関する知識を蓄積した20世紀初頭(ソ連、フランス、アメリカ、その他の国々)からである。降水を人工的に起こす試みがいくつか成功し、ソ連では1930年代半ばに人工降雨研究所が設立された。外部からの影響による大気の変化を研究するために、同様の科学機関が世界中に設立された。やがて、雲中の二酸化炭素の霧化が豪雪を引き起こすことが発見され、実験的に示された。同じ効果は、ヨウ化銀やヨウ化鉛の粒子で受粉させた後にも観察された[26]。
やがて、アメリカの農地の最大10%が人工的に湿らされるようになった。1969年には中央アメリカで「猛烈な嵐」プロジェクトが成功し、ハリケーン管理の現実性が証明された。[11, 19, 49]。
平和的な目的とともに、これらのプロセスを武力紛争に利用する可能性も研究された。同時に、軍事目的の気象管理の方法も研究されていた。こうして、前世紀の40年代には、アメリカのプログラムであるスカイファイア(稲妻の形成)、プライム・アーガス(地震の発生)、ストームフューリー(ハリケーンと津波の制御)が実施された。同様の基礎研究は、ロシアを含む他の国々でも行われた[52, 57]。
米国ではすでに20世紀半ばに、「気象戦争」の基本的概念が開発され、その各要素を順次発展させる計画が立てられた。専門家によると、1970年代、アメリカは、敵軍、特に重装備や兵器の移動を妨げ、洪水を形成し、重要な地域を浸水させるために、「ポパイ」プロジェクトの枠組みの中で、ベトナム、ラオス、カンボジアで降水を引き起こす科学技術を使用しようとした。こうして、気候兵器の出現が現実のものとなった。
同じ時期に、アメリカの科学者たちはHAARP(高周波活性オーロラ研究計画)プロジェクトの立ち上げ準備を始めた。公式には、この計画の枠組みの中で、無線通信を改善するために地球の電離層を研究することが計画されていたとされている。アラスカ(アンカレッジ)、そして後にはノルウェーとオーストラリアの巨大なフィールドに、超高周波の強力なアンテナ放射装置の複合施設が建設され、高高度の電離層が加熱され、いわゆるプラスモイド(原子が高エネルギー状態にある人工的な地層)が形成された。これによって電離層のエネルギーが不安定になり、熱プロセスが急激に変化するため、風のバラが変化したり、津波、雷雨、洪水、降雪など、予測不可能で制御が不十分な自然災害が発生したりする。[26, 46, 56]。
新規化合物の開発。従来の生理学的に活性な新規化合物の開発とその試験は、非常に複雑で高価なプロセスであった。コンビナトリアルケミストリーの現代的な手法は、アミノ酸置換に基づいてペプチドを合成することで、従来の技術を単純化し、加速することを可能にする。これにより、軍事用途に狙いを定めた特性を持つペプチドの合成や、構造的に類似した化合物の合成が可能になる。このような技術は、次世代の化学薬剤の開発に利用できる可能性がある。[3, 19, 39, 49]。
タンパク質工学。タンパク質工学技術は、20世紀の80年代初頭に初めて報告され、現在、医薬品の創製に製薬業界でかなり広く利用されている。天然タンパク質毒素の危険性は、非常に低用量で細胞代謝に影響を及ぼす能力に関係している。タンパク質工学技術により、安定性、致死性、検出・診断・治療の複雑性を高めたハイブリッド(改変)タンパク質毒素を作り出すことが可能になった。[13, 30, 61, 66]。
ホルモン兵器
この10年間で、内因性の生体調節物質やその構造的改変を利用したホルモン(生化学)兵器を創り出す見込みに関する出版物が登場した。内分泌生物調節物質をホルモン兵器として使うというアイデアは、前世紀の80年代後半にアメリカで生まれた。ホルモン調節システムに影響を及ぼす化学・生物学的薬剤によってヒトや動物を倒すことが、いわゆる「生化学兵器」の主な作用原理である。その使用の魅力は、生体調節物質が非常に低濃度で迅速な効果を引き起こす能力に関係している。様々なホルモンの含有量のわずかな不均衡が、生体の生理学的機能の深刻な障害、病気、パフォーマンスの低下、さらには人間の死につながる。[13, 21, 47]。
分子バイオテクノロジーの出現と発展により、ホルモン兵器への関心が高まっている。専門家の推定によると、温血動物には1万種類ものタンパク質性の生体調節物質が報告されており、その中で同様の生物学的活性を持つ生化学的断片が同定されている。例えば、1990年にイギリスの生化学者グループが、次のような性質を持つタンパク質の生体調節物質を発見し、研究した。
「コレシストキニン」は、ヒトの恐怖とパニックの出現に関連していた。[48]。
近年、多くの国の軍事部門が、神経剤に匹敵する毒性を持つものもある、これらの断片の合成類似体を製造するためのバイオテクノロジーに注目している。したがって、バイオレギュレーターは、新しいタイプの中和(非致死)兵器を作り出すための有望な生物学的活性物質と考えることができる[42, 43]。
バイオレギュレーターの欠点は、安定性が低いことである。内因性のバイオレギュレーターは、触媒酵素の存在下で体内ですぐに分解されるため、その応用の可能性は限られている。1988年に出版された単行本『遺伝子兵器』(著者の一人はカリフォルニア大学(サンフランシスコ)生化学・生物物理学科長の山本紘一)の中で、米国防総省はバイオテクノロジーの分野で少なくとも86のプログラムを持っており、これらのプログラムの中に「生化学(ホルモン)兵器」と呼ばれるプログラムがあると述べられている[47]。[47]. 山本耕史教授の予測によれば、バイオテクノロジーの革新を利用した生化学兵器の創造は、早ければ今世紀中にも予想される[44, p. 129に引用]。
ナノ粒子の使用
ナノテクノロジーの利用は、間違いなく科学技術で最も有望な分野の一つである。しかし、ナノテクノロジーは、環境や人間の健康に対する安全性に関する多くの問題を引き起こしている。現在、最も緊急な問題のひとつは、ナノ材料とナノテクノロジーの潜在的な危険性の研究であり、人体に対する安全性の基準の開発である。科学、工学、医学、コロイド技術、診断学、薬物送達、栄養学、個人衛生学など、さまざまな分野で今日ますます普及しつつあるナノ粒子の使用は、生物学的な悪影響を引き起こす可能性がある。ナノ粒子の中には、人体に浸透して細胞、組織、臓器レベルで毒性を示すものもある。[61]。
にもかかわらず、生物学的システムの機能に対するナノ粒子の毒性学的影響は、必要な測定・評価方法が不足しているため、まだ十分に調査されていない。
ナノ粒子は高い触媒特性を示し、反応性の高い形態の酸素を生成することができる。この酸素は強力な酸化剤であり、細胞内構造に深刻な脅威を与え、炎症やその他の毒性作用を含む組織損傷を引き起こす可能性がある。
高い化学活性と触媒活性を持つナノ粒子(同じ物質のマクロ粒子とは対照的)に生体がさらされた結果、病理学的、あるいは致死的な影響が生じる可能性がある。これは、病気の臨床像が混乱し、認識しにくく、その後の適時治療が困難になるという形で現れる。50 nmより小さなナノ粒子は、細胞核に浸透する能力があるため、生物毒性作用を引き起こす可能性がある。[5, 54, 61]。
ナノ粒子を軍事目的に使用するという考えは新しいものではない。第一次世界大戦中、固体の有機ヒ素化合物のエアロゾル分散液が使用され、ベトナム戦争中、アメリカ軍は粒子径5~50nmの5%パイロジェンシリカゲルを使用した[4, 5, 19]。
近年、多くの国の科学者が、生物学的に活性なペプチドやその他の物質をベースにしたナノマテリアルを調製する見込みに関心を寄せているという報告がある。[4]。このような技術は、例えば医学の分野では、質的に新しい薬理学的薬剤の開発に有望であるが、軍事目的では、他の毒性物質群の生体調節物質の新しい構造ナノ修飾物の製造にも利用できる。
ナノ粒子(ナノ-10-9)の安全性は、ナノテクノロジーにおける主要な問題のひとつである。新興健康リスクに関する科学委員会の報告書と公式のナノテクノロジー・リスク・ガイドが 2006年6月に国際リスク管理評議会から発表された[55]。どちらの出版物も、ナノ医療とナノテクノロジーが人間の健康と環境に及ぼす潜在的リスクに関するデータが不完全であることを強調している。ナノ粒子の新たなサンプルを使いこなす一方で、人類は新たな技術ソリューションの導入がもたらす結果に対する備えができていなかった。新技術-新たなリスク
ナノ材料とナノテクノロジーの創造と開発に伴うナノリスクには、相乗効果も含まれる。技術的リスクとは異なり、ナノリスクは、エネルギーを大量に消費する既存の材料や技術と比較して、最終製品に組み込まれる物質やエネルギーの量が最小であるかどうかによって決定されるため、例外的にリスクレベルが10-8/年に達する可能性がある。10-9/年の技術的リスクレベルに到達する可能性は、実際に存在する。[26, 49]。
10-9/年の技術的リスクレベルは、すべてのナノ材料とナノテクノロジーに対して法制化されるべきである。技術圏ハザードによる住民の死亡確率は、リスクが10-6/年を超える場合は容認できず、10-8/年未満の場合は容認できると考えられる。個人のリスクレベルが10-6~10-8/年の範囲にある対象物に関する決定は、特定の経済的・社会的側面に基づいて行われる。[26, 55]。
このように、ここ数十年の間に先進国の軍備に登場した有望なタイプの大量破壊兵器を概観すると、世界社会に対するその重大な危険性がわかる。科学者によれば、二重技術の分野における現代科学の活発な発展は、人類の安全保障に対する脅威を増大させている。この非常識な軍拡競争を止めることができるのは、高度な科学技術を軍事目的に使用したり、新型の大量破壊兵器を生み出したりすることを防ぐ、国際的な法的監視・管理メカニズムだけである。
結論
既存の世界の動向と、伝統的および現代的なタイプの大量破壊兵器の使用の可能性を分析した結果、文明社会では現在、国家および世界の安全保障政策は、重要な課題の解決に基づくべきであることが明らかになった。さらに、既存の大量破壊兵器の備蓄を削減し、除去するためにあらゆる努力を払わなければならない。現在の社会の発展段階において、世界に現存する大量破壊兵器の膨大な破壊力は、人類にとって最大の脅威である。
世界的な変革期において、世界は核兵器やその他の種類の大量破壊兵器(化学兵器や生物兵器)の使用の脅威と事実にますます直面している。これらの兵器の使用は、国家間の主要な軍事紛争とは関係ないかもしれないが、テロ攻撃の実施や地域紛争の解決の手段となるかもしれない。
このような兵器の使用、開発、備蓄は、多くの国際文書によって禁止されている。しかし、領土問題、政治問題、宗教問題、経済問題が山積する現代世界では、核兵器をはじめとする大量破壊兵器を自発的に放棄する者はいない。
公開されたデータだけを列挙してみても、国際条約にもかかわらず、多くの国の研究所や研究室が、過去数十年にわたって、新しいタイプの伝統的な大量破壊兵器を研究・実験し、現代の高度なタイプの大量破壊兵器を開発してきたことがわかる。新しい武器や軍事装備の出現から情報通信技術に至るまで、さまざまな分野における科学技術の進歩は、武力闘争のあり方に質的な変化をもたらしている。このことは、既存の国際協定の有効性と効率性に疑問を投げかけている。
こうした傾向は、世界の主要国による軍拡競争の現在の方向性を決定付けている。一部の国家による伝統的兵器の増産と、有望な種類の大量破壊兵器を含む新型兵器の開発は、他の国々に戦略的抑止の可能性を強化するよう迫っている[27]。
世界大戦の経験は、甚大な損失と重大な結果をもたらす特定の種類の大量破壊兵器を禁止するための積極的な闘争は、通常、軍事目的のために実用化された後に初めて始まったことを示している。しかし、現代型の大量破壊兵器の場合、「カット・アンド・トライ」原則の使用は、今や広範囲に及ぶ取り返しのつかない結果をもたらす可能性がある。したがって、世界社会は、新型大量破壊兵器の開発と生産を防ぐという、困難だが極めて緊急な課題に直面している[11]。
残念ながら、この数十年間は、特に国際安全保障の分野において、国際法の基本原則が切り下げられ、破壊されてきた。このような状況において、国際連合(UN)の平和維持活動は、その創設直後から、通常兵器と大量破壊兵器を行動、破壊力、結果の原則に基づいて区別してきたが、その重要性はますます高まっている。今日の世界において、国連は正当な権限を持つ唯一の組織である。国連は、現代のグローバルな問題、とりわけ大量破壊兵器の拡散と使用の脅威、国際テロリズムとの闘い、平和維持活動、現代世界の外交政策における新しい思考体系の開発などを解決することができ、それによれば、大量破壊兵器の違法な取引は人類の安全に対する犯罪と同視される[2]。
ここ数十年、世界社会は、医療倫理や国際法の基本原則と相容れない大量破壊兵器の使用による脅威と悲惨な結末の現実をますます認識するようになった。現存するすべての種類の大量破壊兵器の禁止と完全破壊、その使用と拡散を制限する多くの国際文書の採択を求める広範な運動が世界で始まった。大量破壊兵器の 「拡散」という用語は、それまでそのような兵器が存在しなかった新たな国に出現すること、また非国家組織やテロ組織が大量破壊兵器を入手する危険性が高まることを意味すると理解すべきである。したがって、政治家、公人、科学者、軍事専門家にとって、既存の矛盾を解決するために武力闘争手段をさらに発展させる方法は何かという問いは、今日、非常に重要なテーマとなっている。このような状況では、これまでと同様、ロシアの防衛力強化の問題に最も注意を払うべきである。国民であれば誰でも、大量破壊兵器が使用される潜在的脅威について必要な知識を持ち、また、大量破壊兵器が使用された場合の安全性や影響の排除についての知識を持たなければならない。
このことは、人類の既存の防衛手段が無力な、最も恐ろしい大量破壊兵器のひとつである生物兵器の使用について特に言えることである。生物兵器戦争の現実的脅威と生物テロリズムの現存する危険性から、国のバイオセーフティ・プログラムの実施、現在のBW、潜在的な生物学的手段や薬剤について住民に知らせる対策が、主要かつ緊急の課題のひとつとされている。これらの問題については、以下の章で論じる。
第2章 生物兵器と生物戦争
科学は急速に進歩している。
ダン・ブラウン、アメリカの作家、「インフェルノ」
章のまとめ
この文書は、生物兵器の歴史、種類、特徴、現代的な展開について詳細に論じた学術的分析である。主な内容を以下に要約する:
生物兵器の定義と特徴:
生物兵器は人間、動物、植物を大量破壊する手段である。核兵器の製造コストと比較して極めて安価であり、少量で高い致死性を持つ。生物兵器には病原微生物や毒素が含まれ、その運搬手段や散布方法も含めて「生物学的手段」と総称される。
歴史的展開:
古代から戦争手段として使用され、中世には病死した動物の死体を敵の水源に投げ入れるなどの事例がある。20世紀には第一次世界大戦でドイツが使用を試み、第二次世界大戦中には日本の731部隊が中国で人体実験を行った。1972年に生物兵器禁止条約が採択されたが、実効的な管理体制は確立されていない。
現代の生物兵器の種類と特徴:
- 第一世代:伝統的な病原体(天然痘、ペスト、炭疽菌など)
- 第二世代:遺伝子工学により改良された病原体
- 第三世代(ポストゲノム):
- 遺伝子兵器
- 民族特異的な生物兵器
- バイナリー兵器(2つの要素を組み合わせて効果を発揮)
- ステルスウイルス(体内で検知されにくい)
現代的な戦術:
- アグロテロリズム:農業施設や食品加工施設を標的とする
- 動物園テロリズム:家畜を標的とする
- 昆虫兵器:病原体を媒介する昆虫の利用
- ゲノム兵器:特定の遺伝的特徴を持つ集団を標的とする
遺伝子組み換え技術の軍事利用:
遺伝子工学の進歩により、より危険な新種の病原体の作成が可能になっている。特にCRISPR/Cas9などのゲノム編集技術は、軍事目的に転用される危険性がある。
現代の脅威:
- 遺伝子組み換え食品による潜在的リスク
- 民族特異的な生物兵器の開発可能性
- デュアルユース技術(平和利用と軍事利用の両方が可能)の拡散
- 新興感染症の出現と weaponization(兵器化)の可能性
結論として、生物兵器は現代においてより洗練され、かつ危険になっている。特に遺伝子工学の進歩により、従来の規制枠組みでは対応できない新たな脅威が出現している。
人類に対する最も凶悪な犯罪のひとつが生物兵器による戦争であり、人間や動物、植物に意図的に病気を蔓延させることである。生物戦の手段として、特殊なタイプの大量破壊兵器が使用され、敵の生活部隊や民間人を破壊するように設計されている。「生物兵器」という用語は、「細菌兵器」という用語よりも、この概念に関連するすべての側面をより完全に定義している。
「細菌兵器」とは、遺伝子組み換えや伝統的な微生物が破壊のために使用されるだけでなく、生物学的手段(BM)という一般的な名称で統一され、その適用や適用場所への運搬の技術的手段も含まれる。
適用の技術的手段には、生物製剤の安全な輸送、保管、戦闘状態への移行、および散布を可能にする適用手段(破壊可能な容器、カプセル、カセット、空中爆弾、散布システムは、標的領域での微生物の散布を確実にする)が含まれる。
BW運搬手段には、敵の目標に技術的手段を確実に運搬する戦闘車両(弾道ミサイル、巡航ミサイル、航空、砲弾)が含まれる。また、生物兵器の入った容器を適用地域に運搬する妨害工作集団も含まれる。
核兵器の製造コストに比べれば、生物兵器の開発と製造は極めて安価であり、いくつかの生物兵器の精製型の有効性はサリンの数百万倍である。BWが長い間、貧者の原子爆弾と呼ばれてきたのも当然である。
現在のところ、世界のどの国もバイオテロの脅威に対抗する十分な手段を持っていない。大量破壊兵器による攻撃は、人間や動物の大量感染や大量死だけでなく、恐怖、パニック、不安を麻痺させるものである。
WHOによれば、世界中の公衆衛生システムは、自然発生および再興感染と、その能力の限界まで闘っている。生物学的病原体に対する社会の脆弱性は、主に、現段階の保健医療システムが、それらを適時に検知し、必要な防護措置を講じることができないことに起因している。WHOは、生物学的脅威に対応する公衆衛生の準備態勢を改善し、限定的ではあるが適切に選択された生物学的病原体群を含むプログラムで医療従事者と一般市民を訓練し、より広範な病原体に対処するために必要な能力を構築することに力を注ぐよう勧告している[8, 29]。
2.1 生物兵器と生物製剤
現代のテロリズムの特徴は、以前の姿と比べても残忍さが増していることであり、慣れ親しんだ現代人をも威嚇し、衝撃を与え、戦意を喪失させようという欲望である。テロリストが大量破壊兵器を使用するまでには、文字通りあと一歩のところまで来ている。[6, 19, 20, 68]。
大量破壊兵器の中でも、さまざまな種類のBWは化学兵器に劣らず、おそらくはそれ以上に危険である。特定の条件下では、BWは核兵器に匹敵する破壊力を持ちうる[18,35]。例えば、数キログラムの炭疽菌の胞子は、広島に投下された核爆弾と同じ威力の核爆弾と同じ数の民間人を破壊することができる。
BWは戦略的能力を持ち、その効果は核兵器に匹敵し、より限定的で戦術的なCWよりも優れている。秘密使用のためのBWの作成と準備は比較的安価である。専門家によれば、通常兵器は生物兵器の2,000倍、核兵器は800倍、化学兵器は600倍である。日本の専門家によれば、核兵器の開発には少なくとも1300人の技術者と500人の科学者が必要だという。化学兵器や生物兵器の開発は、より低い資格の科学者の数で行うことができる[28, 39, 44]。
生物兵器は、人間、動物、植物を大量破壊する手段である。人間や社会全体に対する最大の生物学的脅威は、[5, 57, 64]によってもたらされる:
- 病原微生物の自然の貯蔵庫や、生物、特に生態系に対する作用機序が特定されていない遺伝子組み換え生物の無秩序な放出や拡散;
- 自然由来の感染症の大量発生(伝染病、疫病、類人猿感染症);
- 病原微生物を使用する作業に関連する施設での事故や妨害行為;
- 生物学的に危険な施設での妨害行為を含む、軍事目的やテロ目的での微生物やエコ病原体の使用 [21, 25, 55]。
現在の社会の発展段階において、人口、動物、環境に対する生物学的危険の主な発生源、生物学的・社会的性質の緊急事態には以下のようなものがある:
- 1. 病原性微生物、プリオン、危険な感染症、特に危険な感染症は、自然発生的なもの、自然発生的なもの、「再発」するもの(百日咳、ジフテリア、ポリオ、麻疹)を含む。
世界の医療現場では、既知の感染因子が無防備な集団に戻ったために、非常に深刻な結果を招いた事例がある。[14, 18, 32]。例えば、百日咳が流行した1975年から1980年にかけて、日本では約36,000人が罹患した(1970年代には百日咳の予防接種は中止されていた)。2000年、中央アメリカでは、数年間ポリオの患者が全くいなかったが、その年に14人の患者が報告された。同じ年、ハイチでは麻疹患者がほとんどいなかった年に135人が感染した。同様の事例がロシア連邦領内でも発生した[44]。
このように、前世紀の1990年代半ば、集団免疫の急激な低下を背景に、マスメディアでワクチン予防に反対するキャンペーンが展開された結果、その時点ではジフテリアの発生は事実上なくなっていたにもかかわらず、104,205人がジフテリアに罹患した。チェチェンではポリオ予防接種が中止されたため、1995年には144人がポリオに罹患し、同共和国のポリオ無発生地域認定は数年遅れた。これらすべてのケースでワクチン予防措置が完全に再開されたことにより、流行や散発的なアウトブレイクは停止した。[17, 44]。
自然および人為的要因の影響下での突然変異誘発の結果、微生物の非病原性および病原性株から発生した「新しい」病原体を表21に示す。
表21 新興感染症とその病原体 [by 58, 74]
年
新興病原体
1970-1979
エンテロウイルス、ロタウイルス、バハマー森林ウイルス、パルボウイルスB19、クリプトスポリクリウム・パルバム、エボラウイルス、レジオネラ肺炎、ハンタウイルス、
カンピロバクター・ジェジュニ
1980-1989
HTLV-I、HTLV-II、Borrelia burgdorferi、HIV、ヘリコバクター・ピロリ、
BSE、ヒトヘルペスウイルス6型、E型肝炎ウイルス。
1990-1999
グアンタリート・ウイルス、バベシア新種、コレラ菌、バルトネラ・ヘンセラ、エンセファリト・ズン・クニクリ、シン・ノンブル・ウイルス、サビア・ウイルス、コウモリ・パラミクソ・ウイルス、ヒトヘルペス・ウイルス8型(HHV-8)。
2000年~現在
ヘドラウイルス、鳥インフルエンザAウイルス(H5N1)、ニパンウイルス、鳥インフルエンザAウイルス(H9N2)、ホワイトウォーターアロヨウイルス、新型コロナウイルス、鳥インフルエンザAウイルス(H7N7)
分子生物学やバイオテクノロジーのような重要な分野で遅れをとっていると、ロシアにとって破滅的な結果を招く恐れがある。これまで知られていなかったマイコプラズマ感染症、牛海綿状脳症、ライム病、クロイツフェルト・ヤコブ・プリオン病、カンピロバクター症、レジオネラ症などが、深刻な疫学的脅威となりつつある。WHOが天然痘の完全撲滅を宣言してから20年、米国疾病管理センター(CDC)は、天然痘を最も危険な感染症のトップに挙げている。住民を守るための改良型天然痘ワクチンの試験と製造が再び始まった。[2, 8, 30, 32]。
- 1. 過去30年の間に、人命を脅かす40種類以上の病原体が出現し、テロや破壊工作にも利用されるようになった。
- 2. 影響因子 – 微生物の生命活動の産物(毒素、酵素、タンパク質の性質を持つ生体調節物質、超抗原、ミニ抗体、テクノフィリック微生物など)。
- 3. 遺伝子組み換え生物および遺伝子構築物(ウイルスベクター、二本鎖RNA、がん遺伝子、タンパク質毒素をコードする遺伝子)。
- 4. 最新の抗菌薬に耐性を持つ病原体 5.
- 5. 環境の物理的対象にダメージを与えるエコ病原体 [53].
BWはまた、短時間で広い地域の人々に大規模な影響を与える能力、重大な伝染性、短い潜伏期間(1日から数日)、長距離に拡散する能力(シミュレーターを使った実験では、エアロゾルは700kmまで拡散した)、生物学的病原体の表示に関連する困難性といった特徴も持つ。重要な役割を果たすのは、微生物や毒素の保存が可能であることで、乾燥状態での生存能力や毒性特性が長期間(5~10)保存される。
BWには、病原微生物の生物学的製剤(BR)が含まれる。BRは、病原性微生物(毒素)、充填剤、安定化添加剤を含む多成分系であり、保存中、塗布中、エアゾール状態での安定性向上を保証する。凝集状態によって、BRは液状と乾式がある。
大量破壊兵器(WMD)の一種であるBWには、他の種類の兵器とは異なる多くの特殊性があり、戦争手段としての長所と短所を決定している。
利点のなかでも、まず第一に、使用効率の高さを強調すべきであるが、これは大量破壊兵器の使用方法と手段の正しい選択に大きく依存する。これは、自然条件下における病原微生物が、さまざまな方法で人体に浸透する能力に基づいている(表22)。
表22 生物製剤の使用方法と手段
番号 自然条件下での病原体の人体への侵入方法
生物学的製剤の戦闘的使用に対応する手段
1 空気感染 – 呼吸器を通じて
エアロゾル粒子で空気表層を感染させる生物製剤の散布 – エアロゾル法
2 消化管(水生)-消化管を経由する。
密閉された空間(容積)内の空気や水を、破壊的装置を使って生物学的手段で汚染する。- 破壊的方法
3 感染性 – 感染した吸血昆虫に咬まれた結果、無傷の皮膚を介して感染する。
人為的に感染させたBS吸血昆虫を対象地域に散布する。
- 媒介法
4 接触感染 – 口、鼻、目の粘膜や傷ついた皮膚を介して感染する。
エアロゾル粒子で空気表層を感染させるためにBRを噴霧する。
エアロゾル法
エアロゾル法である。外国の軍事専門家は、エアロゾル法を主要かつ最も効果的で有望な方法とみなしている。エアロゾル法は、広範囲の地表の空気塊、地形、生活部隊、そこに配置された兵器や軍備を、突然、秘密裏に生物学的手段で感染させることができるからである。同時に、生物学的エアロゾル汚染は、地上に公然と存在する生物兵力だけでなく、密閉されていない兵器、軍備、構造物の中に存在する生物兵力も同時に暴露する。[8, 31, 36]。
この方法はまた、ほとんどすべての種類の生物製剤(感染症の病原体や微生物毒素、自然条件下では空気感染しないものも含む)を戦闘目的に使用すること、1種類の生物製剤の大量投与と異なる種類の生物製剤の組み合わせの両方で生物への感染を確保することを可能にする。その上,呼吸器官を貫通する本剤のエアロゾルから生体を保護することは、他のBS散布法よりも困難な課題である。なぜなら、この方法では生体に有効な保護バリアが存在しないからであり、感染の結果生じる肺疾患は常にはるかに重篤で、死に至ることが多い。こうしたことはすべて、緊急予防の効果を著しく低下させ、病変の非典型的なパターンを作り出し、生活力の奉仕からの撤退を加速させ、病変の重症度と致死率を高める可能性がある。[2, 8, 36]。
生物製剤のエアロゾルへの変換は、主に2つの方法によって行われる:生物兵器用爆薬の爆発力による方法と、噴霧装置の助けを借りる方法である。
最初の方法である爆発法の利点として、海外の専門家は簡便性、信頼性、高い費用対効果を挙げている。しかし、爆発時に高温と衝撃波が発生するため、生物製剤の損失が大きい。生物兵器は、爆発要因が本体に与える影響の程度を小さくするために、最小限の爆薬と薄く柔らかい材料でできた弾殻を使用することになっている。このため、生物弾は、その特殊な設計と小口径によって通常弾と区別されなければならない。地上での爆発は、通常弾の炸裂音とは異なるくぐもったかすかな音と、小さく急速に消えるエアロゾルの雲を伴う。こうした外部からの間接的な兆候によって、多くの場合、敵が生物兵器を使用したという事実を判断することが可能である[41, 48]。
噴霧装置では、製剤のエアロゾルへの移行は、圧縮された不活性ガスの影響下(機械式エアロゾル発生装置の場合)または衝突する空気流(エアロゾル噴出装置の場合)のいずれかで行われる。
有人・無人航空機に搭載された噴霧装置は、ある高度で汚染された大気の雲を発生させることができ、この雲は漂流しながら徐々に沈降し、広域の地表空気塊に感染させることができる。
海外の文献によれば、190リットルの生物製剤を機械式エアロゾル発生装置の助けを借りて噴霧すれば、60km2以上の地域に感染濃度を作り出すのに十分である。生物学的エアロゾル雲が大気表層に広がる深さと殺傷力を維持する時間は、主に気象学的・地形的条件に左右される。たとえば、表層の垂直安定度、風速と風向、気温と相対湿度、降水や直射日射の有無、地形などである。外国の軍事専門家は、生物学的エアロゾルの最も効果的な使用は、気温が-15~+10℃で、大気の垂直安定性が逆転または等温の条件下で、相対湿度が平均値で、風速が1~4m/sで、日射と降水がない秋と冬になると考えている[65, 68]。
平坦な開けた地形では、エアロゾル雲の広がりは一様である。それ以外の地形では、多かれ少なかれ雲の拡散が大きくなり、汚染範囲が狭まる。峡谷、渓谷、森林、住宅や工業用建物が密集している集落など、空気塊の循環や直達日射の影響が制限されている場所では、生物学的エアロゾルの雲が流れて停滞し、その破壊的特性を長時間保持することが可能である。地上に堆積したエアロゾル粒子は、地上の塵埃粒子と結合し、強風時や汚染された地形上での人員、武器、軍装備品の移動中に、再び空中に舞い上がり、二次的な生物エアロゾルを形成する。敵が持続型のBSを使用している場合、このエアロゾルは、要員を汚染する可能性のある追加的な発生源となる[8]。
陽動作戦。BSを使用する陽動作戦は、空気や水の密閉された空間(容積)や、追加的な浄化(処理)なしに直接使用される食物(飼料)を、生物学的製剤によって意図的に密かに汚染することからなる。
小型の破壊工作装置(携帯用エアロゾル発生装置、噴霧用フォームなど)の助けを借りて、外国の軍事専門家は、ある瞬間に、地下鉄の部屋やトンネル、大規模な社会的・文化的・スポーツセンターのホール、鉄道駅、空港、鉄道車両や民間航空会社のサロン、軍事的・国家的に重要な意味を持つ部屋や物など、人が多く集まる場所の空気を汚染することが可能だと考えている。ペスト、コレラ、腸チフス、特にボツリヌス毒素が使用されることもある。人為的に感染させた吸血媒介動物や農作物の害虫も、妨害行為によって伝播する可能性がある。[41]。
伝播法。伝染性方法は、昆虫学的弾薬(空中爆弾や特殊なデザインの容器)を用いて、人工的に生物学的に感染させた吸血媒介虫を所定の地域に意図的に拡散させるものである。[8, 18, 27]。
この方法は、自然界に存在する多くの吸血性節足動物が容易に感知し、長期間保存し、その刺咬によって人間や動物にとって危険な数多くの病気の病原体を媒介するという事実に基づいている。ある種の蚊は黄熱病、デング熱、ベネズエラウマ脳炎、ノミ-ペスト、シラミ-チフス、蚊-パパチャ熱、イソデマダニ-Q熱、脳炎、野兎病などを媒介する。外国の軍事専門家は、人為的に感染させた媒介虫を使用するのは、暖かい季節(気温15℃以上)で、媒介虫の生息地に近い自然条件下が最も可能性が高いと考えている。
媒介虫による方法は補助的な方法と考えられているが、ある条件(気象学的、地形的、さらには政治的な条件)のために、他のBS散布方法が使えない場合には、かなり有効である。1981年にキューバで意図的に引き起こされたデング熱の大規模な流行は、344,200人を発病させたが、これはその証拠である。この伝染病の状況を調査する権威ある国際専門家委員会は、この伝染病がイエネコによって引き起こされたことを確認した。イエネコはアメリカの専門家によって繁殖させられ、デング熱病原体に人為的に感染させられ、CIAのエージェントによってキューバに密かに運ばれたのである[29, 31]。
報道によれば、米国は現在、ある種の吸血媒介蚊を大量生産し、戦闘用に必要な量を人工感染させる方法を開発し、マスターしているという。
同時に、殺虫剤に対する抵抗性を高め、7℃以上の温度で活性(ヒトを攻撃し感染させる能力)を保持する吸血ベクターの新種族を人工的に生産することや、吸血ベクターをこれらの製剤が散布された場所に引き寄せ、攻撃性を高めることができる合成フェロモン製剤を作成することも可能であると指摘されている[54, 68]。
BWの利点には以下も含まれる。[27, 28, 32]:
- 散布の秘密性-BW使用の事実を敵が適時に発見することの難しさ、BSの適時の表示と識別の難しさ;
- 破壊的作用の柔軟性(一時的に無力化する薬剤の存在と致死的作用);
- 使用の高い戦闘効果:本剤のごくわずかな感染量は、その破壊的特性において最も毒性の強い化学剤を凌ぐことができる;
- 潜伏(潜伏)感染期間(数時間から数日、さらには数週間)が存在するため、この大量破壊兵器を使用した事実はさらに目立たなくなる。潜伏期間の長さは、さまざまな要因(生物に浸透したBS線量の量、生物に特異的な免疫の存在、医療防御設備の適時適用、体調)によって異なる。潜伏期間中、要員は完全な戦闘能力を保持する;
- 本症の種類は多岐にわたる;
- 多くの種類のBSは作用時間が長いことが特徴であり、流行性の疾病を引き起こす可能性がある。他方、一部のBWは、外部環境に長期間(数カ月から数)生存可能な状態で留まることができる。BWの活動期間を長くすることは、人為的に感染させた吸血ベクターによって一部のBSを拡散させる可能性とも関連する。この場合、持続的な自然感染センターが形成される危険性があり、これは職員にとって危険である;
- 大量破壊兵器の種類による影響の多様性:一時的に人を無力にする感染もあれば、致命的な感染もある;
- 大量破壊兵器に対する防御の無効性:微生物はいかなる施設、工学的構造物にも侵入する可能性があり、軍備も汚染からの防御を保証するものではない;
- 被害の拡大:BWは、数万平方キロメートル以上の地域にわたって生物部隊に影響を与えることができるため、非常に分散した生物部隊に影響を与えることができ、その正確な位置に関するデータがない場合にも使用することができる;
- BWは主に生物に選択的に影響を与え、損傷のない物質的価値を残す。さらに、ある種のBWは人間だけに影響を及ぼし、ある種のBWは家畜に、ある種のBWは植物に影響を及ぼす。人間と動物の両方に危険なのは、ある種の兵器だけである;
- BWは心理的に強い影響を与える。敵のBW使用の脅威や危険な病気の突然の出現は、パニックや恐慌を引き起こし、部隊の戦闘効果を低下させ、兵站を混乱させる;
- 大量かつ複雑な作業により、BW使用の結果を排除することが、環境に深刻な影響を及ぼす可能性がある;
- 大量破壊兵器は、人間、動植物、微生物に影響を与える。生物兵器は人間、動植物、微生物に影響を及ぼし、大量死や、種としての存続が不可能なレベルまで数を減らすことにつながりかねない。生態学的群集における1つの生物種または生物種のグループの消滅は、生態学的バランスを著しく乱す。
さらに、生物兵器は他の種類のOPMに比べて比較的安価で、技術的に複雑でないため、技術開発レベルが低い国家であってもその生産は困難ではないことに留意すべきである。
2.2 生物兵器の歴史と生物兵器への応用
生物兵器は最も古いタイプの大量破壊兵器であり、人々は古代から何度もその利用を試みてきた。その使用は常に軍事的に有効であったわけではなく、時には恐ろしい結果を招き、住民に大量の死傷者を出した。
2.2.1 古代における生物兵器戦争
戦争当事者間の軍事的、政治的、その他の紛争を解決するために集団感染症を用いるという考えは、古代にまでさかのぼる。[44, 56]。このような行動は、人間と神々の両方に起因するものであった。旧約聖書には、捕虜となったユダヤ人の解放を拒んだファラオに対する罰として、神エホバがハエの大群(「第四のエジプト人処刑」)やシラミやノミ(「第三のエジプト人処刑」)をファラオに与えたと記されている。よく知られているように、ハエは多くの病気を媒介し、シラミはチフスや腸チフスを媒介し、ノミはペストを媒介する。これらの危険な病気はすべて古代エジプトに蔓延していた。
最も深刻な病気の流行によって、世界のさまざまな地域で何千人もの人々が命を落とした。ペストは中東における十字軍の敗北の原因であり、チフスはモスクワからの撤退中のナポレオン軍で猛威を振るった。ヨーロッパ人がアメリカ大陸に持ち込んだ天然痘やインフルエンザは、先住民であるインディアンを大量に殺した。スペインやポルトガルの征服者の遠征隊の多くは、マラリアのために南米のジャングルで跡形もなく姿を消した。病気の伝染性の高さから、戦争当事者は敵軍の抵抗を抑えるためにさまざまな汚染物質が使えると考えるようになった。アレキサンダー大王の戦争では、ペストや天然痘で死んだ人や動物の死体が井戸に投げ込まれ、飲み水の使用を防いだ。要塞が包囲されると、そのような死体がカタパルトで敵陣に投げ込まれた。戦争に絶えず付きまとう疫病は、戦争当事者にかけがえのない大きな損失を与え、個々の戦いの勝敗を左右することがしばしばあった[48, 75, 76]。
1346年、黄金種族トクタミシュのハーンの命令により、タタール人は疫病の流行を引き起こすことを期待して、クリミアのカファ(現在のフェオドシア)にある包囲されたジェノヴァ人の要塞の井戸やその他の水源に、城壁を越えてペストで死んだ人や動物の死体を投げ込んだ[55, 67, 87]。結局、カッファは降伏したが、ペストはヨーロッパ全土に広がり、当時の世界人口の約10%に相当する2,500万人が死亡するという恐ろしい伝染病を引き起こした。[167]。1422年、ボヘミアの宗教戦争のカールシュタインの戦いでは、ペストに感染した兵士の死体が敵陣に投げ込まれた。1435年のナポリ遠征では、フランス軍をハンセン病に感染させる試みが行われたが失敗した。スペインの軍人がフランス兵に病人の血を混ぜたワインを飲ませたのである[17, 48, 87]。
その後、1520年、スペインの征服者エルナン・コルテスは偶然にも天然痘ウイルスをアステカ族に使用し、彼らは天然痘に対する免疫を持っていたため、人口の半分以上を失った。アステカの指導者であったキトリワックもこの疫病の最中に死亡し、国家そのものが数週間で滅亡した。同様のエピソードは、ロシアがスウェーデンと戦争していた1710年にも指摘されている[167]。
アメリカの植民地化時代には、天然痘がインディアン部族の間で繰り返し流行した。フレンチ・インディアン戦争(1754年~1767)において、北アメリカのイギリス軍の司令官であったジェフリー・アーチャーは、天然痘に感染した毛布を使って、フランスに同調するアメリカ先住民の間で天然痘を蔓延させることを提案した。[70, 80]。
敵の抵抗を抑えるために毒も使われた。紀元前3世紀のカルタゴの司令官ハンニバルは、毒ヘビを詰めた土鍋で都市や要塞を砲撃した。
1683年、アントニー・ヴァン・レーウェンフックは初めて細菌を発見し、記述した。このため、彼は細菌兵器の準備過程と将来の開発の創始者とみなすことができるが、このまったく平和的な人物は、自分の発見がそのように応用されることを想定していなかった。19世紀末から20世紀初頭にかけて、「微生物ハンター」と呼ばれたL.パスツール、R.コッホ、I.I.メチニコフ、N.I.ガマレヤ、その他の研究者たちの偉大な発見のおかげで、科学者たちは感染症の病原体の純粋培養物を扱うことができるようになった(表23)。
表23 感染症病原体の発見段階 [4]
生物兵器の最初の標的実験は、ずっと後の20世紀に開始された。
2.2.2 20世紀の生物兵器
戦争手段としての生物兵器は、最近の歴史の産物であることを認識すべきである。生物兵器は、感染症のメカニズムや病原体の解明、個々の微生物の特質に関する研究の進歩の結果生まれたものである。科学の進歩は、予防接種と抗生物質を人類に与えただけでなく、最も危険なBSとその運搬手段を兵器として使用するというパラダイムの急速な発展過程をももたらした。
第一次世界大戦中、ドイツは生物学的製剤の破壊的使用を何度も試みた。ファシズムが政権を握った国々での軍事作戦の準備期間中、感染性薬剤を使った戦争方法を積極的に開発し始めた。ドイツ軍の司令部は、フランスがラテンアメリカで購入した家畜に樹液と炭疽菌を散布することを許可した。同時に、ネズミに感染させてペストを流行させようとしたドイツの工作員がロシアで摘発された。戦史に残るもう一つのエピソードを思い起こすのが適切だろう。第一次世界大戦中の1915年、ドイツ軍は敵の士気を低下させ、より効果的な攻撃作戦行動の実施を阻止し、勝利を達成するために、ペトログラードでペストの流行を引き起こそうとした[37]。
第一次世界大戦における化学兵器や生物兵器の使用は、世界中で抗議の波を引き起こした。その結果、1925年6月17日、ジュネーブで、戦争における毒薬、窒息剤、細菌剤の使用を禁止する議定書が調印された。
1931年、ドイツの 「科学者」A.ラスティングは、地球上の人口が過剰になることが予想されるため、戦争で生物兵器を使用する可能性を理論化した。アメリカの 「科学者」E.ペンデルは、その論文『抑制のきかない人口増加』の中で、地球の人口は9億人を超えてはならないと証明している。残りは化学兵器、核兵器、生物兵器を使った戦争で滅ぼすべきだ。同じ頃、イタリアの医師フェラーティが細菌爆弾の最初の設計図を作成した[4]。
第二次世界大戦中、東部戦線での細菌兵器の使用命令はヒトラー直々に下された。新兵器の開発はゲーリングが主導し、直接の実行者はブローム教授であった。1943年、細菌兵器を準備するための研究所がポズナン近郊に設立された。
20世紀の30年代、日本の軍国主義者たちは細菌兵器の開発に従事していた。満州の占領地に2つの大規模な科学研究センター(731部隊と100部隊)を設立し、研究・生産部門とともに、実験動物だけでなく、捕虜や中国の民間人にも生物製剤を投与する実験場を設けた。731部隊の石井四郎司令官は常にこう繰り返していた。
細菌兵器の利点は、細菌が敵の生命力だけを破壊することだ。火炎放射器や爆弾のように建物を破壊することはない。貴重品は完全に安全に我々の手に渡る。[11, 17, 48].」
日本政府も署名した国際条約に反して、731部隊と100部隊は、細菌兵器を秘密裏に準備し、ネズミやペストに感染したノミを繁殖させ、コレラ、ペスト、腸チフス、炭疽病の病原体を大量に培養し、生きた人間で実験するよう求められた。医師の免状を持つ野蛮人たちは、実験室でコレラ、ペスト、チフス、炭疽病などを実験中の人々に静かに感染させていた。731部隊の中だけで、すぐに使える細菌が大量に保管されており、理想的な状態で世界中にばらまけば、全人類を絶滅させるのに十分な量になる。進歩的な日本の作家、森村誠一はそう書いている[44]。
731分遣隊では1カ月の間に、ペストは300キログラム、炭疽菌は600キログラム、腸チフス、赤痢菌は900キログラム、コレラ菌は1トンという大量の細菌が生産された[22, 48]。わが国に対する大規模な細菌学的破壊工作が想定されていた。ハバロフスク、ブラゴヴェシチェンスク、ウスリースク、チタの地域で細菌兵器を使用する計画が立てられた。日本の大本営は、米国(カリフォルニア州)にバイオ攻撃を仕掛ける作戦を展開していた。731部隊の妨害工作員は、致命的な細菌を水道管に打ち込む予定だった。作戦の第2部では、病原性細菌を詰めた爆弾をサンディエゴ市に投下することが計画されていた[44]。幸いなことに、彼らは計画の実現に失敗し、白衣の怪物たちは1949年にハバロフスク裁判で裁判にかけられた。
20世紀の40年代、アメリカは生物兵器の製造に関する基礎研究を開始した。この目的のために、ユタ州に特別な実験場が作られ、その他にも多くの施設が作られた。アメリカでは、生物製剤は大量破壊兵器のひとつとみなされていた。ソ連の資料によると、朝鮮戦争中、米国は朝鮮に対して生物兵器を使用した。1952年1月から3月までの期間に限っても、朝鮮の169の地域で804件のBW使用(ほとんどの場合、細菌性空中爆弾)があり、伝染病を引き起こした[11]。
一部の専門家は、アメリカはベトナム戦争中にBWを使用し、100,000トンを超える除草剤と枯葉剤が散布され、主に植生に影響を与えたと考えている。こうしてアメリカは、上空からの視界をよくするために、木々の緑を破壊しようとしたのである。ベトナムでは淡水魚が被害を受け、1980年代以前の漁獲量は農薬使用前の10倍から20倍になっていた。ベトナムの農地の5%以上が破壊された。160万人のベトナム人に健康被害が生じた[17]。
1955年、CIA職員がフロリダ州で極秘実験を行った。バッグやスーツケースに見せかけた携帯用の装置を使って百日咳を散布し、その後フロリダで流行が起こった。1964年と1965年には、シカゴとサンフランシスコで枯草菌が散布され、特に都市間バスターミナルと国営空港で行われた。その目的は、アメリカ全土への感染拡大をシミュレートすることであった。
1970年には、米国でテロ組織「ヴェーズ・アンダーグラウンド」がBWを入手し、それを使って市の水道システムを汚染しようとし、1972年には、米国で学生組織「R.I.S.E」が同じ目的でチフス菌、ジフテリア菌、赤痢菌と同様に青酸を使おうとした[34]。
ソ連では、生物破壊兵器の開発や生物破壊工作に対抗する方法の開発に携わる科学研究所も設立された。国防省に研究所が開設され、BWの開発に加え、新たな脅威に対抗するための予防薬や治療薬の開発に従事した。さらに、ソ連保健省、ソ連農業省、ソ連科学アカデミー、ソ連医学アカデミー、VASKHNIL、ペスト対策システム、ワクチン・血清総局の研究所、バイオプレパラート総局の研究所がこの作業に関与した。
「バイオプレパラート」この強力な抗菌防御システムは、特に危険な感染症の表示、診断、予防、治療の問題を解決した。当時のBWの武器庫には、炭疽、天然痘、ペスト、野兎病、樹液、出血熱の病原体が含まれていた。開発された予防・治療用製剤は、実際の現場条件下や生物学的製剤に直接暴露する室内実験において、動物やモデル対象で試験された。これらの薬剤は、航空爆弾や弾道ミサイルの弾頭など、さまざまな運搬手段に使用することができた。
その結果、1970年代までにソ連は、特に危険な感染症に対する独自のワクチン、出血熱(マールブルグ、エボラ出血熱)に対する免疫グロブリン、特異的・非特異的表示手段などを開発した。L.A.フェドロフ著『ソ連の生物兵器:歴史、生態、政策』には、ソ連における軍事生物学に関する広範な情報が含まれており、これまで一般には知られていなかった多くの資料が紹介されている。使用された文献ソースのリストには300以上のタイトルが含まれている。これはソ連における細菌兵器に関する最初の基本的研究である[52]。
1972年、国連は「細菌兵器(生物兵器)および毒素兵器の開発、生産および備蓄の禁止ならびにその廃棄に関する条約」を採択し、1975年にその履行が開始された。 この文書の第1条は、予防その他の平和目的を目的としない生物製剤および毒素の開発、生産および備蓄、ならびにそれらを使用するための装置および運搬手段を禁止した。現在までに、世界の約200カ国がこの条約に加盟している。しかし、その遵守を効果的に管理するための方策はまだ確立されていない。このことは、一部の国々で生物兵器の研究が続けられている可能性があることが、報道で明らかにされている。このことは 2001年10月に米国で炭疽菌の胞子が使用され、住民にパニックを引き起こした事実が証明している。住民は、バイオテロという事実だけでなく、その出現に対する公衆衛生の準備不足にもおびえたのである。
1992年、ロシアの細菌兵器を完全に排除する必要性に関する文書が調印された。1996年、ロシア連邦刑法に第355条が導入された。「ロシア連邦の国際条約で禁止されている化学兵器、生物兵器、毒素兵器、その他の種類の大量破壊兵器の開発、生産、備蓄、取得、販売は、5年から10年の禁固刑に処される」第356条では、これらの兵器の使用に対する処罰として、10年から20年の懲役が定められている。
しかし、世界には生物兵器の潜在的供給源が数多く存在する。一般的な医学の発展、特に感染症の予防と治療には、さまざまなワクチンを作るための細菌株の分離と保管が必要である[14]。しかし、その菌株自体もまた、治療対象となるあらゆる病気の発生源となっている可能性がある。大まかな推計によると、67カ国に450を超える様々な細菌株のコレクションが存在し、いずれかの組織に属している。致命的な細菌の供給源の多さと保管場所の不十分なセキュリティは、医療センターや生物学的センターをテロリストの生物兵器の供給源にする可能性がある。米国のデータによれば、少なくとも10カ国が生物兵器を保有しているか、その研究を行っている[13]。
2.2.3 現代史における生物兵器
生物兵器は現在非合法であり、その開発、貯蔵、使用を禁止する多くの国家間文書や協定が採択されている。しかし、あらゆる国際条約にもかかわらず、新たな生物兵器が開発され続けているとの情報が定期的に報道されている。
例えば、近年、米国の参加を得て、グルジア、ウクライナ、カザフスタンに生物学専門センターのネットワークが設立され、新型生物兵器の開発作業が進められている[26, 27]。
2011年3月に開設されたグルジアの秘密生物研究所は、軍事微生物学が活動のひとつであり、旧ソビエト共和国から生物学的物質を集積し、それを米軍の研究所に送っている。グルジアの微生物学者は 2003年以来、毎年米軍施設で訓練を受けている。アメリカは、ウクライナ、グルジア、カザフスタン、アルメニア、ウズベキスタンのペスト対策機関から専門家を誘致するために、あらゆる政治的・経済的可能性を駆使している。2014年5月2日、ITAR TASSはグルジアで未知の天然痘ウイルスが発見されたと報じた。アメリカ側によれば、このウイルスはこれまで遭遇したことがなく、まだ名前もないという。ウクライナ領内では、アメリカは特に危険な生物学的生物の研究開発を行う11の生物学研究所を配備している[23]。同時に、ウクライナ閣僚内閣は、2016年1月20日の政令第94-r号によって、2017年1月1日付で、ソ連時代から領土内で実施されていた衛生規範を廃止した。全部で200以上の異なる規範的行為が廃止の対象となっている。まず第一に、衛生規則、国家衛生、衛生疫学、衛生防疫、衛生衛生衛生規範および規則に関するものであり、これらのおかげでソ連はあらゆる感染症から国民を生物学的に保護する分野で最高水準を誇っていた[41]。
2014年9月10日、ウクライナの閣僚内閣は、その決定によって国家衛生疫学局を清算し、食品安全消費者保護国家局に置き換えたが、これは以前とは非常にかけ離れたものであった。
キルギスでは、カナダ外務省のプログラムにより、特に危険な感染症に関する研究所が建設される予定である。米国政府はカザフスタンに大規模な基準研究所を建設している。カザフスタンの科学者によると、様々な種類のペストの自然発生巣は106万km2の地域にあり、これは全領土の39%にあたる。カザフスタン領土内には炭疽病巣が3,000カ所あり、約500万人がそこに住んでいる。
自然発生的で管理されていない動物埋葬地は深刻な危険をもたらしている。カザフ草原には、ペスト、野兎病、ブルセラ病、各種出血熱などの危険な感染症の病原体が「休眠」している。したがって、人工的な生物試薬に加えて、天然の危険な病原体を使用する危険性があり、伝染病や疫病の自然発生の脅威が残っている。カザフスタンの状況はグルジア、ウズベキスタン、アゼルバイジャン、ウクライナとは異なる。これらの地域は広大な砂漠地帯で、特に西部と中央カザフスタンでは人口密度が非常に低い。集落は互いに遠く離れている。多くの地域では通常の通信手段がない。人里離れた小さな集落でこそ、危険な病気の新種の病原体を最も簡単に実験できるのだ。カザフスタンはそのような小さな集落で構成されており、広大な草原、塩沼、砂地によって隔てられている。このため、未知のバクテリアの菌株を検査するのにほぼ理想的な条件が整い、不測の事態に備え、完全にローカライズされている。他の共和国にはこのような条件はない。アルマトイにある複合施設の建設費は1億800万ドルで、このような施設の標準的な費用を大幅に上回っており、兼用の設備が置かれていることを示しているのかもしれない[27, 28]。
アゼルバイジャンでは、このような施設の建設が最終決定されつつある。この研究所は、国防総省がロシアの国境沿いに設置した同様の施設のシステムを補完するものでなければならない。ロシア連邦と中央アジア諸国の安全保障を脅かす可能性がある。
ソビエト後の空間にあるこれらの研究所はすべて、2つの問題を解決するために存在している。新しいタイプのBWを開発することと、ウイルスや細菌に対する新しい防御手段を見つけることである。
2013年7月19日。ロシア外務省は、ロシア国境付近での米国防総省の生物学的活動について深刻な懸念を表明した。上記のすべての国家は、バイオテクノロジーの分野において、米国の軍医が自国の領土でBW作戦を実施しないことをどうにか管理できるような十分なレベルの専門知識を持っていない。
ロシアと国境を接する国々の領土に高価な閉鎖的軍事施設が出現することも、ロシア外務省にとっては大きな懸念である。ロシアの専門家によれば、国防総省がこのような研究所を設立したことは、ロシアの生物学的安全保障を脅かし、米国が複数の軍事的課題を一度に解決することを可能にする:
- 自国民の汚染や米国民の抗議を恐れることなく、領土外で軍事生物学的研究(新種の細菌やウイルスの実地試験を含む)を実施する可能性を開く;
- 国際協定、特に1972年の生物毒素兵器禁止条約を回避することができる;
- このような施設は、特定の遺伝子型の動物や特定の領土の人口に影響を与えることを目的とした病原体や様々な遺伝子構築物を生産することができる;
- 米軍は、外国の領土で、生物製剤の使用禁止試験を実施し、その病原性や潜在的使用地域に関するその他の特性を調査することができる。
バイオテロ対策(感染症の診断、予防、治療に関する非常に効果的な手段の開発、疾病伝播の脅威に対抗するための公衆衛生能力の拡大)の実施は、その技術的洗練の程度にかかわらず、脅威のリスト全体に関して必要である[25, 79]。このような視点は、米国 [79]や欧州連合 [77, 79]において政府の支持を得ている。
しかし、経済的、政治的、科学技術的な様々な要因が定期的にこの問題に寄与しているため、バイオセキュリティの脅威の性質は常に変化しているという事実を考慮しなければならない。したがって、国際的に認知された指針となる原則と、達成された科学技術レベルを反映した効果的な国内法に基づく多国間アプローチが必要である。[15]。
Y.A.サランキナ(2016)は、生物学的テロの主な特徴を次のように特定している:意図的な違法行為;単独のテロリスト、個人のグループ、テロリストの組織者、または国家(国家機関および国家機構)によって行われる;生物学的に危険な物質を使用する;動植物、食品、ならびにそれらが生産、貯蔵、流通、消費される施設に影響を与えることによって、人々を破壊し、無力化し、重大な環境破壊を引き起こし、環境および環境に重大な環境破壊を引き起こすことを目的として、人々に対して直接狙いを定める。
2.3 生物兵器戦争の現代的戦術
現代の戦争は、敵の経済を破壊することを目的とした一連の行動である。生物兵器はこの任務を徹底的に果たす。人、動物、農作物に影響を与えることが可能であり、ある病原体は人の病気を引き起こし、ある病原体は動物だけに感染し、ある病原体は農作物や森林などを破壊する。多くの試算によると、軍事生物学への秘密の多額の配分が増加している。多くの国の軍産複合体(MIC)は「生物学的外観」を獲得しつつある。このことは、米国で国防省とエネルギー省による基礎生物学と応用生物学への資金援助が増加していることからも明らかである。[13]。生物戦の新しい技術が開発され、敵の資源を破壊するためにすでに使用されている技術が使用されている。
2.3.1 アグロテロリズム
アグロテロリズムとは、農業施設や食品加工施設に対する化学兵器や生物兵器の使用である[13]。当然のことながら、畑や農場を破壊するのは、陸軍部隊や軍事基地よりもはるかに容易である。事実上、農業のあらゆる分野がアグロテロの対象になりうる。これは歴史的事実からも確認できる。例えば、1942年から1945年のことである。1942年から1945年にかけて、中国と米国は、日本の水田に回復不能な損害を与えるウイルス剤を開発した。
昆虫学的兵器の使用に関する多くの報告は、悪名高いコロラドハムシに関するものである。1943年、イギリスはドイツ軍がワイト島の畑にカブトムシの入った容器を投下したのではないかと疑っていた。容器と甲虫は発見されなかったが、専門家はジャガイモの葉への被害がこれらの昆虫によるものだと断定した。冷戦時代には、米国が社会主義圏諸国に対してコロラドハムシを使っているのではないかという疑惑が繰り返された。
ソ連では、この疑惑はほとんど噂として流布された。他の国については、1950年代のドイツ民主共和国では、米国に対する農業テロリズムの告発がかなり公式に行われていた。東ドイツ人はコロラドのカブトムシを、Amerikanischer「アメリカ人」とKäfer「カブトムシ」を組み合わせて、Amikäferというニックネームで呼んでいた。同時期のポーランドやチェコスロバキア政府も同様の発言をしている。
1983年から1987年にかけてスリランカでは、タミル・イーラム解放の虎の分離主義者たちが、政府軍が支配する地域の茶園を破壊するために生物兵器を使用すると何度も脅迫した。先に、1960年代と1970年代のベトナムでの米軍の行動について述べた。彼らの目的は、ゲリラの食糧基地をなくすために、農地を含む植生を破壊することだった。1962年から1970年のキューバでは、タバコとサトウキビ(キューバ経済の基幹作物)が被害を受け、1970年のアンゴラでは、アグロ・テロリズムの事実が記録されている。
アグロテロは従来の伝染病よりも深刻な結果をもたらすが、それはテロリストが国の管理システムの中で最も脆弱な地点を選び、一度に数カ所を攻撃することができるからである。アグロテロ攻撃による被害は、問題の発見に要する時間にも左右される。
米国国家戦略研究所の推定によれば、現在、生物学的攻撃から自国の農業産業部門を守れる国は世界には存在しない。BWの標的は農作物、家畜、養殖魚である。同時に、このような攻撃の脅威は増大している。バイオテクノロジーの発展は、その機会をますます増やしている。穀物や技術的な作物、その他の農作物を破壊するために、栽培植物の病気の病原体である微生物の使用に加えて、農作物の最も危険な害虫である昆虫の意図的な使用が予想される。特定の性質を持つ遺伝子組み換え農作物や動物を得ることを目的とした、農業指向の遺伝子組み換え技術の集中的な開発が世界中で進められている。
2.3.2 動物園テロリズム
過去にも、敵地で家畜を殺処分しようとする試みはあった。例えば、第一次世界大戦中の1914年から1915年にかけて、ドイツは馬に樹液と炭疽菌を感染させ、敵軍に放ち、連合国の騎兵隊を弱体化させた。
1962年から1970年にかけて、そして1980年にも再び。キューバは、米国の諜報機関のエージェントがキューバの農業施設を繰り返し攻撃し、家畜に伝染病が蔓延し、豚の全個体が死亡したと米国を非難した。1954年、ケニアのマウマウ分離主義運動の過激派は、イギリスの植民地支配地域で家畜の飼料に毒物を加えた。1970年代のジンバブエでは、南アフリカの諜報機関が炭疽菌を使って、地元ゲリラの食糧基地となっていた牛の群れを破壊した。
しかし、より致死率が高く、より危険な系統の感染症も存在することに留意すべきである。例えば、アフリカ豚コレラ(Pestis africana suum)である。この感染症の蔓延を防ぐため、当局は感染地域の家畜を大量殺処分せざるを得なかった。1971年にキューバでアフリカ豚熱が発生し、キューバの豚のかなりの部分、約40万頭が死亡した。キューバはその後、米国が生物兵器を使用した疑いがあるとして、発生の原因を米国になすりつけたが、この説を裏付ける証拠はない[31]。
2.3.3 昆虫兵器
昆虫が多くの危険な病気(マラリア、チフス、ペストなど)のヒトからヒトへの感染に関与していることが明らかになると、そのような昆虫を敵に集団で送り込み、伝染病を引き起こすというアイデアが生まれた。また、農業の害虫である昆虫を前線の後方に送り込み、敵の食糧基盤を弱体化させることも可能である。この場合、昆虫の軍事利用はアグロ・テロリズムと呼ばれる現象の一部となる。疫病も、不作による飢饉も、潜在的な犠牲者の数という点では、敵の戦力を著しく弱体化させることができる。昆虫(ハチ、スズメバチなど)を使って直接住民を攻撃することも可能である[75]。
この兵器は古代に初めて使用され(毒サソリを要塞に投げ込む、蜂の巣から即席爆弾を作る、蜂をパイプから敵陣に吹き込むなど)、その開発は20世紀に本格的な規模に達したが、その頃には関心が失われていた。しかし、この種のBWは軍事的な条件下でもその威力を発揮した。第二次世界大戦中、日本はペストに感染したノミを使用し、特殊爆弾で中国の領土に撒いた。その結果、約50万人が死亡した。
コレラを媒介するハエも第二次世界大戦で日本軍が使用した。ハエはペストノミより効果が低いことが判明したため、予備として使用された。
1945年、悪名高い。「731部隊」は、日本の軍国主義的研究所で4,500台のノミ飼育機を稼働させ、1億匹以上のノミを供給していた。ネズミの集団はペストの貯蔵庫として保管されていた。開発者たちは多くの問題に直面した。生きたノミを詰めた爆弾が爆発し、ノミが広範囲に飛び散ると、昆虫は高温で死んでしまうのだ。これを避けるため、ケーシングの外側に溝を掘って装薬する近代的な爆弾が開発された。爆弾は地上から低い位置で起爆され、ノミは生きたままだった。この爆弾の実験は、捕虜を電柱に縛り付けた実験場で行われた。飛行機が爆弾を投下し、日本軍はノミがその範囲に広がって人々を刺し始める時間を待った。各爆弾には約3万匹の感染したノミが含まれていた。その後、その地域と人々は消毒され、囚人は解かれて監獄に入れられ、そこでペストに感染するかどうかが観察された[13, 27]。このような爆弾を中国軍に対して使用する実験が何度か行われたが、あまり効果はなかった。1944年、すでに米軍に占領されていたサイパン島(マリアナ諸島)に破壊工作グループが準備され、軍用空港周辺でペスト菌を撒き散らすはずだった。しかし、この一団を乗せた船は米潜水艦に撃沈された。戦後、細菌兵器の開発に携わった何人かの日本人専門家が米国で働いていたことは確実に知られており、その中には「731部隊」の石井四郎元司令官も含まれている[11]。
ナチス・ドイツでは、ダッハウ強制収容所でマラリア蚊が生物兵器として実験された。その結果、アノフェレス・マクリペニスという蚊が最も長時間の輸送に適していることが判明した。実際には、この種のBWは軍事作戦には使われなかった。強制収容所の囚人にマラリア蚊を使った実験により、クラウス・シリング博士は戦後処刑された。
BWは20世紀前半、特に1940年代から1970年代にかけて、核兵器に代わるものとして根本的に研究・開発され始めた。日本、アメリカ、イギリスがその推進者だった。アメリカでは、ソ連が原爆を開発した後、これらの研究が強化された。核兵器の開発と製造のために、特別なセンター、研究所、実験場、工業施設が設立された。同時に、アメリカは核兵器使用の攻撃戦術を優先した。
1950年代、アメリカは黄熱病ウイルスを含むノミ(Xenopsylla cheopsis)や蚊(Aedes aegypti)を入れた爆弾(軍需品E14とE23)を開発した。黄熱病はソ連では蔓延しておらず、予防接種も行われていなかったため、ソ連との戦争に備えて非常に有望な兵器と考えられていた。実験の結果は成功だった。かなりの割合の昆虫が上陸を免れ、モルモットの犠牲者を見つけることに成功した。1959年から1962年にかけて、一連のベルウェザー試験が行われ、標的までの距離、標的の動き、放たれた蚊の飛散率、住居への侵入能力など、蚊の有効性が評価された。イエネコの異なる遺伝子系統同士も比較された。被験者はアメリカ陸軍の兵士だった。しかし間もなく、エアロゾルを使って細菌を拡散させる方が昆虫を使うよりも効果的であることが軍によって発見され、計画は中止された。[2]。
1940年代のソ連では、アメリカによるBWの開発を受けて、科学者たちがバイオディフェンスの方法を開発し始めた。多くの研究所がソ連国防省内に設立され、保健省、農務省、科学アカデミー、医学アカデミー、VASKHNILの研究所や機関が関与した。抗菌防疫の問題は、ペスト対策システム、ワクチン・血清総局の研究所、バイオプレパラート総局によって扱われた。
「バイオプレパラート」その結果、強力な抗菌保護システムが構築され、「第五の問題」と「フェティッシュ」プログラムの枠内で、特に危険な感染症の適応、診断、予防、治療の問題が解決された。開発された予防・治療用製剤は、実際の現場環境や生物学的病原体に直接暴露する室内実験において、動物やモデル対象でテストされた。
2007年、モンサント社とデブジェン社は、植物に埋め込んだ人工マイクロRNAを使って害虫を殺す方法を学んだ。ミナミノミという昆虫に遺伝子組み換えトウモロコシを食べさせた。マイクロRNA分子が害虫の体内に注入され、ノミの体内のエネルギー生産を司る遺伝子がブロックされた。その結果、他のすべての生物にとっては安全な食べ物がノミにとっては猛毒となり、最長12日後に害虫は確実に死んだ。植物のマイクロRNAは、あらゆる昆虫の生物学的プロセスを破壊したり変化させたりするように調整することができる[2]。
近年では、敵地の道路や滑走路に損害を与えたり、軍用車両や支援装備の燃料や潤滑油を意図的に破壊したりするような、遺伝子改変昆虫を繁殖させるという新たなアイデアが絶えず生まれている。
2.3.4 ゲノム兵器
専門家の試算によれば、出生抑制と大量死がなければ、人口は22世紀初頭までに110億~120億人に増加し、地球の生態系と資源に致命的な破壊的影響を及ぼすという。そのような多数の人々に住みやすい環境を提供することは不可能だと考えられている。[58]。1970年、当時の米国国防長官マクナマラは、米国の生物兵器プログラムの主要イデオログ(思想的指導者)として次のように述べている:「世界人口が100億人に達することを防ぐ方法は2つある。現在の出生率がより速いペースで低下するか、現在の死亡率が上昇するかのいずれかである。他の道はない…」
地球の人口過剰の問題は、一度に大量の人間を破壊することができる新しいタイプの大量破壊兵器の使用によって解決することができ、現代の戦争と防衛の性質を変えることができる。バイオテクノロジーの発展、ゲノム解読の可能性は、いわゆる「ポストゲノム」の分子兵器、すなわち生物戦争の脅威を生み出す大きな可能性を秘めた先進生物兵器(ABW)の創造に新たな展望を開き、「合成生物学」という新たな科学的方向性の始まりとなった[26, 59]。 これらの兵器の武器庫には、遺伝子、すなわちDNA分子、プロドラッグ、その他の遺伝子が含まれる。生体内に侵入し、タンパク質毒素、ヒトの最も重要な機能を抑制するリプレッサー・タンパク質、機能制御因子、悪性化の活性化因子、免疫阻害因子などの有害なタンパク質をコードするDNA分子、生体内に侵入し、生体内の機能的に重要なタンパク質の合成を選択的にオフにする低分子制御RNA(siRNAやmiRNA)、機能的に重要なタンパク質の空間構造の形成過程を破壊する感染性タンパク質であるプリオンなどである[43]。このような種類のBWは、ペスト、天然痘、炭疽などの従来の病原体よりもはるかに危険である。[6].
外部環境での生存率、病原性、薬剤に対する耐性を高め、さらに免疫系に認識されないように体内でカモフラージュする能力を高めることで、最強の破壊力を持つ新しい病原体を設計することが可能になった[54]。
致死率30~90%のこのようなBWの感染作用は、長く潜伏している可能性があり、診断が困難である。[89]。遺伝子組換え病原体は、病原体を産生する個体にとってより安全なものとなり、拡散しやすく、致死率が高く、民族特異的なものとなる可能性がある。このようなBWへの暴露は、例えば、潜在的な兵士である男性だけにして、女性や子どもは生存させるといったように、人口の特定の部分に対してカスタマイズすることができる。この兵器は、民族全体を瞬時に滅ぼす能力を持つと想定されている。この場合、誰がBWを使用したかを特定することは不可能となる。なぜなら、BWの使用は、既知または未知の病気の流行に見せかけ、住民を大量死させるからである。このような兵器には遅効性を持たせることもでき、この場合、病気が現れ始めるのは使用された直後ではなく、ずっと後になってからである。
以前は、「生物兵器」という言葉には細菌兵器と毒素兵器だけが含まれていた。現在では、遺伝子組み換え(遺伝子工学的手法によって改変された細菌やウイルス)や高度生物兵器(人工的に作られた生物学的構造物)も含まれる。近い将来、塩基配列がわかっているあらゆるウイルスを合成することが可能になるだろう。これは2001年に生存可能なポリオウイルスが合成されたことで証明された[61]。このウイルスのRNAゲノムは知られており、それに関する資料も公開されていたため、研究者たちはゲノムの個々の断片を注文して購入し、そこからマウスに感染して死に至らしめることのできるウイルスを「組み立てる」ことができた。著者たちは後に、この実験について、バイオテロリズムの問題に世間の注意を喚起し、病原微生物の天然の分離株を必ずしも分離する必要はないことを示したかったからだと説明している。
2003年、K.ベンター率いる科学者グループは、バクテリオファージΦX174(5386 bp)のゲノムDNAを合成することに成功した。少し前の2002年には、「Proceedings of the National Academy of Sciences of the National Academy of the Russian Federation」誌で発表されている。
「Proceedings of the National Academy of Sciences in 2002 “では、SPICEタンパク質のDNA配列が発表された。天然痘ウイルスが産生するこのタンパク質が免疫系を抑制するメカニズムが明らかになった。これらの成果は、医療用医薬品の創製と、ワクチン製剤の製造に用いられる牛痘ウイルスのような近縁ウイルスの病原性を高めることの両方に利用できることは注目に値する[84]」
その他の研究についても触れておく必要がある。2005年、『Science』誌は、1918年から1919年にかけて大流行を引き起こし 2000万人以上の死者を出したインフルエンザ・ウイルスの株を再構築するのに適したゲノム合成法に関する論文を発表した[88]。この論文はまた、このような方法は医薬品を作るためだけでなく、他の、あまり高尚ではない目的にも使用できることにも言及している[84, 88]。2008年には、580bpの大きさのマイコプラズマ・ジェニタリウムの完全な細菌ゲノムが合成され、2010年には、マイコプラズマ・マイコイデスJCBが合成された。- Mycoplasma mycoides JCVI- syn1.0ゲノムのサイズは1.08 m.bpであった。[71, 85].
合成ウイルスゲノムをバイオテロリズムの病原体として使用する可能性は、かなり深刻に考えられている。農業分野では、除草剤グリホスフェートに耐性を持つ 「スーパー雑草」の誕生が報告されており、生態系バランスの崩壊につながる可能性がある[53]。
2012年、オランダのエラスムスメディカルセンターの科学者たちは、鳥インフルエンザ病原体の実験を行い、遺伝子組み換え鳥インフルエンザウイルスを作り出した。オランダの科学者たちは、インフルエンザウイルスに対して人体に限りなく近い反応を示すフェレットで実験を行い、A(H5N1)ウイルスが空気中の飛沫で感染する型にどれだけ早く変異するかを調べようとした。予想外の重要な科学的結果が得られた。ゲノムの突然変異がわずか5回起こっただけで、ウイルスはフェレットからフェレットへこの方法で感染し始めるが、致死率は変わらないことが判明したのである。その結果、米軍の兵器庫にはまた新しいタイプの生物兵器が補充された[3]。
現在、これらすべての種類の生物兵器が、わが国の安全保障にとって極めて危険な脅威であるという事実を無視することはできない。しかし、生物兵器(ただし、すべての種類の病原体に対してではない!)に対する防御方法(ワクチン、薬剤、免疫グロブリンなど)が開発されたのであれば、遺伝子組み換え生物に対しては、国民は薬剤も診断手段も免疫も持っていないことになる。
既知の微生物による「死亡率」の第1位は天然痘ウイルスである。現在、WHOの勧告によれば、天然痘ウイルスはロシア連邦とアメリカでのみ保存されている。しかし、偶然に、あるいは悪意の結果として、研究所の外に出現する恐れがある。天然痘ウイルスに続いて、中世に数百万人を殺戮したペスト、炭疽菌、ボツリヌス菌、ブドウ球菌、腸チフス、ジフテリア、HIVなどの病原体が登場する。
ADの第一世代には、いわゆる伝統的な病原体が含まれ、比較的限られた病原体群である。これらの病原体には、自然界で発生する危険な感染症や非常に危険な感染症の病原体が含まれる。第一世代のADの特徴は、外部環境における安定性、感染量、潜伏期間、臨床症状の重症度、致死性であった。
前世紀の60〜70年代は、第2世代のBAが出現した時期であった。それらは遺伝子工学に基づいて改良された伝統的な薬剤であり、新たな特性(持続性の増加、感染量の減少、抗菌薬や抗ウイルス薬に対する耐性など)の出現によって特徴づけられ、感染症の診断や既知の薬剤による治療を複雑にした。重要なことは、科学的・産業的基盤が発達したワクチンの開発期間は通常数ヶ月であり、その間に人口のかなりの割合がすでに感染している可能性があるということである。
現在までに発見・同定された微生物は、現存するものの15%に過ぎない。過去20年間だけでも、マールブルグ、エボラ、マチュポ、ニパ、SARSなど30種類以上の新しい感染性病原体が登録されているが、これらに対する有効な治療法や予防法はまだない。
第2世代のBAの出現は、遺伝子組み換えDNA技術の発達によって促進された。遺伝子組み換えDNA技術は、広範囲に感染している病原体を含む病原体の天然株の遺伝子構造を改変することを可能にする。このような改変の結果、従来のBAの戦闘効果が高まり、可能な医療防御手段を克服する新たな機会が出現した。
現在、最大の脅威は、ゲノムとプロテオミクスの発展による第3の「ポストゲノム」世代の生物兵器、すなわち先進生物兵器(ABW)の可能性にある。これらの生物兵器は、発見されたものも未発見のものもあるが、生化学的プロセスの制御因子であり、多くの場合、数十塩基からなるため、細胞膜を容易に貫通し、生化学的プロセスに積極的に影響を及ぼす。このような種類のBWは、ペスト、天然痘、炭疽菌などの従来の病原体よりもはるかに危険である[3, 26]。[3, 26].
1.V. MarkovichとA.E. Simonova (2011)は、遺伝子兵器の構成要素として使用できる改良型BAのリストを提供している。[20]:
- 病原性や抗生物質耐性を高めた改良型POI病原体;
- 空気感染病原体の改良型;
- 遅発性ウイルスやプリオン感染の病原体;
- 細胞の代謝障害や細胞死を引き起こすことができる、ウイルスベクターに基づく制御遺伝子;
- がん遺伝子およびがん原性ウイルス(B型およびC型肝炎ウイルス、ヒト乳頭腫ウイルス、免疫不全ウイルス、8型ヘルペスウイルス、Epstein-Barrウイルスなど);
- ウイルス-持続感染および潜伏感染の原因物質とその改変体;
- ファージ、プラスミド、トランスポゾン、インテグロン、ゲノムアイランドなどに基づく原核生物の移動性遺伝要素で、抗生物質耐性や人体共生微生物の病原性を改変するもの;
- 自己免疫疾患の発症や免疫系の機能に影響を及ぼす、ヒトまたは動物の抗原提示タンパク質をコードする遺伝子;
- 環境因子に対する抵抗性を高めた改変生物毒素;
- ペプチド性の毒素をコードする遺伝子(ヘビ、ハチ、サソリ、海洋無脊椎動物、毒菌類など);
- 毒性またはその他の調節作用を持つ、低濃度の化学的および生物学的化合物。
第三世代の従来の薬剤と改良型薬剤の主な違いは、病原体そのものの性質を変えるのではなく、生体の特定の標的(システム、器官、組織、細胞)に対する作用の方向性を変えることを基本として開発されていることである。さらに、最新の科学的成果に基づいて、第三世代の病原体には、人体への影響の程度を決定する特徴を持たせることができる。
例えば、いわゆる非致死性兵器(NLW)の創造は、敵の生命力を破壊することなく、敵の十分な抵抗能力に影響を与えることを目的としている[69]。NNDsの開発で最も有望な分野のひとつは、アレルギー学分野の研究である。エアロゾル化されたアレルゲン分布の可能性、最小限の許容量、アレルギー疾患の広範で長期的な経過、診断の低効率性と複雑性を考慮すると、これらの研究は軍事的に応用される意義がある。
ONDの開発における根本的に新しい段階は、ゲノム兵器の基礎となる新しい遺伝子BAの開発である。このような薬剤は、ベクター導入によってヒト、動物、植物のゲノムに直接導入する能力を持ち、特定の遺伝子を特異的に阻害したり、開始させたりする。
遺伝子BAを標的に送達する新しい方法も開発中である。これまで使えなかったようなベクターも使えるようになってきている。例えば、ウイルスベクターは、宿主生物のある種の細胞に対して高い特異性をもって遺伝物質を運ぶことができる。21世紀初頭、ヒト細胞への遺伝子導入の様々なシステムが開発された。その中でも、科学者や専門家によれば、遺伝子組み換えレトロウイルスは最も有望なベクターである。レトロウイルス・ファミリーのメンバーは、塩基配列、アミノ酸配列、ゲノム構造、病原性、宿主生物が異なっている。この多様性により、異なる生物学的特性を持つウイルスを用いて、異なる標的を開発することが可能になる。現在、様々な改良型レトロウイルスが入手され、すでに臨床試験が行われており、遺伝子導入にいくつかの利点をもたらしている[73]。
現在開発中の生物学的システムのほとんどは、遺伝子やヘルパー細胞、さらに構造タンパク質や酵素からなるベクターを含んでおり、宿主である吸血昆虫に容易に組み込まれる。[63, 66, 73]。
さらに、脂質をベースとするベクターと脂質をベースとしないベクターの両方を使用する、別の薬剤導入法の可能性もある。このような技術の最終的な成果は、DNA薬剤を環境要因から保護し、いったん体内に入ると免疫系に認識されることなく標的細胞にBAを送達するベクターの開発かもしれない[63, 66, 73]。
生物学的脅威は、生体の免疫系に顕著な影響を与える分子遺伝学的起源の薬剤の使用によって引き起こされる社会的に重要な疾病の増加の結果として生じる可能性がある。この影響の結果は、第二世代、第三世代、さらには第四世代において、心血管疾患(心臓発作や脳卒中の増加)、腫瘍性疾患、自己免疫疾患、免疫炎症性疾患の 「急増」、不妊症の男性や妊娠しない女性の急増という形で現れるかもしれない。
有望な遺伝子導入システムやワクチンの開発に関するこうした研究はすべて、新たな治療技術という名目で行われているが、こうした方法は軍事利用するために簡単に修正することができる。遺伝子治療の分野で科学的な進歩があれば、それをBWに転用することができる。例えば、がんを治療する一つの方法は、病的遺伝子をブロックすることである。同じ技術を使って重要な遺伝子をブロックすれば、体内のタンパク質合成は回復不能なほど破壊される。理論的には、遺伝子レベルであらゆる自滅メカニズムを引き起こすことが可能なのだ。
2016年10月、中国の科学者たちはCRISPR/Cas9ゲノムエディターを使って、史上初めてヒトの肺がんを治療した。エディターによって改変された細胞はボランティアの体内に注入され、今のところ正常な状態である。実際、ゲノム編集の助けを借りて、より完璧な人間を作り出し、がんを中心とするさまざまな病気に打ち勝とうという試みがなされている。しかし、ここにも平和目的だけでなく、軍事目的にも使用できる二重の技術が存在する。アメリカ国家情報局のジェームズ・クラッパー局長は、遺伝子工学を大量破壊兵器と同一視した。クラッパー長官によれば、遺伝子工学の脅威は、北朝鮮の核兵器、シリアの化学兵器、ロシアの巡航ミサイルに匹敵するという。ゲノムエディターの最もシンプルなバージョンはわずか140ドル、それを使った実験用の材料は100ドル以下、「家庭での遺伝子操作」用のもっと複雑なセットは745ドルである[2, 15]。
これに関して、2016年11月。米国大統領科学技術評議会は、遺伝子治療、合成DNA、CRISPR/Cas9エディターがもたらす危険性を記した書簡をバラク・オバマに送った。科学者たちは、最新のバイオテクノロジーがもたらす脅威と闘うための基金を設立すべきだと考えている。それらはまだ管理されていない。米国大統領科学技術評議会は、テロリストがウイルスやバクテリアを改造し、既存の薬では対抗できなくなることを恐れている。同時に、米国の人口だけでなく、家畜や農作物も危険にさらされる可能性があり、国の食料安全保障が脅かされることになる[36]。
人種的BWの出現は、大規模な戦争戦略における最大の変化である[13]。これらの兵器は、特定の人種、国家、民族を標的にすることができる。現在、世界中の多くの組織が、特徴的な遺伝子の特定に忙殺されている。現在までに、遺伝子レベルで区別可能な約50の民族グループが特定されている。このことは、集団レベルだけでなく、人種や国家内の個々の集団レベルでも、狭い範囲で標的を絞ったゲノム兵器を作り出す危険性をはらんでいる。
プログラムされた細胞死の活性化に関連する遺伝子の特定は、「抗治療」目的で非常に効果的な構築物を製造するための前提条件を作り出す。
反治療目的。あらゆる生物学的対象(人間、動物、植物、微生物)に影響を与えることができる。兵器は全人口に対しても、年齢、性別、人種などが異なる個別の集団に対しても向けることができる。武器の範囲は無制限であり、場合によっては一方向に作用するように設計することもできる」
ダン・ブラウンが小説『インフェルノ』の中で書いているように、特定の人種や民族の免疫システムの遺伝的特徴を知ることで、特定の集団を標的にした民族兵器を開発することが可能になる:
「膨大な数の人々を感染させる遺伝子ウイルスベクターは、これまでに作られた中で最も強力な武器である。それは、標的を定めた生物兵器を含む、我々の想像を絶する恐怖への道を開く。遺伝子コードに特定の民族マーカーが含まれている人だけを攻撃する病原体を想像してみてほしい。これは遺伝子レベルでの大規模な民族浄化である」
分子生物学と遺伝子工学の発展における現代の重要な成果は、この作家の空想が、「分子」、「沈黙」、「民族」といった名称にかかわらず、地域紛争を含む事実上すべての紛争に適用可能な、新しいタイプの生物兵器の現実の脅威からそれほど離れていないことを示唆している。このようなBWは、集団の中の個別のグループ(例えば、性別、年齢、遺伝暗号を保存しているDNAの構造を分析することによって特定できる様々な人類学的特徴によって)さえも破壊することができる。
発展途上国の特徴として、食糧依存、膨大な移民の流れ、人口の集中、未解決の環境問題、水資源の枯渇、保護されていない水の供給などが挙げられる。
- これらすべてが、遺伝子兵器を使用する客観的な前提条件を作り出している。
状況は、遺伝子組み換え微生物や、「沈黙の」遺伝子や 「沈黙の」遺伝子の調節因子として微量濃度の様々な化学添加物のほとんど無制限な使用を許している食品や医薬品の輸入によって悪化している。
「サイレント」遺伝子や慢性感染症
新しいタイプのBWのひとつは、2つの要素で構成されるバイナリー兵器であり、それぞれが単独では何の危険ももたらさず、それらの組み合わせのみが病態の発現につながる。原則として、このようなバイナリーペアは、原因物質(D型肝炎ウイルス、天然痘ウイルス、炭疽菌、ペストなど)とヘルパー物質からなる。例えば、天然痘ウイルスや炭疽病の病原体の病原性は、身体の免疫防御の細胞リンクの構成要素であるインターロイキン-4遺伝子を組み込むことによって増大する。バイナリーウエポンは、細菌のDNAの小さな断片であるプラスミドを他の病原体のDNAに導入することによって、その病原性を高めることができる。
別の例として、結核とエイズは慢性疾患であるが、同時に感染すると短期間で死亡する。
BWのもう一つのタイプは非常に興味深いもので、ステルスウイルス、つまり生体内にその存在を完全に、あるいは部分的に隠す目に見えないウイルスである。80〜90%の人がこのようなウイルス(ヘルペス、エプスタイン・バー、SV-40など)のキャリアであり、つまり、ヒト集団には常にかなりのウイルス量が存在する。通常の条件下では、これらのウイルスが顕在化することはない。しかし、これらのウイルスを何年にもわたって継続的に人に感染させ、その後、何らかの方法でこれらの微生物を「興奮」させたとする。
「脳や関節を破壊したり、悪性新生物を発生させたりする。[54].」
西ナイル・ウイルスやエボラウイルスのように、動物ウイルスは遺伝子組み換えが可能で、ヒトに対する強力な生物兵器となる。遺伝子工学の助けを借りれば、生物の細胞機構を操作することが可能である-無秩序な細胞増殖を引き起こしたり、アポトーシスを起こしたりすることができる。
現在、遺伝子組み換え作物(GMO)とそれに由来する製品は、多くの論争を引き起こしている。連邦法「遺伝子工学活動の分野における国家規制に関する法律」(1996)第2条によれば
「遺伝子組換え生物とは、生物または複数の生物をいう、」
遺伝子工学的方法を用いて得られ、遺伝子、その断片または遺伝子の組み合わせを含む遺伝子工学的材料を含む、自然生物とは異なる、遺伝性遺伝物質の繁殖または伝達が可能な非細胞、単細胞または多細胞の形成体」[1, 17]。[1, 17]. 遺伝子組み換え生物またはトランスジェニック生物とは、現代技術の助けを借りて、他の生物の遺伝子または遺伝子をゲノムに「導入」した生物のことである。このような改変の目的は、純粋に科学的なものから応用的なもの(農業への利用など)まである。食品生産の分野では、1つ以上の導入遺伝子を含む生物のみが遺伝子組換え生物とみなされる。
遺伝子組換え製品(GMP)は、いくつかの方法で使用される[10]:
- 科学研究
- 応用医学(インスリン、ワクチン、血栓症、疫病、HIV、老化などに対する薬剤の生産);
- 農業の生産性を高める;
- 環境にやさしい燃料を得る;
- 植物や動物の品種改良
遺伝子組み換え技術の肯定的な側面として、推進派は次のように考えている:
- 農業生産性を向上させ、世界の食料安全保障、飼料、繊維生産に貢献する;
- GM技術は生産性が高いため、農地が少なくて済む;
- 農業生産の安定性を向上させ、生物多様性システムに対する大きなストレスによる飢饉の際の人間の苦痛を軽減する;
- 経済的・社会的利益を増大させ、発展途上国における極度の貧困を削減する。
農業・食品分野における遺伝子組み換え生物の世界的な導入の背後にある主なスローガンは、人類から飢餓をなくすことである。遺伝子組み換え技術が最も広く応用されているのは、新しい作物品種の設計である。
遺伝子組換え作物使用の現実的あるいは潜在的な生物学的リスクの客観的原因としては、植物のゲノムに外来DNA断片が組み込まれる可能性の予測不可能性、植物のゲノムの弱点、ゲノムへの外来DNA断片の導入の可能性などが挙げられる。
- DNAの植物ゲノムへの組込み;高等植物遺伝子の制御と機能のメカニズムの不十分な理解;
- 組込まれた導入遺伝子の多面的効果の存在;形質転換プロセスによるゲノムの安定性の破壊とその機能の変化;
- ゲノムに組込まれた外来DNA断片の安定性の破壊;
- 組込まれたDNA断片中の抗生物質耐性遺伝子やウイルスプロモーターを含む 「技術の残骸」の存在;
- 外来タンパク質のアレルギー作用と毒性作用。
遺伝子組み換え作物の割合が最も高い3種である遺伝子組み換えトウモロコシ、綿花、大豆の種子は、米国で30年近く大量に使用されてきた。これらの作物それぞれについて、2013年には遺伝子組み換え植物が90%以上を占めている。農家はこれらの種子の再利用を禁止する協定に署名することが義務付けられている。このような種子を使った突然変異が次の世代にどのような結果をもたらすかは誰にも予測できないからだ。
「遺伝子組み換え作物の普及と食品添加物の大量使用である。現代科学は、遺伝子組み換え食品の大量消費は、ある一定期間後に人々の破滅的な突然変異をもたらすのか、という問いに答える適切な概念も、ツールも、予測モデルも持っていない」
遺伝子組み換え作物反対派は、遺伝子組み換え作物に賛成する論拠はすべて誤りであると考えている。[33]。
遺伝子組み換え作物の使用に反対する論拠は非常に多い:
- 細菌やウイルスに危険な性質が発生する可能性がある(植物ウイルスは動物にとって危険となる可能性がある);
- ヒトにおけるアレルギー反応の発生、ガンやその他の深刻な病気、遺伝子異常、免疫力の低下;
- ヒトの病原性微生物叢が抗生物質に対して耐性を持つようになること。遺伝子組み換え作物には抗生物質耐性のマーカー遺伝子が使われており、それが腸内微生物叢に入り込む可能性があることが実験的に証明されている;
- 外来のDNA断片が植物ゲノムに組み込まれた場合の結果が予測できない;
- 高等植物遺伝子の制御と機能のメカニズムの理解が不十分である;
- 組み込まれた導入遺伝子の多面的効果の存在、すなわち、生物の発達に対する遺伝子の影響の多さ、1つだけでなく複数の形質の発現に対する遺伝子の影響である。遺伝学の専門家は、外来遺伝子を生物体の遺伝子連鎖の特定部分に組み込んで変化させることについて、いかなる保証も与えていない;
- 形質転換プロセスによるゲノムの安定性の破壊とその機能の変化;
- 組み込まれたDNA断片の中に、抗生物質耐性遺伝子やウイルスプロモーターなどの 「技術的破片」が存在すること;
- 外来タンパク質の毒性 – 自然の生物多様性への脅威(遺伝子組み換え作物が栽培されている隣の畑に生息する植物、動物、微生物の種が減少する);
- 自然の土壌肥沃度の低下と撹乱など。
現時点では、遺伝子組み換え作物がリスクをもたらさないという強力で包括的な証拠はない。
近年、ガン、不妊症、アレルギー、その他の病気が世界的に蔓延しているが、多くの専門家はこれを遺伝子組み換え作物のせいだとし、PMOと呼んでいる。
とはいえ、世界中で何百万人もの人々が、毎日遺伝子組み換え作物を含む食品を摂取している[17]。2014年7月1日、遺伝子組み換え作物の栽培を合法化するロシア連邦政府決議第839号(2013年9月23日)「環境への放出を意図した遺伝子組み換え作物、およびそのような作物を使用して得られた製品、またはそのような作物を含む製品の国家登録について」が発効すると期待されていた。しかし、2014年6月16日のロシア政府決議第548号「2013年9月23日のロシア連邦政府決議第839号の修正について」により、その発効は2017年まで延期された。
2015年ロシア政府は遺伝子組み換え製品の禁止に関する法律案を承認した。この法律草案は、科学的研究、専門知識、実験のための遺伝子組み換え作物の使用を除き、ロシア連邦領域における遺伝子組み換え作物の栽培と育種の完全禁止を定めている。
ロシアには遺伝子に関する本当の専門知識はない。ロセルホズナゾールは、すべての遺伝子組み換え作物を管理する技術的支援は国内にはないと公式に表明している、と公式に発表している。ロシア国民のバイオセーフティには、米国からの食品輸入の大幅な削減が必要である。専門家によれば、米国は最も可能性の高い軍事的・生物学的侵略国である。
これらすべての立場は、バイオセキュリティーに対する直接的な脅威であり、それぞれのために、新技術を開発する科学センターに的を絞った資金を提供する必要がある。国の生物学的安全保障を確保するための包括的な国家プログラムが必要である。
国家安全保障に対する脅威をランキングすると、多くの専門家は、生物毒素兵器禁止条約で管理されていない新しい生物兵器の拡散の危険を第一に挙げる。化学兵器と核兵器はその次である。
第3章 バイオテロリズム-世界文明への脅威
「バイオテロ攻撃は時間の問題である」
ロナルド・ケネス・ノーブル、元インターポール事務総長(2000-2014)、ニューヨーク大学教授。
章のまとめ
この文書は、バイオテロリズムに関する包括的な学術的分析である。以下にその主要な内容を要約する。
バイオテロリズムの定義と特徴:
バイオテロリズムは、政治的・社会的目標を達成するために、生物製剤や毒素を意図的に使用して人、動物、植物に危害を加える行為である。テロリストにとって生物兵器が魅力的な理由は、入手や製造が比較的容易で、保管・輸送が簡単なことである。特に危険なのは、初期段階では自然発生的な感染症の流行と区別がつきにくく、潜伏期間があるため被害の把握が遅れることである。
歴史的背景と事例:
2001年の米国での炭疽菌郵送事件や、1990年代の日本のオウム真理教による生物兵器使用未遂事件など、具体的な事例が挙げられている。1945年以降、26カ国で244件の生物・化学兵器によるテロ未遂事件が記録されている。
遺伝子工学との関連:
現代のバイオテクノロジーと遺伝子工学の進歩により、より危険な新種の病原体を作り出すことが可能になっている。特に「デュアルユース技術」(平和利用と軍事利用の両方が可能な技術)の発展が、バイオテロの脅威を高めている。
対策と課題:
完全な防御策は存在せず、世界のどの国も十分な準備ができていない状況である。効果的な対策には、以下が必要である:
- 迅速な検知システムの開発と配備
- 国際的な協力体制の構築
- 法的規制の整備
- 監視・予防システムの確立
ロシアでは2018年に生物学的脅威監視のための国家統合センターの設立が計画され、約22億ルーブルの予算が割り当てられている。
結論として、バイオテロリズムは現実的な世界的脅威であり、個々の国家による単独の対応では不十分で、国際的な協力が不可欠である。特に遺伝子工学の進歩により、この脅威は今後さらに深刻化する可能性が高い。
現代の深刻な問題のひとつは、20世紀後半から21世紀初頭にかけて、あらゆる形で広まったテロリズムである。様々なタイプの国際テロの中でも、大量破壊兵器テロは最も高い危険性を持つ。このような兵器がテロ目的で使用された場合、その巨大な破壊力は、いかなる国家をも破滅的な結末に導く可能性がある。これに関連して、テロ組織が大量破壊兵器やその製造技術を手に入れようとするのは、決して偶然ではない。
テロ攻撃に生物兵器(BW)が使用される脅威が高まっていることは、国家や国際機関の代表が繰り返し指摘してきたとおりである。BWは、固有の戦闘的・機能的特徴を数多く備えているため、大規模なバイオテロ行為を行うのに最も都合がよい。ここ数十年に起こったバイオテクノロジーの革命は、生物兵器(BW)を作り出すことが可能であり、その使用は核兵器や化学兵器と同じくらい効果的で、戦術的特性という点ではそれらに優ることさえある[8, 19]。
バイオテロリズムの問題は、世界社会全体、とりわけロシア連邦に関連している。20世紀末のソ連崩壊により、BWを生産する国有企業のシステムが国家統制から外れた状況に陥った。その中には、生産設備だけでなく、この種の大量破壊兵器の構成要素の生産に必要な技術を持つ、関連知識と技能を備えた有資格の専門家も残されている。彼らの知識と経験は、バイオテロ行為の準備に利用される可能性があり、行政の有効性の低下、緊急対応システムの資源と人材の潜在力の低下、国内製薬産業の衰退を背景に、大規模な事態を招きかねない。
生物テロ対策の効果を低下させている要因のひとつに、この危険な社会現象に対する理論的・法的対策や国際的な法的規制の欠如がある。この活動に関する国際的な法的基盤が形成されなければ、生物テロの脅威に対抗するための効果的な国家間の協力や相互作用は不可能である。
このことは、生物学的テロリズムの概念、本質、特徴、多様性を研究する科学者、専門家、専門家の努力を強化し、この最も危険なタイプのテロリズムのひとつである生物学的テロリズムを防止・抑制する適切な方法と手段を見出す必要があることを示している。
3.1 生物テロリズムの概念と現れ
ここ数十年の歴史を振り返ると、CISを含むさまざまな国で発生したほとんどすべての武力紛争は、民間人に向けられた暴力やテロ活動の急増を伴っていた。テロ行為による経済的・社会的損害は、本格的な軍事作戦による損害に匹敵する。今日、テロリズムは個人テロから集団テロへと変貌を遂げている。その主な手段は、個人の殺害ではなく、最大限の共鳴を得、社会の緊張を刺激し、国家の政策に圧力をかけるために、可能な限り大規模に人々を破壊することである。
テロリズムの拡大に関連して最も懸念されるのは、生物兵器や毒素兵器の脅威であり、その使用と開発は1972年の国際条約(BTWC)によって禁止されている。事実上、世界のすべての国によって採択され、承認されたこの文書には、「防衛」を名目に研究計画を立案し、実施する余地が残されている。
「防衛」である。多くの国がこの種の大量破壊兵器の使用を準備しており、中にはテロリスト集団の訓練場となっている国もある。
今日、世界文明にとって最も危険な脅威のひとつは、テロのグローバル化であり、テロ行為に大量破壊兵器が使われる可能性である。
国際平和と安全に対する最も危険な脅威のひとつは、テロリストが大量破壊兵器を使用する可能性であり、ほとんどの場合、それはBWになるだろう。この場合の重要な問題は、デュアルユース技術の創出である。デュアルユース技術とは、純粋に平和的な民間目的のために使用される技術や科学技術情報と理解されるが、同時に核兵器、化学兵器、生物兵器を含む兵器の製造に使用される可能性もある[22, 25]。国際法は、特に危険なタイプのテロリズムである技術テロリズムと、その最も恐ろしいタイプであるバイオテロリズムを区別している。このような脅威の実態は、国家や国際機関の代表によって繰り返し指摘されてきた。今日 2005年11月にロナルド・ノーブル国際刑事警察機構(インターポール)事務総長が語った言葉(「バイオテロ攻撃は時間の問題である」)は、現代の現実に対応している。
初期段階のバイオテロ攻撃は、感染症の自然流行と間違われる可能性があり、一般に生物兵器には遅効性があるため、多数の死傷者が出る可能性がある。生物製剤は、宿主が最初に広がった場所とはまったく異なる地理的環境にいる可能性のある潜伏期間を持つ疾病を引き起こす。このため、バイオテロ攻撃を検知するには、長期にわたる包括的な疫学分析が必要となる。さらに、化学兵器とは異なり、生物兵器は病原体が十分に解明されていないのが特徴であり、ほとんどの場合、その対策はまだ開発されていない。
テロリストが追求する可能性のある生物兵器の使用目的によって、生物学的テロリズムは以下のように区別される[10, 47, 49]:
- 宗教的なもの(狂信者、分離主義者、超宗教的な組織やグループの過激派);
- 政治的(政治的問題を解決し、国や地域の情勢を不安定にするために用いられる);
- 経済的(競争的な経済闘争の手段として、産業全体が被害を受ける可能性がある);
- アグロ・テロリズム(経済テロリズムの一種で、農作物や動物、食品産業に対するもの)。
多くの固有の戦闘的・機能的特性により、大量破壊兵器は、大規模なテロ行為を行い、バイオテロリズムの主要目標である「物質世界を破壊することなく人々を支配する力」を達成するのに非常に都合がよい。
あらゆる種類の大量破壊兵器の中で、テロリストがBWを好むのは、いくつかの事情による。[47, 54]:
BA;
- 従来型および新型の大量破壊兵器の分野における最新の開発に関するデータが入手可能である。
- これらの兵器の開発者の資金力、技術設備、情報力の高さ;
- テロ組織の結束と国際化の進展;
- 両用」技術を持ち、ステルス性があり、事実上制御不可能な生物製剤の開発;
- 現代のバイオテクノロジーは、他のタイプの大量破壊兵器と同程度に効果的で、使用方法が柔軟な生物兵器を作り出すことができる;
BW構成要素の拡散に対する包括的管理の欠如。
背景を説明する前に、「生物学的テロリズム」と「生物学的テロ行為」という用語を理解することが適切である。これは、バイオテロリズムの具体的な内容や、それに対抗するための対策体系について、近代的な科学的説明がなされていないことが一因である。さらに言えば、一般化するための初期理論資料が不足していることにも起因している。利用可能なデータが相対的に入手しにくいことは、バイオテロが個々の国でも地域全体でも、大きな社会的大混乱の起爆剤になりうるという事実と関連している。
そのため現在、科学的かつ専門的な文献は、バイオテロの概念と定義についてさまざまな解釈を示している。ここでは、ロシア科学アカデミーのM.A.パルツェフ(M.A. Paltsev)の意見に従って、その中で最も成功したものをいくつか紹介する[30]。
生物学的テロリズム(バイオテロリズム) – 政府や市民社会を威嚇したり、特定の政治的・社会的目標に従うよう強制的に誘導したりするために、生物学的製剤(細菌、ウイルスなど)や毒素を意図的に使用して、人、動物、植物に危害を加えたり、破壊したりすること [40]。
生物学的テロ行為とは、人間環境(空気、閉鎖空間、物体のある地形、植生、農作物、水、開放水域および水ネットワーク、食物、動物)を意図的に隠れた形で汚染するために、あるいはバイオテクノロジー産業施設や、人間や動物に対する病原微生物を扱う微生物研究所で、爆発を起こしたり、他の方法で事故の条件を作り出すことによって、生物学的病原体(病原体)を直接使用することである。
生物学的テロ行為は、個人に対して行われることもあれば、集団(人口、集団)に対して行われることもある。また、あからさまなもの(宣言、示威)であることもあれば、隠微なもの(何かに偽装したもの)であることもある。同時に、意図された影響と計画の実行による実際の結果との間に大きな食い違いが生じることもある。犠牲者の数や感染拡大の領域が予測不可能であり、実際に制御できないことは、バイオテロ行為特有の特徴である。
テロリズムの起源は、社会経済的不平等、国家と宗教の矛盾、社会的・宗教的活動の効果的な法的規制の欠如、つまり社会の発展の属性である。これらは、テロリズムを敵対勢力との闘争の主要な手段のひとつと考える過激な民族主義組織を生み出す一因となった。[4, 24, 28]。テロの規模と多様性は、世界の社会政治情勢と住民の安全保障に不安定な影響を与える。
バイオテロリズムは、住民を威嚇し、公共の安全を侵害し、政府当局の意思決定に影響を与えることを目的として、生物学的製剤や毒素を放出、拡散、またはそれらの放出、拡散、拡散のための条件を作り出す意図的な行動や不作為を伴う国際的犯罪であり、その結果、人、家畜、栽培植物の生命や健康に危害が及ぶか、またはそのような危害の脅威が生じる。
バイオテロリズムの発展に寄与する客観的要因は、国際的な統合、環境汚染、ソビエト連邦後の国々の特徴である水資源や食糧資源の枯渇などである。
また、生物テロの脅威を増大させている要因としては、以前から生物兵器開発に携わっていた、あるいはそれを入手できる一部の専門家のモラルが破壊されていること、多くの科学者が米国やその他の国に移住していることなどが挙げられる。資金力のあるテロ組織が活動する不安定な体制の国への頭脳流出は特に危険である[7, 17, 37]。
しかし、バイオテロは無から発生したわけではない。現代のこの残酷な現実の起源と広がりには、歴史的なルーツがある。
3.2 バイオテロの歴史的ルーツ
歴史を通じて、戦争の手段として生物学的製剤が使用された証拠が文書化されている。この現象の歴史的ルーツは、感染症の大流行を引き起こすために汚染物質を敵に仕掛けたという深い歴史にさえ見出すことができる(第2章参照)。このような事例は、バイオテロリズムの最初の行為とみなすことができる。しかし、BWがテロ目的で使用されるようになったのは、20世紀に入ってからである。
最近の世界史では 2001年に炭疽菌の胞子を含む粉末がアメリカの5大メディアの編集部に送られた手紙が、科学者や専門家に生物学的脅威とバイオセキュリティの問題を深刻に警告した。バイオテロリズムは不幸な現実となり、それ以来10件以上の生物兵器によるテロ行為が記録されている。
科学は、バイオテクノロジーを含むすべての新技術が本質的に 「両用」であるように進化している。したがって、バイオテクノロジーの分野における近代的な研究は、革命的な成果を伴い、医療や医薬品の生産にうまく応用されているが、バイオテロリズムの目的にも使用することができる[13, 58]。
しかし、研究目的や、主にワクチンのような医療製品の製造のために、天然の病原性微生物を保存・培養する必要性そのものが、これらの培養物への不正アクセスの可能性に伴う一定の潜在的リスクを伴う。
このため、私人が危険な生物試料をすぐに使える形で入手する可能性が想定される。近年の科学の進歩により、効果的な生物兵器の開発に多大な費用や大規模な科学的・組織的インフラを必要としない状況が生まれている。必要な部品は、インターネットを含め、一般市場で注文・購入することができる。このような兵器は、世界のどこででも設計し、密かに運搬し、使用することができる。同時に、土壌肥沃度のような自然の生態系を破壊するものも含め、人間、家畜、植物に向けられた新しいタイプの生物兵器の数多くの亜種が、秘密裏に使用される可能性がある。[3, 15, 55]。
バイオテロリズムとバイオダイバージョンの目的は異なることに留意すべきである。したがって、バイオテロリズムの目的は、政治的、公共的または社会的共同体を支持または反対することである。生物製剤を破壊的に使用する対象は、敵を迅速に排除し、指揮・統制・通信・支援・補給センターを破壊または混乱させるように選択される。BSは、様々な過激派グループによって、また個人によって、テロの道具として使用されることがある[3, 6]。極めて少量の危険な生物学的物質を用いて大規模なテロ攻撃を行う可能性があるため、状況は悪化している。テロリストが生物製剤を選択するのは、生物製剤と毒素の特殊な破壊特性、およびテロ目的での製造と使用方法の特殊性によるものである。
これらの特性には次のようなものがある。[43]:
- テロ行為の標的の選択における柔軟性と、住民と当局に対する恐怖効果の影響度(周知のように、生物兵器は、大規模なパニックを引き起こすことが可能であり、この目的を達成するために大規模な伝染病を組織する必要はまったくない);
- 他の種類の大量破壊兵器と比べ、生物兵器が比較的入手しやすいこと;
- テロ攻撃現場への生物製剤の運搬が容易であり、生物兵器の使用が容易である;
- テロ目的に使用可能な生物製剤や毒素の種類が多種多様であること;
- 生物兵器使用の事実の隠蔽。生物兵器の破壊工作的使用の場合、潜伏(潜伏)期間や使用事実の非決定性から、テロ行為の時期や実行犯を迅速に特定することができず、破壊工作の事実を隠蔽することが可能である。特に有望なのは、季節的な罹患を背景としたその地域の自然病巣罹患を背景とした薬剤の妨害工作適用である;
遺伝子工学的手法を用いて、より高度なタイプのBWを作り出す可能性である。
さらに、民間人に対するテロリズムの手段としての生物製剤(BA)は、その危険性の度合いによって、以下の基準を満たさなければならない[26, 27]:
- 高い罹患率と死亡率を引き起こす;
- 環境中に顕著な残留性がある;
- ヒトからヒトへ、または媒介動物から媒介動物へ直接伝播する可能性が大きい;
- 病原体の適用と拡散が困難である;
- 病原体は、感染力が低く、エアロゾル病原性が高く、大規模なアウトブレイクを引き起こしうるものでなければならない。BW攻撃では、「臨界量」の要素がないだけでなく、使用される薬剤の量は攻撃の規模を決定する要因にはまったくならない;
- 病原体は手ごろな価格で、処方箋の形で簡単に製造できなければならない;
- 食品や水資源を汚染する能力があること;
- 特異的な診断テストや効果的な治療法がない;
- 病原体に対する安全で効果的なワクチンが入手できないこと;
その病原体は、一般市民や医療従事者に恐怖を与える可能性のある感染プロセスを引き起こすものでなければならない。
テロ攻撃におけるさまざまなBAの使用は、テロリスト集団や組織の目的によって決定される。可能な限り大規模な流行を引き起こし、最大数の死者を出すことが目的であれば、単一の微生物が使われる。単にパニックを起こすことが目的なら、他の微生物が選ばれる。特定の集団だけを殺すことが目的であれば、適切な微生物が使われ、その作成は最新のバイオテクノロジー技術で可能である。
生物製剤は、さまざまな方法で生体に侵入することができる(表31)。バイオテロ行為の最大の特徴は、その結果を制御することが困難であることであり、したがって、組織側に被害が及ばないという保証はない。科学的情報源の内容分析によれば、バイオテロリストは悪意ある病原体を広めるためにさまざまな方法を用いることができる(表31)。
表31 テロリストが生物製剤を広める可能性のある方法[5]。
軍事物資の一部として
バイオテロ行為がもたらす可能性のある結果は、以下のように要約できる。[27, 29]:
- 医療 – 人や動物の病気や死、精神神経障害、医療制度の混乱;
- 経済 – 健常人口の減少、工業生産の停止または縮小、その国の農業産業複合体への損害、他の経済部門の衰退、食糧供給の途絶、その国の経済的潜在力および経済力の全般的低下;
- 社会:集団パニックと恐怖、国民や社会集団の伝統的な生活様式の崩壊、集団飢餓、社会紛争や社会における集団不安の増加、過激主義の顕在化の増加、国民の移動の増加;
- 政治的:国家権力の正統性を損ない、国家機構の業務を混乱させ、抗議行動や政治的反対勢力の活動を激化させる;
軍事的-敵の生活部隊を無力化し、軍隊の戦闘準備態勢と戦闘効果を低下させ、国家の軍事組織の運営を混乱させる。
このように、必ずしも国家でなくとも、資金を持ち、情報や貿易のネットワークを利用する少人数の集団であっても、生物学的手段を生み出し、秘密裏に使用することができる。
テロ手段として生物学的製剤を使用できる組織や集団は、その構成、イデオロギー、資金源、動機、使用方法など、実にさまざまである。その中には、資金力のある大規模組織、野党グループ、世界の終末イデオロギーを掲げる宗教宗派、個々の政治運動やグループ、一匹狼のテロリストなどが含まれる。テロリストの動機や信条、個々の生物テロ行為の状況もさまざまである(表32)。
個々の生物テロ攻撃の動機と状況
過去数十年にわたり、さまざまな種類のテロ集団によって生物兵器によるテロが試みられた事例は数十件にのぼる。モントレー国際問題研究所(米国カリフォルニア州)によれば、1945年以降、生物・化学兵器を使ったテロ未遂事件は、26カ国で244件記録されている。このうち60%はテロリストが実際にそのような兵器を使用するつもりであったが、残りは使用すると脅しただけであった。記録された事例のうち、政治的あるいはイデオロギー的な動機によるものは全体の4分の1に過ぎない。テロリストがこのような兵器を使用したケースの17%では、空から、11%では水から、15%では食料から配布された。
- 水によるものが15%、飲食物によるものが15%、薬物によるものが13%であった。28%のケースでは、拡散経路を特定することができなかった[33, 56]。
最も危険なのは、当然ながら、多額の資金基盤を持ち、科学研究の成果、生物学的製剤、およびそれらの繁殖のための技術にアクセスできる大規模な組織である。そのような組織には、日本の新宗教テロ組織であるオウム真理教や、アルカイダ(ロシア連邦で禁止されているワッハーブ派イスラム教の最大級の超過激国際テロ組織)が含まれる。ペルーの運動の主な資金源である
「センデロ・ルミノソ「、アフガニスタンの」タリバン「、リビアの」ヒズボラ 「は麻薬密売を基盤としており、セイロンを拠点とする」タミル・イスラム解放の虎”は麻薬を基盤としている。
小規模な組織では、1984年にダラスで、破壊的な宗教セクトであるラジニーシ(オショー)が、大衆食堂の野菜料理をサルモネラ菌で汚染することで、地方政府の選挙を妨害しようとしたように、生物学的手段を用いて小規模な任務を遂行している。
2001年のニューヨークの世界貿易センターへの航空攻撃に続き、サン紙のカメラマン、ロバート・スティーブンスが編集部に送られてきた封筒を開けて炭疽菌によるバイオテロ攻撃を受けた。同様のテロ攻撃の犠牲者には、米国の主要テレビ局、国会議事堂、ペンタゴン、ラングレーのCIA本部などが含まれる[41, 53]。
炭疽菌の胞子は、実験室の微生物学者にはほとんど利用できない特殊な軍事技術によって化学物質と混合された。すべての行動は、明らかに単一のセンターから調整されていた。今日に至るまで、これらの攻撃の背後に誰がいるのかは不明のままである。
最大の、しかし幸いにも失敗に終わった生物学的テロ攻撃は、日本のオウム真理教が東京で様々な病原体や生物毒素を使用しようとしたものと考えられる。1990年4月
1990年4月、彼らはエアゾール車からボツリヌス毒素を国会議事堂周辺にばらまいた。1993年6月、同じセクトのメンバーがボツリヌス毒素と炭疽菌を使ったバイオ攻撃を繰り返そうとした。調査の結果、1992年に宗派のメンバーがザイールでエボラウイルスの入手を試みていたことが判明した(53)。
最後に、第三のタイプには、ごく限定的な目的(例えば、一部の人々や建物を抹殺すること)やパニックを引き起こすことを目的とする小規模なグループや個人が含まれる場合がある。後者の場合、これはバイオテロではなく、生物製剤の犯罪的使用である。
1998年、アーリアン・ネーション・グループのメンバーである米国人ラリー・ハリスがペストと炭疽菌を入手しようとした。彼は、サダム・フセインを非難するために、アメリカ政府高官に対して生物学的テロ攻撃を行いたいと公言し、逮捕された[50]。
現代では、バイオテロリズムによる世界的な危険性が認識されたことで、すべての反テロリズムの取り組みが強化されるはずである。この対抗措置には、膨大な知的、組織的、物質的資源が投入されるべきである。しかし、このような闘いは、テロリズムの客観的顕在化だけでなく、この怪現象の社会的・イデオロギー的性質にも十分な注意を払うべきである。
3.3 バイオテロと遺伝子工学
現代社会は、危険な科学実験から人体への遺伝子実験に至るまで、ナノテクノロジーやバイオテクノロジーの活動に関連する多くの問題を蓄積してきた。現代人にとって十分になじみのある言葉である。
「遺伝子工学」とは、2つの生物間で機能的遺伝子を伝達するプロセスに人間が介入することを意味する。今世紀、遺伝子工学は私たちの生活と現代社会に革命をもたらすと予測されている。バイオテロリズムの文脈では、こうした遺伝子操作は、質的に異なる特性(生存率の向上、病原性、抗菌剤に対する耐性など)を持つ新しい病原体を作り出すことを目的としている。多くの専門家は、病原体特性を変化させた遺伝子組み換え病原体を「未来の生物兵器」とみなしている。国際的な文献では、第3世代(ポストゲノム)の生物兵器である遺伝子兵器やその他の分子兵器は、ABW(先進生物兵器)と呼ばれている。クローニングと遺伝子設計の時代に生み出されたこの兵器は、21世紀に人類が直面する最も深刻な脅威のひとつとなる可能性がある。
生物学における科学技術革命は、大量破壊兵器開発のための前提条件を作り出した。民間企業の莫大な資金が、ヒトゲノム解読の基礎研究に集まっている。すでに今日では、バイオテクノロジーとナノテクノロジーは相互に重なり合う分野となっている。生物に適合するものも含め、相互接続されたデバイスが出現しつつある。これらは、様々な環境において感染性、致死性、耐性を向上させた病原性微生物や、医薬品、食用植物、動物製品に組み込まれた特殊な遺伝子構築物など、改良されたもの、あるいは新たに設計されたものかもしれない。このような兵器は、使用する側にとって安全である可能性がある。
ナノテクノロジーは、新しいタイプの生物兵器の設計に弾みをつけ、21世紀には国家やテロリスト集団の主要な攻撃手段となるだろう。これらの生物兵器は、小規模なデュアルユース施設で生産され、醸造所や民間の製薬研究所の技術を利用して大量生産することができる。ここ数十年、世界の科学は生物の世界に関する知識をかつてないほど飛躍させた。2000年までに150種以上の微生物のゲノム解読が事実上完了した。21世紀初頭には、ヒトゲノムの解読、ヒトや動物の免疫防御機構の解明が達成され、遺伝子組み換え生物とその生命活動の産物を大量生産できるバイオテクノロジーの新分野が出現した。遺伝子治療の成果は、集団の大量回復プログラムの実行を可能にするだけでなく、生物の全個体群にほとんど制御不能な影響を与える機会も与えている。これは特に、超低用量で数多くの物質の生物学的活性の効果が発見されたことや、新しい細菌やウイルスの遺伝子工学に関連している(Ch. 2参照)。
米国だけでも、バイオテクノロジー医薬品の市場は、1996年の75億ドルから2016年には360億ドルにまで成長している[61]。分子生物学とその応用(遺伝子工学、バイオテクノロジー、医療、医薬品)の発展は、世界各国の国家安全保障の重要課題である。
低開発国が必要な食糧や医薬品の大部分を輸入することで、遺伝子兵器(第Ⅰ章参照)や緩慢な感染性病原体、さらには「サイレント遺伝子」や慢性感染症の調節因子として微量濃度の様々な化学添加物を無制限に使用することができる。
「サイレント遺伝子」や「慢性感染症」の調節因子として、様々な化学添加物を低濃度で使用することができる。
今日、感染力の強い微生物の菌株が、超宗教的狂信的組織やテロリスト集団に譲渡(販売)されるという現実的な脅威がある。このことは、バイオナノテクノロジーや科学情報の入手可能性と相まって、予測不可能な結果をもたらすテロ攻撃にBWが使用される可能性をますます高めている。
例えば、2011年、オランダの科学者とウィスコンシン大学の日本人科学者が率いる研究チームがほぼ同時に、自然発生する病原体よりも危険なウイルスを実験室で作り出したと発表した。これらの科学者はそれぞれ、「自分たちの」ウイルスは人類が遭遇した中で最も致命的なウイルスになりうると考えていた。どちらのウイルスも、H5N1鳥インフルエンザウイルスを実験室で遺伝子組み換えして作られたものである。これらの科学者たちは、自分たちの研究成果を公開の科学雑誌に発表するつもりだったようだ。
しかし、米国国立衛生研究所(NIH)の一部門である米国政府生物防御科学諮問委員会(NSABB)は、研究の詳細を公表しないよう求めた。著者たちはこの決定に同意しなかったが、この決定を守ることを約束した。まもなく、『ネイチャー』誌と『サイエンス』誌という2つの著名な科学雑誌が、この研究に関する報告を掲載する予定であると発表した。NSABBの訴えに対し、両誌は、政府が世界中の科学者に「合法的に知る必要のある情報」を不自由なく提供するシステムを確立した場合に限り、これらの発見の詳細を控えることを約束した。
「合法的に知る必要のある情報」である。とはいえ、科学者の少なくとも1人は、すでに主要な学会で研究成果を発表している[45]。
それは2011年のことである。ゲノム技術の進歩に伴い、2020年に科学情報がどれほど急速に広まり、5年後、10年後の世界がどうなっているかを想像することができる。
遺伝子組み換え技術は1970年代に急速に発展し始めた。1980年代には、遺伝子工学は数十億ドルの資金を要する世界的な科学産業となった。20世紀最後の数十年間、分子遺伝学的生物医学情報の分野における科学的発表と知識は飛躍的に増加し、それは分子生物学とバイオテクノロジーの革命と関連していた。この新しい科学は、多くの不治の病から多くの人々の命を救うことを約束した。しかし、新しい分子生物学や遺伝子操作バイオテクノロジー(「ブラック・バイオテクノロジー」)は、BWとして使用可能な遺伝子組み換え微生物という形で、人類に対する脅威が出現する前提条件を作り出した。[9, 14, 28]。
これまでのところ、GMMを使用するリスクは完全には否定されておらず、バイオテロ行為や軍事作戦でGMMを遺伝子兵器として使用する可能性はまだ残っている。同時に、多くの人々が既存の危険性を認識しておらず、それらから身を守ることができない。[36, 38]。多くの場合、人々は食品に含まれるGMWsを摂取していることに気づいていない。食品の安全性を確保するためには、輸入品を含む食品について、その生産、保管、輸送、加工、流通のすべての段階において、この分野におけるロシアの法律の要件を遵守するよう管理することが必要である[2, 14]。
遺伝子組み換え作物を含む外国産食品の輸入に対してロシアに課された制裁措置が、遺伝子組み換え作物という新たな武器による攻撃に対する一種の防衛手段になっている可能性がある。
このように、デュアルユース技術開発の現代的状況におけるバイオテロリズムの方法論的可能性には、以下のようなものがある[31, 34]:
- 流通経路の初期段階および最終段階で食品や水を汚染することにより、生物製剤を人為的に流通させる;
- 生物製剤をマイクロカプセル化することにより、環境対象物における生物製剤の安定性を高める;
- 抗生物質や抗ウイルス薬に対する細菌やウイルスの耐性を高める;
- 粉末やエアロゾルの形で生物製剤を流通させる;
- より病原性の高い新しい性質を持つ合成ウイルスの製造;
- ワクチン製剤の有効性を低下させる;
- 微生物の病原性を人為的に増加させること;
- 非病原性微生物を病原性微生物に変換すること;
- 微生物の感染性を高める;
- 病原性因子の挿入;
- 免疫反応を改変するための宿主遺伝子の挿入;
- 新しい病原性微生物を作り出す;
- ゲノムを改変することにより、環境条件下での病原体の耐性を高める;
- 診断を可能にするゲノム領域の欠失;
- 遺伝子構築物に組織特異的性質を持たせる。
分子生物学とバイオテクノロジーの革命は、軍事にも革命をもたらす可能性がある。すでに今日、BWは多くの国家の軍事教義に組み込まれている。幸いなことに、その利用はまだ実際には実現していないが、その潜在的な応用は、すでに軍事作戦の方法に多くの戦略的変更を要求している。
今日、こうした変化の成果を実際に評価するのは難しい。未来の戦争における現代のバイオテクノロジーの本当の意義は、時間が経ってみなければわからない。しかし、今日でも多くの軍事専門家は、新兵器を「通常兵器とは非対称であり、名目上の価値では優れている」と評価し、起こりうる生物学的戦争を文明の安全に対する重大な脅威と考えている。[32, 39]。
3.4 バイオテロリズムに対抗するための政策
バイオテロリズムは、特殊な現象として、あらゆる個人と国家、全人類にとって危険である。現代社会におけるバイオテロは、世界計画の変更を引き起こし、最終的には世界の地政学的地図や社会関係の変化につながる可能性がある。
バイオテロに対する完全な防御策はない。現在、(ロシアを含め)どの国も、バイオテロの脅威に対抗する準備が十分に整っているとは認められない[25, 35, 42, 61]。WHOによれば、世界中で公衆衛生システムは、その能力の限界まで自然発生感染と闘っており、バイオテロの脅威が加わると、このバイオセキュリティシステムが対処できなくなる可能性がある。
バイオセキュリティの現代的な定義は、防御は絶対的な防御にしか近づけないという認識を反映している。バイオテロの脅威を含むバイオハザードのドクトリンの要は、リスク評価である。生物学的リスクは、感染症、バイオテロ、バイオカタストロフィー、遺伝子工学の4つのグループに分けることができる。
バイオテロの脅威が潜在的に深刻であるためには、その様々な側面を考慮する必要がある。これらの側面を大まかに分類すると、モニタリングやサーベイランスを含むリスク評価、準備、予防、消毒を含むリスク管理、公衆衛生政策に関連するコミュニケーションリスク、利用可能な資源の評価などがある(図31)。例えば、フロリダ大学のオリバー・グルンドマン(2014)[52]のバイオテロの脅威に関連する重要な側面を評価するアルゴリズムはこのようなものである[52]。
図31. バイオテロの脅威の主要な側面を評価するアルゴリズムあらゆる側面を前進させるためには、あらゆる分野における科学的研究が依然として主要な要件である[52]。
過去20年間にテロ目的でBAが使用されることが増加したため、世界の主要国は、バイオテロの脅威の客観的なリスク評価、疫学的状況の監視とサーベイランスを模索している。
リスク評価には、多くの場合、一定の仮定に基づいて状況をモデル化することが含まれる。実際のバイオテロ攻撃の発生につながる可能性のある4つの主な仮定が最もよく演じられる[48, 51]:
- 1) テロリストがBAへのアクセスを得た(持っている);
- 2) テロリストは、十分な量のBAを科学的に開発し、生産し、安全に保管する能力を得ている;
- 3)テロリストがBAを配布する能力を得た;
- 4)テロリストがバイオテロ攻撃のためにBAを実際に使用するという情報を入手した。
世界の主要国の政府は、バイオテロリストが大規模な伝染病を引き起こす危険な感染剤を使用する可能性について深刻な懸念を表明している。米国の大手製薬会社数社は、天然痘ワクチンの製造を政府から受注している。新世代のワクチンや血清を開発するための科学的プログラムも進行中である。
海外の専門家は、意図的なものであれ自然なものであれ、生物学的攻撃を防ぐのは難しいと断言している。効果的な防御を構築するためには、病原体を検知するための迅速なセンサーシステムが必要である。今日、このようなシステムは、一部の食品製造工場や税関など、世界の数少ない建物に設置されている。これは、暖房、換気、空調システムの特別なフィルターである。このフィルターにはセンサーがついており、潜在的に危険な物体を認識し、リアルタイムでコンピューターにデータを送信する。科学者たちは、このようなシステムはテロ攻撃に対する予防的防御として機能するため、あらゆる場所に設置されるべきだと主張している。2016年初め、通信制御システム研究所で開発された、生物学的・化学的性質の脅威に対抗するための意思決定のための新しいソフトウェア製品、インテリジェント支援システム(SIS-RF)がロシアの一部地域で導入された。これは、自然伝染病と生物学的攻撃の両方をリアルタイムで特定し、これに対抗する方法のひとつである。
[23].
CIPは、BAを使用したテロ行為に起因する集団感染症や危険な化学物質による中毒の病巣や、その他の原因(人為的な事故、自然災害、国内の自然病巣からの感染症の侵入、住民の間の流行病巣、国外の病気の病巣)による病巣における衛生・防疫(予防)措置の有効性を向上させるために設計されている。日々の活動において、CIPはロシア地域の衛生的・疫学的福利を管理・維持するための任務を迅速に解決している。
CIPは、76の感染症の兆候と、95の毒物や危険な化学物質の作用について「知っている」
95の毒物や危険な化学物質の作用の説明もある。これらの病原体が動物や人間に引き起こす症状のリストがシステムに入力されると、プログラムは自動的に最も可能性の高い診断を下し、起こりうる損失を示しながら状況のさらなる進展を予測する。
このようなシステムは、衛生疫学的状況を総合的に監視することができる。局地的に発生する疾病のデータを蓄積することで、大量殺傷の脅威の特定を早めることができる。しかし、フィールドシステムは狭い地域しかカバーできないため、例えば、ヤマルでの事例は、必要な設備が設置されていたとしても、完全に防ぐことはできなかっただろう。
テロ目的での生物製剤の使用を防ぐためのロシアの国家機構の能力は、生物製剤がもたらす脅威に対応していないことを肝に銘じるべきである[16, 18, 24, 25]。
生物兵器がテロリストにとって魅力的なのはなぜだろうか。第一に、生物兵器は容易に入手可能であり、危険な病気の原因物質は自然界に存在する(天然痘ウイルスを除く)。第二に、多くの種類の生物兵器は製造が容易である。第三に、どの国のどの都市にも微生物研究所があり、簡単にBWを製造することができる。第四に、BWは化学兵器や放射性兵器よりも保管や輸送が容易である。通常兵器と異なり、BWは完全に管理することができない。特に、国境管理が困難な地域を汚染し、感染症や他の種類のBWの拡散を記録した場合はなおさらである。同時に、そのような兵器の使用がもたらす結果を予見し、防ぐことも難しい。科学者や専門家によれば、現在の政治状況を背景に、バイオセキュリティの問題は極めて深刻である。
バイオセキュリティの分野における主な課題のひとつは、既存の消極的管理システムから、生物学的リスクの予防・管理システムへと移行する必要性である。
バイオテロ問題の深刻さを理解しているロシア政府は最近、生物学的脅威に関する情報を収集する国内初のモニタリングセンターを2018年夏に開設する予定であると発表した。事前の見積もりによると、このプロジェクトには22億ルーブルの費用がかかるという。センター設立のイニシアチブは、バイオセキュリティの問題が当局レベルですでに重要であると認識されていることを示している。これはロシア初の生物学的脅威監視のための国家統合センター(NIC MBU)となり、国内および近隣地域の危険なウイルス、細菌、新興伝染病に関する情報を収集・分析する(34, 41, 59)。
SIC IBUのスタッフは、国内の生物学的状況に関する情報を収集、保管、処理、分析する。センターの完全な機能のために、特殊なセンサー、DNAチップ、DNA分析用の複合ハードウェアを産業企業に導入し、センターへ自動的にデータを送信することが計画されている。また、データ統合センターを立ち上げ、生物環境と予測システムの統一されたインタラクティブマップを開発する計画もある。
テロリズムは今や国家の枠を超え、国際化し、国際的な性格を持つようになった。従って、現代のテロリズムに効果的に対抗するためには、各国の関連機関が積極的に協力し、世界社会全体が交流する必要がある。
この点に関して、スタンフォード大学フリーマン・スポリア国際問題研究所の主要研究者であるF・フクヤマは、次のように書いている。
「国家は、人類の繁栄に貢献する技術の進歩と、人間の尊厳と幸福を脅かす進歩とを区別する制度を組織することによって、そのような技術の開発と応用を政治的に規制すべきである」([21]p.144より引用)。
結論
バイオテロリズムは、現実になりつつある世界的脅威である。生物兵器を使用したテロ行為の結末は、壊滅的なものになりかねない。個々の国が単独でこの脅威に対抗することは不可能であり、バイオテロとの闘いの分野における世界共同体のための国際法規範の共通システムの構築を含め、さまざまな面で協力して行動しなければならない。
1990年代以前には面白おかしく思われていた生物兵器と核兵器の比較は、バイオテロの脅威の増大により、今日ではますます深刻になっている。近年の国際的な出来事は、他の大量破壊兵器に対するBWの戦略的優位性が今後も拡大し続けることを示している。同時に、近い将来の主な危険は、遺伝子工学の最新の成果と生命システムの機能メカニズムの解読に基づくBWサンプルによってもたらされることも忘れてはならない。同時に、伝統的なBWは、テロ集団や独裁政権によって、世界における影響力争いに利用される可能性が高い。271 с
第4章 生物製剤の分類
最も可能性の高い生物製剤
生物兵器として使用される
「科学が不謹慎な手にかかると、いかに計り知れない災難をもたらすことができるかについて、これ以上生きた非難、質問、答えをする必要はない」
ジェームズ・デューイ・ワトソンは、1962年にノーベル生理学・医学賞を受賞したアメリカの生物学者である。
章のまとめ
第4章では生物製剤の分類と特徴について詳細に解説している。生物兵器として使用される可能性のある生物製剤は約1200種類存在し、その中で特に危険なものとしてカテゴリーA、B、Cに分類されている。
カテゴリーAには、最も危険度の高い以下の病原体が含まれている:
- 天然痘ウイルス:(致死率最大40%)
- 炭疽菌:(致死率50%以上)
- ペスト菌:(致死率ほぼ100%)
- ツラレミア菌:(致死率0.5-2%)
- 出血熱を引き起こすウイルス群:(致死率最大90%)
これらの病原体の特徴は:
- 人から人への感染力が極めて高い
- 高い致死率を持つ
- パニックや社会不安を引き起こす可能性がある
4. 特別な公衆衛生対策が必要
出血熱ウイルスには以下の種類がある:
- ブニヤウイルス:(クリミア・コンゴ出血熱など)
- フィロウイルス:(エボラ、マールブルグ)
- フラビウイルス:(デング熱など)
- アレナウイルス:(ラッサ熱など)
これらの病原体に対する予防・治療法は限定的で、多くは特効薬がない。感染すると重篤な症状を引き起こし、適切な治療を受けられない場合の致死率は極めて高い。生物兵器として使用された場合、大量死傷者の発生や社会機能の麻痺を引き起こす可能性がある。
これらの病原体の自然宿主は野生動物(げっ歯類など)で、通常は限定された地域で循環している。しかし、意図的な散布により広範な地域で感染爆発を起こす可能性がある。そのため、これらの病原体の管理や監視体制の整備が重要である。
カテゴリーA、B、Cの生物製剤の分類と特徴について、以下のように包括的にまとめる:
生物兵器として使用される可能性のある生物製剤は約1200種類存在し、その危険度に応じて3つのカテゴリーに分類されている。
カテゴリーAは最も危険度の高い病原体であり、天然痘ウイルス、炭疽菌、ペスト菌、ツラレミア菌、出血熱ウイルス群が含まれる。これらは人から人への感染力が極めて高く、適切な治療が行われない場合の致死率は40-100%に達する。社会的影響も甚大で、パニックや医療システムの崩壊を引き起こす可能性がある。
カテゴリーBには、死亡率はやや低いものの大規模な発生を引き起こす可能性のある病原体が分類される。リケッチア属、ブルセラ属、水・食品媒介性病原体などが含まれる。これらは以下の特徴を持つ:
- 比較的容易に拡散が可能
- 中程度の致死率と罹患率
- 特殊な診断能力と疾病監視体制が必要
- 環境中での生存期間が長い
カテゴリーCは新興感染症や遺伝子組換え病原体など、将来的な脅威となる可能性のある病原体群である。ニパウイルス、ハンタウイルス、薬剤耐性結核菌などが含まれる。これらの特徴は:
- 容易に入手・生産・拡散が可能
- 高い罹患率と死亡率の可能性
- 大規模な健康被害をもたらす潜在性
- 効果的な治療法やワクチンの欠如
これらの生物製剤は、意図的な散布により広範な地域で感染爆発を引き起こす可能性がある。多くは特効薬が存在せず、感染した場合の重症度も高い。そのため、これらの病原体に対する監視体制の整備、診断・治療法の開発、医療体制の強化が重要である。また、これらの病原体の自然宿主となる野生動物の監視や、環境からの分離・同定技術の向上も必要である。
ADに対する社会の脆弱性は、主に医療制度が現段階ではADをいち早く発見し、必要な保護措置を講じることができないことに起因している。今日、私たちは自然発生的な感染症だけでなく、生物兵器やバイオテロリズムの脅威にも直面している。これらの病原体は、現在の検出方法や従来の予防方法を無視するような感染症の大流行を引き起こす可能性を秘めている。[97]。
WHOの勧告によると、ある国における生物学的脅威に対応する公衆衛生上の備えを向上させるためには、限定的ではあるが適切に選択されたBAsのグループを含むプログラムにおいて、職員の訓練に力を入れるべきである。これにより、より広範な病原体に対処するために必要な能力が構築される。[24]。
4.1 生物製剤の分類
生物製剤(生物活性剤、生物学的脅威剤、生物兵器)とは、細菌、リケッチア、ウイルス、原虫、真菌、動植物毒素であり、感染症を引き起こし、バイオテロリズムの武器として、または生物兵器として意図的に使用される可能性のあるものである[1]。
現在までに、生物兵器として使用される可能性のある1200種類以上の生物製剤(BAs)が記述され、研究されており、そのリストは常に更新されている。
すべての生物製剤は2つのクラスに分類される:
- 生物由来(ウイルス、細菌、リケッチア、原生生物、ウイロイド、真菌);
- 生物由来の非生物的病原体(毒素)である。今日、BW剤には以下のようなものがある:
- 細菌-単細胞の無核微生物、原核生物の広大なグループである。細菌の遺伝物質(DNA)は、細菌細胞の中心部にある核装置(ヌクレオイド)に存在する;
- ウイルス – 感染症の最小病原体で、核酸とタンパク質の殻から成り、細胞内でのみ繁殖できる。ヒトだけでなく、動物、植物、細菌、さらには他のウイルス(ウイルスファージ)にも感染する;
- リケッチア-小型で特殊な形態の細菌で、通常は細胞内に寄生する。多くの特性(細胞内寄生性、大きさ)によりウイルスに似ているが、内部構造と細胞壁により真の細菌に分類される;
- 寄生菌類-生態学的、栄養学的に分類される微生物群である;
- 原生生物-原核生物から真核生物への過渡的な形態を示す、異種かつ集合的な微生物群;
- ウイルス – 細胞内のRNAポリメラーゼによって複製される、わずか数百ヌクレオチドの環状一本鎖RNAで、ウイルスに典型的なタンパク質の殻(カプシド)で覆われていない;
- 毒素-生物由来の毒(細菌、ウイルス、真菌、植物など)。主な脅威は、微生物由来の毒素(内毒素、外毒素)、植物由来の毒素(植物毒素)、動物由来の毒素(動物毒素)である;
- プリオン-ヒトや動物に神経系の重篤な病気を引き起こす、特殊なクラスの感染性タンパク質物質である。プリオンは核酸を持たずに繁殖する唯一の感染性物質である。プリオンが発見され、分類されたのは比較的最近のことであるが、プリオンに関連したヒトや動物の感染症は約1世紀前から知られていた。プリオンを生命体とみなすべきかどうかは、まだ未解決の問題である。
微生物を潜在的に危険な生物学的病原体(BA)として分類する試みは何度もなされてきた。暴露による影響から、BAは致死性病原体(炭疽、ペスト、天然痘など)と無力化病原体(ブルセラ病、Q熱、腸管感染症など)に細分される。
加えて、人から人へ感染し、それによって伝染病を引き起こす微生物の能力によって、それらに基づくBSは伝染性であったり非伝染性であったりする。
歴史的に、病原体の潜在的な危険性は、テロよりもむしろ戦争という観点から評価されてきた。しかし、一般市民は軍事組織とは異なる。住民の年齢層は幅広く、健康状態にもばらつきがあるため、生物学的攻撃による影響は軍事組織よりも大きくなる可能性がある。民間人は飲料水や食品に含まれる生物製剤に対してより脆弱である。
BW剤または潜在的に危険なBAについては、さまざまなリストがある。この問題に関する感染症専門家による最初の国際会議のいくつかは、1999年に米国感染症管理センターで 2000年には欧州疾病予防管理センター(European Centre for Disease Prevention and Control)の会議で開催された。これらの会議では、「生物学的病原体」と「微生物」の定義が明確にされた。
「微生物」の定義を明確にし、潜在的に危険な生物製剤の以前のリストを見直し、バイオテロ攻撃において最大の危険性をもたらす製剤を選択するための一般的基準を策定した。[23, 69]。
BW兵器として使用される可能性のある1000種類以上のBAのうち、約40種類(ウイルスまたはウイルス群、細菌、リケッチア、真菌、毒素)が選択され、A、B、Cの3つのカテゴリーが形成され、感染様式と感染拡大、疾患の重症度、致死性、使用の可能性に基づく民間人への脅威の重要性の程度に応じて薬剤が含まれる。
以前は動物病原体、日和見病原体、遺伝子組み換え生物、生物毒素に関するデータが含まれていなかったため、リストは常に更新されている。
その結果、新たな科学的データの入手に応じて、定期的な更新が行われることになった。2010年と2012年に欧州疾病予防管理センター(European Centre for Disease Prevention and Control)で開催された会議で、既存のBAリストの新たな更新が行われた。[178, 181]。
このモノグラフでは、著者らはこのシステムを基本として(最新の改訂を考慮して)、後に潜在的なバイオハザード病原体とみなされるようになった疾病を補足した。様々な感染症病原体が、生物学的脅威にさらされる状況において、BSとして使用される可能性がある、
その一部によって産生される毒素、ヒトや動物が免疫を持たない遺伝子組換え微生物などがある。[60, 63]。
この命名法は 2005年国際保健規則(IHR)の附属書2の2つのリストに記載されており、14の分類形式が含まれている。CISレベルでは、このような脅威のリストは19の病名であり、関税経済同盟レベルでは24の病名である。G.G.オニシェンコら(2016)によると、感染症のグローバル化と現実化、新たな地域への感染拡大の問題により、リストは未解決のままである[95]。
特務機関や軍にとって最も優先度が高いのは、国家安全保障に脅威を与えるカテゴリー「A」の感染症である。このグループには、人から人へ容易に広がったり感染したりするADが含まれる。新興感染症は、死亡率が高く、公衆衛生と公衆衛生の両方に深刻な影響を及ぼすことが特徴である。流行の発生は、不安、パニック、社会経済、政治、行政、人口動態の激変を引き起こす可能性がある。それらに備えるには、特別なプログラムと公衆衛生上の備えを確保するための対策が必要である。カテゴリーAの病原体のほとんどは、空気感染の可能性があるため危険とされている。カテゴリーAには以下の病原体が含まれる:
炭疽菌(炭疽)、ボツリヌス菌(ボツリヌス中毒)、ペスト菌(ペスト)、大痘瘡(天然痘)およびその他のポックスウイルス(ポックスウイルス科)、ツラレン菌(野兎病)。
ウイルス性出血熱(アリーナウイルス:リンパ球性絨毛髄膜炎ウイルス、ジュニンウイルス、マチュポウイルス、グアナリートウイルス、ラッサ熱、ブニヤウイルス:ハンタウイルス、リフトバレー熱ウイルス、フラビウイルス:デング熱ウイルス、フィロウイルス:エボラウイルス、マールブルグウイルス)。
カテゴリーAの病原体は、一般市民にとって最大の脅威となる。天然痘やペストのように、国家全体の機能を危うくするものもある。天然痘ウイルスは、その病原性と流行特性から最も危険なウイルスと考えられている[65]。天然痘は人類の歴史上、約5億人の死者を出しており、戦争や他の伝染病を合わせたよりも多い。[44, 96]。
カテゴリーBには、人の健康や生命に脅威を与える微生物群がいくつか含まれ、その中には、消化器系や水系による意図的な拡散の場合も含まれる。チフスやQ熱のような感染力の強い病原体もこのカテゴリーに含まれる。このカテゴリーに含まれる病原体の重要性は、新型ウイルスの出現や誕生が予測不可能であることと、流行性緊急事態を引き起こす能力によって決定される。これらの病原体によって引き起こされる感染症は極めて容易に蔓延し、中程度の罹患率と死亡率を特徴とし、軍人と民間人の大部分を長期にわたって無力化し、国家の経済を弱体化させる。ウイルスは進化の可能性が高く、ヒトや動物を守るための抗ウイルス剤やワクチンの武器が乏しいため、これらの感染症に出現段階で対処することは困難か不可能である。流行アウトブレイクを予防・排除するためには、タイムリーな診断と発生率の流行サーベイランスが必要である。カテゴリーBには以下の微生物が含まれる:
バークホルデリア・シュードマレイ(メリオイドーシス);コクシエラバーネティー(Q熱);ブルセラ種(ブルセラ症);バークホルデリア・マレイ(樹液);トウゴマ(リシン毒素);クロストリジウム・ペルフーリンゲンス(ボツリヌス毒素);ブドウ球菌性エンテロトキシンB;リケッチア・プロワゼキイ(チフス);
食品と水の安全を脅かす病原体
- 細菌:大腸菌(下痢)、コレラ菌(コレラ)、赤痢菌(赤痢)、サルモネラ菌(サルモネラ症)、リステリア菌(リステリア症)、カンピロバクター・ジェジュニ(腸炎)、エルシニア・エンテロコリチカ(腸炎);
- ウイルス:カリシウイルス・ノーウォーク(胃腸炎);
- 原虫:クリプトスポリジウム・パルバム(下痢)、サイクロスポラ・カヤタネンシス(下痢)、ジアルジア・ラムリア(腸炎)、エンタモエバ・ヒストリティカ(アメーバ症)、トキソプラズマ(トキソプラズマ症)、ミクロスポリジウム(微胞子虫症);
その他のウイルス性脳炎(西ナイル熱ウイルス、ラクロス脳炎ウイルス、カリフォルニア脳炎、ベネズエラウマ脳脊髄炎、東部ウマ脳脊髄炎、西部ウマ脳脊髄炎、日本脳炎ウイルス、キアサヌルス森林病ウイルス)。
カテゴリーCのBAには、バイオテロリストが武器として使用する可能性のある「新興感染症」の病原体が含まれる。入手しやすく、生産や拡散が容易であり、拡散した場合には罹患率や死亡率が非常に高く、公衆衛生に重大な悪影響を及ぼすため、テロ目的での使用は極めて危険である。私たちは、自然界に存在するウイルスの数パーセント、バクテリアのそれよりもわずかに多い割合しか知らないと推定されている。過去40年間だけでも、治療薬や予防薬がまだ開発されていない30以上の新しい感染因子が発見され、同定されている。[96]。
今日、このカテゴリーには、ダニ媒介性出血熱ウイルス(コンゴ・クリミア出血熱ウイルス、オムスク熱)、ダニ媒介性脳炎、黄熱、薬剤耐性型結核、インフルエンザ、リケッチア症、狂犬病などが含まれる。
カテゴリーに含まれるBAのリストは定期的に見直され、脅威評価に応じて補足される。緊急対応が必要な急性の脅威として分類される感染症に加え、「慢性」、長期化する伝染病やパンデミックとして現れる病型があり、社会経済的意義が極めて高く、その制圧を改善するために大量の資源を必要とすることが特徴である。このグループには、HIV/AIDS、結核、マラリアが含まれる。これらの疾患は、世界の患者のほぼ50%を占めていることは注目に値する。[30]。
WHOが熱帯の「忘れられた」感染症(寄生虫症)と呼ぶ14の病態は、質の悪い飲料水、劣悪な衛生環境、栄養不良、不十分な医療のために、最も貧しい人々に影響を及ぼしている。
多剤耐性の微生物が大きな危険をもたらしている。その一例が結核で、イソニアジド、リファンピシン、エタンブトール、ストレプトマイシンの4種類の第一抗結核薬に感受性のない結核菌が出現したため、結核の罹患率が劇的に上昇した。
多くの科学者や軍事専門家は、BWの使用は他のタイプの大量破壊兵器よりも危険な結果をもたらすと信じている。その性質と特性は、地球上の人類生活の完全な破壊につながる可能性が十分にある。現代の現実は、医学と生物学の分野での成功にもかかわらず、当初は実現可能と思われた人類の病気に対する勝利を語ることはまだ不可能であることを示している。HIV感染や肝炎にはまだ対処できないし、些細なインフルエンザが定期的な流行につながる。BWの作用には選択性がない。ウイルスや病原性細菌は自分のものと他のものを区別しない。いったん自由になると、行く手にいるすべての生物を破壊する。
4.2 カテゴリーAの生物製剤とそれらが引き起こす病気
4.2.1 天然痘
天然痘(Variola vera)は、急性、人獣共通、伝染性が強く、非常に危険なウイルス性疾患であり、重症の中毒、発熱、皮膚や粘膜の膿疱性小水疱性発疹、高い死亡率を伴う。
歴史と分布何世紀もの間、人類は天然痘の恐ろしい流行を知っていた。遺伝学者によれば、天然痘は中央アフリカで誕生した。このウイルスは周期的に世界の人口のかなりの部分を破壊した。古代から、この病気は中国、インド、エジプトで知られていた。そこから地中海沿岸諸国や東欧諸国に広がった。当時の死亡率は80%に達した。天然痘は1000年以上前にヨーロッパに侵入した。この病気は貧しい人々の小屋も宮殿も免れなかった。天然痘で死亡した最初の人物の一人はファラオ・ラムセス2世である。天然痘はイギリスの女王メアリー2世とエリザベス1世、ロシアの若き皇帝ピョートル2世を殺した。20世紀になって初めて、3億人以上の男性、女性、子供が天然痘で死亡した[116]。
天然痘から救われたのは予防接種であった。天然痘に対するワクチン接種は、イギリスの医師エドワード・ジェンナーの功績によるもので、私たちの地球上からこの病気をなくす上で大きな役割を果たした。
1796年5月14日、イギリス人医師エドワード・アンソニー・ジェナーが、牛痘に感染した女性の膿疱の中身を、8歳の少年D・フィップスの体の傷に擦り込んだ。彼は以前、10歳の息子にも接種していた。しかし、接種後に子供たちが天然痘に感染しても発病しないことを証明しなければならなかった。悩んだ末、E.ジェンナーは二人の少年に天然痘を接種した。子供たちは発病しなかった。この天然痘の予防法は「ワクチン接種」(ラテン語の「vassa(牛)」から)と呼ばれた。この言葉は後に、他の感染症に対する予防接種にも使われるようになった。
天然痘に対するワクチン接種は、地球上から天然痘を撲滅する上で大きな役割を果たした。1958年、第11回世界保健総会で、ソ連からの代表団が天然痘の撲滅を提案した。この提案は医学界に受け入れられた。このプログラムを実施するため、ソ連は15億回分以上の天然痘ワクチンをWHOに寄贈した。大規模なワクチン接種が実施され、ワクチン製造と遠征の資金調達に巨額の投資が行われた。プロジェクトは19年間実施された。
結果は素晴らしいものだった。天然痘は1971年までに南米で、1975年までにアジアで根絶された。1977年10月26日、地球上で最後の天然痘患者がソマリアで報告された。その2年後、天然痘根絶認定世界委員会は、この病気が地球上から完全に根絶されたことを確認し、1980年、WHOの第32回会議で公式声明が発表された:
「天然痘は自然界には存在しないため、地球上から完全かつ永久に根絶された」同時に、天然痘の予防接種はすべての国で中止された。ワクチン接種の中止は、天然痘ウイルスを用いた古典的な生ワクチンによるワクチン接種後の重篤な合併症にも関連しており、主なものは、ワクチン接種後脳炎、進行性・汎発性ワクシニア、ワクシニア湿疹、心筋炎、まれに死亡である。
現在、天然痘ウイルス(SVD)-博物館株-は、WHOの2つの共同研究施設、米国疾病予防管理センター(CDC、アトランタ)とロシアの連邦予算科学機関「国立ウイルス学・バイオテクノロジー科学センター(State Scientific Centre of Virology and Biotechnology)」に保管されている。
「ベクター」(ロシア、ノボシビルスク)である。
現在までに、天然痘を知らない世代が増え、天然痘という病気も予防接種も知らない世代が増えた。ここに危険が潜んでいる。このような無防備な集団に天然痘ウイルスが出現すれば、新たな伝染病が発生する可能性がある。既存の天然痘生ワクチンの有効性に疑問の余地はない。しかし、ワクチン接種者に合併症が生じる危険性があること、免疫系の機能が低下している人や皮膚病変のある人にワクチン株が伝播する危険性があることから、現代社会での使用の見込みは非常に限られている。[96]。このような患者では、ワクチン株は全身感染や播種性皮膚感染を引き起こす可能性がある。
病因。天然痘ウイルス – ポックスウイルス科のオーソポックスウイルス属のオーソポックスウイルス・バリオラには、以下の2種類がある:オーソポックスウイルス・バリオラ・ヴァン・メジャー – 天然痘(天然または大型の天然痘で、重篤な経過をたどり、致死率は50%を超える)、オーソポックスウイルス・バリオラ・ヴァン・マイナー – アラストリム(天然痘)の原因ウイルス – 南米やアフリカの国々でサルやヒトが罹患する天然痘の良性型である。ヒトにおけるサル痘の臨床症状は天然痘のそれと非常によく似ており、この感染症の死亡率は16%に達するケースもある。これらの感染症の主な違いは、サル痘患者ではリンパ節腫脹、すなわち臨床的に顕著な炎症反応が頻繁に観察されるが、天然痘ではそれがないことである。天然痘ワクチンウイルスは、おそらく牛痘ウイルス(EVD)から進化したものである。ポックスウイルス科(Poxviridae)には、脊椎動物の天然痘ウイルス(天然痘、ワクシニア、サル痘など)を含むChordopoxvirinaeと、昆虫の天然痘ウイルスを含むEntomopoxvirinaeの2つの亜科がある[17, 18]。
天然痘ウイルスは最も大きく(230×400 nm)、卵形をしている。ビリオンの大きさから、いわゆるパッシェン小体(モロゾフによる銀染色)の形で光学顕微鏡で検出できる。30種類以上のタンパク質と非ウイルス性のヘマグルチニンがUPEの一部である。10以上のタンパク質は核酸の合成を触媒する酵素である。
天然痘ウイルスのゲノムは、187,000のヌクレオチド対を含む直鎖状の二本鎖DNA分子で、両端は共有結合で閉じたヘアピン構造になっている。ウイルスゲノムには約200の遺伝子があり、他の科のウイルスの多くと比べると膨大な数である。ウイルス粒子は数個のリポ蛋白質エンベロープを持ち、宿主細胞内での生存と複製に必要な酵素だけでなく、多くの構造蛋白質を含んでいる(図41のA)。
ポックスウイルスは、宿主細胞の細胞質で複製する唯一のDNA含有ウイルスである。ビリオンは外膜と細胞膜の融合によって細胞内に侵入する。外膜の除去後、ウイルス酵素の助けを借りて初期遺伝子の転写が起こる。初期酵素をコードするIRNAが形成される: 「ストリッピング・タンパク質」はコア膜を除去し、ウイルスDNAを細胞質に放出する。ウイルスDNAポリメラーゼが現れ、ゲノムを複製する。後期転写では、ウイルスのDNAとタンパク質がコア膜と会合する。形成されたビリオンはゴルジ体の膜で覆われる。外膜はコア、側小体、酵素を包んでいる。ビリオンは細胞膜を突き破って芽を出し、細胞が溶解すると外に出る[17]。成熟したウイルスの子孫は、細胞溶解時または出芽によって細胞を離れる。天然痘ウイルスの生殖サイクルは約6~7時間である。
EVDの最も重要な抗原は、ポックスウイルス科全体に共通する核蛋白(NO)、耐熱性抗原、熱可溶性抗原、および可溶性抗原群である。NOゲノム断片のクローン化DNAのコレクションが得られた。その塩基配列は完全に解読されている。
UPEは第2血液型のヒト赤血球と抗原親和性があり、このため免疫力が弱く、罹患率や死亡率が高い。
オルソポックスウイルスは乾燥(特に病理材料中)や低温に非常に強い。室温で何ヵ月も生存可能で、エーテルにも耐性があり、50%エタノール溶液では室温で1時間以内に不活化され、50%グリセロール溶液では数年間持続する。膿疱の痂皮の中に長期間存在する。ほとんどの消毒剤に耐性がある: 室温で1%フェノールや2%ホルムアルデヒドは24時間後に、5%クロラミンは2時間以内に不活性化する。100℃では即死、60℃では15分で死滅する。天然痘ウイルスはニワトリ胚の絨毛膜上に白色斑を形成する。培養細胞の細胞質に特徴的な核周囲封入体(グアルニエリ小体)が形成される。
疫学。
感染源は病人である。尿、糞便、喀痰、咳、くしゃみ、大声を出したときに咽頭や口腔から飛び散る粘液の飛沫などである。ウイルスは日用品、寝具、衣服、リネン類に長期間付着する。潜伏期間の最後の数日から完全に回復して発疹の痂皮が剥がれ落ちるまで(約3週間)感染力があるが、粘膜に病変がある最初の8〜10日間が最も感染力が強い。空気中の飛沫や塵埃による感染が最も多く、家庭内接触や接種、移植による感染は少ない。死体からの感染も強い。意図的な汚染やテロ行為という感染経路もある。この方法は潜在的に危険であると考えられている。
人間とサルは天然痘ウイルスに感受性がある。この病気に対するヒトの感受性は極めて高く、天然痘ワクチンを接種していないほとんどの人が罹患する可能性がある(流行状況でも罹患しない人は約5~6%) [120]。この病気の潜伏期間はかなり長い(9~14日)ため、病気にかかった人がそのことを知らずにいると、その間に多くの人に感染する可能性がある。感染は「家から家へ」の原則に従ってゆっくりと、しかし必然的に広がっていく。天然痘ウイルスが理想的な生物兵器である理由はここにある。
天然痘の死亡率(死亡率)は0.2%から40%である。同時に、流行時の致死率は、人口密度の高い国(インドなど)で最大となり、人口密度の低い地域(アフリカや南米の熱帯地域など)で最小となる。
病原体 EVDは上気道の粘膜から体内に侵入するが、皮膚から侵入することはあまりない。病原体の一次複製は、咽頭リング組織のマクロファージおよび肺胞マクロファージで起こる。ウイルスの集中的な複製は、「サイトカインストーム」(マクロファージによる大量のサイトカインの放出)を伴い、その結果、中毒症状およびショック症状を発症し、患者は死に至る[119, 247]。ウイルスは血液とともに皮膚やリンパ組織に侵入し、そこでさらにウイルスが増殖し、皮膚、粘膜、実質臓器に病巣が形成される。特徴的な丘疹性皮疹、次いで小水疱性皮疹が形成される。免疫力が低下すると、二次性細菌叢が活性化し、小水疱が膿疱に変化する。表皮増殖層の死滅、皮膚の深部化膿および破壊過程の結果として、瘢痕が生じる[72, 119, 216]。
診療所天然痘には3つの病型がある。重症型(致死率100%の膿疱性出血または「黒い天然痘」)、中等症型(播種性天然痘)および軽症型(バリオロイド、発疹のない天然痘または発熱のない天然痘)に区別される。
潜伏期間9~17日(5~7日または17~22日の方が少ない)の後、体温上昇、嘔吐、頭痛、腰痛、発疹が出現し、ピンク色の斑点が現れ、それが小豆大の丘疹(図41)、膿疱(のうほう)に変化し、乾燥して痂皮(かさぶた)になる。
図41. 天然痘ウイルス(A)[78]と感染の臨床像(発疹期、B)[3]。
発病後4~5週間で体温は正常化し、痂皮は剥がれて落ち始め、その場所には深い瘢痕が残り、皮膚は波打ったようになる。合併症を伴わない天然痘の経過では、患者の約15%が死亡する。合併症のない経過の患者の回復は5-6週目に起こる。
天然痘の最も重篤な型は出血性である。多くの場合、感染毒性ショックを伴う。黒痘の70-100%は患者が死亡する。天然痘の鑑別診断は、最初の発疹の出現時に麻疹およびスカーラチナと行い、その後、水痘、天然痘(汎発性ワクチン)、髄膜炎、レプトスピラ症、出血熱、天然痘様(小水疱性)またはガマゼリケッチア症と行う。
天然痘から回復した人では、ウイルス中和抗体、インターフェロン、細胞性免疫因子の出現により、積極的に獲得した免疫が生涯持続する。ポックスウイルスの主な抗原決定基と防御抗体の標的は、高度に保存されたH3タンパク質である[313]。したがって、天然痘ワクチンに含まれる候補として考えられている。
ワクチン接種後、長期間持続する免疫が形成され、抗体は接種後8~9日目に出現し、2~3週間で最大レベルに達する。
治療現在までのところ天然痘患者の治療には特別な手段がないため、対症療法となる。インターフェロン誘導剤、抗ウイルス剤、天然痘免疫グロブリンの投与が望ましい。
細菌感染を防ぐために、皮膚の患部に消毒薬を塗布する。細菌性合併症がある場合は、広域抗生物質が処方される。体内の解毒を目的とした治療が行われる。
検査室診断。EVDを検出するための検査法が広く開発されたのは、天然痘の世界的な撲滅計画のためであり、近年ではEVDを用いたバイオテロ攻撃の危険性のためである。発疹成分、口腔粘液塗抹標本、鼻咽頭分泌物、血液を採取して分析する。試料中のウイルスの存在は、電子顕微鏡、RIF、RP、グアルニエリ小体の形成によって判定される。
予備的な結果は検査の24時間後に得られる。
- ウイルスの分離と同定ウイルスはニワトリ胚および細胞培養で培養し、RH、RTGA、RSCで同定する。血清学的診断はRTGA、RSC、RPGA、RNで行われる。
分子診断法の中でも、リアルタイムPCRに基づく高感度反応は特筆すべきもので、現在では広く開発され、[27]に網羅的に紹介されている。
予防天然痘患者は発見後、痂皮が完全に剥がれ落ちるまで直ちに入院させるが、発症から少なくとも40日間は、天然痘の再接種を受けた特別に指定された職員が付き添う。
患者の入院後、徹底した最終消毒が行われる。天然痘患者と接触するすべての人は、特別に指定された部屋に14日間隔離され、前回の予防接種の期間にかかわらず、直ちに天然痘の予防接種を受ける。この目的のために、天然痘の生ワクチンが使用され、瘢痕化または皮膚注射によって投与される。このワクチンは耐久性のある免疫を作る。経口錠剤ワクチンも開発されており、経皮ワクチンと同等の効果があるが、反応性は低い[17]。
生物兵器としての天然痘ウイルス最近の世代の医師は天然痘患者を見たことがない。この病気との闘いにおける医学の成功は、科学者にも医学界にも危険な自己満足をもたらした。現在、この病気は教科書の中でしか研究されていない。残念ながら、必要であればこの病気を完全に診断できる検査機関がどこにでもあるわけではない。また、現在のところ、天然痘に対する免疫のない人が非常に多いことも念頭に置かなければならない。このため、世界社会は事実上、潜在的なテロリストの人質となっている。天然痘ウイルスが生物兵器として登場する理論的可能性は、天然痘ウイルスを世界から排除する決定を先送りする主な理由の一つとなっている。
天然痘ワクチンは天然痘ウイルスだけでなく、サル痘ウイルスや牛痘ウイルスなど、その 「親戚」への感染も防いでいた。過去には、この「副作用」は重要視されなかった。ワクチン接種が中止された今、EVDと同様、オルソポックスウイルス属に属する、あまり研究されていないこれらの病原体は、特にげっ歯類や他の動物に感染するため、完全に駆除することが不可能であることから、ヒトに脅威をもたらす可能性がある[9, 10]。ウイルスがどのように変化するか、あるいは各国の軍事研究所でどのように変化するかは誰にもわからない。しかし、サルや牛痘のヒトでの発生率は着実に増加しており、これが新たな流行を脅かしていることを念頭に置くべきである[195, 234]。EVDに関しては、進化の過程で病原体はかつての自然宿主のほとんどで感染・繁殖能力を失い、人体にのみ最大限に適応している。つまり、この微生物はウイルスの進化の行き詰まりの鮮やかな例である[95]。
オルソポックスウイルスの攻撃性がこれほど大きく異なる理由はまだ不明である。例えば、サル痘ウイルスは一旦ヒトの体内に入ると、場合によっては致死的となる。サル痘ウイルスをヒトにとって極めて危険な病原体に変えるのに必要なのは、そのゲノムのわずかな変化だけである。牛痘ウイルスは免疫不全の人に天然痘のような症状を引き起こすことがある[96]。
EVDに近い他のオーソポックスウイルスの性質が循環していることや、ポックスウイルスのゲノムは頻繁に変異を起こすという事実は見過ごせない。軍の研究所は、ヒトが防御できないような極めて高い病原性を持つ病原体の遺伝子変異体を作り出す可能性がある。また、北方地域の氷河のどこかに天然痘で死亡した人々の凍死体がある可能性も無視できない。したがって、天然痘は最も脅威的な生物兵器の一つであり、この病気の診断、予防、治療の分野で医師を定期的に再教育する必要があることを忘れてはならない。
S.N.シュチェルクノフ(2011)は、死亡率が30%を超える厳密なアントロポノーシス(ヒトが唯一の感受性宿主)は、このようなウイルスが十分に大規模で密集した人口集団にのみ出現し、文明全体を死に至らしめることを示していると考えている。EVDに似たウイルスが人獣共通感染症の「親戚」から発生した可能性を示唆する証拠がある[143]。[143].
現在、この状況は繰り返されている。人獣共通感染症のオルソポックスウイルスはますますヒトを攻撃するようになっており、その主な原因はウイルスに対する免疫の喪失である。近年、西ヨーロッパ、ブラジル、コンゴ民主共和国、インドの住民の間で、人獣共通感染症のオルトポックスウイルス感染の発生が、頻度を増して観察されている。[11, 120]。
多くのウイルスは病気を引き起こさないが、新しい宿主の体内に入ると病原性を持つようになることが知られている。科学者たちは、EVDと同様のウイルスが出現する可能性はかなり高いとみている。これを防ぐためには、オルソポックスウイルスとそれによる感染症をコントロールし、WHOの支援のもと、国際的な研究所のネットワークを構築する必要がある。この対策が間に合えば、新たな高病原性ヒトオルソポックスウイルスが出現する可能性を大幅に減らすことができる。人工的に作られたものも含め、このような病原体が出現した場合、防疫システム、新しいワクチンや医薬品を迅速に開発することが可能になる。
M.V. Supotnitsky [119, 120]によれば、天然痘ウイルスやサル痘ウイルスをエアロゾルの形で使用することが、人々に影響を与える可能性が最も高いという。テロリストは天然痘の発生をシミュレートするためにEVDを使用することができる[119]。
2015年6月末、WHOの科学作業部会は、EVD備蓄の破壊と、ウイルスの合成生物学的技術の問題について会合を開いた[324]。成果文書は、天然痘再興リスクの性質が大きく変化し、変化し続けていることを示している。諮問委員会は、現在、生きたEVDを使用する研究を行う施設の数を増やす必要はない-認可された2つの保管場所で十分である-と結論づけた。
さらに、独立諮問委員会は以下のことを提言した:
- 天然痘再興の可能性に備え、早期発見と迅速な対応能力を広く利用できるよう、準備態勢を大幅に強化すること;
- EVD(全ウイルス粒子と断片の両方)の取り扱いに関するWHOの規制を改定し、特にバイオセーフティーとバイオセキュリティーの規制に重点を置き、合成生物学技術の普及に伴い可能性が高まっている実験室での緊急事態のリスクを軽減・最小化する。
同時に、実験室は生きたウイルスを使用する必要のない天然痘診断法を開発することが奨励される。さらに、天然痘ウイルスとその関連ウイルス(サル痘、牛痘、バファリン痘、ラクダ痘)に対する有効で安全なワクチン(主に動物に感染するが、ヒトには極めて危険な可能性がある)を利用できるようにすべきである。このようなワクチンの開発は、ベクター国立ウイルス学・バイオテクノロジー研究センターの専門家によって成功しつつある[148]。
4.2.2 炭疽菌
炭疽は、中毒、皮膚、リンパ節および内臓の漿液性出血性炎症、皮膚型(ほとんどの場合、特異的な癰を形成する)または敗血症型として発症することを特徴とする、特に危険な感染症群の急性自然伝染性炭疽である。
歴史と分布炭疽(AI)病原体であるバチルス・アンスラシスは、民間人に対するその重要性という点で、民間を含む様々なサービスがバイオテロリズムに対抗するための準備という観点から重要な生物学的薬剤の最初のカテゴリーに属する[95; 301]。この病気の世界的な名称は炭疽症(ギリシャ語のanthracos-炭、シビレア関連癰の黒色かさぶたに由来する)である。この病気は古代から知られていた。ヒポクラテス、ガレノス、ケルススの時代から、6~7千年前のメソポタミアとエジプトにおける農耕文明の最初の文献に、「聖なる火」という名でSJAに似た病気が記載されている。炭疽病というロシア名は、1788年にロシアの医師S.S.アンドレフスキーがウラル地方で流行した際に命名した。彼は1786年から1788年にかけて、この病気が動物から人間に感染する可能性を、英雄的な自己感染体験によって証明した。現在でも、また自然史の中でも、この病気が広く分布していたと信じるに足る根拠がある[71]。
炭疽病の原因菌B. anthracisは、1849年から1850年にかけて、A. Pollender、F. Brauell、C. Davenの3人の研究者によって一度に報告された。1876年、R.コッホはこの微生物を純粋培養で単離し、人工栄養培地上で増殖した細菌が動物に病気を引き起こす可能性があることを証明した。彼はまた、この微生物が芽胞を形成し、不利な条件下でも数十年間生存可能であることを立証した。動物用の炭疽菌ワクチンは1881年にルイ・パスツールによって開発され、ロシアでは1883年にL.S.ツェンコフスキーによって炭疽菌ワクチンが開発された。
世界中で毎年2万から10万のSJA症例が報告されている。この病気はアフリカ、アジア、中南米、中東、カリブ海諸国の多くの国で蔓延している。米国とヨーロッパ諸国では、ほとんどが孤立した症例であるが、世界のあらゆる地域で集団発生がよくみられる。[71]。
第一次世界大戦以来、SJW病原体は生物学的テロ攻撃や破壊工作を行うために繰り返し使用されてきた。
ソ連では、1979年にスヴェルドロフスクで64人がSJDで死亡した。当時、流行の原因はスベルドロフスク地方の軍都の研究所から炭疽菌が漏出したためと考えられていた。
WHOの専門家によれば、現在の流行状況は好ましいとは言い難く、エピズーチックや伝染病発生の危険性が残されている。ロシア連邦の地理的位置(ヨーロッパの東とアジアの北)は炭疽菌の出現に有利であり、病人の大多数(43%)はアジアで、5分の1(22%)はヨーロッパで登録されている[136]。
ロシアでは単発の炭疽感染症例がかなり頻繁に発生しており、毎年動物で約160例、ヒトで24例発生している。アウトブレイクのリスクは、主に土壌に炭疽病巣が存在することに起因しており、その境界は正確には特定できない。[311]。
2012年にアルタイで死亡例が発生した。当時、病気の牛の死骸を解体していた人が死亡した。2015年には、ロシア連邦で皮膚SJDのヒト症例が3例記録された。[303]。
ヤマルでは、SJDの最後の発生は1941年であった。 2016年、この感染症の流行がこの地域のトナカイの群れを襲い、2,300頭以上が死亡した。子供1人も死亡した。流行の原因は、SJD病原体の芽胞が残っていた古い牛の埋葬地が、このような条件(気温+30℃以上で数週間)で溶けたためと考えられている。
病原体 NFの原因菌はバチルス科バチルス属のB. anthracisである(図42 A)。好気性または通性嫌気性の大型の不動性グラム陽性桿菌で、すべてのアニリン染料でよく染まる。病原菌は植物性と休眠性の2つの形態で存在する。炭疽菌は一般的な栄養培地でよく増殖する。純粋培養の塗抹標本では、B. anthracisは長い鎖状(streptobacilli)に配列し、両端がやや太くなり、「竹の杖」のような関節を形成している。
「竹の杖」
培養の最適条件は、温度30~37℃、培地のpH7.2~7.6である。肉ペプトン寒天培地では、1日後に炭疽菌は白っぽい沈殿物を形成し、軽く振ると 「雲」または 「綿毛の塊」のような形で浮き上がるが、培地は透明なままである。24時間後のミートペプトン寒天培地上では、「クラゲの頭」または 「クラゲの頭」または 「クラゲ」に似た銀灰色で粒状の肘状のコロニーが生育する。
「クラゲの頭」または「ライオンのたてがみ」刺して接種したゼラチンカラムでは、培養液は白い線状に成長し、そこから逆上下のヘリンボーンに似た側枝が分岐する。
炭疽菌の植物細胞は莢膜で覆われており、その下には細胞質膜があり、細胞質内にはヌクレオイド(核の類似体、遺伝装置)とリボソームがある。莢膜が形成されるのは、生物から分離された細菌か、動物性タンパク質(血液、先天性血清)を含む栄養培地上で培養された細菌に限られる。植物細胞は単純な横分裂によって生殖するが、娘細胞は分岐せず、竹の子のようにつながったままである。このような連鎖の細胞内に、微生物の休息形態である胞子が形成される。胞子は人体や動物の体外で、酸素と一定の湿度がある場合にのみ形成される。芽胞形成に最適な温度は30~35℃である。12℃以下と43℃以上では胞子形成は起こらない。各植生細胞は1個の胞子のみを含むことがあり、多くの場合細胞の中心部に位置するが、亜末端部に位置することは少ない。胞子の直径が細胞の幅を超えることはない。炭疽菌の芽胞は極めて安定である。胞子は土壌中に何十年も存在する。土壌条件が良ければ、芽胞は発芽し、病原体の蓄積につながる。水中では芽胞は数年間生存可能であるが、直射日光は20日目あるいはそれ以降に芽胞を死滅させる。オートクレーブ(110℃)は40分後、煮沸は45~60分後、乾熱(140℃)は1~3時間後に芽胞を破壊する。芽胞は、ドレッシングに使用される羊毛や動物の皮、塩漬け肉の中に長期間存在し、深凍結条件にも耐える。クレオリンの3%溶液は48時間で、ホルムアルデヒドの5%溶液は1時間で、フェノールの5%溶液は24時間で、NaOHの10%溶液は2時間で芽胞を破壊する。
この病原菌はいくつかの抗生物質に非常に感受性がある:ペニシリン、ストレプトマイシン、オキシテトラサイクリン、テトラサイクリン、バイオマイシンなど。抗生物質は芽胞には効果がない。芽胞の耐性が高いのは、リポイド物質を含む強固な多層殻の保護効果と、細胞内の水分が少ないために酵素の働きが鈍るためである。
動物や多量のネイティブタンパク質を含む培地上では、炭疽菌は1つ以上の細胞を取り囲むカプセルを形成する。カプセル形成は60kDaのプラスミドによってコードされている。貪食から微生物を守り、細胞のオプソニン化(接着)を防ぎ、宿主細胞への接着を促進するカプセルは、炭疽菌の病原性において重要な因子である。このカプセルの存在によって炭疽菌の強毒株とワクチン株は区別される。もう一つの病原性因子は複合外毒素であり、これは浮腫を誘発する浮腫因子、防御成分、致死成分からなるタンパク質複合体である。以上の因子が病原体の病原性を決定する。
炭疽菌の遺伝装置は染色体と2つのプラスミドpX01とpX02からなり、染色体外要素の病原性と免疫原性を担う。熱分解性プラスミドpX01(110-114 MDa)は病原体のバイナリー外毒素のタンパク質複合体をコードし、3つの遺伝子-pag(致死因子の合成をコードする)、lef(防御因子の合成をコードする)、cya(浮腫因子の合成をコードする)を含む。プラスミドpX02(60 MDa)には炭疽菌カプセルの合成を決定する遺伝子群(capA、capC、capB)が含まれている。
B.anthracisの3つの主要なサブグループ(系統)が知られている:A、B、Cである。サブグループAは世界的に分布し、公衆衛生上重要である[255, 334]。サブグループBは、B1(南アフリカで見られる)とB2(南ヨーロッパと東ヨーロッパで広く見られる[255]。SJD病原体のサブグループAとBはクルーガー国立公園(南アフリカ)で発見されているが、2つの系統の地理的分布が大きく異なることを考えると、これは特異なケースである。SJW病原体のサブグループCは極めてまれで、その起源は不明である[255]。
疫学。平時において、ヒトに対するSJDの原因菌の主な供給源は、病気の草食動物であるウシ、ヒツジ、ヤギ、ラクダ、ブタ、ウマである。ヒトはこの病気にとって生物学的な行き止まりである。
炭疽は複数の感染機序、感染経路、感染要因によって特徴づけられる。ヒトへの感染経路は接触感染が最も多く、消化器感染や空気感染もある、
感染経路は、病気の動物の世話、屠殺、動物原料の加工、食肉やその他の動物製品の消費などである。
近年では、ヘロイン注射使用者における注射経路も報告されている。[165, 296]。
ヒトのSJDに対する感受性は、感染経路と感染量の大きさによって異なり、年齢や性別とは無関係である。損傷した皮膚からの感染の場合、感受性は比較的低く(約20%)、吸引の場合は絶対的である。8,000~10,000個の芽胞で十分である。[190]。
病原性。感染の入り口は皮膚であり、頻度は低いが腸管や呼吸器の粘膜である。感染後数時間で、病原体は感染門の部位で増殖を開始する。この場合、病原体は外毒素を産生し、個々の外毒素はタンパク質の凝固、組織の緻密な水腫と壊死を引き起こし、毒性感染性ショックを発症させる。病原体が皮膚に侵入した部位では、皮下組織との境界の真皮深層に、浮腫と組織破壊を伴う出血性-壊死性炎症の焦点であるシビレア性癰が発生する。[66]。病巣の中心部では、浮腫を伴う褐黒色の痂皮の形成を伴う皮膚壊死がみられる。病原体は入口からマクロファージによって局所リンパ節に運ばれ、そこで炎症が重篤なバリア機能障害を伴わずに発症する。シビリアズン芽胞を含む塵埃を吸い込むと、マクロファージが気道粘膜から病原体を捕獲し、気管気管支リンパ節に運び、そこで炎症が起こり、全壊死に至り、血行性汎発感染が起こる。
この病気は永続的な免疫を残すが、最初の発病から10~20年後に再発するという記述もある。[108]。
診療所炭疽の潜伏期間は数時間から10-12日であるが、多くの場合2-3日で、感染経路と病原体の感染量に依存する。最も長い潜伏期間は、1979年にスヴェルドロフスクで発生した吸入炭疽で43日間であった。[150]。
臨床症状の発現期間は急性発症によって特徴付けられ、侵入口によって外部型または内部型の病型が発生する。
臨床像は罹患した臓器の性質によって決定される。SJDの臨床型は皮膚型、肺型、腸型に分けられ、敗血症に至ることもある。
図42. 炭疽の原因菌B. anthracis(A)[92]と前腕の炭疽癰(B)[3]。
治療 SJA患者の治療は複雑で、病原体の破壊と病原体から放出される毒素の中和を目的とする。抗生物質(ペニシリンおよびテトラサイクリン誘導体、例えばドキシサイクリン)が炭疽菌の生菌と闘うために使用される。最近では、米国食品医薬品局(FDA、USFDA)が推奨するシフラン(別名シプロバイ)が使用されている。抗生物質と特異的な馬血清を併用することで最良の結果が得られる。重症型では、患者を感染中毒性ショックから回復させるために集中治療が必要である。この目的のために、炭酸水素ナトリウム溶液、等張塩化ナトリウム溶液、等張ブドウ糖溶液、ポリグルシンなどが使用される。
検査診断。SJDの研究には、感染源からの塗抹標本の顕微鏡検査、栄養培地上での分離、基本的および付加的な同定検査の段階的実施、抗原およびそれらに対する抗体の検出のためのMFAの使用、PCR、バイオアッセイ、沈殿反応などが含まれる。PCR法では、病原性炭疽病菌に特異的なプラスミドpX01とpX02の存在によって、試料中の病原性炭疽病菌の有無を判定することができる。 炭疽病菌の検出におけるPCR法の主な利点は、感度が高いことで、培養の段階を経ずに生物試料を検査することができ、また、水や土壌に炭疽病菌の芽胞が存在するかどうかをモニターすることができる。外部環境(空気、水、洗浄液など)からの物質を検査する場合は、発光性のシビリウイルス血清が使用される。
予備診断にはELISAを用いる。血清学的検査は、細菌学的検査が陰性の場合に行われる。患者の血清中の抗体を調べるには、ラテックス凝集反応や炭疽防御抗原を用いたRPGAが用いられる。動物の腐乱死体、ミイラ化死体、皮膚およびその製品、毛皮、毛皮、羊毛中の炭疽抗原の存在は、Ascoli熱沈殿反応によって判定される。しかし、終生診断には細菌学的、血清学的方法と比較して大きな利点はない。疫学調査におけるレトロスペクティブ診断には、炭疽菌による皮膚アレルギーテストを0.1mlの皮内注射で行い、24~48時間後に結果を考慮する。直径16mm以上の充血と浸潤があれば陽性とみなされる。
予防炭疽患者は独立した病棟に入院し、個別のケア設備がある。患者の分泌物や包帯はすべて消毒する。煮沸消毒では病原体の芽胞は50~60分以内に死滅し、乾熱消毒(140℃)では3時間以内、オートクレーブ(急性蒸気消毒)では110℃で5分以内に消毒される。潰瘍の上皮化膿(皮膚型)、または細菌学的検査で2回陰性(腸型、肺型、敗血症型)が確認されれば治癒とみなされる。残念なことに、皮膚型はほとんどの場合治癒可能であるが、それ以外の型では早期に治療しても予後は非常に疑わしい。
病巣が集中している場合は、部屋や器具などの消毒が行われる。病人や動物に接触した人には、抗ブリア症ガンマグロブリンを投与し、抗生物質の予防投与を行う。
炭疽感染地域での定期予防接種では、一次予防接種は20~30日の間隔をおいて2回、再接種は年1回、皮下接種で行われる。伝染病の予防接種は皮下接種である。小児は14歳から接種される(皮下接種のみ)。被接種者に1年間持続する特異免疫が形成される[116]。
世界は炭疽予防の新しい有効な手段を積極的に模索している。現在までに、混合ワクチン、化学ワクチン、組換えワクチンなど、いくつかの新しいワクチンが提案されている。
生物兵器としての炭疽菌第一に、炭疽菌の芽胞は自然界で簡単に見つけることができ、実験室で増殖させることができる。第二に、炭疽菌は他人に知られることなく静かに放出することができるため、効果的な武器となる。芽胞は粉末、スプレー、食物、水に混ぜることができる。胞子は見ることも、嗅ぐことも、味わうこともできない。第三に、SJW病原体を武器として使用した経験がすでにあり、そのような攻撃に対する一般市民の反応も知られている。加えて、多数の人々を感染させるのに必要な病原体はごくわずかである。ヒトに対するシビレアザルの芽胞の吸入線量の大きさは約20×103である。[66]。消化管汚染によるヒトの推定LD50量は1.25×107芽胞である。SJDの非常に危険な型は肺型である。発見が遅れた場合、莫大な損失が発生する可能性がある。
非常に危険な病原体の多くは、大量破壊の可能性が高いか、経済、重要なインフラ、または社会的信用に壊滅的な影響を与え、公衆衛生と安全に対する深刻な脅威であるため、一次BWに分類される[101]。そのような一次生物には炭疽菌が含まれる。
軍の細菌学研究所は、膨大な数の人々に大量死傷者を出すことができるこれらの微生物のユニークな菌株を作り出した。WHOの専門家は、この微生物の芽胞を50kg散布すると、3日後には250,000人の住民が影響を受け、人口5,000,000人の都市の風下2km圏内で95,000人が死亡すると計算している。NFの吸入型の致死率は、適切に処理されなければ87%から95%であり、このBAの殺傷力は水爆のそれに近い。呼吸器官を経由する粉塵汚染の場合、人の感受性は絶対的であり、現代の抗生物質が効かないSJSの原因物質を使用した場合、テロリストの手には恐ろしい武器となる。動物の毛や皮膚の加工に関与していない都市の住民の間で発見された吸入炭疽の症例は、すべて人為的なものであると考えるべきである[120]。特にテロリストは、市販のワクチンによる免疫に打ち勝つことができる多剤耐性を持つ病原体の高病原性株の入手に関心を寄せているためである。
予防的抗生物質療法(緊急化学予防)は、B.anthracisがBWとして使用される条件下で最も頻度の高いSJDの吸入型の発症を予防することを目的とする。勧告[177]によると、集団感染条件下では、吸入型SJDの治療と同じ薬剤が予防治療に使用される。
4.2.3 ペスト
ペスト(Pestis)は、エルシニア・ペスティスという細菌によって引き起こされる、急性に自然発生する、特に危険な検疫感染症である。この病気は、発熱、重篤な中毒、リンパ節、肺、その他の臓器における漿液性出血性炎症、泡沫および癰の発生、敗血症、高い死亡率によって特徴づけられる。
歴史と分布ペストは、人類や現代のげっ歯類の祖先よりもはるかに早く、約5000万年前に地球上で発生した。ペストは中国または中国に近い地域で最初に発生した。[344]。中央アジアの草原や砂漠で、後にはアフリカのサバンナや北アフリカの砂漠や半砂漠で、ネズミの間で病気が広がった。これらの地域、特にアジアでヒトによる集団発生が始まったが、当初は人口密度が小さかったため、集団発生は世界的なものではなかった。人口が増加し、人口密度の高い都市が出現し、交易が発達するにつれて、集団発生が増加した。
「ペスト」という病名はアラビア語の「jumba(豆)」に由来し、この病気の特徴的な症状であるリンパ節の炎症と腫大が外見上豆に似ていることによる。
人類の歴史上、ペストのパンデミックは3回知られている。世紀(最初のパンデミック)、ペスト(「ユスティニアヌスのペスト」)がアジアからエジプトに伝わり、そこからローマ帝国に侵入した。6世紀にはコンスタンティノープルにまで広がった。この大流行で約4000万人が死亡した。1348年には、約5000万人が死亡した黒死病と呼ばれるペストの第二次流行がアジアからヨーロッパにもたらされた。
1770年から2年間、モスクワでペストが猛威を振るった。この伝染病の記述は、ロシアの医師D.S.サモイロヴィッチによって残された。泥、貧困、基本的な衛生技術の欠如、人口の過密が、ペストが際限なく蔓延した原因であった。同時に医学者たちは、流行を食い止めるためには、病人と健康な人を分ける必要があることに気づいた。この目的のために、40日間続く検疫が考案された(「検疫」はイタリア語のquaranta(40) に由来する)。
ペストの第三次流行は1894年に広東と香港で始まった。その後10年間で、全大陸の87の港湾都市が罹患した。約8000万人が死亡した。第3次パンデミックの最中、1894年にフランスの科学者アレクサンダー・イェルセンが、またほぼ同時に日本の科学者北里庄司が病人からペスト菌を分離した。その後、A.イェルセンはネズミからペスト菌を分離した。彼の研究によって、ペスト病原体は病気のネズミから健康なネズミへ、そしてネズミからヒトへはネズミのノミによって感染することが証明された。1912年、ロシアの科学者D.K.ザボロトニーはペストを自然病巣感染と分類した。年代記を信じるならば、ペストはプスコフとノヴゴロドの土地で2年間に250 652人を死亡させた。
ペストは今でも人類にとって大きな問題である。この病気は流行病巣に存在するため、第3次パンデミックは現在も続いていると考える科学者もいる[344]。WHO Weekly Epidemiological Bulletinの情報によると、2010年1月1日から2015年12月31日の間に、世界中で3,248人のペスト患者が報告され、そのうち584人が死亡した。他国からの輸入とロシア連邦領域でのペスト蔓延のリスクは常に維持されている。
ペストの自然病巣は、オーストラリアを除くすべての大陸に存在し、主に草原、半砂漠、砂漠地帯にある。過去10年間、カザフスタンとウズベキスタンの自然病巣の人々の間で、ペストの孤立した症例が登録されている。一般的に、このような病巣はロシア連邦の14の地域-コーカサス、スタブロポリ地方、ヴォルガ・ウラル地方、極東、モンゴルとの国境にあるチタ地方など-に存在する。1984年以降、ロシアではヒトの間でペストが発生した例はない。
原因菌 Y.ペスティスの研究における最新の分子技術の応用と塩基配列の決定。pestisの研究および多数の菌株の完全ゲノムの塩基配列の決定により、この微生物がマーモット・タラバガンの腸内寄生虫である結核菌(Y. pseudotuberculosis) [118]の進化の枝であり、そこから比較的最近分離したものであることが示された。[280]。
この無害な細菌が「神の災い」となったのは、結核菌から短いDNA断片を「借用」したためである[261]。外来DNAの挿入とそのわずかな変異が、結核菌の「神の災い」となったのである。
DNAの挿入とその小さな突然変異が、この病気を引き起こす、急速に進化する新しい株の出現を引き起こしたことが立証されている。ペスト菌は祖先の適応圏の障壁を乗り越え、温血動物の血液に侵入して偏性寄生虫となった。Y.pseudotuberculosが義務寄生虫に変化する過程である。pseudotuberculosが偏性寄生虫に変化する過程は、[118]に詳しく述べられている。新型株は、主要遺伝子plaの 「1文字」の置換によって高い病原性を獲得し、肺や血液中のタンパク質分子を破壊してこの環境下で増殖し、細胞要素を死滅させ、リンパ系を通じて全身に広がり、泡沫を形成する。
ペストの原因菌であるエルシニア・ペスティスは、腸内細菌科エルシニア属に属する。大きさは約1.5μmで、アニリン染料による二極染色と中央部の膨らみ(「英語のピン」の形)が特徴である。細菌細胞(図43のA)の形は多種多様である(糸状、球状、卵状)。
ペスト菌は芽胞を形成しない。37℃では、繊細な莢膜を持ち、グラム陰性で、至適温度28℃、pH7.2の単純な栄養培地上で増殖する。ペスト菌は通性嫌気性菌に属する。自然病巣では、この微生物は病原性のR型で存在する。この微生物は親精神性であり、温度が下がるにつれて菌の生存時間は長くなる。Y.ペスティスは乾燥に比較的強く、動物の巣穴の土壌のような低温で湿った条件下で何ヵ月も生存することができる。感染したノミの体内では0〜15℃で約400日間生存する。病原菌は高温に弱く、50℃では30〜40分、70℃では10分で死滅する(図43のA)。
病原体には明確な血清型はなく、antigua、orientis、mediaevalisの3つの生物型が地理的分布を持つ。
mediaevalisのバイオタイプは地理的分布が明確である。
ペスト微生物の抗原構造は複雑である。最もよく知られ、研究されているのは、主な体細胞抗原、マウス毒素および分画I(種特異的莢膜抗原-Caf1 Aで、診断上重要な役割を果たし、多形核白血球による貪食から微生物を保護する)である。莢膜抗原は、現代のすべてのペストワクチンの最も重要な構成要素である。白色マウス、ラット、霊長類、およびヒトにおける強力な免疫の創出におけるその主要な役割が示されている。[52]。F1抗原とLCR-タンパク質には防御活性がある。ペスト菌は、ヒトの赤血球O型の抗原と共通している。
さらに、ペスト菌はその他に約30の抗原を持つ。したがって、v-およびw-抗原はペストを貪食から守り、病原性因子に属する。ペスティン、フィブリノライシン、コアグラーゼ、内因性プリン体、熱誘導性外膜タンパク質、アミニダーゼ、アデニル酸シクラーゼ、エンドトキシン(LPS)なども病原性因子である。
Y. pestisは、その進化の若さにもかかわらず、かなりの種内多様性と表現型の多様性によって特徴づけられる。
ペスト病原体には多数の病原性因子があり、その遺伝的決定は染色体と3つのプラスミドによって行われる:m.m.75 kDaの病原性プラスミド(ペスト病原体全体に共通)。75kDa(エルシニア属全体に共通)の病原性プラスミドpYV/pCD1と、腸管病原性エルシニアの細胞には存在しないプラスミドpFra/pMT1(100-110kDa)とpPst/pPIa(9.5kDa)である[16]。
最新の分子遺伝学的アプローチにより、これまで知られていなかった数千の遺伝子を同定することが可能となり、Y. pestisの病原性と免疫原性におけるこれらの遺伝子の起源と意義が現在研究されている。ペスト菌の病原性と免疫原性における遺伝子の起源と意義については、現在研究が進められているところである。[315, 349]。ペスト微生物抗原のマクロ微生物に対する複合作用が、病原体の病原性と免疫反応の発現を誘導する能力を決定する。
疫学。ペストは自然病巣感染に属する。この疾患の病巣は、自然感染、人獣共通感染、人獣共通感染に区別される。ペストの自然感染は、ほぼ250種の動物で検出されている。ヒトは偶然の宿主である。自然伝染病巣における原因菌の主な保菌源は、様々な種類のげっ歯類(約30種)-アブラムシ、ネズミに似たげっ歯類、タラバネズミなど-と様々な種類のノウサギである。- また、様々な種類のノウサギも含まれる。げっ歯類を駆除する捕食者(ネコ、キツネ、イヌ)もペストを蔓延させる可能性がある。類人猿病巣では、ネズミ(灰色および黒色)、それほど頻繁ではないがハツカネズミ、ネコ、ラクダが病原体の発生源および貯蔵庫となる。共人症の集団発生は、主に港湾都市などの人口密集地でみられる。ヒトの間での流行は、しばしば自然発生源で感染したネズミの移動と関連している。病原菌を媒介するのはノミである。咬まれると、ノミはペスト菌を大量に含んだ胃の内容物を傷口に吐き出す。ノミの糞も伝染する。ペストで殺された動物(ノウサギ、キツネなど)の皮を加工したり、感染した肉(ラクダの肉など)を食べたりした場合にも、人に感染する可能性がある。
特に危険で根本的に異なるのは、人獣共通感染巣における病原体のヒト-ヒト感染である。ペストの肺病型が人の間で発生した場合、空気中の飛沫によって感染する。一次性ペスト肺炎の症例は、ペストの肺炎型で死亡した家猫に感染した人間でも観察されている。シラミ、ダニ、ナンキンムシも人から人へ感染させる可能性がある。ペストで死亡した人の死体との接触(埋葬の儀式の際など)によってペストに感染するリスクもある。
ペストに対する人の感受性は極めて高い。病気が治った後も、かなり強い免疫が残るが、場合によっては、繰り返される大量感染から身を守れないこともある。
病原体ペストの発病機構には3つの段階がある。潜伏期間は3~7日である。まず、病原体が侵入した場所からリンパ行性でリンパ節に播種し、そこで短時間遅延する。リンパ節に炎症性、出血性、壊死性の変化が生じ、ペスト・ブブーンが形成される(図43のB)。ペストは泡沫型、敗血症型、肺型に分けられる。皮膚感染や腸管感染はまれである。
細菌はかなり急速に血流に浸透する。菌血症の段階では、血液のレオロジー的性質の変化、微小循環障害、様々な臓器における出血症状を伴う重篤な中毒症が発症する。最後に、病原体が網状赤血球のバリアーを乗り越えた後、敗血症の発症とともに様々な臓器や器官に播種する。微小循環障害は心筋や血管、副腎に変化を引き起こし、急性心血管系不全を引き起こす。航空性感染経路の場合、肺胞が侵され、壊死を伴う炎症プロセスを起こす。その後の菌血症は強い中毒症状を伴い、様々な臓器や組織で敗血症性出血を発症する。
図43. ペスト病原体エルシニア・ペスティス(A)[78]と頸部リンパ節のペスト泡沫症(B)[3]。
臨床。ペストの最も一般的な臨床型は、泡沫ペストと肺ペストである。ペストの死亡率は、ペストの泡沫型では27%~95%、ペストの肺炎型では
- ほぼ100%である。泡沫型ペストはノミに咬まれたり、感染動物と接触することによって起こる。通常、鼠径部、腋窩または頸部に局在する肥大したリンパ節の集合体である(図43のB)。膿疱の上の皮膚は過敏である。水疱はしばしば痛みを伴うため、患者は患部の動きを制限しようとする。ペストの潜伏期間は通常2~6日である。
通常、激しい悪寒と39~40℃までの急激な体温上昇によって急性に発病する。発病初期は、悪寒、発熱、筋肉痛、耐え難い頭痛、めまいによって特徴づけられる。顔面と結膜は充血する。口唇は乾燥する。舌は腫脹し、乾燥し、震え、厚い白斑に覆われ、肥大し、不明瞭な発声をする。
治療が遅れたり、治療が行われなかったりすると、病原体が血流に入り込み、ペストの泡沫型が汎発性化によって合併し、敗血症型または二次性肺炎型に移行する。この場合、患者の状態はすぐに極めて重篤になる。中毒の症状は時間ごとに増加する。激しい悪寒に伴い、体温は38℃以上に上昇する。筋肉痛、鋭い脱力感、頭痛、めまい、意識を失うほどの負荷、時には興奮(患者はベッドに駆け込む)、不眠などである。肺炎の発症に伴い、チアノーゼが増加し、大量のペスト菌を含む泡状の血痰を伴う咳が出る。一次性肺ペストの発症により、喀痰はヒトからヒトへの感染源となる。
ペストの敗血症型および肺炎型は、あらゆる重症敗血症と同様に、播種性血管内凝固症候群の症状を伴って発症する:皮膚上の小出血、消化管からの出血(血性塊の嘔吐、下血)、顕著な頻脈(最高120~160回/分)、急激な血圧低下。
消退性、軽症、不顕性型のペストも報告されている。早期の抗菌薬および病原体治療により、この病型で致命的な転帰をたどることはまれである。他の型では、予後は通常重篤である。未治療の泡沫型ペストの死亡率は約60%であり、未治療の肺型ペストの死亡率は95~100%と高いのが特徴である。
ワクチン接種を受けた患者のペストは、潜伏期間が10日間に延長し、感染過程の進展が遅れることが特徴である。患者が3~4日間抗生物質で治療されない場合、疾患のさらなる進展はワクチン未接種患者の臨床症状と変わらない。
ペストの合併症は通常致死的である。ペストの泡沫型、皮膚泡沫型および一次敗血症型では、患者は敗血症または悪液質(「ペストマラスムス」)で死亡し、一次肺ペストでは中毒または肺合併症で死亡する。
罹患後、相対的免疫が発達するが、大量の再感染を防ぐことはできない。ペストに対する免疫には細胞因子が大きな役割を果たしている。
研究室での診断微生物学的検査のための生物学的材料の臨床サンプルは、静脈血、リンパ節吸引液および喀痰(気管支肺胞洗浄)であり、これらは治療前に患者から採取されるべきである。
ペスト病原体を含むと疑われる汚染物質を採取、運搬、取り扱う際には、特別な予防措置を講じる必要がある。材料はペストスーツを着用して採取し、検査室まで運搬すべきである。
ペスト(Y. pestis)は、ペスト菌と同定することができる。ペスト菌は形態学的特徴によって顕微鏡的に、または微生物学的検査によって同定することができる。
微生物学的診断の重要性は、特にペストの最初の症例を発見するために非常に大きい。ペストの最初のヒト症例は、必ず細菌学的に確認されなければならない。予備診断は材料の顕微鏡検査に基づいて行われ、最終診断は培養物の分離と同定に基づいて行われる。材料は液体培地と濃厚栄養培地に播種され、28℃で12~20時間培養される。
グラム染色、メチレンブルー(レフラー)、ペスト免疫グルブリン発光色素で染色した塗抹標本を顕微鏡で観察すると、特徴的な二極性のグラム陰性菌が検出される。疫学的および臨床的データを考慮して病原体を検出することにより、診断が可能になる。
末梢血では、ペストの原因菌は敗血症型で検出される。しかし、病気の初期に採取されたペスト患者の血液塗抹標本では、原則として病原体は検出されない。同時に、末梢血の微生物学的検査結果が陽性になることもある。
細菌学的検査法はペストの診断に不可欠な基準であるが、検体がひどく汚染されていたり、保存状態が悪かったりする場合、現場ではしばしば不適当である。
細菌学的検査が陰性または不可能な場合、血清学的検査を発病初期および発病4~6週間後に採取した血液検体に対して行い(遡及診断)、診断を確定する。
急性期のペストは、Y. pestisが泡状菌または家禽の骨に排泄するF1抗原(Ag)を検出することにより、実験室で診断することができる。酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)または直接免疫蛍光測定法(DIA)により、ペスト菌の浮腫または血液中のF1抗原(Ag)を検出することができる。血清学的検査はELISA、ペア血清によるRNHAで行う。PCR法は、少量の生体試料から死菌の核酸を検出できる、迅速で感度の高い有望な検査法である。現在までに、Y. pestis DNAの増幅を目的としたPCR検査系がいくつか開発されており、感度や特異性は様々である。しかし、ELISAやエリサに比べて、分子生物学的方法は高価であり、技術的にも複雑である。
治療ペスト患者は病院でのみ治療される。治療方針には、病因、病原、対症療法薬が含まれる。ペストに対する最も効果的な治療法は、ストレプトマイシン系の抗生物質を7~10日間投与することである。この場合、皮膚型ではクロトリモキサゾール、泡沫型ではレボマイセチンとストレプトマイシンの同時投与、静脈内投与、テトラサイクリンも有効である。肺炎型や敗血症型では、レボマイセチンとストレプトマイシンの併用に加え、ドキシサイクリンやテトラサイクリンを静脈内投与する。
同時に大量の解毒療法を行い、微小循環と修復を改善し、利尿を強制する薬剤や、心臓配糖体、血管・呼吸器系の鎮痛剤、解熱剤、対症療法を処方する。治療の成功は、治療の適時性に左右される。臨床的および疫学的データに基づいて、ペストが最初に疑われた時点で病因治療薬が処方される。
予防。ペスト病巣では、疫学的徴候に従って、リスクの高い人々(羊飼い、狩猟者、地質学者、ペスト対策センターの職員)への予防接種が行われる。この目的のために、ペスト菌のEV株から調製された生ワクチンが、皮膚または皮内注射によって投与される。ワクチン接種後、最長6カ月間持続する相対免疫が形成される。ワクチン接種の結果、疾病の発生率は低下するが、ワクチン接種を受けた人がペストに罹患する可能性はあるが、軽症である。
非特異的な予防には、自然病巣におけるげっ歯類の伝染病の監視、都市における共食いげっ歯類およびノミの駆除、国内へのペスト輸入の防止が含まれる。
ペスト予防で特に重要なのは、ヒトの疾病の最初の症例と、患者が発生した市町村の住民のうち病人と接触した人々を早期に発見することである。検疫措置は、中心部以外への感染拡大を防ぐために実施される。
現在および最終的な消毒、脱脂、消毒は、現場と現地の両方で行われる。
ペスト病が疑われる患者は直ちに隔離され、特別に組織された病院に送られる。
ペスト患者は、数人ずつ1つの病棟に収容され、肺ペスト患者は別の病棟に収容される。ペストの回復期の患者は、臨床的に回復し、細菌学的検査で陰性の結果が出た日から4週間以内に、肺ペストの患者は6週間以内に退院する。患者が退院した後、3カ月間は医学的観察を行う。
病人と接触した者は6日間隔離され、肺ペスト患者と接触した者は個別に隔離され、毎日体温計による医学的観察が行われる。これらの患者と付き添い者には、テトラサイクリンによる緊急予防が行われる。患者を担当する医療関係者は全員、完全な防疫服を着用して勤務する。勤務終了後、医療関係者は完全な衛生処置を受け、特別に指定された部屋で生活し、体系的な医学的監視下に置かれる。
生物兵器としてのペスト病原体ペスト病原体は第一世代の生物兵器である。その伝染性、人への空気感染の可能性、エアロゾル中での安定性から、ペスト菌はバイオテロリズムの潜在的病原体の第1グループに含まれる。ペストは非常に危険な病原体であるが、ペストによる伝染病は日常的な検疫措置によって抑えることができる。
ペストは理想的であり、最も重要なことは、効果的なBWであるということである。Y.pestisの最も可能性の高い適用は、線状および多点ソースの使用、および破壊工作(テロリスト)の方法によるものである[119, 121]。ペスト菌は増殖が速く、薬剤に耐性を持つ。このようなペスト病原体の系統が出現した場合、何百万人もの人々が全滅することになる。世界は大流行に直面する可能性がある。多くの人々は、ヨーロッパでペストによって人々が大量に死亡した14世紀の状況の再現を恐れている。
ペスト菌に感染したノミが公共の場で発見されたことで、人為的なペスト発生が疑われているが、ペストに罹患したネズミとの関連は立証できない。このようなアウトブレイクは、孤立したケースに限られる[119]。
研究者たちは、ペストが危険なのは、誰もがすぐに気づくことができないからだと指摘する。最初の徴候は、通常の急性呼吸器ウイルス感染症と混同される。現在ではペストに対する抗生物質があるが、適時に使用する必要がある。WHOの市民保護に関する作業部会 [118, 324, 325] は、ペストをできるだけ早期に抗生物質で治療するよう勧告している。
この病気は抗生物質による治療によく反応する。とはいえ、万が一ペストをテロ目的で使用しようとする者が現れた場合、ペストを完全武装で迎え撃つ態勢は、常に絶対的なものでなければならない。
4.2.4 ツラレミア
野兎病は動物およびヒトの急性または慢性の自然病巣疾患であり、長い経過、微生物侵入部位の炎症、発熱、中毒、下痢、衰弱、リンパ節転移を特徴とする。
歴史と分布 1911年、G. McCoyとC. apinは、チュラレ湖畔に生息する地元のゴキにペストのような泡が発生することに気づいた(これが原因菌の名前の由来である)。この新しい未知の病気は野兎病と呼ばれた。1912年、研究者たちは野兎病の病因となる微生物を分離し、Bacterium tularensisと命名した。1925年、H.オハラはアメリカの研究者たちとは別に、同じ細菌を日本で分離した。その後、アメリカの微生物学者E.フランシスがこれらの微生物の同定を行い、これらの細菌によって引き起こされる病気が昆虫(特にナンキンムシ)やげっ歯類によってヒトに感染することを報告した。フランシゼラ・ツラレンシス(Francisella tularensis)を含むフランシセラ属(Francisella)は、この科学者に敬意を表して命名された。まもなく、この新しい病気はノルウェー、スウェーデン、ドイツ、オーストリア、チュニジア、フランス、トルコ、その他多くの国々で報告された。
ロシアでは、1926年にアストラハン近郊のヴォルガ川下流域で野兎病が初めて検出された。病原体はハタネズミから分離され、1927年には農業用および商業用の動物から分離された。野兎病の研究および野兎病との闘いにおいて、国内の科学者E.N. Pavlovsky (1960) [Pavlovsky et al. Pavlovsky (1960) [34]、N.G. Olsufiev (1970) (引用文献[94])、I.V. Domaradsky (2005)などである(引用文献[48])。
野兎病の自然病巣は北半球のヨーロッパ、アジア、北米の全大陸に分布している。ヒトの疾病は散発的な症例と、しばしば数百人を巻き込む流行性大発生として記録されている。
ツララ血症の自然病巣はロシアの全地域に存在し、その75%はロシア連邦の北、中央、西シベリア地域にある。過去、特に大祖国戦争中、野兎病はロシアの住民に恐ろしい脅威を与えた。現在、ロシア国内では毎年100~400人の孤立した症例が登録されており、この病気の発生が観察され続けている。例えば、2013年にはハンティマンシースクで800人以上が野兎病に感染した[28]。
過去10年間の野兎病罹患率の特徴は、罹患患者の70%以上がワクチン接種を受けていない都市住民であることである。このような病巣を完全に除去することはまだ不可能である。
病原体野兎病は桿状または球状の小型(0.1〜0.3×1.5μm)のグラム陰性多型微生物によって引き起こされる(図44のA)。野兎病の原因菌はフランシセラ科フランシセラ属に属する[94]。フランシセラ属は常に拡大しており、現在、ヒト病原体(F. tularensis)、日和見微生物(F. hispaniensis、F. philomiragia)、多数の魚類病原体、ダニや土壌サンプルから分離された非病原性細菌を含んでいる。F. tularensisの亜種であるholarctica(3つのbiovarsを持つ)、mediasiatica、novicida、tularensisが報告されており、[254]、それぞれが特定の地理的地域に関連し、明確な臨床症状や生物学的特性を持つ [259]。北極圏の亜種には、japonica、EryR、ErySの3つの生物群がある。
病原性の観点から、亜種は以下のように区別される。
- 中程度の病原性-F. tularensis subsp. mediasiaticaとsubsp.holarcticaである。フランシゼラ・ツラレンシス亜種ノビシダ/ノビシダ様株はヒトに対して低病原性で、免疫不全者に野兎病様疾患を引き起こす。
この微生物は動かず、芽胞を形成せず、従来の栄養培地ではうまく増殖しない。この潔癖な微生物の増殖には、凝固卵黄、組織抽出物、血液またはその他の増殖刺激物質が必要である。F.ツラレンシスは通性好気性菌に属し、分裂や出芽によって繁殖する。
人工栄養培地上で培養すると、菌は減衰し、病原性のS型から無害で非免疫原性のR型に変化する。ワクチン株は中間の変異型(S-R変異型)である。
F.ツラレンシスは60℃に加熱すると20分で死滅し、沸騰させると直ちに死滅する。消毒薬や直射日光に非常に弱い。低温では長期間生存する。水や土壌中では0~4℃で4~9カ月、穀物や飼料中では0℃で6カ月、20~30℃で3週間生存する。牛乳やクリームでは低温で長期間生存する。落下したげっ歯類の皮では、8℃で1カ月、30℃で1週間生存する。二足歩行のダニや蚊の体内では、野兎病病原体は数百日間生存し、経気道感染する。
野兎病病原体は体細胞抗原(O)と表面抗原(vi)を持つ。カプセルは貪食に対する防御の役割を果たし、その存在(エンベロープのvi抗原)は病原体の病原性と免疫原性に関連している[306]。F.tularensisの細胞内への侵入と免疫原性は、病原体の病原性と免疫原性に関連している。tularensisの細胞や組織への侵入は、酵素ノイラミニダーゼによって促進される。また、ツラレン菌の病原性因子は、他のグラム陰性菌と同様に、微生物細胞と結合し、その破壊時に放出されるエンドトキシンである。野兎病微生物のLPSは主要な免疫優位抗原であり、病原体に対するマクロ生物の特異的抗体応答の標的である。ヒトおよび動物における野兎病の血清学的診断は、LPSエピトープに対する特異的野兎病抗体の検出に基づいている。野兎病菌はIgG抗体のFcフラグメントに結合するレセプターを持ち、補体系とマクロファージの活性を阻害する。病原体の病原性は、LPSの相変化に依存する。[289]。
野兎病病原体のその他の病原性因子として、酸性ホスファターゼとして機能するAcpタンパク質 [259]、および細菌細胞から毒性イオンを除去するポンプを形成するらしい29 kDaのmindタンパク質がある。[157]。
野兎病病原体には2つのタイプがある:Aタイプはヒトにより重篤な病型を引き起こし、ウサギにも病原性を示す。A型はウサギとマダニのサイクルによって自然界で維持されている。このタイプは北米にのみ存在し、生物兵器の可能性があると考えられている。B型は北米、ヨーロッパ、アジアに分布する。ウサギは発病しない。自然界ではネズミ-蚊の連鎖で循環している。
強毒型(莢膜を持つ)のF. tularensisは、抗原的にBrucellaceae科およびYersinia属と関連している。もし野兎病菌がそのカプセルと表面抗原を失うと、この変異体は免疫系によって速やかに破壊される。
2005年、P. Larssonらによって、野兎病微生物のゲノム配列が初めて報告された[260]。. 野兎病微生物のゲノムはDNA分子で表され、その大きさは約1830,000bpである。
フランシセラ属の大部分は独自のファージやプラスミドを持たない。唯一の例外はF. novicidaのみ例外で、小さな重要プラスミドpFNが見つかっている。F.ツラレンシスのFPI病原性アイランド(30,000bpの大きさ)は、ツラレンマ微生物の染色体上にあり、マクロファージ内での病原体の持続性に重要な役割を果たすタンパク質の合成を担うiglABCDオペロンと、ツラレンマ微生物が病原性を示すために必要な産物であるpdp ABCオペロン(病原性決定タンパク質)から構成されている。
弱毒ワクチン株F. tularensis subsp. holarctica LVS [124]と天然株F. tularensis subsp. tularensis Schu4 [260]のゲノムの塩基配列を決定する研究は、野兎病菌の病原性因子を研究し、防御抗原を探索するための幅広い展望を開いた。
試験管内の野兎病菌は、ほとんどの抗生物質(ストレプトマイシンおよび他のアミノグリコシド系抗生物質、レボマイセチン、テトラサイクリン、リファンピシン)に感受性を示し、ペニシリンおよびその類似物質には耐性を示す。
疫学。野兎病に対するヒトの感受性は100%である。つまり、病原体に接触したすべての人が発病する。この病気は季節性であり、ほとんどの感染例は夏と秋に起こる。
野兎病の自然病巣は平地から山地まで分布しており、北半球の温帯に多い。これらの病巣では80種以上の野生動物(感染源)が確認されている。
げっ歯類からの野兎病病原体の主な感染源は、ツチネズミ、ドブネズミ、ハツカネズミ、ハムスター、ノウサギである。これらはヒトの近くに生息するげっ歯類(ヒツジ、ブタ、ウシ)に感染する。吸血性節足動物であるイクソデスおよびガマゼマダニ、アブ、蚊、ノミ(イヌやネコのマダニやノミを含む)は、野兎病病原体の媒介となる。感染したげっ歯類はこの感染で死ぬまで、吸血昆虫は2週間、マダニは一生、病原体を血流中に保持する。
ヒトは接触感染、消化器感染、エアロゾル感染、感染経路によって野兎病菌に感染する。実験室での感染例も知られている。野兎病患者は他人に対して危険ではない。
病原体野兎病病原体は皮膚、眼粘膜、気道および消化管から人体に侵入する。野兎病の病態は次のように区別される:病原体の侵入および一次適応、リンパ行性伝播、一次病巣および局所病巣および全身の反応、血行性転移および汎化。二次病巣。反応性-アレルギー性変化、逆変態。多くの場合、病原体の侵入部位で炎症が起こる。病原体がリンパ節で増殖すると、リンパ節に炎症が起こる。こうして、肥大し炎症を起こしたリンパ節であるブブーンが形成される。
リンパ節では微生物が集中的に増殖する。このような状態では、貪食細胞は防御機能を果たすことができない。微生物は部分的に破壊され、この場合に放出される内毒素が全身中毒の症状を引き起こす。局所のリンパ節が感染に対処できない場合、細菌は血液に浸透し、全身に広がる。リンパ節の多発性腫大が起こり、臓器や組織に肉芽腫(腫瘤)が形成され、中心部に壊死や壊死性潰瘍が形成されることがある。肝臓と脾臓に多数の肉芽腫が形成される(図44のB)。
空気感染では呼吸器のカタル性炎症と巣状肺炎、腸管感染では胃や腸にびらんや潰瘍ができる。
診療所野兎病の潜伏期は平均3-7日であるが、1-2日(数時間)に短縮することもあれば、8-14日に延長することもある。ほとんどの場合、病気は急性に突然始まる。悪寒があり、体温は38〜40℃に上昇する。頭痛、めまい、筋肉痛、脱力感が続く。食欲はなく、嘔吐することもある。重症型では、時にせん妄がみられ、患者は興奮することが多い。臨床像は、原則として臓器の病変の性質によって決定される。泡沫型、潰瘍性泡沫型、眼球性泡沫型、腹部型、肺型、全身型(敗血症型)に分けられる。
結膜から病原体が侵入した場合、野兎病は潰瘍性膿性結膜炎と局所リンパ節炎を併発する眼泡沫型として現れる(図44のBとC)。
図44. 野兎病病原体F. tularensisの脾臓プリント(A)[78]、野兎病の臨床症状:急性結膜炎(B)と流行性リンパ節炎(C)[3]。
いずれの病型でも汎発性野兎病となる可能性があるが、この症例では泡がなく、原発病変が認められないため、診断が非常に困難である。髄膜炎、髄膜脳炎、肺膿瘍、心膜炎および腹膜炎が野兎病の合併症として考えられる。疾患の増悪および再発がある。
予後は通常良好である。致死率は0.5-2%を超えることはなく、全身型、肺型、腹部型の野兎病でのみ起こる。抗生物質耐性の野兎病菌が生物兵器として使用された場合、死亡率は比較にならないほど高くなる。
野兎病菌に感染した人は非常に強い免疫を獲得し、それは何年も、場合によっては一生持続する。病原体の抗原に対する生物のアレルギー化も発症する。
検査診断。野兎病が疑われる場合、検査室での研究が行われる。研究材料は臨床症状によって決定され、血液、水疱からの穿刺、潰瘍からの擦過、結膜剥離、咽頭からのプラーク、喀痰などである。血清学的検証にはRA、RPGA、RIFが用いられる。ペア血清の血液を7日間の間隔をおいて動態検査する。2倍の力価上昇で診断が確定する。ロシアでは、ツラリン(ツラレミア菌の死菌懸濁液)を用いた皮膚・皮内アレルギーテストも行われている。しかし、ワクチン接種者や以前に野兎病にかかったことのある人では偽陽性となる。
様々な生体基質中の特異的DNAを検出できるPCR検査は、発症初期の発熱期に陽性となることから、野兎病の早期診断法として有用である。
野兎病におけるリアルタイムPCR(PCR-RV)の有効性が報告されている[57]。発症3~4週後に検査した血清の場合、免疫血清学的方法とPCR-RV法の両方で野兎病の臨床的・疫学的診断が確認された。プライマーISFTu2F/Rと蛍光プローブISFTu2Pを用いたPCR-RV法は高い感度と特異性を有し、患者の血清からF. tularensis DNAを検出することができる。
細菌学的検査で陽性となることはまれである。このような場合、感受性の高い動物(マウス、モルモット)に集積して初めて純粋培養が可能となる。
治療法野兎病患者の治療にはアミノグリコシド系、マクロライド系、フルオロキノロン系の抗生物質が用いられる。経過が長引く場合は、殺傷ワクチンを用いた抗生物質の併用療法が行われる。抗生物質の投与期間は10~14日間(平熱が5~7日目まで)である。この間、患者は入院する。
この病気の治療における病原体療法は、中毒、低ビタミン血症、身体のアレルギー化と闘い、循環器系の正常な作動を維持することを目的としている。
予防。自然病巣での野兎病感染を予防する主な方法は、1930年に軍医のB.J.エルバートとN.A.ガイスキーによって開発されたワクチン(弱毒生ワクチン)である。このワクチンは、ヨーロッパおよび北極圏のF. tularensis亜種に対する持続的な免疫を提供し、アメリカ産の病原体に対しても有効である。ワクチン接種は、疫学的適応のためだけでなく、リスクグループに属する人々に対しても行われる。1回の経皮投与で5~7年間の免疫ができる。
ロシアのワクチンの基礎となった株に基づいて、米国でF. tularensis LVS株が入手され、実験的な生ワクチンが作成された[210]。
ロシアで使用されているF. tularensis subsp holarctica 15株ベースの抗ツラレミア生ワクチンは非常に有効であるが、同時に接種者の6-10%に一定の反応原性と不安定性を示すため、免疫不全者や小児への使用は望ましくない。そのため、病原体の反応性の低い変異体を得るための分子遺伝学的研究が行われている[81]。現在までに、反応原性を低下させたF. tularensis 15/23-1DrecAの二重変異体が得られており、著者らは、反応性の低い新しい野兎病ワクチン作成の基礎として提案している。
非特異的予防法として、げっ歯類、マダニの駆除、吸血昆虫やマダニによる咬傷の予防、水源の衛生的保護、農業や個人の衛生規則の遵守などが重要である。
生物兵器としての野兎病病原体
野兎病菌は、細菌感染症の中ではペスト、炭疽菌に次いで危険度第3位である[200, 210]。遺伝子操作によって簡単に野兎病病原体を兵器化し、人間や動物の生命を脅かす存在にすることができる。野兎病病原体は感染力が低い(約10 CFU)ため、BWの有望な病原体と考えられている。その長く厳しい経過と回復の遅さから、その感染力を過小評価することはできない。この病原体の強毒株は様々な州の研究所に存在する。
1941年、オハイオ州でF. tularensis Schu S4の強毒株が分離された。[259]。病人から分離されて以来、この菌株は実験室で盛んに使用され、アメリカの研究者たちは初期の病原性を維持し続けている。[235]。この株は侵入経路に関係なく病原性を保持している[35]。WHOの専門家委員会は、わずか50kgの野兎病菌をエアロゾル状にして人口500万人の都市に散布すれば、25万人が発症し、1万9000人が死亡する可能性があることを確認した。この病気は診断が難しいため、被害者は何週間も動けなくなり、再発は攻撃後何カ月も続くことになる。
M.V.Supotnitsky[119]は、野兎病の臨床症状は重篤であるが非特異的であることがあり、この点で、野兎病集団発生の人為的起源の主な基準は、その「不正確な」疫学、すなわち集団発生の疫学を自然野兎病集団発生の疫学的タイプの1つに帰することができないことであると著者は考えている。
F.ツラレンシスの最も可能性の高い応用は、線状および多点発生源の使用、および妨害工作による方法である[119, 120]。
テロリストの手にかかれば、野兎病は大量破壊兵器としてではなく、敵軍や民間人を著しく永久的に弱体化させる手段として使用される可能性がある。
野兎病病原体をカテゴリー1の生物兵器に分類しているWHOの民間生物防御ワーキンググループ(Johns Hopkins University Bloomberg School Of Public Health 「Johns Hopkins Working Group On Civilian Biodefense Warns Tularemia – Rabbit Fever – Could B. oweapon Threat」、ScienceDaily)は、この生物兵器に暴露された直後にドキシサイクリンまたはシプロフロキサシンの予防的使用を推奨している。[200]。野兎病発作直後の緊急予防には、ドキシサイクリン100mgを12時間ごとに2週間経口投与するか、テトラサイクリン500mgを6時間ごとに2週間経口投与するか、シプロフロキサシン500mgを12時間ごとに2週間経口投与する。[119].
4.2.5 出血性発熱
出血熱(HF)は、様々な病原体伝播機構を持つエンベロープRNAウイルスによって引き起こされる動物従属性自然病巣疾患群であり、全身中毒、普遍的な毛細血管中毒症の発症、発熱状態を背景とした出血症候群を特徴とする。
出血熱は、数日から2〜3週間の潜伏期を経て発症する。- 急性に発症し、体温は38〜39℃まで上昇する。高熱は扁桃炎を伴う。最盛期には、嘔吐、腹痛、血便(メレナ)を伴う出血性下痢が起こる。皮膚出血、出血、血の混じった嘔吐を伴う出血性症候群が急速に進行するため、これらの発熱は出血性と呼ばれる。患者の死因は、出血、中毒、循環血液量減少、感染毒性ショックである。
出血性発熱では、一次病変は細胞および分子レベルで発症し、血管を裏打ちする細胞や骨髄の多能性幹細胞が感染過程に必ず関与する。その結果、内皮や造血器官の正常な機能が変化する。感染の最盛期には、血液微小血管が完全に破壊される。これは栄養状態の悪化、酸素飢餓、すべての臓器や組織の機能障害を伴う。中枢神経系、心血管系、排泄系の体温調節中枢の活動が障害され、肺や他の臓器の病理が発症する。患者はしばしば昏睡状態で死亡する。
症状発現の速度および疾患の転帰は、病原体の病原性の程度、細菌の特徴および患者の免疫状態によって決定される。HLで発症する血栓性出血症候群(THS)は、血液、リンパ液、組織液、細胞および細胞間構造が、凝固能の活性化により可逆的または不可逆的に凝固することによる複合症状である。臨床症状により、雷、急性、慢性、潜在性、出血性肝細胞癌などが区別される。
出血性症候群はかなり急速に発症し、しばしば患者の死に至るが、5つの科のウイルスによって引き起こされる: アリーナ熱(ラッサ熱、アルゼンチン熱、ボリビア熱)、ブニヤ熱(腎臓症候群を伴う出血熱、クリミア・コンゴ熱、リフトバレー熱)、フィロ熱(マールブルグ熱、エボラ熱)、フラビ熱(デング熱、西ナイル熱、黄熱病、オムスク熱)である、 デング熱、西ナイル熱、黄熱病、オムスク熱、日本脳炎、ジカ熱)、トガ(チクングニア熱、セムリキ森林熱、馬脳脊髄炎-ベネズエラ、東部および西部、キサヌール森林病)ウイルスである。
M.P. Chumakov (1974)によると、ヒトへの感染経路による疫学的分類では、ダニ媒介性、蚊媒介性、非伝染性(伝染性)の人獣共通感染症GLがある。HLが最も蔓延しているのは亜熱帯や熱帯気候の国で、致死率の高い深刻な伝染病となることが多い。ロシアでは、腎症候群を伴う出血熱(HLPS)、オムスク出血熱(OHL)、クリミア・コンゴ出血熱(CCHF)が最も関連性が高い。
HFの範囲は、特定の地理的地域の最適な生物地理生態学的条件によって決定される。いくつかのGL(黄熱病、デング熱の出血型/ショック型、チクングニア熱など)は、自然病巣とともに都市(人為的)病巣で蔓延し、伝染病を発症する可能性がある。
これらのウイルスの主な貯蔵庫は不明である。自然病巣で哺乳類の二次リザーバーからヒトへのウイルスの伝播は、節足動物の媒介(コンゴ・クリミア熱、黄熱病、デング熱、リフトバレー、オムスク、チアサヌール森林病ウイルス)または病死動物との直接接触(ラッサ、エボラ、マールブルグウイルス)によって起こる。
GL感染のメカニズムは多様:アルボウイルス性GLの場合は伝播性、アレナウイルスおよびフィロウイルス性GLの場合は空気感染性、消化性、接触性、ウイルスを吸血する節足動物(ダニ、蚊、ミミヒゼンダニ)による吸血を介した非経口感染も可能である。
GLに対する感受性は高い。感染の危険性が高いのは、動物や野生生物と職業上密接に接触している人(伐採者、地質学者、農業従事者、ビバリア従事者など)である。特に小児や初めて流行地を訪れた人が重症化することが多い。致死率は1~10%から50~85%以上である。流行地域に住む成人の場合、軽症の無菌型であることが多い。
このセクションで説明した出血熱の原因ウイルスは、危険性の点でカテゴリーA(最高危険度)に属する。有効なワクチンが存在するのは黄熱病だけであるため、より危険である。加えて、このようなウイルスは操作され拡散される可能性があるため、罹患率が高く、公衆衛生に大きな影響を与える可能性がある。[168]。ウイルスの中には、ヒトに意図的に感染させるだけでなく、畜産が経済の主軸である国の主要資源を破壊する手段として利用できるものもある。
4.2.5.1 ブニヤウイルスによる出血熱
ブニヤウイルス科の名称は、1943年にブニヤンベラIII村(アフリカ、ウガンダ、セムリキ森林)で採集されたAedes属の蚊から初めて分離されたプロトタイプのブニヤンベラウイルス(BUNV)に由来する。[316]. ブニヤウイルスは全大陸に広く分布しており、これらによって引き起こされる疾患は人獣共通感染症に属する。
ブニヤウイルス科には5属250以上のウイルス血清型がある。ヒトに病原性を示すブニヤウイルスは、オルソブニヤウイルス(Orthobunyavirus)、フレボウイルス(Phlebovirus)、ナイロウイルス(Nairovirus)、ハンタウイルス(Hantavirus)の4属に属している。[209]。
この科のウイルスのほとんどは、節足動物媒介性ウイルス(arthropod-borne viruses)の生態学的グループに属する。
ブニヤウイルス科の代表的なウイルスは伝播性ウイルスである。感染したげっ歯類がリザーバーとなり、常にウイルスを外部環境に放出しているハンタウイルス以外は、ウイルスのリザーバーであり媒介者でもある節足動物(蚊、マダニ、カ)によって病原体の伝播が起こる。脊椎動物は中間宿主となる。血清群のひとつは刺すミミヒゼンダニによって媒介される。節足動物は垂直感染(経気道感染)し、脊椎動物は水平感染する。ブニヤウイルスは2つの温度体制で繁殖できる: 36〜40℃と22〜25℃であり、脊椎動物と媒介動物で繁殖できる。
ブニヤウイルス科のウイルスは球形で、直径は90〜120nmである。ブニヤウイルスのゲノムは、大(L)、中(M)、小(S)の3つのRNAセグメントからなる。ゲノムRNAは一本鎖で負極性である。ウイルスには、補体結合反応で検出されるグループ特異的抗原であるプロテインNと、中和反応および血球凝集抑制反応で検出される型特異的抗原である糖タンパク質(GnおよびGc)がある。これらはウイルス中和抗体の形成を誘導する防御抗原である。糖タンパク質は病原性の主な決定因子であり、ウイルスの細胞内器官屈性および節足動物による感染効率を決定する(図45のAおよびB)。
図45. ブニヤウイルス:電子写真(A)と構造図(B)[285]。
ゲノムの長さは10.5~22.7千ヌクレオチドである[111]。ブニヤウイルスの繁殖は細胞の細胞質で起こる。ウイルスはエキソサイトーシス、時には細胞溶解によって排出される。
ブニヤウイルスはエーテルや洗剤の作用に弱く、56℃で30分間加熱すると不活性化し、沸騰させるとほとんど即座に不活性化するが、冷凍すると長期間感染活性を保持する。一般に使用されている消毒剤では不活化されない。
ブニヤウイルスによって引き起こされる病気には季節性がある。ロシアではマダニがHLの疫学において重要である。ブニヤウイルスの脊椎動物の宿主はげっ歯類、鳥類、野ウサギ、反芻動物、霊長類である。ハンタン属のウイルスはこの科の例外である。アレナウイルス、フィロウイルスとともに、非伝染性出血熱、あるいはロボウイルス(げっ歯類媒介ウイルス)の生態学的グループに含まれる。
人への感染は、吸血性節足動物による咬傷によって起こるだけでなく、傷ついた皮膚や粘膜に付着した感染血液やウイルスを含む他の生体分泌物との接触によって病人と接触することによっても起こる。
ブニヤウイルスによって引き起こされる病気に罹患した後、持続的な免疫が残る。
腎症候群を伴う出血熱
腎症候性出血熱(HFRS)は、ブニヤウイルス科ハンタウイルス属のウイルスによって引き起こされ、発熱、全身中毒、急性腎不全を伴う重篤な腎障害、出血性症候群の発症を特徴とする急性人獣共通感染症である。
歴史と分布 GLPSは世界中に広く分布し、森林に局在している。ロシアでは、自然病巣感染によるヒトの罹患率で最初の位置を占めており、ヨーロッパ地域の温帯緯度と極東地域で発生する。
GLPSの最初の症例は1928年に極東で報告された。 1938年から1940年にかけて、A.A.スモロディンツェフ、V.I.テルスキフ、S.I.タラソフ、I.I.ラゴージン、A.V.チュリロフ、V.G.チュダコフなどのウイルス学者、疫学者、臨床医からなる調査団がこの地で活動した。医師と患者との会話の中で、発病の2-3週間前にネズミのいる場所にいたことがわかった。これに関連して、GLPSの症例はこれらの動物に関連していることが示唆された。
GLPSがウイルス性であることは、1944年にA.A.スモロディンツェフによって証明された。しかし、H.W. Lee [262]率いる韓国の科学者グループが、1978年になって初めて、GLPSがウイルス性であることを立証した。Lee[262]が率いる韓国の科学者グループが、韓国のハクビシンApodemus agrarius coreaeの肺組織と糞便からウイルスを分離することに成功し、Hantaan(朝鮮半島を流れる川の名前にちなんで)と名付けられた。その後、フィンランドとアメリカでも同様のウイルスが分離された。ハンタウイルスはロシア極東部、韓国、朝鮮民主主義人民共和国、中国の自然病巣で循環していることも判明した。GLPSの原因ウイルスであるもう1つのハンタウイルスPuumalaは、ロシアのヨーロッパ地域とスウェーデン、フィンランド、フランス、ベルギーなどのヨーロッパ諸国で検出されている。
現在、GLPSの原因ウイルスはブニヤウイルス科に属し、少なくとも30の血清型/遺伝子型のハンタウイルスを含む別属として同定されており、その中で抗原変異体や遺伝子変異体が同定されている。このウイルスは多くの細胞培養で増殖し、顕著な細胞毒性を示さない。様々なげっ歯類に継代することができる。
Hantaan、Amur、Seoul、PuumalaおよびDobrava/BelgradeウイルスがGLPSの病因に関与していることが示されている。少なくとも5種類のハンタウイルスがハンタウイルス肺症候群を引き起こし、1993年に米国で、1995年に南米諸国で初めて同定された。近年、かなりの数のハンタウイルスが発見されている、
これらのウイルスの媒介者は食虫類(モグラ、トガリネズミ)やコウモリであるが、ヒトに対する病原性はまだ確立されていない。
疫学 GLPSは主に自然感染による人獣共通感染症であるが、人為的(都市部)感染巣も確認されている。GLPSの原因ウイルスを含むハンタウイルスの感染源は、ネズミを中心とする約60種の小型哺乳類である。GLPSの軽症型である流行性腎症の流行国であるスカンジナビア、中欧、東欧では、プーマラ・ウイルスを媒介するアカネズミが主な感染源である。バルカン半島諸国では、プウマラウイルスとともに、キアシネズミが自然保菌者であるドブラバ/ベオグラードウイルスが重症型のGLPSを引き起こす。ドブラバ/ベオグラード・ウイルスはロシア連邦にも広く分布しており、中央連邦管区ではクルキノ遺伝子型(キャリアー:野ネズミ)、南部連邦管区ではソチ遺伝子型(キャリアー:コーカサスフォレストマウス)がGLPSの重症例、しばしば致死例を引き起こしている[256]。
アジア太平洋地域の国々(中国、韓国、ロシア極東)では、ハンタンウイルスの感染源は野ネズミであり、アムールウイルスの保菌者は東アジアフォレストマウスであり、ソウルウイルスの保菌者は灰色ネズミである。齧歯類は潜伏ウイルスキャリアとしてこの感染を媒介する。ソウルウイルスに関連したGLPSの症例は1981年に中国と韓国で初めて報告され、それ以来毎年観察されており、ハンタウイルス感染の軽症型とみなされている。アメリカ、フランス、ベルギー、北アイルランド、ボスニアでもソウルウイルスの単独感染例が報告されている。ロシア極東南部のウラジオストクでは、前世紀の90年代にソウル感染の都市センターが形成され、年間平均30〜40例のGLPS患者が発生し、活発に機能している。この場合の感染源はハツカネズミとネズミである。
血清学的検査では、アルゼンチン、ブラジル、コロンビア、カナダ、ハワイやアラスカを含むアメリカ、エジプト、中央アフリカ、東南アジアの住民にGLPS病原体に対する特異的抗体が存在することが示されている。
ヒトへの主な感染経路は空気感染で、感染したネズミの乾燥糞便を吸入することで空気中の塵から感染する。接触感染も可能である(げっ歯類や感染した環境物との接触による)。例えば、げっ歯類の排泄物に汚染され、加熱処理されていない食品(キャベツ、ニンジンなど)を、特に制酸胃炎を背景に摂取することによって、ヒトに感染する可能性がある。GLPS病原体の口腔粘膜や眼への機械的移行も考えられる。人から人への感染は起こらない。
罹患率には顕著な季節性があり、伝染病の活動やネズミの保菌者集団の移動に直接関係している。都市部では春に、自然部では5~6月(アムール感染)と11~12月(ハンタン感染)に発症のピークを迎える。GLPSに対するヒトの自然感受性は高い。吸引感染では、感染した部屋にいる人の大半が感染する。
病原性。科学的研究から得られた多くのデータから、GLPSの病態を段階的なプロセスとして示すことができる:
- 1. 感染:気道、消化管、皮膚などの粘膜からウイルスが侵入する。リンパ節や単核食細胞(MMP)系でウイルスが増殖する。
- 2. ウイルス血症と感染の汎化。ウイルスは血管受容体および神経系に感染毒性を示す。血球および造血系への感染の可能性を伴うウイルス播種。第I相と第II相は本疾患の潜伏期に相当する。
- 3. 毒性アレルギー反応および免疫学的反応。ウイルスは血液中を循環し、その大部分はSMF細胞に取り込まれ、体外に排出される。免疫複合体(IC)の形成は、身体の免疫反応性を示す正常な反応である。しかし、好ましくない条件下では、抗原抗体複合体形成の制御機構が乱れ、特にマクロファージの貪食活性が乱れたり、抗体形成のレベルが低くなると、ICが臓器や組織に入り込み、動脈壁や高次の自律神経中枢を損傷する。ヒアルロニダーゼの活性が上昇し、ヒスタミンとヒスタミン様物質が放出され、カリクレイン・キニン系が活性化される。緩い結合組織の破壊過程、伝染性と血管緊張の侵害、組織内の形質出血を伴う出血性疾患、DIC、微小血栓症、その他の血液循環障害が発症する。この病期は発熱期に相当する。
- 4. 内臓病変および代謝障害。発熱期の終わりと乏血症の始まりに相当する。ウイルスの影響下で発症した障害の結果として、下垂体、副腎、腎臓、心筋および他の実質臓器に水腫、出血、ジストロフィーおよび壊死性変化が生じる。DICの発現が起こる。これらの過程はすべて、最終的に全身循環障害、血液濾過低下と血液濃縮、臓器の低灌流と低酸素症、組織のアシドーシス、身体の重要なシステムの深部損傷を引き起こす。最も大きな変化は腎臓で観察され、OPNが発現する。抗腎自己抗体の産生も腎障害の一因となる。この段階では、急性心血管不全、虚脱、ショック、大量出血、腎臓の自然破裂、肺水腫、脳浮腫、アゾ血性尿毒症、自律神経中枢の麻痺など、生命を脅かす合併症が起こりうる。
- 5. 解剖学的修復、障害された機能の回復、持続的免疫の形成。免疫反応と自然治癒過程の結果として、腎臓の病理学的変化は退縮し、尿細管の再吸収能の低下による多尿と、1~4年以内に腎機能が徐々に回復する貧血の減少を伴う。
腎症候群の発症には、血管障害も重要な役割を果たしている。ウイルスが血液中に侵入すると、血管の上皮に影響を及ぼし、さまざまな臓器や器官に障害を引き起こすが、最も顕著な変化は腎臓の血液系に観察される。感染症が重症化すると、糸球体濾過の著しい低下や尿細管の破壊的障害を伴う。OPNを発症させる原因の中に、免疫病理学的要因も含まれている可能性がある。
診療所潜伏期間は長く、多くの場合21~25日である。発症は急性で、発熱、激しい頭痛、脱力感、口渇がみられる。患者の診察では、顔面、頚部、上胸部の皮膚の充血、強膜と結膜の血管の注入が認められる。発病すると腰痛がみられる。1〜2日後、1日6〜8回またはそれ以上の嘔吐があり、食物摂取や投薬とは関係ない。同時期に腹痛と腹部膨満感が出現する。様々な重症度のDICは、GLPSが重症化した患者の半数のみに発現する。まず血管脆弱性の亢進、出血性皮疹、微小/マクロ血尿、腸管出血、強膜出血が最も多く認められる(図46、A、B)。
図46. GLPSの臨床症状:出血性発疹、皮膚打撲(A)、強膜出血(B) [3].
この疾患の特徴的な症状には、腎障害、OPN、乏尿、無尿が含まれる。PuumalaおよびSeoulウイルスに関連するGLPSの致死率は1~2%で、Hantaan、AmourおよびDobravaウイルスでは最大20%である。
GLPSの経過は、感染性中毒性ショック、肺水腫、尿毒症性昏睡、子癇、腎臓破裂、脳、副腎、心筋、膵臓の出血、大量出血を合併することがある。二次性細菌叢が付着した場合、肺炎、膿瘍、痰、耳下腺炎、腹膜炎が起こりうる。プウマラウイルスによるGLPSは、ハンタンウイルス、アムールウイルス、ドブラバウイルスによる疾患よりも軽症である(「流行性腎症」)。GLPSの非典型的な経過が報告されている例もあり、無菌性臨床型と呼ばれる病徴を伴わない短時間の発熱性疾患もある。
患者は臨床症状が回復し、検査値が正常化した後に退院となるが、中等症や重症の場合は発症から3〜4週間以内に退院となる。罹患した患者は1年間診療所で観察され、四半期ごとに尿検査、血圧、腎臓専門医、眼科専門医による検査が行われる。
ハンタウイルス肺症候群(HPS)の潜伏期間は約6週間で、1993年に北米と南米でのみ登録された稀な疾患である。重篤な肺障害(肺炎)を伴う心肺不全を発症する。致死率は50〜60%である。ウイルスの主な宿主はシカ・ハムスターである。これらの動物の約15%がハンタウイルスに感染している。他のげっ歯類も感染を広げる可能性がある。ハンタウイルスはげっ歯類に害を与えることなく繁殖する。ウイルスは動物の尿、糞便、唾液とともに外部環境に侵入する。ヒトもGLPSと同様に感染する。げっ歯類に咬まれることによるウイルス伝播の証拠があるが、[331]、ヒトからヒトへの感染はまれである。[228, 330]。
ハンタウイルス肺症候群の後、終生免疫が持続する。現在までに、ウイルスの分類に関する国際委員会は、CLSを引き起こす13のハンタウイルスを登録している。
治療 GLPS疾患の主なものは、水分塩分バランスの是正と対症療法である。重症型GLPSの初期段階における病因治療には、リバビリン(ビラゾール製剤およびベロリバビリン製剤)とアミキシンの有効性が示されている。[43]。
臨床検査診断。感染の急性期を特徴づける検査指標は以下の通り: 貧血、白血球増加、血小板減少、肝酵素活性の上昇(アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)、γ-グルタミルトランスフェラーゼ(GGT)、乳酸脱水素酵素(LDH)、アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)、グルタミン酸脱水素酵素(GLDH)、血清クレアチニン(腎機能障害の指標)、蛋白尿、血尿などである。重症の血小板減少はHLPSの一般的な症状であり、感染過程を通して持続するため、重要な診断マーカーとなる。
GLPSの診断は、病歴、典型的な臨床症状、血清検査の結果に基づいて行われる。例えば、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)による患者の血清中のハンタウイルスに対するIgMまたはIgG抗体の検出である。組換えハンタウイルスヌクレオカプシドタンパク質(NP)を抗原として、診断のための安全で迅速かつ特異的な血清型判定法が開発された[263]。臨床検体中のNP特異的IgM抗体の検出は、最近のハンタウイルス感染の良好な指標であることが実証されている[290]。ELISAによるGLPS特異的IgMの検出は、急性感染の診断に最も有用で広く用いられている方法である。
しかし、ELISAやその他の血清学的検査では、患者の血液中のウイルス複製を評価することはできない。細胞培養上清または血液サンプル中のハンタンウイルス(HTNV)を検出するために、いくつかの方法が開発されている。古典的なものは、プラーク形成法によるウイルス滴定である。しかし、ウイルス斑の形成には通常5〜7日を要する。最近、細胞上清中のウイルスを検出するために、HTNVゲノムのSセグメントを標的とするSYBR Green I検査系に基づくリアルタイムPCR検査法が開発された[249]。
ロシア連邦では、GLPSの血清診断のために、国登録の「間接ELISAによる抗体検出のためのGLPSの培養多価診断法」と、病人の血液中のクラスGとMの免疫グロブリンを免疫酵素法で検出する検査システム(CJSC 「Vector-Best」、 VectoHanta-IgGおよびVectoHanta-IgM「ヒト血清(血漿)中のハンタウイルスに対するクラスGおよびクラスM免疫グロブリンの免疫酵素学的検出用試薬キット」)。間接ELISAによる抗体検出のための免疫酵素検査システム(Hantagnost)および培養多価GLPS診断薬(間接免疫蛍光法)は、げっ歯類におけるハンタウイルス抗原/抗体の検出に使用され、げっ歯類における疫学的プロセスの強度を評価する-流行状況を予測するために使用される主要な要因である。
逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)を用いたGLPSの診断は、早期診断のための高感度な方法である。OT-PCRは10年以上前からハンタウイルスの検出と遺伝的特徴の解析に用いられている。発症の時期に応じて患者の血液と血清中のウイルスRNAを検出したOT-PCRのデータを分析すると、患者の血液中にはかなり長期間にわたってウイルス血症が存在することがわかる。従来の方法に代わる方法として、リアルタイムOT-PCR法を改良したものがある。残念なことに、どちらのPCR法も、国内の商業的診断検査システムがないため、広範な診療では使用されていない。
予防ロシアには特別な予防法はない。GLPSの非特異的予防法の中で、最も頻繁に使用されるのは、脱皮とネズミの侵入を防ぐための条件整備である。粉塵の発生が増加する自然の病巣で作業を行う場合は、個別の呼吸保護具を使用することが推奨される。
GLPS対策として最も効果的な方法はワクチン予防である。ハンタウイルスワクチンの研究は、実験室条件下でのハンタウイルスの分離・培養法が広く応用できるようになった20世紀半ばに始まった。この方向で最大の成功を収めたのは、中国、韓国、北朝鮮の科学者たちであり、GLPSワクチンの予防問題は見事に解決された。
しかし、これらの国々で生産されたGLPSワクチンは、ハンタンウイルスとソウルウイルスをベースにしたもので、広く使用されるには至っていない。
ハンタンウイルスとソウルウイルスは、ロシアのヨーロッパ地域におけるGLPSの主な原因ウイルスであるプーマラ・ウイルスに対する予防効果を持たない。プウマラ・ハンタウイルスに対する培養ワクチンの開発に関する困難は、かなり長い間未解決のままであった。その主な理由は、このウイルスの繁殖に敏感な細胞培養の選択肢が限られていること、ウイルスの繁殖レベルが低いこと、細胞病原作用がないことである。
FGBNU IPVEはM.P.チュマコフとM.P.チュマコフにちなんで命名された。Chumakov FGBNU IPVEとFGUP PIPVEはM.P. Chumakovにちなんで命名された。M.P.チュマコフにちなんで命名されたFGBNU IPVEとM.P.チュマコフにちなんで命名されたFGUP PIPVEは、GLPSに対する国産ワクチン製剤の開発研究を行っている。90年代半ば、韓国の研究者とともに、GLPSに対する脳用二価混合ワクチン(プーマラ・ハンタンウイルス)の製造技術が開発された。しかし、脳ワクチンは培養ワクチンに比べ、ヒトに投与される医療用免疫生物学的製剤の現代的要件を完全に満たすことはできない。
現時点では、プウマラウイルスをベースに調製された培養ワクチンが、ロシアをはじめとするヨーロッパ地域で使用される最も有望なワクチン製剤であると考えられる。
リフトバレー熱
リフトバレー熱(RVF)は、ヒツジ、ヤギ、ウシ、ヒトの主に急性感染症で、節足動物によって媒介され、発熱、胃腸炎、出血性疾患、子牛や子羊の高い死亡率を特徴とする。この病気はまた、LDRに感染した牛の死亡や流産によって大きな経済的損失をもたらしている[54]。
歴史と分布一本鎖RNAウイルスLRV(海外の学術文献では、病原体はリフトバレー熱からRVFと略されている)は、ブニヤウイルス科、フレボウイルス属に属する。最初に同定されたのは1931年、ケニアのリフトバレーの農場で発生した羊の伝染病の調査中であった[196]。罹患したヒツジからウイルスが分離され、媒介感染による病原体の伝播が確立された。LRVウイルスには病原性の異なるいくつかの株が知られている。
ヒトでは、1950~1951年にケニア(南アフリカ)のリフトバレーで流行した際に初めて報告された。1977年、リフトバレー熱はサハラ砂漠を越え、この病気が渡来したエジプトで大流行を引き起こした(20万人の患者が報告され、うち598人が死亡した)。
うち598人が死亡)、ナイル川沿いの灌漑システムの地域で感染家畜の取引を通じてDRVウイルスが持ち込まれた。1997年から1998年にかけては、ケニア、ソマリア、タンザニアで大洪水の後に大発生した。アフリカの角からの感染家畜の取引により 2000年9月にはサウジアラビアとイエメンにLRVが持ち込まれた。トルコ(1987)、アフガニスタン、ポルトガル、ドイツ(2010)など、ユーラシア大陸のさまざまな場所で、LRVの単発事例が定期的に報告されている。
このように、この病気はその範囲を拡大する傾向にある。[204]。地球温暖化はこの問題を助長する可能性があり、LRV病の原因蚊であるCx. tritaeniorhynchusとA. vexans arabiensisの数の増加と他地域への拡散につながる。国連派遣軍のスウェーデン兵の血液から抗体が検出されたという報告がすでにある。[274]. これらはすべて、これまでこの病気がなかった国々にも感染が広がる恐れがあることを示している。
LRVの疫学この病気は季節性である。この病気は病気の動物から健康な動物へ、またヒトからヒトへは感染しない。この病気の媒介蚊はCulex pipiens、Eretmapodites chrysogaster、Aedes cabbalus、Aedes circurnluteolus、Culex theiler L.である。自然条件下では、ヒツジ、ヤギ、ウシ、バッファロー、ラクダ、ラット、マウス、フェレット、リス、イタチ、サル、ヒトがウイルスに感染しやすい。
この病気は若い動物や不利な地域に新しく導入された動物で最も重篤で急性である。子羊とヤギの致死率は約90~100%、成獣の致死率は約50%である。牛、水牛、ラクダは無症状であることが多いが、集団流産、趾乳障害、血性下痢を伴うことが多い。ヒトへの感染の大部分は、感染した動物の血液や臓器に直接または間接的に接触することによって起こる。
ウイルスは屠殺や裁断の際に動物の組織を操作したり、動物の出産を介助したり、獣医学的処置によってヒトに感染する可能性がある。呼吸器を介した実験室感染の例も報告されている。おそらく、このウイルスはアカイエカ間の経気道感染によって存在する可能性がある。
病原体 LRV感染の場合、中枢神経系(脳、視覚)および内臓(肝障害)への病原体の血行性播種が観察される。血管炎および血液凝固系の障害が特徴的である。ウイルス血症は、全身の発熱、リンパ球の減少、血行動態障害、様々な臓器や組織の変性壊死性変化を引き起こす。血液に混じったウイルスは肝臓に運ばれ、そこで増殖し、出血や多数の壊死巣を引き起こし、臓器のバリア機能を急激に低下させる。
診療所 LRVの潜伏期間は3-6日である。発症は突然である。患者は、倦怠感、認知障害または悪寒、頭痛、後眼窩痛、体幹全体および四肢の筋肉痛、腰部痛を感じる。体温は急速に38.3~40℃まで上昇する。その後、食欲不振、味覚障害、心窩部不快感、羞明がみられる。体温曲線は二相性:最初の上昇は2~3日続き、その後寛解と発熱の再発を繰り返す。軽症の場合は回復が早い。しかし、髄膜脳炎、網膜症、視力喪失、出血症候群(全身出血、溶血性黄疸、点状皮疹)、肝臓の広範な壊死を伴う重症型もある。髄膜脳炎は急性感染症として発症し、その後症状は沈静化する。
感染後10~15日で発症する合併症は致命的である。生存者は重篤な結果を残す。黄斑浮腫、出血、血管炎、網膜炎、血管閉塞が発症する。50%の患者では視力が回復しない。
検査診断。一次診断を行う場合、1~3日齢のマウスに落下した子羊の血液または肝臓懸濁液を腹腔内または脳内に感染させる。RSC、RN、RSHA、RDPの抗原は死んだマウスの脳と肝臓から調製する。蛍光抗体法を用いて、死亡羊および感染マウスの肝臓および腎臓プリントからウイルスを検出する。
実験室での検査には、ヘパリン処理した全血、血清、血漿、動物の組織片が使われる。病気の初期には、ELISAやPCR検査システムを用いて、感染細胞培養中の死んだマウスの血液や脳組織、脾臓、肝臓からウイルスを検出することができる。ELISAを用いると、IgM抗体が発病動物の血液から発病初期に検出され、IgG抗体も同様に検出され、これは治癒後数年間持続する。IgM抗体もIgG抗体もLRVウイルスに特異的である。ウイルスの分離と同定は極めて重要である。罹患組織では、ウイルスRNAがPCR法で検出される。
治療ヒトにおけるLRVのほとんどの症例は比較的軽症で短期間であることから、そのような患者は特別な治療を必要としない。重症例では、一般的な支持療法が主な治療となる。
予防。不活化ワクチンがヒト用に開発されている。しかし、このワクチンは認可されておらず、市販もされていない。実験的な目的で、獣医師やリスクの高い実験室の作業員を守るために使用されている。動物への免疫には生ワクチンと不活化ワクチンが使用される。現在使用されている弱毒株の生ワクチンは、その防御特性に加えて、流産原性および催奇形性を有する。[245]。不活化ワクチンは、特に妊娠動物や幼若動物への投与がより安全である。しかし、長期的に安定した免疫を獲得するためには、複数回のワクチン投与と定期的な再接種が必要であり、ワクチン接種の手間とコストがかかる。さらに、ワクチン製造にはLRVウイルスの強毒株が使用されるが、これは製造上安全ではなく、LRVの流行地域以外では推奨されない[53]。したがって、LRVに対する効果的で安全なワクチンを作るという問題は、今日まで解決されていない。
感染動物は持続的で長期にわたる免疫を獲得する。
伝染病流行期には、伝染病流行地域全域で、主に家畜小屋で殺虫剤を使用し、媒介動物の生息密度を低下させる緊急対策が取られる。
LRVは他のウイルス性出血熱の病型とともに検疫感染症に属し、感染者による流行地域からの輸入に特別な注意が必要である。また、非流行地域にLRVウイルスが持ち込まれる原因として、偶蹄類の輸入が考えられる。
4.2.5.2 フィロウイルスによる出血熱マールブルグ熱とエボラ出血熱
フィロウイルス科にはエボラウイルス属とマールブルグウイルス属がある。マールブルグウイルス属は1種のレイス・ビクトリア・マールブルグウイルスに代表される。エボラウイルス属には、4種-ザイル・エボラウイルス、スーダン・エボラウイルス、レストン・エボラウイルス、コートジボワール・エボラウイルス-が含まれる[221]。
フィロウイルスは、ヒトや類人猿に対して高病原性で、伝染性があり、死亡率が最大70~80%の重篤なマールブルグ熱やエボラ出血熱を引き起こす。
マールブルグ出血熱(マールブルグ病、マリジ出血熱、マールブルグ病)は、重篤な経過、高い死亡率、出血症候群、肝臓、消化管、中枢神経系の障害を特徴とする急性のウイルス性疾患である。
エボラ出血熱(EHF, Ebola febris haemorrhagica)は、異なる感染機序と自然病巣を持つ急性ウイルス性高伝染性類人猿感染症である。
マールブルグ熱とエボラ熱の原因物質である。国際ウイルス分類学委員会は、西アフリカで現在流行しているエボラ出血熱の原因ウイルスの名称をエボラウイルス・ザイール(ZEBOV)と定義している。このウイルスはフィロウイルス科(Filiviridae)に属し、マールブルグウイルス(Marburgvirus – LVMARV)やロビウクエウイルス(Lloviucuevavirus)を含むエボラウイルス属には、ブンディブジオ、ザイール、レストン、スーダン、タイフォレストの5つの亜型がある。このうちレストンウイルスを除く4種類は、ヒトにおいて致死率の高い重症出血熱の原因ウイルスである。レストン種とタイフォレスト種とは対照的に、ブンディブギオ種、ザイール種、スーダン種はアフリカで発生した大規模なエボラ出血熱に関連している。フィリピンと中国で発見されたレストンウイルス種はヒトに感染する可能性があるが、ヒトでの感染例や死亡例は報告されていない。
ZEBOVとLVMARVは直径80-100nm、長さ970nmのフィラメントのような形をしている。この形状から、フィロウイルス(ラテン語の 「filum」-フィラメントから)という新しいウイルスファミリーの名前が付けられた。このようなウイルスはこれまで見られなかった(図47 A, B)。
図47. マールブルグ・ウイルス(A)とエボラウイルス(B)[285]。
ヌクレオカプシドはらせん対称で、外側のエンベロープは宿主細胞膜の脂質で形成されている。ゲノムは直鎖のマイナス鎖RNAで表され、19000ヌクレオチドを含み、7つのタンパク質をコードしている。ヌクレオカプシドはウイルスRNAと4つの構造タンパク質(NP(核タンパク質)、VP30(ウイルスポリメラーゼ補因子)、VP35(リンタンパク質)、L(ウイルスRNA依存性RNAポリメラーゼ)の複合体である。3つの構造タンパク質はウイルス膜に結合している。そのうちの2つ、VP24とVP40は膜の内側に位置し、マトリックスタンパク質の役割を果たし、ウイルスの出芽と剥離に関与する。2つのサブユニット(GP1とGP2)からなる表面GP複合体は、ビリオンの外側のスパイクを形成し、ウイルスの一次付着と細胞内への侵入を促進する。おそらく抗体形成を抑制し、高い致死率と病気の進行速度を決定している[41]。6番目のタンパク質はRNAポリメラーゼである。ZEBOVとLVMARV細胞は、7番目の非構造的分泌タンパク質である糖タンパク質を産生するが、これは免疫応答の障害に関与していると考えられている。ZEBOVウイルスとLVMARVウイルスは抗原構造が異なる。ウイルスゲノムの複製は細胞質で起こる。感染細胞からの娘ビリオンの放出は出芽によって起こる。
ZEBOVおよびLVMARウイルスの感染特性は、室温および適度な光で安定である。直射日光下では、ウイルスは1~2分間生存する。60℃、4時間の加熱、フェノール、塩素系消毒剤による処理(少なくとも1時間の暴露が必要)、紫外線またはガンマ線照射により不活性化する。低温に容易に耐える。70℃で1年間保存できる。
2016年11月に W.E. Diehl et al. [201]は、2014年の流行初期にウイルスがGP-A82Vと呼ばれる変異を獲得し、感染力が高まったと報告した。この変異の出現は流行の激化と一致していた。この変異はウイルスが人体に適応するために必要であり、ヒト樹状細胞を含む霊長類の細胞により強く感染することを可能にした。GP-A82V株が流通するようになったことが、感染症の重症化につながった。
このウイルスはVero、MA104、SW13細胞培養でよく複製される。ヒトの微小血管内皮細胞や末梢血細胞(単球やマクロファージ)はフィロウイルスの複製を研究するのに成功した。フィロウイルスはモルモットや様々な種類のサルに病原性を示し、ヒトと臨床像が類似した致死的な疾患を発症する。[220]。
歴史と分布 1967年、マールブルグとフランクフルト・アム・マイン(FRG)、ベオグラード(ユーゴスラビア)で、ウガンダから持ち込まれたアフリカミドリザルの臓器から細胞培養物を調製し、研究していた研究機関の職員の間で、突然重い病気が発生した。25人が発病し、うち7人が死亡した。最初の患者と接触した他の医療従事者6人も感染した。マールブルグ・ウイルスと呼ばれるウイルスがフィリップス大学マールブルグ校ウイルス学研究所で病人から分離された。分離されたウイルスの形態は独特であった。長い糸状構造で、時には枝分かれし、時にはベーグルのようにカールしていた。
その後8年間は発症例は報告されなかった。1975年、南アフリカでウイルス分離が確認されたマールブルグ病が3例(1例は死亡)報告された。1976年、スーダンでマールブルグ病が発生した(284人が発病、うち151人が死亡)。
エボラウイルス・ザイール[142, 162]は、40年前にスーダンのNzareとコンゴ(ザイール)のYambukuの2つの地域で同時に確認された。後者の場合、村は病名の由来となったエボラ川の近くにあった。地元の学校の教師が最初に発病し、入院した。しかし、病院には注射器が5本しかなく、定期的な煮沸消毒も行っていなかったため[212]、病院内で集団感染が発生し、瞬く間に近隣の集落に広がった。医師や住民たちは恐怖のあまり、その多くがジャングルに逃げ込んだ。この病気はジュネーブのWHO本部に報告されたが、この時点で流行はほぼ終息していた。318人が感染し、280人が死亡した。
コンゴ民主共和国でこの流行の病因となるウイルスが分離され(1976)、分類学上、以前(1967)発見されたマールブルグウイルス(LVMARV)に近いが同一ではないことが確認された後、この新しいウイルスはエボラ出血熱と命名された。このウイルスには驚くべき性質がある。定期的に突然、数年間跡形もなく消滅するのだ。1977年から1994年までの17年間、そのような休止状態が続いた。この間、この病気による死者は記録されていない。
この病気はパンデミック(世界的大流行)になることはない。また、感染者が村や町の誰かにウイルスを感染させても、国外に広がることはほとんどない。
西アフリカにおける現在のエボラ出血熱の流行は2013年12月に始まった。[162]. 最初の患者は2歳のエミール・ウアムノで、2013年12月28日に発熱で死亡した。2014年3月初旬まで、流行は農村部のパターンに従っていた[142]。感染源は、エボラウイルスの自然な貯蔵庫である翼(オオコウモリの仲間)の排泄物であったようだ。[292]。翅そのものが無症状に感染を媒介する。感染源は、子供たちがよく遊んでいた村はずれの空洞のある木に住んでいた病気か弱ったコウモリであった可能性がある。彼らはコウモリを捕まえて、棒に刺して焼いて食べることもあった。
2014年2月末までに、ウイルスは大規模な人口集中地に広がり、流行はすでに都市化しており、高い人口密度が接触によるウイルスの急速な拡散を促進していた。2014年3月末までに WHOは流行の病因物質(ZEBOV)の特定を発表した。この時点で、流行はすでにギニア共和国の首都コナクリに到達していた。コナクリはギニア共和国の首都であり、患者数は雪崩を打って増加し始めた[142]。WHOによると、流行は2016年6月9日に終息した。2014年のエボラ出血熱の流行では、アフリカで28,000人が罹患し、11,000人が死亡した[162, 174]。流行を食い止められたのは、厳格な検疫措置、病院での整然とした注射器の取り扱いと衛生管理、そして死者の埋葬の儀式を他の人々にも安全なものに変えることによってのみであった。
ウイルスが生物兵器として使用されたという噂に反して、科学者たちは、エボラ出血熱の流行は北ギニア高地の自然病巣でZEBOVの循環が増加した結果であると結論づけた。西アフリカの医療システムの未発達も大きな役割を果たした。この病気が世界中に蔓延する懸念については、科学者たちは、ヨーロッパ、ユーラシア大陸北部(ロシア連邦を含む)、南アメリカ、北アメリカにはZEBOVの自然発生巣はないと考えている。
さらに、その地域の地域住民の間では、すでに十分な免疫層が病巣で形成されている。他の国々では、輸入された散発的な症例が流行に発展する可能性があり、その確率は、特定の国の生物学的安全保障システムの発展度合いによって決まる。エボラ出血熱の蔓延に対する確実な障壁は、ロシア連邦を含む先進国の生物学的安全保障システムにおける効果的な運用対策である。
疫学。フィロウイルスの主要な自然貯蔵庫は見つかっていない。土壌アメーバやその他の原生動物であると推測されている。自然病巣の境界は、中央アフリカおよび西アフリカの湿潤熱帯林である。流行は主に春と夏に起こる。アフリカ人も白人も集団感染で発病する。
ウイルスの二次貯蔵庫はサル、コウモリ、病人であり、これらは他の人々に大きな危険をもたらす。病人からウイルスが順次感染し、院内感染が発生するケースが5〜8例ある。7-10日以内にウイルスは様々な臓器、組織、分泌物(血液、鼻咽頭粘液、尿、精液)に検出される。患者は発病後3週間は他人に対して危険な状態を保つ。
動物からヒトへ、ウイルスは血液や様々な分泌物(粘液、痰、喀痰)との接触によって感染する。潜伏期間中、患者は感染力を持たない。人と人との間では、病原体は以下のようなメカニズムで感染する:
- 病人との直接接触、または葬儀の際の故人との接触である;
- アフリカでは、熱帯雨林で発見された感染したサル、コウモリ、カモシカ、その他の動物の死体や病気との接触により、人への感染が確認されている;
- 病人の分泌物に接触する;
- 性行為(回復後7週間以内);
- 空気感染;
- 分泌物、血液、皮膚片などで汚染された一般家庭用品の使用;
- 患者と食べ物を共有する。
患者は回復後7週間は感染力を維持する。この間は医療施設に隔離する必要がある。
病態神経系ではミクログリアの増殖を伴う多発性梗塞、肺では間質性肺炎である。肝臓、腎臓、脾臓では巣状壊死を起こす。肝臓では、黄熱のKaunsilman小体に似た好酸球性細胞質封入体がみられる。
凝固能低下と著明な出血がみられるが、その病態は完全には解明されていない。
図48. エボラウイルスの循環と病原性 [221].
このウイルス感染の病態の主な要因の一つは免疫抑制である。ウイルスの主な標的は単球/マクロファージである。身体を守るための細胞に侵入したウイルスは、血流によって全身に運ばれ、その結果、感染が汎化する。さらに感染が進むと、凝固障害に移行して出血像を呈するか、重要な臓器に甚大な損傷を受けた結果、多臓器不全に移行する。これらの熱に対するヒトの自然感受性は非常に高い。感染後の免疫は持続的である。再発することは稀である(5%以下)。
発熱患者は強制的に入院させられ、別の個室に厳重に隔離される。医療関係者が患者の血液、唾液、喀痰、尿に接触しないよう、特別な予防措置がとられる。非流行国へのサルやその他の動物による感染の持ち込みを防ぐため、WHOの勧告が数多く作成されている。
臨床エボラ出血熱とマールブルグ熱の臨床像は類似している。潜伏期間は3〜9日間である。この時期の主な症状は発熱、悪寒、頭痛、筋肉痛、食欲不振である。主な症状は発病5-7日目に起こる。この時期、他の身体系に出血性障害の症状が現れる(図49,4.10)。予後はウイルスの種類と出血症状の発現速度による。
図49. マールブルグ熱患者。出血症候群 [3]
8〜16日目に感染性ショックで死亡する。マールブルグ熱の致死率は約25%で、エボラ熱では90%に達する。回復期間は通常3〜4週間である。
図410 エボラ出血熱における出血症候群の皮膚症状 [3].
治療重症の患者は集中的な治療を必要とする。しばしば脱水症状を起こし、点滴や電解質を含む経口補液が必要となる。現在のところ、これらの疾患に対して認定された治療法はない。ZEBOV病では、腎透析、輸血、血漿補充療法などの治療によって生存の可能性が高まる。
検査診断。血液は検査材料である。個々のウイルス抗原とそれに対する抗体を決定するための検査室診断の主な方法はELISAである。ウイルス抗原は発症後3日目から症状消失後7〜16日目に検出される。ウイルス蛋白に対するIgM抗体は発症後2〜12日目に、IgG抗体は発症後6〜18日目に血中に出現する。ウイルスゲノムの検出には、特異的プライマーを用いたOT-PCR法が用いられる。
予防現在、エボラ出血熱に対するワクチンは認可されていないが、その開発に関する科学者の研究は、ロシアを含む様々な製薬会社によって集中的に行われている。
そこで、ガマレヤ連邦疫学・微生物学研究センターで、ガムエバックとガムエバックコンビの2種類の製剤が開発された。同センターのスタッフによると、ワクチンの開発にはエボラウイルスそのものは使われていない。これはいわゆるベクターワクチン、つまり遺伝子工学によって作られたものである。「Gam-Evac』は単回投与で、免疫不全患者を対象としている(アフリカではHIVとAIDSの有病率が高いことから、これは重要な特徴である)。このワクチンは細胞性免疫を35倍以上活性化する。「Gam-Evac Combi」は混合ワクチンで、2回接種する。保健省は、最も効果的で革新的なワクチンであると評価している。非常に低濃度のワクチンでウイルスの100%中和が達成された。
メルク社をはじめとする外資系製薬会社は、ギニアでこのワクチンの第3段階の臨床試験を行っており、数千人が参加している。7月に英国の学術誌『ランセット』に発表された予備結果は、100%の有効性と副作用の少なさを示している。ワクチンのライセンス供与は2017年末までに完了する予定である。
その他のワクチンは、英国のグラクソ・スミスクライン社やジョンソン&ジョンソン社などが開発中である。これらは現在、第I相および第II相臨床試験段階にある。
開発中のワクチンはすべて緊急予防用である。WHOによると、ワクチンにはかなり重篤な副作用があるため、流行時に取り得るリスクは日常的な状況では容認できない。
4.2.5.3 フラビウイルスによる出血熱デング熱
フラビウイルス(ラテン語のFlavus(黄色)に由来し、黄熱病の型ウイルスにちなむ)は、RNAを含むエンベロープウイルスの一群である。ヒトに病原性を示すウイルスは、アルボウイルス感染症の原因ウイルスを含むフラビウイルス属と、C型肝炎ウイルスやG型肝炎ウイルスを含むヘパシウイルス属の2つの属に分類される。フラビウイルス属には、日本脳炎、ウエストナイル、デング熱、ジカ熱、ダニ媒介性脳炎、オムスク出血熱、ポワッサン脳炎、セントルイス脳炎、マレーバレー脳炎などの原因ウイルスが含まれ、その数は70以上である。これらの病気は節足動物や昆虫によって媒介される。本書では、A群に属し、生物兵器となりうるウイルスについてのみ記述する。
フラビウイルスの構造はトガウイルスと似ている。フラビウイルスは球形(40-60 nm)である。ビリオンはエンベロープ、カプシド、ゲノム(一本鎖の直鎖プラスRNA)から構成される。エンベロープのスパイクは2つのタンパク質からなり、そのうち(E1)はヘマグルチニンである。カプシドタンパク質はアルファウイルスよりも分子量が小さい。
ウイルスは受容体を介したエンドサイトーシスによって細胞内に侵入する。フラビウイルスの繁殖はトガウイルスに比べて遅い。細胞質では1種類のiRNAのみが産生される。黄熱ウイルスゲノムがコードするポリタンパク質は、カプシド(C)とエンベロープ(E)の構造タンパク質に加えて、4〜8種類の非構造タンパク質(NSl、NS2a、NS2b、NS3、NS4a、Ns4b、NS5、プロテアーゼとRNA依存性RNAポリメラーゼを含む)を含む。ウイルスは小胞体の膜を通して集合し、出芽する。ウイルスの排出はエキソサイトーシスまたは細胞溶解によって起こる。RNA合成は細胞質で起こり、タンパク質合成は小胞体で起こる。また、フラビウイルスは遺伝情報のコピー機構が不完全であるために突然変異を起こしやすく、抗原性や病原性が変化しやすいことも特筆すべき点である。
ヘマグルチニンである糖タンパク質には、種特異的、属特異的な抗原決定基が含まれている。フラビウイルスの特徴として、感染細胞内で可溶性抗原を形成する能力があり、これはRSCやRIDで活性を示す。これに対する抗体は中和活性を持つ[88]。
フラビウイルスを分離するための普遍的なモデルは、新生児白色マウスの脳内感染と、麻痺を発症する3~4週齢の白色マウスである。サルも実験モデルとして成功している。フラビウイルスはニワトリの胚に感染させて培養することができ、72時間後に死滅する。
ほとんどのフラビウイルスは蚊によって媒介されるが(デング熱、黄熱病、日本脳炎ウイルス、ウエストナイルウイルス)、マダニによって媒介されるものもある(KE、OGL、キアサヌール森林病ウイルス)。蚊が媒介する熱は南半球の緯度に多く、マダニが媒介する熱は広範囲に分布している。自然界におけるフラビウイルスの維持に重要な役割を果たしているのは、温血動物である脊椎動物(げっ歯類、鳥類、コウモリ、霊長類など)であり、彼らは吸血節足動物の媒介動物の餌となっている。ヒトはフラビウイルスの生態において時折行き止まりになるが、デング熱や都市型黄熱病では、病気のヒトもウイルスの貯蔵庫であり供給源である。
媒介感染に加えて、フラビウイルスへの感染は接触感染、空気感染、食物媒介感染でも起こりうる。
外部環境では、このファミリーのウイルスはあまり抵抗力がなく、一般的な消毒剤ですぐに死滅する。乾燥状態では100-110℃で5時間、凍結乾燥では数年間保存できる。
フラビウイルスによる感染症のうち、デング熱は潜在的に危険な生物学的病原体のカテゴリーAに属する。
デング熱(骨熱、関節熱、キリン熱、5日熱、7日熱、日付病)は、蚊によって媒介される急性の媒介性ウイルス感染症で、熱帯・亜熱帯地域に広く分布している。第一型は発熱、中毒、筋肉痛、筋肉や関節の炎症、白血球減少、リンパ節炎を特徴とする。第二の型は、重度の出血性下痢、ショック、高い死亡率を特徴とする。関節や筋肉の痛みにより、患者は歩行を変えざるを得なくなり、これが名前の由来となっている(英語の 「dandy」(ダンディ)から)。
歴史と分布デング熱(DF)の可能性が高い症例に関する最初の記述は、中国の晋代(西暦265~420)の医学百科事典に記録されている。ここでは、この病気は「水毒」と呼ばれ、当時でさえその発生は飛翔昆虫と関連していた。[156]。主な媒介蚊であるアカイエカは、15世紀から19世紀にかけてアフリカから広まった。
XVII世紀には流行に関する記述があるが、最も古いものは1779年と1780年にさかのぼり、アジア、アフリカ、北アメリカの国々で流行した。この時代から1940年まで、流行はかなり頻繁であった。1906年にはイエネコによる感染が確認され、1907年にはデング熱が黄熱病に次いで2番目にウイルス性であることが証明された。デング熱の感染メカニズムはD.B.クレランドとD.A.サイラーによって報告された。第二次世界大戦中、環境条件の著しい変化により、ウイルスの異なる血清型が新しい地域に広がり、1953年にフィリピンで初めて重症型の発熱が報告された。1970年代以降、この病気は乳幼児死亡の主な原因となった。中南米では、1981年にデング出血熱とショック症候群が初めて報告され、数年前にデングウイルス-1に感染していた人々がデング-2ウイルス(デングウイルス-2)に感染した。
病名については、スペイン語の「デング」の語源は正確にはわかっていないが、「ディンガ」に由来する可能性がある。西インド諸島でデング熱に感染した奴隷は、ダンディのような姿勢と歩き方をしていた。
「ダンディ熱」と呼ばれていた。[236]. 骨熱」という言葉は、1789年にフィラデルフィアの流行について報告したベンジャミン・ラッシュによる造語である。「デング熱」という言葉が一般的に使われるようになったのは1828年以降のことである。
デング熱のウイルス性と蚊を介した原因物質の伝播は1907年に確立され、1944年にA.B. Sabinがウイルスを分離・研究し、2つの型(ハワイ-1型とニューギニア-2型)の存在を確立した[305]。1956年にマニラで流行した際、さらに2種類のデングウイルスが分離された。19世紀と20世紀には、アジア、アメリカ、アフリカのさまざまな国やヨーロッパの亜熱帯地域で、数十万人が罹患する致死率の高いデング熱の流行が観察された。
現在、重症のLDはアジアとラテンアメリカのほとんどの国で発生しており、これらの地域の子どもたちの入院と死亡の主な原因の一つとなっている。
LDの実際の症例数は過小報告されており、多くの症例が誤って分類されている。最近の推計では、毎年3億9,000万人(95%信頼区間2億8,400万〜5億2,800万人)がデング熱に感染しており、そのうち9,600万人(6,700万〜1億3,600万人)が臨床症状を呈している(すべての重症度において)。デング熱の有病率に関する別の研究では、128カ国で39億人がデングウイルス感染の危険にさらされていると推定されている[169]。
- 1970年以前には、重症型のデング熱の流行はわずか9カ国で発生していた。現在、この病気はWHOのアフリカ、南北アメリカ、東地中海、西太平洋地域の100カ国以上で流行している。発生率が最も高いのは、南北アメリカ、東南アジア、西太平洋地域である。
- 2013年には、フロリダ州(アメリカ合衆国)と中国の雲南省で患者が発生した。デング熱は南米の数カ国、特にコスタリカ、ホンジュラス、メキシコでも引き続き感染している。アジアでは、シンガポールが数年ぶりに発生率の増加を報告し、ラオスでも発生が報告されている。2014年には、クック諸島、マレーシア、フィジー、バヌアツで患者が増加傾向にあり、デング熱3型(DEN 3)が10年ぶりに太平洋島嶼国で発症した。日本でも70年以上ぶりにLDが報告された。
毎年、5,000万人から5億2,800万人が感染し、約1万人から2万人がLDで死亡している[319]。1960年から2010年にかけて、この感染症の発生率は30倍に増加した。毎年推定50万人の重症デング熱患者が入院を必要とし、その大部分は小児である。そのうちの約2.5%が死亡する。
デング熱流行国から帰国した旅行者が毎年ヨーロッパに輸入している(数十例)。2010年9月13日から18日にかけて、ニース近郊(マリティーム・アルプス県)で2件の発熱が発生し、その可能性が確認された。フランス保健省によると、今回確認されたデング熱患者はヨーロッパで初めての外来感染者である。これらの地域におけるデング熱の媒介蚊はA. alboristusであり、この地域では数年前に個体群の出現が記録されていた[13]。
デング熱は比較的軽い病気と考えられていたが、その名にふさわしく、イギリスの博物学者D.スタンプが黄熱病やポリオのような世界的な殺人鬼とともに「骨熱」と言及するほど、長期間にわたって人々の労働能力を奪う。したがって、デング熱の原因物質はグループAの生物兵器に分類される。
疫学病原体の発生源は、病気のヒト、サル、そしておそらくコウモリである。デング・ウイルスは主にイエネコ、特にイエカによってヒトに感染し、サルの間ではイエカによって感染する。これらの蚊は北緯35度から南緯35度の間、標高1000mまでの高地に生息している。ヒトがこのウイルスの主な宿主であるが、霊長類にも循環している。
感染は一刺しでも感染する。デング熱に感染したヒトから吸血したメスの蚊は、初期(2~10日目)の発熱期に自らもウイルスに感染し、ウイルスはメスの腸内細胞で増殖する。[229]。10~12日目に、ウイルスは昆虫の唾液腺を含む他の組織に広がり、唾液とともに排泄される。蚊は感染する。ウイルスは蚊に悪影響を与えないようで、一生感染したままである。この種の蚊は人工貯水槽に産卵することを好み、ヒトの近くに住み、他の脊椎動物よりもヒトの血液を捕食するため、この病気の蔓延に特に関与している。LDは汚染された血液製剤や臓器提供を通じて感染する。妊娠中や出産時に垂直感染(母子感染)する可能性もある。
ウイルスにはデングウイルス-1、デングウイルス-2、デングウイルス-3、デングウイルス-4、デングウイルス-5の5つの血清型がある。血清型の違いは抗原性に基づく。それぞれの血清型に感染すると、かなり強い免疫(持続期間は約2)が残り、他の血清型には実質的に感染しない。デングウイルスは黄熱病、日本脳炎、西ナイル脳炎、その他のフラビウイルスと抗原的に親和性があり、血清学的研究結果を解釈する際にはこの点を考慮する必要がある。デングウイルスの遺伝的変異は部位に依存する。このことは、ここ数十年の間に新しい地域でデング熱が観察されているにもかかわらず、新しい地域でウイルスが出現することは比較的まれであることを示唆している。
病原体感染した蚊に刺されると、ウイルスは皮膚から体内に侵入する。3~5日後に感染部位で限定的な炎症が起こり、そこでウイルスが増殖・蓄積する。3〜10日の潜伏期間の最後の12時間で、ウイルスは血液に入り、白血球と結合し、その中で繁殖し、すべての臓器や組織に広がる。ウイルスの侵入に反応して、白血球はインターフェロンやサイトカインなど多くのシグナル伝達タンパク質を産生し始め、発熱、インフルエンザ様症状、激しい痛みなど、この病気の多くの症状の原因となる。
重症感染では、ウイルスは非常に激しく増殖し、多くの臓器や組織(肝臓、骨髄)が大きな影響を受ける。毛細血管の伝染性が高いため、血液の液体部分が細い血管の壁から体腔内にしみ出す。その結果、血管内を循環する血液が少なくなり、血圧が低くなって重要な臓器に十分な血液を供給できなくなる。さらに、間質細胞感染による骨髄機能障害は、効率的な血液凝固に必要な血小板の減少を招く。ウイルス血症は発熱期間の3~5日間続く。
デング熱には古典型と出血型がある。ウイルスの型と臨床像との間に厳密な依存性は認められない。いわゆるフィリピンGL患者からは2型、3型、4型のデングウイルスが分離されており、シンガポールGLでは4型すべてが分離されている。デング熱とデングショック症候群は、デングウイルスの4つの血清型すべてによって引き起こされることが立証されている。
診療激しい頭痛、腰、背中、手足の痛みで突然始まる。初日の終わりまでに体温は39-40℃以上に達する。顔が赤く腫れ、まぶたが腫れ、強膜と結膜の血管が注入される。脈拍は1分間に100-130回に増加する。2日目に患者の状態は悪化し、耐えがたい口渇、吐き気、粘液の反復嘔吐、次いで胆汁の嘔吐がみられる。第1期末(発病3-4日目)にはチアノーゼ、黄疸、嘔吐物にわずかに血液が混じることがある。発病4-5日目には、患者の健康状態は改善し、体温は発熱未満まで下がる(寛解期)。しかし、数時間で体温は再び上昇する。患者の状態は急速に悪化し、反応期に入る。血の混じった嘔吐、鼻、腸、子宮からの出血、皮膚出血、顔面蒼白といった形で血栓性出血症候群が発症する。脈拍はまれで(1分間に50~40回)、体温の上昇に対応せず、血圧は低下し、尿量は減少し、時には無尿になる。衰弱が進み、せん妄が現れる。
重症例では、腎不全または感染性虚脱(感染性中毒性ショック)により死亡する。重症型の致死率は85~90%に達する。デングショック症候群と出血(デング出血熱)が起こるのは全症例の5%未満であるが、以前に他の血清型のデングウイルスに感染していた人(二次感染)はリスクが高い。[300]。この臨界期は、まれではあるが、小児や若年成人では比較的頻繁に起こる。回復期は、溶出した体液の血液中への再吸収を伴う。その期間は2~3日である。改善は突然であることが多く、激しいかゆみや心拍数の低下を伴うことがある。
経過が良好であれば、患者の状態は7~9日目から徐々に改善する。軽症の場合、病気の症状は弱く、黄疸や肝細胞癌は見られないこともある。非常に重症の場合は、黄疸が出る前であっても発病2-3日目に死亡することがある(雷型)。合併症 – 肺炎、心筋炎、軟部組織や四肢の壊疽、二次的な細菌叢の形成による敗血症。
WHOの2009年の分類によると、LDは非合併型と重症型の2つのグループに分けられる。重症(出血性)LDは、重度の出血、重度の臓器機能障害、重度の血漿漏出を伴う。それ以外の症例は、非合併型と定義される。出血性LDは、さらにクラスI~IVに分類される。クラスIは軽度の打撲傷のみ、または発熱者の止血帯テスト陽性で定義され、クラスIIは皮膚やその他の場所への自然出血の存在によって特徴付けられ、クラスIIIはショックの臨床的徴候を含み、クラスIVは血圧と脈拍が検出できないほど重篤なショックを含む。
治療 LDに対する向精神的治療はない。それ以外は対症療法が行われる。厳重な安静、牛乳と野菜の食事、ビタミン複合体(アスコルビン酸、チアミン、リボフラビン)、P-ビタミン製剤が推奨される。肝細胞がんではヘパリンが処方される。抗炎症薬、脱感作薬、血管収縮薬としてプレドニゾロン、嘔吐が続く場合は非経口的にヒドロコルチゾンを使用する。重要な役割を果たすのは蘇生法である。急性腎不全で尿毒症性昏睡の恐れがある場合は、血液透析を行う。二次的な細菌感染がある場合は、抗生物質を処方する。
臨床検査診断。検査室診断は、ウイルス血症の期間中(発熱期の1~5日目)に患者の臓器からウイルスを分離することと、ペア血液血清中の特異的抗体価の上昇を測定することに基づいている。[13]。血清、血漿、全血または切片(肝臓、肺、リンパ節)がウイルス分離の材料として使用される。ウイルスの一次分離には、A.pseudoscutellaris (AP61)、A.albopictus (C6/36)の蚊の細胞培養、または1~3日齢のマウスの吸盤が最もよく使用される。哺乳類細胞培養(Vero、SW13、BHK-21)もこの目的に使用できるが、感度は低い。ペア血清中の特異的抗体を検出するには、急性期と再上昇期に採血する。血球凝集阻害反応(HIT)、中和反応(NR)、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)などの検査が用いられる。PCRは、調査対象のサンプル中のデングウイルスの遺伝物質を検出するために用いられる。これにより、研究対象の臨床材料サンプル中の病原体をリアルタイムで検出し、その量を推定するだけでなく、その血清型を決定することができる。
予防東南アジアにおけるデング熱対策の経験から、感染源(患者の隔離)や感染経路など、伝染病の連鎖のすべてのリンクに対して同時に対策を講じることによってのみ、この病気の制圧に成功することが可能であることがわかる。この病気の予防は、蚊の駆除と蚊からの住民の保護に基づいている。発病者は発熱後少なくとも5日間は媒介蚊が近づけないような環境に置かれる。蚊の繁殖地は殺虫剤で処理される。地域住民は、虫除け(忌避剤、防護ネット、キャノピーなど)を使用する。
デング熱に対するワクチンは現在各国で開発されている。しかし、今のところ、流行地域に住む9~45歳の人々への使用が認可されているのは、Dengvaxia(フランス、Sanofi Pasteur社)のワクチン1種類のみである[347]。このワクチンは6カ月間隔で3回接種される。このワクチンはロシアではまだ認可されていない。
4.2.5.4 アレナウイルスによる出血熱。ラッサ熱
人獣共通感染症のアリーナウイルスは、流行地域でヒトに重篤な、場合によっては致死的な疾患を引き起こす。輸入されたり、実験室でヒトに感染した場合、他の地域でも検出されることがある。アレナウイルスの保菌者は、実験動物や家畜、捕獲された野生のげっ歯類であることもあり、これらはアレナウイルスの保菌者である可能性があり、飼い主にリスクをもたらす。[95]。
各アレナウイルス種は通常、単一のげっ歯類または近縁種と関連している。病気を引き起こすアレナウイルスはすべてげっ歯類に由来する。したがって、これらのウイルスの疫学的および環境的特徴は、主にげっ歯類の個体群動態と人間の行動に依存し、感染したげっ歯類やその排泄物に接触する可能性が高くなる。例外はトリニダード島で捕獲された肉食コウモリの唾液腺やその他の組織から分離されたタカリベ・ウイルスである。各アレナウイルスの地理的分布は、その主要宿主の地理的範囲に対応している。ほとんどのアレナウイルス感染は、げっ歯類の個体数の増加や、ヒトとげっ歯類の接触が最も多い時期に関連する季節的なピークによって特徴づけられる。アレナウイルスはげっ歯類の自然宿主に長期間留まることができ、ウイルス血症やウイルス血症によって特徴づけられるウイルスキャリッジを引き起こし、子孫への垂直感染によってげっ歯類個体群での循環を維持する。
アレナウイルスは現在、バイオテロ攻撃の潜在的手段として考えられている。[168]。
アレナウイルス科は単一のアレナウイルス属からなり、20種以上が含まれる。カテゴリーAには、人獣共通感染症である出血熱の原因ウイルスである5種類のアレナウイルスが含まれる:Guanarito(ベネズエラGL)、Machupo(ボリビアGL)、Sabia(ブラジルGL)、Junin(ブラジルGL)、Lassa(ラッサ熱)。
ラッサ熱の原因ウイルスはアレナウイルス科アレナウイルス属のRNA含有エンベロープウイルスで、抗原的にはリンパ球性絨毛膜炎の原因ウイルスや南米出血熱の原因ウイルスと関連している。ウイルスは直径70~150 nmの多形粒子で、脂質エンベロープを持ち、その上に絨毛が存在する[293]。ウイルスゲノムは、一本鎖の両極性RNAの2つのセグメント(L,S)で表される。ウイルスタンパク質は、核タンパク質(NP)、RNA依存性RNAポリメラーゼ、2つの糖タンパク質、亜鉛結合タンパク質、およびマイナータンパク質で表される。ビリオンは転写酵素を含んでいる。ラッサウイルスRNAの塩基配列決定により、この病原体にはかなりの数の遺伝的変異体が同定されている。[233]。ウイルスの分離株は、遺伝学的、血清学的、抗原的性質が異なっている。[247, 302]。
ウイルスは緑色マーモセット腎移植片培養の細胞の細胞質でよく増殖し、5~6日後に細胞病理学的効果が観察される。成熟したビリオンは細胞膜を突き破って細胞外に放出される。血清や分泌物中の感染力は、長期間の特別な処理なしには低下しない。
ラッサウイルスは環境中や低温で長期間持続し、脂肪溶媒のエーテルやクロロホルムに弱い。白ネズミ、モルモット、サルの一部の種に病原性がある。生後25〜30日のマウスに脳内感染すると、5〜6日目に死亡する。
現在、流行地域の様々な地域で循環しているラッサウイルスの4つの亜型が分離されている。
この項ではラッサ出血熱のより詳細な特徴を述べる。同様の臨床症状を示す他の5つのHFのうち、原因ウイルスがアレナウイルスに属するもののデータを示す(表41)。
表41 アレナウイルスによる出血熱の特徴
WHOが定義するラッサ熱は、1~4週間続く急性ウイルス性出血性疾患で、西アフリカで流行している。
歴史と分布ラッサ熱は1950年代にシエラレオネで初めて報告された[170]。[170]. 1969年、ナイジェリアで未知の病気が発生した(ラッサ)。宣教師のうち5人の看護師が相次いで発病し、うち3人が死亡した。1970年に患者の生体物質からアレナウイルス科のウイルスが分離された。この新しい病気は、最初に患者が確認された都市にちなんで「ラッサ熱」と名付けられた。
その後、ナイジェリア、シエラレオネ、リベリア、ギニア、セネガル、その他の西アフリカ諸国で集団感染や分離感染が報告された。この地域では毎年200〜300人の重症患者が入院しており、死亡率は36〜67%である。このラッサ熱流行地域の住民から採取した血液血清の血清学的研究によると、毎年20万~30万人の無症状で軽症の患者がこの地域に運ばれていることが示されている[293]。
ヨーロッパ、米国、日本、イスラエル、カナダ、南アフリカでは、多くの場合致死的な輸入症例(年間約30例)が報告されている。
疫学図411にその概略を示す。4.11にラッサ熱の流行過程を示す。
図411:ラッサ熱原因ウイルスの感染源と感染経路
ウイルスの貯蔵庫と感染源は哺乳類のネズミであり、ネズミは住宅の近くに生息し、一般市民も食べる。この動物は終生、尿とともにウイルスを排泄するため、糞口感染メカニズム(食物と水の経路)が決定づけられる。他の種のネズミ(集団発生時の感染率は5%に達する)、マウス(感染率は最大4%)など、他のげっ歯類も感染源となりうる。げっ歯類は無症状の保菌者である。
ウイルスは乾燥に強いため、空気感染や飛沫感染も可能であり、病人の血液や排泄物との接触によっても感染する(この場合、ウイルスは皮膚の微小外傷から体内に侵入する)。患者によるウイルスの排泄は1カ月以上続くことがある。病原体の伝播は否定できない。
病人は他の人に伝染する。この場合の主な感染要因は血液である。ウイルスは患者の糞便、尿、嘔吐物、鼻粘液にも含まれる。ヒトから感染した患者はげっ歯類から感染した患者よりも他人への危険性は低いと考えられている。妊婦から胎児への垂直感染は可能である。ラッサ熱の院内感染が記録されている。職員は汚染された血液に感染した器具を扱うことで感染している。両性および全年齢層が感染しやすい。ラッサ熱は感染力は中程度だが致死率の高い疾患である。特異的抗体は5〜7年間持続する。
西アフリカの流行地域の住民(農村部と都市部の両方)はこの病気のリスクにさらされている。ほとんどの地域で、ラッサ熱は年間を通して記録されているが、最も患者数が多いのは、ネズミが人間の居住地に移動する時期の1月から2月である。この病気は非流行国に輸入されることもある。
病原体消化管または呼吸器が最も頻度の高い感染経路である。ウイルスの一次複製は局所のリンパ節で起こり、その後ウイルス血症が発症し、単球マクロファージ系の細胞にウイルスが固定される。ラッサ熱の特徴は、ウイルスの血行性播種を伴う汎発感染と多くの臓器や器官への障害である。ウイルスに感染した細胞はT-キラーによって攻撃され、ダメージを受ける。
ダメージは細胞の基底膜に固定された特異的免疫複合体によってもたらされる。罹患細胞は血管内皮、肝臓、腎臓、脾臓、心筋、副腎である。細胞病変は、肝細胞癌の発生を含む適切な臨床症状を伴う。出血(多くはびまん性)は腸、肝臓、心筋、肺、脳で最も顕著である。激しいウイルス血症と抗体の出現が重なり、この時期にはウイルスを中和することができない。ウイルス中和抗体は後に出現する。流行地域では、ラッサ熱ウイルスに対する抗体は人口の5〜10%に認められる。ラッサ熱の反復感染例は報告されていない。
診療所潜伏期間は3~20日で、7~14日のことが多い。臨床症状の範囲は非常に広く、無症状のものから重症で致死的なものまである。典型的なケースでは、発症は亜急性で、患者は5〜10日目に助けを求める。
最初の症状は、全身倦怠感、認知力、眠気、頭痛、筋肉痛、夕方のわずかな体温上昇、嚥下時の喉の痛みである。そして5~6日目から急激に悪化し、体温は39~40℃に達し、消化器系の症状(吐き気、食欲不振、腹痛、嘔吐、下痢)、胸痛が現れる。診察では、顔面と頸部の充血、強膜の血管の注入が認められる。軟口蓋、扁桃腺、顎骨の粘膜には、発病初期から白っぽい斑点が現れ、数日後には潰瘍化し、しばしば互いに合併する。それらは線維性の膜で覆われている。舌は乾燥し、密に覆われている。
発病2週目には、点状丘疹状皮疹が出現し、点状出血や皮膚上の広範な出血、皮下組織内の出血、鼻出血、肺出血、腸出血などの出血が増加する。重症例では、意識障害、髄膜炎、難聴、局所神経症状がみられる。循環器系では、相対的徐脈、顕著な動脈性低血圧が観察される。良好な症例では、発熱は7~21日で徐々に低下し、ゆっくりと回復する。衰弱、疲労、頭痛は長期間続く。重症型は患者の30〜50%にみられる。特に妊娠第3期の女性で重症化する。この場合、子宮内胎児死亡率は95%に達する。
合併症として、肺炎、胸膜炎、心筋炎、急性腎不全、ショック、脳炎、急性精神病などがある。
治療ラッサ熱が疑われる患者は直ちに専門の感染症科に入院し、厳重な隔離体制がとられる。治療は主に対症療法である。水分補給と抗ショック療法が行われる。薬剤の中で最も効果的なのはリバビリン(ビラゾール)で、発病初期に静脈内投与され、患者の経過の重症度と死亡率を低下させる。インターフェロンや再発患者の血漿も使用される。
臨床検査診断。血液像では、白血球減少が注目され、その後、白血球増多とCOEの急激な上昇(40〜80mm/h)に取って代わられる。血液凝固が低下し、プロトロンビン時間が延長する。尿中には蛋白、白血球、赤血球、顆粒円柱が認められる。
確定診断のためには検査が必要で、これは専門の検査室でのみ可能である。検査用検体は危険な場合があるので、取り扱いには細心の注意が必要である。
専門的な検査法には、咽頭ぬぐい液、血液、尿からのウイルスの分離と同定が含まれる。ラッサ・ウイルスは急性期に血液や咽頭ぬぐい液から分離することができ、その材料は細胞培養に導入される。ELISA、RNIFは迅速診断法として用いられる。また、逆転写を伴うポリメラーゼ反応を行い、患者の血液や組織中のウイルスRNAを測定することも推奨される。抗ウイルス抗体の測定にはRNHA、RSCが用いられる。WHOの勧告によると、流行地域の発熱患者において、IgGが1:512以上の力価で存在し、同時にIgMが検出された場合、「ラッサ熱」の予備診断がなされる。
予防現在、ラッサ熱のヒトからヒトへの感染リスクを減らす唯一の有効な手段は検疫である。ラッサ熱が疑われる患者は監視され、少なくとも30日間は隔離箱に入れられ、スタッフは防護服を着て働く。接触者は17日間医学的に監視される。
ウイルスの自然宿主であるげっ歯類の駆除は、アウトブレイク時に行うか、ヒトからラッサウイルスに対する抗体が検出された地域では予防措置として用いる。
ラッサ熱患者を流行地域外に輸送すべきではない。感染の拡大を防ぐため、アフリカのラッサ熱流行国から到着した、または17日以内に確認された原因不明の発熱を持つすべての人を隔離し、診断のために特別な病院に送るべきである。
4.3 カテゴリーBの生物学的病原体とそれらが引き起こす疾患
4.3.1 リケッチア属。チフス
チフス(発疹チフス)は、血管内皮の破壊的変化と全身性の血栓性血管炎の発症を伴う人獣共通感染症であり、ヒトのみが罹患し、媒介感染によって伝播する。発熱、中毒、発疹、腸チフス様症状、神経系および心臓血管系の急性障害が特徴である。
歴史と分布歴史上初めてチフスが流行したのは16世紀のスペインである。30年戦争(1618~1648)の間、この病気はヨーロッパ全土に広がった。1812/13年の冬、フランスがロシアから撤退した際、ナポレオン軍でチフスが大流行した。同時にプロイセンでは、1年間に20万人がチフスで死亡した。クリミア戦争(1853~1856)では約2万人の兵士が、露土戦争(1877~1878)では約1万6千人のロシア人がチフスで死亡した。第一次世界大戦では、伝染病がセルビア軍を席巻し、3カ月で5万人の兵士が減少した。総損失は315,000人に達した。最悪のチフスの流行は、ソビエト・ロシア内戦(1918-1920)中に起こった。約2500万人が罹患し、うち200万人以上が死亡した。
チフスを独立した病気に分離したのは、ロシアの医師J.シチロフスキー(1811)、J.ゴヴォーロフ(1812)、I.フランク(1855)が最初である。臨床症状による腸チフスとチフスの区別は、イギリスではT.マーチソン(1862)、ドイツではW.グリージンガー(1887)、ロシアではT.マーチソンによってなされた。GriesingerとロシアではS.Botkinによって報告されている(1867)。チフスの伝染におけるシラミの役割は、1909年にN.F.ガマレヤによって初めて確立された。 この病気の研究の歴史は、他の多くの病気と同様に、劇的な出来事と関連している。例えば、O.O.モフトコフスキーとG.N.ミンは、チフス患者の血液の伝染性についての仮説を検証している最中にチフスで死亡した。
現在、先進国ではチフスはほとんど発生しておらず、主にアジア、アフリカ、ラテンアメリカの発展途上国で患者が報告されている。罹患率の流行は通常、社会的大災害や緊急事態(戦争、飢饉、荒廃、自然災害、人口移動の増加など)を背景に、チフスの集団感染が発生したときに見られる。
病原体リケッチア科にはリケッチア属とオリエンチア属の2つの属がある。リケッチア属には22種が含まれ、ダニ媒介性斑点熱(BTF)とチフス熱(TF)の2つのグループに分類される。流行性のシラミ媒介性チフスやブリル病の原因菌であるR. prowazekiiと、流行性(ネズミまたはノミ媒介性)チフスの原因菌であるR. typhiはNT群に属し、残りの18種はCPT群に属している[107]。
発疹チフスの原因菌はグラム陰性不動桿菌であるR. prowazekiiであり、偏性桿菌である。prowazekiiは偏性細胞内寄生虫である。細胞質はリケッチア属の代表菌にとっては生態学的微小器官として機能し、ダニ媒介性斑点熱グループのリケッチアにとっては真核細胞の核でもあり、そこで繁殖する。チフス病原体には鞭毛もカプセルもないが、マイクロカプセルとフィンブリアがある。運動性は鞭毛様形成物(アクチン尾部)の存在と関連している。[107, 155]。
R. prowazekiiはニワトリ胚の卵黄嚢、組織培養、マウスの肺でよく培養される[107]。一般に、R. prowazekiiはリケッチアの中で最も病原性が強いと認識されているため、発疹チフスは治療を受けても高い死亡率を伴う。チフス病原体はエンドトキシンとヘモリシンを含む。リケッチア菌の主な抗原複合体は、グループ特異的耐熱性リポ多糖複合体と2つの保護表面タンパク質rOmpAとrOmpBである。これらのリケッチア外膜タンパク質は、種によって分子量が異なるという特徴がある。リケッチア蛋白質には種特異的、亜種特異的、亜群特異的な抗原決定基が存在するため、ほとんどのリケッチアを区別することが可能である。ツツガムシ病菌やチフス病菌では、rOmpBはアドヘシンとしての性質を持つ[107]。リケッチアはDNAとRNAの両方が存在することで細菌と関連している。リケッチア菌は高温にはあまり強くない。56℃では10分、100℃では30秒で死滅する。シラミの糞便中では、リケッチアは3カ月間生存可能である。クロラミン、ホルマリン、ライゾールなどの消毒剤によく反応する(図412のA)。(図412のA)。脂肪溶媒(アルコール、エーテル、クロロホルム)で速やかに死滅する。
リケッチア・プロワゼカはテトラサイクリン、クロラムフェニコール(レボマイセチン)、リファンピシン、フルオロキノロンに感受性がある。
R. prowazekiiのゲノムは完全に解読されている。834の遺伝子、112万ヌクレオチド対が含まれている[155]。
疫学チフスの感染源は病人であり、潜伏期間の最終日から体温正常化後7~8日目までである。感染はシラミ(通常はアタマジラミ、頻度は低い)を介して伝播する。シラミは病人の血を吸った後、5~7日で感染し、その後一生(40~45日)感染し続ける。病原体はシラミの胃に侵入し、そこで増殖して上皮を破壊し、媒介者を死に至らしめる(不完全適応)。シラミは罹患した宿主を離れ、別の宿主に移る。シラミは吸血しながら大量のリケッチアを皮膚に排泄する。シラミに咬まれた部位に傷ができ、皮膚を掻いた人は知らず知らずのうちにリケッチアを含むシラミの糞便を皮膚に擦り込んでしまう。乾燥したシラミの糞が目の結膜に付着し、それを吸入することによって呼吸器感染することもあるし、輸血によって病原体が感染することもある。病人はプロバセック・リケッチアを分泌物とともに排泄することはない。チフスに対する自然感受性は高い。
発病後、長期にわたる免疫が形成されるが、この免疫は無菌性であることがあり、これに関連して、生存者の一部(最大10%)では、数ヵ月から数十年後に免疫の低下とともにチフスを繰り返す(再発性)-ブリル病(ブリル-ジンザー病)-が起こることがある。
冬から春にかけて罹患率が高くなる季節性があり、これは寒い季節の暖かい衣服の着用や人々の混雑が媒介虫の活性化を引き起こすためである;罹患率のピークは1月から3月である。
病原体である。リケッチアは血液中に入ると、ヒトの様々な臓器や組織に広がる。病原体が分解されると、血液中にエンドトキシンを放出し、これが血管に作用して生体に毒性を及ぼす。
図412 細胞培養におけるリケッチアの繁殖(A)[285]、チフス患者の発疹(B)[3]。
R. prowazekiiはリケッチアの中で最も病原性が高い。R. prowazekiiは内皮細胞に非常に大量に蓄積し、その機械的破裂を引き起こす。R. prowazekiiはゲノムに機能的な遺伝子を持たず、細胞内で生きるように適応していると考えられている(図412のA)。
クリニック病原体の最も頻繁な侵入口は皮膚であるが、粘膜からの感染も可能である。リケッチア菌は血管の上皮細胞で活発に増殖し、小局所浸潤を急速に生じる。発疹チフスには重症、中等症、軽症、無菌型がある。また、潜伏期、感染初期、感染ピーク期がある。
潜伏期は通常10~14日であるが、ごくまれに25日に及ぶこともある。
急性感染症は、発熱が長く続くこと、発病の最盛期にカゼ状皮疹、次いでカゼ-点状皮疹またはカゼ-丘疹状皮疹が出現すること(図412のB)、神経系および循環器系の急激な変化、腸チフス状態、合併症の存在によって示される。チフスでは、病原体の異質性と集団免疫の存在を含む住民の抵抗力の異質性の両方に関連した無菌および無症状の感染形態の存在が証明されている。
ブリル病は、内因性感染の再発として既感染者に発症する。臨床像は急性型と類似しているが、臨床症状はそれほど顕著ではない。ブリール病はシラミがいないときに発症し、流行に発展することはない。
チフス生存者には持続的な抗毒素および抗菌性免疫が形成される。しかし、場合によっては無菌であることもある。
治療チフスが疑われる場合は入院させ、体温が正常化するまでとその後5日間は安静にする。熱が下がってから7~8日目には起き上がることができる。厳重な安静は起立性虚脱の危険性が高い。
向精神薬として、テトラサイクリン系またはクロラムフェニコール系の抗生物質が用いられる。治療期間は、発熱期間中と体温正常化後2日間である。病原性薬物では、十分な量のビタミン、特に血管拡張作用のあるアスコルビン酸やP-ビタミン製剤の投与が必須である。血栓塞栓性合併症を予防するために、特にリスクグループにおいては、血栓性出血症候群の発症を防ぐために抗凝固薬(ヘパリン)を処方する必要がある。最新の抗生物質は非常に有効で、ほぼ100%の症例で感染を抑制する。まれに死亡する症例があるが、これは十分な治療が行われなかったためである。
検査診断。リケッチア菌の培養は複雑であるため、原則として原因菌の分離は行われない。
チフスの主な診断法(診断基準)は血清学的:RSC、RNHA、RA、RNIF、ELISA。RSCでは、1:160の力価が診断上信頼できると考えられている。RNGAは発病3~5日目に陽性となり、この方法の診断力価は1:1000である。凝集反応(RA)はRNHAと比較して感度が低く、診断力価は1:160である。RNIFとELISAでは特異的IgMとIgGが測定される。確実な診断のためには、複数の血清学的検査を並行して行う必要があり、通常はRSCとRNGAを用いる。
PCRはリケッチア・プロバーシア抗原の検出にも用いられる。PCR診断のための臨床検体としては、皮膚生検検体、末梢血リンパ球、酒、内皮細胞など、あらかじめDNAが抽出されたものが用いられる。チフス属、ダニ媒介性リケッチア属のリケッチアによる疾患のPCR診断には、属特異的、種特異的プライマーを含む様々な検査系が提案されている。
予防発疹チフスの予防には、シラミの駆除、発疹チフスの早期診断、発疹チフス患者の隔離と入院、病院の救急室での患者の入念な衛生管理、患者の衣服の消毒が重要である。
チフスに対する特異的予防法は、18歳から60歳まではE発疹ワクチンを接種する。
60歳の場合は、18歳から60歳の人に、マドリッドEワクチン株の生きたプロバセク・リケッチア菌の懸濁液を含むチフスE型混合ワクチンを接種する。このワクチンは1回の接種で、接種後15~30日で特異的免疫が形成される。このワクチンは、チフス感染の恐れがある状況で疫学的な指示に従い、またプロバセック・リケッチア菌を扱う実験室職員を保護するために使用される。
感染中心地では、患者の衛生的治療、寝具、衣類、リネンの室内消毒が行われる。接触者は25日間監視される。臨床診断が困難であること、チフスは発熱を伴う他の多くの病気と類似していること、各症例を適時に診断する必要があることから、5日以上発熱のある患者はすべて、チフスの血清学的検査を2回(10~14日の間隔をおいて)受ける必要がある。
リケッチア Q熱
Q熱(Ku熱、コクシエル症、ニューモリケッチア症、オーストラリアKuリケッチア症、デリック・バーネット病、食肉処理場熱、バルカン熱、中央アジア熱、クイーンズランド熱、テルメズ熱、英語. – Q熱)は、突然の発症、全身中毒、発熱、頻発する肺障害を特徴とし、致死的となる可能性のある全身性の急性自然発症のサプロゾア症である。
歴史と分布 Q熱の原因菌であるCoxiella burnetiiは、1937年にオーストラリアの科学者E. Derrickによって発見された。デリックは1937年に [139]. 彼は病名をQ熱(querry – 不明)と命名した。1952年、M.P.チュマコフ(M.P. Chumakov)は、長い間医師たちに知られていたテルメズ熱または中央アジア熱の病因を解読した。彼はテルメズでT.A.シフーリンが患者の血液から分離した病原体をベルネットリケッチアと同定した。
Q熱は世界の多くの国で蔓延している。その地理的範囲は広く、地球の大陸部の広い範囲をカバーしている。[87]。ソ連では1957年から1985年まで、年間350人から1477人がこの病気に罹患した。ロシアの73の行政単位のうち、この病気は50で登録されていた。北方地域(ムルマンスク州、アルハンゲリスク州、マガダン州など)でのみ発病が確認されなかったが、これはこれらの地域の家畜の数が少ないためである。現在のところ発症率は低く、年間約500~600例が登録されている。
病原体 Q熱の原因菌は披針形の小さなグラム陰性多形リケッチアであり、球菌、桿菌、長いフィラメントの形をしている。原生動物や多細胞生物のマクロファージ細胞に寄生する。抗生物質の影響下で、これらの微生物は濾過可能な形態を形成し、これがプロセスの慢性化に寄与する。リケッチアはニワトリ胚の卵黄嚢で繁殖する。ヒトの体内では細胞の細胞質内にのみ生息する。Q熱の原因菌は外部環境では極めて安定している。ダニ媒介動物の乾燥糞便中では2年、乾燥尿中や血液中では6カ月間持続する。牛乳中では4℃で2年間活性を保つ。ケフィア、乳清、凝乳、肉では30日間(塩漬けでは90日間)、チーズでは25日間生存する。低温はリケッチアに対して保存効果があり、特に-20℃から-70℃である。
リケッチア・バーネティはテトラサイクリン系の抗生物質およびレボマイセチンに感受性がある。
疫学。自然界では96種の野生温血動物が病原体の貯蔵庫となっている。60種以上の小型哺乳類(主にげっ歯類)、約50種の鳥類、70種以上のマダニである。マダニの場合、感染は無症状で長期間持続する。25種のマダニでリケッチアの経気道感染が確認されている。病原体は媒介感染と空気感染によって伝播する。
人為的病巣では、家畜(大小の家畜など)が感染源となる。家畜は感染したマダニから自然病巣で感染し、また病気の家畜と一緒に飼育されることで感染する。牛は乳、尿、糞便、羊水、胎盤とともにリケッチアを排泄する。ヒトは病気の動物と接触することにより、空気感染、消化器感染、接触感染、感染性感染という異なる経路で感染する。感染経路は、空気感染と消化器感染によるものが主流である。病人から健常人への感染はない。Q熱に対するヒトの感受性は普遍的であるが、必ずしも臨床的に発病するわけではなく、原因菌の投与量にもよる(表42)。
表42 モルモットおよびヒトがC. burnetiiに吸入暴露された場合の最小感染量 [327例]。
病態。感染経路によって、感染経路は呼吸器、消化器、皮膚と大きく異なる。また、感染経路によって臨床経過もある程度左右される。空気感染ではほとんどの場合、呼吸器に顕著な変化が起こるが、消化器感染ではまれである。感染経路や局所の炎症性変化にかかわらず、リケッチアは常に血液に入る。リケッチアは血管内皮で増殖し、全身中毒を引き起こす。病原体が侵入した部位の皮膚には一次感染は起こらない。リケッチアの増殖は血管内皮だけでなく、網内皮系の組織球やマクロファージでも起こる。この点がバーネット型リケッチアと血管内皮で増殖する他のリケッチアとの違いである。加えて、バーネットリケッチアは人体内に長期間とどまることができるため、一部の患者ではCu熱が長期化・慢性化する傾向がある。このような病型では、顕著なアレルギー性転化がみられる。移された病気は持続的な免疫を残す。
診療所 Q熱は急性型、亜急性型、慢性型がある。経過には、潜伏期、初期、発熱期、回復期がある。潜伏期間は3〜30日(平均19〜20日)である。この疾患は非定型肺炎に分類される。患者は病院の感染症科に入院する。肺病変のある患者は別の病棟またはボックスに隔離される。
この病気は突然始まり、39〜40℃の急激な体温上昇、悪寒、発汗、激しい頭痛、筋肉痛、関節痛、著明な脱力感、不眠を伴う。顔面の虚血、咽頭粘膜の充血、強膜や結膜の血管の注入がしばしば観察される。時に、バラ状または斑点状の丘疹状の発疹がみられる。心臓では、消音、徐脈、中等度の動脈性低血圧がみられる。初期は7-9日間続く。数日後、体温は低下し、発熱の第二波が来るまでの短期間は発熱以下の値に保たれる。
病気の最盛期には、呼吸器障害の徴候が支配的になり始め、気管炎、気管支炎、非定型肺炎の像が現れる。肺炎が進行すると、咳は漿液性の膿性痰で湿ったものとなり、時には血液が混じることもある。呼吸困難があり、乾いた、あまり多くはないが湿った細かい泡のようなラ音が聞こえる。発熱を伴う肺炎の経過は、Cuは慢性の経過をとり、臨床的およびX線学的徴候の消失は緩徐である。
回復期には、体温が徐々に低下し、患者の健康状態が改善し、主な臨床症状が消失する。無力症候群が長引き、運動能力の回復は遅い。亜急性期は1~3カ月で、通常は軽度または中等度の経過をとり、体温は波のようにわずかに上昇する。慢性型は、しばしば再発を繰り返し、緩慢な経過が数ヵ月から1年以上続くのが特徴である。
慢性熱を治療しない場合、心内膜炎や血管感染症で死に至ることが多い。この熱による心内膜炎の治療を受けた患者の10年死亡率は約19%である。
この病気の合併症には、心内膜炎、肝炎、脳症、心筋炎、関節炎、慢性疲労症候群などがある。
本疾患後の免疫は持続的で長期間持続する。
治療法向精神薬としては、テトラサイクリンを8-10日間静脈内投与する。
10日間、ドキシサイクリン、ビタミン複合体、抗ヒスタミン薬を投与する。回復期患者は、臨床的に完全に回復した後に退院するが、3~6カ月間は診療所で経過を観察する。
検査診断 Q熱の検査室診断法を以下に示す。
表43 Q熱の臨床検査診断
方法
目的
使用する検査
形態学的検査
病原体の形態学的構造の検出
プレパラートのロマノフスキー・ギムザ染色など
培養
病原体の分離
ニワトリ胚およびモルモットへの感染
免疫学的検査
血液中の抗体の検出:第II相のAGと第I相のAGに対して
RIF、RSC
血液、尿中の抗原の検出
喀痰
ELISA法
分子生物学的検査
特異的塩基配列の検出
16-235p RNA遺伝子、プラスミドQ p H1 C.burnet.のプライマーを用いたPCR。
予防 14~60歳のリスクグループには、鶏胚の卵黄嚢で培養したコクシエラ(Coxiella burnetii)の弱毒株M-44を凍結乾燥懸濁液にしたQ熱ワクチン-M-44 live dry cutaneous(ロシア)を用いてQ熱ワクチンを接種する。再接種は1年後に経皮的に1回行われる。1回のワクチン注射で、ワクチン接種後3~4週間後に特異的免疫が発現し、少なくとも1年間持続する。
流行地では適切な予防措置がとられる。
生物兵器としてのリケッチア敵対者は、チフス、Q熱、ロッキー山紅斑熱、ツツガムシ病の原因菌であるリケッチアを生物兵器として使用し、空気を汚染したり(リケッチア散布)、感染したシラミやダニを拡散させることができる。リケッチア菌は環境中に残留するため、長期間にわたって生活用品に付着し、空気中の飛沫によって感染する可能性がある。リケッチア症は速やかに治療を行っても、早期完治を保証するものではない。患者は感染過程で多くの臓器を巻き込み、合併症や再発を起こし、経過が長期化する。このようなことから、リケッチア症は生物兵器として好都合である。
Q熱の原因菌であるC.burnetiaeは、ヒトへの感染量が1〜10個と少ないこと、乾燥に強いことなどから、潜在的な生物兵器としての地位を獲得した。軍事専門家はC. burnetiiをカプセル化BAとみなしており、1950年代から軍事生物プログラムの一環として米国で研究されてきた。
4.3.2 ブルクホルデリア(Burkholderia)。メリオイドーシスと樹液
メリオイドーシス(偽スムット、ホイットモア病)およびスマットは、敗血症と様々な臓器や組織における特異的肉芽腫や膿瘍の形成を伴う重篤な人獣共通感染症である。
発見と伝播 1912年、イギリスの病理学者A. Whitmoreは、敗血症の徴候があり、肝臓と脾臓に多発性の膿瘍を有するヒトの死体を解剖した際に、樹液の原因菌に類似した微生物を分離し、これをバチルス・シュードマレイ(Bacillus pseudomallei)と命名した[342, 343]。その後、A. StantonとW. Fletcherは、コレラに似た症状を示す動物(ウマ、ウサギ、ネコ、イヌ)およびヒトから樹液様桿菌を分離し、同様の疾患を報告した[320]。「メリオイドーシス」(ロバ病)という名称は、1921年の極東熱帯医学会第4回大会で正式に採用された[320]。
その後、遺伝子型研究の結果に基づいて、約30種の細菌を含む独立したバークホルデリア属が分離され、B. pseudomalleiに加えて、系統学的に近い種のB. malleiとB. thailandensisが含まれる[44, 45]。
長い間、メリオイドーシスは東南アジアの湿度の高い亜熱帯地域だけに固有の病気であるという考えが強かった。オーストラリア、チリ、エルサルバドル、フランス、イタリア、アフリカ諸国、中東におけるヒトや動物の疾患、外部環境からのB. pseudomallei(ウィットモア桿菌)培養物の分離は、温帯気候の国々に病原体が輸入された場合の問題の深刻さ、診断、治療がほとんど予測できない結果をもたらすことを示した。スカンジナビアを含む西ヨーロッパの実質的にすべての国で、流行地域に観光客や専門家として旅行した人の間で、メリオイドーシスの症例が登録されている。東南アジアの多くの国々では、メリオイドーシスはすべての感染症の中で死亡率の点で支配的な病名である。[184]。
サパに関しては、この病気は古代から知られていた。18世紀には、病気の馬からの樹液による人への感染が初めて報告された。1882年、ルーマニアの科学者V. Babecが初めて病人の膿と組織切片からこの菌(後にBurkholderia malleiと呼ばれる)を発見した。その1年後、F.レフラーによって、樹液で死んだ馬から採取した材料から病原体の培養液が分離された。1891年、ロシアの獣医師H.I.ゲルマンとO.I.カルニングが互いに独立して、マレイン標本による樹液の診断を開発し、現在も世界中で広く用いられている。
ヒトでは、メリオイドーシスは主に熱帯地方で散発的に発生し、インドシナ半島の国々で多く見られる。この病気は東南アジア、南アジア、オーストラリア北部、中央アメリカの他の地域でも報告されている。同じ地域だけでなく、アフリカのいくつかの国(ナイジェリア、ボルタ上流)、マダガスカル、アンティル諸島でも、家畜や野生動物にメリオイドーシスの病気が発見されており、時にはエピズート(伝染病)の形をとっている。第二次世界大戦後、アメリカ、イギリス、フランス、オランダで、東南アジアからの帰還者の間で慢性型のメリオイドーシスが発生した。イランでは肺障害を伴うメリオイドーシスの症例が報告されている。ソ連ではメリオイドーシスの症例は登録されていない。
予防措置と、この感染症の主な感染源である馬の頭数の減少により、世界中の動物におけるSapの発生率を激減させることができた。しかし、ここ数十年、この病気は、偶蹄類を繁殖・使用する大規模な畜産農場に大きな経済的損失を与え続けている[15]。ヒトのサパ症例はまれで、主にトルコ、イラン、アラブ首長国連邦、アフガニスタン、トルコ、インド、中国、モンゴル、フィリピン、中国、アラブ首長国連邦、アフリカとラテンアメリカの国々である。[159]。タイとオーストラリアはメリオイドーシスのハイプレンデミックである。[205]。
ロシアでは、樹液の最後の発生は第二次世界大戦中に登録された。ソ連領内では、サップは完全に根絶されたと考えられていた。しかし、1985年、ブリヤートASSRのウランウデにあるヴォルゴグラード抗疫疫研究所の職員が、モンゴルから輸入された馬から原因菌を分離した。
発症は散発的である。B. malleiは実験室条件下では非常に危険であり、これは多くのサパ研究者の悲劇的な経験によって確認されている。
ロシアでは、旧ソ連諸国と同様に、メリオイドーシスの信頼できる症例は今のところ登録されていないが、近隣地域(イラン、トルコ、中国)に流行病巣が存在すること、東南アジア、中央アメリカ、アフリカの国々との経済的・文化的な交流が盛んであることから、わが国の医療・獣医サービスは、この疾患の可能性のある症例に警戒する必要がある。現在、メリオイドーシスはすべての感染症の中で、死亡率の点で支配的な病態である。
疫学 B. malleiとB. pseudomalleiはSapとmelioidosisという病気を引き起こすが、これらは独立した病名として認められている[15]。メリオイドーシス病原体の自然貯蔵庫は、土壌、水、罹患動物の排泄物で汚染された環境である。サパ病原体の主な保菌者はウマ、ラバ、ロバなどで、ラクダ、ネコ科動物(ライオン、ヒョウ、トラ、ヒョウ)、ヒトも発病することがある。
メリオイドーシスと樹液がヒトに感染する主なメカニズムは、接触、エアロゾル、そして頻度は低いが食物である。感染した動物は尿、糞便、傷口から病原体を排泄し、環境物を汚染する。メリオイドーシスの病原菌は土壌や水中に長期間残留する。B. malleiは外部環境ではあまり抵抗力を持たないが、水中や湿った土壌、患者の排泄物や動物の死体など、好条件下では1.5カ月間生存し続けることができる。人への感染は、傷ついた皮膚や粘膜が感染した水や土壌に接触することによって起こる。よりまれな感染経路は、主に動物における消化管からの感染である。[63]。
自然界では、メリオイドーシス病原体は植物と水の界面にある植物上のバイオフィルムや、土壌原虫のファゴソーム内に生息している。後者の場合、病原体集団が持続するだけでなく、病原性も増大する。[65, 104]。
メリオイドーシスと樹液の原因菌であるB. pseudomalleiとB. malleiは、シュードモナス科、バークホルデリア属に属し、大きさは0.5~0.8~2.0~6.0 µmで、末端が丸いグラム陰性桿菌である。球菌型や糸状菌型も存在する。メリオイドーシス病原体は、数本の鞭毛の存在により運動性を示す。サパ病原体には不動性の変異体がある。メリオイドーシス病原体は温度依存性の通性好気性菌で、グリセロールを含む単純栄養培地上で37℃で増殖する(図412のA)。樹液病原体とは異なり、B. pseudomalleiは42℃で増殖できる。栄養密度の高い培地上では、メリオイドーシス病原体のコロニーはS型からR型に解離するが、樹液病原体は容易にL型に変化する。
図412 B. malleiはメリオイドーシスの原因菌である(A)[285]。樹液の皮膚症状:前腕および手の皮膚の広範な潰瘍形成と落屑;組織は浮腫性および出血性である(B)[26]。
メリオイドーシスの原因菌の抗原構造は複雑である。鞭毛抗原(H)、体細胞抗原(O)、莢膜抗原(K)、粘膜抗原(M)が同定されている。サパ菌には2種類の抗原がある:1つは非特異的で、メリオイドーシスとサパ病原体に共通、もう1つはサパ病原体のみに特徴的(特異的、種特異的)である。
病因。両方の感染症の病原体の入り口は、傷ついた皮膚や粘膜である。血行性およびリンパ行性経路で体内に侵入した微生物は、肺や他の臓器に侵入する。病原体が局在する場所では肉芽腫が形成され、皮膚や粘膜では縁が裂けた潰瘍が形成される。内毒素(LPS)は樹液およびメリオイドーシス病原体の主要な病原因子である。サパ菌とメリオイドーシス菌の病原因子は、病原体のリンパ節への付着と侵入、そして血液への侵入と関連している。肺はしばしば侵され、肺硬化症、膿瘍、気管支拡張症が形成され、化膿性髄膜炎や脳膿瘍が発症することもある。病原体の抗原は遅延型過敏症を引き起こす。
臨床。メリオイドーシスの症状は多様である。コレラやペストの敗血症型、結核に類似しているが、後者に特徴的な肺上葉の選択性はない;リンパ節、皮下組織、筋肉、骨、関節に局所的で治癒しない長い膿瘍ができる。
メリオイドーシスの潜伏期間は2~24日で、時には数ヵ月から数年に延長することもある。メリオイドーシスの臨床型は急性、亜急性、肺性、慢性に分けられる。急性型は突然発症し、悪寒、39〜40℃までの体温上昇、関節や筋肉、腹部の痛み、激しい頭痛、嘔吐、脱水症状を伴う下痢を伴う。患者は感染毒性ショックで死亡するが、これは発病後数日で発症する(図412のB)。
亜急性型のメリオイドーシスは中等度の中毒を伴う敗血症として進行する。肺に膿瘍を形成することが多い。様々な臓器や組織に化膿性の炎症巣ができ、蓄膿症、腹膜炎、関節炎、腎盂腎炎、膀胱炎、骨髄炎、髄膜脳炎を起こす。向精神薬による治療がなければ、死亡率は90-95%以上に達する。
肺メリオイドーシスの特徴は、亜急性発症、急性発症は少ないが、高体温、血痰を伴う咳、胸痛である。膿瘍、化膿性胸膜炎を伴う重症肺炎を呈する。X線像は結核や肺真菌症を思わせる。
メリオイドーシスは、発熱期間が短く、特異的な症状は認められないが、罹患後に血液中にメリオイドーシスに対する抗体が検出される。潜伏型は、メリオイドーシス流行地域で患者を診察したとき、あるいは増悪期にメリオイドーシスに特徴的な症状が現れたときに診断される。
樹液は急性型と慢性型がある。急性型は約20日間続き、患者の死亡で終わる。病気は悪寒、体温上昇、頭痛、疲労感、関節痛、筋肉痛で急性に始まる。病原体が侵入した部位に暗赤色の丘疹ができ、すぐに膿疱に変わり、潰瘍化する。その後、感染が汎化すると、複数の膿疱が出現し、そのほとんどが潰瘍化する。膿疱性潰瘍はクレーター状で、特徴的な油性の底を持ち、壊死する膿疱性小結節の花冠に囲まれている。顔面、前腕および手の皮膚が特に侵される。皮膚の広範な潰瘍形成と落屑が特徴的で、組織は浮腫状で出血性である。鼻から血の混じった分泌物が出る。その後、臓器、特に肺、筋肉、軟骨、骨に浸潤する。膿瘍や深部浸潤が形成され、その後に膿性の融解が起こる。慢性型は何年も続くことがある。顔面浮腫、臭い鼻水、全身への膿疱の出現、関節痛などの症状が現れる。適切な治療を受ければ、このような患者は何年も生きることができる。
メリオイドーシスの治療が不十分な場合の致死率は90%に達し、病院内で最新の薬剤を使用した場合の致死率は19%(オーストラリア)から51%(タイ)である。
治療メリオイドーシスの原因菌が分離された場合、病原菌はほとんどの既知の抗生物質に対して高い耐性を示すため、抗生物質プログラムを迅速に決定する必要がある。[46]。この場合に最も有効な化学療法剤は、テトラサイクリン系、第三世代セファロスポリン系、カルバペネム系、一部のキノロン系、コトリモキサゾールである。特別な治療レジメンも開発されている。
サパの治療では、スルホンアミド系薬剤を1カ月間使用する。抗生物質(ペニシリン、ストレプトマイシン)が適応となる。同時にマレインが投与される。重症の場合は、ヘモデス、レオポリグルシン、ビタミン療法、対症療法が行われる。限局型では外科的治療が行われる。
研究室での診断。鼻汁、潰瘍の化膿性剥離液、皮下膿瘍やリンパ節の穿刺、血液、喀痰、最も顕著な病理学的・解剖学的変化のある死体臓器からのサンプルなどを無菌的に採取する。他の病原体を除外するために、グラム染色およびロマノフスキー・ギムザ染色した塗抹標本を顕微鏡検査する。診断には細菌学的および血清学的方法、PCR法、ELISA法、動物バイオアッセイ法が用いられる(図413)。
血液寒天培地やグリセロール培地に抗生物質(ネオマイシン)や静菌色素を加えて播種する。メリオイドーシス病原体を同定するための最も特徴的な特徴は、色の二極性、ブロス上でのコロニーの折りたたみとしわのあるフィルム、2%血液寒天培地での溶血、運動性、RIF陽性である。十分に感度の高い方法は、モルモットとゴールデンハムスターを用いた生物学的検査(陰嚢現象)である。メリオイドーシスの血清学的診断は補助的な意味しか持たない。凝集反応(診断力価1:640以上)、補体結合(診断力価1:20以上)、RNHAが用いられる。メリオイジンによる皮膚アレルギーテストは、獣医学的診療および慢性型の診断にのみ使用される。
図413に樹液の検査診断法を示す。4.13.
図413 樹液検査診断の概略図
予防病原体の摂取を予防する(食物と水の熱処理、傷の適時治療、立水浴の禁止)。メリオイドーシスは実質的に非伝染性であるにもかかわらず、病型によっては患者が大量の微生物を環境中に放出するため、患者を別々の病棟に入院させることが推奨される。糞便、尿、使用済みドレッシング材の消毒も定期的に行うべきである。
樹液感染の予防には、樹液感染の疑いのある動物を世話する際の個人的保護(保護服、手袋、マスク、ゴーグルの着用)、これらの動物が飼育されている場所の消毒、病気の動物との接触禁止などの規則を守ることが非常に重要である。弱毒株や防御抗原を基に開発されたメリオイドーシスに対するワクチンは効果が低く、空気感染の場合には全く役に立たない[46]。したがって、樹液およびメリオイドーシスに対するワクチン接種はない。
潜在的生物兵器としてのメリオイドーシスとサパ病原体。ロシア、イギリス、アメリカ、カナダの特に危険な細菌性病原体の国家分類システムにおいて、メリオイドーシスとサパ病原体は、ヒトに対する危険度の点で主要なグループに含まれている。病状の重篤さ、抗菌薬に対する病原菌の耐性、有効なワクチンの欠如、空気汚染の可能性などが、樹液およびメリオイドーシス病原菌を病原性グループIIの病原体に含める根拠となった、
生物兵器として使用する根拠となった。専門家によれば、B. pseudomalleiとB. malleiは潜在的なバイオテロリズムの病原体である[12, 46, 184]。
4.3.3 ブルセラ症
ブルセラ症は、人獣共通感染症のひとつで、病気の動物からヒトに感染する急性多系統感染症およびアレルギー疾患である。長引く発熱、筋骨格系、循環器系、神経系、泌尿生殖器系、その他の器官の障害、慢性化傾向が特徴である。
歴史と分布ブルセラ病は、医学および獣医学上の公衆衛生における世界的な問題である。[38]。ヒトにおけるブルセラ症の研究は、1859年にマルタ島でブルセラ症を観察したJ.マーストンによって始められた。このことから、この病気は「マルタ熱」と名付けられた。1886年、D.ブルースが死亡者の脾臓から微生物を発見し、Micrococcus melitensisと命名した。ヤギとヒツジが主な保菌者であり、その乳を飲むことで感染することがわかった。1897年、B. ngとB. Striboltが牛の伝染性流産の原因菌であるBacterium abortus bovisを発見し、1914年にはD. トラウムは豚の感染性流産の原因菌である水牛流産菌を発見した。
1916年から1918年にかけては、A. IvensはM. melitensisとB. abortus bovisの性質の比較研究を行い、多くの性質において両者に違いがないことを示した。そして、これらの病原体を1つのグループにまとめ、ブルース博士に敬意を表してブルセラ(Brucellae)と命名することが提案された。1929年、I. HeddlesonはこのグループにB. abortus suisを加え、ブルセラ属を3種-Br. melitensis(ヤギ-ヒツジ型)、Br. abortus bovis(ウシの流産の原因菌)、Br.abortus suis(ブタの流産の原因菌)-に分けることを提案した。1970年には、Br.ovis(精巣上体炎に罹患した雄羊から分離)、Br.neotomae(薮ネズミから分離)、Br.canis(猟犬から分離)の3種がブルセラ属に追加された。
革命前のロシアでは、ブルセラ病はトルクメニスタンでは「ヤギ熱」として知られていた。1912年、A.A.クラムニクによってアシガバートで最初の症例が確認された。ソビエト時代には、ブルセラ病はヤマールのトナカイの群れの50%にまで感染した。野生個体に感染した家畜のトナカイは子孫を残すことができなかった。トナカイの肉は食用に適さず、トナカイの皮も伝染し、焼かなければならなかった。このような不合理な遅れにもかかわらず、ワクチンは感染の拡大を食い止めるのに役立った。食い止めることはできたが、打ち負かすことはできなかった。
ブルセラ病は現在155カ国に広がっている。イギリス、日本、ノルウェー、チェコスロバキアはこの感染症のほぼ完全な撲滅を達成している。しかし、ロシアを含む多くの国では、伝染病の状況を確実に管理するための十分な資源がない。
最も好ましくないブルセラ症の状況は、毎年、北コーカサス、シベリアおよび南部連邦地区で観察される[70]。
ブルセラ病の原因菌。ブルセラ症の原因菌はブルセラ科ブルセラ属である。ヒトのブルセラ症は、B. melitensis、B. abortus、B. suis、B. canisの4種のブルセラ菌によって引き起こされる。最も一般的な原因はBrucella melitensisで、3つのバイオタイプに分類される。主な宿主はヒツジとヤギである。9つの生物型に代表されるBrucella abortusはやや少なく、主な宿主はウシである。3番目のBrucella種であるBrucella suisには4つのバイオタイプがある。主な宿主はブタ(1〜3型)、ノウサギ(2型)、トナカイ(4型)である。近年、Brucella canisによる疾病の診断が増加している。この微生物の主な宿主はイヌである。[62]。
ブルセラ菌は顕著な多型性を特徴とし、球形、楕円形、棒状がある。大きさは球菌が0.3~0.6µm、桿菌が0.6~2.5µmである。胞子を形成せず、鞭毛を持たず、グラム陰性である。複雑な栄養培地上ではゆっくりと増殖する。ブルセラ菌は厳格な好気性菌である。至適温度は37℃、至適pHは6.6〜7.4である。栄養培地上では要求性が高い。播種は通常、5%血液寒天培地(雄羊の血液入り)またはハドルソンの肝臓寒天培地で行う。
ブルセラ菌は細胞内寄生虫であり、抗原的に均一で、内毒素を含む。S型からK型、L型へと変化する(図414のA)。
ブルセラ菌は環境中で安定である。水中では2カ月以上、牛乳中では40日、ブリンザ中では2カ月、生肉中では3カ月、塩漬け肉中では30日、羊毛中では4カ月生存する。煮沸すると即死し、消毒剤、テトラサイクリン系抗生物質、アミノグリコシド系抗生物質、リファンピシン、エリスロマイシンに感受性がある。
ブルセラ菌の抗原構造は、体細胞性のO-抗原と莢膜性のK-抗原に代表される。O-抗原にはA(abortus)とM(melitensis)の2種類がある。病原性因子は高い侵襲活性を持つエンドトキシンと侵襲酵素の一つであるヒアルロニダーゼである。ブルセラ菌の接着性は外膜タンパク質に関係している。
疫学ブルセラ病病原体の貯蔵庫および感染源は家畜および牛であり、地域によってはシカである。病人は感染しない。ブルセラ症に感染した動物は、乳、尿、糞便とともにブルセラ菌を排泄する。特に流産した胎児、羊水、胎盤には多くの病原体が含まれている。感染機序は糞口感染で、感染経路は主に食物感染である。感染要因としては、生乳や乳製品、肉、羊毛、皮膚、胎盤、病気の動物の排泄物などが挙げられる。病原体に汚染された手を介した接触感染も珍しくない。ブルセラ菌は皮膚、呼吸器粘膜、汚れた手で運ばれた結膜から体内に侵入する。病原体を含む羊毛、糞尿、敷料、土壌から空気中の塵埃によって感染する可能性もある。この感染経路はテロ攻撃において非常に危険である。ブルセラ症の実験室内感染例は、このような病気が非常に深刻であることを示している。
平時には、ブルセラ病は職業的な性格が顕著で、主に畜産業や動物原料から製品を加工する企業の労働者が罹患する。
ロシアでは、ブルセラ病対策は国家命令で実施されている。そのため、わが国の多くの地域では、家畜と人間におけるブルセラ症の発生は完全になくなっている。
ロシアのアジア地域、カザフスタン、トランスコーカサス、アジア、アフリカ、南米の多くの国々では、ブルセラ症は限界的な病理として重要性を保っている。
ブルセラ病に対する自然感受性は高く、性別や年齢に依存しないが、病原体の種類に依存する。ヤギ-ヒツジ型ブルセラ症の病巣では感染者全員が発病するが、ウシ型ブルセラ症の病巣では感染者20人のうち1人が発病する。
病因は以下の通りである。ブルセラ菌は粘膜や損傷した皮膚から体内に侵入し、まず局所のリンパ節に入り、そこで結核性肉芽腫に似た肉芽腫が形成され、次に血液に入り、全身に広がって網内皮系の臓器(肝臓、脾臓、骨髄)に浸潤する。そこで長期間滞留し、再び血液中に流入する。微生物が死滅するとエンドトキシンが放出され、中毒を引き起こす。心臓血管系は特徴的に侵される(血栓性静脈炎、心内膜炎、心膜炎)。腎臓病変も報告されている。病気が長引くと、血管周囲浸潤や肉芽腫の形成により中枢神経系が侵されることがある。疾患は時に1-2年以上に及ぶ。永続的な後遺症が障害につながることもある。妊婦の場合、ブルセラ症は自然流産を引き起こすことがある。
診療所ブルセラ症の潜伏期間は通常1~6週間である。長引く発熱、悪寒、発汗、関節痛、坐骨神経痛が特徴である。約6カ月後、様々な臓器や器官の周期的な病変を伴う慢性活動型に移行することが多い。病態の寛解が長引く状態(数ヵ月から数)は、慢性不活性ブルセラ症と定義される。致死率は2%を超えない。急性期の死亡は敗血症、亜急性期および慢性期の死亡は多臓器不全によるものである。重症の場合、ブルセラ病は長期障害や一時的障害を引き起こすが、それでも通常は回復して終わる。
発病後、脆弱な細胞性-体液性、非滅菌性、相対免疫が形成され、これは6-9カ月持続する。ブルセラ症にかかったことのある人が、再びこの感染症にかかることは珍しくない。微生物は細網内皮の豊富な組織(骨髄、リンパ節、肝臓、脾臓)に留まる傾向があり、そこに特異的な肉芽腫性浸潤が生じる。後者は、関節周囲の緩い結合組織、被膜の外層、粘液嚢、靭帯、腱などにも好発部位があり、化膿を伴わない緻密な形成物である線維腫が出現する。より頻度の高い症状は、反応性のブルセラ症関節炎である(図414, B)。
図414 メリテンシス菌(A)[285]、ブルセラ症関節炎(B)[26]。
治療法広域抗生物質。死菌ワクチンやブルセリン(B.melitensis、B.abortus、B.suisのブロス培養の濾液)を加熱死菌させた特異的免疫療法を行う。急性型では、ブルセラ症免疫グロブリンを使用する。
検査診断。ヒトのブルセラ症の実験室診断には、細菌学的、血清学的、分子遺伝学的研究法およびアレルギー反応法が使用され、この病気の原因菌の培養物の分離、同定および鑑別、または研究対象の試料中の原因菌のDNAの存在の決定、またはブルセラ症感染の疑いのある患者および人の血液血清中の特異的抗体および抗原の決定が行われる。凝集反応(ライト反応)は、ブルセラ症診断の主要な方法のひとつである。MUK 4.2.3010-12によると、検査室での診断はいくつかの連続した段階からなる(図415)。
図415 ブルセラ病の検査室診断のスキーム [by 84].
予防抗生物質の効果が高いため、ワクチン療法はほとんど行われない。治療用ブルセラ病ワクチンは、ヒツジとウシのブルセラ菌を不活化(皮内投与用)または加熱死滅(静脈内投与用)させた懸濁液で、1ml中の微生物細胞数が正確に表示されたアンプルで製造されている。治療用ブルセラ病ワクチンの標準濃度は、ワクチン1ml中10億個の微生物細胞である。実用濃度は1ml中50万個である。ワクチンの皮下投与と皮内投与が最も一般的である。皮下ワクチンは、経過が悪化し、臨床症状が顕著な場合に投与される。ワクチン療法の重要な原則は、薬剤の投与量を個々に選択することである。反応の重症度はByrneテストの強さで判断する。皮下投与は1,000万~5,000万個の微生物細胞から開始されることが多い。局所および全身反応がなければ、翌日に増量したワクチンを投与する。治療には中等度の反応を起こす量を選択する。次のワクチン注射は、前回の注射の反応が消失するまで行わない。コース終了時の単回投与量は10-50億個に増量される。
皮内ワクチン療法はより穏やかである。この方法は代償期や潜伏型への移行期に用いられる。皮膚反応の重症度に応じて、ワクチンの希釈液を選択する(直径5~10mmの皮膚充血という形で局所反応を起こす必要がある)。初日に前腕掌面に0.1mlを3ヵ所皮内注射し、その後毎日1回ずつ追加し、8日目には10回注射する。ワクチンに対する反応が低下した場合は、希釈率を下げて使用する。
感染予防の主な方向は、家畜のブルセラ病予防である。好ましい農場への持ち込みの予防、好ましくない農場での病気の家畜の組織的検査と淘汰、家畜へのワクチン接種、家畜を飼育する施設の衛生的維持と消毒である。家畜の世話をする人はオーバーオールを着用し、ブルセラ症の検査を計画的に受けるべきである。牛乳の低温殺菌、ブリンザは最低2カ月、ハードチーズは3カ月の熟成が義務付けられている。家畜労働者(および指示があれば、不利な地域の住民)には、ブルセラ症乾燥生ワクチン(2滴経皮または5ml皮下)を接種する。再接種は10~12カ月後に半量ずつ行う。
生物兵器としてのブルセラ病潜在的な生物兵器としてのブルセラ症の重要性は、畜産が盛んな地域で広く発生していること、疫病対策や疫病予防対策が不完全であること、感染巣で常に再感染が起きていること、実験室や臨床での診断が困難であること、感染の発見が遅れたために慢性化し、住民に障害を与える可能性が高いことなどによる、
不十分な治療、患者や生存者のリハビリテーションの欠如 [97]などである。ブルセラ菌は、汚染された粉塵やエアロゾルを吸入することでヒトに感染する。空気感染経路は感染の経路を広げる可能性がある。
感染した患者は再発性の(波状の)発熱、疼痛、頭痛、性器浮腫、肝不全、関節炎を経験する。心血管系の異常を伴う合併症の発症により死亡する。間接感染では、感染した牛の死骸を食べることによってブルセラ菌を摂取する。ブルセラ菌は人から人へ感染することはほとんどなく、感染するには生きた細胞を吸い込む必要があるため、感染拡大には若干の問題がある。しかし、最初の接触から症状が現れるまで2~4週間かかることから、病気の最初の兆候が現れるまで感染に気づかないこともある。
4.3.4 水と食品の安全を脅かす微生物
多くのカテゴリーBの微生物は、大規模な陸軍部隊だけでなく、一般住民のかなりの割合を一度に十分長い期間無力化させるような感染過程を引き起こす可能性がある。その影響は、多くの場合、食中毒である。この微生物群には、コレラ菌、クリプトスポリジウム・パルバム、サルモネラ菌、赤痢菌、リステリア菌、大腸菌O157:H7、A型肝炎ウイルス、ミクロスポリジウム、トキソプラズマ、エンタモエバ・ヒストリチカが含まれる。
ロシアでは、急性腸管感染症(AKI)の原因菌の80〜85%が細菌性であり、ウイルスと原虫はそれぞれ5〜10%である。この図式は西欧と米国の統計と同じである。
このセクションでは、ロシアで最も一般的なカテゴリーBの感染症について簡単に説明する。K. Wolfらの分類 [26]によれば、特に水生感染症が多い。[26]の分類によると、水生感染症で特に危険な感染症はコレラとクリプトスポリジウム症である。両疾患は、感染経路が主に水系であることと、病原体が効果的な生物兵器として使用される可能性があることで共通している。
4.3.4.1 コレラ
コレラは、糞口感染する人為的な急性伝染性の下痢性伝染病であり、治療しなければ最初の症状から数時間で死に至る。
歴史と分布コレラの流行はヒポクラテスの時代から知られており、過去に世界中を猛威をふるったため、その恐怖は今日に至るまで忘れ去られていない。人類はこれまでに7度、巨大で長期にわたるコレラのパンデミックを経験している。これらのパンデミックのほとんどは、インドとバングラデシュのガンジス川流域で始まった。ガンジス川流域は、1883年にR.コッホがエジプトで発見したコレラ菌の貯蔵庫として常に機能し、現在もその役割を果たしている。
- 19 世紀、コレラは世界各地に広がった。巡礼者や貿易商に続いて、1830年に初めてヨーロッパに到達した。1848年、1854年、1865年、1884年、そして1892年にも流行が繰り返された。1870年から1873年にかけては、ジャマイカからアメリカ大陸に伝わったコレラの大流行がミシシッピ渓谷の住民を苦しめた。
- 20 世紀前半は、1948年にエジプトで発生した以外は、コレラがアジアを越えて流行することはなかった。 1961年、コレラ・ビブリオの変種(エル・トー生物型)による大量汚染によりパンデミックが発生した。インドネシアで発生したこのパンデミックは東南アジア全域に広がり、1963年には北の韓国に到達した。インド、パキスタン、イラン、イラクを経て、1965年までにソ連南部に達し、1970年から1976年にかけてヨーロッパとアフリカの地中海沿岸諸国に広がり、アフリカを南下した。パンデミックは1991年に初めてアメリカ大陸に到達した。ペルーを皮切りに、エクアドル、コロンビア、ブラジルで流行した。感染が急速に拡大したのは、東南アジア諸国との密接なつながりと、軽症コレラ患者や病原体の保菌者が空輸で移動する割合が高かったためである。ロシアでは、コレラは1893年にアストラハンで初めて登録された。
ソ連では、1960年代半ばにカラカルパクスタンで、1970年代初頭にカスピ海流域(アストラハン)、オデッサ、ケルチでコレラが大流行した。2001年夏には、タタールスタンでコレラが発生した(51例)。1999年には沿海地方でコレラが発生した(9例)。
コレラは現在多くの国で流行している。研究者の推定によると、世界中で年間130万~400万人のコレラ患者と21,000~143,000人のコレラによる死亡者が発生している。[152]。
原因菌コレラの原因菌は、ビブリオ科、ビブリオ属、コレラ菌種、コレラ血清群01、コレラ菌種およびエルトール菌種の微生物である。コレラ菌はコンマ型のグラム陰性桿菌である(図416、B)。
コレラ菌の血清学的変異型は150種類以上あるが、現在、非常に重篤な 「アジア・コレラ」を引き起こすのは血清型01のみである。1960年代、それまで日和見感染と考えられていたエル・トル血清型によるパンデミックがアジア、アフリカ、ヨーロッパで蔓延した。
ビブリオは極性に配列された1本の鞭毛を持つ。ペニシリンの影響を受けると、病原体のL型が形成される。ビブリオ菌は胞子を形成せず、通性嫌気性菌であり、栄養培地を必要としない。至適温度は37℃である。
コレラ・ビブリオには耐熱性(O)抗原と耐熱性(H)抗原がある。古典的コレラとエルトールコレラの原因菌は血清群01に分類され、その抗原にはA-、B-、C-サブユニットが様々な組み合わせで含まれている。ABサブユニットの組み合わせは小川血清群、ACサブユニットの組み合わせは稲葉血清群、ABCサブユニットの組み合わせは彦島血清群と呼ばれる。後者の血清型は最初の2つの間の移行型であり、現在ではその存在に異論を唱える者も多い。R型コロニーはO-AGを失う。
ビブリオは乾燥や直射日光に弱く、煮沸すると即死し、塩素を含む物質には不安定である。胃酸はビブリオにとって破壊的である。
ビブリオは牛乳や乳製品中では14日間、沸騰した水中では39時間、下水に汚染された開放水域では数ヵ月間生存可能である。病原菌は低温に強い。エル・トール型は古典的なビブリオよりも環境中で安定している。
コレラのない地域の地表水、鳥、カエル、淡水魚から検出されるコレラビブリオは、集団発生や流行拡大時にヒトから分離されたものとは異なり、コレラ毒素遺伝子を持たない。表流水や廃水中のコレラ菌の毒素原性株は、ほとんどこれらの地域でコレラの流行が併発した場合にのみ検出され、その病因学的および疫学的意義が確認されている。
染色体が1本ずつである多くの細菌とは異なり、コレラビブリオのゲノムは2本の染色体から構成されている。
2番目の染色体は1,072,315 bpの大きさで、1,115のオープンリーディングフレームを持つ[332]。したがって、この微生物は他の微生物のほぼ2倍の遺伝子を持つことになる。生命活動に必要な遺伝子と病原性由来の実行遺伝子はすべて、大型染色体に局在している。小型染色体には、抗生物質耐性カセットを捕獲し発現させるインテグロンが存在する。
疫学コレラはヒトにのみ感染する。原因菌の発生源は、ヒトの患者またはビブリオ保菌者である。[140]。
疫学的に最も危険なのは、コレラの典型的な症状が顕著な患者であり、最初の4~5日間で、「米のとぎ汁」のような外観を持つ排泄物を1日当たり最大10~20リットル排泄する。この時、糞便には1ml中106-10^10個の強毒性ビブリオが含まれている。病原体は嘔吐物と一緒に排泄される。軽症の患者は排泄される感染糞便の量は少ないが、集団の中に残っている人もいるので、非常に危険であることに変わりはない。潜伏期間中、患者はすでに感染力を有しているが、これは病気の最盛期ほど重要ではない。慢性保菌者は長期間にわたってビブリオを排泄し続ける。
コレラ菌の主な保菌源はヒトと、河口や一部の沿岸地域などの温暖な汽水域である。最近の研究では、温暖化に向かう気候変動がコレラの原因菌に好都合な環境をもたらすことが示されている。[336]。ビブリオ菌は、病人の糞便とともに水中に侵入する。河川や池は汚水で汚染されることがある。井戸は、糞便を土壌から洗い流した雨水が入ると感染する。汚染された水域で入浴中に水を飲み込むと、水域からコレラ病原体が人体に侵入する。コレラは、病原体を含む生水で洗った食器、野菜、果物からも感染する。すでに感染している原材料を使用したり、ビブリオの保菌者や軽症のコレラ患者が食品の調理過程に関与していた場合、食品もコレラ菌に汚染される可能性がある。患者の世話をする際に、汚染された物、特にリネンを介して感染が起こることもある。コレラはハエによって伝播する。コレラの流行は通常、暖かい季節に始まる。コレラの感染は風土病の場合と流行病の場合がある。
過去数年間、WHOに報告されたコレラ患者数は依然として多い。2015年には42カ国で1,172,454例が報告され、うち1,304例が致死的であった[152, 185]。
病原体コレラ・ビブリオには豊富な病原性因子がある。コレラ病原体の病原性因子には、コレラ毒素-コレロゲン、下痢を引き起こすがコレロゲンと遺伝的・免疫学的に親和性のないいわゆる新型毒素、真皮壊死因子、出血因子、攻撃性酵素(フィブリノリシン、ノイラミニダーゼ、ヒアルロニダーゼ)などがある。さらに、コレラ菌は運動性があり、強い内毒性作用を持ち、全身中毒を引き起こす。
コレラ菌の主な病原因子は外毒素コレロゲン(CTX AB)である。コレロゲン分子はAとBの2つの断片からなる。フラグメントAはA1とA2の2つのペプチドからなり、コレラ毒素の特異的な性質を持ち、スーパー抗原の性質を持つ。断片Bは5つの同一のサブユニットからなる。これは2つの機能を果たす: 1)腸細胞のレセプター(モノシアロガングリオシド)を認識して結合する;2)サブユニットAが通過するための膜内疎水性チャネルを形成する。ペプチドA2は断片AおよびBと結合する役割を果たす。コレラ毒素は酵素アデニル酸シクラーゼを活性化し、恒常的に活性状態にする。この過程でcAMPのレベルが急上昇し、小腸粘膜の上皮細胞によるCl、Na、水の分泌が急増する。同時に、大腸の吸収機能が阻害される。その結果、薄片状の粘液を含む大量の「米のとぎ汁」が腸に流れ込み、不治の下痢と生物の脱水を引き起こす。
コレラの病態は次のような段階からなる:
- コレラ・ビブリオの腸への侵入、アルカリ性環境下での増殖と破壊、毒素の放出と蓄積、そして最も重要なコレロゲンは、水塩代謝を破壊し、細胞毒性作用を持ち、小腸の上皮を死滅させる;
- 等張液の分泌が増加する;
- コレロゲンは腸細胞膜アデニルシクラーゼを活性化し、cAMP(cGMP)の形成を促進し、腸細胞生体膜のナトリウムと水に対する伝染性を増加させる;
- ナトリウムポンプの遮断、等張液の再吸収の急激な減少;
- 脱水(壊滅的な形で);
- 血液凝固、血流の低下、低酸素血症、低酸素症;
- 毒性産物の蓄積を伴う代謝性アシドーシス;
- 腎外泌尿器障害(低水素血症)、無尿、重症の場合は腎外昏睡に至る。
コレラ・ビブリオの高い病原性は、ビブリオが微絨毛に付着して小腸粘膜に定着する付着因子と定着因子によるものである。接着因子には、ムチナーゼ、可溶性ヘマグルチニン/プロテアーゼ、ノイラミニダーゼなどがある。これらは粘液を構成する物質を分解するため、接着とコロニー形成を促進する。可溶性ヘマグルチニン/プロテアーゼは、ビブリオの上皮細胞レセプターからの分離を促進し、腸から外部環境への脱出を促し、流行拡大を可能にする。ノイラミニダーゼはコレロゲンと上皮細胞との結合を強化し、細胞内への毒素の浸透を促進する。
診療所汚染された水や食品を摂取してから罹患者に症状が現れるまで、12時間から5日かかる。[161]. コレラは小児と成人の両方に感染し、治療しなければ数時間で死に至る。
5.コレラに感染しても、ほとんどの人に症状は現れないが、感染後1~10日以内に、糞便中に細菌が存在し、これが環境中に放出されると、他の人に感染する可能性がある(図416のB)。
図416:コレラ、グレードIVの脱水(A)[26]、コレラの病原体はコレラ菌(B)[285]。
この病気は、突然、痛みを伴わない大量の下痢で始まる。続いて大量の嘔吐が繰り返される。下痢と嘔吐の組み合わせは、脱水症状を引き起こす。数時間で、患者は嘔吐で最大7リットル、排便で最大30リットルの水分を失う。水分とともに、患者は大量の電解質、特に塩化ナトリウムと塩化カリウムを失う。強い口渇がある。声はかすれ、時には全く聞こえなくなる。筋肉のけいれんや激しい脱力感が生じる。治療を受けなければ、患者の約半数が数時間から1-2日で死亡する。しかし、すべての人が重症化するわけではない。多くの患者は軽い下痢をし、さらに多くの患者は数日以内にコレラ・ビブリオを糞便中に排泄する。
患者は脱水、昏睡、中毒で死亡する。コレラの合併症による死亡もありうるが、なかでも最も頻度が高く、手ごわいのは尿毒症である。肺炎、膿瘍、痰、ライ麦、敗血症などを合併することもある。大量の生理食塩水を体内に注入すると、死亡率は50%から1%に低下する。
移された病気は、緊張した、短命の液性-細胞性免疫を形成する。
治療コレラの治療は、積極的な水分補給、ドキシサイクリンまたは他の抗菌薬による治療、電解質損失の補正からなる。治療が適切に行われないと、生命を脅かす状態に陥り、死に至ることさえある。このため、コレラの定義を知るだけでなく、その症状を理解し、他の類似疾患と区別できるようにする必要がある。
コレラの発生を調査・確認し、コレラ患者を治療するために必要な資材を効率的かつ効果的に普及させるために、WHOはコレラ対策キット一式を開発した[161, 185]。
各治療キットには、100人の患者を治療するのに十分な資材が含まれている。
検査室での診断。糞便および嘔吐物を細菌学的検査にかける。材料は1%ペプトン水で採取される。抗体検出のための血清学的検査は後方視的である。RA、RNHA、ELISA、凝集反応、PCRが用いられる。
コレラ・ビブリオDNAの検出、血清群O1およびO139への属性の決定、病原性株の同定には、AmpliSensRVibrio cholera-FL試薬キットが使用され、以下のターゲットを検出することができる:hly-コレラ菌に属する;ctxA、tcpA-病原性株に属する;wbeT-血清群01に属する;wbfR-群0139に属する。
しかし、PCR検査を特異的な表示方法として使用することには細心の注意が必要である。環境中の対象物からコレラ・ビブリオの特異的遺伝子が検出されたからといって、指定されたサンプル中に生存ビブリオが存在することを意味するわけではないことを考慮すべきである。特異的DNAは、死細胞の一部として、あるいは病気を引き起こすことのできない病原体の未培養形態として存在する可能性がある。さらに、様々なファージに含まれるビブリオゲノムの断片の存在を排除することはできない。この場合、病原体の分離培養による確認なしにPCRの陽性結果を用いると、結果の解釈を誤る可能性がある。[131]。
予防。コレラの予防には、疾病の侵入を防ぐ衛生・衛生対策の組織化、住民の衛生・教育活動、患者と保菌者の早期発見、流行の危険性がある地域でのテトラサイクリン系薬剤の集団予防投与が含まれる。
コレラ患者およびビブリオ保菌者の入院、検査、治療;戸別訪問による病人の確認、コレラ検査、急性胃腸疾患患者の入院;接触者のコレラ細菌学的検査と5日間の隔離;感染中心地での疫学的検査;現行および最終消毒;流行の疫学的分析。
使用が許可されている唯一のコレラ・ワクチンは、フェノールで死滅させたコレラ・ビブリオで構成され、非経口的に投与される。初回接種は2回で、再接種は6カ月ごとに行われる。投与後3~6カ月以内のワクチンの有効性は50%に達するが、コレラ・ビブリオ血清型0139に対する予防効果はなく、しばしば副反応(疼痛、高血症、注射部位の浸潤、発熱、頭痛)を起こす。このワクチンは、コレラ感染のリスクが非常に高い人(例えば、病原体にさらされる可能性が高い無胃酸症の人)にのみ接種すべきである。生後6カ月未満の小児には接種すべきではない。テトラサイクリンの予防的投与はコレラの集団発生に有効である。
生物兵器としてのコレラ病原体 WHOによると、「2005年以降のコレラ罹患率の動態は、より重篤な臨床経過をたどり、抗生物質耐性のレベルを高めた新型株の出現と、気候変動と相まって、コレラを世界保健アジェンダの中心に据えている。[82, 332]」
例えば、ハイチの患者から分離されたコレラ菌は、毒素原性血清群O1、El Tor biovar、Ogawa serovarとして同定されている。
古典型血清群のコレラ毒素のstxB遺伝子の存在は、臨床症状出現後数時間で致死的な結果を伴うより重篤な臨床経過を引き起こすことが可能であること、パンデミック島VSP-1およびVSP-2のコレラビブリオのゲノムに存在し、環境条件への高度な適応を提供すること、また抗生物質に対する耐性を引き起こすSXT-統合型結合素子の存在などが挙げられる[186]。
短時間で多数の人々に感染し、伝染病を引き起こす能力、人間の生活のどの時期でも再感染の可能性があること、未治療死亡率が50%であること、これまでのところ有効なワクチンがないことから、コレラ・ビブリオは有効な生物兵器とみなすことができる。自然または人為的に遺伝子組み換えされた株は、どのような地域にも比較的容易に持ち込むことができるため、このような可能性はいっそう高くなる。
4.3.5.2 大腸菌O157:H7による大腸菌症
腸管出血性大腸菌O157:H7による大腸菌症は、高い病原性と低い感染力が特徴である。食中毒として発症し、多くの場合血性の下痢を伴い、一部の症例(2~7%)では腎不全を起こす。
歴史と分布大腸菌O157:H7による最初の集団感染は、1982年にアメリカのミシガン州とオレゴン州で発生した。現在までに、このエシェリチー症は、アメリカ、カナダ、イギリス、日本、オーストラリア、南アフリカ、ヨーロッパ、アルゼンチン、チリで公式に報告されている[175, 287]。毎年、米国では約73,000人の感染者と約60人の死亡者が出ている。エシェリキア症は、後発開発途上国ではより多くみられる。近年、大腸菌O157:H7による大腸菌感染症の報告数は、様々な国で着実に増加している[42]。
原因菌大腸菌属は腸内細菌科の中で中心的な位置を占めており、型特異的である(DNA中のGC対の50~52%が異質性の程度を決定する)。
大腸菌の種類は均一ではなく、条件付き病原性大腸菌と病原性大腸菌が区別される。病原性大腸菌は日和見大腸菌と異なり、病原性因子を合成する能力があり、病原性因子は病原性小島、変換ファージ、病原性プラスミドの存在と遺伝的に関連している。[8, 42]。
病原体であるE. coli serovar O157:H7/O157:Hの主な病原性因子は、ベロ毒素(志賀様毒素)Stx1とStx2(またはStx2のみ)、病原体の腸管上皮細胞への接着を担うインティミンタンパク質、エンテロヘモリシン、鞭毛抗原H7である[42, 251]。
上記の病原性因子は、それぞれstx1、stx2、eae、hly、flic遺伝子によって決定される。これらの遺伝子は、体細胞O抗原の合成を担うrfb遺伝子と同様に、大腸菌血清O157:H7/O157:Hの同定に用いられる診断用PCR検査システムの主な標的遺伝子である。
疫学。病原体の主な保菌者はウシとヒツジである。さらに、他の反芻動物(ヤギやシカなど)も重要な保菌者と考えられており、他の感染哺乳類(ブタ、ウマ、ウサギ、イヌ、ネコ)や家禽(ニワトリ、七面鳥)も見られる。大腸菌O157:H7は動物に病気を引き起こすことはないが、これらの微生物は動物の糞便中に大量に検出される。病原体が食品に混入する主な経路は屠殺時の放出と考えられている。製品は一度に多くの動物の食肉から調理されるため、予防措置は効果がない。従って、たとえ1頭の動物が感染していても、細菌はバッチ全体に浸透する。
ほとんどの症例は、牛ひき肉、生乳、汚染された水、糞便に汚染された野菜や果物など、牛肉製品の生食や不十分な加熱処理に関連している。また、糞便-経口感染や人と人との接触によって感染することもある。場合によっては、特に小児や高齢者では死に至ることもある。
無症候性保菌者、すなわち臨床症状を示さないが他人に感染させる能力を持つ保菌者がヒトの間に存在する。成人の腸管出血性大腸菌の隔離期間は約1週間以内であるが、小児ではこの期間が長くなることもある。農場など家畜と直接接触する可能性のある場所を訪れることも、この病原体に感染する重大な危険因子として指摘されている。
診療所罹病期間は5-10日である。潜伏期間は3~8日で、平均3~4日である。死亡率は全患者の約0.6%である。異なる感染因子による急性腸炎(AKI)の臨床症状はほぼ類似している。すべてのAKIの主症状は下痢であり、その性質や強さは様々である。下痢とその他の症状(吐き気、嘔吐、腹痛、けいれん、中毒症状)はいずれも特異的なものではない。アナムネシスのデータは、原則として、感染因子の性質を示さない。従って、診断は主に検査法によって行われる。
大腸菌O157:H7による疾患は、血性下痢(出血性大腸炎)を伴うことがあるが、これは細菌が志賀様毒素を産生する能力に関連しており、この毒素の合成はバクテリオファージを変換することによって行われる。また、プラスミド0157がコードするセリンプロテアーゼも関与しており、これは血液凝固第V因子に作用して血液凝固プロセスを阻害し、ヘモリシンは腸管バリア機能の障害にも寄与する。
ほとんどの患者は10日以内にこの病気から回復するが、4-5%の患者(特に幼児と高齢者)では、感染によって溶血性尿毒症症候群(HUS)のような生命を脅かす病気を発症することがある。5歳未満の小児では約12〜13%の症例でHUSを発症する。世界中で、GUSは幼児における急性腎不全の最も一般的な原因である。患者の25%が神経学的合併症(けいれん、脳卒中、昏睡など)を起こし、生存患者の約50%が慢性腎臓病(通常は重症化しない)を起こす。
血栓性血小板減少性紫斑病は孤立例で発症する。したがって、幼児や高齢者では管理戦術に特別な注意が必要である。血の混じった下痢や激しい腹痛に悩まされている人は、必ず医師の診断を受けるべきである。
腸管エシェリチオーシスは分泌性IgAを介した局所免疫を産生する。
生後1年目の小児では、腸管病原性大腸菌に対する受動的経胎盤免疫は、胎盤を通過するIgGによってもたらされる。
治療。本疾患の治療には支持療法が含まれる。腎機能と血小板数をモニターする必要がある。抗生物質はGUSのリスクを高める可能性があるため、推奨されない。
図417:大腸菌O157:H7によるエシェリキオーシスの検査室診断 [85による]
検査室診断。大腸菌O157:H7および志賀毒素を産生する他のエシェリヒア属菌群(大腸菌O104:H4および大腸菌O157:H7以外の腸管出血性病原体群)によるエシェリヒア症の診断は、Rospotrebnadzor RF MUK 4.2.2963-11の方法論ガイドライン(図417)[85]に従って行われる。
細菌学的手法に加えて、ラテックス診断法による凝集反応、ベロ毒素のイムノクロマト迅速検査、PCR分析が用いられる。大腸菌O157:H7のコロニーは透明であるが、他の種の大腸菌のコロニーは鮮やかな赤色である。腸管出血性大腸菌は、ソルビトール発酵を行わないことが特徴である。
予防法。特異的な予防法は開発されていない。非特異的な予防法としては、衛生規則を遵守することが挙げられる。[105]。
生物兵器としての大腸菌O157:H7。大腸菌O157:H7はヒトへの感染量が少ない(数百個)ので、理想的な生物兵器である。この病気は軍人と民間人の両方を長期間無力化することができる。さらに、この病気に対する特異的な予防法はない。
4.3.5.3 サルモネラ症
サルモネラ症は、サルモネラ菌(腸内細菌科に属する微生物)によって引き起こされる動物およびヒトの急性腸管感染症であり、消化管(主に小腸)の損傷、血行性播種、中毒の発症、脱水症状を特徴とする。
歴史と分布サルモネラ菌は、1885年に細菌学者T.スミスとともに豚コレラの流行中にこの属の最初の代表菌を分離したアメリカの獣医D.サーモンにちなんで命名された。この属には1種のサルモネラ・エンテリティディス(S. enteritidis)と7種の亜種が含まれる。S. salamae、S. arizonae、S. diarizonae、S. houtenae、S. indicaおよびS. bongoriである。cholerae-suis亜種とsalamae亜種のサルモネラ菌は、主に温血動物に病原性を示すが、その他のサルモネラ菌が病気を引き起こすことは極めてまれである。cholerae-suis亜種には、現在知られている血清群のほとんど(2,324種中1,367種)が含まれる。ヒトの病変は腸チフスおよびパラチフス、胃腸炎、敗血症の3つのグループに分けられる。カテゴリーBはすべてのサルモネラ菌群を含む。サルモネラの血清型が多様であるのは、遺伝子組み換え、水平遺伝子導入、点突然変異、重複、欠失によってフラジェリン遺伝子が非常に多様であるためである。
サルモネラ症は世界のあらゆる地域でよく見られる。大人も子供も罹患する。衰弱した人や小さな子供は、脳を含む様々な内臓が侵される重症の敗血症型を発症することがある。
原因菌は以下の通りである。サルモネラ菌-小型で芽胞を形成しないグラム陰性運動性桿菌で、マイクロカプセルと鞭毛を持つ。一般的な栄養培地上で増殖し、複雑な抗原構造を持つ:体性耐熱性O-抗原と鞭毛性耐熱性H-抗原を含む。表面のVi抗原は多くの代表的な菌種で検出される。いくつかの血清型はファゴタイプが可能である。ほとんどのサルモネラ菌はヒトだけでなく動物や鳥類にも病原性を示すが、ヒトに対して疫学的に重要なのはごく少数である。
S. typhimurium、S. enteritidis、S. panama、S. infantis、S. newport、S. agona、S. derby、S. london、その他がサルモネラ症患者の85-91%を占める。最初の2つは、現在病気のヒトから分離された全分離株の75%を占めている。
サルモネラ菌は以下の病原因子を持つ:
- 1. 鞭毛(H-抗原)。鞭毛は菌体周囲に存在し、菌の移動に関与する;
- 2. 食細胞に対する防御を決定するカプセル(K抗原);
- 3. 貪食が不完全で、敗血症の素因となる;
- 4. 病原体の深部組織への侵入をほとんど妨げない侵入(浸透)の特異性;
- 5. フィブリル、ペクチン、リポ多糖複合体による接着能力;
- 6. 外毒素の存在(熱分解性外毒素-アデニル酸シクラーゼ系酵素カスケードの活性化によって作用機序を実行し、その結果、急激な血管伝染性現象を引き起こす腸毒素、および上皮細胞に損傷を与える細胞毒素);
- 7. エンドトキシンは、中毒の発症に主要な役割を果たすリポ多糖複合体である。
サルモネラ菌の病原性因子は、莢膜、繊毛、第三分泌系(マクロファージにおけるファゴソームとリソソームの融合を妨げる)、エンドトキシン、コレラ様エンテロトキシンである[138]。
サルモネラ菌は外部環境中に長期間存在する。水中では最大5カ月、肉中では約6カ月(鳥の死骸中では1年以上)、牛乳中では最大20日、ケフィア中では最大1カ月、バター中では最大4カ月、チーズ中では最大1年、卵粉中では3カ月から9カ月、卵殻上では17日から24日、ビール中では最大2カ月、土壌中では最大18カ月である。鶏卵を冷蔵庫で長期間(1カ月以上)保存すると、腸細胞菌が傷んでいない殻から卵の中に侵入し、卵黄の中で増殖することが実験的に証明されている。70℃では5〜10分で死滅するが、肉の厚さでは茹でるとしばらく生き残り、卵を茹でる過程では卵白と卵黄の中に4分間生存する。一部の製品
(牛乳、肉製品)サルモネラ菌は、製品の外観や味に変化を与えることなく、生存し続けるだけでなく、増殖することもある。塩漬けや燻製はサルモネラ菌に対する効果が非常に弱く、冷凍は食品中の微生物の生存期間を長くする。サルモネラには、抗生物質や消毒薬に対して複数の耐性を持つ、いわゆる常在菌(病院株)が知られている。
疫学。病原体の発生源は、病人やサルモネラ保菌者、感染動物(家禽、犬、猫、豚、牛、病原体に汚染された水や食物)である。感染経路は、消化器感染、接触感染、家庭内感染、空気感染、塵埃感染である。
サルモネラ症の発生率はほとんどの国で、特に集中的な食品供給システムを持つ大都市で増加していることに注意すべきである。ある国では鶏と卵が、また別の国では肉と肉製品が主な感染経路である。
病原体サルモネラ菌が体内に侵入してから6~72時間後に発病する。サルモネラ菌は口腔および胃の非特異的防御因子を克服して小腸の内腔に入り、そこで活発な繁殖を開始し、コレラ様エンテロトキシンを放出する。その他のサルモネラ毒素は腸壁や血管を損傷する。リポ多糖の性質を持つ内毒素は、破壊された微生物細胞から放出され、重篤な中毒症状を引き起こす。脱水と中毒の結果、心外機序による心血管系の障害が起こり、頻脈や血圧低下傾向が現れる。脱水の程度が最大になると、細胞と細胞間の浸透圧ポテンシャルの差により、細胞高水和が起こる。臨床的には、この病態は急性の脳腫脹と水腫によって現れる。
微小循環の障害と脱水は、腎尿細管のジストロフィー過程を引き起こす。急性腎不全が発症し、その最初の臨床徴候は乏尿で、血液中に窒素スラグがさらに蓄積する。通常(症例の95-99%)、サルモネラ菌は腸の粘膜下層を越えて広がることはなく、消化器型の発症を引き起こす。この場合、腸チフス様または敗血症様の経過をとる汎発性サルモネラ症が観察される。汎発性感染は、細胞性および体液性免疫反応が不十分なために起こる。[138]。
診療所。サルモネラ症では、病気の症状が顕著な場合もあれば、現れない場合もある。しかし、ほとんどの場合、発熱、全身の脱力感、頭痛、吐き気、嘔吐、腹痛、腹鳴、水様便の反復、筋肉痛、関節痛、四肢の筋痙攣がみられる。重症になると、脱水、肝臓や脾臓の肥大が見られる。腎不全の可能性もある。患者の免疫力が低下していなければ、サルモネラ症は10日目には治る。
多くの場合、急性胃炎、胃腸炎、胃腸炎を起こし、敗血症になることは少ない。
サルモネラ症の診断は、臨床症状に基づいて行われ、血液、排泄物、胃洗浄、胆汁の細菌学的および血清学的検査によって確認される。
治療を行う。軽症の場合は、胃洗浄と腸洗浄、温かい甘い飲み物を大量に摂取する。さらに重症の場合は、生理食塩水の投与(脱水対策)、鎮痙薬、抗生物質の投与などを行う。
臨床検査による診断。検査室での診断基準は、患者の糞便、尿、血液、嘔吐物、洗浄水から原因菌(サルモネラ菌)を分離することであり、必要であれば、また特別な適応があれば、胆汁、十二指腸内容物、脳脊髄液、切片材料からも分離する。特殊な場合(サルモネラ症の集団発生)には、臨床データおよび疫学データに基づいて、血清学的研究および分子遺伝学的研究の陽性結果を追加して診断を下すことができる。[138]。
予防。サルモネラ症予防の具体的な方法は、多価サルモネラ症ファージの使用である。その他の予防法は、大腸菌O157:H7によるエシェリキア症と同じである。鶏肉と卵はサルモネラ症拡大の重要な標的であるため、卵を購入する際には、卵本体と卵パックに記載されている選別日に注意する必要がある。卵の賞味期限は、選別日から25日間、食用は7~10日間である。家庭用冷蔵庫では、肉や鶏肉はパックされた状態で、できれば冷凍庫の別の棚に保存すべきである。卵は特別なセルに入れて冷蔵庫に保管する。卵の保存箱はできるだけ頻繁に洗うべきである。調理する前に、流水で石鹸と水で卵をよく洗い、沸騰してから少なくとも15~20分間加熱する。蓋をして15分以上炒めるのが望ましい。
鶏肉も茹でた後、少なくとも40分間は十分に茹でる必要がある。鶏肉を完全に刺し、淡色で混じり気のない肉汁が出れば、揚げたての鶏肉とみなされる。
生肉をカットする際には、鶏肉とは別の板とナイフを使用し、パン、野菜、チーズなどの完成品をカットしてはならない。
生物兵器としてのサルモネラ菌サルモネラ菌は生物兵器として使用できる。これらの病原体は、軍や民間人を急速に無力化することができる。サルモネラ症に対するワクチンはない。さらに、サルモネラ菌の中には抗生物質に対してすぐに耐性を持つようになる株もある。特に多剤耐性を持つ病院株はその傾向が強く、破壊工作目的での利用が大いに期待されている。現在、サルモネラ菌の多剤耐性株の流通が増加している。[55]。これは抗菌薬の不合理な使用(セルフメディケーション、抗生物質の店頭販売)に起因している可能性が示唆されている。[80]。
4.3.5.4 重痢症
赤痢は、赤痢菌(Shigella)属の細菌によって引き起こされる感染症である。赤痢は中毒を伴う赤痢症であり、主に遠位結腸を侵す。
歴史と分布赤痢は、古代より人類に知られていただけでなく、現在もその原型を留めている数少ない感染症のひとつである。用語
紀元前5世紀のヒポクラテスは、下痢と腹痛を特徴とする臨床症候群を「赤痢」という言葉で表現した。この定義のもとに、まったく異なる病気が隠れていたのはごく自然なことである。現代の赤痢の定義に最も近いのは、中国や日本に広まった「赤痢」という用語で、粘液や血液の混じったゆるい便や排便時の痛みを特徴とする病気を表すのに使われた。これらの症例では赤痢の細菌性病因が疑われたが、長い間誰も診断できなかった。1898年になって初めて、日本人研究者の志賀和哉が糞便から細菌を分離した。志賀は患者の糞便から微生物を分離し、これが細菌性赤痢の原因菌として認識された。赤痢の異なる病因が確立されたため、20世紀前半の医学文献では「桿菌性」赤痢と「アメーバ性」赤痢という用語が使用された。現在では、赤痢菌による疾患のみが赤痢と理解されている。
有病率では、急性腸管感染症(AII)は呼吸器ウイルス性疾患に次いで高い。ここ数十年、AKIの病因の研究は一定の成功を収めている。1970年以前は入院患者の10%しか病因が診断されなかったが、20世紀末には50〜60%に上昇した。AKIの新しい病原体が同定されたにもかかわらず、赤痢菌症は急性感染性下痢症の病因学的構造において重要な位置を占めている。
赤痢は広く蔓延しているが、赤痢菌の種類は地球上のさまざまな地域に分布している。
原因菌赤痢菌属には4つの種(サブグループ)がある:A-S.dysentheriae(sd1)、S.flexneri、C-S.boydii、D-S.sonnei。赤痢菌は腸内細菌科赤痢菌属のグラム陰性不動菌で、芽胞を形成せず、通性嫌気性菌である。一部の株は繊細なカプセルを形成する。
赤痢菌は水中、土壌中、様々な物体上に10~15日間存在する。60℃の温度では10~20分で菌は死滅する。30分後、菌は消毒剤(1%リゾル溶液、クロラミン)で死滅する。食品はシゲラ菌にとって好都合な環境である。牛乳や乳製品に含まれるS. sonneiは生存するだけでなく、増殖もする。
赤痢菌の多くの生物学的特性は、微生物の体液性および細胞性防御機構との相互作用によって、生存を維持することを可能にしている。このように、生存能力の維持に寄与する遺伝的に決定された特異的な形質が赤痢菌に存在することを示す、多くの科学的事実が得られている。LPSのS特異的側鎖-O-抗原と細胞毒素が、ミクロファージやマクロファージの吸収・消化活性に対抗して保護的な役割を果たすことが立証された。血管伝染性の亢進に寄与する伝染性因子(PF)が赤痢菌に存在することも、非常に示唆的である[7, 99]。
疫学。赤痢症では、感染源は病人と保菌者のみである。赤痢菌症は1年を通して発生するが、暖かい季節に発生率が高くなる。感染経路は糞口感染である。
感染経路は水、食物、接触、家庭内である。感染拡大には、ハエやゴキブリなどの昆虫媒介動物が一定の役割を果たす。
赤痢菌の病原体は多岐にわたるが、世界のほとんどの国で最も流行しているのはSh. flexneriとSh. sonneiである。発生率が最も高いのは、衛生状態が悪く、人口密度の高い国や地域で、ヒトからヒトへの感染の可能性が非常に高い。世界で年間約1億4,000万人の赤痢患者が報告されていると推定されている。赤痢菌感染に対する感受性は年齢層によって異なる。2~3歳以下の小児が最も感受性が高い。
病原体すなわち、細菌が腸管上皮細胞に侵入して増殖し、寄生する能力である。この能力は大きな侵入プラスミド(m.m. 140 MD)の機能と関連しており、これは4種すべてのシゲラ菌に存在する。S. sonneiでは、このプラスミドはm.m.120である。120 MDで、約40種類の外膜ポリペプチドの合成を制御し、そのうち7種類は病原性に関連し、さらにフェーズ1抗原の合成を決定する[59]。侵入プラスミドはTTSSの合成を決定し、それを介してトリプシン感受性エフェクタータンパク質であるipa-BCD(侵入プラスミド抗原)が細胞内に侵入する。従って、赤痢菌が上皮に侵入する過程は大腸で起こる[7]。
ipa-BCDに加え、細胞内拡散タンパク質が赤痢菌の侵入過程で役割を果たし、真核細胞膜の溶解を引き起こし、細胞内および細胞間拡散を促進する。その後、上皮細胞に侵入した赤痢菌は、上皮細胞を包んでいる膜胞を溶解し、細胞質内に侵入し、そこでアクチンフィラメントで覆われ、アクチン重合の結果、細菌が細胞質内を前進し、隣接する細胞への侵入を促進するアクチンテールを形成する[7]。このプロセスは細胞内拡散タンパク質(VirG)の関与によって起こるが、その合成もプラスミドによって決定される。このタンパク質は宿主細胞膜の溶解を引き起こし、シゲラ菌の細胞内および細胞間拡散を確実にする。プラスミド遺伝子は腸内浸透圧の条件下、37℃で発現し始める。
赤痢菌の種類によって初期の生物学的性質は大きく異なり、それがヒトに対する病原性の程度を決定している。Sh. dysenteriae 1は最も病原性が強いが、これは主に最も強力な天然毒素のひとつである志賀毒素を産生する能力による。他の赤痢菌も志賀毒素に似た毒素を産生するが、活性はかなり低い。Sh. dysenteriae 1の極めて高い毒性特性は、数十から数百の微生物細胞という極めて低い感染量を決定している。他の赤痢菌種では、感染量は1〜2桁高い。上皮の損傷は粘膜欠損と粘膜下層の炎症反応を引き起こし、血液成分が腸管内腔に放出される。M細胞を通って粘膜下層に侵入した赤痢菌はマクロファージと相互作用し、そのアポトーシスを引き起こす。その結果、IL-8が放出され、粘膜下層での炎症が始まり、その結果、炎症性下痢が起こる。マクロファージのアポトーシスにより、赤痢菌は基底側から上皮細胞に侵入する。赤痢菌の細胞間拡散はびらんの発生につながる。
細菌が破壊される際に放出される内毒素は、全身を中毒させ、腸の蠕動運動を亢進させ、下痢を引き起こす。外毒素の影響下では、水分や塩分の代謝障害、神経系の障害が起こる。
診療所潜伏期間は1-7日である。体温の上昇、悪寒、発熱、虚脱感、食欲低下、頭痛、血圧低下によって特徴づけられる全身中毒症候群の発症とともに、急性に病気が始まる。
胃腸管の病変は腹痛で現れ、最初は鈍く、腹部全体に広がり、一定の特徴を持つ。その後、腹痛はより鋭くなり、下腹部に限局した収縮様の痛みとなる。痛みは通常、腸を空にする前に増強する。急性赤痢では、発病初期には1日10~25回の排便がある。その後、排便の回数は減少し、便はすりおろしたジャガイモのようになる。便は粘液と血液からなり、後期には膿が混じる。グリゴリエフ・シグ赤痢では最も重篤な経過をとる。慢性化することもある。赤痢の致死率は低く、約1%である。発病後、短期間の免疫が残るが、その主な役割は、接着を防ぐ分泌性IgAと、IgAとともに赤痢菌を破壊する上皮内リンパ球の細胞傷害性抗体依存性活性である。
免疫は型特異的であり、持続的な交差免疫は起こらない。
治療。ニトロフラン系薬剤による向病性治療が行われる。
- フラゾリドン、フラドニン、フラシリン、キノロン(クロロキナルドン)、フルオロキノロン(シプロフロキサシン)などがある。
病原体治療には、等張食塩水(リンゲル液)、腸管吸着剤(エンテロソルブ、活性炭、ポリフェパン、スメクタ)、酵素療法、ビタミン療法による解毒療法が含まれる。細菌異常症の治療も行う。
予防。流行病巣における赤痢の緊急予防には、腸管バクテリオファージを使用する。予防法としては、衛生規則および個人衛生の遵守が挙げられる。
検査診断。赤痢症の特異的診断は、患者の糞便からの赤痢菌の分離と同定、赤痢菌抗原またはそれに対する抗体の検出を目的とした血清学的および/または免疫学的検査に基づいている。検査室での確認がなければ、赤痢の診断は臨床像が典型的である場合にのみ可能である。赤痢は多くの異なる方法で診断できるが、最も一般的な方法は以下の通り:
- 細菌学的診断法:患者の糞便から原因菌を分離する;
- 免疫蛍光分析法、免疫酵素法(またはELISA法)などがある;
- 腸粘膜の病変を示す血痕の有無を判定する検便法;
- 特殊な器具を用いた腸内検査(レクトルマノスコピー法):大腸の末端区画に炎症プロセスが存在することを示す徴候の有無を判定する。
生物兵器としての赤痢菌テロリストの脅威カテゴリーBに分類される赤痢菌は、敵の人員や民間人を殺傷する生物兵器として使用することができる。シゲラ菌の感染量は少なく、生きた細胞で200個程度であり、通常は発病に十分な量である。これは、破壊工作やテロ行為に使用される予定の微生物にとっては貴重な性質である。複数の抗生物質耐性を持つ赤痢病原体の株が出現する可能性を念頭に置くべきである[132]。科学者たちは1960年代にアジアとアメリカで最初の耐性sd1株を発見した[284]。現在までのところ、ロシアではsd1に起因する赤痢症例は登録されていないが、観光客や移民によってこの感染症がわが国領土に導入または持ち込まれる可能性がある。
4.3.5.5 カンピロバクター症
カンピロバクター症は、ヒトに対して病原性のあるカンピロバクター属細菌によって引き起こされる急性の動物性食中毒であり、主に消化管障害を伴う中毒症状を特徴とする。小児や衰弱した患者では、しばしば敗血症の形で発症する。
歴史と分布この微生物は1884年にT.Escherichによって初めて下痢症患者から発見され、1947年にJ.G.Vincentによってヒトの病理学との関連が確立された。 現在、成人患者の急性腸炎の平均5%から15%、小児(特に生後1年目)では最大30%がカンピロバクターによって引き起こされている。この病気は広く蔓延している[20]。
ロシアを含むWorld108カ国では、WHOがこの感染症を感染症対策の国家プログラムに組み込んでおり、カンピロバクター症蔓延の問題の重要性を裏付けている。
ほぼすべての先進国で、ヒトにおけるカンピロバクター感染症の有病率は数年前から着実に増加している。
ヒトにおけるカンピロバクター感染症はここ数年着実に増加している。その理由は不明である。
原因菌カンピロバクター属には現在17種6亜種の細菌が含まれ、動物やヒトに病気を引き起こす。[20, 100, 347]。ヒトの病理学(小児および成人)において最も重要なのは、C. jejuni、C. coli、頻度は低いがC. laridisおよびC. fetusである。腸管外カンピロバクター症の全身型および敗血症型のほとんどは、後者の菌種に関連している。カンピロバクターは微好気性グラム陰性運動性細菌で、芽胞を形成しない。この病原菌は、極性に配列した1本または2本の鞭毛を持つ、らせん状、S字状または湾曲したビブリオ様細胞で表される。培養条件には潔癖である。通常、他の微生物の増殖を抑制する選択培地で培養される。最適な増殖は37~42℃、pH7で観察される。培養雰囲気は少なくとも3~10%の酸素を含む必要がある[20]。
細菌の主な抗原はO-AG-体細胞およびH-AG-鞭毛細胞である。
カンピロバクターは高温にさらし、適切に調理することで死滅する。これらの病原菌は、エリスロマイシン、レボマイセチン、ストレプトマイシン、テトラサイクリン、ゲンタマイシン、ペニシリンに感受性があり、スルホンアミドに耐性がある。
疫学。感染源は野生動物、家畜、鳥類であり、これらの動物は発病する可能性があり、また病原体の保菌者でもある。多くの場合、ブタ、ウシ、ニワトリが自然感染源となる。疫学的に最も危険なのはニワトリ、ウシ、ブタ、ヒツジで、特に無症候性の保菌者は数ヶ月から数年にわたり病原体を環境中に放出する可能性がある。感染における病人や保菌者の役割はそれほど大きくない。ヒトにおける病原体の排泄期間は2~3週間で、まれに3カ月に及ぶこともある。
感染メカニズムは糞口感染で、主な感染経路は食物である(肉、乳製品、野菜、果物を介して)。特に感染した新生児、妊婦、高齢者では家庭内感染の可能性がある。家畜の世話の過程で、病気の家畜と直接接触することで発症することもある。腸内や切断時に汚染された不十分な熱処理の食肉を摂取することで感染することもある。水系感染も重要である。感染した女性や病気の女性は、カンピロバクターを経胎盤感染させたり、分娩中や産後に感染させることがある。動物では、カンピロバクター症は性感染、消化管感染、接触感染によって伝播する。
カンピロバクター症に対するヒトの感受性は高い。すべての年齢層が罹患するが、1歳から7歳の小児が最も罹患率が高い。病原体を少量(500個以下)でも摂取すると、関節炎やギラン・バレー症候群などの臨床合併症を伴うカンピロバクター症を引き起こす。
診療所潜伏期間は感染後3-5日であるが、1-10日の場合もある。主な臨床症状は、下痢(しばしば血便を伴う)、腹痛、発熱、頭痛、吐き気および/または嘔吐である。症状は通常3~6日間続く。カンピロバクター症が致命的となることはまれで、ごく幼い子供や高齢者、あるいはエイズなど他の重篤な疾患を持つ人にのみ発症する。
カンピロバクター症の合併症には、菌血症、肝炎、膵炎、自然流産などがある。合併症は様々な頻度で報告されている。感染後の合併症としては、反応性関節炎、ギラン・バレーなどの神経障害がある。ギラン・バレーはポリオーマヒのような麻痺の一種で、呼吸不全や重度の神経機能障害を引き起こしたり、少数の症例では死に至ることもある。
治療法ほとんどの場合、治療の必要はない。電解質補充と水分補給のみが必要である。鎮痙薬や酵素も使用される。プロバイオティクスの使用が望ましい。抗菌薬(テトラサイクリン、キノロン系抗菌薬)による治療が推奨されるのは、微生物が腸粘膜の細胞内に侵入して組織を破壊するような侵襲性の場合、または保菌状態を除去する場合である。
検査室診断。糞便、血液、その他の生物学的体液中の検出と、ヒトに本疾患を引き起こすカンピロバクター株の種の同定は、高い診断価値を持ち、本疾患の病因を検査室で確認するための基礎となる。高感度な病原体検出法は、PCR法によるヒト・カンピロバクター症病原体の特異的DNA断片の検出である。
ウイルス性および細菌性の広範な腸内病原体のDNAを検出することができる。
イムノクロマトグラフィー分析(ICA)は、生物学的物質(尿、唾液、全血、血清、血漿など)中の抗原とそれに対応する抗体との対結合と反応による粒子の分離に基づく方法である。この種の分析は、特別な特急検査、テストストリップ、テストカセットを用いて行われる。
カンピロバクター症の検出には、以下のイムノクロマト迅速検査が用いられる:
- Singlepath-Campylobacter (Merck Express Test, Germany)は食品中のカンピロバクターを検出する迅速検査である。
- Singlepath Direct Campy Poultry Kit – (Merck Express Test, Germany) – 鶏糞中のカンピロバクターを迅速に検出するための迅速検査(なしの直接法)。
ICAによるカンピロバクターAGの検出は、培養やPCR診断よりも感度が劣る。AG病原体に対するATの検出は、国内ではこの感染症の検査室診断には使用されていない。カンピロバクター症のPCR診断には、以下のものを使用する:
- PCRによるカンピロバクター症病原体C.jejuniの分離と同定のための 「KAM-BAK」検査システム(FGUN TsNIIE Rospotrebnadzor, AmpliSens, Moscow, Russia);
- フードプルーフ-カンピロバクターシステム(Biotecon Diagnostics GmbH Potsdam、ドイツ)は、濃縮培地からカンピロバクターの検査サンプルをスクリーニングするだけでなく、寒天培地からカンピロバクターを迅速(2~3時間以内)に同定することができる。迅速法により、試験期間を大幅に(24~48時間)短縮することができる。高い特異性により、分析材料中のカンピロバクターを確実に検出することができる。
PCR診断法とイムノクロマト迅速検査法は、従来の検査法の2倍の情報量を持つ。さらに、これらの迅速検査法では、従来の細菌学的検査法では2~3週間かかる分析が、5~6時間で実施できる。これらは細菌学的方法よりも生産性が著しく高い。PCR法は培養不可能な微生物の検出を可能にし、動物やヒトの病理学におけるその重要性は年々高まっている。細菌学的手法では、培養物の血清型別や病原性の判定が可能である。
4.3.5.6 リステリア症
リステリア症は、リステリア菌によって引き起こされるヒトおよび動物の自然発生感染症であり、複数の感染源、多様な感染経路および感染要因、臨床症状の多型性、高い致死率が特徴である。
歴史と分布本疾患は1940年にD.リスターにちなんで命名された。 旧ソ連領内では、1936年にT.P.スラボスピツキーによってブタで初めて報告され、1950年にN.P.プレトネフとV.N.スティクソワが新しい眼・腺病型を報告し、1951年にN.G.オルスフィエフとO.S.エメリヤノワがイソダニからリステリアを分離した。
リステリア症は、気候や社会情勢に関係なく、すべての大陸、すべての国で同様に流行している。
リステリア症は通常、散発的なアウトブレイク(単発症例)で現れるが、限られた人数の集団感染例も報告されているが、これは極めてまれである。
WHOによると、世界におけるリステリア症の年間発生率は人口100万人当たり2~3人である。
ロシアでは1992年にリステリア症の公式登録が開始され、それ以来毎年40〜100人の患者が検出されている。明らかに、これらの数値は罹患率の真の規模を反映しておらず、検査診断が改善されれば、さまざまな専門分野の医師が臨床症状の変異に精通するにつれて増加するだろう。
病原体リステリア症の原因菌であるリステリア菌は、コリネバクテリウム科リステリア属に属し、芽胞を形成しないグラム陽性桿菌である。カプセルを形成することができる[7]。通性好気性菌に属する。この微生物は運動性があり、1~4本の鞭毛を持つ。通常の中性および弱アルカリ性のミートペプトン培地でよく培養され、寒天培地上ではS形およびR形のコロニーを形成する。
a)ウサギやモルモットの結膜嚢に導入されると、3〜5日後に角結膜炎を引き起こす。b)静脈内または腹腔内投与により、ウサギでは単球症を伴う汎発性リステリア症を、マウスでは限局性肝壊死を引き起こす。
リステリア菌は体細胞(O)と鞭毛(H)抗原を持つ。5つの耐熱性H抗原と14の耐熱性糖鎖O抗原の構造に基づいて、16の血清群が同定されている。報告されているリステリア症の最も多い症例は、4b型、1/2b型、1/2a型の病原体によるものである。
リステリア菌は低温、凍結、乾燥に強く、煮沸すると3〜5分で死滅する。低温の土壌、水、わら、穀物中では数年間持続する。牛乳や食肉では4~6℃で激しく増殖する。従来の消毒剤では、実用的な濃度ではリステリア菌は死滅しない。
リステリア菌は通性細胞内寄生虫である。リステリア菌は以下のような様々な病原因子を持っている:
- 上皮細胞や内皮細胞への侵入と食細胞による微生物の取り込みを確実にする;
- リステリオライシン:ファゴソーム膜を破壊するメタロプロテアーゼである;
- アクチン重合に関与し、細菌が細胞質内を移動できるようにし、細菌が隣の細胞に侵入できるようにする;
- ホスホリパーゼC:細胞膜を破壊し、ファゴソームの溶解を引き起こし、宿主細胞の細胞質でのリステリア菌の複製を促進し、微生物が体組織全体に広がることを可能にする;
- ヘモリシン:赤血球の溶血を引き起こす;
- レシチナーゼ:細胞内感染においてリステリア菌の生存と増殖を確実にする。
- すべての病原性因子は病原性小島にある遺伝子によって制御されている。[7, 8, 122]。
疫学。L.monocytogenesは土壌や水中に自由生息するサプロノーシスであり、病原体は原生動物と共生関係にあるか、培養不可能な状態にある。自然界におけるリステリア菌の貯蔵庫は土壌であり、そこから植物や多くのげっ歯類(ネズミ、ラット、水ネズミなど)に侵入する。リステリア菌はキツネ、アライグマ、イノシシなどの野生動物からも分離されている。リステリアはヒツジ、ヤギ、ブタ、ウシ、イヌ、ネコ、ニワトリ、アヒルなどの家畜からも分離されており、その感染源は飼料、特に微生物が増殖するサイレージである。人間は、肉や乳製品の熱処理が不十分であったり、汚染された野菜を食べることによって、動物から感染する[123]。リステリア菌は冷蔵庫内でも増殖することに注意すべきである。リステリア症の感染経路は、消化器感染、糞口感染、接触感染、空気感染、経胎盤感染である。感染経路は多岐にわたるが、主な感染経路は糞口感染と経口感染である。すべての集団がリステリア症に罹患しやすい。致死率はリステリア症患者の5〜33%である。この病気は早期乳児死亡の0.15-3.8%を占める。ヒト集団におけるリステリア菌の無症候性保有率は2~20%である。健康な人の糞便からリステリア菌が分離されるのは5~6%である。
病態は以下の通りである。リステリア菌に感染するには、リステリア菌が粘膜か損傷した皮膚に侵入しなければならない。
高病原性微生物ではないため、リステリア菌は免疫防御因子が弱まった場合にのみ、ヒトに臨床症状を引き起こす。この感染症における免疫応答は細胞機構を介して行われる。先天性あるいは後天的にTリンパ球の機能が低下すると、リステリア病発症の前提条件が整う。
微生物は 「入り口の門」から血行性、リンパ行性に広がり、肝臓、脾臓、リンパ節、中枢神経系、腎臓などに侵入し、リステリア肉芽腫の形成とともにリステリア菌がさらに増殖する。リステリアは血液脳関門を通過し、脳膜と脳実質の両方に影響を及ぼし、そこで炎症反応が発現し、皮質下膿瘍がしばしば形成される。[31]。先天性リステリア症における肉芽腫過程は全身化し、肉芽腫性敗血症として治療される。
臨床。潜伏期間は1~2日~2~4週間で、まれに1.5~2カ月に及ぶこともある。
リステリア症の臨床症状は、人体への微生物の侵入経路、免疫系の反応、その他多くの要因(年齢、性別、合併疾患など)によって多様である。リステリア症の主な病型は、腺病型、消化器病型、神経病型、敗血症型、保菌型である。妊婦と新生児のリステリア症は別に区別される。
上記のほか、心内膜炎、皮膚炎、関節炎、骨髄炎、各臓器の膿瘍、耳下腺炎、尿道炎、前立腺炎などのまれなリステリア症がある。リステリア症肝炎は敗血症型の場合もあり、黄疸を伴う場合もある。例外的に、著しい高発酵血症、肝細胞不全の徴候、急性肝性脳症(AHE)の症状を伴う肝炎が、リステリア症の臨床で支配的である。
発病期間によって、急性(1〜3カ月)、亜急性(3〜6カ月)、慢性(6カ月以上)のリステリア症が区別される。胎児が経胎盤感染した場合、子宮内死亡がなければ、先天性リステリア症の子どもは通常、体重が減少して早産で生まれる。数時間後、時には1~2日後、状態は急激に悪化し、体温が上昇し、丘疹性、時には出血性の発疹が現れ、落ち着きがなくなり、呼吸困難、チアノーゼ、けいれんを起こし、ほとんどの場合死に至る。
治療この疾患の治療には、ペニシリン、エリスロマイシン、レボマイセチン、テトラサイクリンなどの抗菌薬が主に用いられる。
臨床検査による診断臨床症状や疫学的データに基づいてリステリア症の診断を確定するのは非常に困難である。この場合、検査室での診断が極めて重要である。ゴールドスタンダードは原因菌の分離を伴う細菌学的培養であるが、これには長い時間がかかる。髄液沈渣と羊水のグラム染色塗抹標本を細菌学的に検査した結果に基づいて、予備的な結論を下すことができる。確定診断は、細菌学的方法 [122] またはポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いてのみ行うことができる。リステリア菌は、血液、髄液、扁桃腺塗抹標本、リンパ節スワブ、膣および子宮頸部塗抹標本、糞便、化膿性眼脂など、さまざまな臨床検体から患者から分離できる。
血清学的診断には、RSC、RPGA、ELISAが用いられる。ペア血清の検査を行い、抗体価またはIgMの上昇を測定する。
予防。予防的対策には、関連する規制文書で規定された食品の管理が含まれる。[144]。
生物兵器としてのリステリア。BWカテゴリー [301]によると、リステリア症はカテゴリーBに属する。他の腸内感染症の病原体と同様に、これらの微生物は低温下を含む環境対象物や食品中で十分に持続し、さらには増殖するため、軍事部隊や民間人を無力化することができる。
4.3.5.7 クリプトスポリジウム症
クリプトスポリジウム症は原虫によって引き起こされる寄生虫病である。免疫系に異常のない人のクリプトスポリジウム症は、急性で一過性の下痢性感染症として現れるが、免疫不全の患者は、より重篤な症状(大量の水様性下痢、脱水)を呈し、場合によっては致命的となる。本疾患は、しばしば汚染された水を介して、消化管から感染する。
歴史と分布クリプトスポリジウムは1907年に初めて発見された。
E. Tyzzer [333]が、消化器病理の徴候のない実験用マウスの胃粘膜から発見した。50年以上もの間、この微生物は「無害な」常在菌と考えられていた。しかし1955年、致命的な胃腸炎を伴った家禽のクリプトスポリジウム症が初めて登録された。[314]。ヒトにおけるこの疾患の最初の症例は1976年に報告された。[198]. 1980年代初頭、診断法の改善と社会における免疫不全者の増加に伴い、クリプトスポリジウムがヒトに病気を引き起こすことが明らかになった。クリプトスポリジウム症は、後天性免疫不全症候群(AIDS)の患者において特に深刻であった。
クリプトスポリジウムによる消化管感染症は、南極大陸を除くすべての大陸、すべての年齢層で報告されている。
原因菌クリプトスポリジウム属には6種が含まれ、そのうち2種はC.
C. parvumの2種が哺乳類に感染する。ヒトのクリプトスポリジウム症はほとんどすべてC. parvumが原因である。
この寄生虫の生活環には、単一の宿主の体内で起こる有性周期と無性周期があり、その結果、侵入性の成熟オーシストを周囲の環境に放出する。[32, 40]。
オーシストが宿主に飲み込まれると、殻が破れて4個の運動性の胞子虫が出現する。胞子虫は粘膜の微絨毛に達し、寄生体を形成する液胞を形成する。液胞内で栄養虫が形成され、そこからI型とII型のメロン体が形成される。I型メロントは無性生殖を行い、II型メロントは胞子虫を内部に持つオーシストを形成する。オーシストには、糞便とともに外界に排泄される肉厚のオーシストと、腸内で容易に殻が破壊され胞子虫が放出され自己侵入する肉薄のオーシストがある。
疫学。侵入源はヒトおよび様々な動物である。クリプトスポリジウム症の感染メカニズムは糞口感染である。感染経路は主に水系、消化器系、家庭内接触である。クリプトスポリジウム症は、スイミングプールのようなレクリエーション用水も含め、淡水域の水と常に接触している人にしばしば発症する。クリプトスポリジウム症に対する感受性は低い。免疫不全の生物は容易に病原体から解放される。同時に、クリプトスポリジウム症はAIDSの指標疾患であり、免疫不全患者ではクリプトスポリジウムが重篤な疾患を引き起こし、しばしば致死的となる。クリプトスポリジウム症が広く蔓延しているのは、自然感染源が多いこと、感染量が少ないこと(霊長類では10個のオーシストを摂取すると発病する)、消毒薬や抗寄生虫薬に対する抵抗性が高いことによる。
小児、特に2歳未満が罹患しやすい。クリプトスポリジウム症の累積発症率は、先進国では約1~3%、発展途上国では5~10%である。[340]。しかし、診断が不完全であること、すべての検査室で実施されているわけではない特殊な染色が必要であることなどが、指標を歪めている。
クリプトスポリジウム症には季節性があり、暖かい季節に発症のピークを迎えることが指摘されている。[232, 340]。環境中に残存するクリプトスポリジウムのオーシストは、4оСでは18カ月、-10оСでは1週間まで感染可能である。- 10о℃では1週間である。72℃に加熱すると1分以内に死滅する。寄生虫は二酸化塩素やオゾン、比較的低線量での紫外線照射によって効果的に不活化される。
最大の危険は、クリプトスポリジウムのオーシストが塩素消毒に対して特異的な耐性を持ち、またサイズが小さいため多くのフィルターを通過することができるため、現在の技術のほとんどがクリプトスポリジウムからの浄水を達成できないことである。[232]。
病原体である。感染は、寄生虫オーシストの静止期が、水または食物とともに宿主の消化管に入ったときに始まる。オーシストに含まれる4匹の胞子虫は殻を出て、腸上皮細胞に向かって移動する。最も典型的な感染部位は遠位小腸である。しかし、重度の免疫不全患者では、消化管全体が感染することもある(図418、A、B)。
腸管細胞に到達した寄生虫は、宿主細胞との複雑な相互作用域を形成し、その後、クリプトスポリジウムの周囲に細胞質外寄生体空胞が形成され、この空胞に保護されながら、病原体発生のさらなる全段階が行われる。細胞内と細胞外の境界線上に存在するこの寄生場所の変異は、クリプトスポリジウム属に特有のものである。
クリプトスポリジウム症における下痢発症の正確なメカニズムは不明である。一部の研究者は、クリプトスポリジウムが小腸壁におけるイオン輸送を障害することを示している。[279]。
また、C. parvumは、既知の腸管病原体であるEscherichia coli 0157:H7と同様の溶血活性を持つタンパク質の産生を担う遺伝子を持つことが示されている。[317]。
診療所。潜伏期間は4~14日間である。クリプトスポリジウム症の臨床症状の範囲は非常に広い。まず、患者の免疫学的状態に依存する。免疫系が正常な患者でも免疫不全の患者でも、この疾患の主要かつ最も典型的な臨床症状は、大量の水のような下痢である。[113, 146]。免疫系が正常な患者では、下痢は通常急性で、数日から2週間続き、常に自然に治る。対照的に、AIDS患者では、下痢は徐々に進行し、より重症で(平均して1日3~6リットル、まれに1日20リットルまで)、数ヵ月続くことがあり、しばしば生命を脅かす脱水と電解質障害を引き起こす。下痢は、体温の38℃までの上昇、まれにそれ以上の上昇、全身の脱力感、頭痛、食欲低下、患者によっては吐き気や嘔吐を伴う。免疫系が正常な患者では、クリプトスポリジウム症の症状は下痢のみに限定される。免疫不全状態では、呼吸器、膵臓、胆道の病変を伴う腸管症状と腸管外症状の両方が観察されることがある。
呼吸器感染では、咳、息切れ、呼吸困難、嗄声を伴う。同時に、必ずしも腸管病変を伴うとは限らない。胆道のクリプトスポリジウム症は、胆嚢炎として現れることがあるが、肝炎や硬化性胆管炎として現れることはあまりなく、発熱、右肋骨下痛、黄疸、吐き気、嘔吐、下痢によって臨床的に明らかになる。ビリルビン値、アルカリホスファターゼおよびトランスアミナーゼ活性が上昇することがある。胆道クリプトスポリジウム症の診断は、生検および胆道におけるクリプトスポリジウムのさまざまな発育段階の検出に基づいている。気管支肺(呼吸器)クリプトスポリジウム症は、発熱、リンパ節腫脹、乏しい粘液性、まれに粘液膿性の痰を伴う長引く咳、呼吸困難、チアノーゼを特徴とする。喀痰中にクリプトスポリジウムのオーシストが検出されることがある。生検で表在気管支上皮細胞の形質転換が認められる。クリプトスポリジウムによる両側性間質性肺炎もAIDS患者で報告されている。肺胞マクロファージからオーシストが検出される。呼吸器クリプトスポリジウム症は、大規模な化学療法にもかかわらず、患者の死に至る。[37, 112]。長引く下痢と重度の脱水により、血液量減少性ショックが起こることがある。
治療を行う。軽症または中等症の経過で免疫不全がない場合、クリプトスポリジウム症患者の治療は問題ない。この場合、乳糖、粗繊維、脂肪を除いた消化のよい食事を処方する。さらに、適切な量の水分(経口補水用の生理食塩水)を摂取する必要がある。重症の場合は、静脈内補液が必要である。
この疾患の向精神薬は開発されていない。しかし、免疫不全状態の患者には、マクロライド系の抗生物質と抗レトロウイルス薬の使用が推奨される。
AIDS患者では、クリプトスポリジウム症の転帰は、積極的な抗レトロウイルス療法を行った場合にのみ良好であり、これによりT4-リンパ球のレベルがある程度上昇し、その結果、免疫系機能がある程度正常化する。[269]。対症療法として、腸管吸着剤、プロバイオティクス、酵素が処方される。
図418 Cyl-Nielsen染色塗抹標本中のクリプトスポリジウム(A)[283]、腸の組織切片、感染した上皮細胞(B)[285]。
予防。クリプトスポリジウム症の特異的予防法は開発されていない。個人的な衛生対策が必要である。患者の病理材料は10%ホルマリン溶液または5%アンモニア溶液で少なくとも18時間処理する。家畜の家畜舎を処理する場合は、10%ホルマリン溶液を数時間暴露する。クリプトスポリジウム症の主な感染経路は水系であるため、水道水をろ過する改良技術が多くの国で開発されている。[232]。
検査室診断。クリプトスポリジウム症を検出するための様々な診断検査がある。顕微鏡検査、染色検査、抗体検出などがある。顕微鏡検査は、患者の糞便中のオーシストを検出するために用いられる。Romanowsky-Giemsa染色も行われる(図418のA)。小腸の一部をヘマトキシリン・エオジン染色すると、上皮細胞に付着したオーシストが観察できる。オーラミンで染色した検体の発光顕微鏡検査も行われる。[239]。
クリプトスポリジウム症診断のもう1つの方法は、病原体抗原の検出である。直接蛍光抗体(DFA)法、間接免疫蛍光法、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)がこの目的に用いられる。[60]。
クリプトスポリジウム症は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によっても診断される。この方法は、特定のクリプトスポリジウム種を同定する。
胆管クリプトスポリジウム症が疑われる場合、適切な診断法は超音波検査である。超音波検査で結論が出ない場合は、内視鏡的逆行性胆管膵管造影が行われる。
生物兵器としてのクリプトスポリジウムいくつかの国の歴史の中で、地下水が感染症アウトブレイクの原因となったことは何度もある。クリプトスポリジウムは、テロリストの手に渡れば生物兵器となる可能性があり、生命にとって大きな脅威である。そのため、この病原体は、水の安全保障を脅かし、治癒が困難または不可能な病気を引き起こす病原体として、カテゴリーBの重大な脅威にランクされている。この寄生虫はごく少数の微生物で感染を引き起こす。この寄生虫は塩素消毒やその他の消毒剤に耐性があり、水中に長期間生息することができる。
4.3.5.8 A型ウイルス性肝炎
ウイルス性A型肝炎(VHA)は、ヒトと高等霊長類にのみ感染する急性のウイルス性肝疾患であり、中毒、黄疸によって臨床的に現れ、消化管経路で感染する。
「歴史と分布黄疸病」としての肝炎は、ヒポクラテスの時代にはすでに知られていた。より信頼できる資料では、中世のヨーロッパでこの病気が定期的に流行したことを証言している。黄疸は軍事行動中に最も蔓延し、それに関連してしばしば塹壕黄疸または野営地黄疸と呼ばれた。
「カタル性黄疸」の感染性は、ロシアの偉大な科学者S.P.ボトキンによって初めて立証された。彼は、この病気と肝硬変や肝臓の急性黄色萎縮症との関連に初めて注目した。この点で、この病気は長い間彼の名を冠していた。
A型肝炎のウイルス性は1937年にアメリカでJ.FindelとF.Mc Collumによって証明され、1940年にソ連の科学者P.G.SergeevとE.M.Tareyevによって確認された。
このウイルスは広く蔓延している。罹患率はその地域の衛生状態に相関する。40歳までにすべての人が何らかの形で感染すると考えられている。
問題は、HAIが偏在的に蔓延し、発症率が高く、しばしば大規模なアウトブレイク、さらには一度に数千人を無力化する伝染病の性格を帯びることである。
原因物質 A型肝炎ウイルスは、ピコルナウイルス科を代表する唯一の向肝性ウイルスである。ヘパルノウイルス属に属し、エンベロープを持たず、m.m.s.の一本鎖RNAを含む。2.6Mdの一本鎖RNAを持ち、タンパク質のカプシドに詰まっている。[193]。抗原的には、A型肝炎ウイルス(HAV – hepatitis A virus)は均一である。これらのウイルスは直径25-30 nmの小さな粒子で、正20面体対称を持ち、均質性を持っている。
VGAはチンパンジー、ヒヒ、ガマドリル、トイモンキー(マーモセットモンキー)でよく増殖する。長い間このウイルスは培養できなかった。1980年代になって、ウイルスが増殖する細胞の培養が可能になった。当初はアカゲザル胚の腎臓を移植した細胞株(FRhK-4培養)を用い、現在はミドリザルの腎臓を移植した細胞株(4647培養)を用いている。このウイルスはもっぱら肝細胞に感染し、カプセル化されていないウイルスとして感染した生物の糞便中に見出され、宿主細胞膜から形成されたエンベロープに「包まれて」血液中を循環する。
ウイルスの血清型は1つしか報告されていないが、ウイルスの遺伝子型は7つあり、それぞれが何らかの形で特定の地域に関連している。[192].
構造が明らかに単純なVGAは、宿主の細胞物質とエネルギー資源を利用して子孫を繁殖させるため、最も高度な寄生性を持つ。
すべてのVGA分離株は同じ血清型に属し、現在7つの遺伝子グループが同定されている。ヒトでは4つ(遺伝子型番号:I-IIIおよびVII)、サルでは3つ(遺伝子型番号:IV-VI)である。ヒトの遺伝子型I-IIIについては、6つの亜型がIA、IB、IIA、IIB、IIIA、IIIBと表示されている。ほとんどのヒト分離株は遺伝子型Iであり、遺伝子型IIIはヒトとサルに存在することが報告されている。
WHOの専門家勧告によると、HAIマーカーには以下の命名法が採用されている:A型肝炎ウイルスに対するHAV抗体:抗HAV IgMおよび抗HAV IgG。
A型肝炎ウイルスは不利な環境要因に耐性があり、水、土壌、家庭用品中に長期間残存する可能性があるため、患者がいた部屋では特に入念な消毒が必要である。ウイルスは+4℃で数ヵ月、-20℃で数年、室温で数週間持続する。
病原。HAVの病態は、特定のウイルスによる肝実質細胞への侵入に基づいている。感染経路は胃と腸である。
水または食物とともに人体に入ったHAVは、小腸粘膜の上皮および局所のリンパ組織で増殖する。その後、短期間のウイルス血症が続く。血液中のウイルス濃度が最大になるのは、潜伏期の終わりと黄疸前兆期である。この時期、病原体は糞便とともに排泄される。このウイルスの細胞病原作用の主な標的は肝細胞である。肝細胞の細胞質でHAVが増殖し、細胞死を引き起こす。細胞障害作用は免疫機構、特にウイルスによって合成が誘導されるIFNによって活性化されたNK細胞によって増強される。
診療所 HAVの潜伏期間は1週間から1カ月である。他の肝臓病変と比較して、この感染症は比較的良性であるが、症状は軽度または重度である。感染初期は潜伏性で、一般的な胃の不調や呼吸器疾患に似ている。最初の症状は、脱力感、倦怠感、疲労感、食欲低下(食欲がないこともある)、口の中の苦味、腹鳴、胸焼けである。その後、吐き気、嘔吐、腹痛などの症状が現れる。急性呼吸器ウイルス感染症のように、倦怠感に咳や鼻水、発熱を伴うこともある。肝炎の疑いがあると、皮膚や粘膜が黄色くなり、まず強膜が黄色くなる。これは、ビリルビン(着色色素)が腸で胆汁と一緒に来る代わりに、胆汁細胞が血液中に放出されるために起こる。特徴的な症状としては、尿の色の変化(ビールや濃い紅茶のような色になる)、便の色の変化(逆に変色して灰白色のパテのような色になる)がある。臨床症状の持続期間が2週間を超えることはまれで、1.5~2カ月になることもある。原則として、肝機能は1カ月以内に正常化し、合併症を伴わず、慢性化することはない。致死率は0.1-0.4%である。高齢者では重症化し致命的な結果を招く可能性が高い。再発することもある。治療法 A型ウイルス性肝炎に対する特別な治療法はない。外来での治療が可能で、重症の場合は入院となる。著明な中毒の期間中、患者には安静、5番の食事(肝炎の急性経過に合わせたもの)、ビタミン療法が処方される。感染による症状の回復は遅く、数ヶ月かかる。過剰な投薬は避けるべきである。アセトミノフェン/パラセタモールや嘔吐薬は避けるべきである。[21]。治療は、嘔吐や下痢によって失われた水分の補給を含め、快適さの維持と適切な栄養の組み合わせに重点を置くべきである。
胆汁うっ滞を予防するために、鎮痙薬が使用される。必要であれば、UDCA(ウルソデオキシコール酸)を投与する。臨床的回復後、患者は3~6カ月間消化器内科で経過観察される。
検査診断。特異的診断は血清学的方法に基づいて行われる(抗体はELISAとRIAで検出される)。黄疸期にはIg Mが増加し、再上昇期にはIgGが増加する。最も正確で特異的な診断は、PCR法による血液中のRNAウイルスの検出である。
PCR法を用いた結果、HAVゲノムの検出は臨床症状発現後3~4週間という早さで可能になり、検出には糞便検体の代わりに血清検体を用いることができるようになった。これによってウイルスの遺伝子型の判定が大幅に簡略化され、さまざまな地域や疫学的状況における遺伝子型の分布について、かなりの量のデータが蓄積されてきた。遺伝的不均一性のデータは、HAIゲノムの遺伝子型、サブタイプ、個々の変異の臨床的意義に関する研究を開始することを可能にした。
病原体の分離とウイルス学的検査は可能であるが、手間がかかるため、一般臨床には適していない。HAIを細胞培養すると病原性が低下することが知られている。
追加検査として、A型肝炎ウイルスRNAを検出する逆転写酵素PCR(RT-PCR)がある[21]。
予防。現在、A型肝炎に対するワクチン接種が行われている。 職場で感染の危険性がある人(医師、食品産業従事者など)、この病気の発生がしばしば登録されている国や地域に旅行する人へのワクチン接種が推奨されている。潜伏期間は6~7週間で、3~4週間で免疫が形成されるため、医師はA型肝炎の流行時に直接ワクチン接種を勧めている。1回目のワクチン接種後、6カ月後に2回目のワクチン接種を行う。
患者は2週間隔離され、黄疸期間の最初の1週間で伝染力は消失する。就学・就労は臨床的回復後に行う。接触者は接触の瞬間から35日間監視される。小児集団ではこの期間、隔離が義務づけられている。感染センターでは、必要な消毒が行われる。
A型肝炎を予防するためには、手洗いの回数を増やす、沸騰した水を飲む、果物や野菜をよく洗うなど、個人衛生のルールを守ることが必要である。
4.3.4.9 ノロウイルス感染症
ノロウイルス感染症は、急性胃炎、胃腸炎、腸炎を呈する、ヒトを侵す消化管の急性疾患である。
1968年11月、小学校の児童の間で急性胃腸炎の集団発生が報告されたオハイオ州ノーウォークにちなんで、登録以来、この種はノーウォークウイルスと呼ばれている。1972年、これらの児童の保存糞便サンプルの免疫電子顕微鏡検査により、ノーウォークウイルスと呼ばれるウイルスが検出された。[83]。それ以来、同じような症状を伴う病気の症例が数多く報告されている。ノーウォークウイルスのゲノムのクローニングと塩基配列の決定により、これらのウイルスがカリシウイルス科のウイルスと同じゲノム構成を持つことが示された。[250]。
(ノロウイルスとサポウイルス)である。ノロウイルスはサポウイルスよりも急性腸炎を引き起こす頻度が高い。ノロウイルスという属名は 2002年に国際ウイルス分類委員会によって承認された。[83, 91, 248]. 現在、ヒトのコリシウイルスは、世界中のさまざまな年齢層で流行する急性ウイルス性胃腸炎の主な病因と考えられている。この疾患は、米国、英国、日本、ロシア、フランス、スウェーデン、中国など、研究が実施されたすべての国で検出されている。ノロウイルス感染は、ロシア連邦における食中毒の主要な原因のひとつと考えられている。2014年に発生したAKIの半数以上がノロウイルスによるものであった。[91, 93]。
病原体。ウイルスは、直径35~40 nmの立方対称の数珠状のヌクレオカプシドである。90の円弧状の構造単位を形成する二量体に組み合わされた180の同一のタンパク質分子を含み、ビリオンに独特の外観を与える32のカップ状の表面の窪みを形成する。構造タンパク質はビリオンの質量の82%を占める。ビリオンは1つのメジャーポリペプチドと1つのマイナーポリペプチドを含む。さらに、病原性に重要な役割を果たすマイナーポリペプチド(VPg)が1つあり、ビリオンRNAと共有結合している。これはカプシドタンパク質全体の約2%を占める。ビリオンは180分子のメジャーポリペプチドと12分子のマイナーポリペプチドを含む。
ゲノムは7.4〜7.6bpの直鎖一本鎖RNA1分子で表される。7つの遺伝子グループがあり、そのうちヒトに病原性を示すのは遺伝子グループI、II、IIIの代表者のみである。ノロウイルスで最も広くみられる第2遺伝子グループには23の遺伝子型がある。[68, 84, 91]。ノロウイルスが原因のAKI症例の80~90%は、ジェノグループIIである。
カリシウイルスは細胞の細胞質で増殖する。ウイルスは非晶質または準結晶の形態、あるいは細胞骨格に関連した特徴的な線状構造で細胞質に蓄積する。ウイルスは小腸で複製され、細胞溶解時に放出される。
ノロウイルスは中程度の耐性を持つ微生物に属する。[129]。ノロウイルスは、様々な種類の表面上で長期間(最大28日以上)感染性を保持することができる。
疫学。感染源は病人であり、ウイルスの保菌者である。病原体の主な感染経路は糞口感染で、接触や家庭内、食品(魚介類、冷凍ベリー類、サラダ、新鮮な果物や野菜)である、
サラダ、新鮮な果物や野菜)、水域(食品の氷、ボトル入りの水、水域の水)の感染経路である。ヒトからヒトへの感染は、ノロウイルス感染の拡大において特に重要な役割を果たしている。[231]。接触者の間では、感染者数は50%に達し、ウイルスの感染力が強いことを示している。回復後のウイルスの長期排泄(2~3週間)と無症候性感染型の高い頻度により、ウイルスの循環が維持され、散発性および集団発生の罹患率が常に高い水準にあるエアロゾル感染のメカニズムとして考えられるのは、ウイルスを含む嘔吐物の粒子による空気汚染によるエアロゾル感染である。
季節的な罹患率の上昇は、1-2月にピークを迎える寒冷期に特徴的である。ノロウイルスはすべての年齢層の人口に感染する。
診療所潜伏期間は10~72時間で、多くの場合1~2日で症状が現れる。原則として自然治癒する疾患で、非重症の急性胃腸炎として進行する。この病気の特徴的な徴候は、吐き気、嘔吐、下痢、腹痛、場合によっては味覚過敏の喪失、中程度の中毒である。小児では嘔吐、成人では下痢が主な症状である。眠気、嗜眠、筋肉痛、軽い発熱がみられることもある。症状は数日間続くことがあり、脱水症状を起こさずに無視すると、この病気は生命を脅かす結果をもたらす。小児、高齢者、免疫系が弱っている患者は危険である。心血管疾患のある人、腎臓移植を受けた人、さまざまな理由で免疫抑制剤を投与されている患者は、高齢者や子供と同様に危険である。原則として、これらの患者はより重篤な経過をたどる。
感染後の免疫は短期間であり、再感染を防ぐことはできない。最新の研究によると、第3および第4血液型は症候性感染に対して部分的な防御能を有する。[238]。
治療重症化しない成人の治療では、安静、多量の飲水、まれに電解質の静脈内投与が必要である。ノロウイルス感染症の合併症は、乳児および高齢者にみられる。
検査診断。通常、ノロウイルス感染はPCR法またはリアルタイムPCR法で診断される。これらの方法は感度が高く、数時間で結果が得られ、最大10個のウイルス粒子の濃度を検出できるからである。[270]。
予防。予防法には、患者の早期発見、適時の臨床検査診断、隔離、治療、患者の調剤観察、症例の疫学調査、衛生規則の遵守、病人からウイルスが侵入する可能性のある物の日常的な消毒、最終的な消毒、湿式洗浄などがある。特異的な予防法はまだない。
4.3.5.10 アメーバ症
アメーバ症は、大腸の潰瘍性病変、様々な臓器の膿瘍形成傾向、慢性経過を特徴とする原虫性人獣共通感染症である。
発見と伝播アメーバ症の原因物質を発見した栄誉は、軍医であったロシアの科学者F.A.レーシュにある。1873年、彼は細菌性赤痢とアメーバ症に罹患した農民からアメーバを発見した。F.A.レーシュは、貪食された赤血球を持つアメーバの植物期の形態学的説明を初めて行い、アメーバ症における腸の病理学的・解剖学的変化を詳細に記述した。彼はまた、今日でも通用するこの病気の実験室診断法を提案し、病原体をアメーバ大腸菌と命名した。1903年、F・ショーディンは腸内に生息するアメーバの形態学と生物学を研究し、これらを区別して病原性アメーバをEntamoeba histolytica、非病原性アメーバをEntamoeba coliと命名した[283, 285]。E.ヒストリチカが寄生した多くの症例で腸に病理学的変化がないことを考慮し、E.ブルンプトは1925年にE.ヒストリチカを病原性(E. dysentheria)と非病原性(E. dispar)の2つの独立した種に分けた。
現在、アメーバ症は発展途上国の人々にとって最大の医学的・社会的問題のひとつであり、寄生虫性腸疾患における最も頻度の高い死因のひとつである。[145]。マラリアに次いで、この感染症は世界の寄生虫症で2番目に頻度の高い死因である。世界で約4億8,000万人がE. histolyticaの保菌者であり、そのうち4,800万人が大腸炎や腸管外膿瘍を発症し、そのうち4~10万人が致死的である。[339]。
アメーバ症は熱帯や亜熱帯の気候の国で主に流行している。WHOによると、世界人口の約10%がアメーバに感染している。アメーバ症の年間発生率は5000万件で、死亡率は0.2%である。この感染症はインド、南・西アフリカ、韓国、中国で最も流行している。
アフリカ、韓国、中国、中南米で最も流行している。衛生水準が低く、社会経済的地位が低いことが、これらの国々でアメーバ症が広く蔓延する一因となっている。[339]。中央アジアでは散発的なアメーバ症の発生が報告されている。
ロシアでは、アメーバ症は南部地域でみられる。しかし、近くて遠い海外の南部地域からの移民の流入の増加、インバウンド観光の増加、暑い気候の国を含む外国人観光客の大幅な増加により、モスクワの住民を含むロシア国民のアメーバ症の発生率は著しく増加している。
原因菌アメーバ症の原因菌であるE. histolyticaはEntamoebidae科Entamoeba属に属する(図419のA)。E.histolyticaの生活環には2つの段階がある。histolyticaの生活環には、栄養期(栄養虫)と休眠期(シスト)の2つの段階がある。シストは、外部環境での種の存続を保証する。シストは再食者やシスト保菌者の糞便中に存在する。小腸の下部に入ると、シストは胞胚化し、腸の他の部分に移動する活発に増殖する寄生虫である栄養虫の世代を生み出す。
病原体の植物期(栄養虫)には、組織型、赤食型、内腔型、前嚢型の4つの形態がある。内腔型は大腸の内腔に生息し、宿主に害を与えることなくデトリタスや細菌を食べる。内腔型は運動性があり、その液胞には細菌が含まれている。赤血球を貪食することはない。急性腸アメーバ症患者、寛解期の慢性アメーバ症患者、保菌者から検出される。本疾患は、管腔型から組織型に移行して初めて発症する。組織型アメーバは急性アメーバ症でのみ、罹患組織で直接検出され、まれに糞便中に検出される。栄養原虫は、大腸の粘膜および粘膜下層に浸潤し、赤血球を貪食する能力を獲得して赤芽球となり、壊死と潰瘍の出現を引き起こす。前嚢胞は腔状から嚢胞への移行形態である。E.histolyticaの増殖期のすべての形態は、外部環境では急速に死滅する。
図419 腸炎アメーバ(A)[285]とアメーバ症の皮膚型(B)[3]。
疫学。感染源は、アメーバ嚢胞を糞便中に排泄する人(病人または保菌者)である。感染経路は糞口感染である。感染要因は食物、土壌、水、家庭用品などである。同性間におけるアメーバの性感染もありうる。感染の程度は、居住地の生活環境、水の供給、衛生状態に左右される。発症は散発的である。ピークは夏の最も暑い月である。感染者10人のうち9人は症状がない。しかし、他人への感染は危険である。統計によると、世界中で毎年10万人もの患者がアメーバ症で死亡している。
病態嚢胞が大腸に侵入すると、内腔型が形成され、上皮組織に浸潤し、結腸壁に潰瘍を形成する。この過程では、豊富な膿の排出を伴う。アメーバは門脈から血流に入り、途中で出会った臓器に感染する。回復すると、アメーバはすべての段階を逆の順序で通過し、新しい宿主を見つけるために糞便とともに外部に排出される。シストは外部環境で1カ月間生存可能である。E. histolyticaの主な病原因子はシステインプロテイナーゼであるが、E. disparには存在しない。この方面の研究が進めば、システイン・プロテイナーゼの阻害剤の開発に貢献し、新しいアメーバ殺虫剤の開発に利用できるかもしれない。[294]。
臨床。潜伏期間は1~2週間から3カ月以上続く。初期には、便の回数が1日4~6回に増加し、便と粘液状の不純物が同時に多くなるのが特徴である。その後、回数は1日10〜20回に達し、粘液と血液が混じるようになる。一般に、便は「ラズベリーゼリー」のようになる。アメーバ症は様々な症状で特徴づけられる。アメーバ症は何年も続くことがある。腸アメーバ症と腸管外アメーバ症に区別される。腸アメーバ症は、急性アメーバ性大腸炎、雷大腸炎(劇症型大腸炎)、遷延性腸アメーバ症(腸管出血後大腸炎)として発症する。アメーバ症で致命的な転帰をたどる主な原因は、肝膿瘍と劇症型大腸炎である。[211]。侵襲性アメーバ症の最も頻度の高い臨床症状は、アメーバ性大腸炎とアメーバ性肝膿瘍であり、アメーバ性大腸炎はアメーバ性膿瘍の5~50倍の頻度で起こる。
急性アメーバ症の合併症:腸穿孔、アメーバ性虫垂炎、大量腸管出血、アメーバ腫(繊維芽細胞、コラーゲンおよび細胞要素からなる結腸壁の腫瘍様増殖)、アメーバ性腸狭窄。
腸管外アメーバ症では、ほとんどすべての臓器に病理学的変化が生じるが、肝臓が罹患することが最も多く、単発性または多発性の膿瘍を伴う。比較的しばしば(症例の10~20%)、膿瘍の長期潜伏または非典型的経過(例えば、発熱、仮性胆嚢炎、黄疸のみ)がみられ、その後破裂する可能性がある。この場合、腹膜炎や胸部臓器への浸潤-胸膜肺アメーバ症-を引き起こす可能性があり、胸膜膿瘍、肺膿瘍、肝-気管支瘻の発生によって明らかになる。アメーバ症はアメーバ性心膜炎を合併することがあり、心タンポナーデを起こして死に至ることがある。大脳アメーバ症は、脳のあらゆる部位に単発または多発性の膿瘍を形成することで発現するが、左半球に生じることが多い。通常、急性に発症し、致死的、電光石火の経過をたどる。衰弱した患者は皮膚アメーバ症を発症することがある(図419のB)。
潰瘍は通常、肛門周囲、瘻孔部の膿瘍部位に限局する。同性愛者は性器に潰瘍を生じることがある。
治療アメーバ症の治療には、様々な向エチオトロピン薬が使用され、それらは以下のグループに分けられる。[47] : 1) 直接作用型アメーバ殺虫剤-キニオフォン(ヤトレン)、ジヨードヒン、エンテロセプトール、メキサフォーム、インターストパン、オサルソール、モノミクリンなど;腸管内腔のアメーバに有効;2) 間接作用型アメーバ殺虫剤-テトラサイクリン系製剤;腸管内腔および腸壁のアメーバに有効である。3)組織アメーボサイド:塩酸エメチン、デヒドロエメチン、アンビルガー;主に腸壁と肝臓のアメーバに作用する; 4) 組織アメーバ殺虫剤-クロロキン(デラギル、ヒンガミン)、レゾキン;主に肝臓やその他の臓器のアメーバに作用するが、腸内には作用しない;5) 万能型アメーバ殺虫剤-メトロニダゾン(フラジール、トリコポール、クリオン)、チニダゾール(ファシジン);あらゆる型のアメーバ症に有効である。[40, 47]。
臨床検査診断。腸アメーバ症を診断する最も確実な方法は、直腸塗抹標本を直ちに顕微鏡検査するレクトロマトスコピーである。より正確な診断法は、潰瘍性病変の生検を伴う大腸内視鏡検査で、そこで血食性アメーバが検出される。糞便からアメーバを検出することは常に可能とは限らないので、血清学的診断法が用いられる:間接免疫蛍光反応で、患者の血液中の特異的抗体を測定することができる(診断力価-1:80以上)。患者の血清中の特異的抗体を測定することができる(診断力価-1:80以上)。患者の反応は90-100%で陽性であり、腔内保菌者の反応は陰性である。特定の診断医によるRNHAはあまり有益ではない。
最新の方法では、モノクローナル抗体の使用やPCR法による寄生虫DNAの検出が注目される。
腸管外アメーバ症の場合、E. histolyticaによる膿瘍の特異的局在を考慮した総合的な検査(X線検査、超音波検査、スキャニング、断層撮影)が必要である。
予防アメーバ症予防の主なアプローチは、住宅環境と水の供給、食品の安全性、患者と嚢胞保菌者の早期発見と治療、健康教育の改善である。E.ヒストリチカのシストは塩素製剤を含む化学消毒剤に極めて耐性があり、異なるレベルのpHと浸透圧でも生存できるため、沸騰した水を使用すべきである。流行地域では、赤痢アメーバのシストによって食品、特に果物や野菜が汚染される可能性があるため、加熱処理した食品や殻付きの果物のみを食べるのが最善である。
4.3.5.11.ラムリア症
ラムリア症(ジアルジア症)は、ヒトの小腸内腔に寄生する単細胞寄生虫ジアルジア(Giardia intestinalis Lamblia intestinalis)によってヒトに引き起こされる、小腸に優位な障害を伴う腸管侵襲である。
ジアルジアは1681年にアントニウス・ヴァン・レーウェンフックによって初めてヒトの糞便から発見され、1859年に医師D.F.ランブルによってプラハの診療所で下痢をした子供の糞便から発見された。現在、世界中でこの原虫はGuardia lambliaと呼ばれている。腸炎ラムリアという名称は、一部のCIS諸国と東欧でのみ使用されている。
ラムリア症はいたるところで蔓延している。この病原体はイヌ、ネコ、ウサギ、モルモット、その他の哺乳類に見られる。
ランブル鞭毛虫症は、年間2億件にものぼる感染症である。[347]。小児におけるジアルジア症の有病率は成人の4~8倍である。[163]。公式統計によると 2006年から2013年にかけて、ロシアにおけるジアルジア症の罹患率は人口10万人当たり84.1例から45.1例へと着実に減少している。[30]。しかし、これらのデータは鞭毛虫症の有病率の真の姿を反映していないようである。さらに、伝統的に用いられてきた検査室診断法は、しばしば有効ではない。
原因菌現在、6種のジアルジアが同定されている。このうちL.intestinalisがヒト疾患の原因である。[126]。分子遺伝学的診断法を用いて、病原体の8つの主要な遺伝子サブタイプが同定されている(A-H)。ヒトのジアルジア症は亜型AおよびBと関連している。[164]。ジアルジアは楕円形の単細胞生物で、4対の鞭毛と吸盤を持ち、この吸盤によって小腸粘膜に寄生する(図420、AおよびB)。
鞭毛虫症に対する感受性は高く、特に虚弱児や免疫不全者に多い。遺伝的素因もあり、HLAB5、DR3、DR4、DR7/A9の人は鞭毛虫症にかかりやすい。
図420: 顕微鏡下での植物体とジアルジア嚢胞(A)[285]、ジアルジア症の皮膚症状(B)[3]。
ジアルジアの主な生息場所は小腸の上部で、粘膜の細胞にしっかりと付着している。移動性(植物型)と非移動性(嚢胞型)の2つの形態で存在する(図420、A)。
疫学鞭毛虫症の感染源は、病人(特に下痢が治まり、嚢胞を分泌し始める時期が危険)または保菌者である。ペット、特に猫が感染源となることはあまりない。ヒトへの感染は、成熟した侵入性シストの経口摂取によってのみ起こる。感染量はわずか10~100シストである。ジアルジアはシスト(寄生虫の休止期)の形で病人の腸から排泄される。10-15分後にはすでにそこから2匹のジアルジアが形成され、分裂によって独立して繁殖を始める。感染経路は糞口感染である。主な伝播経路は水域であり、散発と集団発生の両方の発生率を左右する。食物経路と接触経路はそれほど重要ではない。後者は、玩具、食器、タオルなどを介した子供の集団生活で最も多く見られ、シストは6時間から2日間生存可能である。
環境中ではジアルジアは長期間生存する。温度2~6℃、相対湿度80~100%が最適条件である。水道水や池の水では35~86日間、土壌では3週間生存する。ジアルジアのシストは塩素に耐性がある。24時間風乾すると死滅する。煮沸するとシストは急速に死滅する。シストは乳製品では100日以上、製品上では数時間、高湿度ではそれ以上生存する。ジアルジアのシストの拡散は、ハエやゴキブリなどの昆虫によって促進される。
病原体である。健康な人の消化管に入ると、ジアルジアは小腸で増殖し、時には上皮の刷子縁の表面で大量に増殖する。ジアルジアは加水分解生成物を吸引し、膜消化プロセスに悪影響を及ぼし、その結果、絨毛上皮の機能状態に変化をもたらす。脂質、D-キシロース、亜鉛コバラミンの吸収、インベルターゼおよびラクターゼ酵素の合成が阻害される。[128, 139, 142]。しかし、このような状況は寄生虫にとって好ましくないため、寄生虫の数は減少する。腸粘膜の損傷は、様々な日和見微生物の発生を助長し、その結果、様々なアレルギー反応という形で現れる腸内細菌異常症を発症させる。
ジアルジアは小腸から、寄生虫にとって不利な条件である大腸に侵入し、運動性を失って嚢胞となり、さらに糞便とともに体外に排出される。
診療所現在、ジアルジア感染症には、急性、感染を繰り返す可能性のある慢性、無症状の3つの型がある。潜伏期間は1~4週間で、多くは2週間である。
急性ジアルジア症の主な臨床症状:上腹部またはへそ部の痛み、腹部膨満感、腹鳴、吐き気、便秘に続く下痢(排便は黄色で、わずかに粘液が混じる)、胆道ジスキネジア、皮疹、全身脱力感、疲労感、いらいら感、食欲低下、頭痛、めまい、睡眠不足。
鞭毛虫症における皮膚症状は、アトピー性皮膚炎(図420のB)として現れることが多く、その主な徴候は、かゆみ、小さな点状の発疹、寛解期を伴う慢性経過である。
急性型ジアルジア症の経過は短期間:通常、急速に回復するか、治療によく反応する。[164]。症状の重症度は、株の病原性、侵襲の強さ、年齢、免疫系の状態に左右される。[128]。
ジアルジアの長期持続(慢性型)は、消化管の慢性疾患、生物学的障害の存在、分泌性IgAやその他の局所免疫因子の欠乏により、腸管粘膜の抵抗力が低下している人に多くみられる。慢性型ジアルジア症における臨床症状の程度と重症度は、消化管上部の炎症性変化と機能的変化によるものであり、病理学的症候の形成におけるジアルジアの役割は有力ではない。[61]。
治療すべての抗寄生虫薬には副作用があるため、小児のジアルジア症、特に慢性経過をたどるジアルジア症の治療の問題は、最終的に解決されていない。さらに、ジアルジアはしばしば抗寄生虫薬に耐性を示す。現在、ジアルジア駆除にはニトロイミダゾール、ニトロフラン、ベンズイミダゾール誘導体が使用されている。プロバイオティクスも治療に含めるべきである。[58]。
検査診断。ジアルジア症の臨床診断を確定するには、検査室での定性検査が重要な役割を果たす。これは、ジアルジア症の症状が特異性に乏しく、多形性で、必ずしも急性症状を伴うとは限らないためである。
ジアルジア症の主な診断法:「ゴールドスタンダード」-糞便(新鮮または保存)中のジアルジアシスト、または十二指腸内容物中の植物体の検出。PCR法による糞便および/または十二指腸粘膜生検中のジアルジアDNAの検出。ELISAによる糞便および/または十二指腸粘膜生検標本中のジアルジア抗原の検出 [6]。
現在まで、ジアルジア症の検査室診断で最も一般的に用いられている検査は、ジアルジア嚢胞を検出するための糞便の沈殿成分または十二指腸プロービングで得られた内容物の顕微鏡検査である。残念ながら、これらの検査は感度が低く、多くの主観的・客観的要因に影響される。そのなかには、ジアルジア症における嚢胞の分離が不安定であること、顕微鏡による同定が困難であること、顕微鏡診断に携わる人員の特別な訓練が必要であることなどがある。[322]。
免疫蛍光法および酵素結合免疫吸着測定法は、今日でもヒトにおけるジアルジア症の実験室診断の有望な方法である。[84]。これらの方法は、糞便検体中および患者や保菌者の血清中のこれらの病原体の抗原を検出することができる。この目的のために、血清中の特異抗体と糞便中の抗原を検出する市販の免疫酵素法やイムノクロマト法検査システムが使用されている。これらはジアルジア症の診断において、ルーチンの顕微鏡法とは対照的に、高い感度(66.3-98.9%)と高い特異性(92.6%)を持っている。糞便中のジアルジア抗原の検出は、ジアルジア症診断のための最新の有望な方法であるが、大都市でのみ利用可能である。この方法は糞便と組織生検検体の分析に用いられる。分析にはGSA65抗原に対するモノクローナル抗体が用いられる。この方法は、シストが分泌されない「休眠」期間中であってもジアルジアを検出する。GSA-65抗原が糞便中に排泄されなくなるのは、ジアルジア症が治癒してからわずか2週間後である。
ジアルジアDNA中の個々の遺伝子を検出するにはPCR法が用いられる。これは非常に特異的で感度の高い(92-98%)方法であり、嚢胞の排泄がない場合でもジアルジアを検出することができる。
血清学的検査では、患者の血液中のジアルジア抗原に対する抗体の存在を確認することができる。感染者の血液中のジアルジア抗原に特異的な抗体の検出に基づく免疫酵素診断(ELISA)は、追加診断として機能する。L.intestinalis抗原に対する抗体は、疾患のほぼすべての段階でヒトの分泌物中に血中存在することが確立されている。IgMクラスの抗体は他の抗体よりも先に出現し、発病10〜14日目から血中に検出される。これらは新鮮な侵襲(感染)の徴候である。その後、IgM抗体の数は急速に減少する(これも他の抗体より早い)。しかし、初期の抗体がないからといって感染を否定することはできない(鞭毛虫症の慢性経過の可能性もある)。IgG-抗体はIgMよりやや遅れて形成されるが、長期間持続する(鞭毛虫症の完治後2~6カ月まで)。免疫状態が低下している患者(リンパ管低形成児や持続性再発性ジアルジア症)では、ジアルジアに対する抗体が検出されないことがある。
血清学的診断法とリンパ管学的診断法を並行して用いることで、ジアルジア症をより確実かつ効果的に検出することができる。
予防。ジアルジア症の予防は、ジアルジア症患者を適時に発見し、治療することにある。不安定な便に悩まされる小児のジアルジア保菌検査を実施する。ハエ対策として、食品を汚染から守る必要がある。事前に沸騰させていない開放水域の水を使用すること、洗っていない果物や野菜を使用することは禁止されている。一般的な衛生規則を守ることが必要である。[102]。
4.3.5.12 トキソプラズマ症
トキソプラズマ症は、日和見原虫であるトキソプラズマ・ゴンディによって引き起こされるヒトと動物の寄生虫病であり、核細胞を侵し、ほとんどが無症状で、良好な転帰をたどる。
発見、伝播トキソプラズマ症の原因菌であるトキソプラズマ・ゴンディは、1908年にチャールズ・ニコルとルイ・マンソによって北アフリカでネズミのゴンディから発見され、ほぼ同時にアルフォンス・スプレンダーによってブラジルでウサギから発見された。その後数年間、この寄生虫はさまざまな研究者によって、家畜や野生のさまざまな動物から多くの国で発見された。ヒトのトキソプラズマは1914年にカステラーニによって初めて分離された。ロシアではA.I.フェドロビッチによってヒトからトキソプラズマが分離された。
トキソプラズマ症の感染は非常に広範囲に及んでいる。草食動物、肉食動物、雑食動物などすべての哺乳類に感染する。世界人口の半分までがトキソプラズマに感染しており、[224]、ロシアでは約20%である。[103]。世界のいくつかの地域では、感染率は95%に達する[177]。世界では毎年19万人以上が発病している。南米、一部の中東諸国、低所得国などで高い罹患率を示している[329]。
原因物質トキソプラズマ症の原因菌であるT. gondii(原虫綱胞虫綱コクシジウム目)は、ヒトおよび動物において、臓器や組織のほぼすべての細胞に寄生する偏性細胞内寄生虫である(図421のA)。
トキソプラズマは1種しか存在せず、すべての菌株が抗原的に均一である。この病原体は栄養虫、組織嚢胞、オーシストとして存在する。栄養虫は赤血球を除くあらゆる哺乳類細胞に感染する。接着と能動的侵入により、寄生虫は細胞に侵入し、その後、栄養原虫は空胞化し、内生殖(母細胞内の細胞壁内で2つの娘細胞が形成される)によって増殖する。分裂が続くと、嚢胞が形成されるか、宿主細胞が溶解する。組織嚢胞の大きさは10~200μmで、最大3,000個のトキソプラズマを含むことがある。凍結、解凍、乾燥、胃分泌液は栄養体を破壊する。
図421 T. gondiiトキソプラズマ症病原体の電子顕微鏡像(A)[285]および脳組織(B)[283]。
疫学。ヒトへの感染源は、様々な種(180種以上)の家畜および野生哺乳類(ネコ、イヌ、ウサギ;肉食動物、草食動物、げっ歯類)、およびシストを含む家畜の肉を加熱処理せずに摂取することである。
世界各国で実施された調査では、糞便中のオーシストの排泄はネコの1%に認められた。従って、ネコの存在はこの地域の一次感染にのみ必要である。さらに、トキソプラズマが存在しなくても、肉食動物への感染や先天性感染によって、その存在を維持することができる。他の哺乳類、鳥類、ヒト
- トキソプラズマの中間宿主は、病原体が臓器にシストを形成して無性生殖する。
トキソプラズマの最終宿主はネコで、ネコの腸内でオーシストが形成される。ネコがげっ歯類の組織シストを摂取した後、生存微生物はネコの腸の上皮細胞に侵入し、そこで有性生殖を行い、その後数百万のオーシストがネコの糞便とともに2~3週間環境中に排泄される。オーシストは湿った土壌中で1年以上感染力を保つが、煮沸によって不活化される[267]。
感染経路は経口感染と経胎盤感染である。組織シストを含む食肉だけでなく、猫の糞便由来のオーシストに汚染された野菜も、トキソプラズマの感染における重要なメカニズムである。トキソプラズマの感染源であるヒトは、環境的には行き止まりである。ヒトの自然感受性は低く、無症状保菌が絶対多数である。
病原体である。実験動物における感染過程は、病原体が小腸の上皮細胞に侵入することから始まり、そこで急速に増殖し、局所のリンパ節を通って血流に乗り、全身に広がる。体内で時間をかけて形成された組織嚢胞は、数年から数十年にわたって生存する(図421のB)。
トキソプラズマは細胞に細胞毒性を示し、侵入した部位に炎症性肉芽腫を形成する。栄養原虫の増殖は、激しい単核反応に囲まれた壊死巣の形成につながる。トキソプラズマ症において重要な役割を果たすのは、細胞性免疫の状態と体液性因子(A、M、Gクラスの特異的免疫グロブリン、γ-インターフェロン、インターロイキン-2、インターロイキン-12)である。重度の免疫不全に陥った場合、組織嚢胞は生存したままとなり、全身感染源となる可能性がある。
ヒトにおけるトキソプラズマ症の病態はよくわかっていない。検査でほとんどの症例がトキソプラズマに対する抗体を持っていることから、感染後のヒトの体内では、主に筋肉組織に存在するシストが形成されていると考えられる。
診療所先天性トキソプラズマ症と後天性(急性および慢性)トキソプラズマ症を区別する。先天性トキソプラズマ症では、子宮内での胎児死亡、全身感染の結果としての新生児の死亡、あるいは(生存者では)以下のような症状がみられる。
神経系、眼、その他の臓器の病変、乏血症があり、これは重症に達し、生後数ヵ月から発現する。[50]。
急性後天性型は、腸チフス様疾患(高熱、肝臓、脾臓の腫大を伴う)または神経系の優勢な病変(頭痛、痙攣、嘔吐、麻痺など)を伴う。多くの場合、トキソプラズマ症は慢性化し、発熱、頭痛、リンパ節および肝臓の腫大、能率低下を伴う。眼、心臓、神経系、その他の器官が侵されることもある。トキソプラズマ症は潜伏(隠れた)形で発症することもある。
治療を行う。免疫のない人は、急性トキソプラズマ症は薬物治療なしで治癒する。妊婦、新生児、免疫不全者は治療が必要である。したがって、CD4-リンパ球数が1mm3中200個以下の後天性免疫不全症候群の人は治療が必要である。
急性および亜急性トキソプラズマ症は治療の絶対的適応である。慢性トキソプラズマ症の治療は、臨床症状の重症度、優勢な病変の性質に応じて行われる。妊婦のトキソプラズマ症は、治療が必要である。ファンシダール、ロバマイシン、ビセプトールが処方される。ファンシダールはスルファドキシン500mgとピリメタミン25mgを含む。向精神薬治療は2-3サイクルで行われる。サイクル間に葉酸が処方される。ピリメタミン系の薬剤に不耐性の場合は、ロバマイシンが処方される。
ロバマイシンは患者への耐性が高く、薬物相互作用がないため、すべての年齢層のトキソプラズマ症の治療に処方できる。ポテセプチル(トリメトプリム+スルファジメジン)、ビセプトール(トリメトプリム+スルファメトキサゾール)の併用も可能である。これらの薬剤の経口投与に不耐性の場合は、ビセプトールを静脈内投与または点滴することができる。向精神薬療法のサイクル(コース)の合間には、葉酸を1日平均0.01gまで処方する。免疫不全状態が検出された場合は、向精神薬が向精神薬と一緒に処方される。活動型および潜伏型のトキソプラズマ症を治療する有望な方法は、ELQクラスの2種類の抗マラリア薬の使用である。[206]。
臨床検査診断。現在、トキソプラズマ症の検査室診断は、間接免疫蛍光反応(INIF)および酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)による全経口検査のクラスMおよびGの特異的抗体の検出に基づいている。急性トキソプラズマ症では、顕在症状の有無にかかわらず、RNIFおよびELISAにおける特異的MおよびG抗体のレベルは、発症後1~2カ月で最高値に達する。セロコンバージョンまたはIgG抗体価が4倍に上昇した患者では、急性感染の有無を確認するために特異的IgM値を測定する。しかし、高い抗体レベルは何ヵ月も、あるいは何年も持続することが知られている。従って、GクラスだけでなくMクラスの特異的免疫グロブリンも6カ月以上循環している症例が15%、1〜3年以上循環している症例が5%あることが示されている。このような免疫反応の特異性は、高い抗体値の正しい評価を困難にし、急性トキソプラズマ症の誤った診断につながる可能性がある。[4]。
ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法により、トキソプラズマDNAの特異的なヌクレオチド配列を検出することができる。リンパ節、肝臓、酒、羊水、気管支洗浄液の生検組織がPCRの材料となる。PCR法の材料を入手することが困難なため、実用的な応用には限界がある。
現在、トキソプラズマのエンベロープおよび内部のタンパク質、すなわち抗原P14、P27、P30、P33、P43 kDaと植物酵素に似た酵素が単離されている。表面エンベロープ蛋白質P30は「初期蛋白質」と呼ばれ、感染過程の最初の段階で血液中を循環し、初期抗体の形成を開始する。免疫ブロット法でP30蛋白とそれに対する抗体を測定することにより、急性顕在性トキソプラズマ症を確認することができる。P30抗原とそれに対する抗体を決定する免疫ブロット法の導入は、トキソプラズマ症の診断を改善するための有望な課題である。トキソプラズマ症に対する1つまたは別の診断法の利点は、T.I. Dolgikhの研究 [33]に詳述されている。
予防。トキソプラズマ症の予防は、よく熱処理された肉および肉製品、清潔に洗浄された野菜、果物、ベリー類のみを食べることである。調理中に生のひき肉を口にすることは禁じられている。生肉製品を扱った後、庭や菜園で働いた後、子供たちが遊び場で遊んだ後、特に砂場で遊んだ後は、手をよく洗うことが必要である。ペットをアパートで飼う場合は、ペットに触れた後の手洗いを忘れずに、衛生的なルールを注意深く守る必要がある。
妊娠が始まったら、すべての女性は妊婦検診でトキソプラズマ症の検査を受けるべきである。妊婦にトキソプラズマ症の臨床症状が検出され、IgMクラスのトキソプラズマに対する抗体が検出された場合、治療または妊娠中止の必要性を判断する。
4.3.5.13.微胞子虫症
微胞子虫症は、通常、免疫不全患者(主にAIDS患者や臓器移植を受けた患者)に発症し、真核生物に寄生する偏性細胞内寄生虫によって引き起こされる、どこにでもある日和見疾患である。微胞子虫は、消化管から体内に侵入しやすいため、通常、激しい下痢を伴い、ヒトに重篤な疾患を引き起こす。
伝播ヒトの微胞子虫症はどこにでも存在する。AIDS患者では、微胞子虫症の有病率は1.5%~50%で、地域の地理的位置や使用される診断法によって異なる。[154]。現在、免疫不全患者における微胞子虫症の有病率は、インドおよび近隣のアジア諸国で最も高い。その発生率は、眼感染と関連していることが最も多い。原因不明の下痢症患者では、微胞子虫症の有病率は13~22%であり、[202]、下痢症の小児では1.7~17.4%、高齢者では17.2%である。[154]。ロシアでは2002年にミクロスポリジウム症が発見された。[114]. 感染者の大多数がE. intestinalisに罹患しており、これはロシアにおける微胞子虫症の人獣共通感染経路が優勢であることを示している。[114, 147]。
原因菌微胞子虫は、ヒトを含む実質的にすべての系統群の動物の間に広く分布しており、偏性細胞内寄生真菌群を代表する。現在までに、約1,300種、160属の微生物が報告されている。[253]。ヒトは、ヒト病原体として同定されている15種の微胞子虫に感染する可能性がある、 Trachipleistophora hominis、T. anthropophthera、Vittaforma corneae、Tubulinosema acridophagusである。
このグループの系統的位置づけについては、今日まで議論が続いてきた。歴史的には原虫に分類され、寄生虫学研究室でしばしば診断されてきた。ある研究者によれば、微胞子虫は真菌類に分類されるべきであり[253]、他の研究者によれば、原虫に分類されるべきである[335]。従って、これらによって引き起こされる疾患は、原虫症または真菌症とみなされる[275, 276]。
微胞子虫は偏性細胞内寄生虫であり、宿主細胞の外では芽胞の形でしか存在できず、吸入、感染動物との接触、ヒトからヒトへの感染によって、食物とともにヒトの体内に入る[124]。微胞子菌の胞子の特徴は、殻の下にらせん状に並んだ極性管である。胞子が押し出されると、極性管が外側に飛び出し、感染細胞の膜を貫通する。胞子原形質は管路を通って宿主細胞内に注入される。[51]。宿主細胞内に入ると、胚は成長し、集中的に増殖し(寄生虫の生殖は、二項分裂と多項分裂による無性生殖である)、その結果、多数の胞子芽細胞が形成され、胞子に成熟する(図422、A、B)。
図422:極性管を廃棄し、真核細胞に挿入した微胞子虫の胞子の走査型(A)と伝染型(B)[285]電子写真(A, B)。ヒトに病原性を示す微胞子虫の有機対流性(C)[283]。
疫学。感染源は、微胞子虫に感染したヒトおよび動物である。感染者の呼吸器や腸管に微胞子虫が存在し、尿や糞便とともに芽胞が排泄されることから、糞便-経口、経口-経口、呼吸器経路によるヒト-ヒト感染の可能性がある。性感染も証明されている。[154]。動物では垂直感染経路も報告されている。
家畜や農耕動物は感染に重要な役割を果たしている。感染した家畜の十分に温度処理されていない肉を食べたことによる感染例が知られている。[154]。微胞子虫症は汚染された水を介して感染する。吸血蚊、マダニ、そしておそらくその他の昆虫が微胞子虫の媒介者であると考えられている。[154, 203]。
微胞子虫は水の消毒剤(塩素消毒など)に耐性があり、ろ過では保持されないことが多い。様々な種類の微胞子虫の胞子は、自然の水域、スイミングプール、水道水、飲料水中に存在する。[203]。AIDS患者や臓器移植のレシピエントがリスクグループであることは前述の通りである。[115]。免疫のない人の中では、特に熱帯地域の旅行者、高齢者、コンタクトレンズ装用者が危険にさらされている。[203, 223]。
病原体 E. bieneusiおよびE. intestinalis微胞子虫による腸上皮の感染は、腸陰窩の病理学的過形成、腸細胞の扁平化、微絨毛の消失を伴い、活性吸収面を40%減少させる。[154]。マクロファージや線維芽細胞を貫通し、E. intestinalisは全身に広がり、様々な臓器に障害をもたらす。
診療所。免疫不全患者における微胞子虫症の主な症状は下痢である。便は水様で、粘液や血液を含まない。下痢は徐々に発症し、数ヵ月かけて進行する。患者は吐き気、食欲不振、嘔吐、腹痛、発熱、進行性の体重減少も経験する。重症例では悪液質を呈することもある。臨床像は病原体の種類によって異なり、有機向性も異なる(図422のB参照)。
微胞子虫症は腸炎の原因菌として生物兵器に位置づけられているので、他の臨床症状には触れない。
免疫のない人では、消化器微胞子虫症はほとんどみられず、主に熱帯地域からの帰国者にみられる。通常、退行性の下痢のみが観察される。[115, 154]。
治療を行う。免疫不全患者には、維持療法が処方される。免疫不全患者には、アルベンダゾールとフマジリンの投与が推奨される。
診断。微胞子虫症は血清学的方法で診断する:微胞子虫の様々な種に対する抗体を測定する(酵素免疫測定法、免疫蛍光分析法)。微胞子虫の検出には、光および電子顕微鏡検査、間接蛍光PCR、塩基配列決定など、さまざまな方法も用いられる。[227, 257, 318]。分析用サンプルとしては、感染部位の推定に応じて、糞便サンプル、各種生体液(尿、喀痰、脳脊髄分泌液)、結膜塗抹標本、各種生検標本、組織掻爬標本が使用される。
予防微胞子虫症の予防は、個人の衛生規則の遵守、動物の世話の際の衛生衛生基準、糞便の消毒である。患者の迅速な発見と治療が重要である。
4.3.5.14. アルボウイルス脳炎
アルボウイルス脳炎は、節足動物を媒介とする脊椎動物の宿主への生物学的感染によって循環が維持されており、主に暖かい季節に発生する季節性疾患である。[76]。アルボウイルス感染症は、その分布の広さ、多様性、臨床経過の重症度から、世界中の医学と公衆衛生から特に注目されている。多くのアルボウイルスはヒトや動物に重篤な疾病を引き起こし、時には流行を伴うこともある。ヒトや動物に病原性を示す、これまで知られていなかった新しいアルボウイルスの数は常に増加している。現在までに世界で確認されているアルボウイルスの総数は600以上であり、そのうち約150種類がヒトの病気の原因ウイルスとして知られている。[64]。アルボウイルスは単一の分類群ではなく、さまざまな科の代表が含まれている。最も多くのアルボウイルスが属するのは、トガウイルス科(30以上)、フラビウイルス科(約60)、ブニヤウイルス科(約200)、レオウイルス科(60) 、ラブドウイルス科(約50)である。疫学。アルボウイルスは地球上に広く分布しているが、その範囲は通常、媒介者地域に限られている。自然界におけるアルボウイルスの貯蔵庫は温血動物や冷血動物、特に鳥類、げっ歯類、コウモリである。感染経路は主に血液感染である(感染した媒介動物(吸血性節足動物)に咬まれることによって)。アルボウイルスを媒介するのは、蚊、マダニ、カ、ミミヒゼンダニなどである。節足動物のなかには、病原体を生涯にわたって長期保存し、子孫に感染させることができる種がある。病気の季節性は媒介虫の活動期間と関連している。[49]。
アルボウイルス脳炎は、感染者の割合、致死率、神経学的障害の残存頻度などの点で、流行地域によって異なる。自然界におけるウイルスの循環において、ヒトはそれほど重要ではない。媒介動物の感染への関与は、媒介動物の生息地域における分布や、節足動物の繁殖と活動が集中する時期によって決まる季節性といったアルボウイルス感染の特徴を決定する。媒介動物の種類によって、ダニ媒介性、蚊媒介性、蚊媒介性(瀉下性)に分けられる。
場合によっては、空気感染、消化性感染(感染した食品を介する)、接触感染(患者の血液が傷ついた皮膚に触れる)など、他の感染経路も考えられる。実験室での条件下やテロ行為では、空気中のウイルス濃度が高い状態でウイルスエアロゾルを吸入した結果、感染が起こることがある。アルボウイルスは流行性大流行や散発的な疾病を引き起こすことがある。
形態、抗原構造分類学上の位置によって、アルボウイルスは球形である場合と、弾丸型(ラブドウイルス)である場合がある。ウイルスの大きさは40~100 nmである。アルボウイルスはRNAとリポ蛋白質の外殻に囲まれた蛋白質のカプシドからなり、その表面には糖蛋白質で形成された棘状突起がある。ウイルスにはヌクレオカプシドに関連するグループ特異的抗原と糖タンパク質の性質を持つ種特異的抗原がある。現在までに約70のアルボウイルスの抗原グループが知られている。ほとんどのウイルスは血球凝集能を持つ。
アルボウイルスは新生児白色マウス、細胞培養(初代および移植)、時にはニワトリ胚で培養される。乳飲み子マウスでは、脳に感染すると、中枢神経系病変を伴う急性感染症を発症し、四肢の麻痺と死に至る。細胞障害作用は一部の細胞培養でのみ観察される。
アルボウイルスはエーテルやその他の脂肪溶媒、ホルマリン、低pH値、紫外線照射に弱く、50~60℃で30分以内に不活化される。凍結乾燥状態では長期保存が可能である。
病原体すべてのアルボウイルス脳炎は同様の病態を示す。吸血性節足動物に咬まれた後、病原体は血流にのって局所のリンパ節に運ばれ、そこで一次増殖が起こり、その後血液に入る(ウイルス血症)。さらにウイルスは中枢神経系、皮膚の毛細血管、粘膜、内臓や組織(肝臓、脾臓、腎臓など)の細胞に感染する。アルボウイルス感染症の病因では、GST反応を伴う免疫学的反応が重要な役割を果たす。
神経症状は、一部は感染と神経細胞死によるものであり、一部は水腫、炎症、その他の病理学的過程によるものである。組織学的検査では、局所的な壊死、ミクログリアの増殖、リンパ球による血管周囲への浸潤が認められる。これらの変化の局在と重症度はウイルスの種類によって異なる。脳の罹患部では血流は正常か増加するが、酸素抽出量は減少する。
臨床アルボウイルス感染症の臨床像は、致死的転帰をたどる重症例から無症状のものまで、病原体の種類によってさまざまな症状や病型によって特徴づけられる。3つの症候群に分けられる:
- 全身性の発熱で、時に発疹や関節病変を伴うが、良性に経過する;
- 出血熱;
- 脳炎:重篤な経過と高い死亡率が特徴である。
典型的な症例では、発熱、腹痛、めまい、咽頭痛、呼吸困難などの前駆期がある。やがて頭痛、髄膜症状、羞明、嘔吐、眠気、錯乱、知能、注意力、集中力の低下が起こる。重症の場合は、意識障害や昏睡が起こることもある。振戦、腹部反射消失、脳神経障害、片麻痺、嚥下障害、前頭葉症状も特徴的な症状である。てんかん発作や局所神経症状が起こることもある。経過は様々で、症状が全くない場合、発熱と頭痛を伴う場合、漿液性髄膜炎を伴う場合、脳炎を伴う場合がある。臨床症状のスペクトルは病原体の種類によって異なる。
脳炎の急性期は数日から2〜3週間続くが、完全に回復するには数週間から数ヶ月かかる。回復期には、注意力・集中力障害、疲労、振戦、性格変化が認められる。
治療向精神的治療はない。急性期にはしばしば集中治療が必要である。罹患後、持続性の液性型特異的免疫が形成される。
検査診断。実験室がアルボウイルスで汚染される危険性が高いため、アルボウイルスの検査は特別な設備を備えた実験室でのみ行うことができる。血液、脳脊髄液、致死的な場合はすべての臓器から採取される。いくつかのアルボウイルス感染症の診断には、リアルタイムRT-PCR、RIF、ELISA、RIA、RIGAなど、ウイルス抗原の検出に使用される表現方法が開発されている。アルボウイルス分離の普遍的な方法は、新生(1-3日齢)マウスの脳への感染である。分離されたウイルスはRSC、RTGA、RHを用いて同定される。アルボウイルス感染の血清診断にも同じ反応が用いられる。
予防媒介虫の駆除。節足動物に対する個人防御。日本脳炎とダニ媒介脳炎にはワクチンがある(表44)。
カテゴリーB(優先度の高い病原体)に属するアルボウイルス脳炎ウイルスの特徴を、世界にとっての脅威の重要性という観点から示す。
表44に挙げた生物兵器の可能性を持つ最も重要なウイルスは、出現の可能性が高く、新たな領域に拡大する恐れのある潜在的に危険な病原体のリストを網羅しているわけではない。
可能性のある生物兵器としてのアルボウイルス。アルボウイルス脳炎病原体を第三世代の生物兵器として使用する可能性は、アルボウイルス脳炎病原体ウイルスの新型の出現や創出の予測不可能性、出現段階での制御が困難または不可能な緊急流行状況を引き起こす能力、ウイルスの高い進化の可能性、ヒトや動物を守るための抗ウイルス剤やワクチンの不足によって決定される。アルボウイルス感染症の多くは新種または新興種であり、人類に世界的な脅威をもたらしている。
4.4 カテゴリーC生物学的製剤とそれらが引き起こす疾病
カテゴリーCの生物学的製剤の使用は現在可能である。分子生物学、微生物学、遺伝子工学および関連技術の進歩により、その生産は容易に可能となった。このカテゴリーには、新しい病原体(人工的に作り出されたもの、自然変異から生じたもの)や再感染病原体(黄熱やコンゴ・クリミア出血熱の病原体、ジカウイルスやニパウイルス、ダニ媒介性脳炎、薬剤耐性結核、狂犬病、インフルエンザなど)が含まれる。このような病原体は容易に生産され、広く伝播すると考えられている。[96]。
それらは将来、高い罹患率や死亡率を引き起こす可能性がある。場合によっては、そのような薬剤を使用する目的は、致死的結果を伴う軍事的結果ではなく、抑止効果、大規模なテロ攻撃の予行演習であるかもしれない。テロ用大量破壊兵器は、戦闘用大量破壊兵器とは異なり、何百万人もの人々をできるだけ早く殺すという任務を持っているわけではない。一般的なパニックを引き起こし、ある一定の人数や集団を無力化できれば十分なのである。これらの病原体の多くはこの役割に適している。
例えばロッキー山紅斑熱のような病気は致死率が高い。生物兵器では、病原体を空気中にばらまき、広範囲に感染させることができる。斑点熱の場合(症例の約13%)、診断ミスによる致死率が非常に高い可能性がある。リケッチアに感染したマダニを軍の現場で使用することは十分に可能である。
21世紀には、気候の激変、移動する人々、生体物質、農産物などの流入の著しい増加などの影響下で起こる急速な自然遺伝子の突然変異の結果である、新しい性質を持つ自然感染因子の出現に向けた着実な傾向がある。[39]。[39]. このような疾病には、SARS-CoVやMERS-CoVウイルス、ニパ脳炎、ジカ熱などによる集団発生が含まれる。その他にも、多くの要因がこれらの病気の発生に寄与している。例えば、多くの国では、清潔な水、十分で質の高い栄養、高度に専門的な医療を国民に提供することができなかった。貧困、都市化、人々の大移動により、大規模なアウトブレイクや伝染病の発生に適した条件に人口が集中するようになった。新しい地域(熱帯地域など)の開発により、ヒトの集団に新たな感染因子が出現するようになった。
動物集団で一般的な病気が人間社会にますます入り込んできている。環境の変化に応じて、固有性や病原体の伝播様式が変化している。抗菌薬耐性の発達により、治る病気も治らなくなる恐れが出てきた。国際観光と貿易の発達により、病原体が地球上に急速に拡散し、病原体が人為的に変化している。感染症が昆虫や人間の手によって、新しい国や大陸に侵入している。
これらすべてのことが、感染症の制御を困難にし、あるいは不可能にし、テロ攻撃を容易にする。なぜなら、新しい病原体や既存の病原体の多くには有効な治療法がなく、安全で有効なワクチンもないからである。加えて、新しい病気は人々に恐怖とパニックを引き起こす可能性が大きい。
4.4.1 ジカ熱
ジカ熱は熱帯性の急性人獣共通感染症アルボウイルス感染症で、発疹、短時間の発熱、顕著な中毒を伴わない比較的良性の経過をとる。ジカウイルスは感染したアカイエカに刺されることで感染する。世界的に感染が拡大する可能性があり、催奇形性が高いことから注目されている。
歴史と分布ジカ熱の原因ウイルスであるジカウイルスは、1947年4月18日、ロックフェラー研究計画の一環として、ジカの森(ウガンダ)で黄熱病の森林型のモニタリングを行っていたアカゲザル(macaca mulatta)から初めて分離された。2日後、発熱したサルは実験室に運ばれ、そこで血液中の血清をマウスに感染させた。10日後、すべてのマウスに病気の症状が現れた。その後、感染した動物の脳から病原体が分離された。1948年、このウイルスはイエネコ属のメスの蚊の体内から初めて分離され、1968年にはナイジェリアの原住民の生体物質から分離された。ジカ」という名前は「森の雑木林」を意味する。2007年まで、このウイルスはほとんど検出されず、60年間でわずか15例しかなかった。しかし2007年、ミクロネシアとポリネシアの島々を中心に最初の流行が出現し、3歳以上の人口の70%以上が感染した。[238, 298]。2013年から2014年にかけてフランス領ポリネシアでも大規模な流行が発生し、人口の2/3以上が感染した。[23, 176]。
ジカウイルスは、2014年2月に西半球の国々で、2015年5月にブラジル
- では2015年5月に検出された。[24, 228]. 2016年、流行はラテンアメリカに広がった。2014年のことである。世界保健機関(WHO)は、ジカウイルスの流行による緊急事態の発生を報告した。アフリカ、東南アジア、太平洋諸島でジカ熱感染の発生が報告されており、アメリカ大陸やカリブ海諸島でも散発的な症例が報告されている。[19, 351]。地理的な広がりにもかかわらず、WHOはジカウイルスとその合併症を国際保健上の重要な感染症に挙げている。[22, 171, 241]。
ジカウイルスに関連した発熱は、米国でもプエルトリコとバージン諸島で報告されている。[328]。本土では発症していないが、ウイルス拡散の拠点から帰国した感染者の症例が報告されている。[22, 273]。
米国では、2016年にジカウイルス感染に関連した先天性小頭症の最初の症例が報告された。このジカウイルス感染児の母親は、出産のためにフロリダに渡航したハイチ人であった。[166, 321]。2016年2月にテキサス州で性的感染の症例が報告された。[194, 291].
図423:ジカウイルス感染に関連した小児の先天性小頭症 [177]
世界保健機関(WHO)によると、ジカウイルスは現在、蚊の生息数の多い熱帯地域で流行している。アフリカ、中南米、南アジア、西太平洋で循環していることが知られている。輸入感染者はオーストリア、デンマーク、フィンランド、ドイツ、アイルランド、イタリア、ポルトガル、スペイン、スイス、ドイツ、イスラエル、オーストラリアで報告されている。発病者はすべてジカ熱の流行地域から帰国している。
2016年2月1日。世界保健機関(WHO)はジカ熱を国際的な公衆衛生上の脅威と宣言した[19, 22-24]。
疫学。この感染症の原因物質の発生源は、病気のヒト、健康なウイルス保菌者、ウイルスに感染したサルである。人から人へ、動物から動物へ、ウイルスはデング熱、黄熱病、チクングニア熱の保菌者でもあるアカイエカ(A. aegiptiとA. albopictus)に刺されることで感染する。最も流行の脅威となっているのはアエギプティで、熱帯・亜熱帯地域に多いが、気温が低いと生存できない。A. albopictusもウイルスを媒介する能力を持つが、冬眠することができ、気温が低い地域でも生存できる。蚊は感染したヒトや動物からウイルスに感染する。[23, 24, 348]。他の種の蚊の生体にウイルスが適応する可能性も否定できない。
雌のA. aegiptiとA. albopictusは断続的な摂食が特徴で、その結果、1回の摂食サイクルで数頭を刺す。摂食サイクルが終了してから3日後、メスの蚊は卵を産み付ける。水中環境では、卵は幼虫、そして半熟の個体へと成長する。発生サイクルに必要な水はほとんどない。上記の種の蚊は、400m以内の距離を飛ぶことができるが、車のブーツの中や、持ち物、植物などと一緒に、人が意図せずに長距離を運んでしまうことが多い。蚊が新しい気温の気候で生存し、繁殖することができれば、持ち込まれた地域でウイルスを蔓延させる可能性がある。[22, 24, 286]。
病原体の主な感染メカニズムは媒介感染である。現在のところ、性的感染と輸血の事例が報告されている。[213, 281, 323]。ウイルスは血液中を循環し、尿、精液、唾液、髄液、羊水、母乳からも検出される。ブラジルの科学者によれば、垂直的な経胎盤感染は可能である。この場合、ウイルスは血液胎盤関門を通過し、胎児に子宮内感染を引き起こし、その後重篤な先天性病変を発症する。[225, 227]、あるいは分娩内感染と先天性感染を引き起こす。[183, 242, 291]。
ウイルスの性行為感染 [21, 351]、感染した血液成分の使用による感染、臓器移植、授乳による感染も理論的には可能である。[166, 177, 252]。ウイルスの自然貯蔵庫はまだ不明である。[19, 24, 277]。
病因。本疾患の病態はよくわかっていない。最近の研究で、ウイルスはまず導入部位で皮膚線維芽細胞、表皮ケラチノサイト、未熟樹状細胞に感染し、その後リンパ節に到達して血行性に広がることが証明された。皮膚の免疫細胞表面に存在するホスファチジルセリン受容体AXLは、標的細胞内へのウイルスの接着と侵入を担っている。これらの細胞では、ウイルス侵入と推定される部位に病変した核が見られた。ウイルスの複製が増加すると、細胞内でI型インターフェロンとオートファゴソームの産生が誘導される。ウイルスはI型およびII型インターフェロンに非常に感受性が高いことが示されている。罹病期間中、T細胞(主にTh1、Th2、Th9、Th17)の活性が持続的に上昇し、対応するサイトカインレベルの上昇で表現され、再感染期までに明らかに上昇する。[166, 237, 323]。
診療所蚊に刺されてからの潜伏期間は2~14日である。ウイルスは1週間以内に感染者の血液から検出される。一度感染すると、生涯にわたって持続的な免疫が残る。[171, 172]。
体温が37.8~38.5℃まで上昇し、体幹と四肢の皮膚に斑状丘疹状の発疹、主に小関節の関節痛、結膜炎を呈する。ジカ熱の診断は、これらの症状のうち2つが存在する場合になされる。[183, 218, 226]。
筋肉痛、下痢、眼痛、全身の脱力感は、この疾患のまれな症状である。腹痛、吐き気、粘膜の潰瘍化、皮膚のかゆみ、血小板減少症はきわめてまれである。[252, 295]。
小児では、子宮内感染(垂直感染による)、分娩時感染、出生後感染(蚊に刺される)によって発症する。[116]。出生後の感染における臨床症状は、小児でも成人でも同じである。分娩内感染や出生後感染では小頭症のリスクはない(図423)[208, 225, 237]。妊娠中のウイルス感染は、早期妊娠終了、中枢神経系障害、胎児発育遅延、胎盤機能不全、および出生前胎児死亡と関連している。小頭症のリスクは、妊娠初期に感染した場合に最も高くなる。[172, 219]。
ジカウイルス感染症の鑑別診断は、デング熱やチクングニア熱、パルボウイルス、風疹、腸管、アデノ、アルファウイルス感染症、麻疹、レプトスピラ症、マラリア、リケッチア症、A群連鎖球菌による感染と一緒に行う必要がある。
治療法。特異的な治療法は開発されていない。対症療法としては、アセトアミノフェン(発熱と関節痛に)、アスピリンおよびその他の非ステロイド性抗炎症薬は、デング熱が除外されるまで(出血性合併症のリスク)、および妊娠32週以降(ボータル管早期閉鎖のリスク)には使用すべきではない。
検査室診断。ジカウイルスによる発熱の検査室診断は、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)によるウイルスRNAの検出と血清診断に基づいている。RT-PCRによる分子診断は、ジカウイルスRNAが血液中を循環している期間であるため、初発症状から3~5日以内であればかなり有益である[218]。OT-PCR検査の材料として使用できるのは、血漿、血清、唾液、尿、脳脊髄液、羊水、体内サンプルなどである、
羊水、内臓のサンプルである。ジカウイルスによる疾患の診断は、OT-PCRによる増幅RNAの存在に基づき、デング熱とチクングニア熱では増幅がないことに基づく。
血清学的診断は、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)による血清中のIgMクラスの抗体の検出に基づいている。抗体は、疾患の症状発現後5~6日目頃に出現する。[209, 219]。血清診断の際に、デング熱、西ナイル熱、黄熱、チクングニア熱などのフラビウイルス属の他のメンバーとの交差反応が起こりうる。[199, 238]。したがって、ジカウイルス感染の診断を確定するためには、ジカウイルスに対するIgM抗体が存在し、デング熱およびチクングニア熱に対するIgM抗体が存在しないことが必要である[24, 219, 298]。したがって、診断を確定するためには、デング熱、チクングニア熱、ジカ熱の検体を並行して検査する必要がある。
予防。特異的な予防法は開発されていない。個人的な予防には蚊に刺されないようにすることが含まれる。蚊が繁殖する可能性のある場所を特定し、除去する。発病後3~6カ月間は、妊娠を計画するまで避妊すること。
ジカ熱感染が確認された患者は、精液中のウイルス濃度が高いため、性行為を控えるか、コンドームを使用すべきである。[179, 242, 252]。精液中の感染性ウイルス量は非常に高く、血液や尿中の濃度の10万倍にもなる。Rospotrebnadzorは、ロシア連邦の気候条件ではジカ熱を拡大させるリスクはないと報告している。
4.4.2 ニパ脳炎
ニパ脳炎は、脳の炎症(脳炎)または重篤な呼吸器症状を伴う、急速に進行するウイルス性自然巣ゾン症である。
南・東南アジアのインド・マレーシア地域は、ウイルスが自然の生息地で一年中循環している世界の地域のひとつである。[67]。このプロセスが継続すると、ウイルス集団のゲノムに変異やその他の変化が生じる。多くの場合、特性が変化したウイルスクローンのキャリアの輪が拡大し、ヒトや周囲の動物を含む他の感受性キャリアに移行する。そのうちのいくつかは、病原体の変化したクローンの二次的な保菌者となり、流行地域外へのそのようなゲノリンの移動を伴う。このような進化の過程は、ヘンドラウイルス科とニパウイルス科の、これまで知られていなかった近縁の2つのウイルスで実証されている。両ウイルスとも動物原虫症の原因ウイルスであり、共通の自然リザーバーであるフトアゴヒゲトカゲ科フトアゴヒゲトカゲ属の人食い羽を持つ。二次感染源は家畜のブタである。
ニパウイルスによるヒトへの感染は1999年にマレーシアで初めて報告され 2004年にはバングラデシュ 2006年にはインドで報告された。この新しい人獣共通感染症が知られるようになったのは、イポーの養豚農家が発病し、6カ月で100人が死亡したことがきっかけである[189]。
ウイルスの名前は、最初に発見された場所に由来する。関連するヘンドラ・ウイルスとともに、ニパ・ウイルスは2000年にパラミクソウイルス科の新しいヘニパウイルス属に分離された[189]。パラミクソウイルス科 [258]。
ヒトにおけるこの疾患の臨床経過の特異な特徴は、発熱を背景に脳炎を伴って急速に発症し、患者の死亡率が高いことであったが、ブタでは急性呼吸不全が優勢で、死亡率は比較的低かった(1~6%) [189]。283人のヒト患者のうち、109人が死亡した。[Chua, 2010]。病原体が分離され、同定された。[188]。
原因病原体である。ヘニパウイルス科の新属のウイルスである。パラミクソウイルス科のウイルスは球形で、多くは多形または糸状(直径150~300 nm)であり、糖タンパク質の棘を持つ殻に囲まれている。[17]。ウイルスゲノムは、膜に包まれた負極性の一本鎖RNAで表される。ヒト、ブタ、ウイングから分離された7つのウイルスのゲノム配列決定により、ヌクレオチドおよびアミノ酸組成において98.0~99.2%の相同性があることが確認された[153]。
マレーシアとカンボジアのウイルスサンプルは遺伝子型Mに、バングラデシュとインドのものは遺伝子型Bに分類されている。ビリオンのエンベロープの下にはマトリックス(M)タンパク質がある。ビリオンのエンベロープには2つの糖タンパク質であるスパイクがある:融合タンパク質(F-英語の 「fusion」に由来)はウイルスと細胞膜の融合を引き起こす。パラミクソウイルスの繁殖は、ビリオンのエンベロープのHN-、H-またはG-タンパク質が細胞表面のシアル酸に結合することによって開始される。F-タンパク質(いくつかのパラミクソウイルスではHN-タンパク質)により、ウイルスエンベロープと細胞形質膜の融合が起こる。ヌクレオカプシドはエンドソームを形成することなく細胞内に侵入する。パラミクソウイルスは細胞融合を引き起こし、ポリカリオン-シンシチウム-を形成する。ウイルスの繁殖は細胞質で起こる。ウイルスは出芽によって細胞を離れる。
ウイルスはVero E6、RK 13、BHK、ヒト星状神経膠腫U373細胞株で培養され、細胞障害作用を引き起こす。ゴールデンハムスター、フェレット、リスザル、アフリカミドリザルが実験モデルとして使用されている。[299]。
外部環境では、ウイルスは比較的安定している。[111]。手羽先の尿中やナツメヤシの樹液中で数日間生存する[264]。70℃に加熱するとウイルスは不活性化する。ウイルスは低温に非常に強い。病人の臨床検体はグアニジノチオシアネート [265, 266]またはガンマ線照射 [181]で除染し、豚舎は次亜塩素酸ナトリウムまたは生石灰で除染する。
疫学。自然界では、ニパ・ウイルスは人食いネズミの生息域内に存在し、ネズミが主な感染源となっている。このウイルスは家畜であるブタへの感染力が強く、ブタはこのウイルスの重要な増殖源である。最大100%の家畜が感染し、そのうち1.0〜6%が死亡する。ウイルスが豚の呼吸器に感染すると、豚はウイルスを外部環境に排泄する。ウイルスは尿や唾液とともに排泄される。豚は果実(バナナ、マンゴー、パパイヤなど)やその流産した果実を食べたり、ウイルスに汚染された水を飲んだりすることで、翼からウイルスを受け取る[265]。イノシシの感染精液を介して感染する母豚もいると思われる。馬が感染することは稀である(約0.15%)。ヒトの感染範囲は病原体の感染範囲よりもはるかに狭い。マレーシア半島、インド南東部の西ベンガル州の一部、バングラデシュをカバーしている。マレーシアとシンガポールにおけるヒトへの感染の大部分は、病気のブタまたはその感染組織との直接接触によって発生している。感染経路はブタの鼻咽頭分泌物との接触による空気感染か、罹患動物の組織との接触である。バングラデシュとインドで発生した集団感染では、感染した飛翔犬の尿や唾液で汚染された果物や果物製品の摂取が最も感染源と考えられた。
この病気の季節性は12月から5月である。この時期、一般市民が採取したナツメヤシの樹液が飛翔犬に感染する(飛翔犬もこの「器」から樹液を飲む)。この場合、バングラデシュでは50~80%の症例が消化器感染である[307]。
感染経路。ヒトへの感染は、皮膚の上皮を介して、または呼吸器系や消化器系の粘膜を介して起こる。一次的なウイルスの蓄積は局所のリンパ節で起こり、その後、血流を介して全身に播種される[215]。ウイルスは血管系の内皮細胞や平滑筋細胞、脳神経細胞に向性を持っている[345]。内皮の全面的な損傷は、心臓、腎臓、膵臓、その他の臓器の多臓器病変を引き起こし、この病変は、血液のうっ滞、出血、フィブリン沈着、水腫、隣接組織の壊死、止血システムの機能不全を伴う。内皮細胞は溶解し、部分的に血管内腔に剥がれ落ち、ウイルスは主要な増殖部位から広がり続け、重要な臓器の機能不全に至る。[345]。この変化は中枢神経系で最も顕著であり、血管炎誘発性血栓症の結果としてびまん性血管炎を背景に、皮質と脳幹に微小梗塞と壊死の病巣が形成される[345]。生命活動とは相容れない深い病態生理学的変化が起こり、患者は死亡する。
診療所。潜伏期間は2~45日で、感染量によって異なる。前駆期は頭痛と緩やかな体温上昇が特徴である。ヒトへの感染は、無症状から致死的な脳炎まで、さまざまな形で起こりうる。感染者はまず、発熱、頭痛、筋肉痛、嘔吐、咽頭痛などのインフルエンザ様症状を呈する。その後、めまい、眠気、意識障害、急性脳炎を示す神経学的徴候が現れる。消化管出血の徴候が現れ、下痢や高血圧が発症する。また、SARSを発症し、急性呼吸不全を含む重篤な呼吸困難を起こす者もいる。重症例では脳炎が発症し、痙攣が現れ、24〜48時間後に昏睡に至る。意識不明のまま患者は死亡する。
最初の症状が出てから死亡するまでの患者の平均余命は、バングラデシュとインドで3~17日、平均5~7日と観察されている。[278]。
急性脳炎の生存者のほとんどは完全に回復するが、約20%はけいれんの持続や性格の変化などの神経学的後遺症が残る。
死亡率は9%~92%である。その差は、患者の年齢、提供されたケアの量と質に関連しているようである。
無発熱型脳炎の遠隔再発(4.5~11年後)の症例が報告されている。[149]。
急性期の鑑別診断は、日本脳炎、デング熱、ウエストナイル、ハンタン、レプトスピラ症との関連で行われる。遠隔期および再発性のニパ脳炎では、さらにヘルペスウイルス感染や麻疹を伴い、亜急性硬化性全脳炎もみられる。[149]。
治療向精神薬は開発されていない。患者は強制入院となり、集中的な対症療法と支持療法が行われる。
臨床検査診断。ウイルス、抗体、RNA断片の有無を調べるために、血液、尿、口腔咽頭洗浄液をPCR法で検査する。予後不良の場合は、剖検の結果によって診断が確定される。さらにIgMとIgGをELISAで検出する。ウイルスおよびウイルス中和抗体は、それぞれBSL-4およびBSL-3の安全レベルの実験室でのみ分離できる。
予防。現在の罹患率では非合理的であり、経済的にも採算が合わないため、特異的な予防法はない。
非特異的な予防は、疥癬虫からの感染を避け、翅の排泄物による製品の汚染を防ぐ方法について、一般の人々の意識を高めることを目的としている。養豚場を人食いコロニーの近くに置かないことが非常に重要である。
ニパウイルス感染者との密接な接触は避けるべきである。病人の世話をする場合は、手袋を着用し、保護具を使用すべきである。病人の世話中や病人を見舞った後は、手を洗うべきである。
潜在的生物兵器としてのニパウイルスニパ・ウイルスは他の新興病原体とともに、クラスCの生物兵器に分類されている。このウイルスを生物兵器として調査していると公式に報告されている国はないが、その可能性は高く、死亡率も高い(50%以上)ため、サーベイランスは必須である[67]。
4.4.3 重症急性呼吸器症候群(SARS)
SARS(重症急性呼吸器症候群)は呼吸器系の重症ウイルス感染症であり、肺組織の炎症とともに結合組織が侵され、肺毛細血管伝染性の変化、肺水腫が起こり、急性呼吸不全を発症する。
歴史と分布 2002年11月、中国南部の広東省でSARSが発生した。間もなく流行は中国の他の地域、ベトナム、ニュージーランド、インドネシア、タイ、フィリピン、ベトナムに広がり、北米やヨーロッパでも個々の症例が登録された。ロシアでは1例しか報告されていない。2013年5月8日、アムール州ブラゴヴェシチェンスクで男性がSARSと診断され入院した。この疾患の原因物質はSARS-CoVコロナウイルスであった[79, 117]。
WHOのデータによると 2002年から2003年の流行期間中、37カ国で患者総数は8437人に達し、うち813人が死亡した。現在までのところ、このウイルスに対する有効なワクチンは存在しないが、米国、カナダ、中国、ロシアではこの方向で研究が進められている。[173]。
2012年、変異したSARSウイルスが再発した。ラクダが宿主となり、媒介動物となった。ウイルスの感染範囲も変わり、中東ではエジプトとサウジアラビアに広がった。新しい変異ウイルスの名前も変わった。現在はMERS-CoVと呼ばれ、中東呼吸器症候群と呼ばれている。
このウイルスによる疾患による死亡者は約200人で、主にラクダの肉や乳製品を食用としていたサウジアラビアで発生した。
2015年までに、中東の国々に加えて、MERS-CoV感染は世界の合計25カ国に影響を与えた[98, 173, 180]。中東以外で最大の流行は朝鮮半島であった。2015年9月22日現在である。WHOは185件の
のMERS-CoV感染症例が確認され、うち36例が死亡した。
疫学。ラクダはMERSの人獣共通感染源として唯一確認されている[117, 297]。ラクダとの直接接触によるヒトへの感染はごく一部の症例でしか確認されていないが、サウジアラビアでしばしば食用に供される未殺菌のラクダ乳を摂取することで感染する可能性がある。尿、血液、加熱処理が不十分なラクダ肉も疫学的リスクをもたらす。[79, 352]。
MERS-CoVのヒト-ヒト感染は、医療施設での集団発生や家庭での集団発生に関する疫学的・遺伝学的研究によって確認されている。[160, 207]。この場合、SARSまたはMERS患者が主な感染源となり、空気中の飛沫感染によって感染する。ウイルスは鼻咽頭から粘液、喀痰、唾液、尿や糞便とともに排泄される。接触感染や消化器感染も可能であり、場合によっては(ウイルス血症の場合)非経口感染もあり得る。感染経路は非常に簡単である。例えば、エレベーターを利用したり、ホテルの同じ階に住んだり、同じ飛行機に乗ったりするだけで、病人と密接な接触がなくても感染する。MERSの発症は季節性で、ラクダからの感染により3月から4月にピークを迎える。2013年と2014年は9月と11月に小さなピークが観察された。
年である。
SARSの原因となるコロナウイルスは、中国南部では小型肉食哺乳類であるヤシハクビシン(マングースの一種)の70%の血液から検出されている。これらの動物は食用として中国の農場で飼育されている。また、食用として売られているタヌキや家猫からもウイルスが検出されている。最初の感染者は、主にケータリングシステムに何らかの形で関与している人々であった。こうしてSARS病原体の人への感染源が確定し、人獣共通感染症であることが証明された。
SARSに罹患すると免疫が形成されるが、その完全性と持続期間についてはまだ研究中である。患者がウイルスの保菌者であり続けるケースもあり、感染がさらに広がる危険性があることが示されている。
原因ウイルス SARSの原因ウイルスは新型のエンベロープ型RNA含有コロナウイルスで、ヒトを含む動物に様々な重症度の疾患を引き起こす。[180, 207, 297]。
コロナウイルス(コロナウイルス科)は37種のウイルスからなる科で、ヒト、ネコ、鳥、イヌ、ウシ、ブタに感染する2つの亜科に分かれている。[151, 182]。以前はコロナウイルス亜科の代表はコロナウイルス属にまとめられていたが 2009年にコロナウイルスの系統分類が改訂され、コロナウイルスは3属(アルファコロナウイルス、ベータコロナウイルス、ガンマコロナウイルス)に分けられ、コロナウイルス亜科に統合された。2016年5月現在の国際ウイルス分類学委員会(ICTV)は、この亜科に4属を特定している:アルファコロナウイルス属(11種);ベータコロナウイルス属(9種);ガンマコロナウイルス属(2種);デルタコロナウイルス属(8種)。
コロナウイルスは1965年にD.TyrrelとM.Bynoeによって急性呼吸器疾患の患者から初めて分離された。しかし 2002年にSARS関連コロナウイルスが初めて分離されるまでは、この新しい呼吸器感染症の病因は注目されなかった。これらの微生物の特徴は、特徴的な末梢の冠のような増殖の存在(電子顕微鏡で見える)である(図424のA)。ビリオンは複雑な構造をしており、中心にらせん状の一本鎖RNA+分子があり、ヌクレオカプシドが3つの構造タンパク質(膜タンパク質、膜貫通タンパク質、ヘマグルチニン)を含むタンパク質-脂質エンベロープに囲まれている。ウイルスの複製は感染した細胞の細胞質で起こる。
図424 コロナウイルスはSARSの原因ウイルスである(A); 出典:telegraph.co.uk
[185](A);SARSのウイルス性肺炎(B)[283]。
ウイルスのゲノムを調べたところ、この新しいウイルスは既知のコロナウイルスと部分的にしか関連していないことが明らかになった(配列は50〜60%しか同一でない)。SARSウイルスはコロナウイルス属の特徴を持ち、同時にこのグループの既知の代表的ウイルスとは異なっている。その起源は不明であり、前駆体も不明である。これらのウイルスはヒト胚組織培養で培養される。さらに、ベロ細胞培養でSARS-CoVを分離した有望な結果がある。
現在知られている4株のSARS-CoVのゲノムは互いに24塩基の位置で異なっている。SARS-CoVのゲノムは、よく研究されている他のヒトや動物のコロナウイルスのゲノムとはある種の違いがあり、その重要な特徴はRNA組み換えの頻度が高いことである。
ゲノムの塩基配列決定データによると、SARSウイルスは牛コロナウイルスや伝染性気管支炎ウイルスと同一のヌクレオチドの割合で除かれた新しいウイルス群である。
この新型ウイルス株は年齢制限の点で非選択的であり、最年少患者は24歳、最年長は94歳である。
男性に多く感染している。SARS-CoVおよびMERS-CoVコロナウイルスは上気道の上皮に感染する。ウイルスの主な標的は肺胞上皮細胞とII型肺胞肺細胞のCD26(DPP4)レセプターであり、その細胞質でウイルス複製が起こる。ビリオンは集合した後、細胞質小胞に入り、細胞膜に移動し、エキソサイトーシスによって細胞外腔に排出されるが、それ以前は細胞表面にウイルス抗原の発現がないため、抗体形成やインターフェロン合成は比較的遅れて刺激される。細胞表面に吸着したウイルスは、細胞同士の融合とシンシチウムの形成を促進する。こうしてウイルスは急速に組織内に広がる。ウイルスの作用により細胞膜の伝染性が亢進し、肺の間質組織や肺胞の内腔へのタンパク質を多く含む体液の輸送が促進される。これにより界面活性剤が破壊され、肺胞が崩壊し、ガス交換が急激に阻害される。重症の場合、急性呼吸窮迫症候群が発症し、重度のDNを伴う。ウイルスによる損傷は細菌や真菌叢の増殖を助長し、ウイルス性細菌性肺炎を発症する。多くの患者は、肺組織の線維性変化が急速に進行するため、退院後すぐに悪化する。
ウイルスによる肺胞上皮の一次病変、細胞膜の伝染性亢進、肺胞隔壁の肥厚と肺胞内液の貯留、二次的な細菌感染、重症呼吸不全の発症、これが急性期の主な死因である。MERS-CoVは肺胞細胞への浸潤がより活発で、肺細胞の207遺伝子の調節異常を引き起こすという事実に注意を払う必要がある。
回復したMERS患者の防御免疫反応についてはほとんど知られていない。例えば、MERS-CoVは細胞培養において、炎症性サイトカインの誘導の遅延を伴う自然免疫応答の減弱を引き起こすことが示されており、これは免疫応答の調節障害に寄与している可能性がある。[187, 207, 304]。同様の所見はSARS患者でも報告されている。重症のSARS患者では、サイトカイン発現の延長を伴う非効率的なT細胞およびB細胞応答が確立されているが、回復した患者では、自然免疫応答の迅速な切り替えと強力な抗ウイルス抗体応答が確立されている。[158]。
診療所人から人への感染の場合、SARS-CoVまたはMERS-CoVによる非定型肺炎の潜伏期間は2~5日であり、10~14日という報告もある。
典型的な症例では、発熱、悪寒、咳、咽頭痛、筋肉痛、関節痛、呼吸困難で始まる。肺炎は発病後1週間以内に急速に発症する。[151, 160]。免疫不全患者では、発熱、悪寒、下痢、ウイルス性肺炎の順に症状が現れる(図424のB)。SARSと同様、MERS患者の3分の1は嘔吐や下痢などの消化器症状を示す[350]。
肺炎は、罹患後1週間で重症化し、患者の大部分で発症する。この過程は急速に下気道を侵し、小葉性肺炎、多巣性肺炎、または集簇性肺炎の発生によって特徴づけられる。患者の状態は悪化し、体温は発熱以下の数値まで下がり、その後39〜40℃まで急激に上昇し、非生産的な咳が続き、呼吸困難、湿ったきしむような細かい泡のような喘鳴がみられる。致死的転帰は、肺炎の発症と進行の結果、呼吸不全が増加する背景で起こる。
患者は7日以内に肺の炎症性変化が完全に退縮し、肺の機能が回復し、体温が安定的に正常化した後に退院する。
SARSおよびMERS感染症は、インフルエンザ、ARVI、レジオネラ症、クラミジア、マイコプラズマ症、Q熱などと鑑別される。
治療 SARSが疑われる場合は、感染症専門病院の特別なボックス型診療科への入院が必須である。
有効な治療法はない。抗ウイルス薬(リバビリン、オセルタミビルなど)、インターフェロン製剤、その誘導剤が使用される。細菌性合併症を予防するために抗生物質が処方される。
検査診断。最終的な診断は検査室での確認後に行われる。WHOの勧告によると、SARSとMERSの検査室診断には、2段階リアルタイム逆転写酵素PCR(RT-PCR-RV)と酵素免疫測定法の2つの方法が用いられる。[207]。鼻、鼻咽頭、咽頭のスワブ、喀痰、気管支吸引、気管支肺胞洗浄など、上気道と下気道から採取する。MERS-CoVの濃度は下気道分泌物に最も多く含まれるため、感染力はインフルエンザほど高くない。病因診断を向上させるため、呼吸器のさまざまな部位から採取した臨床材料を2~3日ごとに動態検査する。検査材料は直ちに検査室に送らなければならないが、遅れる場合はドライアイスによる凍結が必要である。
ELISA法は、蘇生した患者の血液血清中のウイルス特異的抗体の存在を調べるために遡及的に使用される。ELISA分析は発病後1週間と14〜21日後の2回行う。患者の血液血清が研究の材料となる。ELISA結果は、他のコロナウイルスとの交差反応が考えられるため、慎重に解釈する必要がある。[160, 187]。
ウイルス学的手法では、細胞培養で増殖させたウイルスを分離することができる。血液、糞便、気道分泌物が検査材料となる。
Express-test(ドイツ)は、研究材料(喀痰、鼻咽頭および口腔咽頭粘膜からのスワブ、糞便、尿、血液)中のRNA-TORSの検出用に設計されており、4時間以内に結果が得られる。検査は発病時であればいつでも実施できる。
予防 SARSの予防には、患者の隔離、国境での検疫措置、車両の消毒が含まれる。個人の予防としては、ガーゼマスクや人工呼吸器を着用する。化学予防にはリバビリン、インターフェロン、その誘導剤が推奨される。
4.4.4 鳥インフルエンザ(鳥インフルエンザH5N1)
鳥インフルエンザは鳥類の急性感染症であり、呼吸器系、消化器系の障害と高い死亡率を特徴とする。鳥インフルエンザウイルスはヒトにも感染し、様々な重症度の病気を引き起こす。ヒトの致死率は約60%である。病原体の株が高い病原性を持つため、特に危険な感染症を指す。
歴史と分布。鳥インフルエンザは1878年にイタリアの獣医エドゥアルド・ペロンチートによって初めて発見され、「鶏チフス」または「鶏疫」と呼ばれていた。
「鶏ペスト 1901年、原因物質のウイルス性が確立されたが、「鳥疫」の原因ウイルスがインフルエンザウイルスであることが証明されたのは1955年のことであった。この病気はまず「鳥インフルエンザ」、次に「鳥インフルエンザ」と命名された。
鳥インフルエンザの最初のヒト感染例は1997年に香港で報告された。その後数年間で、この病気はその範囲を拡大し、ヨーロッパ諸国やアフリカ大陸でも報告されるようになった。野生の何百万羽もの鳥が感染し、人間と共存していた。ヒトの間でも数百例の鳥インフルエンザが報告されている。ヒトへの感染は主に、感染した鳥や汚染された環境との直接接触によって起こるが、これらのウイルスがヒトからヒトへ効果的に感染することはない。鳥インフルエンザウイルスやその他の人獣共通感染症ウイルスが、不適切に調理された食品を介してヒトに感染するという証拠はない。
WHOによると 2003年から2013年12月までに15カ国で649人の鳥インフルエンザ感染者が発生し、384人が死亡した。鳥インフルエンザの最新のヒト感染例は、2017年4月3日に中国で登録された。ロシアでは 2005年7月にノボシビルスク地方で鳥インフルエンザウイルスが検出された。その後、トムスク州、オムスク州、チュメン州、クルガン州、アルタイ準州で検出された。人への感染例はない。
病原体鳥インフルエンザ・ウイルス-インフルエンザ・ウイルスAはオルソミクソウイルス科に属する。
Orthomyxoviridae科に属し、RNAを含む。インフルエンザ・ウイルスに特徴的な構造と抗原を持つ。ウイルスゲノムは6種類以上のRNAからなる。感染活性、血液凝集活性、ノイラミニダーゼ活性を有する。発育中の10-11日齢のニワトリ胚でよく増殖する。ウイルスを含む腹水は、多くの動物種の赤血球を凝集させる能力を持つ。
異なる鳥類種から分離された鳥インフルエンザウイルス株は、その性質において、病原性、病原性スペクトル、表面抗原(ヘマグルチニンとノイラミニダーゼ)の構造が異なる可能性がある。このウイルスのヘマグルチニン(H)の構造には18の変異があり、ノイラミニダーゼ(N)の構造には11の変異がある。H5N1株とH7N7株はヒトに最大の危険をもたらす。H5N1株とH7N7株は変異する能力を持ち、最も重篤な感染症を引き起こす。季節性インフルエンザウイルスや豚インフルエンザウイルスと組み合わさると、感染拡大は特に危険である。
鳥インフルエンザウイルスはヒトのインフルエンザとは異なり、外部環境において非常に安定しており、死んだ鳥の死骸の中でも1年間は生き続けることができるため、感染のリスクが高まる[177]。ウイルスは低温に非常に強いが、煮沸すれば2分で破壊される。
疫学。感染源は鳥類であり、野生の渡り鳥はもともとウイルスに耐性があり、家禽はほとんどの場合この病気で死亡する。ウイルスは鳥の腸内に生息し、糞便とともに環境中に排出される。野鳥は常に移動しているため、ウイルスを長距離輸送することができる。人間は、感染した鳥やインフルエンザで死んだ鳥と接触した後、空気感染や糞口感染によって感染する。鳥類はインフルエンザの蔓延に特別な役割を果たしている。ヒトに広く循環しているヘマグルチニン(H1、H2、H3)とノイラミニダーゼ(N1、N2)の亜型は、野鳥に存在することが知られている。カモ目(Anseriformes)およびチドリ目(Charadriiformes)(サギ、チドリ、アジサシ)に属する渡り鳥は、A型インフルエンザ・ウイルスの主要な貯蔵庫であると考えられている。A型インフルエンザウイルスは、ヘマグルチニンとノイラミニダーゼの24種類の組み合わせを持っているのが一般的である。H5亜型とH7亜型が鳥類にとって最も病原性が高い。
ウイルスは鳥からヒトへと種間の壁を越えているが、ヒトからヒトへ直接感染するという証拠はまだない(発病したヒトはすべて感染した鳥と直接接触している)。ウイルスの感染源や感染経路が特定されていないため、ウイルスの蔓延は事実上制御不能である。ウイルスが変異し、ヒトからヒトへの感染を引き起こすと、世界で5〜1億5千万人が死亡するインフルエンザ・パンデミックが起こる可能性がある。
診療所潜伏期間は20時間から2日間である。ヒトにおける鳥インフルエンザの症状は、典型的なインフルエンザ様症状(非常に高い発熱、呼吸困難、咳、咽頭痛、筋肉痛)から眼感染(結膜炎)まで多岐にわたる。重症の場合は、嘔吐や呼吸困難がある。このようなウイルスは心臓や腎臓に深刻な合併症を引き起こし、あっという間に肺炎を引き起こすので危険である。
H5N1ウイルスの特徴は、患者の体内に出現することである。
「サイトカインストーム」とは、ウイルスに反応した免疫系が大量の炎症性サイトカインを体内に放出し、発熱、頭痛、悪寒、嘔吐、病状の急激な悪化をもたらすことである。小児は特に鳥インフルエンザウイルスに感染しやすい。
治療法現在、鳥インフルエンザに対する特効薬は、第2世代ノイラミニダーゼ阻害薬(ザナミビル、商品名リレンザ)と第3世代ノイラミニダーゼ阻害薬(オセルタミビル、商品名タミフル)である[48, 75]。これらの薬剤と従来の治療法を併用することが推奨される。
検査室診断。ウイルス抗原または核酸を直接検出するための検体の分析、および細胞培養におけるウイルスの分離は、臨床症状の発見後3日以内に行うべきである。上気道からの鳥インフルエンザA/H5の診断には、以下の検体を使用できる:鼻咽頭吸引液、急性血液期および回復期の血液血清。
各検体に対する最初の検査戦略は、インフルエンザAウイルス感染を迅速に診断し、他の一般的な呼吸器ウイルス感染を除外することを目的とすべきである。結果は24時間以内に得られるべきである。
A型インフルエンザウイルス感染の診断に用いられる方法には、以下のものがある:
- 迅速抗原検出法。15~30分で結果が得られる。インフルエンザAおよびBウイルス、ならびに臨床的に関連する他の5つの呼吸器系ウイルスによる感染の診断に広く使用されている高感度ELISA法、インフルエンザAウイルス核蛋白ELISA法。
- ウイルスを分離する。結果は2~10日で得られる。臨床的に重要な呼吸器系ウイルスの検出には、「シェルバイアル」技術と標準培養法の両方が使用できる。ウイルスの同定は免疫蛍光法またはRTGA法で行う。
- PCR検査。これは、循環しているインフルエンザA/H1、A/H3、Bウイルスのヘマグルチニン遺伝子に特異的なプライマーを使用する。結果は24時間以内に得られる。A型インフルエンザ・ウイルス陽性のサンプルは、いずれかの検査でさらに検査する必要がある。
予防。ヒトがウイルスに感染する主な原因は、死んだり病気になったりした鳥やその糞便との密接な接触である。ワクチン接種は現在行われていないため[127]、その地域で好ましくない状況であることが分かっている場合には、予防措置を遵守することが重要である。
4.4.5 豚インフルエンザ
豚インフルエンザ、またはインフルエンザA(H1N1)は、パンデミックインフルエンザA(H1N1)ウイルスによって引き起こされる急性の伝染性感染症であり、ブタやヒトからヒトへ感染し、パンデミックの発生に伴い集団における感受性が高くなり、発熱、呼吸器症候群、重篤で致死的な経過をとる可能性があることが特徴である。
歴史と分布豚インフルエンザウイルスは1930年に発見された。Richard Shope(米国)である。50~60年間、このウイルスは北米とメキシコの豚の間でのみ発見され、循環していた。その後、豚インフルエンザは米国で偶発的に報告されるようになった。流行の過程には、アメリカ、カナダ、メキシコ、チリ、イギリス、フランス、ドイツ、オーストラリア、ロシア、中国、日本など多くの国が関与していた。世界保健機関(WHO)によれば、537,248例の豚インフルエンザが実験室で確認されている。最も感受性が高いのは5歳から24歳のグループで、5歳以下の子供が2位であった。流行期間中、ウイルスは危険度クラス6(人から人へ感染しやすく、多くの国や大陸を覆っている豚インフルエンザのパンデミックの登録)に指定された。WHOの公式発表によると、パンデミック(カリフォルニア州/2009)による死者は1万7,4千人であった。
パンデミックは2009年秋にロシアで発生し、ピークは10月下旬から11月上旬であった。合計で2,500人以上の確定診断患者が登録された。死亡者も出ている。
この病気はアメリカ、メキシコ、カナダ、南アメリカ、ヨーロッパ、ケニア、中国本土、台湾、日本、その他のアジア諸国の家畜豚の間で広まっている。このウイルスはヒト、鳥類、その他の種の間で循環する可能性があり、その過程で変異を伴う[75, 78, 100]。
原因ウイルスいわゆる「豚インフルエンザ」の集団発生に関連する株は、血清型Cおよび血清型Aの亜型(A/H1N1、A/H1N2、A/H3N1、A/H3N2、A/H2N3)のインフルエンザウイルスの中に見られる。これらの株は豚インフルエンザウイルスとして総称されている。インフルエンザA(H1N1)ウイルスは、ヒトのインフルエンザA(H1N1)ウイルスと豚インフルエンザウイルスが交配してできたもので、やがてウイルスが変異して高病原性となり、「カリフォルニア/2009パンデミックウイルス」と呼ばれるようになった。パンデミックウイルスは、通常のヒトインフルエンザウイルスと同様に、エンベロープにヘマグルチニン(ウイルスが細胞に付着するのを助ける)とノイラミニダーゼ(ウイルスが細胞に侵入するのを助ける)を持っている。豚インフルエンザウイルスの特徴と、この微生物によって引き起こされる病気の主な症状を以下に示す(図425)。
図425 豚インフルエンザウイルスの特徴と主な症状 [77, 183].
疫学。感染源はブタ(病気またはウイルスの保菌者)と病気のヒトであり、ブタは症状発現の1日前から発病1週間前まで感染力を持つ。潜伏期の終わりに潜在的に罹患している患者は、疫学的に非常に重要である。患者の15%までは、治療にもかかわらず10〜14日間ウイルスを分泌し続ける。
感染のメカニズム
- 直径1.5~2mの範囲でのくしゃみ、咳の際の患者の排泄物が危険である;
- 家庭内接触 – 患者の分泌物が他人の手や家庭用品(テーブル、表面、タオル、コップ)に付着すると危険である。豚インフルエンザに対する感受性は普遍的である。
病原体一般的に、豚インフルエンザウイルスのメカニズムは、この病原体の他の株と同様である。感染の入り口はヒトの気道粘膜の上皮であり、そこでウイルスの複製と増殖が起こる。気管や気管支の細胞の表層に病変が生じ、罹患した細胞の変性、壊死、拒絶反応の過程を特徴とする。病態の進展は、10~14日間続くウイルス血症を伴う。内臓、主に心臓血管と神経系に毒性反応と毒性アレルギー反応が起こる。
血管緊張の低下は、皮膚や粘膜の静脈性高血症、内臓のうっ血性高血症、微小循環障害、下垂体出血、後には静脈や毛細血管の血栓症を引き起こす。これらの血管の変化はまた、頭蓋内圧亢進や脳浮腫につながる循環障害の発症を伴う酒類の過剰分泌を引き起こす。[69]。
診療所豚インフルエンザの臨床症状は、一般的な季節性インフルエンザと似ているが、軽微な特徴もある。[77]。豚インフルエンザの潜伏期間(感染から最初の愁訴まで)は平均1日から4日で、時には1週間に及ぶこともある。患者は中毒症状(38~39℃までの高熱、著明な脱力感、筋肉痛、吐き気、中枢性の嘔吐、すなわち高熱を背景とした、体の痛み、無気力)に悩まされる。もう1つの不定愁訴は、呼吸器症候群(乾いた咳、顕著な咽頭痛、息切れ感)の発症と関連しており、合併症の1つである肺炎が初期(発病2~3日目)に急速に発症する可能性がある。
季節性インフルエンザとの違いは、患者の30~45%に消化不良症候群が見られることである。常に吐き気があり、嘔吐を繰り返し、便が乱れる。
治療法抗ウイルス剤であるオセルタミビル(タミフル)とザナミビル(リレンザ)は、細胞からの新しいウイルス粒子の排出に大きな影響を与え、ウイルスの増殖を停止させる。タミフルとリレンザの投与が推奨されるのは、次のような場合:列挙した症状(発熱、鼻づまり、咳、息切れ)のいずれかがある場合、実験室でインフルエンザA/2009(H1N1)ウイルスが分離されている場合、5歳未満の年齢層、65歳以上の高齢者、妊婦、重度の合併症や免疫不全のある人。
治療期間は通常5日間で、重症度によってはそれ以上かかることもある。
軽度および中等度の豚インフルエンザでは、以下の抗ウイルス薬が処方される:アルビドール、インターフェロンα2b(フルフェロン、ビフェロン)、インターフェロンα2a(リアフェロンリピンド)およびガンマインターフェロン(インガロン)、インハビリン、カゴセル、シクロフェロン。
細菌性の肺炎の場合は、抗菌薬(III~IV世代セファロスポリン、カルバペネム系、IV世代フルオロキノロン、バンコマイシン)が処方される。
病態療法としては、輸液消毒解毒療法、グルココルチコステロイド、中毒症状を軽減するための交感神経刺激薬、呼吸緩和薬(病院で実施)などがある。軽症の豚インフルエンザの場合、自宅では豊富な飲水量(麦茶、蜂蜜水)を示す。
対症療法:解熱剤(パラセタモール、イブプロフェン)、鼻血管収縮薬(ナゾール、チジン、ナシビン、オトリビンなど)、咳止め(タッシン、ストプタッシン、アンブロキソール、aczなど)、抗ヒスタミン薬(クラリチン、ゾダック)。
臨床検査による診断。最終的な診断は、検査室での疾患の確認後に可能となる:
- 鼻咽頭粘液サンプルのPCR診断でインフルエンザA (H1N1) California/2009ウイルスのRNAを検出する;
- 上咽頭粘液、喀痰を特定の培地に播種するウイルス学的方法。
予防インフルエンザA(H1N1)の集団感染シーズンが始まったら、感染リスクを大幅に軽減できる予防対策(図426)を講じる価値がある。
高病原性豚インフルエンザウイルス(H1N1)に対するワクチンは、B型インフルエンザ、インフルエンザA/H1N1(豚)およびH3N2株(グリポール・プラス)、すなわち豚インフルエンザと季節性インフルエンザの両方を予防するもので、特定の予防のために開発された[127]。ワクチンにはウイルス全体が含まれているわけではなく、ウイルスの表面抗原のみが含まれているため、ワクチン接種後に発病することはない。ワクチンは毎年接種される。
図426 豚インフルエンザの予防[46]。
4.4.6 クリミア・コンゴ出血熱
クリミア・コンゴ出血熱(Crimean-Congo haemorrhagic fever:CCHF)は、自然病巣、2波熱、顕著な中毒、粘膜の出血、下血、10~50%の死亡率を特徴とする急性媒介感染症である。
歴史と分布クリミア出血熱は、いわゆる「帰還型」感染症に属する[14, 77]。1944-1945年にM.P.チュマコフによってクリミアの草原地帯で初めて報告され、その後中央アジアの共和国で報告された[133]。1956年から1969年にかけて、ブルガリア、ユーゴスラビア、ハンガリー、東・西アフリカ、パキスタン、インドで同様の病巣が検出された。この病気は
クリミア、ドネツク州、アストラハン州、ロストフ州、ケルソン州、クラスノダール州、スタブロポリ州、カザフスタン、ウズベキスタン、トルクメニスタン、アゼルバイジャン、ブルガリア、ギリシャなどである。HLCCの原因菌が検出された国の数は、ヨーロッパ、アジア、アフリカで4ダースを超えている[74, 129]。
1956年にザイールで分離されたコンゴ・ウイルスと同様に、ヨーロッパと中央アジアのウイルス株はすべて同じ血清型に属している。1986年、この種の疾患の原因ウイルスは国際的に「クリミア・コンゴ出血熱ウイルス」と呼ばれ、疾患そのものはクリミア・コンゴ出血熱(CCHF)と呼ばれるようになった[110, 111, 311]。この疾患の重要性は、死亡率が高い可能性があること、初期段階での認知が困難であること、潜伏期の患者や異なる診断を受けた者が非流行地域で感染する可能性があること、テロ目的で使用される可能性があることなどによる。
原因物質血管刺激性GLCCウイルスは、抗原群GLCC、ナイロウイルス属に属する。ブニヤウイルス科のウイルスに特徴的な生物学的性質を持つ。単層のリポ蛋白質エンベロープを持ち、表面に長さ8〜10nmの棘が突出している。ウイルスゲノムは負極性の一本鎖三本鎖RNAで表される。完全なゲノムは約17,100〜22,800ヌクレオチド長で、大セグメント、中セグメント、小セグメントに区分される。大セグメント(L)は11,000〜14,400ヌクレオチド長で、ヌクレオカプシドタンパク質をコードする。中セグメント(M)は4,400-6,300ヌクレオチド長で、GnおよびGcタンパク質(これらは表面構造糖タンパク質であり、主に宿主免疫系と相互作用し、ウイルスの向性(トロピズム)を決定する)をコードする。小セグメント(S)は1,700〜2,100ヌクレオチド長で、ヌクレオカプシドタンパク質とウイルスポリメラーゼをコードしている(図427、A)[29, 110, 111]。
疫学。HLCCはアルボウイルス性自然病巣感染症に属する。自然界におけるウイルスのリザーバーと感染源は牧草地のダニ(8属20種以上)、主にヒゼンダニと刺咬ダニである。[49, 87, 110]。クリミアでは、このウイルスはヒョウヒダニによって媒介される。感染した節足動物では、ウイルスは実質的に終生持続する。マダニだけでなく、野生動物や家畜も自然発生地でのウイルスの保存に関与しているが、マダニを捕食する動物はウイルスの一時的な貯蔵庫となり、GLCCは主に無症候性感染の形で進行する。マダニは経卵的にウイルスを子孫に感染させる(4.27, B)。
図427. ナイロウイルスのゲノム(A)は大(L)、中(M)、小(S)の3つのセグメントに分けられる。
ヒアロマダニ成虫の主な摂食者は牛、ウシ、ウマである。[336]。マダニの発育前段階の食宿主は、小型の野生動物や一部の鳥類である。
ウイルス伝播の主なメカニズムはマダニ咬傷による伝播(60%)であり、自然発生地では流行連鎖の行き止まりとなっている。ヒトからの感染は、病人の血液に直接触れることで起こる。さらに、ヒトはエアロゾル感染(実験室内やテロ攻撃)、病人の嘔吐物や血液との接触(院内感染)、動物との接触でも感染する。ほとんどの接触感染例は重症である。これは「ピンポン効果」、すなわちウイルスの病原性が人体内を通過した後に増大するためである。[74, 87]。
CCHFの発症は季節性(夏または春から夏にかけての季節性)で、農作業中に増加し、マダニ媒介動物の活動によって決定される。ロシアでは、発症のピークは6~8月である。
診療所他のGLと同様に、ウイルスは小血管(腎臓、肝臓、中枢神経系が多い)の内皮細胞で増殖し、血管壁を侵し、血液凝固系を破壊し、出血性ジアテーゼを引き起こす。CCHLの潜伏期間は2~14日で、多くは3~6日である。無菌型、軽症型、中等症型、重症型がある。出血症状の強さと期間によって重症度が決定される。経過が良好な場合、発熱は1〜12日続き、体温は2波状に変化し、3〜5日目に低下するのが特徴である。体温が正常化すると出血は止まる、
3-4週間から2カ月の回復期が始まる。退院は発症から14日目以降となる。
DICを伴わない軽症型も知られているが、これは原則として認識されない。予後は常に重篤である。致死率は40%に達する。感染後の免疫は特異的で、その持続期間は1〜2年を超えない。
治療法インターフェロンとリバビリンが使用される。[109]。リバビリンは、シクロフェロンおよびインターフェロン誘導剤アミキシンとの併用が推奨されている。このような治療は、発熱と中毒症候群の期間を短縮し、出血性症候群の重症度と期間を短縮し、合併症の数を減らし、疾患の予後を改善する。最初の3日間は、異種特異的ウマ免疫グロブリン、免疫血清、血漿、再ワクチン接種者やワクチン接種者の血清から得た特異的免疫グロブリンを投与する。対症療法も行われる。
検査診断。本疾患の認識は、疫学的前提条件(感染地域への滞在、マダニによる咬傷または接触、季節性、患者の血液との接触)および臨床検査データに基づいて行われる。具体的な検査診断法としては、新生児白色マウスやLLC-MK2、Vero、SV-13などの細胞培養に感染させ、発病初期(1週目)の血液から病原体を分離する方法、ELISA-IgM、ELISA-IgGによるウイルス抗原や抗ウイルス抗体の検出、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応によるウイルスRNAの検出などがある。検査材料は、患者の血液血清、致死的転帰の場合は切片(肝臓、脾臓、肺、腎臓、脳質)である。血清中の抗体の検出に最も適した時期は、1週目(初回採取)、10-12日目(2回目)、17-20日目(3回目)である。抗体は早ければ発病5~7日目に現れることもある。
予防現在のところ、CCHLに対するワクチンはない[127]。非特異的な予防法としては、マダニの駆除、マダニから人を守ることなどがある。院内感染を予防するために、非経口的な介入を伴うすべての操作において厳重な予防措置が必要である。特異的免疫グロブリンは、患者の血液に接触した人の緊急予防に使用される。
4.4.7 黄熱
黄熱(YF. bris flava)は蚊によって媒介される急性のアルボウイルス性疾患で、発熱、重症中毒、SCC、腎臓・肝臓障害、黄疸が特徴である。重篤な全身状態、口腔内出血、腸管出血を呈する。
歴史と分布黄熱病は1647年以来アメリカおよびアフリカで知られており、過去にはしばしば致死率の高い深刻な流行を起こした。アフリカと中南米の47の流行国に分布している。現在、ブラジル、ペルー、ベネズエラ、ナイジェリア、カメルーン、エクアドルなどでWLが流行している。毎年報告される症例の約90%はサハラ以南のアフリカで発生している(図428のA)。
図428:黄熱病流行国(A)[285]、黄熱病の黄疸症候群の1つである黄疸硬化症(B)[283]。
病原体。黄熱病のウイルス性、およびイエネズミ蚊によるウイルス感染は、K. FinlayとW. FinlayとW. Reid Commissionによって1901年にキューバで確立された。黄熱ウイルスは1927年にアフリカで分離された。M.テイラーは黄熱病とその制御に関する発見により、1951年にノーベル生理学・医学賞を受賞した。
RNAゲノムWLウイルスはフラビウイルス科の代表的なウイルスで、フラビウイルス属に属し、血清学的変異はない。このウイルスは血管向性、神経向性を持ち、内臓の血管、内臓の細胞に感染する。ウイルス粒子の直径は17〜25nmである。このウイルスは凍結状態や乾燥状態では長期間(1年以上)生存できるが、60℃に加熱したり、紫外線、エーテル、塩素含有製剤、通常の消毒剤に曝すとすぐに死滅する[74]。
疫学。感染源および保菌者は野生動物(サル、オポッサム、まれに他の種)および病気のヒトである。媒介蚊は様々な属の蚊である(アフリカではAedes、アメリカではHaemagogus)。
WLには2つのタイプがある:
- 1. 農村型(ジャングルWL;感染源は野生動物、主に霊長類);
- 2. 都市型(人獣型)または古典型-ウイルスの主な感染源が病人であるため、最も危険である。
蚊(Aedes aegypti)による感染は、潜伏期の終わりまたは発病後3日間に病人に刺されたときに起こる。このような発熱は、人が自然のWLセンターに入ったときに起こる。感染期間はヒトではウイルス血症の全期間を通じて続き、3〜4日後に終息する。都市熱は単一の媒介感染経路を持つ典型的な人獣共通感染症である。蚊がいない場合、病人に疫学的リスクはない。動物における感染期間は不明である。黄熱は検疫感染症である。黄熱の病巣は南米(ブラジル、コロンビア、ベネズエラ)およびアフリカ西部と中央部に存在する。
病原体ウイルスが体内に侵入し、単核食細胞系の細胞内で3~6日以内に増殖した後、ウイルス血症が発症し、病原体が肝臓、腎臓、脾臓、骨髄、その他の臓器に播種される。これらの臓器では、炎症-退行-壊死過程が見られる。血管障害により、様々な局所の出血を伴う重篤な出血症候群が発症する。脳では血管周囲浸潤と出血がみられる。
診療所 WLでの潜伏期間は3-6日、まれに9-10日である。重症悪性型、中等症型、軽症型、頓挫型、無症状型がある。急速に致死的な転帰をたどる稲妻型もある。致死率は5~10%であるが、場合によっては25~40%に上昇することもあり、重症型では致死率は85~90%に達する。流行地域の定住者では、黄疸や出血を伴わない無菌状態で発症することもある。
この病気は急性に始まり、体温は1-2日で39-40℃まで上昇する。発病3〜4日目には、黄疸(図428のB)、チアノーゼ、鼻血、歯ぐきの出血、吐物や便に血が混じるなどの第2相が起こる。この時期、肝臓と脾臓は腫大し、触診で痛みを感じる。重症になると、ショックと昏睡に陥る。急性腎不全、肝不全、心血管系不全を伴い、発病7〜9日目に死亡する。合併症としては、肺炎、心筋炎、軟部組織や四肢の壊疽、二次的な細菌感染による敗血症などがある。経過が良好であれば、患者の全身状態は発病8〜9日目から徐々に改善する。
感染初期のWLの診断は困難である。マラリア、腸チフス、出血性ウイルス熱、アルボウイルス感染症、レプトスピラ症、ウイルス性肝炎、中毒などとの鑑別が必要である。
感染者の約15~25%が重症化する(発熱、黄疸、肝不全、腎不全)。死亡率は患者のウイルスに対する感受性や感染株の病原性によって異なる。しかし、一般的に黄熱による死亡率は5%から70%である。最近の流行では、黄疸のある患者の死亡率は約20%であった。黄熱の中毒期にある患者の死亡リスクは50%である。死亡は通常、感染毒性期の発症から7~10日以内に起こる。乳幼児と高齢者の死亡率が最も高い。
治療法向精神的治療はない。厳重な安静、牛乳と野菜の食事、ビタミン複合体、P-ビタミン製剤が推奨される。肝細胞がんではヘパリンが処方される。抗炎症薬、脱感作薬、血管収縮薬としてプレドニゾロンが使用され、嘔吐が続く場合は非経口的にヒドロコルチゾンが使用される。蘇生措置には、循環血液量の回復とアシドーシスの抑制が含まれる。急性腎不全で尿毒症性昏睡の恐れがある場合は、血液透析を行う。二次的な細菌感染がある場合は、抗生物質が処方される。予後は深刻である。
検査診断 WLウイルスは抗原的に日本脳炎、デング熱、セントルイス脳炎ウイルスと関連している。
WLウイルスの検査室診断では、遅くとも発病3~4日目までに血液から、致死例では新生児白色マウス、蚊、細胞培養に感染させて肝臓からウイルスを分離し、RTGA、RGC、RN、固相ELISAを用いてペア血清中の抗体価の上昇を測定する。迅速診断には、ELISAで血清中のIgMを検出し、現在の感染を示す[87]。
血液中のウイルス抗原の早期検出には、ポリメラーゼ連鎖反応が用いられる。
予防。予防的対策は、流行している外国からのWLの侵入を防ぐことを目的としている。近年、WLウイルスの生物兵器としての利用が懸念されている。現在、免疫予防の手段として、主に17-D株の弱毒生ワクチン(0.5mlを1:10に希釈して皮下接種)の単回接種が行われている。成人および小児の血清転換率は99%と報告されている[116, 127]。防御抗体は7~10日以内に形成され、防御効果は約10年間持続する。
10年間である。ワクチン接種を受けた患者は、GIに対するワクチン接種または再接種の国際証明書を受け取る。接種証明書はワクチン接種後10日目から有効である。LDが発生した場合(輸入またはテロ攻撃による)、住民への集団予防接種が直ちに開始される。
被接種者の入院が必要な場合の副作用(腎臓、肝臓、神経系の障害)は、被接種者10万人あたり0.4~0.5人である。定期接種対象外者は、生後9カ月未満の小児(集団発生時は6カ月未満で、発病リスクがワクチンの副反応リスクを上回る場合)、妊婦(集団発生時を除く平常時)、重度の卵白アレルギーのある人、重度の免疫不全のある人などである。
蚊の駆除もVLの予防に貢献するが、特にワクチン接種率が低い場合やワクチンが入手できない場合には、蚊の駆除が必要となる。蚊の駆除には、蚊が繁殖する場所をなくすこと、蚊の密度が高い地域では殺虫剤を使って成虫や幼虫を殺すことが含まれる。
生物兵器としての黄熱ウイルス黄熱病は致死率が高く、経過が重いため、特に危険な従来型(国際協定に含まれる)疾病およびカテゴリーCに分類されている。
4.4.8 オムスク出血熱
オムスク出血熱(OHF)は、自然病巣、発熱、中等度に顕著な出血症候群、循環器系および神経系の損傷を特徴とする急性のウイルス性疾患である。
歴史、分布オムスク出血熱の最初の記述は、1940年から1945年にかけてオムスク地方の医師たちによってなされた(B.P.Pervushin、G.A.Sizemovaなど)。M.P.チュマコフとR.A.アクレム-アクレモビッチ率いる遠征隊の包括的研究(1947-1948)は、この病気のウイルス性病因、その媒介者-ダーマセントール属のマダニ-を確立し、予防措置を提案した。1946年以降、オムスク出血熱は独立した病名として扱われるようになった。1944年から1950年にかけて発症したOHFの自然病巣は、オムスクの北に位置する西シベリアの森林ステップ地帯にある。その後、ノヴォシビルスク州、クルガン州、チュメン州、オレンブルク州でもVHFの自然病巣が発見された。現在、これらの病巣で患者が登録されることは非常にまれである。
原因菌 OHLの原因ウイルスはRNAを含むトガウイルス科のアルボウイルスで、ダニ媒介脳炎ウイルスに抗原的に近いトガウイルス科フラビウイルス属(B群)に属する。
ビブリオの直径は35〜40nm、すなわちウイルスのサイズは小さい。
ウイルスは4℃で29日後、56℃で25分後に不活化される。凍結乾燥状態では4年間保存可能で、一般的な消毒剤にはほとんど耐性がない。モルモットと白ネズミはこの病原体に対して鈍感である。
疫学。病原体の発生源は小型哺乳類(30種以上)であり、多くの場合ミナミネズミである。ミナミネズミは二足歩行性のマダニD. pictusおよびD. marginatusである。節足動物では、ウイルスの経卵巣感染と経胎盤感染(変態時)が確認されている。[130]。媒介経路に加えて、接触によっても感染する。
最初の症例は4月に現れ、発病のピークは5月と8~9月の2回ある。季節性はマダニの数と活動の動態に対応している。オムスク出血熱は感染しない。ヒトに感染した例はない。
感染経路感染経路は、マダニに咬まれた部位の皮膚、またはジャコウネコや水鼠との接触によって感染した小さな皮膚病変である。感染の入り口となる部位では一次感染は認められない。ウイルスは血液に浸透し、血行性に全身に広がり、主に血管、神経系、副腎に感染する。オムスク出血熱による死者の剖検では、脳と脊髄の鋭い膨満と水腫、漿液性出血性レプト髄膜炎、小出血、壊死、局所脳炎が認められる。頸部の交感神経節、太陽神経叢、末梢神経の椎間節も冒される。病理形態学的変化は、他の出血熱と類似している。
感染後、補体結合抗体とウイルス中和抗体が血中に検出される。体液性免疫は何年も、おそらく生涯持続する。
診療所潜伏期間はしばしば2~4日である。前駆症状はほとんどみられない。疾患は突然始まり、体温は上昇し、初日にはすでに39~40℃に達する。全身倦怠感、激しい頭痛、全身の筋肉痛がある。患者は無気力で、質問に答えようとせず、頭を後ろに反らせて横向きになる。体温は3-4日間高いままであり、発病7-10日目には徐々に低下する。発熱が7日未満あるいは10日以上続くことはまれである。患者の半数近くは発熱の波(再発)を繰り返し、発症から2〜3週目に多く、4〜14日間続く。罹病期間は15〜40日である。
発病1-2日目からほとんどすべての患者に出血性発疹が出現する。顔面、頚部、胸部上部の皮膚は充血し、顔面は腫脹し、強膜血管は注入される。鼻出血、鼻咽頭出血、肺出血、腸出血、子宮出血が現れる。強膜下出血も珍しくない。出血は咽頭粘膜、歯肉に顕著である。皮膚には点状出血から大出血までの豊富な出血性皮疹がみられ、仙骨部位の出血は広範な壊死部位となることがある。血圧の低下、音痴、徐脈、脈の聞き取り、個々の期外収縮がみられる。患者の約30%が肺炎(小局所性)を起こし、腎臓障害の徴候がみられることがある。中枢神経系は髄膜炎や髄膜脳炎の徴候を示す(重症の場合)。予後は通常良好である。
臨床検査による診断感染急性期の血液検査では、白血球減少が顕著で(1μl中1200-2000)、COEは上昇しない。診断の確定には、RBC、中和反応、PCR、蛍光抗体法(ペア血清)が用いられる。ウイルスは血液から分離できる(発病初期)。オムスク出血熱は他の出血熱、ダニ媒介性脳炎と区別される[135]。
予防。予防には、自然病巣の改善、脱皮、マダニに咬まれないようにすることが含まれる。ダニ媒介性脳炎に対するワクチンは、病巣での予防目的で使用される。ウイルスの抗原構造が類似しているため、両疾患に対する持続的な免疫が形成される。ダニ媒介脳炎に対するガンマグロブリンや抗脳炎高免疫精製血清も使用される。
生物兵器としてのオムスク出血熱ウイルスジャコウネコや白ネズミに感染させることでウイルスの病原性を著しく高めることができるため、生物兵器として魅力的である[56]。OHL病原体はカテゴリーCに分類されている。
4.4.9 ロッキー山斑点熱
ロッキー山斑点熱(アメリカダニ媒介性リケッチア症、山地熱、Bullis熱)は、媒介虫を媒介とする自然発生の人獣共通感染症であり、血管系、循環器系、中枢神経系の病変、発熱、中毒、斑状丘疹状皮疹を特徴とする。
歴史と分布最も危険な感染症のひとつであるロッキー山紅斑熱の原因菌は、1906年にこの微生物を記載したHoward Taylor Rickettsにちなんで命名された細胞内リケッチア寄生虫である。米国では、カナダ、ブラジル、コロンビア、メキシコ西部および中部で年間500~600例の患者が報告されている。
原因菌リケッチア・リケッチアはグラム陰性の偏性寄生虫で、すべてのリケッチアに固有の性質を持つ:溶血活性と毒性を持ち、細胞の細胞質と核の両方に生息し、人工栄養培地では増殖しない。熱(+50℃)や消毒剤で速やかに死滅する。
疫学。この病原体の自然媒介者は約15種のマダニである。その中にはDermacentor andersoni、Dermacentor variabilisなどが含まれる。ヒトへの感染はマダニに咬まれることによって起こるが、しばしば気づかれない。自然棲息地ではマダニを餌とする約10種の動物の自然侵入が観察される。リケッチア菌の経気道感染も認められている。イヌやウシは自然感染源としての役割を果たすことがある。ヒトにおける季節性は3月から9月である。この病気はおそらく人から人へは感染しない。適時に治療しても死亡率は5-8%である。
ロシアでは、チェリャビンスク地方のRospotrebnadzorが、ロッキー山紅斑熱の原因となる中南米産のリケッチアを媒介するマダニを特定した。専門医は2014年の流行期にズラトウスト地域でダニ媒介性斑点熱グループの細胞内微生物をサンプルの2%で発見した。[99]。
エカテリンブルクのウイルス感染研究所の媒介性ウイルス感染症およびダニ媒介性脳炎の研究室では、リケッチアを保有するダニがラテンアメリカから輸入されたものと推測された。専門家によると、ロシアの気候は感染症の原因菌にとって破壊的であるため、ロシアで斑点熱は広がらないという。
病態他のマダニ媒介性リケッチア症とは異なり、一次感染はマダニに咬まれた部位には生じない。リケッチアはリンパ管を通って血液中に侵入し、血管内皮だけでなく中皮や筋線維にも寄生する。最も顕著な血管変化は、脳、心筋、副腎、肺、皮膚で観察される。重症になると、様々な臓器や組織に広範な虚血病巣が認められる。血栓性出血症候群が発症する。[106]。
診療所。潜伏期間は3~14日で、重症の場合は3~4日である。悪寒、39-41℃までの体温上昇で急性に始まる。発熱1日目から6日目の間に、発疹が足の裏と前腕に現れ、その後急速に頸部、顔面、腋窩、臀部、体幹に広がる。発疹は、最初は滲んだピンク色であるが、その後、滲んだ丘疹状になり、色が濃くなる。約4日後、皮膚病変は点状となり、合体して大きな出血部を形成し、後に潰瘍化することがある(図429)。
図429 ロッキー山熱の代表的な症状である斑状丘疹状発疹 [3, 283]。
神経症状には、頭痛、不安、不眠、せん妄、昏睡などがあり、脳症の徴候が顕著である。重症例では低血圧が発現する。肝腫大は特徴的であるが、黄疸はまれである。吐き気と嘔吐はこの疾患の特徴である。未治療の患者は肺炎、組織壊死、循環不全を起こし、時には脳や心臓の機能障害を伴う。時に、この疾患の急速な症例では、突然死を伴う心停止が起こる。[106, 107]。ロッキー山熱の合併症:血栓性静脈炎、腎炎、肺炎、片麻痺、神経炎、視覚障害、難聴、後期には閉塞性動脈内膜炎を起こす。
治療ロッキーマウンテン熱の治療は複雑:テトラサイクリン系製剤またはドキシサイクリンを平熱の2-3日目まで投与する。
臨床検査による診断。診断の確定には直接免疫蛍光法が用いられる:R. rickettsii抗原は内皮細胞を染色すると検出される。血清学的方法:免疫蛍光抗体を用いてR. rickettsiiに対するIgGおよびIgMのレベルを測定することができる。抗体価が4倍に上昇すれば急性期の診断が可能である。診断の確定には血清反応も用いられる: Weil-Felix法、特異抗原を用いたRSC法、間接免疫蛍光法などがある。頻度は低いが、モルモットを用いた患者の血液から病原体が分離される。
病原体の最も迅速な検出法はPCRである。PCRに最も適した検体は、全血、血餅、皮膚生検検体、剖検検体であり、尿や血清の頻度は少ない[36, 106]。
予防流行地域におけるロッキー山紅斑熱の非特異的予防には、ネズミやマダニの駆除、防護服や忌避剤の使用がある。疫学的徴候に従って、リスクグループの人々への予防的ワクチン接種が行われる。
生物兵器としてのロッキー山紅斑熱病原体ロッキー山紅斑熱は最も重篤で危険な感染症のひとつである。適時に効果的な治療を行っても、致死率は5〜8%と高い。未治療の場合の致死率は10~90%である。[106]。
生物兵器戦争では、病原体は空気中に飛散する。さらに、敵は感染したダニを利用することもある。
4.4.10 薬剤耐性結核
薬剤耐性結核(DR-TB)はカテゴリーCの生物学的病原体であり、現在、潜在的な生物学的大量破壊兵器として位置づけられている。
蔓延している。WHOによれば、結核菌(Mycobacterium tuberculosis)を原因菌とする結核は、依然として最も危険なヒト感染症の一つであり、毎年世界中で180万人以上が死亡している。結核菌は最も一般的に肺を侵す。2015年には1,040万人が結核に罹患し、そのうち180万人(HIV感染者0.4百万人を含む)が結核で死亡した。結核による死亡の95%以上は低・中所得国で発生している。[90]。
HIV感染者やその他の免疫不全の状態にある人は、この病気に最もかかりやすい。結核患者の20%以上が喫煙と関連している。結核は治療可能であり、予防も可能である。
世界人口の約3分の1が潜在性結核である。これは、結核菌に感染しているが、結核に感染しておらず、感染させることができないことを意味する。結核菌に感染している人は、一生の間に結核にかかるリスクが10%ある。
活動性結核を発症した場合、症状(咳、発熱、寝汗、体重減少など)は何カ月も軽いままである。
このため、医療機関を受診するのが遅れ、他の人に結核菌が感染する可能性がある。結核患者は、1年間に10~15人の身近な人に感染する可能性がある。適切な治療を受けなければ、HIV陰性結核患者の平均45%、HIV陽性結核患者のほぼ全員が死亡する[25, 90]。
原因菌ヒトの結核の原因菌は、マイコバクテリア科に属するM.tuberculosis(成人および小児の結核感染症例の90%以上)、M.bovis(5%)、M.africanum(約3%、主に熱帯アフリカの集団)である。結核菌は1882年にR.コッホによって発見された。 1911年である。1911年、コッホは結核の原因菌の発見によりノーベル賞を受賞した。結核菌はヒトや動物の間だけでなく、水中や土壌中にも広く存在する。芽胞を形成せず、動かない。結核菌の主な化学成分はタンパク質(結核タンパク質)、炭水化物、脂質である[88]。結核タンパク質は微生物細胞物質の乾燥質量の56%を占める。これらは結核菌の抗原性の主要な担体であり、毒性が強く、IV型過敏症の発症を引き起こす。多糖類は結核菌物質の乾燥質量の15%を占める。[90]。
結核菌の主な病原性は、脂質および結核タンパク質や多糖類との複合体の直接的または免疫学的な作用によるものである。[88, 90]。これらの増殖の遅い微生物は、貪食を阻害する能力を持っている。マクロファージの鉄含有化合物を酵素系に利用することで、マイコバクテリアはマクロファージの免疫特異的機能を阻害する。マイコリックアラビノリピド酸は、マクロファージのミトコンドリアに影響を与え、これらの細胞のエネルギーを奪うことによって、マクロファージのアポトーシスを引き起こす。
結核菌のマイクロカプセルは数層からなる。細胞壁に付着し、環境因子の悪影響から微生物を保護する。細胞壁自体も保護機能を果たしている。機械的、化学的要因、浸透圧の変動から細菌を守っている。細胞壁には病原性因子である脂質も存在する。タンパク質の中で最も重要なのはツベルクリンである。細菌が人体に侵入しても、他の多くの感染症のような顕著な中毒症状は見られない。これは結核菌が内毒素や外毒素を分泌できないためである。
結核菌は直射日光に弱い。紫外線は1.5分で菌を死滅させる。乾燥状態では、病原菌は3年間生存可能である。塩素系消毒剤は5時間以内に殺菌効果を発揮する。コッホ桿菌は新鮮な喀痰中では100℃の温度で5分以内に死滅し、低温殺菌では30分以内に死滅する。
マイコバクテリア感染症の広く知られている特徴とあまり知られていない特徴の両方が、化学療法の立場からマイコバクテリア感染症との闘いを複雑にしていることが、最近J. Davis [196]によって要約された。すなわち、病原体の増殖速度が遅いこと、病原体が細胞内に局在していること、罹患臓器における病原体(結核菌)細胞の密度(濃度)が高いこと(肺あたり最大100億個)、細胞が数年後に再活性化しながら増殖しない段階に移行する能力、多くの抗菌薬に対する自然耐性(例えば、活性放出系による)があること、などである。このようなことが慢性感染につながり、患者の体内で何ヵ月も高濃度の薬剤を維持する必要があるため、使用される薬剤の毒性の問題が悪化する。また、結核菌の薬剤依存型(「キラー株」)についても触れておく必要がある。キラー株は、長期にわたって大器官内に存在し、無期限に再活性化することができる[89]。
疫学。結核の感染源は、肺結核患者または動物(多くは牛)である。WHOによると、肺に炎症性変化と崩壊空洞を有する患者1人は、1日あたり70億個のマイコバクテリア(MBT)を排泄する可能性がある。このカテゴリーの患者は現在、社会における結核感染の主な貯蔵庫となっている。主な感染経路は空気感染で、空気感染と空気塵感染がある。入口は口腔粘膜、扁桃腺、気管支、肺である。
結核の感染経路は、空気感染、消化器感染、接触感染、子宮内感染である。特に流行上重要なのは、結核の空気感染経路である。1回のくしゃみで直径100μm以下の粒子が100万個以上放出される。このような粒子は飛沫核を形成し、その内容液は大気中で蒸発し、飛沫核は発生源から1m以内に分散する。飛沫核の沈降速度は極めて遅く(毎分約12mm)、長時間空気中に浮遊する。飛沫核はそれぞれ3~10個のMBTを含む。
塵埃もMBTを含むが、飛沫核よりはるかに小さく、長時間空気中に再浮遊する。気流や換気システムを通じて拡散し、MBTの5~10%が6時間生存し、感染の媒介となる。5μm以上の塵埃のほとんどは鼻腔に捕捉されるが、0.1μm程度の塵埃は浮遊したまま肺胞に到達する。
空気感染では、肺に結核性肉芽腫を形成するのに必要なMBTはわずか3個であることが実験的に示唆されている。吸引感染経路は最も危険であり、特別な注意が必要である。この経路は結核動物に接触した人の主な感染経路でもある。
ヒトへの感染は、結核に感染した動物から得たMBTに感染した食品、あるいは加熱不十分な感染肉、茹でてない、あるいは低温殺菌されていない牛乳、あるいはそれらから調製された製品を食べることによる消化器官経由でも可能である。
しかし、病原体は胃の酸性環境に非常に弱いため、この感染経路による発病確率は、空気感染経路による発病確率の10,000分の1である。このような場合、胃液の酸性度が低下している人や、病原体が胃内の塩酸含量が最小となる分泌間期に入ると、感染の危険性が高まる。
損傷した皮膚を介した結核の接触感染経路はまれで、主に結核で死亡した患者の剖検時に病理医や法医学者の間で起こる。この感染経路は疫学的に重要な意味を持たない。
子宮内感染経路はきわめてまれで、播種性結核の女性では胎盤の特異的病変を伴う。
ウシ型による結核の経過の特徴は、泌尿生殖器や末梢リンパ節の病変の頻発、ピラジナミドに対する薬剤耐性である。
感受性の生物レベルでは、流行過程は終わり、感染過程が直接始まる。これは特定の人の器官で起こり、多くの要因に依存する複雑なマクロおよび微生物-微生物の関係のモデルを表し、結核の病態として定義される。
活動性結核の可能性は、感染の程度、感染源との接触期間、感染の侵入経路、人体の抵抗力の状態といった様々な要因によって決まる。これら4つの要因のうち、人体の抵抗力が最も重要である。全身型および急性進行型の結核は、飢餓や栄養失調の状況下、自然災害や武力紛争の際、衰弱した人に発症することがわかっている。
自然抵抗力のレベルと人間の生活の質を決定する外的要因との間には密接な関係があり、この点で、結核は医学的、生物学的、社会的問題である。
結核の蔓延とその様々な症状において最も重要なのは、結核感染に対するヒト生体の抵抗力の状態である。
抵抗力の増加において重要な役割を果たすのは、公衆衛生が改善された状況で観察される自然抵抗力の増加と、結核一次感染の治癒やBCGワクチン接種後に獲得される免疫である。
社会経済的な要因、すなわち物質的な幸福と衛生文化の向上は、公衆衛生の全体的な改善と結核に対する自然抵抗性において極めて重要である。
診療所結核の潜伏期間は3~8週間から1年以上(最長40)続く。結核は、一般に信じられているように、肺だけの病理ではない。結核菌は骨、泌尿生殖器、神経系、腸、その他の臓器にも感染する。したがって、結核には肺結核(80%以上)と肺外結核の2種類がある。
一次結核には3つの臨床型がある(これらは通常、互いに引き継がれる):
- 結核中毒。体内に侵入したマイコバクテリアは呼吸器に最も近いリンパ節に定着し、活発に増殖し始める。この段階では、医師は肺やリンパ節の変化をナントゲン写真で見ることはできない;
- 胸腔内リンパ節の結核(気管支腺炎)。この型の結核はすでにX線検査で診断できる;
- 一次性複合結核:肺とその近くのリンパ節に小さな病巣ができる。この型の結核は、感染がリンパ管を通って肺組織に侵入したときに発症する。
一次結核の後、肺とリンパ節に石灰化が残り、そこにマイコバクテリアが「休眠」状態で残ることがある。免疫不全患者(AIDSなど)では、一次結核感染は直ちに肺や他の臓器に巨大な病変をもたらす。
二次性結核にも、巣状結核、浸潤性結核、結核腫、カゼ性肺炎、海綿状結核、肝硬変など、さまざまな病型(または病期)がある。さらに、開放性結核(患者が生きたマイコバクテリアを排泄する)と閉鎖性結核(患者が非感染性)がある。呼吸器が侵される二次性結核には、播種性結核、粟粒結核、上気道結核、気管支結核、結核性胸膜炎などがある。
成人の肺外結核もほとんどが二次性であり、気管支肺リンパ節からマイコバクテリアが血液を介して他の臓器に侵入する。
結核の免疫は非滅菌性、感染性であり、これは大器官内にL型菌が長期に持続するためである。
治療結核治療の基本は、特殊な抗結核薬による化学療法である。[108]。抗結核薬は第一選択薬と第二選択薬に分けられる。それぞれの場合において、最も最適な治療レジメンが選択され、結核の活動期には一度に4~5種類の抗結核薬が処方され、その後その数は減っていく。このような治療は常に長期(少なくとも6カ月)にわたる。
近年、結核菌の薬剤耐性に関する研究がますます注目されている。薬剤耐性株の出現と蔓延の理由は、細菌細胞活動の自然な生化学的・遺伝的メカニズムと関連している。 現在、フランスの科学者たちは、400万411万「文字」の遺伝暗号からなる結核菌のゲノムを解読している。結核菌における薬剤耐性の発現は、ランダムな遺伝子変異の結果である。十分に大きな結核菌集団であれば、自然に発生する変異型結核菌が存在する。グラム陰性桿菌のプラスミドのような移動性耐性因子は存在しない。突然変異は無関係であり、頻度は低いが予測可能である。
変異は無関係であるため、複数の薬剤の同時使用(多剤併用療法)により耐性の獲得を防ぐことができる。薬剤A(イソニアジドなど)に耐性を持つ変異株は薬剤B(リファンピシンなど)で駆除され、薬剤Bに耐性を持つ株は薬剤Aで駆除される、というように繰り返される。
薬剤耐性MBTを多く持つ菌株に初感染すると、不十分な化学療法から薬剤耐性が出現する可能性が飛躍的に高まる。この点で、大量の病原体が急速に増殖する肺の腐腔を持つ患者は、耐性化のリスクが高い。
薬剤耐性を持つ結核患者は、公衆にとって危険な結核菌株を持つ結核の蔓延という点でも、そのような病型は治療が困難で致命的な場合が多いという患者にとっての危険という点でも、社会に大きな害をもたらす。
新型結核は、世界で最も結核罹患率の高い22カ国のうち11位にランクされ、世界の全結核患者の80%を占めると推定されるロシアでは、真の災厄となっている[229]。毎年、サーベイランスと治療の期間中に、結核患者の9人に1人に薬剤耐性結核菌が発生する。[179]。
WHOは、MDR-TBの60%がインド、中国、ロシア連邦(第3位)で発生していると推定している。[229]。
残念ながら、薬剤耐性病原体を持つ患者を含む結核患者の最も重要な発生源のひとつは、刑務所とコロニーである。ロシア連邦では毎年約30万人が刑務所から釈放されるが、そのうち約3万人が結核患者であり、その4分の1が不治の病である。このような保菌者は、少なくとも年間50人を末期的な病気にする。これを防ぐには、受刑者のための正常な環境を整え、ロシアの受刑者数を減らし、結核に罹った人を適切かつ適時に治療する必要がある。
2006年には、リファンピシンやイソニアジドだけでなく、カナマイシン、アミカシン、カプレオマイシン、オフロキサシンといった第二選択殺菌薬にも感受性を示さない、事実上治癒不能な結核、すなわち広範囲薬剤耐性結核(XDR-TB)が出現し、状況はさらに悪化している。現在までに84カ国でXDR-TBが報告されている[89]。
結核治療薬が誤用されたり、活動性の結核患者に処方されたりした場合、治療薬の品質が悪い場合、あるいは患者が治療を早期に中止した場合に、人々はXDR-TBに罹患する。さらに、すでにXDR-結核に罹患している患者が健康な人に感染することもよくある。
XDR-TB患者は治癒する場合もあるが、その可能性は通常の結核よりはるかに低い。治癒するかどうかは、薬剤耐性の程度、病気の重症度、身体の免疫システムの状態、その他多くの要因に左右される。
XDR-TBはまれだが、2013年末までにWorld100カ国で報告された。World100カ国で少なくとも1人の患者が報告されている。信頼できるデータに基づく各国からの情報によると、世界のMDR-TB症例の約9%がXDR-TBであることが示唆されている[25]。
現在、MDR-TBの治療成功率は全世界で52%、XDR-TBは28%である。2016年のことである。WHOは、二次抗結核薬に耐性を示す菌株に感染していないMDR-TB患者に対して、標準化された短期治療レジメンを使用することを承認した。治療期間は9~12カ月で、最長2年に及ぶ従来のコースよりもはるかに安価である。しかし、XDR-TB患者や二次抗結核薬に耐性を持つ患者はこのレジメンを使用できないため、XDR-TB治療の長期コースが必要となり、さらに新薬の1つ(ベダキリンとデラマニド)が追加されることもある[25]。2016年のことである。WHOはまた、これらの患者を迅速に特定するための迅速診断検査を承認した。アフリカとアジアの20カ国以上が迅速MDR-TBレジメンの使用を開始している。2015年末までに、MDR-TB治療レジメンの有効性を改善するために、70カ国がベダキリンの使用を開始し、39カ国がデラマニドの使用を開始した。
2015年のロシア連邦では、2014年と比較して、結核の全発生率は3.1%減少し、死亡率は8.2%減少した。2008年(この指標のピーク)と比較すると、罹患率は32.2%減少し、死亡率(2005年との比較)は60.2%減少した。ロシア連邦の結核活動への資金援助は、世界で最も高い水準にある。これは、結核対策に対する政府の高いコミットメントを裏付けるものである。
臨床検査診断。多くの国で、結核の診断には喀痰塗抹顕微鏡検査という古くから確立された方法が用いられている。しかし、顕微鏡検査では結核患者の半分しか検出できず、薬剤耐性の検出もできない。
変異遺伝子の塩基配列の変化に関する情報は、薬剤耐性MBT株を迅速に同定するための遺伝子検査の開発の基礎となった。この検査法はポリメラーゼ連鎖反応(PCR)に基づくもので、臨床検体中の結核菌を48時間以内に同定することができる。この方法では、MBTのみに厳密に特異的な核酸断片を選択的に増幅することができるため、結核菌のPCR分析の特異性は100%である。
2010年以降、WHOはXpert MTを推奨している。WHOは結核診断にXpert MTB/RIF®迅速検査を推奨しており、これは結核と最も重要な抗結核薬であるリファンピシン耐性を同時に検出する。この検査は2時間以内に診断が可能で、現在WHOは結核の徴候や症状を持つすべての人に対する最初の診断検査として推奨している。この検査はすでに100カ国以上で使用されており、2015年には世界中で620万個のカートリッジが購入された。
多剤耐性結核(MDR-TB)や広範囲薬剤耐性結核(XDR-TB)、HIV関連結核の診断は困難であり、費用もかかる。結核は特に小児の診断が困難であり、小児の結核発見に役立つ広く利用可能な検査は、今のところXpert MTB/RIFのみである。
2016年のことである。WHOは4つの新しい診断検査、Xpert MTB/RIFが利用できない周辺の医療施設で結核を検出するための分子迅速検査、第一および第二選択の結核治療薬に対する耐性を検出するための3つの検査を推奨している[25]。
結核予防は4つの分野で実施されている:
- 1. 社会的予防(国家レベルで実施)-人々の生活と健康を改善するための一連の対策、結核に関する教育活動など;
- 2. 衛生予防-結核感染巣におけるさまざまな対策;
- 3. 特異的予防法-BCG接種と再接種 4;
- 4 化学予防-結核患者と接触したことのある人、マントゥー 「ビラージュ」(検査で陰性が陽性になること)のある小児、結核を発症する危険性の高い人、その他のカテゴリーに、治療のためではなく、予防の目的で結核治療薬を投与すること。
2014年5月の世界保健総会で採択された「WHO結核終息戦略」は、結核の罹患率と死亡率を減少させ、破滅的なコストを大幅に削減することにより、結核の蔓延を終息させるための各国のビジョンである。この戦略には、2015年から20-30年の間に結核による死亡を90%減少させ、新規患者を80%減少させるという世界的な目標と、結核による壊滅的なコストを負担する家族をなくすという目標が含まれている。
XDR-TBは事実、我々の中で活動する最強の生物兵器である。これに対抗することが現代科学の課題である。そうでなければ、いつかは結核が私たちの社会を破壊しないまでも揺るがしかねない。私たちは自分が思っている以上に脆弱なのだ。
結論
感染症の病原体やバイオテロという生物学的脅威との闘いは、ロシアの優先課題の一つであり、効果的な国際協力の基盤でもある。しかし、危険なのはバイオテロだけではない。ここ数十年、自然は新たな感染症や再発する感染症という形で、人類に予期せぬ驚きを与えている。
第4章では、人類にとって潜在的なバイオハザードやバイオリスクの発生源の一部を簡潔に紹介しようと試みた。微生物が自然および人為的要因の影響を受けて変化する可能性があること、すなわち、病原性の増大、薬剤耐性の獲得などを念頭に置くべきである。
この章では、特定の状況下ではBWの病原体にもなりうる多くの微生物を取り上げていない。これは、著者らが生物兵器に使用される危険性を認識していないという意味ではない。主にカテゴリーA、B、Cの病原体に注意が払われている。
バイオテロ攻撃の現実性を著しく高めているのは、バイオテクノロジーの進歩、すなわち特定の性質を持つ新しい病原体を作り出す可能性である。海外の専門家によれば、そのような開発は2020年以降になるかもしれないという。[179]. それまでは、テロリストは本書の本節で述べた従来のBW剤[96]を使用しなければならないようである。
カテゴリーAの病原体に加え、テロ目的の生物製剤の運搬手段として水や食品を使用することも現実的な可能性である。そこで著者らは、食品や水を媒介する病原体としてリスクをもたらす可能性のある微生物群に焦点を当てた。例えば、米国の専門家は、原虫であるクリプトスポリジウム属を潜在的なBW病原体とみなしており、この病原体のオーシストは水道の障壁を貫通することができ、この病原体の感染用量はわずか10オーシストである[282]。ジアルジアのシストも同様の性質を持っている。どちらのシストも、上水道で使用される塩素量では不活化されない。
ほとんどすべての感染因子は、宿主の自然免疫の抑制を引き起こす。これには多くのウイルス(アデノウイルス、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス、HIV、麻疹ウイルスなど)、蠕虫、病原性細菌叢、非病原性細菌叢が含まれる。高病原性の病原体や毒素は、これらと組み合わされることで、ヒトや動物を急速に死に至らしめる。
したがって、テロ行為に高病原性病原体を使う必要はない。免疫系を顕著に抑制する効果を持つ病原体や毒素を使えば十分である。このような行為の結果、病原性微生物叢と日和見微生物叢の両方によって引き起こされる、さまざまな病因の集団感染症が出現することになる。こうして、バイオテロ行為がうまく偽装されるのである。
G.G.オニシェンコ(G.G. Onishchenko)ら[96]は、最も可能性の高い病原体について考察している。[96]は、免疫系の抑制を引き起こす最も可能性の高い病原体として、寄生性病原体や蠕虫を挙げている、
感染症の大量発生に寄与している。著者らは、この現象のメカニズムを、インターフェロンや炎症性サイトカインの産生が抑制されるTh2型免疫応答の刺激によるものと考えている。この場合、どのような病因であれ、感染過程は慢性化し、しばしば人を死に至らしめる。[96]。
これとは別に、アポトーシスに対する微生物の影響についても触れておく必要がある。黄色ブドウ球菌や腸内細菌科細菌は、毒素の作用によって免疫系細胞のアポトーシスを誘発することができる。ペストやその他の細菌症でも同じことが起こる。通性細胞内寄生虫であるサルモネラ菌やリステリア菌は、アポトーシスを誘発することも抑制することもできる。
一般的な微生物叢だけでなく、STI病原体も男性不妊症や女性不妊症の原因となり、ヒトの生殖能力を効果的に調節する。
このように、感染性病原体を生物兵器として使用する可能性に関連する一連の問題は非常に広範であり、このモノグラフの1章で網羅的に概説することはできない。したがって、生物学的攻撃の事実を迅速かつ効果的に立証するためには、感染性の脅威に対する新たなレベルの対策が必要なのである。
第5章 生物兵器の使用禁止と不拡散の分野におけるロシア連邦の基本的な国際法行為と国内法的枠組み
「文明化された野蛮は、あらゆる野蛮の中で最悪のものである」
カール・マリア・フォン・ウェーバー(ドイツの作曲家)
章のまとめ
国際的な法規制の発展
1925年のジュネーブ議定書が生物兵器使用禁止の最初の国際法となった。しかし同議定書は使用のみを禁止し、開発や保有は制限しなかった。1972年に生物兵器禁止条約(BWC)が採択され、生物・毒素兵器の開発、生産、保有、移転を全面的に禁止した。BWCは2017年時点で178カ国が加盟している。
条約の主な問題点
BWCには以下の重大な欠陥がある:
- 検証メカニズムが存在しない
- 違反に対する制裁措置が規定されていない:
- 商業組織による研究開発を規制できない
- 遺伝子兵器など新型生物兵器への対応が不十分である
輸出管理体制
各国は生物兵器関連物資・技術の輸出を管理するため、以下の体制を構築している:
- オーストラリア・グループによる輸出規制品目リストの作成
- 二重用途品目(民生・軍事両用)の輸出規制
- 病原体や関連機器の輸出許可制度の確立
ロシアの法的枠組み
ロシアは以下の法整備を行っている:
- BWC履行のための国内法の制定
- 輸出管理に関する100以上の法令の整備
- 刑法による違反行為の処罰規定
- 生物学的安全保障のための規制体系の確立
今後の課題
生物兵器対策の主な課題は以下である:
- 検証体制の確立
- 商業バイオテクノロジーの規制強化
- 新型生物兵器への対応
- 国際協力体制の強化
- バイオセキュリティ基準の統一化
これらの課題に対し、各国は法規制の強化と国際協力の深化を進めているが、生物兵器の脅威は依然として深刻な状況にある。
はじめに
生物兵器の使用を禁止する国際的な法的文書は、生物兵器の軍事的使用に対する防衛を目的とする一連の措置の重要な構成要素である。国際的な法的文書とは、各国の法制を調和・調整するために国家間で締結される正式な文書(条約)であり、この場合、軍事教義や軍事建設の戦略的計画の分野におけるものである。
国家間関係のシステムは、各条約加盟国にとって十分なレベルの信頼と信頼できる安全保障の維持を意味する。これには、国際法秩序の強化と国連憲章が保障する国際安全保障の確保を目指した積極的な取り組みのための国家間協力も含まれる。個々の国家の安全保障の確保は、最終的には国際安全保障に貢献する[15]。
国際安全保障の主要な問題の一つは軍縮である。現在、国際法は、第1章で述べたように、武器の制限と大量破壊兵器の軍縮に関する一連の条約と規範を採択している。
これらの人道的な国際法行為を分析することによって、新型兵器の使用禁止と開発制限、大量破壊兵器の備蓄削減の分野における国際協力の主な分野を特定することができる[5, 10]:
- 核兵器、化学兵器、生物兵器の軍縮;
- ある種の大量破壊兵器の生産禁止と廃絶;
- ある種の兵器の制限;
- ある種の大量破壊兵器の配備を禁止する領土の創設;
- 戦略的兵力の制限と削減。
国際安全保障の原則は、大量破壊兵器の生産禁止と軍事目的の使用禁止の分野で採択された国際法的文書に反映されている。国際人道法(武力紛争法)の源流の中でも重要な位置を占めている。大量破壊兵器の開発、生産、使用は、WHO加盟国の大半が署名した国際条約によって禁止されている。それにもかかわらず、世界の主要国の軍事的・政治的指導部は、現存するBW拡散の可能性を懸念している。
21世紀初頭までに、21カ国が生物製剤開発の潜在的基盤を持ち、ほぼ100カ国がBW開発の前提条件を持っていた[7]。7] 近年、微生物学とバイオテクノロジーの分野で重要な科学的・生産的潜在力を持ち、病原微生物の豊富なコレクションや軍事生物学的プログラムを有する国の数が急増している。[9, 12]。
バイオテクノロジー分野の研究は、生物製剤に対する医学的防御手段の改善、備蓄品の作成、さらには新たな生物製剤の入手の両方に利用される可能性があり、これは20世紀になされた既存の国際公約に反するものである。
CWを禁止する国際的義務は、第一次世界大戦の終結後に策定され始めた。具体的な規定、要件、規範の形でこれらの原則を実施する国際人道法の最初の源泉の主なものは、化学兵器および生物兵器の使用禁止に関する1925年のジュネーブ議定書である[11]。
5.1 1925年「窒息性ガス、毒性ガスその他のガスおよび細菌学的兵器の戦争における使用の禁止に関する議定書」(ジュネーヴ議定書) 毒性剤、生物剤、化学剤は数世紀にわたって戦争の方法として使用されてきたが、その使用は常に国際法によって非難され、最も残酷で非人道的なものとみなされてきた。化学兵器禁止条約に結実した化学兵器軍縮のための国家間協定の歴史は、100年以上前に始まった。
CWとBWを禁止する多国間条約を作ろうとする試みは、以前から繰り返し行われていた。1874年のブリュッセル宣言では、特に毒物や毒入り兵器の使用を禁止し、1899年のハーグ講和会議では、「窒息性ガスまたは毒性ガスの伝播を唯一の目的とする発射体を使用しない」ことに合意した。1899年の会議では、陸戦における毒物または毒入り兵器の使用に対するブリュッセル宣言の禁止を条約として明示した条約も採択された。この段落は後に1907年の「陸上における戦争の法規および慣例に関するハーグ条約」に盛り込まれた[20, 72]。
第一次世界大戦後、国際社会は、化学兵器や生物兵器の将来的な使用を防止するために、化学兵器や生物兵器に関する既存の法律を強化することを決定した。
こうして、90年以上前の1925年5月4日から6月17日まで、国際連盟の後援のもとジュネーブで開催された会議で、37カ国の代表が条約に調印した。それは「窒息性ガス、毒性ガスその他のガスおよび細菌学的戦法の戦争における使用の禁止に関するジュネーブ議定書」として歴史に刻まれた[11, 47]。2015年現在、国連安全保障理事会加盟国5カ国を含む138カ国が議定書の締約国となっている[21]。しかし、56の世界保健機関(WHO)加盟国は議定書への加盟を拒否し続けている。
LPの歴史的意義は、この文書が軍縮と2種類の大量破壊兵器の使用禁止という分野において、初の多国間かつ長年の間唯一の国際法的文書となったことである。
この文書は1928年2月8日に発効し、期限は設けられていなかった。批准書をフランス政府(議定書の寄託国)に寄託することで、各調印国がLPを発効することが規定されていた。
ソ連は1928年3月9日、ドヴガレフスキー・ソ連大使がソ連中央執行委員会の批准書をフランス共和国政府に手渡し、議定書に加盟した。議定書は、ソ連政府に対して、議定書に署名し批准した国、または最終的に議定書に加盟した国との関係においてのみ、その条項を履行する義務を課すものであること、議定書の主題である禁止事項を考慮しない敵対国、軍隊、および公式または実際の同盟国との関係において、議定書はソ連政府を拘束しなくなることである[1, 8]。
他の主要国も同様の留保を付けた。要するに、彼らは細菌兵器や化学兵器を禁止するメカニズムに入ることを許可し、同時に、これらの野蛮な戦争手段の開発作業を積極的に継続したのである。
アメリカは議定書に署名しながら50年間批准せず、1960年代には東南アジアでの戦争で毒物を広く使用した。米国が議定書を批准したのは
米国は1975年1月22日まで議定書を批准せず、武力紛争で化学物質を最初に使用する一方的な権利を留保した[10, 13]。
現在では、議定書に盛り込まれた禁止事項は慣習国際法の一部となり、議定書の締約国でない国も拘束されると考えられている。
当時、この条約の採択は前向きな一歩とみなされていた。同条約はとりわけ、戦争におけるこのような手段の使用について次のように述べている。
「文明世界の世論によって当然非難されてきた」とし、ほとんどの国が締約国である条約で禁止されているとした。
WHは、窒息性ガス、毒ガス、その他類似のガス、および類似の液体、物質、工程の使用は、「文明世界の世論」によって以前から非難されてきたと強調した。実際、議定書は無から生じたものではない。採択された文書は、ガス戦争の禁止に関する最初の国際協定、特に1899年に調印された第2次ハーグ宣言「窒息性ガスまたは有害ガスの拡散を唯一の目的とする発射体の不使用について」の採択経験を考慮に入れている。ガス戦争の禁止は、後に1919年のベルサイユ条約(第171条)でも確認された。[11].
同様の条項は、ハーグ宣言「窒息性ガスおよび毒ガスの運搬のみを目的とする発射体の不使用について」(1899)、サンジェルマン条約(1919年、135条)、ヌイイ条約(1919年、82条)、トリアノン条約(1920年、119条)、セーヴル条約にもあった。 )、セーヴル条約(1920年、176条)、また1922年のワシントン会議の最終文書では、参加国(米国、英国、フランス、イタリア、日本)間の戦争に際しての使用を拒否することを宣言している。
「窒息性ガス、毒ガス、その他のガス、および類似の液体、物質、組成物」[16, 24]。[16, 24].
16,24]。採択された議定書は、生物兵器という別の危険な薬剤の使用にも禁止を拡大した。WHの参加者は、「この禁止を細菌学的戦争手段に拡大することに同意し、この宣言の条項によって相互に拘束されることを考慮することに同意する」と述べている[11, 19]。[11, 19].
しかし、しばらくして、採択された大量破壊兵器には多くの重大な欠点があることが明らかになった。確かに、採択された条約は、化学・生物製剤の使用には法的障壁を設けたが、その保有や、CW・BWの生産・備蓄の開発は認めていた。加えて、議定書を批准した国の多くは、議定書の締約国ではない国に対して、あるいはそのような兵器が自国に対して使用された場合の報復として、禁止された兵器を使用する権利を留保した[49, 52]。
49,52]。このような議定書の欠点は、数多くの使用例、新たな化学・生物兵器の活発な開発、国際安全保障に対する真の脅威となったこれらの兵器の大規模な備蓄の蓄積に照らして、特に明白となった。
こうして、生物兵器禁止条約は、生物兵器および生物学的戦争手段を国際的に禁止する最初の試みとなった。禁止の対象となったのは、微生物その他の生物学的製剤および毒素であり、その起源や製造方法、種類、数量にかかわらず、予防、防衛、その他の平和的目的のために使用されるものではないもの、および武力紛争中にこれらの製剤や毒素を敵に運搬することを目的とした軍需品である。この国際的な法的文書に調印して以来、BWの開発や生産はより困難になっている。欠点が指摘されたとはいえ、これが議定書の歴史的意義である[11]。
しかし、BWに関してジュネーブ議定書を補完する新たな国際法的文書、すなわち「細菌兵器(生物兵器)および毒素兵器の開発、生産および備蓄の禁止ならびにその廃棄に関する条約」が作成され、採択されるまでには、ほぼ半世紀を要した。
5.2 1972年「細菌兵器(生物兵器)および毒素兵器の開発、生産および貯蔵の禁止ならびにその廃棄に関する条約」
この文書は今日、生物・毒素兵器禁止条約(BWC)としてよく知られている。1972年4月10日、ロシア語、中国語、英語、フランス語、スペイン語、ロシア語の3カ国語で署名が開始され、1975年3月26日に発効した。この条約の寄託国は英国、米国、ロシア連邦である。
この文書の採択は、国家間レベルでの長年にわたる議論と会合の結果であった。1960年代後半、軍縮に関する国際会議のひとつで、BWとCWに関する議論が始まった。ジュネーブ議定書に規定されているこの2種類の兵器を禁止する努力をする必要があるのか、それともCWだけを禁止することから始めるのか、さまざまな議論がなされた。
1969年7月、英国は国連軍縮委員会に、BWの開発、生産、備蓄を禁止する必要性を説く提案書を提出した。英国の提案が提出された直後の1969年9月、ソ連を中心とするワルシャワ条約機構諸国も同様の提案を国連に提出した。その2カ月後の1969年11月、世界保健機関(WHO)は、仮想的な攻撃における生物製剤(BA)の影響可能性に関する報告書を発表した(表51)。これを受けて国際社会は、細菌兵器(生物兵器)および毒素兵器の開発、生産および備蓄の禁止ならびにその廃棄に関する条約(BWC)の採択を促した(ジュネーブ議定書を補足する関連CW条約は、その後1992年に採択された)[21, 28-46]。
参加国によるBTWCの採択と署名の直後、関連する権限を持つ国際機構が設立されていなかったため、条約の条件の履行を管理するという問題が生じた。このことは、さらなる歴史が示すように、BTWCの唯一の、しかし重大な欠点であった。BTWCの実施を監視するメカニズムが明確に定義されていない(検証メカニズムがなく、規定を実施する国際機関もない)ことは、一部の国々が生物兵器の増強を続けるための抜け道となった。さらに、この文書には条約に違反した国に対する措置が定められていない。
2011年、クリントン米国務長官が国連総会でBTWCについて演説し、この状況を公式に認めたのは偶然ではない: 「粗悪だが効果的なテロ兵器は、広く入手可能な病原体の少量のサンプルと、安価な装置、大学レベルの化学と生物学の知識を用いて作ることができる。彼女は、「私たちの見解では、『生物兵器を防ぐ』ための検証体制を作ることほど可能性はない」と指摘した。[69].
採択された条約によれば、条約の実施に関する問題は、5年ごとに開かれる国際再検討会議で解決されることになっていた。
特に最初の再検討会議では、「防衛研究」という用語の定義と、科学研究のための危険な病原体の許容量の問題が繰り返し提起された。
1972年に条約に調印し、1975年に批准した同じアメリカ合衆国は、当時ジュネーブ議定書の締約国ではなかったが、1969年から1970年にかけて、BTOを一方的に放棄する可能性を宣言した。しかし、この国は現在、最大の生物学的軍事的潜在力を有している。それは、1942年に始まった「防衛研究」という名目で行われた関連計画の当然の結果であった。この研究は、軍事研究局によって調整されたさまざまな軍・民間機関によって実施された。
条約が調印されるまでに、炭疽、野兎病、ペスト、黄熱病、ブルセラ病、膿胸症、Q熱、馬脳脊髄炎に基づく製剤が標準化され、米国で採用された。さらに、それらを使用するための効果的なツールを開発するための研究が活発に行われた。1970年までに、球形および円筒形の小口径爆弾のいくつかのモデルが採用され、航空機から除草剤を散布するために設計された空中散布装置も採用された。[69]。
前世紀の60年代半ばから、アメリカ国防総省は、分子生物学と遺伝子工学の先進的な成果を利用して、微生物に関する遺伝子研究プログラムを実施してきた。これらの研究成果は軍事目的に利用された。条約調印後、米国は、軍事生物学的な方向性を持つ研究の資料や結果の公開を停止し、第2世代のBAsの開発に関する進行中の作業を示した。
BWCが採択され署名が開始されてから45年後の今日、米国の軍事生物学複合体には、国防省、保健省、エネルギー省、農務省の研究施設が含まれている。さらに、BW剤に対する防御手段をテストするための特別な実験場もある。2001年9月11日のテロ攻撃の後、国土安全保障省が新設され、その機能には生物学的脅威の評価も含まれるようになった。同じ時期に、米国では、メリーランド州フォートデトリックにある国家生体防御分析・対策センター(NBCACC)という、複数の省庁からなる新しい組織が設立された。米国国防総省は、米国陸軍における生物兵器防衛分野の研究開発活動を担当している[68-70]。このように、米国は「細菌兵器(生物兵器)および毒素兵器の禁止、開発、生産および備蓄ならびにそれらの破壊に関する条約」に正式に署名・批准したにもかかわらず、その後数十年にわたって生物学特別研究所の拡張と近代化が行われた。これにより、最も危険な感染症の病原体の研究が大幅に強化された(表51)。このような状況下では、アメリカ人が条約を迂回して軍事目的の研究を行う可能性は否定できない。微生物の遺伝子型を変えたり、追加の病原性因子を研究したり、トランスジェニック生物を作ったりすることを目的とした遺伝子研究は、特に危険である[25, 29]。
表51 仮定の生物学的攻撃による損失額の推定値* [21].
人口50万人の都市の風下2キロメートルの線上に、航空機からエアロゾルの形で50キログラムの薬剤を放出する。
40年以上の歴史(2017年4月現在)の中で、合計178の締約国がこの条約に署名し、批准しており、さらに、6カ国が署名したがまだ批准していない[23, 71]。
この条約の下で、各締約国は、以下の微生物学的またはその他の生物学的剤または毒素を開発、生産、備蓄、その他の方法で取得または保持しないことを約束する。
「予防、防護またはその他の平和目的のために正当化されない量」、ならびに、そのような薬剤または毒素を使用するための武器、装置または運搬手段を開発、生産、備蓄または取得もしくは保持しないことを約束する。
敵対的な目的または武力紛争においてそのような薬剤または毒素を使用するために設計された武器、機器または運搬手段である。
BTWC締約国は、自国が保有し、または自国の管轄もしくは管理下にある細菌兵器のすべての薬剤、毒素、兵器、設備および運搬手段を、可能な限り速やかに、ただし条約発効後9カ月を超えないうちに、廃棄または平和目的に転用することを約束する。
また、この条約の各締約国は、いかなる受取人に対しても、直接、間接を問わず、細菌兵器の薬剤、毒素、兵器、設備、運搬手段を製造したり、取得したりすることを、いかなる方法によっても、いかなる国、国家集団、国際組織に対しても、援助、奨励、誘導しないことを約束する。したがって、1925年のジュネーヴ議定書に対する留保(および両条約の締約国による追加)は、国際法的な意義を失った[67, 73]。
すでに述べたように、1925年以降、ソ連は生物兵器と生物兵器戦争の手段全般の問題を規制する国際文書の履行義務の体系に永久に組み込まれている。これは主に、1925年と1972年に締結された2つの基本的な国際協定のことである。
1972年の生物兵器禁止条約を批准することによって、ソ連は生物兵器を開発、備蓄、獲得、保持しないことを約束した。こうした状況に基づき、生物兵器禁止条約に対するロシアのコミットメントを再確認した上で、1992年、ロシア連邦大統領は、生物兵器の報復的使用に関する1925年ジュネーブ議定書への留保の撤回を宣言した。2000年12月6日、ロシア連邦は、1928年にソ連が行ったジュネーブ議定書に対するすべての留保を撤回する法律を採択した[23]。
条約自体は15条からなる比較的小さな文書である。40年にわたり、5年ごとに開催される定期再検討会議において、BWCは、条約の有効性と効率性を改善し、条約の状況と進捗状況を見直すことを目的とした数多くの追加合意やイニシアティブによって、繰り返し更新されてきた。歴史は、採択された文書が、新しい科学技術の発展や動向をすべて網羅するのに十分なものであることを示している。
第1条は、BWの開発、備蓄、保持を禁止し、各締約国が「いかなる場合にも開発、生産、備蓄、その他の方法で取得または保持しない」ことを約束する製品を定義している。
製品」とは、BWや戦時用BWだけを意味するものではない。この条約では次のように定義されている: 「(1)微生物学的またはその他の生物学的製剤または毒素であって、その起源または製造方法が何であれ、予防、防護またはその他の平和目的を意図しない種類および量のもの (2)このような製剤または毒素を敵対的目的または武力紛争に使用することを目的とした武器、装備または運搬手段。[14].
このように、条約の適用範囲は、この文書を採択した全体的な目的と一致している。このようなアプローチを採用したのは、微生物やその他の生物学的製剤や毒素の多くの生物医学的応用やその他の平和的応用を妨げないようにするためであり、同時にこの条約が、軍事的応用を見出す可能性のある未知の製品もカバーできるようにするためである。条約は「生物学的製剤」や「毒素」という用語を定義していないが、条約自体の議論から、「毒素」という用語には細菌性の関連物質だけでなく、合成によって生成される有毒物質だけでなく、生物によって生成されるすべての毒素が含まれるようである[21, 47, 61]。
もう一つの重要な義務は第2条に定められており、各締約国に対し、すべての薬剤、毒素、既存のBW備蓄、設備、運搬手段を廃棄するか、平和目的に転用することを求めている。この軍縮規定は、当該締約国の条約発効後9カ月以内に履行されなければならない。BWCはまた、締約国に対し、細菌(生物)製剤および毒素の平和的利用に関する機器、材料、科学的および技術的情報の交換を促進するよう求めている(第X条)。
BTWCの採択以来数十年間、締約国は、科学技術、国家間政策、国際安全保障の分野における過去の発展にもかかわらず、条約の妥当性と有効性を確保しようと努めてきた。定期的な再検討会議では、さまざまな取り組みが議論されてきた。例えば、開放性と相互信頼を高めることで条約を強化するため、締約国5カ国(カナダ、フランス、ロシア連邦、英国、米国)は、1946年から1992年の間に軍事目的で行われた生物学的研究に関するデータ交換を組織した。
BWC憲章によれば、条約違反の申し立てはすべて国連安全保障理事会に提出されなければならず、同理事会は検証を開始することができる。しかし、安全保障理事会の常任理事国が、提案された検証に拒否権を持つことは、この規定を根底から覆すものである。
第7条では、締約国は、条約違反によって危険にさらされている締約国に対し、国連憲章に従って援助を提供または支援することを約束し、第6条では、締約国は、条約違反の立証された申し立てに応じて国連安全保障理事会が行う調査に協力することを約束する[9]。
第2回再検討会議(1986)[58]では、締約国は、曖昧さ、疑念、疑惑の頻度を防止または減少させ、生物資源の平和的利用における国際協力を促進するために、多くの信頼醸成措置(CBM)を採用すべきであることが合意された。CBMsのリストは、第3回再検討会議(1991)で拡大された。
合意に基づき、締約国は、研究センターや研究所に関するデータ、ワクチン生産施設に関する情報、各国の生物防衛研究開発計画に関する情報、感染症の流行や類似の毒素関連事象に関する情報、成果の公表、知識や技術の利用の促進など、特定のBWC関連活動について、合意された形式で年次報告書を提出することを約束した。
化学兵器および細菌(生物)兵器の開発、生産、備蓄、ならびにそれらの運搬手段を禁止するBWCの規則は、先進国のほとんどにおいて、これらの研究分野の閉鎖、あるいは少なくともその量とペースの劇的な減少をもたらした[17]。
第3回再検討会議では、すべての締約国に開かれた政府技術専門家アドホック・グループ(AHGEU)が設置され、科学的見地から潜在的な検証・技術監視手段を特定・検討した[59]。同会議では、BTWC第1条で禁止されている活動、病原性微生物製剤および毒素の輸出、輸入の3つの異なる分野における「法律、規制またはその他の措置」の変更に関する年次要約データを締約国に提供するための補遺が採択された。
締約国かどうかを判断するSGPEの作業中に、21の潜在的な検証措置が特定された[13, 15, 59]:
- 予防、防護またはその他の平和目的ではない種類または量のBAを開発している;
- 武力紛争において敵対的な目的のために当該BAを使用するよう設計された武器、機器および運搬手段を開発すること;
- 予防的、防護的またはその他の平和的目的のために意図されていない種類および量のBAを取得または生産すること;
- 武力紛争において敵対的な目的で当該BAを使用するために設計された武器、装備および運搬手段の取得または生産;
- 予防、防護またはその他の平和目的のために意図されていない種類および量のBAを蓄積または保持すること;
- 武力紛争における敵対的目的のために、そのようなBAを使用するように設計された武器、機器、運搬手段を備蓄または保持すること。
特定された措置は、潜在的な検証措置のリストとして、開発、取得または生産、備蓄または保持の3つの大分野にグループ化され、6つの基準に照らして評価された[59]:
- 禁止された活動と許可された活動を区別する能力;
- 禁止された活動と許可された活動を区別する能力。情報の質と量に基づく長所と短所;
- 条約遵守に関するあいまいさを解決する能力;
- 関連するニーズと技術、資材、人的資源;
- 財政的、法的、組織的な意味合い;
- 研究、科学協力、産業開発、その他許可された活動への影響。
SGPEは、技術的・科学的見地から、許可された活動と禁止された活動を確実に区別できる単一の手段は存在しないと結論づけた。とはいえ、そのような手段をさまざまに組み合わせることで、この目的を果たすことは可能である。
BWCの国内実施は、各締約国が、当該国の領域内、その管轄下または管理下において、適用可能な限り、条約の規定を実施するために必要な措置を講じることを約束することを定めている(第4条)。上記の中核的義務に加え、BTWCを完全に実施するために国内行動が必要とされる分野がある。各国は、第I条で指定された薬剤、毒物、その他の物品を誰にも譲渡しないという第III条の義務を履行するために、長い間措置を講じてきた[10, 59]。
対照的に、生物学的製剤の使用における技術協力を促進するための措置に関する第X条の実施については、直接的な注目は比較的少なかった。
2016年11月、第8回BTWC再検討会議がジュネーブで開催され、過去5年間の条約の実施状況を評価し、次の期間の新たな作業計画を採択する形式となった。この会議でロシアは、他の条約締約国の圧倒的多数と同様、あらゆる分野での実施改善を目的としたBTWCの法的拘束力のある追加議定書の策定と採択を提唱した。さらにロシア連邦は、条約に関連する科学的・技術的成果を分析するため、BWC内に科学諮問委員会を設置するプロジェクトを発表した[23]。ロシア代表団は、生物兵器が使用された場合に支援を提供し、その使用を調査し、さまざまな起源の伝染病との闘いを支援するために、条約の後援の下に医療・生物学的迅速対応ユニットを設置するという有望なコンセプトの推進に特別な注意を払った。ロシアのイニシアチブは多くの国から支持されており、受け入れられる見込みがある。このように、BWCは国際安全保障システムの重要な要素であり続けている(72, 73)。
BW不拡散問題に関する再検討会議以外では、多くの国際機関のトリビューンが利用された: WHO、WTO、WPO、国連環境計画(UNEP)、OPCW、国際刑事警察機構(インターポール)、欧州委員会、国連テロ対策委員会、遺伝子工学・バイオテクノロジー国際センター、米国生物兵器防衛協会などである。
2006年、第6回再検討会議は、BWCの活動を事務的に支援し、信頼醸成措置の形式における協力を調整するために、会議事務局を設置した。同会議では、BWとして応用される可能性のある生物学的研究や技術のリスクを低減するために、科学的認識と説明責任を高める上での倫理原則の問題が取り上げられた[61]。
BW不拡散の分野におけるもう一つの国際レベルの文書はPSI-核拡散防止イニシアティブ(PSI)であり、大量破壊兵器の拡散を防止するための多くの措置を規定している。72]PSIは、不正な輸送を阻止し、そのような輸送を阻止することによって、自国の領土、内水面、領空を通じた大量破壊兵器に関連する物質および装備の移転または通過を防止する政府の能力を強化し、これらの活動を実施するために他国と協力することを目的としている。
72] 国家は、対外経済活動において、自国が加盟する核不拡散体制の規則、規範および手続を遵守しなければならない。現在までに生まれた国際的な核不拡散体制は、大量破壊兵器の開発および生産に関連する物品の輸出をいかに管理するかについての相互合意に基づく国家連合である。
現在までに、以下のような国際的な大量破壊兵器不拡散体制が誕生している[53, 56]:
- 核供給国グループ(NSG):核密売に関与する国々が参加している;
- ミサイル技術管理体制(MTCR);
- 二重技術と通常兵器の管理のためのワッセナー・アレンジメント。これらのレジームへの参加は、レジーム遵守のための適切な国内法的枠組みの確立、レジーム参加国のフォーラムへの参加、自国の政策におけるレジームの原則の遵守を意味する;
オーストラリアのグループ(化学・生物学的技術)。
BTWCの主要条項をCWおよびBWの防止という観点から国家間で発展させた一例として、1984年にオーストラリア・グループ(AG)という非公式な国家連合が設立された。AGの主な目的は、CWやBWの拡散を狙う当事者が、物質や技術へのアクセスを得るために、各国で施行されている国内法の違いや不完全さを利用できる状況を排除することであった。AG参加国の行動は、自国の産業組織や科学組織がCWD開発計画に不用意に関与することを防ぐことを目的としている。
オーストラリア・グループに参加する国の数は、1985年の15カ国から、ヨーロッパ、アジア太平洋、欧州連合、南北両アメリカの40カ国に増えた。
それ以来、AG加盟国による定期会合が開かれ、年次会合はパリで開催されている。輸出規制の範囲に関するAGの議論は、新たな脅威や困難な状況への対応を含むまでに拡大した。1990年代初頭に、通常使用目的であるとされる二重用途物質が輸入され、さらに生物兵器計画に使用されたという証拠が、オーストラリア・グループ加盟国による、極めて特定の生物製剤に対する輸出規制の採択につながった。オーストラリア・グループによって作成された輸出制限の対象となる物質や材料のリストは、その後、化学兵器や生物兵器の製造や使用に使用される可能性のある技術や設備も含めて補足された。
これまでのところ、さまざまな事情により、ロシアはまだAGの締約国ではない。現在のところ、グループ自体の見通しは不透明である。このように、CWCとBWCが整備されたことで、オーストラリア・グループの役割と重要性が客観的に低下していると考える国は少なくない。同時に、わが国の管理リストは、実質的にAGが採択したものと変わらないことにも留意すべきである。場合によっては、化学・生物学的製品の輸出に関するロシアの規則は、AGの規則よりもさらに厳しいこともある[70, 71]。
現在、コンセンサスを得ることが困難ないくつかの矛盾にもかかわらず、この国際体制を強化するための交渉プロセスが続けられている。条約第4条の規定を実施する一環として、一部の締約国はこれを実施するための法律を採択している。
例えば、英国は1974年に生物兵器法を採択し、オーストラリアは1976年に犯罪(生物兵器)法を採択し、米国は1989年に生物兵器・テロ対策法を採択し、フランスは1972年、すなわち同国でのBWC発効前に、生物兵器・毒素兵器の開発、生産、保有、備蓄、取得、移転を禁止する法律第72-467号を採択している[53, 55]。国内措置に関する情報は、再検討会議中にBWC締約国によって合意されたデータベース交換の形式による信頼醸成措置の一つである、BWを含む大量破壊兵器の製造に使用される可能性のあるデュアルユース品目に関する国内輸出管理システムの開発の対象である[63]。
63] 国家輸出管理システムの開発において、各国は国際的な義務、世界的な脅威を削減する必要性、そして自国の産業の利益との間の妥協点を見出そうとしている。他方、各国は、国際社会の共通の利益(核不拡散)だけでなく、政治・経済両分野における自国の国益も守ろうとする。
輸出管理の主な手段は管理リストであり、輸出が国家の管理・規制(ライセンス供与)の対象となる物品、サービス、技術を法的に正式にリスト化したものである。典型的な管理リストには、物品や管理技術のリストが含まれる。通常、商品に関連する技術は商品そのものとともに管理される。通常、管理リストは、化学兵器、生物兵器、核兵器、ミサイル部品、通常兵器など、大量破壊兵器の一種に関連する商品に焦点を当てる。輸出者が自らの輸出活動が合法的かどうかを自ら判断できるよう、管理リストはオープンでアクセスしやすいものであることが重要である。各国の管理リストは、通常、国際的な核不拡散体制が採用したリストにほぼ基づいている。
ロシアの法令には、大統領令により承認された6つの管理リストが含まれている。すべての管理リストには現行の物質と先端物質が含まれている。化学物質リストには特定の化学試薬と前駆物質が含まれ、生物学的リストには病原体が含まれる。残りの4つのリスト(大統領令No.202、No.36、No.580、No.
No.1005)が規制物質の大部分を含んでいる[14, 22]。
このように、BTWCが採択されたのは1971年であるにもかかわらず、バイオテクノロジーの影の利用が、政治体制のまったく異なる国々で発展し、現在も発展し続けているという十分な証拠がある。この文書について言えば、45年以上前に採択されたため、大幅な変更と追加が必要である。例えば、BTWCは、国家予算で賄われる国防企業や国営企業で作業を行う場合のみ管理を認めているが、商業組織では認めていない。前述したように、現在バイオテクノロジーの開発が最も活発に行われているのは民間企業である。さらに、この条約は、遺伝子兵器のような新世代の生物兵器の使用禁止を規定していない[19, 64]。
BTWCに規定された制度と基本規定の改善と発展に専念するために21世紀に開催された数多くの国際会議では、国家間協力の主な方向性が以下のように概説された[58-62]:
- 生物兵器、その運搬手段および開発技術の拡散を防止する;
- バイオテロ行為の防止;
- 国家間の情報交換;
- バイオテロ行為の結果の除去。
この中で最も重要なのは、バイオテロ行為の防止であろう。テロ攻撃を防ぐために、生物兵器を探知し、特定することである。現在、新しいハイテク環境モニタリング機器の需要はかつてない勢いで伸びている。従来のテレビカメラと並んで、化学・生物兵器検知器がメガシティの住宅街やビジネスセンター、地下鉄駅に設置されることが増えている(2007年1月、オランダのTNO防衛・安全・セキュリティ社は、BA検知・識別システムのサンプルを実演した。主な要素は、飛散粒子を照射するレーザーマトリクスヘッドである。したがって、外部環境中のあらゆる生物学的物質の存在を、数秒以内に検出・識別することが可能である[54, 66]。
国家がBWの開発を続けることで、テロ組織が全人類に特別な危険をもたらす技術にアクセスできるような状況が生まれる可能性があることは明らかである。このような状況下では、この分野で国家間の対立が続くことは、人類を地球規模の大災害の瀬戸際に追いやる危険性がある。対テロ活動の性格を抜本的に見直し、真に国際的な性格を持たせること、および関連機構の国際化を抜本的に強化することだけが、テロとの闘いにおける世界共同体の成功を保証することができる。
5.3 生物兵器の使用禁止と不拡散の分野における国際的義務の履行を保証するロシア連邦の国内法および規制の枠組み
現代世界の国際関係は、武力行使における二重基準の政策によって支配されている。このような状況下で、生物兵器の使用禁止、制限、不拡散に関する最も重要な条約を含む多国間国際条約と協定が結ばれた。核兵器の不拡散に関する条約(1968)、BTWC(1972)、CWC(1992)である。ロシア代表は、専門家と締約国による年次会議を通じてBTWCの強化に積極的に関与し、バイオセーフティの確保における高い基準の必要性を説き、この重要な国際法文書を検証し遵守するための法的拘束力のあるメカニズムの開発と採用を提唱した。
採択以来数十年にわたり、その内容や義務の履行管理は繰り返し改良され、特定の条文の文言はより具体的な内容で埋められ、採択された文書の主な規定の履行を保証する国内規制の枠組みや輸出管理制度によって支えられてきた。
国の国家安全保障システムの開発を計画する主な基本文書は 2009年5月12日の大統領令第537号によって承認された2020年までのロシア連邦の国家安全保障戦略である[28]。
№ 537 [28].
BW拡散の問題に当てはめると、現在のBW拡散の主な要因は以下のとおりである[25, 27]:
- 他の大量破壊兵器プログラムと比較して、生物兵器プログラムの経済的費用対効果が高く、 実施が容易である;
- 生物兵器の製造に適したデュアルユース技術、機器、材料が入手可能である;
- 攻撃活動と防御活動の明確な区別がないため、軍事生物兵器計画が秘密裏に実施される可能性がある。
大量破壊兵器の拡散とその運搬手段であるミサイルは、その地理的位置と国境の長さを考えれば、ロシア連邦の国家安全保障に対する脅威の性質を決定する重要な要因のひとつである。
世界中で、輸出管理法の目標は、何よりもまず、国家の安全と国際平和を確保することである。これらの目標は、大量破壊兵器の使用と通常兵器の蓄積の両方によって脅かされている。その脅威の緊急性は、世界各地で起きている数多くの局地戦争、武力紛争、緊張の温床によって確認されている。現在最も重大なもののひとつは、テロの脅威である。また、国際社会の反対にもかかわらず、核兵器やその他の大量破壊兵器の製造を積極的に行おうとしている国々があることも懸念材料である。
ロシア連邦の持続可能な開発の優先順位を強化・発展させるために採択された戦略では、国の生物学的安全保障が特に重要視されており、これは、外部からの体系的脅威からの保護(輸出管理)、国のバイオテクノロジー複合施設の状態、国のバイオセキュリティの予防と中立化の組織の有効性に大きく依存している。
ロシアの国家輸出管理法は、自国の利益と義務を守る必要性からも影響を受けている、
ロシア連邦の国内輸出管理法は、自国の利益と国際協定と取り決めに従って国家が負う義務を守る必要性からも影響を受けており、それらは実施され、遵守されなければならない。ロシア連邦における輸出管理の特殊性は、海外への商品・技術の輸出を伴う業務だけでなく、ロシア連邦領域への輸入も管理の対象となりうるという事実でもある[19, 23]。
ソ連/ロシア連邦では、BTWCの採択以来、生物・毒素兵器禁止条約の主な規定、および生物学的二重利用製品の不拡散問題に関する他の国際的義務を法制化するための多くの措置も取られてきた。
デュアルユース製品とは、とりわけ軍事目的、すなわち核兵器、ミサイル、化学兵器、生物兵器の開発に使用できる製品や技術のことである。
ロシアにおける条約の主な条項は、条約を規定し発展させる一連の法規範に明記されている(表52)。
表52 ソビエト連邦およびロシア連邦の法律における生物毒素兵器禁止条約の主要条項の国内統合
文書
出典
細菌兵器(生物兵器)および毒素兵器の開発、生産および貯蔵の禁止ならびにその廃棄に関する条約の批准に関する。1975年 2月 11日のソビエト連邦最高会議議長令(この条約は 1972年 4月 10日にモスクワ、ワシントン、ロンドンで調印された)。
1992年4月11日、ロシア連邦大統領令第390号。生物兵器の分野における国際的義務の履行確保について
1995年2月17日連邦法第16-FZ号。生物多様性条約の批准に関する。
38,
1996年7月5日連邦法第86-FZ号。0 遺伝子工学活動の分野における国家規制
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連邦法2000年7月12日第96-FZ号。0 連邦法「遺伝子工学活動分野における国家規制」の修正および追加。
2,
2001年2月16日ロシア連邦政府決議第120号。0 遺伝子組み換え微生物の国家規制。規制
32,
2001年8月8日ロシア連邦大統領令第1004号。ヒト、動植物の病原体、遺伝子組換え微生物、毒素、輸出規制の対象となる機器および技術のリストの承認に関する。リスト
2001年8月29日、ロシア連邦政府決議第634号。ヒト、動植物の病原体、遺伝子組換え微生物、毒素、機器および技術に関する対外経済活動管理規則の承認に関する。
規則 39-41
ロシア連邦刑法(96年6月13日の連邦法により97年1月1日より施行。- Sobranie zakonodatelstva RF. 1996. No. 25, Art. 613238,
6133)
2020年までのロシア連邦の国家安全保障戦略
(2009年5月12日大統領令第537号により承認)
ロシア連邦刑法第355条の改正に関する2001年6月19日連邦法第84号FZ:
第355条 355. 大量破壊兵器(化学、生物、毒素など)の開発、生産、備蓄、取得、販売。
32,
1999年3月30日付連邦法第52-FZ号。
- 1998年6月22日連邦法第86号-FZ。
- 2000年12月21日ロシア連邦政府決議第987号。0 品質保証と食品安全の分野における国家の監督と管理。
規則 33,
2000年12月21日のロシア連邦政府の決議№988。0新しい食品、材料、製品の国家登録。規則。リスト
30, 35,
20のロシア連邦政府の決議2001年6月№474。消毒および脱ラチオン手段のライセンスに関する規則、消毒および脱ラチオン作業の実施に関する活動のライセンスに関する規則および伝染病生産者の使用に関連する活動のライセンスに関する規則の承認に関する。規則(1.2.3)
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2001年12月18日ロシア連邦政府決議第874号。の改訂版のロシア連邦による採択について。
ロシア連邦による国際植物保護条約改正文の採択について。
39-42
ロシア連邦の国家安全保障戦略(2015年12月31日付ロシア連邦大統領令第683号)
1998年7月25日付ロシア連邦法第130-FZ号 0 テロリズムとの闘い
38,
2010年12月28日付ロシア連邦法第390-FZ号「安全保障について
2001年9月20日のロシア連邦議会の国家議会の決議第1865号 – SHG。
20 2001年9月№1865 – SH GD。国際テロとの戦いについて。
40,
2001年5月30日のFKZ、第3-FKZ。非常事態について
44,
軍備および軍事装備の開発に使用することができ、輸出規制が実施されるデュアルユース商品および技術のリストの承認について」(修正および補足)2011.12.17のロシア連邦大統領令(2014.07.21に修正)。
2011年12月17日付大統領令(2014年7月21日改正)
13,
ロシア連邦の国内法によれば、連邦行政当局のほか、さまざまな省庁(ロシア経済発展省、ロシア産業科学省、ロシア外務省、ロシア国防省、ロシア司法省、ロシア国家税関委員会など)が、生物学的デュアルユース製品の輸出に関する国家規制に参加している。輸出管理業務の省庁間の性質は、意思決定における国家利益のバランスを確保するのに役立っている。
輸出管理は、1970年代初頭に近代的な形で登場し、その後30年にわたってさらに発展してきたもので、今日では、外交政策と経済分野の両方において、国家による効果的な影響力の手段となっている。
輸出管理の2つの要素、すなわち国際的な規制と国内法制は、常に相互関係にある。国際的な輸出管理制度のほとんどは政府間条約である。どのような国際的な体制においても、国家の主な義務は、一定の名称の下に、物品や技術の外国人への移転を管理するための措置を講じることである。ロシア連邦には、輸出管理に関する100以上の省令があり、そのうち30以上が生物学的二次製品の輸出管理を規制している。
生物学的二重利用製品の輸出規制の分野では、以下の立法・規制法が施行されている:
- 2001年8月8日付大統領令第1004号「輸出規制の対象となるヒト、動物および植物の病原体(病原菌)、遺伝子組み換え微生物、毒素、機器および技術のリストの承認について [33, 34, 36, 40];
- 2001年8月29日ロシア連邦政府決議第634号
「ヒト、動植物の病原体、遺伝子組換え微生物、毒素、設備および技術に関する対外経済活動の規制に関する規則の承認について」 [41, 44, 45]; および [41, 44, 45];
- ロシア連邦刑法(1996年6月13日付ロシア連邦法第63-FZ号、第188条part. 2, Art.) [31, 46];
- 行政犯罪に関するロシア連邦法典(2001年12月30日連邦法第195-FZ号、第14条、第20条)[50];
- ロシア連邦関税法(2003年5月28日連邦法第61-FZ号、第13条)[52]。
近年導入された法律および規則によって規定された、生物学的製品を使用した対外経済活動の国家規制規則の一部の条項は、以前のものと大きく異なっている。従って、リストの新版には、技術データと技術支援の両方の形で、規制対象製品の技術が含まれている。国外への規制商品・技術の輸出に加え、ロシア連邦領域内での外国人への移転も許可制の対象となる。
輸出規制は、電子通信チャネルを通じたもの、研修や国際科学会議での発表など、無形の形での技術移転にも拡大されている。
条約の下での国際的義務に従い、ロシアは2002年5月、ロシア連邦刑法に多くの修正と追加を導入し、以下の犯罪に対する責任を強化した[28, 51]:
- 大量破壊兵器の製造に使用可能な材料や機器のロシア連邦の税関国境を越えた移動(ロシア連邦刑法第188条);
- 大量破壊兵器の製造に使用することができ、輸出規制が確立されている原材料、資材、設備、技術、科学技術情報の不法輸出または外国人への譲渡、サービスの提供(ロシア連邦刑法第189条)。
この分野で行われた不法行為の重大性に応じて、ロシア連邦刑法は、罰金および/または特定の活動に従事することの禁止、および禁固刑という形での処罰を規定している。同国の輸出管理法違反に対しては、以下の責任が規定されている:
- ロシア連邦の法律に従い、組織や市民の職員は刑事、行政、民事責任を負う;
- 組織は、罰金または特定の種類の対外経済活動に従事する権利を剥奪される可能性がある。
国益を保護し、ロシア連邦の国際的義務を履行するために、禁止と制限を課すことができる(1999年7月19日連邦法第183-FZ号)。
1999年7月19日連邦法第183-FZ号、第21条および第25条)。これらの禁止および制限は、以下の関係において課される:
- 特定の外国 – 連邦法によって、[29, 42];
- ロシア連邦の国際的義務に従った特定の製品-ロシア連邦大統領による[48];
- 大量破壊兵器の不拡散の原則と相容れない活動に従事する特定の外国人-ロシア連邦政府による[39];
- 特定の対外経済取引 – 国家専門家による審査の結論に基づいてロシア連邦経済発展貿易省が、またはロシア連邦輸出管理委員会が(2001年4月16日ロシア連邦政府決議第294号)[32]。.
生物学的二重用途製品の輸出規制の分野における上記の措置は、大量破壊兵器の拡散を制限する条約およびその他の国際的な体制の下での国際的義務を果たすためにロシア連邦がとった一連の措置の一部である。
ロシア連邦の国際的な輸出管理義務に違反したロシアの組織は、国際体制の他の締約国によって課される経済制裁の対象となる可能性がある。
5.4 グローバル・バイオセキュリティ・システムバイオテクノロジーの国際的規制と管理
今日の世界において、生物兵器(BW)の拡散と使用の脅威は、現実的かつ非常に深刻なものと見なされている。しかし、世界社会の努力にもかかわらず、BWの拡散は続いており、バイオセーフティとバイオセキュリティの問題は、現代社会にとってますます深刻になっている。バイオセーフティとバイオセキュリティという用語は、さまざまな概念で広く使われており、危険な生物製剤(BA)から人間とその環境を守ることだけでなく、大量破壊兵器(WMD)の世界的な破壊をも意味している。
その結果、バイオセーフティとバイオセキュリティの問題は、BWの拡散防止、公衆衛生、環境保護に関する多国間の国家間協定に基づき、学際的な方法で対処されるべきである。本章では、国際的・国内的なバイオセーフティおよびバイオセキュリティ制度がどのように確立され、法制化されてきたかについての情報を提供する。
大量破壊兵器の拡散と闘うための国際社会の努力における重要な文書は、生物・毒素兵器禁止条約(BWC)である。BWCの主な条項には、BWPの平和的使用に対する禁止、保護、管理のシステムが含まれている[27, 56]。
BWCの第4条によれば、各締約国は、BA、毒素兵器、装備品、およびそれらの運搬手段の開発、生産、備蓄、取得を禁止し、防止するための措置を憲法上確立する義務を負っている。
さらに、条約第3条は、すべての締約国が、生物製剤を移転しないこと、生物製剤の生産や取得を援助しないことを義務づけている。これに基づき、輸出入におけるバイオセーフティとバイオセキュリティの違反に対する罰則の整備や、国際協力における執行措置に関するいくつかの問題に取り組む必要がある。
感染症の自然発生と意図的に引き起こされる流行アウトブレイクには微妙で微妙な違いがあるため、公衆衛生対策とバイオテロ対策の両立はしばしば困難である。[7, 25, 57]。さらに、疫学者が懸念するBAによる臨床症状は、バイオテロ攻撃の症状を模倣することがあり、その逆もまたしかりである。
締約国がBTWC第X条の規定を実施するのを支援するために 2005年に世界保健機関(WHO)から国際保健規則(IHR)が発行された。この文書は、感染症の自然、偶発的、意図的な拡散に備え、それに対応する能力を構築し、信頼醸成措置に関する情報交換システムを組織するよう締約国に求めている。IHRの採択以来、締約国は公衆衛生システム、衛生学的・疫学的サーベイランス、環境保護との関連性をより強く認識するようになった。
合成生物学に関連するものを含め、現代のバイオテクノロジーは、ヒトや家畜の治療、工業生産および農業生産の改善、環境保護に有効な可能性を秘めた新たな手段である。しかし、新技術の開発と応用は、ヒトや動物の健康や環境の生物多様性に対して、潜在的な副作用や予測できない結果をもたらす可能性がある。
国際的・国内的なバイオセーフティ計画で扱われる課題は、幅広い科学的問題に対処するものである。その中でもバイオテクノロジーの問題は重要な位置を占めている。一方では、この研究の結果として組み換えワクチン製剤が得られるようになり、ADの表示と同定のための有望な方法が開発された。他方では、バイオテクノロジーの進歩によって遺伝子組み換え微生物の生産が容易になったが、その人体への影響はまだ研究されていない。加えて、現代のバイオテクノロジーは、生物の最も重要なシステムの活性に影響を与える数多くの生物学的活性物質の生産に役立っている[26]。
現代のバイオテクノロジーの規制とその製品に関する会計は、消費者が安全な製品とそれに関する情報を入手する権利を保証するものでなければならない。バイオセーフティに関するカルタヘナ議定書は、遺伝子組換え生物(GMO)の国際取引に関する法的枠組みを確立し、署名締約国に対して国内バイオセーフティ規制の追加を定めている。
議定書の下で、締約国はBTWCを実施するために国内法の改正および/または追加法の採択を求められた。これには、立法措置や行政措置だけでなく、条約の国内執行、輸出管理システム、生物学的安全・セキュリティ、感染症サーベイランス、生物製剤の検出、教育・啓発を改善するための措置も含まれるべきである。
国内のBTWC執行システムには、危険性の高い病原体の生産、使用、保管を説明し、確保するための措置のリスト、またはそれらがリスクをもたらす可能性のある活動のリストを含めるべきである。人員保護のための実験設備、廃棄物管理、事故報告など、研究所における研究の安全性が見直されている。遺伝子工学技術、デュアルユース技術、バイオハザード物質の安全な輸送、研究者の行動規範も考慮された。
第2回(1986) [58]、第3回(1991) [59]、第4回(1996) [60]の再検討会議では、「…の重要性」が指摘された。(微生物学的またはその他の生物学的病原体や毒素への無許可のアクセスや持ち出しを防止するための、実験室や施設の物理的保護に関する(国内)法律の重要性」 [59, 60]を指摘した。[59, 60]. 第6回再検討会議(2006)の最終宣言は、「各国は、このような破壊および/または転用を実施する際には、公衆および環境を保護するために必要なあらゆる安全およびセキュリティ対策を講じるべきである」と認識した。さらに同会議は、「締約国に対し、自国の憲法上の手続に従い、刑罰法規を含む立法、行政、司法その他の措置を採用すること」を求めた。研究室、施設、輸送中における微生物学的またはその他の生物学的薬剤または毒素の安全およびセキュリティを確保し、そのような薬剤および毒素への無許可のアクセスおよび廃棄を防止する」 [6, 18, 61]。[6, 18, 61].
第7回再検討会議の最終宣言(2012) [62] は、「動物や植物を含む住民と環境を保護するために、安全・安心措置が実施されるべきである」と呼びかけている(第2条)。第4条によれば、「研究所、施設、輸送中の微生物やその他の生物学的製剤または毒素の安全性は、それらへの無許可のアクセスを防止するために確保されなければならない」同条は、バイオセーフティとバイオセキュリティの基準、公共部門と科学分野の関連専門家の意識向上、行動規範の採択、訓練と教育プログラム、発生監視と検知のための能力構築(IHR)、設備と輸送管理について、「国家的実施措置の必要性」に言及している。感染症のサーベイランスと検知の組織は、「締約国は、国内、地域、国際レベルでアウトブレイクのサーベイランスと検知のための方法と能力を強化するために必要な国内措置をとる義務がある」ことに由来する。[3, 22, 62].
第2回、第3回、第4回の成果会議では、感染症の制圧における国際公衆衛生協力の緊密化について個別に取り上げられた。[17, 18, 58-60]. したがって、第3回と第4回の会議では、「疫学サーベイランス、ヒトと動物の疾病の重大なアウトブレイクの報告に関して、二国間およびWHO、国連食糧農業機関(FAO)、世界動物保健機関(OIE)のレベルでの各国の疫学サーベイランスとデータ報告システムに関する情報」を提供することが求められた。[18, 58, 59].
欧州連合(EU)加盟国も、BTWCのプロセスと並行して、バイオセキュリティシステムを実施するための効果的なメカニズムを集団的かつ個別に確立してきた。
欧州連合(EU)で現在適用されているバイオセーフティとバイオセキュリティに関する法律と規制の一覧を表51にまとめた。
結論
このように、20世紀における大量破壊兵器の不拡散を確保するための各国の活動の最も重要な成果は、3つの開放的な国際条約である。
「核兵器の不拡散に関する条約」(NPT、1970)、「化学兵器の開発、生産、貯蔵および使用の禁止ならびにその廃棄に関する条約」(CWC、1997)、「細菌兵器(生物兵器)および毒素兵器の開発、生産および貯蔵の禁止ならびにその廃棄に関する条約」(BWC、1975)である。これら3つの主要な国際条約は、「何人も、これらの兵器を保有し、または取得しようとしてはならない」という1つの基本原則に基づいている。さらに、BWCとCWCの締約国は、自国が所有または保有する生物・化学兵器を廃棄すること、あるいは自国の管轄下のどこかに配備されている生物・化学兵器を廃棄することを約束する。
国際安全保障の分野において、いかなる国家もこのような開放性を持つことは、信頼を築き、国家間の問題における予測可能性を高め、問題の多国間解決を促進するために不可欠な手段である。国家安全保障概念、外交政策概念、ロシア連邦軍事ドクトリンは、このような優先事項を明記した基本的なプログラム文書である。
第6章 緊急事態の調査
事故またはバイオテロ攻撃による生物製剤の拡散に関連する緊急事態の調査
「私たちは進歩を止めることはできないし、逆行させることもできない」
スティーブン・ウィリアム・ホーキングは、英国の理論物理学者であり、科学の普及者である。
章のまとめ
歴史的背景と現状
生物兵器は古くから使用されており、紀元前から井戸への毒物投入や感染した毛布の使用などの記録が存在する。現代では、1930-40年代の日本軍による中国でのペスト菌使用が最後の大規模な使用例だ。現在は1972年の生物兵器禁止条約により開発・使用は禁止されているが、テロリストによる使用の脅威は継続している。
生物兵器の特徴と危険性
生物兵器は以下の特徴を持つ:
- 少量で大きな効果を発揮する
- 自然に拡散し、長期間作用を持続する
- 密かに使用可能である
- 5日以上の潜伏期間を経て発症する
- 物質的価値を損なわない
- 製造が容易で安価である
最も危険な生物剤として、天然痘ウイルス、ペスト菌、炭疽菌、ボツリヌス毒素が挙げられる。特に天然痘は、1980年以降のワクチン接種中止により世界人口の免疫が失われ、致死率30%、長い潜伏期間を持つことから最も警戒されている。
検知と防護対策
生物剤の検知は極めて困難である。米国防総省の生物学的総合検出システム(BIDS)でも、30分以内に4種類の既知の生物剤しか識別できない。防護対策として以下が重要である:
- 早期検知システムの整備
- 隔離・検疫体制の確立
- 個人防護具の使用
- 予防接種の実施
- 消毒・除染の徹底
対応体制
生物剤使用時の対応は以下の段階で行われる:
- 衛生疫学的偵察による状況把握
- 汚染地域の隔離と検疫の実施
- 感染者の治療と接触者の観察
- 汚染地域の消毒・除染
- 予防接種などの予防措置の実施
特に都市部での生物兵器使用に対する有効な防護手段は現状では存在せず、人類の倫理観に頼らざるを得ない状況である。
6.1 生物製剤の使用方法
人を大量破壊する手段には、伝染病の病原体がある。戦争中にこれらの伝染病を意図的に蔓延させることは、古代の文献(聖書など)に記載されているように、はるか昔から試みられてきた。戦争が伝染病を引き起こすことは古くから知られている事実であり、伝染病の数は兵器による死亡者数を大幅に上回っている。このことは、ドイツの統計学者コルブによって、20世紀までのヨーロッパ戦争の期間について確認されており、この比率は1:4であった。1915年には、ロシアの疫学者L.A.タラセビッチによってこの見解が確認された。
R.コッホ、L.パスツール、I.メチニコフ、その他多くの科学者が伝染病の発生に病原性微生物が関与していることを証明した。大量破壊兵器としての病原体の実質的な研究と標的使用の時代が始まった。第一次世界大戦中、ドイツ軍はルーマニア戦線で樹液の病原体を馬に散布し、飼料や水に感染させようとしたが、ほとんど成功しなかった。
第二次世界大戦争前夜、1938年から満州の関東軍にいた日本軍は、1941年から731部隊と100部隊で細菌製剤の製造と人体実験を組織し、アメリカ、イギリス、ソ連、その他の国々に対する細菌学的戦争を準備した。この作業は、有名な細菌学者である石井四郎が指揮した。特別な実験室では月に300kgものペスト菌が生産され、同時に13,000匹のネズミが飼育され、ガス壊疽の病原体による感染方法などが特別な実験場で実践された。少なくとも3000人(中国人捕虜、約40人のロシア人)がこの死の工場を通過した。ペスト病原体の運搬手段と方法は、この病気が発生した中国領土で研究された。これらのデータは、1949年にハバロフスクで行われた、生物兵器(BW)の準備と使用に参加した12人の旧日本軍兵士の裁判資料から判明している。
第二次世界大戦後、細菌兵器は1947年から1957年までアメリカのキャンプ・デトリックで、石井四郎ら20人の日本人専門家(アメリカに投降し、自白により恩赦された)の指導の下、盛んに開発された。中国、韓国でもテストされた。朝鮮戦争はアメリカ軍の勝利とはならなかったが、生物学的手段を改善するための多くの重要な発見がなされた。表示、流通、結晶性微生物毒素の単離、軍隊の防衛のためのアナトキシンの製造、防護服の作成、病人の治療などについて、重要なステップが踏まれた。1000種類以上の化学物質の植物への影響が研究された。[2, 3]。
1947年、生物製剤の開発者であるローズベリー、キャボット、ボルトは、報告書の中で次のように述べている。
「細菌学的戦争、利用可能な病原体の批判的分析、軍事利用の可能性、それらに対する防御方法」という報告書の中で、70種類の感染性病原体を分析しており、そのうち33種類が生物兵器に適していると認められている。[2]。
したがって、生物兵器(BW)とは、病原体(細菌、ウイルス、リケッチア、真菌など)やその毒素によって、人間、家畜、農作物を大量破壊する手段を意味し、生物兵器を除草剤や枯葉剤と呼ぶ科学者もいる。
生物兵器は、一般的に戦略的目標の達成に貢献するように設計されている[1, 3]が、その戦闘能力または作戦能力を奪ったり弱体化させたり、兵員や経済の管理、医療支援システムを混乱させたりするために、ある集団またはその一部を打ち負かす手段として、感染性薬剤(病原体)やその生命活動の産物(毒素)を大規模かつ計画的に使用するものである。
生物製剤(BA)は、病原微生物やその生命活動の産物(毒素)を含み、人、動物、植物に病気や死を引き起こすことができ、BWの破壊的作用の基礎を形成する。化学剤、放射性剤と比較して優れている点は、その作用能力である[3]:
- 少量で作用する;
- 自然に拡散し、作用を継続する;
- 密かに作用する;
- 速やかに、ゆっくりと、あるいは(5日以上経ってから)遅れて効果を現す;
- 様々な構造物、車両、シェルター、設備などに浸透する能力がある;
- 耐性がある(炭疽菌の芽胞など);
- 戦闘効果は病原体によって異なり、60~70%に達する;
- 罹患者の徴候、診断、治療が困難である;
- 心理的影響を与える;
- 物質的価値が保たれる;
- 安価で製造が容易である。
6.1.1 生物兵器(BW)の殺傷効果の特殊性
- 1. 生物兵器は主に生物に選択的に作用し、攻撃側が使用できる物質的資産をそのまま残す。さらに、ある生物製剤は人間だけに影響を与え、ある生物製剤は家畜に影響を与え、ある生物製剤は植物に影響を与える。人間にも動物にも危険なのは、特定の薬剤だけである。
- 2. 汚染を引き起こす生物製剤の量はごくわずかであり、最も毒性の強い毒薬をはるかに上回るため、生物製剤は高い戦闘効果を持つ。
- 3. 生物兵器は、数万平方キロメートル以上の地域にわたって生物部隊に影響を与えることができるため、非常に分散した生物部隊に影響を与えるために使用することが可能であり、その正確な配置に関するデータがない場合にも使用することができる。
- 4. BWの破壊的効果は、数時間から数日、さらには数週間にわたる、いわゆる潜伏期間の後に発現する。潜伏期間は様々な要因によって短くなったり長くなったりする。これには、生物に浸透したBA線量の大きさ、生物に特異的な免疫の存在、医療用防護具の装着の適時性、体調、電離フラックスへの生物の被曝歴などが含まれる。潜伏期間中、要員は完全な戦闘能力を保持する。
- 5. BWは、一部の生物学的薬剤が流行性の疾病を引き起こす性質があるため、作用時間が長いという特徴がある。一方、一部の生物製剤は、環境中で長期間(数カ月から数)生存し続ける。生物学的製剤の作用期間が長くなることは、人為的に感染させた吸血ベクターによって生物学的製剤が拡散する可能性とも関連している。この場合、永続的な自然感染センターが形成される危険性があり、そのような感染センターが存在すると、要員にとって危険である。
- 6. BWが密かに使用される可能性があり、BAの適時表示と識別が困難である。
- 7. BWは心理的に強い影響を与える。敵がこの種の大量破壊兵器を使用するという脅威や、危険な疾病(ペスト、天然痘、黄熱病)が突然出現するという事態は、パニックや抑うつ状態を引き起こし、それによって部隊の戦闘効果を低下させ、本国戦線の活動を混乱させる可能性がある。
- 8. 大量かつ複雑な作業により、大量破壊兵器の使用による影響を排除することは、環境に深刻な影響を及ぼす可能性がある。大量破壊兵器は、人間、動植物、微生物に影響を与える。大量死や、種としての存続が不可能なレベルまで数を減らすことにつながる。生態系コミュニティにおける生物種の1つまたはグループの消滅は、生態系のバランスを著しく乱す。その空白は、自然または生物兵器の使用によって獲得された危険な感染症を持つ種によって埋められるかもしれない。その結果、人間にとって危険な持続性自然病巣が広大な地域に形成されることになる。[4, 5]。
BAは、空気とともに呼吸器から、食物や水とともに消化管から、そして皮膚から(擦り傷や傷口、感染した昆虫に刺されるなどして)体内に侵入し、病気を引き起こす。
BAとして、敵が使用することもある(Ch. IV参照):
- ボツリヌス毒素、ブドウ球菌性エンテロトキシン、ペスト、野兎病、炭疽、黄熱病、Q熱、ブルセラ病、ベネズエラ馬脳炎などの病原体;
- 家畜に影響を及ぼすもの:炭疽、樹液、口蹄疫、リンデルペストなどの病原体
- 農作物への影響:穀物さび病、ジャガイモ植物熱病などの病原体。
穀物や技術的な農作物を破壊するためには、昆虫–イナゴ、コロラドハムシなど、農作物の最も危険な害虫–を敵が意図的に使用することが予想される。
感染症の病原体を含む微生物は、その大きさ、構造、生物学的性質によって、細菌、ウイルス、リケッチア、真菌に分類される。
BAを人に感染させる方法とメカニズムは多様である。敵は1年中、1日中、いつでもさまざまな方法でBAを使用することができる。BWの有効性は、病原体の破壊力だけでなく、その適用方法や手段の正しい選択にも大きく依存する。
BWの適用には次のような方法がある[5]:
- 生物学的製剤(病原体)の噴霧による表面空気層の汚染;
- エアロゾル法;
- 人工的に汚染された吸血性媒介病原体を対象地域に拡散させる方法(ベクター法);
- 妨害工作装置によって、兵器や軍備、給水システム(水源)、食料品、倉庫内の食料品、構内や重要な対象物の空気を生物製剤(BS)で直接汚染する。
最も可能性の高い方法の一つは、液体または乾燥した細菌(ウイルス、真菌、毒素)製剤の形のエアロゾルで大気表層を汚染することであろう。エアロゾル法は、以下の理由から専門家にとって特に重要:
- この方法は、数十キロ、数百キロ、数千キロの広範囲を感染させることができる;
- 防護措置がない場合、エアロゾル法は実質的に生物学的エアロゾル地帯にいるすべての人に感染する。
この場合、呼吸器や皮膚から病原体を大量に摂取するため、免疫のない人でも発病する可能性がある。さらにこの方法では、自然状態では空気感染しないもの(ブルセラ病、チフス、黄熱病など)であっても、ほとんどすべての感染症の病原体を拡散させることができる。
生物学的手段が使用された場合、空気や周囲の物体を介して人や家畜に感染するのは、生物学的攻撃を受けた瞬間だけでなく、その数時間後、場合によっては数日後など、かなり長い時間が経過してから起こる可能性があることを念頭に置くべきである。このような感染の可能性は、病原体が土壌、植生、さまざまな物体の表面で長時間生存し続け、さらに塵埃と一緒に上昇することで、いわゆる二次細菌エアロゾルを作り出し、一次細菌エアロゾルに劣らず危険であるという事実によって説明される。[6]。
エアロゾル流出・噴霧装置により、広域の地表空気のエアロゾル汚染を実現できる。単一の爆弾カセットや容器に、数十個から数百個の小型生物爆弾を入れることができる。小型爆弾を分散させることで、大型の対象物を同時に均一にエアロゾルで覆うことができる。生物製剤を兵器化状態に変換するには、通常、爆薬を爆発させる。
時間とともに、すべてのエアロゾルは物理的および生物学的な「崩壊」を受ける。生物学的エアロゾルは、微小・亜微小粒子が微生物や毒素(エアロゾル分散相)を持ち、空気媒体(エアロゾル分散媒体)中に浮遊している分散系である。生物学的エアロゾルの挙動は、一方では物理法則によって決定され、他方では生物学的法則によって決定される。したがって、生物学的エアロゾルシステムは、物理的崩壊と生物学的崩壊の概念によって特徴づけられる。エアロゾルの物理的減衰は、空気中の粒子の減少、すなわち単位体積中の濃度の減少として理解される[9, 11]。
生物学的減衰は、浮遊粒子の生存能力または病原性の低下を意味する。物理的減衰要因には、エアロゾル雲からの粒子の沈降、凝集、風や降水の影響下でのエアロゾルの挙動、および表層空気層の安定性を決定する微気象学的要因が含まれる。地表空気層の垂直方向の安定性は、微気象学的要因によって決定され、主に温度勾配、すなわち地表から20cmと150cmの高さで測定された気温の差によって決まる。
エアロゾル濃度の変化と風の強さには直接的な相関関係がある。風の強さが大きいほど、エアロゾルは速く飛散し、エアロゾル中の生物学的物質の濃度は低くなる。表層のエアロゾルによる集中的な汚染に最適な風速は、時速6~16kmと考えられている。雨や雪の形で降水があると、エアロゾル雲中の生物製剤濃度がわずかに低下する。[5, 7]。
エアロゾル雲では、凝集プロセスが絶えず起こっている。つまり、さまざまな力(重力、電気、ブラウン運動など)の作用下で、互いに接触しているエアロゾル粒子の合体や融合が起こっている。その結果、エアロゾル粒子は時間とともに大きくなり、一方ではエアロゾル濃度の減少につながり、他方では大きなエアロゾルの沈着が速くなる。
エアロゾルの生物学的崩壊の要因には、太陽光線、気温と湿度、「年齢」(粒子が空気中にあった期間)がある。太陽スペクトルの紫外線には強力な殺菌作用があり、植物性のバクテリアとウイルスが最も影響を受けやすいが、芽胞形態の微生物は太陽放射にかなり強い。
温度は微生物の生存に一定の影響を与える。これは、液体粒子を含むエアロゾルに特に影響し、乾燥製剤を懸濁させて得られるエアロゾルにはそれほど影響しない。なぜなら、生物の生命活動は低温では著しく減速し、高温では増大するからである。低温条件下では、微生物の酸素要求量が減少し、エアロゾル飛沫からの水分の蒸発が遅くなり、結果的に生物学的製剤の生存能力保持に有利となる。しかし、場合によっては、高温は一般的に微生物の生存率に悪影響を及ぼすが、同時に液体エアロゾルの粒子径を小さくするため、肺への浸透深度が増し、その結果、有害な影響を及ぼす。[6, 8]。
相対湿度は、エアロゾル状態の微生物の生存率に影響を及ぼす重要な要因のひとつである。乾式製剤は相対湿度の影響に強いため、幅広い湿度範囲で使用できるようであるが、液体製剤は特に低相対湿度では急速に不活化される。
最後に、ある種の病原体からなる生物学的エアロゾルの年齢、すなわちエアロゾルが感受性生物に浸透する前に外部環境にあった時間は、生物学的エアロゾルの攻撃効率に大きな影響を及ぼす。例えば、野兎病病原体を含むエアロゾルが、「老化」するにつれて、その殺傷力は低下する。エアロゾル形成後すでに1~2時間経過しているが、通常量の病原体では病気を引き起こすには不十分である。
エアロゾルが吸入されると、吸引された粒子の一部だけが体内に留まる。したがって、エアロゾル粒子の気道内滞留の程度は、感染量に大きく影響する。エアロゾル分散相の気道内滞留は、主に次の物理的要因による:重力、慣性、ブラウン運動。粒子の体内への浸透の深さはその分散性に依存し、後者はADの感染量に非常に大きな影響を及ぼす。最も危険なのは、単細胞または生物学的活性を保持した粒子のエアロゾルである。感染量(LD50で表される)と粒子径の間には直接的な相関関係があり、例えば、ブルセラ症病原体では、粒子径12mmkのエアロゾルは、同じ病原体の個々の微生物細胞を含む粒子径0.5~1.5mmkのエアロゾルよりも感染力が600倍低いことが明らかになった。ペスト、炭疽、Cu熱、野兎病の原因物質を用いた実験でも、感染力の大きさが粒子径に依存することが確認された[5, 7, 8]。
エアロゾルに加えて、生物学的病原体は昆虫、ダニ、げっ歯類によって住民や動物に拡散する可能性がある。病原体を媒介するこれらの媒介動物は、容易に大量に飼育され、感染し、長期間にわたって病原微生物のキャリアとなり、体内に病原微生物を保持し、人や動物に感染させる。病原微生物に感染した媒介動物の寿命は、数週間(蚊、ノミ、ハエ、シラミ)から数年(マダニ)である。マダニのように、遺伝によって病原体を媒介するベクターもいる。これらにより、持続的な感染拠点が形成される。また、昆虫やマダニの生物学的特性は、人、動物、げっ歯類への積極的な攻撃や、食物や周囲の物への汚染に表れている。[7]。
感染経路は、吸血性媒介動物が容易に感知し、長期間保存し、咬傷や分泌物を通じて人や動物にとって危険な数多くの疾病の病原体を媒介する能力に基づいている。ある種の蚊は黄熱病、ノミはペスト、シラミはチフス、マダニはQ熱、脳炎、野兎病などを媒介する。気象条件の影響は、媒介蚊の活動への影響によってのみ決定される。気温15℃以上、相対湿度60%以上であれば、感染媒介虫の使用が最も可能性が高いと考えられている。この方法は補助的な方法とみなされる。
昆虫学的弾薬-飛行中および着陸時に不利な要因から保護する(加熱および地上への軟着陸)空中爆弾およびコンテナを用いて、病害媒介者および農作物の害虫を標的地域に運搬・拡散することができる。
無線操作気球や遠隔操作気球を運搬車として使用することも排除されない。気流に乗って漂流する気球は、適切な指令に基づいて生物兵器を着陸させたり投下したりすることができる。
陽動作戦は、非常に安価で効果的な方法であり、訓練もほとんど必要ない。小型の装置(携帯用エアロゾル発生装置、噴霧用発泡体)を使えば、大勢の人が集まる場所、鉄道駅、空港、地下鉄、公共文化・スポーツセンターの部屋やホール、国防や国家にとって重要な施設の空気を汚染することができる。コレラ、腸チフス、ペストなどの病原体で、自治体の給水システムの水を汚染することも可能である。
外国の軍事専門家の見解によれば、生物兵器の使用は、軍事作戦の前夜および作戦中のいずれにおいても可能であり、その目的は、要員に大量の死傷者を出し、活発な戦闘作戦の遂行を妨害し、施設の作業や本国戦線全体の経済を混乱させることである。この場合、生物兵器は、単独で、あるいは核兵器、化学兵器、通常兵器と組み合わせて使用され、全損害を大幅に増大させる。例えばこうだ、
核爆発による電離放射線に生物体が過去にさらされた場合、生物製剤の作用に対する生物体の防御能力が著しく低下し、潜伏期間が短縮される。[8, 10]。
生物兵器の使用の基本原則(奇襲、集団化、使用条件の慎重な考慮、戦闘特性、病原体の打撃効果の特殊性)は、他の種類の大量破壊兵器、特に化学兵器と同じである。
攻撃面では、生物兵器は、集中地域や行軍中の予備役や第二幹部の人員や後方部隊を撃破するために使用されることになっている。防衛面では、生物兵器の使用は、第一および第二幹部、大規模なコントロール・ポイント、後方施設の要員を撃退するために推奨される。作戦戦術上の課題を解決するために、敵は潜伏期間が短く伝染力の低い生物兵器を使用することができる。
戦略目標を狙う場合は、潜伏期間が長く伝染力の高い生物学的薬剤が使われる可能性が高くなる。
生物兵器の使用の結果、生物学的汚染中心地が形成される。この汚染中心地とは、エアロゾルを含む空域、エアロゾルが通過した領域、その上に位置する人、動物、機器、輸送機関、建物、構造物、あらゆる物である。汚染の中心にいる人は、潜在的に汚染されていると考えられる。生物学的エアロゾルの侵入によって病気になった人は、感染者とみなされる。
人への感染源に応じて、一次および二次という2種類の衛生的損失を区別することは妥当である。生物学的施設における一次衛生損失とは、一次エアロゾルによる誤嚥汚染の結果、影響を受けた者をいう。二次的衛生損失とは、二次的エアロゾルによる誤嚥汚染、汚染された食物や水の摂取、感染した物体との接触、感染症患者からの汚染によって生じる死傷者のことである。
敵が生物兵器を使用し、生物学的汚染の病巣が出現した結果、生物学的状況を評価する必要がある。この評価は、生物学的偵察(敵による生物兵器の使用の事実、使用された生物製剤の種類、地形や大気の汚染程度を調べるために平時と戦時の両方で実施される一連の活動)の結果に基づいて行われる。敵による生物兵器の使用の事実と使用された生物製剤の種類を判定するための複合的な対策は、生物剤徴候と呼ばれる[4, 7, 9]。
生物製剤の表示には2種類ある。[7, 11]:
- 非特異的徴候は、生物製剤の使用の事実を確認することを目的とする。非特異的徴候の任務は、化学観測所や偵察パトロールの助けを借りて、化学部隊の部隊や手段によって解決される;
- 特異的表示は、使用された生物製剤の種類を特定することを目的とする。これは、医療・獣医局の責任である。生物製剤を特定するためのサンプリングは、複合サンプラー(KPO-1)、医療用サンプリングキット(MSKP)などの機器を用いて実施される。
まず、爆弾や容器の破裂現場付近で発見された空気、水、土壌、昆虫、ダニ、ネズミの死体のサンプル、軍装備品に付着した粉末状、緩い物質、液体の滴、その他の不審物などがサンプリングの対象となる。軍用装備品に付着した不審物、生物学的弾薬の破片、薬莢、内容物、感染者の鼻咽頭や皮膚からの洗浄物、急病人の分泌物やその他の物質、病気で死亡した人や動物の死体から採取した臓器や組織の破片、食物や飼料のサンプル、植生から採取したサンプル。
ペスト、炭疽、野兎病、メリオイドーシス、ブルセラ症、Q熱、チフス、黄熱病、天然痘、ベネズエラウマ脳脊髄炎、ボツリヌス毒素などが、ヒトを感染させる生物学的病原体として使用される可能性が高い。これらの生物学的製剤にはそれぞれ特有の特徴があり、それが最終的な影響を大きく左右する。影響を受ける人の数は、生物学的製剤の顕著な効力によって決まる。この効力とは、特定の生物学的製剤の感染性用量が、無防備で免疫のない人の一定割合に影響を与える(重症度がわかっている病気や中毒を引き起こす)潜在的な能力のことである。生物学的製剤に含まれる個々の病原体または毒素の効力は、60~70%またはそれ以上である。生物学的製剤はまた、作用の潜伏期間、病変の重症度、環境対象物中での持続性、そして最後に伝染性にも違いがある。[2, 10, 12]。
病変の重症度によって、生物学的病原体は致死性病原体と無力化病原体に分けられる。前者には、比較的しばしば死に至る重篤な病変を引き起こす生物学的薬剤が含まれ、後者には、一時的な(場合によっては長期的な)労働能力または戦闘能力の喪失を引き起こす薬剤が含まれる。第2群の薬剤の影響を受けた人の大部分は、最終的には兵役に復帰する。しかし、致死性の薬剤に侵された者と同様、長期の治療(10日以上から数ヵ月)が必要になる。
作用の潜伏期間(潜伏期間)は千差万別である。しかし、ある程度の慣例に従って、生物学的薬剤を3つのグループに分けることができる:
- 1)速効性薬剤:感染後1日で最大の病変をもたらす;
- 2)遅効性薬剤:感染後2~5日目に死傷者が最大になる;
- 3) 遅効性薬剤-感染後5日以上経過してから発病する薬剤。いずれの場合も、疾病は徐々に発病するため、核兵器や化学兵器とは異なり、大量破壊兵器の発病時に衛生上の回復不能な損失は実質的に生じないはずである。
外部環境におけるいくつかの病原微生物の生存の特徴から、それらを3つのグループに分けることができる。この区分は主に、病原性の保持を考慮した空気中での安定性の特徴に基づいている[10, 12]:
I – 低安定性 – 1~3時間、II – 比較的安定 – 1日以内、III – 高安定性 – 数日以内である。表面および環境物体(水、食物)中では、すべての病原体の安定性は比例して高くなる。
伝染性病原体にはペストや天然痘の病原体があり、非伝染性病原体にはボツリヌス毒素、野兎病、メリオイドーシス、ブルセラ症、炭疽、Q熱などがある。
黄熱病や、特定の媒介動物がいない病巣でのチフスも非伝染性病原体に分類される。このように生物学的病原体を伝染性と非伝染性に分類することは、治療や避難の方法を考える上で極めて重要である。
流行過程は人為的に誘発されるため、以下のような特徴がある。[3, 10]:
- 例年にない季節に突然感染症が発生する;
- 感染経路が通常とは異なり、主にエアロゾルによる集団感染である;
- 致死率の高い重篤な経過;
- ワクチン接種を受けた患者が罹患する可能性(「免疫破壊」);
- 他の病変との混合感染や複合感染の可能性;
- 病原体の検出が困難であること(特に未知の遺伝子組み換え微生物を使用する場合);
- 疾患の臨床症状の非典型性と診断の困難性。
6.2 生物兵器使用の兆候
最大の効果を達成するために、敵は、生物学的手段特有の破壊的特性を考慮に入れて、突然、大量に生物兵器を使用しようとする。したがって、これらの兵器から確実に防護するための組織において非常に重要なことは、その使用の事実を適時に立証するだけでなく、使用の準備を検知することである。
敵による生物兵器の使用準備の探知は、[4, 14]達成される:
- あらゆる種類の情報によって、特殊部隊や生物学的攻撃手段の存在、生物兵器を貯蔵している敵の倉庫の場所を明らかにする;
- 生物製剤に対する防御のために部隊を準備させる措置(予防接種、緊急予防策);
- 生物兵器のサンプル、スタッフ、医療文書を押収し、脱走兵や捕虜を尋問する。
細菌学的偵察は、敵が生物兵器を使用する準備を進めていることを適時に発見し、生物兵器の使用事実を確認し、兵力の行動区域の地形と大気の汚染程度と兵器の種類を決定する目的で組織される。
医療部門は、化学観測所や偵察パトロール隊に対して、生物兵器の兆候を示すためのサンプリングの規則に関する指導を行うほか、部隊の行動区域における細菌学的汚染の病巣を細菌学的に偵察し、生物兵器を具体的に示すという複雑な任務を遂行する。
細菌学的偵察の主な活動は以下のとおりである。[3, 5, 13]:
- 敵の生物兵器の使用準備に関する情報データの抽出と受領;
- 敵が生物兵器を使用する可能性を示す外的(直接的および間接的)兆候を検出するために、空と地形を常時観察すること;
- これらの薬剤の使用を示す特徴的な要因を検出し、使用された細菌製剤の種類を特定することを目的としたBW表示;
- 部隊、住民、家畜の間で新たに発生した感染症の各症例を適時に発見し、検査すること;
- 細菌学的汚染の程度を把握し、抗菌防疫に使用できる現地手段を特定すること。
- 敵の細菌兵器使用準備に関する情報データの継続的収集は、全軍司令部の努力によって確保される。
- 空域、地形および水域の継続的な観測は、すべての部隊によって実施される。
敵による生物製剤の使用は、通常、一般的な外的徴候、生物学的偵察装置の測定値によって判断され、偵察中に採取された試料の実験室検査の結果によって確認される。
敵の生物兵器使用の兆候には、直接的なものと間接的なものがある。
敵の生物兵器使用の直接的な兆候は、環境サンプルの実験室分析によってのみ決定される。
間接的な兆候:生物兵器使用の外的(間接的)兆候には、次のようなものがある:
- 敵の航空機、ミサイル、漂流飛行艇、(気球)の背後に、急速に消える雲、霧の帯が出現する;
- カセットを開けた後、クラスターエレメント(小口径生物爆弾)が水平に落下せず、回転しながら地面に対して斜めに落下する;
- 弾薬の破片やその近辺の地面や草木に、濁った液体や粉状の(ペースト状の)物質が付着している;
- 生物兵器特有の設計上の特徴やマーキングがある;
- 昆虫学的弾薬(容器)が落下した場所に、生きた飛翔昆虫や死骸、ダニが存在すること;
- 人や動物の集団感染 [9]。
大量破壊兵器の使用の主な兆候は、人や動物の集団疾患の症状や顕在化した徴候であり、これは最終的に特別な実験室試験によって確認される。人や動物の感染は、汚染された空気の吸入、粘膜や損傷した皮膚に付着した微生物や毒素の摂取、汚染された食物や水の摂取、汚染された昆虫やダニによる咬傷、汚染された物体との接触、生物製剤を搭載した弾薬の破片による傷害、さらには病気の人(動物)との直接接触によって起こる。
ヒトの多くの感染症に共通する特徴は、高体温と著しい衰弱である。
本症の本質的な特徴は、潜伏期が存在することであり、その間,罹患者は隊列を維持して職務を遂行し、突然発病する。本症病変の場合,すぐに発病するわけではなく、ほとんどの場合潜伏期間があり、その間,外見的徴候は現れず、罹患者は戦闘能力を失わない。
潜伏期間は様々で、例えばペストやコレラでは数時間から3日間、野兎病では最大6日間、チフスでは最大14日間である[4, 12, 13]。
これらの兵器の使用の兆候が検出された場合、ガスマスク(呼吸器、マスク)と皮膚保護具を直ちに装着する。
生物兵器使用の間接的な兆候が目視で検出された場合、または放射性物質と毒物による複合汚染の疑いがある場合、放射線・化学偵察装置が使用され、まず毒物、次に放射性物質が特定される。毒物や放射性物質による汚染がない場合は、生物兵器が使用されたと考えるべきである。
病気を引き起こす微生物は、人間の感覚では検出できない。これは、非特異的細菌学的偵察の技術的手段の助けを借りてのみ可能である。生物学的薬剤の存在は、生物学的偵察装置ASP(自動生物学的不純物信号装置)の助けを借りて検出することもできる。
汚染が疑われる場所では、空気、水、土壌、植生、物体表面の綿棒、弾薬の破片(可能なら弾薬そのもの)、昆虫、ダニのサンプルが採取される。
妨害工作による生物製剤の使用を検出するため、兵舎や事務所など、隊員が駐留する場所で定期的に空気(水)サンプルが採取される。
サンプルと検体、および決められた書式に従って記入された添付文書は、衛生疫学研究所に送られるか、例外として部隊の医師(救命士)に引き渡される。
敵がBWを使用し、病原微生物や毒素が地上に拡散した結果、生物学的汚染地帯や生物学的討伐センターが形成されることがある。
生物学的汚染地帯とは、住民にとって危険な範囲内の生物病原体で汚染された地形(水域)または空域のことである。汚染地帯の特徴は、汚染に使用されるBSの種類、大きさ、国民経済の対象との関係における位置、形成された時期、危険の程度と時間による変化である。汚染地帯の大きさは、弾薬の種類、BSの使用方法、気象条件によって決まる[6, 13]。
生物学的敗戦センターとは、敵の生物兵器の結果、人、家畜、植物の大量死傷が発生した地域のことである。これは汚染地帯の両方に形成される可能性がある、
また、汚染地帯の境界を越えて病気が広がった結果、形成されることもある。生物学的死傷者のホットスポットと汚染地帯の境界は、観測所、偵察ユニット、グループ、気象学的・衛生疫学的観測所から得たデータの集計に基づいて、民間防衛の医療サービスおよび動植物保護サービスによって設定される。
6.3 生物製剤の拡散と使用を伴う緊急事態における疫学的対策の重要性
6.3.1 疫学的サーベイランス
戦時下および緊急事態における衛生・疫学的状況を複雑にしている最も特徴的な条件は次のとおりである。[4, 7]:
- 傷病者、身体患者、精神患者、感染症患者の大量衛生損失;
- 危険な生物学的、化学的、放射性物質を含む生産施設や共同施設の破壊;
- 水源や大気環境への病原性微生物の排出、放出、排出;
- 戦闘地域から不適当な地域への住民の集団移動;
- 戦闘作戦地域の医療・予防・衛生疫学機関が、伝染病や疫学的危険性の高い死者や動物の埋葬のために適切な医療サービスを提供する能力の低下;
- 伝染病や疫病発生の危険性が高い死者や動物の埋葬を組織することが困難である;
- 集団感染症および非感染症(中毒)の治療と予防のための医薬品の在庫不足;
- パニックの蔓延など、衛生・防疫(予防)対策の実施を妨げる住民の不適切な心理的反応。
戦時中および緊急事態における部隊の生活・生活環境に対する衛生・疫学的監視および医学的管理は、軍人の健康および隊員間の疾病の発生・蔓延に影響を及ぼす有害な環境要因を調査・特定・除去するために実施される。
- 衛生・疫学サーベイランスと医療管理には、次のようなものが含まれる。[6] ;
- b) 宿泊施設、食糧、給水、軍事労働および居住の条件、隊員の入浴および洗濯サービス、 死者および死亡者の埋葬に関する確立された衛生規範および規則の遵守の管理;
- c) 要員の伝染性および集団非伝染性の疾病ならびに中毒(病変)の発生およびまん延の原因および状況を特定し、これを確立すること;
- d) 編隊(部隊)およびその所在地(活動)地域の衛生疫病の状態を調査・評価する;
e) 特定された欠陥を除去し、特定の(的を絞った)衛生・疫病対策を実施するための、司令部への提案書を作成する。
衛生・疫学的サーベイランスを実施するため、作戦部隊の衛生・疫学施設および部隊医療サービス(SEL、救急隊、OMedB、MPP、大隊・師団の医師・救急隊員)の力と手段を活用するものとする。
医療部門は、衛生・疫学監督の組織と実施に関して、国の衛生・疫学監督センター、同盟軍の医療部門などと緊密に協力する。
戦時中および緊急事態における衛生・疫学的監視および軍隊の生命・生活状況に対する医学的管理を組織する場合、まず第一に、平時の組織、機関および部隊の既存のシステムが使用される。地区、艦隊、駐屯地、船団の国家衛生疫学監督センターに基づいて、適切なレベルとスタッフの衛生疫学ユニットが編成される。В
出動期間中は、専門医、検査スタッフ、技術要員、設備が補充される。
実験室での検査を実施するため、衛生部隊と部隊医療サービスには、ロシア連邦軍から供給される電動実験室、実験キット、個々の器具が備えられている。
部隊医療サービスの代表者は、主に衛生診断の技術的手段を使用するのではなく、観察、計算、図式化された方法に基づく方法を使用する。
特殊部隊としての本施設の衛生疫学研究所は、対象物に直接働きかけ、ある対象物から別の対象物へと移動することを可能にする設備を備えており、大きな能力を有している。この部隊には陸軍衛生研究所(LML)があり、細菌学、衛生学、放射線学的研究、戦場での病原体の表示を実施するように設計されている。
一般に、様々なレベルの衛生疫学施設と戦時部隊は、特定の作戦・戦術・衛生疫学的状況によって決定される広範な任務を解決することを可能にする移動式・固定式の手段を備えている。
前述の任務のうち、最も重要なものは以下のとおりである。[8, 9]:
- 水と食品のサンプリング
- 水質の有機的・化学的指標の決定;
- 水の塩素要求量、塩素含有製剤の活性、凝固剤に対する水の要求量の測定;
- 食品の品質と栄養の指標を測定する;
- 空気、水、食品、土壌、その他外部環境の対象物(医療品を含む)に含まれる有害物質、放射性物質、生物学的製剤の存在を(明示的な方法、装置、機器、試験システムなどを用いて)測定すること;
- アルコール様液体の検査(メチルアルコールおよび高級アルコール、エチレングリコール、テトラエチル鉛の存在);
- 食品中の農薬(ヒ素、水銀含有)の測定;
- 野菜、野菜料理、ビタミン含有製剤に含まれるビタミンCの測定;
- 調理済み食品のエネルギー価の測定(乾燥残渣と脂肪含量による);
- 野戦住居、要塞、軍用装備品の温度、湿度、気流速の測定;
- 要塞や軍事設備における照度、騒音、振動レベルの測定;
- 野戦住居、要塞、軍用設備施設の空気中の有害な化学不純物(二酸化炭素、一酸化炭素、炭化水素、ロケット燃料成分)の有無を測定する。
このように、衛生・疫学監視と医学的管理は、平時・戦時を問わず衛生局によって実施され、その活動の重要な予防的側面となっている。部隊の生活環境、法定要件、衛生規則および規範の遵守を管理することは、軍人の健康を保持し、部隊の衛生的・疫学的な福利を確保する上で大きく貢献する。
疫学的サーベイランスとは、特定の領域における疫病の発生過程の状態や傾向の前提条件を動的に評価することであり、疾病を予防し罹患率を低下させるために、時宜を得た正当化と的を絞った対策を提供するものである。
積極的な疫学サーベイランスは、既存の医療機関や地域団体、疫学チームによって実施され、特別なサーベイランスが正当化される特別に重要な疾患のリストや一定期間に限定されるべきである。
感染症の疫学サーベイランスの基準は以下の通りである。[10] :
- 公衆衛生当局にとって極めて重要である;
- 風土病であるか、他の地域にある活動拠点と密接に関連している;
- 感染メカニズムが不明な「新しい」疾患の出現;
- 特定の集団における免疫の不在または低レベル;
- 自然的・社会的要因が流行のプロセスを決定する。
緊急区域における衛生疫学サーベイランスには、一貫した一連の活動が含まれる:
- 緊急区域での現場監視、感染症罹患率の情報収集と記録;
- 緊急事態の状況について入手可能なデータを段階的に「垂直的」に、すなわち衛生・疫学的監視の下層から上層へと伝達する;
- 「 水平的な」情報交換、すなわち(地区、地域、クライス、共和国レベルの)関係機関・機関間の情報交換;
- 衛生・疫病状況の評価;
- 衛生・疫学監督システムの上位レベルから下位レベルまで、進行中の活動の調整、被害者への防疫措置に関する勧告を行い、管理上の決定を下す;
- 緊急事態の進展と疫病センターの発展を予測する。
緊急地域における衛生疫学サーベイランスの任務には、以下のようなものがある。[10, 12]:
- 感染症の規模と危険性の評価;
- ある感染症の流行過程で観察される症状の特徴を決定する原因および条件の特定;
- 予防・疫病対策の適切なシステムを決定し、その実施の順序と時期を計画する;
- 予防・防疫対策を合理的に調整するために、その範囲、質、効率を管理する;
- 状況予測の策定。
災害や事故が発生した地域では、医療従事者の損失、医療施設の破壊、財産の損失によって状況が悪化することを念頭に置くべきである。このため、医療従事者の必要性とその手段、被災者に援助を提供する能力、衛生・疫病対策を適時に実施する能力との間に急激なミスマッチが生じる。
このような状況において、衛生・疫学サーベイランスは、主に衛生・疫学的状況を評価し、集団感染症や非感染症を予防し、死亡者数を減らすことを目的とした対策を立案することからなる。したがって、緊急時に住民を保護し、衛生的・疫学的な健康を維持することを目的とした対策を事前に計画することが重要である。
計画立案のための主な資料は以下のとおりである。[4, 6, 10]:
- 緊急事態が発生した地域の衛生的、疫学的、環境的特徴、組織に影響を及ぼす地域の特徴を考慮する;
- 流行病巣の存在、住民の健康に影響を及ぼす化学的有害物質、罹患率の構造、衛生的・衛生的観点からの緊急地域の状態;
- 緊急事態の影響を除去する間、衛生・疫病対策に携わる治療施設と組織の配置と利用可能性、その位置、地域機関、衛生疫学旅団に関する情報。
緊急事態において、外部環境、食品原料、食品、飲料水の放射性物質や危険な感染症の微生物による汚染に関する迅速な情報と信頼できる検査室での管理がなければ、住民の保護を効果的に組織し、救助やその他の緊急作業を実施し、人の健康への被害を軽減することは不可能である。
6.3.2 疫学的分析
疫学的分析とは、特定の感染症に関する疫学的、臨床的、実験的、その他のデータを調査し、その蔓延の原因を特定し、流行状況を予測し、必要な防疫措置の性質と範囲を決定することである。
疫学的分析を行うにあたり、医師は次のような課題を設定する。[8] :
- 特定の条件下における特定の感染症の流行過程の規則性と特徴を明らかにする;
- その原因を突き止める;
- 流行過程の経過に影響を及ぼす要因を特定する;
- 前年(または複数)に実施された予防・防疫対策の効果を調査する;
- 特定の条件下における特定の疾病の流行過程の特殊性を考慮し、特定の感染症の減少または撲滅を目的とした対策計画を立案する。
このような問題の研究は、感染症対策の正しい組織化、感染源、感染経路、感受性のある生物を対象とした対策の主要なリンクの選択、感染症の罹患率の減少、場合によってはその排除につながる対策の実施に必要である。
疫学分析の方法論では、特定の地域における特定の感染症に関するデータを、その地域における他の病型に関するデータ、または他の地域における同じ感染症に関するデータと比較する。
遡及的疫学分析と操作的疫学分析は区別される。
レトロスペクティブ分析は、感染症罹患率のレベル、構造、動態を分析するもので、予防・疫病対策の将来的な計画を正当化するために行われる。多くの場合、このような分析は暦年の終わりに、翌年の活動計画を立てる前に実施される。レトロスペクティブ疫学分析では、記述的評価、分析、実験、数学的モデリングといった方法論的手法が用いられる。
個々の集団や感染症の病型に関するレトロスペクティブ疫学分析のスキームには、以下のようなものがある。[10, 11]:
- 集団の罹患率の長期的動態を分析する;
- 罹患率が増加した年と減少した年の平均長期データに基づく、集団の罹患率の年間動態の分析;
- 人口の社会年齢グループにおける罹患率指標、複数年動態および年次動態の分析;
- 個々の集団における罹患率の分析;
- 最終目標を達成するために必要な追加分析分野。
オペレーション分析は、レトロスペクティブ疫学分析の論理的な継続であり、予防措置を明確にするために、流行過程の発展の状態と傾向をダイナミックに評価するものである。運用疫学分析では2つの方向性が区別される:
- 1)流行過程の状態や傾向を直接反映する情報の分析;
- 2)流行過程の顕在化の媒介的徴候を含む情報の分析である。
第一の方向性には以下が含まれる:
- 臨床検査結果の評価と分析;
- 罹患率の継続的な観察とその動態の評価;
- 感染症の単一症例の出現に関連した病巣の疫学調査;
- 集団感染(アウトブレイク、流行)の病巣の疫学調査。
第二の方向は、計画された活動の実施状況を動的に評価することであり、リスク地域、リスク集団、リスク期間において、その完全な実施を確保することに重点を置いて継続的に実施される。業務疫学的分析には、疫学的に重要な対象、社会的現象、自然現象など、流行プロセスを活性化させる可能性のある現象の継続的な疫学サーベイランスが含まれる。
疫学的分析には以下の資料が必要である。[4, 6, 10, 11]:
- 1) 地域全体の特徴(住宅ストックの状態、上水道、下水道、地域の清掃状態、疫学的リスクのある対象物の存在など);
- 2) 人口数、年齢構成、出生率、死亡率、移動に関する数年分の人口統計データ;
- 3)人口の社会的・職業的構成に関するデータ;
- 4) 就学前教育施設、学校の衛生状態、そこにいる子供の数;
- 5) 医療サービスの状況:
- 医療サービスの状況:医療従事者の有無;
- 感染症病院を含む病床数
- 細菌学的検査室の有無
- 特定の感染症に対する住民の予防接種に関する情報;
- 居住地における予防接種のための免疫生物学的製剤の入手可能性;
- 消毒サービスの業務状況;
- 6) 感染症に関する緊急通知(書式58/o);
- 7) 感染症登録(様式60/o);
- 8) 個々の感染症および寄生虫症に関する報告書(f. No;)
- 9) 予防接種に関する報告書(様式5);
- 10)感染症予防ワクチン接種を受けた児童・青少年の人数に関する報告(様式6);
- (11) 衛生疫学(消毒、ペスト対策)ステーションの業務に関する報告書(様式40-健康);
- 12)感染症の死亡率と致死率に関するデータ;
- 13) 人および環境対象物から採取した物質の実験室検査データ;
- 14) 特定の種類の感染症に関する疫学データ(げっ歯類、野生動物および家畜の数および罹患率);
- 15) 昆虫学的データ(蚊、ハエ、ダニの数、特定の感染症の病原体による蔓延);
16) 前年の疫学調査および統計フォーム。
罹患率の疫学的分析におけるこれらの資料やその他の資料の必要性は、分析の目的によって決定される。疫学分析の資料には、以下の項目を含めるべき:
- 1. 地域の自然条件(地理的位置、地形、水路、気象学的要因、動植物界(自然病巣を持つ疾病の流行に重要な意味を持つ種について)。
- 2- 地域の特徴
- 経済(農産物を加工する産業施設、林業、人工灌漑地、通信路、大規模市場などの存在);
- 人口統計(人口規模、出生率、死亡率、人口密度、年齢・職業構成、 移住プロセスなど);衛生(上下水道、住宅ストックの特徴、共同衛生、食品衛生、学校衛生、産業衛生など)。
- 3.人口に対する医療サービスの特徴。
- 4. 感染症罹患率の比較データ。
- 5. 主な疫学的特徴に従った、個々の病型の罹患率および疫病対策の分析 [10]:
- 年ごとの罹患率、致死率、死亡率の動態;
- 地域別の罹患率の分析;
- 感染源と感染拡大経路;
- 罹患率の年齢構成
- 人口の職業グループ別の罹患率の分析;
- 罹患率の月別動態
- 生活環境が感染症罹患率に及ぼす影響;
- 焦点性の分析
- 疾患の簡単な臨床的特徴
- 感染源の除去を目的とした介入策の分析;
- 感染経路の遮断を目的とした介入策の分析 ◦感染経路の遮断を目的とした介入策の分析
- 集団免疫の構築を目的とした介入策の分析
- 疫病対策の一般的特徴。
- 6. 結論
疫学的分析はいくつかのセクションから構成されている。まず、その地域の自然的、国内的、経済的特徴を詳細に説明する。この部分では、地理的位置、気候条件、動物相、植物相、土壌、居住地の水域、産業施設、家庭やその他の施設、人口統計学的データについて説明する。
主要な部分は、罹患率の詳細な分析に費やされている。罹患率の調査、その評価、各種指標の比較は、互いに比較可能なデータに基づいて実施されるべきである。絶対的な指標はこの目的には適さない。母集団の規模に大きな差がない場合にのみ使用できる。
原則として、感染症の罹患率は、ほとんどの場合相関関係のない絶対値に基づいて分析されるべきではなく、同じ人数について計算された相対値に基づいて分析されるべきである。つまり、より正確を期すためには、疫学的分析の基礎となる相対値を用いる必要がある。
年ごとの感染症罹患率を分析するには、集約的指標(罹患率、有病率)を用いる必要がある。
罹患率は医学的・統計学的指標であり、特定の地域の人口の間で一定期間に初めて登録された疾患の総数を決定する。
以下の式で算出される[10]:
患者数×人口100000人
上記の式で年齢別罹患率の指標を求める場合、分子にある年齢層の患者数を、分母に同じ年齢層の人口数を記す。
罹患率は、ある疾患の新規症例が人口に占める頻度を示す。
有病率は、慢性疾患の分析に用いられる集中的な指標である。これは、報告年の1月1日時点で登録されている患者数(疾患の発生日や患者の登録日に関係なく)を人口10万人(現時点での有病率)に換算したものである。有病率は、ある時点で人口の何割が罹患しているかを示している。
分析に用いる指標を選択する際には、罹患率指標を用いれば疾病のリスクを評価でき、有病率指標を用いれば疾病が集団に及ぼす影響を判断できることを忘れてはならない。
罹患率は流行過程の強度と動態を評価するためにより一般的に使用される。数年間の罹患率を分析する必要があるのは、この間に流行過程の方向性や周期性がより正確に現れるからである。
利便性と明瞭性のために、罹患率データをグラフ化することが望ましい。折れ線グラフを評価し、流行過程の傾向を視覚的にトレースする。トレンドをより視覚的に表示するために、罹患率の曲線を水平にする。
当年の罹患率指数を分析する場合、前年の指数や年平均値と比較する必要はない。過去のサイクルの類似した段階の指標(高く上昇した年、中程度に上昇した年、低下した)や、予測される罹患率との関連で評価することが望ましい。
流行過程のレベルを年ごとの動態で研究し、特定の期間におけるその増加または減少の理由を見つけることが必要である。
致死率指標-ある感染症の患者100人に対する死亡者数である。この指標は集中的なもので、パーセンテージで表され、式 [8, 10] で求められる:
死亡数×患者数100
死亡率は、人口100,000人に対する特定の疾患による死亡数である。この指標は集約的であり、式 [6, 8]で求められる:
死亡者数×100000。
疾患全体における、この感染症またはその感染症の比重(広範指標)は、次式で決定される:
指定された疾患の症例数×100 感染症の症例数
各病名の比重を決定することで、感染症罹患率の構造を知ることができるが、集団における各感染症の発生頻度を反映するものではない。広範な指標の値は、ある感染症の罹患率だけでなく、他の感染症の罹患率にも依存するため、罹患率のレベルの基準にはならない。
罹患率は、特に広い地域での罹患率を評価する場合、感染の広がりの均一性を必ずしも反映していない。
分析では、最も罹患率の高い集落、都市部、地区などを特定し、そこでの罹患率を分析する必要がある。罹患率の増加は、多数の集落が流行のプロセスに関与していること、また個々の集落で流行のプロセスが激化していることに関連する可能性がある。
罹患率が最も高い集落と最も低い集落を特定し、そのレベルの違いの理由を説明しなければならない。地域内の罹患率の調査をより明確にするために、罹患率をプロットした集落の略図を使用する。
罹患率を分析する際には、1年のうち該当する月の罹患率の増加(季節性)が非常に重要である。感染症の季節性は、気候条件(ダニ媒介性脳炎、マラリア、デング熱など)や、病気の蔓延におけるウイルス貯蔵庫や媒介動物の重要性が増す時期、また産業や家庭での人間活動(野兎病、ブルセラ病など)に左右されることが知られている。
罹患率の季節的分布は、年間罹患率の合計に占める各月の罹患率の比重を求めることによって調査される。疾病の季節分布に急激な変動がなければ、各月の比重は8.3%(100%:12カ月=8.3%)となる。
逆に、疾病分布の季節変動が顕著であれば、各月の広範な指標は互いに大きく異なる。比重が8.3%より高くなる月は、季節的に罹患率が上昇する期間である。
この期間の長さは、偶然の要素を排除するために、数年間(5~10)の罹患率データに基づいて決定されるべきである。
こうして罹患率の季節的上昇期間の期間を決定し、ある年の罹患率の季節的上昇期間と比較することで、罹患率の季節的上昇期間の性質の変化について結論を導き出すことができる。
季節要因の影響による疾病(S)の割合は、以下の式で求められる[7, 10]:
B-(B):(12-M)×M×100、ここで、A
- A – その年の疾病数;
- B-季節的に罹患率が上昇する期間に登録された疾患数;
Mは季節性罹患期間の期間(月単位)、Sは季節要因による疾患の割合である。
得られた指標は、季節的要因の影響を取り除いた場合、罹患率が何%低くなるかを示している。
罹患率を分析することで、医師はさまざまな年齢の人々がどれくらいの頻度で病気にかかっているかを判断することができる。これによって、病変の強さを考慮しながら、各年齢層の罹患率を下げるための作業を適切に組織することができる。例えば、ジフテリアの罹患率を分析したところ、13~14歳の罹患率が最も高かったとしよう。このことは、まず第一に、この年齢の子供たちのワクチン接種の組織化に注意を向けさせる。
年齢層別の罹患率は、原則として集約的な指標(例えば、該当年齢層の人口10万人当たり)で調査される。絶対的な疾病数や広範な疾病数は、分析には推奨されない。広範な指標で年齢別の罹患率を分析しても、年間罹患率における年齢層の相対的な密度を判断できるだけで、異なる年齢層における罹患頻度を示すことはできない。
例えば、S市では1年間に100人のジフテリア患者が登録された。同時に、20人(全体の20%)が3〜4歳で罹患し、40人(全体の40%)が14歳以上で罹患している。一見すると、14歳以上の罹患率が高いように見える。しかし、3〜4歳児が10000人、14歳以上が220000人であることを考慮すると、罹患率はそれぞれ10万人あたり200人、22.7人となる。 つまり、3〜4歳児は14歳以上の約9倍の頻度でジフテリアに罹患していることになる。
14歳以上である。この分析結果から、3-4歳の罹患率が高い理由を明らかにし、追加的な予防策を講じる必要がある。
年齢別罹患率の分析では、感染症によって年齢層が異なる場合がある。多くの場合、1歳まで、1〜2歳、3〜6歳、7〜14歳、15〜17歳、18〜19歳、20〜29歳、30〜39歳、40〜49歳、50〜59歳、60歳以上の年齢群別に分析が行われる。
人口のさまざまな職業集団における罹患率を調べることで、医師は特定の疾患に最も罹患している集団を特定することができる。分析には、集中的な指標(例えば、該当する集団の10万人当たり)を用いるべきである。例えば、異なる職業グループにおけるB型ウイルス性肝炎の罹患率を比較したところ、医療従事者の罹患率が最も高いことがわかった。
それぞれの感染症について、職業(社会)集団を分けて罹患率を分析することが望ましい。例えば、腸チフスの罹患率を分析する場合、食品加工、ケータリング、小児科、医療機関で働く労働者の罹患率に特別な注意を払うべきである。呼吸器感染症の罹患率を分析する場合、幼稚園、学校、寄宿舎などの子どもたちの罹患率を調べることが重要である。
個々の集団における罹患率のさらなる分析が行われる。組織化された集団は疫病発生の震源地である。多くの集団では病原体の長期にわたる循環とその活性化がみられる。このような集団はリスクのある集団と定義される。
これらの分析は、最も影響を受ける集団における予防的および疫病対策に利用されるべきである。
新たな症例の出現につながった感染源と、感染拡大を促進する感染経路を特定することは、疫学的分析の重要な部分である。徹底的な疫学調査を行い、一部の感染症では実験室ベースの調査技術を用いることで、ほとんどの場合、感染源を特定したり、感染の可能性の高い要因を特定することができる。感染因子の検索、得られたデータの要約、分析を容易にするために(特に急性腸管感染症では)、可能性の高い感染因子の統一リストを使用することが望ましい。
疫学的分析に基づいて、地域、人口集団、集団、時間、感染拡大の危険因子に関する仮説を立て、どこで、いつ、どのような対策をとるべきかを示して、疫病対策の必要性を正当化することができる。
6.3.3 疫学的診断
疫学的診断とは、疫学者の結論であり、特定の地域における特定の人口集団の疫学的状況の分析と評価を含むものである。疫学診断は、衛生的な予防策や疫病対策、疫学的予測を立てるために用いられる。疫学的診断は、疫学的状況の原因、条件、メカニズム、その特異的特徴を反映する。
確立された疫学的診断に基づき、アウトブレイクの局限化と除去を目的とした防疫対策の計画が立案される。発生が終息するまでの疫学的サーベイランスにより、講じられた対策の有効性と疫学的診断の正しさを評価することができる。
緊急事態における疫学的診断とは、予防・防疫措置を組織し、疫学的予測を策定する目的で、流行状況およびその緊急事態の要因への依存性に関する結論を出すことである。
疫学診断とは、一般疫学の一分野であり、疫病の発生原因や発生条件を明らかにするために、疫病の発生過程を研究する方法の体系である。
疫学診断には、臨床診断と同様に3つのセクションがある。[2, 7]:
- 1) 記号論;
- 2) 診断技術
- 3) 診断思考である。
どのような病態であれ、流行過程は4つの特徴グループ、すなわち激しさ、動態、空間的特徴、構造によって特徴づけられる。それぞれの徴候は、独自の診断価値、評価方法、測定単位、情報性の程度、図式表現の方法を持っている。
強度の診断価値は、流行過程の出現と発展の原因の強さと、それらが作用する条件を反映することである。強度は、年齢、性別、社会的、職業的、国家的、その他の集団ごとに評価されるため、さまざまな方法で表現することができる。流行過程の激しさは、新たに診断された顕在症例だけでなく、潜伏型の頻度、病原体のキャリッジ、感染レベルによっても反映される。一般的な疾病の発生頻度だけでなく、疾病リスクの度合いによって代替的な集団群を特定することもできるため、流行の激しさの特徴を明らかにすることは非常に有益である。死亡率、身体障害、一時的な労働能力の喪失は、流行の強さを示す間接的な指標となる。
流行過程の動態は、その強度の経時的変化を特徴づける。この属性は、流行過程の原因や条件の力の時間的な強弱を反映するため、非常に重要である。これが動態の診断的価値であり、それが数年単位であろうと、月単位であろうと、その他の間隔であろうと関係ない。この場合、各発展は強度と同じように研究することができる。この場合、各発展は診断のために異なる値を提供することができる。
強度指標による流行過程の空間的特徴は、別々の地域、別々の領域、場所、小区画における原因や条件の影響の強さの違いを反映している。分析の過程で、テリトリーはさまざまな自然的・社会的条件によって分類することができる。カートグラフィックメソッドの使用は、空間分析の可能性と情報性を大幅に拡大し、カートダイアグラムの実装は、得られた結果の可視性を保証する。
構造指標の診断的価値は、流行過程の個々の部分の比率を示すという事実にある。構造指標はプロセスの強度を反映するのではなく、ダイナミクスで示されるため、各部分の比率の変化を評価することができる。分析の過程で、構造指標は流行過程の年齢、社会的、職業的、病因学的、その他の特徴を研究するために用いられる。
診断技術とは、流行過程の兆候を認識するための一連の技術的方法である。これらの目的に使用される主な技術的手法は以下の通りである。[7] :
- a) 疫学的情報収集の組織化;
- c) 罹患率データの統計処理;
- d) 社会的および自然的条件が罹患率に及ぼす影響の説明;
- e) 実験室での研究データ(病原体の生物学的特性、集団の免疫構造など)の集計
- f) 表、図、グラフ、カルトグラムの作成。
さらに、衛生学的、化学的、細菌学的、臨床的、機器的、衛生学的、気象学的、その他の手法も技術として用いることができる。診断技術の基本は、流行過程に関する情報の統計処理である。
疫学情報の質と完全性は、疫学診断そのものの質を大きく左右する極めて重要な条件である。
次のような情報の流れがある。[9, 10]:
- 登録された罹患率の頻度;
- 無症候性感染症の頻度;
- 集団内を循環する病原体の特性;
- 抵抗性と免疫の観点からみた集団の構造とその動態;
- 疫病対策の質
- 疫学的に重要な対象物や製品のサーベイランスの結果;
- 伝染病病原体の持ち込みが可能な地区および近隣地域の衛生疫学および衛生疫学的状況;
- ラヨンの自然条件
- ラヨンの社会経済状況
- 人口統計学的情報。
疫学診断のための情報支援システムの出発点は、罹患率に関するデータの収集である。罹患率に関する一次データは、感染症に関する特別な記録に基づいて作成される。情報の記録と伝達の詳細は、感染症の病型によって決定される。情報伝達の順序は次のように区別される。[7, 9, 10]:
- 1. 検疫感染症(ペスト、コレラ、黄熱病)。これらの感染症の発見情報は、即座に地方衛生当局の長や地方の衛生疫学センターに伝達される。
- 2 レプラ、梅毒、淋病、ミクロスポリア、白癬、ファバス、結核、トラコーマ、疥癬。これらの病気の各症例に関する情報は、特別な治療・予防機関および衛生疫学センターによって収集される。
- 3. インフルエンザ、多発性または特定されない局在性の急性呼吸器疾患。これらの疾病は、治療・予防機関では個別登録の対象となり、衛生・疫学センターでは概要登録の対象となる。
- 4 衛生疫学センターでの個別登録の対象となる感染症。40以上の感染症(腸チフス、パラチフスA、B、C、サルモネラ症、赤痢、 食中毒、アメーバ症、バランチダ症、腸炎、大腸炎、胃腸炎、野兎病、炭疽、ブルセラ病、リステリア症、丹毒、ジフテリア、百日咳、髄膜炎菌感染症
破傷風、ポリオ、麻疹、猩紅熱、水痘、風疹、ダニ媒介性脳炎、出血熱、ウイルス性肝炎、狂犬病、流行性耳下腺炎、伝染性単核球症、口蹄疫、チフス、ブリル病、マラリア、リーシュマニア症、レプトスピラ症などである。
さらに、蠕虫症(ホヤ症、トリコセファル症、腸内細菌症、膣炎、振戦)、後天性免疫不全症候群(HIVキャリア)、院内感染症(新生児の化膿性敗血症感染症、新生児の化膿性敗血症感染症、新生児の化膿性敗血症感染症、新生児の化膿性敗血症感染症、新生児の化膿性敗血症感染症、新生児の化膿性敗血症感染症)などがある、 新生児の化膿性敗血症性感染症、産婦の化膿性敗血症性感染症、術後感染症、尿路感染症、確定病原体および未確認病原体による急性腸管感染症)である。
疫学的診断(分析)思考は、感染症の特定の病型における流行過程の条件と発生機序に関する仮説を展開し、検証し、証明する一連の論理的推論として理解される。
これは集団研究における最も重要な課題であると同時に、通常最も困難な課題でもある。ある集団で病気の発生頻度の増加が検出された場合、重要な環境的原因や条件、あるいは個人的要因が存在する可能性があると仮説を立てることができる。この仮説は、発見された関係が持続的であるかどうか、また、報告される疾病の頻度が、研究対象因子への曝露の程度に比例して増加するかどうかを証明するために計画された将来の研究で検証することができる。
疫学的・診断学的思考は [9]に基づいている:
- a) 疫学者の一般的および特別な専門的訓練;
- b) 教育的・方法論的文書に含まれる特定の感染症に関する初期情報;
c) 特定の感染症に関する新しい科学的データ。
伝染病発生の原因や条件について仮説を立てる際には、相互に関連する2つのアプローチが用いられる:
- 1. まず、伝染病の流行の兆候を明らかにし、それを説明する仮説を立て、科学的データと照合する;
- 2. はじめに、科学的データに基づいて流行過程の兆候を説明する仮説を立て、それを流行過程の具体的な(実際の)兆候と照合する。
場合によっては、推定される原因因子への曝露の程度を減らすことによって病気の発生率に影響を与えようとする対照実験によって、定式化された仮説を確認することができる。最終的には、これが因果関係を立証し、疾病管理法の有効性を実証する唯一の方法である。
疫学診断全体としては、サブシステムと多数の要素の存在、サブシステムと要素間の階層的依存関係、それらの間の前方および後方への連絡の存在など、システムのすべての特徴を備えている。
疫学診断の段階 [10]:
- 1. 疫学診断の具体的な目標と目的の決定。
- 2. プログラムの開発:流行過程の出現と発展の原因と条件に関する仮説に基づいて、セクション、資料の量、必要な方法、関係する専門家を定義する。
- 3. 初期情報収集のためのレイアウト(地図)の作成。
- 4. 情報の収集、信頼性の検証。
- 5. 分析表のレイアウト作成。
- 6. 予備的なグループ分け、結果の処理と理解、プログラム、レイアウト、表の修正。資料収集の最終確認。
- 7. 収集した資料の作成。
- 8. 統計処理、結果のグラフ表示
- 9. 結果の理解:評価、比較、特徴の特定、領域、時間、グループ、集団、リスク要因の定義(因果関係の確立)。
- 10. 疫学的診断の策定。
- 11. 罹患率の予測
疫学診断の代表的な方法は以下の通りである。[8, 10, 11]:
- 1) 感染症の発生率のレトロスペクティブ疫学的分析;
- 2) 感染症の罹患率の業務疫学的分析である。
レトロスペクティブ疫学的分析では、伝染病発症のメカニズムや伝染病発生過程における最も重要で安定した規則性が同定される。レトロスペクティブ疫学分析の結果は、長期的な疫病対策立案のためのベースライン・データとなる。さらに、レトロスペクティブ分析の結果は、罹患率の予測や、過去の予防措置の質と効果を評価するために用いられる。
実地疫学的分析は、現在の疾病発生率を決定する原因や条件を明らかにするものであり、その結果は、疫病対策の実施に関する現在の経営判断を下すために必要である。
業務疫学分析の枠組みでは、以下のような主な方向性が区別される:
- 感染症発生の動態を継続的に追跡・評価する;
- 感染症の単一症例および集団発生に関連した病巣の疫学調査;
- 地域の衛生疫学調査である。
疫学調査の任務は、流行の焦点の原因を確定し、感染源、感染経路、感染要因を特定することである。
疫学調査の主催者であり、疫学調査、そして必要に応じてサーベイランスの主な責任者は、医師である疫学者である。同時に、地区スタッフ、細菌学者、ウイルス学者、衛生学者なども調査に参加する。しかし、どのような場合でも、主役は疫学者である。疫学調査は、感染患者を確認した直後に開始されるべきであり、これは病気の感染性を診断または立証した保健ワーカーによって行われるべきである。
疫学調査は流行地を訪問して行われ、以下の段階がある。[1, 10]:
- 問診(疫学的アナムネシスの収集);
- センターを視察する;
- 診断および衛生学的調査のための資料収集;
- 書類の調査;
- 疫病対策の立案
- センターのサーベイランス
- 疫学調査の結果をまとめる。
疫学調査は、疫学的アナムネシス(聞き取り調査)の収集から始まる。問診は、感染源、感染機序、感染に至った状況などを知るために、患者、その親族、周囲の人に尋ねることによって収集される一連の情報であり、疫学調査において、臨床検査におけるアナムネーシスの収集と基本的に同じ役割を果たす。疫学的アナムネーシスの収集で得られた情報によって、病気の原因について作業仮説を立て、疫学的診断を下すことができる。
具体的な疾患ごとに、その疾患に特徴的な疑問点が明らかにされるが、どのような場合でも、疾患の発症日、職場や学業場所などへの最終訪問日を確定することが必要である。1回目の発症日を知ることで、おおよその感染日を知ることができるし、2回目の発症日を知ることは、職場や学校などで防疫対策を行う上で重要である。
流行地を調査する際には、感染症の原因物質の伝播機構や伝播経路を明らかにする観点から、その一般的な衛生状態を評価する。
この目的のために、病人の住居(部屋、アパート、家)を調査し、水源と汚水処理システムの性質、食事の性質、食品調理の条件、食卓と台所用具の洗浄の条件と方法を決定する(後者は腸管感染の病巣を調査する場合に特に重要である)。住居の検査では、ハエ、ノミ、シラミなどの家庭内寄生虫の有無と、個人衛生上の必要条件を満たしているかどうかに注意を払う必要がある。場合によっては、罹患者の労働条件や、子どもの場合はその子どもが通う保育施設の衛生状態を把握する必要がある。
また、人獣共通感染症センターを受診する場合は、家畜の疾病伝播に関する資料を収集し、人と家畜との接触の程度や性質を把握する。
血液を媒介とする感染症の場合、昆虫学的調査を実施し、媒介となりうる動物の存在と数、ヒトへの攻撃を助長する条件を調べることが望ましい。
自然伝染病の疫学調査では、動物学的観察のデータを使用する。
伝染病流行地を調査する際には、患者との面談で収集したデータを明確にし、周囲の人々からの情報で補足する。
伝染病センターでの検査は、以下のようなものが対象となる:
- 感染症に罹患した者(診断の確認のため、診断に疑義がある場合、臨床データのみに基づいて診断された場合);
- 流行中の感染症患者と接触した人(流行中の感染症患者から感染した人を適時に特定するため、感染源を特定する;)
- 環境対象物(感染因子を特定するため)。
疫学調査では、感染症に関する情報を含むさまざまな文書を調査する必要がある。[9, 10]:
- 緊急通知カード;
- 感染症登録
- 予防対策に関する報告書;
- 保菌者に関する情報;
- 外来患者の記録;
- 子どもの発育歴
- 症例記録
- 病気休暇発行簿
- 児童施設の登録簿および出席表
- 感染症に関する情報を含むその他の文書アウトブレイクのサーベイランスは、最大潜伏期間を設定する、
患者の隔離と最終消毒の日から計算される。病巣のサーベイランスは以下のために必要である。[11] :
- アウトブレイクに関する追加情報を得る;
- 新たな症例をタイムリーに発見する;
- 防疫勧告の実施を管理する。
疫学調査の最終段階は、得られたデータの評価である。この段階では、収集したすべてのデータを明確にし、分析し、臨床データ、診断データ、検査データと比較する。
平時における重点分野の疫学調査の結果に基づいて、関連文書が作成される:
- 1) 発生地の疫学調査カード(登録用紙N357u)-患者の居住地(アパート、家)で調査が行われた場合;
- 2) 集団発生時の疫学調査票 – 集団(企業、施設、学校、幼稚園など)の職場、就学先、宿泊先で調査が行われた場合。
疫学的分析および住民への防疫措置の具体的な必要性に応じて、衛生・疫学センターが疫病および伝染病の状況を対象として調査する。人口の移動が増加し、新しい地域が開発される現代の状況では、このようなニーズが絶えず生じている。衛生学的・疫学的専門知識の必要性は、現在の衛生学的・疫学的な住民への対応において常に生じている。子どもたちが市外の衛生改善施設に行くたびに、新天地の状況を事前に調査する必要がある。
疫学的診断の最終段階は、疫学的診断の立証である。
疫学的診断には次のような規定がある。[8, 10]:
- 地域および集団における住民の健康、流行の激しさ、および流行の過程の他の徴候に影響を及ぼした社会的および自然的外的要因の特徴づけ;
- 指定された感染症の流行過程の主な症状の評価と特徴づけ;
- 危険因子と因果関係のメカニズムの解明と正当化;
- 過去に実施された予防措置の質と有効性の評価;
- 伝染病発生の直接的・遠距離的予後予測。
このように、疫学診断学は疫学全体を代表するものであり、疫病の発生過程を包括的に研究し、その原因と発生条件を特定し、それに基づいて疫学診断を実証することができる。合理的に立証された疫学的診断によって、適切な疫病対策を処方することが可能になり、最終的にその有効性が決定される。
6.3.4 疫学サーベイランスの国際的側面
疾病発生に関する疫学データと業務情報は、ダイナミックで急速に変化している。WHOは、重要なアウトブレイク情報を管理し、WHOの地域事務所や国別事務所、協力センター、世界発生警報・対応ネットワークのパートナーを含む主要な国際的公衆衛生専門家間の信頼できるタイムリーなコミュニケーションを確保するために、包括的な「イベント管理システム」を開発した。
イベント管理システムの主な要素 [2,3、5]:
- 疫学的情報、検証状況、検査室での検査、業務情報などの包括的データベース。
- アウトブレイクの履歴、主要な決定事項、WHOとそのパートナーによる決定的な行動、重要文書の追跡と記録。
- 後方支援、専門機器、施設、対応資材の管理。
- 専門家の専門知識、経験、対応チームを設置するための国際的専門家の利用可能性に関する統合データベース。
- 国際的なアウトブレイク対応を支援するための準備と能力構築に携わる、世界アウトブレイク警報・対応ネットワーク内の技術機関に関する情報。
- 加盟国、公衆衛生当局、メディアおよび一般市民向けの標準化された情報製品。世界発生時警報・対応ネットワークとの連携により、活動準備態勢を強化する。
WHOイベント管理システムは、警戒と対応に関するダイナミックな情報を提供し、WHOと世界発生時警戒・対応ネットワークがより良い準備、より迅速な対応、より効果的な資源管理を行うための体系的な行動に情報を提供する。WHOのイベント管理システムは、改正された国際保健規則のもとで、警戒・対応の運用面をサポートするために引き続き強化されている。
WHOとグローバル・ネットワークのアウトブレイク警戒・対応活動は、世界の保健衛生の安全保障を支えるものであり、伝染病の検出、検証、封じ込めを目的としている。生物学的製剤が意図的に使用された場合、その拡散を食い止めるための国際的努力の有効性を確保するために、これらの活動は不可欠である。
世界発生警報・対応ネットワークは、国際的に懸念される疾病の発生を迅速に特定し、確認し、対応するために、人的・技術的資源をプールする機関やネットワークの技術協力である。このネットワークは、国際社会が疾病アウトブレイクの脅威に対する継続的な準備と対応を行えるよう、専門知識を迅速に提供するものである。[4, 5]。
世界疾病発生警報・対応ネットワークは、次のような活動を通じて、世界的な健康の安全保障を推進している。[3] :
- 疾病アウトブレイクの国際的伝播に対処する;
- アウトブレイクの影響を受けている国々に適切な技術支援を迅速に提供する;
- 長期的な流行への備えと能力構築を確保する。
世界発生警報・対応ネットワークは、加盟国の科学機関、医療・監視イニシアティブ、地域技術ネットワーク、実験室ネットワーク、国連機関(ユニセフ、UNHCRなど)、赤十字(赤十字国際委員会、国際赤十字・赤新月社連盟、国内協会)、国際人道NGO(国境なき医師団など)の技術的・運営的リソースに焦点を当てている。このネットワークは、国際的なアウトブレイクの警戒と対応に貢献する可能性のある機関、ネットワーク、組織の参加を募っている。
2000年4月から国際アウトブレイク警報・対応ネットワークは、「国際アウトブレイク警報・対応のためのガイドライン」と、疫学的、実験室的、臨床的管理、研究、通信、後方支援、安全保障、避難、通信システムを標準化するための活動プロトコルを通じて、国際的なアウトブレイク対応のための一貫した基準を策定してきた。
国際アウトブレイク警報・対応ガイドラインは、世界アウトブレイク警報・対応ネットワークのパートナーによる現地当局への国際的支援の調整を改善することを目的としている。
国際保健規則は、生物戦の場合を含め、感染症の蔓延防止における国際協力の主要な手段である。
国際保健規則(2005)は、いわゆる検疫感染症(ペスト、コレラ、黄熱病、天然痘)の侵入と蔓延を防止することを目的とした国際協定であり、同規則が適用される[3, 12]。
本規則の目的は、国境を越えて世界人口を脅かす可能性のある重大な公衆衛生上の危険の発生源の出現を予防し、それに対処する際に国際社会を支援することであり、国際的な通信や輸送への干渉を最小限に抑えつつ、最も危険な疾病の侵入と拡散から国家を最大限に保護することを保証することである。IHR(2005)は、すべてのWHO加盟国を含むWorld196カ国が参加する法的拘束力のある国際的な法的合意である[5, 13]。
1951年以前は、これらの措置の実施は、国際衛生会議で精緻化され採択された条約によって規制されていた。最初の国際衛生会議は1851年にパリで開催され、ロシアを含む12カ国の代表が参加した。それ以来、同様の会議が何度も開催され、感染症の広がりや脅威に対する国家間の相互認識に関する協定が採択された。1907年にローマで開催された国際衛生会議では、最初の国際衛生組織である国際公衆衛生局(IBOH)が設立され、パリに設置された。IBOHの主な任務は、国際衛生条約や検疫規則の遵守状況を監視し、流行病に関する情報を提供することである。世界保健機関臨時委員会(1946年に組織化)、そして1948年4月7日以降、法的形式を得た世界保健機関(WHO)が、IBOGの機能と責任を引き継いだ[13]。
第4回世界保健総会(WHA)では、それまでに採択された国際衛生条約を考慮し、それに代わるものとして国際衛生規則(1951年改訂)が採択され、その後の1955年、1956年、1960年、1963年、1965年の総会で補足・明確化された。
1969年の第22回世界保健総会では、国際保健規則(IHR)が採択された。1973年の第26回世界保健総会では、IHRのコレラに関する部分を中心に改正された。同規則は、伝染病の動態に関する各国における疫学的サーベイランスの重要性が高まっていること、および伝染病の発生と進展に関する国際的な緊急情報を考慮に入れている。同規則は、港湾や空港周辺の衛生状態の改善、媒介感染者の拡散防止、外部からの感染者の侵入と拡散を防ぐための国家レベルでの防疫対策の推進について定めている。
グローバル化は、疾病の国際的な蔓延を防止するための新たな課題と機会をもたらすという認識が、国際保健規則の改正(1969)の出発点となった。2003年に重症急性呼吸器症候群(SARS)が発生し、その制圧に成功したことで、世界各国政府は、新たな公衆衛生の脅威に対する集団的かつ協調的な防御の必要性を確信した。IHR(2005)は 2005年5月23日に保健総会で採択され 2007年6月15日に発効した[5]。
新規則は、その前身であるIHR(1969)を基礎としているが、その大部分は、国内サーベイランスシステムの確立、流行情報の収集、スクリーニング、リスク評価、発生通知、国際的対応の調整におけるWHOとその加盟国の最近の経験に基づくものである。これはすべて、国際的な公衆衛生の安全保障を強化するためのWHOの10年にわたる活動の一環である。従来の規則とは異なり、新しいIHRは適用範囲が広く、さまざまな情報の利用が含まれ、公衆衛生のリスクや緊急事態を特定し評価し対応する上で、締約国とWHOが協力することの重要性が強調されている。国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態に対するWHOの国際的対応の調整において、最大限の対策は、実際に直面する脅威に適した、公式に勧告された、状況に応じた暫定的な公衆衛生対策に取って代わられた。
IHR緊急委員会は、規則の実施において重要な役割を果たしている。緊急委員会は、「国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態」(PHEIC)において、WHO事務局長に技術的助言を提供する国際的な専門家で構成されている。委員会は、以下の質問について意見を述べる。[5, 12]:
- ある事象が国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態(PHEIC)に該当するかどうか;
- 国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態(PHEIC)に該当するかどうか、国際的な疾病の蔓延を防止または減少させ、国際貿易や渡航に不必要な支障を与えないために、国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態を経験している国または他の国に対して、どのような暫定的勧告を提案すべきか;
- PHEICを宣言するかどうか。
事務局長は、緊急委員会の結論、締約国や科学専門家から提供された情報、国際渡航の障害に関するリスクアセスメントの結果に基づいて、PHEIC宣言に関する最終決定と、その状況における行動のための中間勧告を行う。
IHR(2005年版)によると、暫定勧告は発表後3カ月で自動的に失効する。そのため、少なくとも3カ月ごとに緊急委員会が開催され、現在の疫学的状況を確認し、その事象が国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態であるかどうかを評価し、暫定勧告を変更すべきかどうかを判断する。緊急委員会の各会議の後、委員会からの声明がWHOのウェブサイトで発表される。
IHR (2005)によれば、PHEICとは「疾病の国際的伝播の結果、他国の公衆衛生にリスクをもたらすと定義され、国際的に協調した対応を必要とする可能性のある異常事態」である。この定義によれば、事象は以下の特徴を持たなければならない[5, 13]:
- 事象が深刻で、突発的で、異常で、または予期されないものである;
- その事象は、その国の国境を越えて公衆衛生に影響を及ぼす可能性がある;
- 国際的な緊急行動が必要である。
IHR緊急委員会の専門家は、事務局長によって設立されたIHR専門家名簿から、また必要に応じてWHOの他の諮問専門家グループから選ばれ、IHR緊急委員会の活動に参加する。IHR専門家名簿には、疾病管理、ウイルス学、ワクチン開発、感染症疫学などの分野の国際的専門家が含まれる。
専門家の選定は、委員会の特定の会合の状況において関心のある分野の専門知識を考慮に入れるものとする。緊急委員会には、討議中の事象が発生した地域の加盟国が指名した専門家が少なくとも1名出席するものとする。加盟国は、緊急委員会に意見を提出するよう招請されるものとする。事務局長は、自らの発意により、または委員会の要請により、委員会に助言する1人以上の技術専門家を指名することもできる。
IHR専門家名簿に登録されておらず、他のWHO諮問技術委員会の委員を務めていない者は、委員会に助言を与える技術専門家として指名することができるが、委員会の委員を務めることはできない。
IHR緊急委員会の委員とアドバイザーの氏名、役職、その他利益相反のリスクがあると思われる情報は、WHOのウェブサイトで公表される。
委員会の委員の選出は、主として関連分野における技術的資格と経験に基づくものとする。事務局長は、委員会の構成が最大限の地理的代表性と知識、実務経験、手法の多様性によって特徴付けられるよう努めなければならない。ジェンダーバランスの達成も望ましい目標である。
WHOの諮問委員会および委員会の委員は、WHOから報酬を受けることはない。
WHOには、国際的な活動を規制するための国際感染症疫学サーベイランス委員会(旧国際検疫委員会)がある。同委員会は、その責務に従い、規則の国際的な適用に関する慣行、方法、手順、およびその補足と修正に関する勧告をWHAに提出する。
先に述べたように、IHRの目的と範囲は、「公衆衛生に対するリスクに見合った、またそれに限定された、国際的な疾病の蔓延を防止、防御、管理し、公衆衛生上の対応を提供することであり、国際的な交通と貿易を不当に妨げないこと」である。2007年6月15日以降、WHOと締約国は、国境を越えた公衆衛生のリスクと緊急事態から国際社会を守るための具体的な行動において、これらの規則に導かれている[5]。
これらの行動は、他の国際法および国際協定と整合性があり、「個人の尊厳、人権および基本的自由を十分に尊重して」実施されなければならず、その実施は「その普遍化を達成するという目的に導かれて」行われなければならない。
「国際的な疾病の蔓延から世界のすべての人々を守るために、その普遍的な適用を確保するという目的に導かれなければならない」 [12, 13]。[12, 13].
IHRは、国際的に深刻な影響を及ぼす可能性のあるすべての事象が早期に特定され、評価のために締約国からWHOに速やかに報告される可能性を最大化するために、適用される公衆衛生事象に関して意図的に広範かつ包括的である。
本規則の目的は、公衆衛生リスクが他国に拡大する前に、その発生源において予防、発見、封じ込めを行うための法的枠組みを提供することである。これは、締約国とWHOの共同行動によって可能となる。
IHRによれば、「国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態を構成する可能性のある事象」については、すべて届出が必要である。この点で、IHRにおける「事象」、「疾病」、「公衆衛生リスク」の新たな広範な定義は、締約国とWHOのサーベイランス義務の基礎となるものである。
疾病」とは、「起源や発生源に関係なく、人々に重大な危害をもたらす、またはもたらす可能性のある疾病または病状」を意味する。
「事象」とは、広義には「疾病の顕在化または疾病の可能性を生じさせるそのような事象」と定義される。
「公衆衛生上のリスク」とは、「人の健康に悪影響を及ぼす可能性のある事象の可能性」を意味し、特に国際的に広がる可能性のあるリスクや、深刻かつ緊急の脅威をもたらすリスクに注意が必要である。
国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態とは、「疾病の国際的伝播の結果、他国の公衆衛生にリスクをもたらし、国際的な協調対応を必要とする可能性のある異常事態」と定義される。したがって、締約国がWHOに通知しなければならない国際的に懸念される可能性のある事象は、伝染性疾病にとどまらず、あらゆる起源や発生源を持つ可能性がある[12]。
IHRは、WHOが公式通報や協議以外の情報源からの情報を考慮し、それを評価した上で、特定の事象について関係締約国に確認を求める可能性を明確に規定している。WHOへの通告は、通告を行った締約国とWHOとの間で、その後の事象の評価に関する対話が開始されることを意味する、
調査の可能性、関連する地域的・世界的な公衆衛生対応について、通知国とWHOとの対話が開始されることを意味する[5, 13]。
IHRを実施する全体的な責任は、締約国とWHOにある。公衆衛生上のリスクや緊急事態を通知したり、対応したりするためには、締約国は、十分に組織化された国内サーベイランスと対応インフラを通じて、そのような事象を検知する能力を持たなければならない。締約国は、IHRの義務を果たすための財源を確保するため、締約国間およびWHOと積極的に協力することが奨励される。要請があれば、WHOは途上国に対し、規則の下で必要とされる能力を確立し、強化し、維持するために必要な財源と技術的支援の動員を支援する。
各国には、IHR締約国の多様な活動を支援し、可能にするための国内法的枠組みがある。国によっては、国内管轄権と国内法に基づいてIHRを実施するために、関連当局が締約国の関連する権利と義務の一部またはすべてに関して実施法を制定する必要がある。しかし、その国の法制度が、IHRの1つ以上の規定を実施するための新たな立法や改正立法を明確に要求していない場合でも、その国は、IHRのより効果的、効率的、あるいは有益な実施を促進するために、あらゆる法律、規制、その他の慣行の改正を検討することが可能であり、また検討すべきである。加えて、政策的観点から、実施法は、規則に含まれる特定の権利を行使する能力だけでなく、締約国におけるIHRの能力および手続の役割を制度化し、強化する役割を果たすかもしれない[5, 12, 13]。
このような法律のもう一つの潜在的な利点は、異なる実施機関間の必要な調整を促進し、継続性を確保するのに役立つことである。このような理由から、IHR締約国は既存の関連法を評価し、規則の完全かつ効果的な実施を促進するために改正する必要があるかどうかを判断すべきである。
締約国およびWHOは、IHRの実施状況を世界保健総会に報告することが奨励されている。今日まで、この要件はWHO事務局による統治機関への年次報告を通じて満たされてきた。WHO事務局は、アンケートを通じて収集した情報をもとに、各国のIHR実施活動をまとめている。将来的には、現在開発中の特定の指標を用いて、このデータを収集することが期待されている。さらにIHR調整部は、WHOのこの分野での活動に対する説明責任を確保するため、WHO地域事務局やその他の関連部局・プログラムと緊密に連携している。
IHRは、締約国とWHOが通知可能な事象に関する情報を交換する際に従うべき手続きの主要な要素を定めている。同規則によれば、ある事象に関する公式の連絡は、指定された国内IHRフォーカルポイントとWHO IHRフォーカルポイントの間で行われ、WHO IHRフォーカルポイントは24時間365日対応可能でなければならない。
IHRは、締約国が事象に関してWHOと連絡を取り合う3つの方法を規定している:
通知。IHRは、締約国に対する新たな通知要件を定めた。特定の疾病の症例の自動的な通知とWHOによる関連情報の公表の代わりに、国際的に懸念される生物製剤の使用を含め、公衆衛生上の緊急事態を構成する可能性のあるすべての事象について、その事象が発生した状況を考慮してWHOに通知することが規定されている。通報は、IHRの附属書2に含まれる意思決定スキームに従って、その国が行った評価から24時間以内に行わなければならない。この意思決定ツリーは、締約国が自国の領域で発生した事象を評価し、WHOへの通知が必要かどうかを決定する際に考慮すべき4つの基準を示している[12]:
- その事象は公衆衛生に対する重大な脅威であるか。
- その事象は異常か、予想外か。
- 国際的に拡大する実質的なリスクがあるか。
- 国際的な旅行や貿易が制限されるような重大なリスクがあるか。
届出には、可能であれば、症例の定義、検査結果、発生源とリスクの種類、症例数と死亡者数、疾病の拡大に影響を及ぼす状況、とられた公衆衛生措置など、その事象に関するその後の詳細な公衆衛生情報を添付すべきである。
カウンセリング。締約国は、附属書2に含まれる意思決定スキームに従って最終的な評価を行うことができない場合には、WHOと秘密裏に協議し、分析および評価ならびに適切な保健措置に関する助言を得る機会を有する。
その他の連絡締約国は、自国の領域外で確認された、輸入または輸出されたヒトの症例、媒介動物、汚染または汚染された商品によって顕在化する疾病の国際的拡散をもたらす可能性のある公衆衛生リスクに関するデータを入手した場合、24時間以内に、IHRナショナルフォーカルポイントを通じてWHOに報告しなければならない。
これら3種類の連絡に加え、IHRの下では、締約国はWHOの検証要請に応じることが奨励されている。WHOは、国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態を構成する可能性のある、自国の領域で発生した事象に関して、さまざまな情報源から寄せられた非公式な連絡や情報を検証するよう、締約国に要請する特別な権限を有する。WHOは、検証を要請する前に、まずそのような報告自体を検討するものとする。締約国は、WHOの要請を24時間以内に受け取り、その状況について入手可能な保健情報を提供し、その後、通知する締約国が入手可能な正確かつ詳細な保健情報を適時に提供しなければならない[5]。
IHRは、国際的に懸念されるバイオハザード緊急事態を含む、危機的事態や公衆衛生リスクへの国際的対応を管理するWHOの権限を支えるものである。IHRはまた、伝染病サーベイランスの分野におけるWHOの一般的な義務を認識し、WHOに正式に通知される前であっても、公衆衛生事象やリスクの評価と管理における関係締約国とWHOの協力のための具体的な手順を定めている。
国際レベルでは、WHOのバイオセーフティ事象に関するリアルタイムの分析は、IHRの下でのWHOの職務権限に従い、技術的知識、状況や活動状況の理解、公衆衛生リスク評価のための情報伝達要件に基づいている。国際的な警戒・対応能力をさらに強化するため、WHOは強化されたイベント管理システムと標準作業手順を開発した。
このウェブベースの手法は、国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態を構成する可能性のある事象に関連するすべての情報の公式な保管場所として機能する。このシステムは、WHO、IHRナショナル・フォーカルポイント、技術機関、パートナー間のコミュニケーションを促進し、これらの事象やリスクを管理するための健康情報をタイムリーに提供する。
IHRに基づいてWHOに通知または報告された公衆衛生リスクに関する情報は、その事象が発生した地域の締約国と共同で評価される。この評価の目的は、リスクの性質と程度、疾病の国際的伝播の可能性、旅行や貿易の障害、適切な対応と封じ込め戦略を確認することである。
IHRの下での義務を果たし、WHOと締約国間の情報交換を促進するため、WHOはIHRイベント情報サイトを開設した。このサイトは各国のフォーカルポイントがアクセスすることができ、国際的に重要な公衆衛生上の出来事に関する最新情報を提供する。
国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態が特定され、事務局長から適切なWHO勧告が出されることは稀である。実際 2007年6月15日にIHRが発効して以来、このような指定がなされ、勧告が出されたのは1回だけである。IHR加盟国は、自国に影響を及ぼす可能性のあるプロセスを認識し、協議に参加し意見を表明する権利を持つことが重要である。
疾病の国際的な蔓延を防止または抑制するために、公衆衛生上の対応を行うために緊急の世界的行動が必要とされる場合、IHRはWHO事務局長に対し、その事象が国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態に該当するかどうかを決定する権限を与える。
このような場合、IHR緊急事態委員会は、緊急事態に対応するために最も適切かつ必要な保健措置に関する暫定的勧告に関する意見を事務局長に伝えるものとする。このような事態が発生した加盟国は、WHOと緊密に協力し、このような決定がなされ、適切な暫定勧告が採択される前に、すべての関連情報と考慮事項が考慮されるようにすべきである。しかし、上記委員会に諮問され、意見を表明する国の権利は、緊急事態が発生した場合に迅速に行動する必要性と矛盾してはならない。
IHRのもう一つの基本的な革新点は、すべての締約国が、伝染病の監視と対応のための中核的な公衆衛生能力を確立し、強化し、維持することを約束することである。国際的に懸念される公衆衛生のリスクや緊急事態を検知、評価、通知、報告し、対応するために、締約国はIHR(2005)の附属書1Aに定められた要件を満たさなければならない。附属書1Aは、地域(コミュニティ)レベル、中間レベル、国レベルで、これらの中核的能力を定めており、これには、国レベルでは、緊急事態のすべての報告を48時間以内に評価し、必要であれば、IHRナショナル・フォーカル・ポイントを通じてWHOに直ちに通知することが含まれる[5, 12]。
IHRは、各締約国がWHOの支援を受けて、「可能な限り速やかに」、しかし遅くとも当該国の本規則発効1後5年以内に、中核となるサーベイランスと対応能力の要件を満たすことを求めている。IHRは、締約国が公衆衛生能力の義務を果たすための計画を支援するために、2段階のプロセスを設けている。第一段階として 2007年6月15日から2009年6月15日まで、締約国は、伝染病のサーベイランスと対応に関する中核的な能力要件を満たすために、自国の既存の国家機構と資源が持つ能力を評価することが求められた。この評価は、国家行動計画の策定と実施につながるものでなければならない。
IHRに概説されているように、WHOはこれらの評価を促進し、国別能力構築計画の立案と実施のためのガイダンスを提供している。
2009年6月15日から2012年6月15日までの第2段階では、中核的な能力が国内および/またはそれぞれの地域で整備され、機能していることを確認することを目的とした国別行動計画が、各締約国によって実施された。計画の実施が困難となった締約国は、附属書1Aに定められた約束を果たすため、2014年6月15日までの2年間の追加延長を要請することができた。2年間の延長は、正当な必要性に基づくものである。例外的な状況において、新たな実施計画に基づき、WHO事務局長は個々の締約国に対し、義務を履行するための追加期間(2年を超えない)を認めることができる[5]。
国際的な入国地点は、陸上であれ、港や空港であれ、疾病の国際的な拡散を防止するための保健措置を適用する機会を提供する。このため、IHR(1969年)のこの側面に関する規定の多くが、IHR(2005)では新たな要件に合わせて修正されている。また、この規則には多くの新しい規定も含まれている。
例えば、保健措置を実施する際、IHRは外国人旅行者に対し、性別、社会文化的・民族的特徴、宗教的信条を考慮し、礼儀と敬意をもって接することを求めている。IHRに従って隔離、隔離され、または健康診断やその他の処置を受ける者には、十分な食料、水、施設、医療が提供されるべきである。
締約国は、さまざまな公衆衛生リスクを管理するために必要な保健措置を適用するための特別な機会を提供する国際空港および港湾、ならびに陸上輸送の拠点を指定すべきである。これらの能力には、適切な医療サービス(診断機器および設備を備えたもの)および病人を搬送するためのサービスへのアクセス、船舶、航空機およびその他の車両を検査するための訓練を受けた要員、健康的な環境の維持、検疫などの緊急措置を適用するための計画および施設の提供などが含まれる。
6.3.5 生物製剤の拡散の恐れがある場合の衛生疫学的措置の組織化
生物学的病原体の蔓延の恐れがある場合の衛生疫学的措置の組織化には、被災地における衛生疫学的状況の評価が必要であり、一定の方法論に従って実施される。
緊急区域における疫病の好ましくないレベルは、6つの主な基準に従って評価されなければならない。[10, 11]:
- 1. 被災した住民の間に感染症が侵入し広がる危険性;
- 2. 「混合要因」により、異なる病因の感染症が相当数発生する恐れがある;
- 3. 社会経済的損害の可能性;
- 4. 緊急区域から治療施設へ患者を適時に避難させることができないような重症度の感染症が発生すること;
- 5. 技術や特別な訓練を受けた人材、必要な資源や設備(医薬品、ワクチン、実験・診断材料、防虫剤、消毒剤など)の不足や欠乏により、地域(地方)機関が伝染病の緊急事態に十分に対処できないこと;
- 6. 緊急区域外への感染の危険性。
伝染病対策の主な目的は、緊急区域および避難住民の一時的な居住地域における衛生と伝染病の予防を維持し、飲料水、食品原料、食品、共同施設、その他の施設の伝染病に対する安全性を確保することである。
設定された目標は、連邦レベルでも地域レベルでも、一連の課題を解決することによって達成される。
最も一般的な形では、以下のようになる[11]:
- 保存された経済対象における産業活動の状況に対する衛生学的・疫学的監督の実施、大災害地域に避難・残留した住民の宿泊施設、食料、給水、入浴、洗濯サービスにおける衛生規範と規則の遵守、死者の埋葬と感染症やその他の原因による死者の医学的管理、食品と食品水の衛生検査と検査室管理の組織化;
- 緊急事態が発生した地域内や国境にある自然発生源、近隣地域、救助隊の到着した従業員から感染症が持ち込まれるのを防ぐ;
- 被災地の衛生・疫病状況の急激な悪化と、被災地に以前から存在した自然伝染病巣の活性化の両方の結果として発生した伝染病巣の局在化と除去;
- 緊急区域外から移動する住民や一時的な居住区域への感染症の移動。
А. 連邦レベルの任務
- 衛生的・疫学的福利の確保、すべてのカテゴリーの住民の健康の保護・増進、環境および緊急事態の生物学的要因による悪影響の軽減の分野における統一的な国家政策の原則の策定と実施;
- ロシア連邦領域における衛生・疫学的状況の監視、評価、予測
- 衛生的・疫学的安全および公衆衛生の要件に対する違反の防止、検出および抑制;
- 各部門の常設対策組織による、緊急区域における衛生・疫病対策の組織化と調整;
- 衛生疫学的状況を監督する。RSESの機能的サブシステムの構築と活動を監督する;
- 危険な感染症の病原体の病原性、最も脆弱な集団における特異的免疫のレベルと動態を監視する;
- 緊急事態の疫学的影響の予防と除去における国際的経験を活用する。
Б. 地域レベルの課題
- 新技術と生産施設の開発、緊急危険施設の立地と機能に対する衛生疫学的監督の実施;
- 住民の個人保護と衛生教育の最も進歩的な方法の科学的開発と導入、サーベイランスと検査室管理のネットワーク(SNLC)における作業の技術と方法、衛生疫学的偵察、流行病巣の除去のための新しい方向性;
- 疫病対策を実施する上での支援に関する諸問題について、各省庁の災害医療機関、機関、ユニット間の相互作用を行う;
- 自動化された情報・管理システムの改善と、頻繁に変化する衛生・疫学的状況下で働く職員の訓練;
- 衛生・疫学的安寧を確保する分野における規範的・方法論的文書の作成。これには、緊急区域内外で疫病が発生した場合の被災者の行動や、避難中の感染症患者の治療組織に関するものも含まれる;
- ロシア連邦の衛生法の実施を管理し、環境モニタリングに参加し、大気、土壌、水、食品原料および食品中の微生物を追跡する;
- 感染症患者を支援し、感染症の病巣で疫病対策を実施するために、その地域にあるRSESの力と手段を合理的に使用し、適時に機動すること;
- 緊急事態の不衛生な結果を除去するための衛生・疫病対策への組織化と参加、衛生・疫病対策手段の備蓄の形成。
В. 地域レベルの任務
- 危険な感染症の発生を減らし、危険な感染症の輸入や蔓延から被災地を守るための一連の対策を実施する;
- 医療避難の段階で、すべての医療機関および予防機関において、強化された伝染病対策体制を導入し、特に危険な伝染病の場合には厳格な伝染病対策体制を導入する;
- 感染症の罹患レベル、特異的・非特異的免疫の動態を常に監視し、国民の免疫防御を強化するための対策を実施する;
- 感染症に不利な施設や集団において、衛生学的・疫学的偵察と生物学的病原体の表示、サーベイランス、検査室管理を行う;
- 感染症の種類に応じて、経済施設における防疫体制、地域、施設、輸送機関の消毒に関する勧告を作成する;
- 他の部門やサービスによって実施される消毒措置や住民の衛生処置の完全性と質の管理、住民や病人の避難時における防疫体制の遵守の管理;
- 一般開業医、セラピスト、小児科医、救急医療技師を対象に、極限状況における感染症の病態について定期的に研修を行う;
- 特別な財政的・物質的資金、実験器具、個人用保護具、診断薬やその他の製剤、栄養培地、消毒薬、その他の消耗品の備蓄の創設と維持;
- 危険な感染症が発生する恐れがある場合、また発生後に隔離、制限、検疫を行う。
. 地方レベルでの任務
- 緊急区域にある給水施設、公共飲食企業、児童施設、その他の施設の衛生疫学的監督を実施する;
- 治療・予防医療施設を、強化された、必要であれば厳格な疫病対策体制のもとで働くよう、適時に移行させる;
- 感染症室、臨床診断室、細菌学的診断室による、流行兆候の集団調査の実施;
- 感染症から身を守る方法と集団感染拠点での行動について、住民を訓練する;
- 伝染病に対する緊急予防(一般予防、特別予防)および特異的予防を実施する;
- 患者の特定、隔離、入院、感染患者の診断と治療、回復者の退院に関する規則の遵守、病人と接触した者の観察、死者の埋葬。
Д. 施設レベルの目標
- 行政区域内の医療施設の特徴を把握し、予測される衛生・疫病状況下での業務遂行能力を分析する;
- 緊急時に衛生・疫病状況を複雑にする潜在的リスクをもたらす施設の特徴(食品産業と給水施設、下水ネットワークとラグーン);
- 地域の人口の特徴づけ、緊急時に予測される衛生疫病の状況下での疾病に対する感受性の分析;
- 緊急事態の脅威が発生したとき、および緊急事態の影響が収束した直後の施設の簡単な説明と主な任務;
- 可能であれば、実施される活動量(実験室での検査や平坦な病巣の調査など);
- あらゆる方法で予測される状況(防護構造物への避難、避難、医療用を含む個人防護具の使用)を考慮に入れた、要員、物的資産、特にユニークな機器、およびそれらを使用する実験動物の防護の組織化;
- 施設を緊急活動モードに移行させる;
- 施設の下部組織と、それに基づいて編成された組織への、医療機器と特殊機器の供給の組織化;
- 施設(編隊)に対する資材、技術、輸送支援の組織化;
- 施設の機能分担部門と組織の業務組織化;
- 管理および連絡の組織、報告および情報交換の手順。
緊急地帯における衛生・疫学的対策の組織とは、予防・防疫対策の実行者および実行者グループの権利、任務、権限、責任を合理的に配分することであり、全ロシア災害医療サービスのさまざまな衛生・疫学・医療・予防機関および組織に組織的に含まれる。緊急事態における住民の疫病対策組織の基本原則は以下のとおり:
- 衛生疫学サービスの活動の国家的性格と、緊急事態の衛生疫学的悪影響の除去における優先的役割;
- 災害医療サービスおよび緊急事態におけるロシアの予防・対策システムの管理機関の共通システムを構築し、疫病対策の組織化に統一的なアプローチをとる;
- 疫学診断のデータに従って、衛生疫学サービスの努力の主な方向を割り当てる;
- 衛生疫病の状況、活動の性質、災害医療サービスの機関や組織の能力に応じた対策の内容と範囲の遵守;
- 緊急事態における緊急疫病対策の組織化と実施における、衛生疫学サービスの部隊と手段の常時準備態勢、部隊の機動性;
- 地域の特殊性、地域の潜在的危険のレベルと性質を考慮に入れた、部隊と手段の編成に対する差別化されたアプローチ;
- 衛生疫学サービスとロシア保健省の機関および組織、他の部局および部局衛生疫学サービスとの相互作用。
緊急事態が発生した場合、疫病対策の必須リストには以下が含まれる:
1. I. 衛生疫学的偵察:これは、緊急区域に含まれる地域の衛生疫学的状態に関する信頼できる情報を、継続的かつ適時に入手することである。これは、衛生疫学班の一部である疫学偵察グループによって実施される。チームは、疫学者、細菌学者、衛生学者、必要に応じて毒性学者、放射線学者、検査技師2名で構成される。チームは必ず自動車で移動する。
衛生疫学的偵察の結果は、罹患住民への疫病対策サービスのために、戦力と手段、地域資源を合理的に配分するための的を絞った対策を実施するために利用される。
状況が変化するなかでの衛生疫学的偵察は、緊急事態が発生した時点から、さらに継続的に実施されなければならない。
衛生疫学的偵察の任務には以下が含まれる:
- 被災者のいる地域のさまざまな集団における感染症の存在、性質、流行の特定;
- 野生動物や家畜の伝染病、被災地における自然伝染病巣の存在と活動の確認;
- 地域、集落、水源の衛生・衛生状態の把握、実験室検査のための水サンプルの採取;
- 被災した住民や到着した救助隊員のニーズに応えるための利用を決定するため、現地の衛生・技術機関(衛生通路、浴場、洗濯場、衛生疫学・消毒機関、伝染病病院、研究所など)の会計と検査;
- 被災地に保存されている地方公衆衛生当局の力と手段を評価し、疫病対策に使用する可能性を検討する。
衛生疫学的偵察の実施には次のようなものがある:
- 被災地、集落、個別の対象物の調査、それらの衛生・衛生状態の評価、人びとの健康や疫病状況への影響の可能性の評価;
- 地元の保健当局、獣医、その他のサービスや機関が利用できるデータの収集と明確化;
- 人、動物、環境対象物から、水、食品、その他の物質を検査室で検査するためのサンプルを採取する;
- 救助隊本部やその他の情報機関から情報を入手し、利用する。
衛生疫学的偵察の計画にあたっては、その具体的な任務、地域と対象、偵察チームの構成と装備、移動経路、偵察の時期、偵察結果の報告の順序と形式を決定する。得られたデータに基づいて、衛生疫学的状態が評価される:
好ましい状態:
- 1)住民の間に感染症(ペスト、コレラ、黄熱病、またはその地域にとって珍しい病気を除く)が存在し、互いに無関係で、問題となっている病気の潜伏期間を超える期間出現している;
- 2) 集団や救助隊に脅威を与えない、そのような伝染病(enzootic)の状態;
- 3) 感染症が広く蔓延する条件がないこと(地域の衛生状態、給水施設、共同生活施設、複合的な疫病対策の質の高い実施);
- 4) 近隣地区の住民の間に集団感染症がなく、現存する単一感染症は、現況では住民に当面の脅威をもたらさない。
不安定な状態
- 1)未登録の個別伝染病の発生、散発的な伝染病罹患率の軽微な増加、または集団伝染病が発生し、それ以上拡大する傾向がない、
- 2) 罹患した住民や救助隊に脅威を与える可能性のある人獣共通感染症の流行病巣が存在し、(または)地域や給水施設の衛生状態が十分でない場合、散発的なものを除き、感染性の罹患がない、
- 地域の衛生状態、給水施設、予防・疫病対策の質が低い;
- 3) 伝染病の病巣が存在し、流行が顕著でない;
4) 危険な伝染病の病巣に近接した緊急地域の位置。
好ましくない条件
- 1) 危険な感染症の集団発生、またはペスト、コレラ、黄熱病、出血性の特に危険な熱(ラッサ、マールブルグ、エボラ出血熱)が近隣地域で発生し、それがさらに拡大する条件がある場合(地域の衛生状態、給水施設、共同体の不適格性、防疫対策全体の質の低さ);
- 2) 特に危険な感染症の単一疾患の発生。
緊急事態:
- 1)短期間に被災者の間で危険な感染症が増加する;
- 2) 特に危険な感染症の集団発生;
- 3) ペスト、野兎病の自然病巣が活性化し、人々の間でそれらの病気が発生する。
2. 緊急事態における住民の疫病対策サービスシステムにおける衛生疫学サーベイランスと微生物学的管理。
災害地域に偵察隊が常駐することにより、衛生疫学的偵察は衛生疫学的サーベイランスに発展し、技術的手段を用いて環境対象物、食品、食品・飼料原料、水、臨床材料の汚染を検出する対策を実施する。
衛生疫学サーベイランスでは、住民の健康と労働能力に悪影響を及ぼす要因を迅速に特定するため、被災地や被災住民の宿泊場所の衛生疫学的状況を継続的に調査する。
緊急時の微生物学的管理とは、環境対象物、食品、水、臨床材料のサンプルから感染因子を検出することである。さらに、研究所長は、食品、食品原料、飲料水の衛生検査を実施し、住民の使用に適しているかどうかの結論を出す。
地方レベルでは、微生物学的検査は、衛生・疫学監督センターに基づいて設立された検査室によって実施される。この研究所には、細菌学者、ウイルス学者、昆虫学者(寄生虫学者)、実験技術者、衛生要員、技術者が含まれる。
被災地での主な仕事は以下の通り:
- 外部環境および人体における病原体の特定;
- 検査室での管理、食品、食品原料、飲料水の検査、使用や消費に適しているかどうかの結論の発表;
- 流行地の性質と危険度の特定。
医療組織のすべての研究所は、被災地に短時間で到着し、新たな移転先での作業を速やかに組織すべきである。この目的のために、適切なテント在庫と検査室を自動車輸送で割り当てることが想定されている。
3. 緊急区域における緊急・特異的免疫予防法の組織化と実施
緊急予防策とは、伝染病が流行している地域において、感染者または感染している可能性のある人々の伝染病の発症を防ぐための一連の医療措置である。
流行地における緊急予防策は、一般予防策と特別予防策に分けられる。一般的な緊急予防は、感染症の原因となった病原体の種類が確定するまで行われる。一般的な緊急予防措置の期間は、病原体の分離、同定、抗生物質に対する感受性の判定に要する時間によって決まる。
特殊な緊急予防策は、感染症患者において、微生物の種類、抗生物質に対する感受性の決定、臨床診断の確認がなされた後に実施される。
特別な緊急予防措置の期間は、感染症の病型(潜伏期間)、使用する抗菌製剤の特性、および先に実施した一般的な緊急予防措置の内容を考慮して設定する。
大災害の影響除去期間中の緊急予防策は、組織化されて実施される:
- 救助隊や建設業者の組織では、これらの集団の長や医療従事者が行う;
- 伝染病の発生を予防・除去する組織や機関で実施される;
- 組織化された集団では、これらの集団の長や医療従事者が行う;
- 罹患者-看護チームやその他の医療チーム。
ワクチンの選択は、その投与方法、ワクチン接種の規模、実施に必要な資源の有無によって決定される。
4. 自然災害、事故、大災害が発生した地域における医療・予防機関の防疫提供。
自然災害や事故、大災害が発生した地域では、医療機関や予防機関が防疫体制に移行する。
厳格な防疫体制の目的は以下の通り:
- 感染者の間で感染症を蔓延させない;
- 感染症患者に対応する医療従事者の保護;
- 感染した患者を担当する医療従事者の保護。
LPUにおける厳格な疫病対策は、次のような方法で達成される:
- 医療ステーション、ポリクリニック、病院の業務の再編成、職員の職務の再分配、必要な体制と防疫対策を考慮した物的手段;
- 感染症の兆候のある人、ない人という2つの流れを被災者に割り当てる;
- 患者間の接触の可能性を排除し、割り当てられた流れで医療を二重に行う;
- 医療搬送の安全を確保し、関係者以外の立ち入りを禁止する;
- 厳重な防疫条件の下、危険な感染症患者を隔離すること;
- 観測所で病人と接触した人を一時的に隔離すること;
- 医療従事者による防護服の使用;
- 医療関係者および接触者に対する一般的および特別な緊急予防措置;
- 検査のために患者から材料を採取し、検査室まで搬送する際の予防措置の遵守;
- 病院内での現行消毒および最終消毒の実施。
5. 自然災害や大災害が発生した地域における消毒、除菌、除熱措置。
上水道、下水道、熱供給、電力供給システムの破壊、人口の移動の増加などを伴う緊急事態の下では、消毒対策の役割と重要性は著しく増大する。この点で、非常事態における消毒対策の組織と実施には独特の特徴がある:
- 病巣における消毒活動の量と頻度が増加する;
- 利用可能な消毒能力と手段が、中心地における衛生と伝染病の予防の必要性と矛盾している;
- 消毒、除菌、脱脂のために、最も簡単で、最も安価で、最も効果的な手段を使用すること;
- 消毒のために即席の器具や設備を使用すること;
- 消毒手段を組織し、管理することの難しさ;
- 自治体サービス、国防省、運輸省、その他の省庁の関係部署が、消毒活動を実施するために必要な人員や手段を確保すること。
緊急事態における衛生疫学機関および組織の主な任務は以下のとおり:
- 被災地および被災地に隣接する地域の住民の衛生疫学的な健康を確保するための措置を実施し、住民および被災地に隣接する地域における集団感染症の発生と蔓延を防止する。
この一連の業務で最も優先されるのは次のようなもの:
- 1. 飲料水供給源の衛生疫学的適合性評価 2.
- 2. 被災地で消費される食品の安全性の評価。
- 3. 廃棄物処理と汚水消毒の代替方法の評価。
- 4. 給食施設、負傷者支援ポイント、被災者の宿泊場所、避難経路の衛生状態の管理。
- 5. げっ歯類の防除、駆除措置の組織化。
- 6. 放射線、化学物質、衛生疫学偵察への参加。
- 7. 災害センターの衛生清掃に関する問題の調整(死者の埋葬、汚水の除去)。
- 8. 災害の影響を除去するために、本部および関連部局の代表者と行動を調整する。
- 被災住民に対する緊急医療・衛生・疫病予防援助の組織化;
- 医学的影響の除去期間中、救助・復旧部隊の隊員の健康を維持する;
- 緊急事態における業務のための衛生・疫学機関および組織の職員の特別訓練、産業・生産施設で働く人々および住民の被災地での行動・振る舞いに関する訓練・指導。
- 緊急事態の予防・収拾の国家システムで機能する組織・機関、研究機関の部隊・手段の創設、装備、訓練、即応態勢の維持、緊急事態における住民への衛生・疫病対策の理論的・方法論的・組織的基盤の整備と実務への導入;
- 緊急事態における衛生疫学サービスの組織・機関の業務に必要な医療機器の集積、保管、更新、会計、管理;
- 緊急事態で活動する医療従事者の訓練、国民の応急手当の訓練、さまざまな災害における適切な行動規範の訓練;
- 衛生・疫学サービス部隊の運営管理、災害対応に携わる省庁との交流を通じて、被災者への適時の医療・衛生援助を確保する;
- 平時および戦時の緊急事態における衛生規則、衛生基準、規範の遵守を管理する;
- 平時および戦時の緊急事態における、飲料水、食品原料、食品、環境対象物の生物学的(細菌学的)汚染(汚染)を適時に検知・表示するための監視・検査管理ネットワークの組織化;
- 衛生・疫学的状況の管理、ロシア連邦領域における伝染病の可能性の予測の組織化と実施。
計画された措置の履行に関する機関や組織の活動は、緊急事態の前の期間、緊急事態の期間、緊急事態の後の期間の3つの活動期間において実施される。
緊急事態において、伝染病対策のシステムは、居住地と隣接地域の前年度の疫学的専門知識、人獣共通感染症、疾病の病因学的構造、伝染病・疫病発生過程の質的・量的特徴の特徴、感染拡大のパターンに関する情報に基づくべきである。
衛生・疫病対策の効果を高めるためには、以下のことが必要:
- 事前に衛生疫学的状況をモデル化し、住民や救助者の健康悪化の危険因子を特定し、優先的な健康改善措置を計画・実施する;
- 災害発生後数時間以内に、衛生学者、毒性学者、放射線学者、疫学者、および極限状況下での作業経験や訓練を有する住民の生命維持サービスの代表者の参加を得て、綿密な衛生疫学的偵察を実施すること。
6. 生物製剤の使用による緊急事態における衛生・疫病対策の特徴
感染症の蔓延を防ぐため、地域の民間防衛責任者の命令により、生物学的敗因の地帯と病巣の特定と除去、検疫とその遵守が確立される。
検疫とは、防疫と体制を制限する措置のことで、敗戦の中心地全体を完全に隔離し、その中で感染症を根絶することを目的としている。検疫は、敵による細菌性病原体の侵入の事実が明白に立証された場合、および主に、侵入した病原体が特に危険であると分類された場合に課される。
検疫区域の外側の境界線には武装した警備員が配置され、夜間外出禁止令とパトロールが実施され、交通が規制される。検疫施設では夜間外出禁止令が出される。人の外出、動物の外出、財産の持ち出しは禁止されている。立ち入り(進入)は、細菌剤の使用による影響の除去を支援するための特別な民間防衛部隊と医療関係者のみが許可される。
検疫区域内にあり、生産活動を継続している対象物は、防疫要件を厳格に遵守する特別な操業モードに移行する。作業シフトは別々のグループに分けられ、グループ間の接触は最小限に抑えられる。労働者や従業員の食事や休憩は、特別に指定された部屋でグループごとに行われる。検疫区域では、すべての教育施設、娯楽施設、市場、バザーは閉鎖される。
発症した病原体が特に危険な感染症に属さず、集団感染の恐れがない場合、隔離は観察に取って代わられる。
観察とは、感染症の蔓延を防ぐことを目的とした一連の隔離、制限、治療措置である。検疫とは対照的に、観察区域における規制措置には、出入りの最大限の制限、事前の除染や疫学者の許可なしに対象地域から財産を持ち出すこと、栄養や水の供給に対する医学的管理の強化、感染地域内での移動の制限、別々の集団間でのコミュニケーション、その他の措置が含まれる。
検疫区域や観察区域では、形成当初から消毒(殺菌)、除染、脱皮(昆虫やげっ歯類の駆除)措置が実施される。
敵が大量破壊手段の一つを使用した結果、敗北の病巣と見なされる。そのような病巣が部分的に、あるいは完全に重なり合うこともある。このような場合、複合的な敗因が存在する。
部隊の対生物防護は、大量破壊兵器から要員を防護するシステムの不可欠な部分である。これは、部隊と後方施設に対する生物学的物体の防御効果を最小化し、戦闘効果を維持し、任務を確実に遂行するために実施される作戦的、戦術的、特殊な措置の複合体である。
対生物防御措置の複合体は恒常的に実施されるものであり、以下を含む:
- 平時に実施される活動である。これには、対生物防衛の組織化、必要な兵力と手段の準備が含まれる。戦闘訓練や特別訓練が実施されるが、その目的は、対生物防衛対策の実施において部隊の高度な訓練を達成することである。免疫予防は、一次予防接種時の免疫の発達を長期間(数カ月)にわたって保証する製剤を用いて実施される。再接種は、敵による生物製剤使用の脅威がある期間に、このような製剤を用いて実施され、数年前にも一次接種を受けた人に対し、短期間(1日)で本格的な防御を可能にする;
- 敵による生物製剤使用の脅威がある期間に実施される活動。この期間中、作戦・戦術的措置が計画・実施され、利用可能な兵力や手段が準備され、生物製剤使用の影響を排除する。衛生疫学および生物学的偵察が実施され、要員の免疫予防が、予定に基づいて、また疫病の徴候に応じて(戦時の予定予防接種計画に従って)実施される;
- 生物学的製剤の使用時に、要員を生物学的製剤から防護するための措置を講じる。生物製剤の使用を適時に発見することは、効果的な防衛措置を講じる上で極めて重要な条件である。生物学的攻撃のシグナルを受けた要員は、個人的および集団的な防御手段を用いる;
- 敵による生物製剤使用の結果を排除するための措置である。これには、部隊の特別待遇、地形・道路・施設の消毒(消毒)、軍服・防護具・軍装品、緊急予防措置、ワクチン接種(再接種)、隔離・制限、治療的避難措置などが含まれる。
伝染病の温床において確立された体制および行動の規則ならびに医療サービスの要件は、すべての軍人が疑義なく従わなければならない。予防接種と投薬を拒否する権利は誰にもない。
伝染病の集団蔓延を防ぐため、軍人は個人の衛生規則を守り、居住区や共用部分を清潔に保つ義務がある。居住区では、階段の手すりやドアの取っ手を消毒液で処理し、トイレには塩素石灰を入れ、部屋の掃除はすべて湿式掃除だけにし、ハエやその他の昆虫の繁殖を許してはならない。
感染症の中心地では、水は水道管からか、医療サービスによってチェックされた感染していない水源からのみ摂取することができる。水や牛乳は沸騰させ、生の果物や野菜は熱湯で洗い、パンは火であぶる。
食器はよく洗い、煮沸消毒し、食事の際は個人用の食器を使用する。
部屋を出るときは、呼吸器と皮膚の保護具を着用する。路上から居住区に入るときは、靴とマッキントッシュを消毒液で処理するまで外に出しておく。
病気の最初の兆候が発見された場合は、直ちに医師に連絡し、患者を隔離する。
治療のために病人をバラックに残す場合は、別室にするか、ベッドを網戸やシーツで遮るべきである。病人用の食器やケア用品は別に用意する。患者のいる部屋では、日常的な消毒、すなわち、部屋や患者が接触した物の消毒を行う。消毒は最も簡単な方法で行う。
- ソーダ、石鹸、その他の洗剤を入れたお湯で洗う。
可能であれば、患者の世話は一人で行うべきである。最も簡単な個人用保護具を使用し、手を洗って除染する。
患者が病院に移された後、または回復した後、最終的な消毒が行われる。患者が接触した部屋、寝具、物品が消毒される。通常、物品はその場で除染され、寝具は除染ステーションに送られる。
感染症が発生した場合、すべての軍人は自分の持ち物を消毒しなければならない。そのために、さまざまな消毒剤(漂白剤、クロラミン、アルカリ、ホルマリン、リソル)の溶液が使われる。壁、天井、床、木製品、金属製品の消毒は、消毒液で湿らせた布で行う。布張りの家具は、まず掃除機で掃除した後、3%のクロラミン溶液に浸した布やブラシで拭く。木綿の衣類、リネン、食器の消毒は、2%のソーダ溶液で2時間煮沸消毒する。布製品の消毒は、熱したアイロンで行うこともできる。履物、衣類、毛布、枕、その他煮沸消毒できないもの、保護具は、消毒ステーションで消毒のために引き渡される。
居住区の消毒は、個人用保護具を着用して行わなければならない。各種消毒液の取り扱いには注意が必要である。消毒に使用した拭き取り材は所定の場所に置き、その後焼却すること。作業中の喫煙、飲酒、食事は禁止されている。
施設内の消毒には、漂白剤の0.1~5%溶液を清澄化(テンパリング)したものを使用することが多い。5%溶液を調製するには、10リットルの容器に0.5キロの塩素石灰を希釈し、溶液を放置する必要がある。その後、溶液の上層部を排出し、必要に応じて水で希釈して必要な濃度にする。
消毒作業終了後、消毒に携わる者は完全な消毒を受けなければならない。これは、固定された洗い場、浴槽、シャワー、または特別に設置された洗い場で行われる。
更衣室に入る前に、外衣、ヘッドギア、皮膚保護具を脱ぐ。更衣室では、靴、衣服、下着を脱ぎ、健康診断を行う。汚染された衣服、履物、保護具は、係員によって除染部門に移される。
洗浄区画に入る前に、ガスマスクは外され、粘膜は2パーセントの重曹溶液で処理され、石鹸とフランネルが用意される。
洗浄区画では、軍人はまず手を1~2回石鹸で洗い、次に顔と頭をぬるま湯でよく洗う。それから全身を石鹸で洗う。シャワーでの洗浄は10~15分続く。
着替え室で、除菌された患者は二次検診を受け、感染していない衣服(治療済みのもの)を受け取る。
生物学的病変における住民の行動規則
生物兵器の撃退効果の基礎となる細菌学的病原体に対する防護措置の適時性と有効性は、敵の細菌学的攻撃の兆候をどれだけ研究しているかによって大きく左右される。
敵が生物兵器を使用する兆候の少なくとも一つを察知したら、直ちに、可能であればガスマスク(呼吸器、防塵マスク、綿ガーゼ包帯)と皮膚保護具を着用し、最寄りの民間防衛当局または医療施設に報告することが必要である。その後、状況に応じて防護構造物(シェルター、放射線防護シェルター、簡易シェルター)に避難することが可能である。個人防護具や防護構造物を適時に正しく使用することで、細菌性病原体が呼吸器官や皮膚、衣服に侵入するのを防ぐことができる。
生物兵器に対する防御が成功するかどうかは、さらに、感染症や毒素に対する住民の免疫の程度にかかっている。免疫力は、まず第一に、体系的な身体強化、運動やスポーツを通じて生体を全般的に強化することによって達成することができる。免疫はまた、特定の予防策によっても達成される。予防策は通常、ワクチン接種と血清接種によって事前に行われる。さらに、細菌性病原体による敗戦の危機(または敗戦後)には、直ちにAI-2キットの抗菌剤No.1を使用すべきである。
生物兵器に対する効果的な防御を確保するためには、疫病対策と衛生対策が非常に重要である。住民に食料と水を提供する際には、個人衛生の規則と衛生・衛生上の必要条件を厳守する必要がある。食品の準備と消費は、細菌学的病原体による汚染の可能性を排除しなければならない。食品の準備と消費に使用される各種器具は、消毒液で洗浄するか、煮沸処理しなければならない。
敵が生物兵器を使用した場合、人々の間に多数の感染症が同時に発生すると、健康な人々でさえ強い心理的影響を受ける可能性がある。この場合の各人の行動や振る舞いは、起こりうるパニックを防ぐことを目的とすべきである。
敵が生物兵器を使用した場合、感染症の蔓延を防ぐため、地区や都市の民間防衛の責任者、国民経済の対象の戦術責任者の命令により、検疫と監視が適用される。
検疫は、敵による生物兵器の使用の事実が明白に立証された場合、主に使用された病原体が特に危険な場合(ペスト、コレラなど)に実施される。検疫体制は、敗戦の中心地を周辺住民から完全に隔離し、感染症の蔓延を防ぐことを目的としている。検疫が宣言された地域からは、人の出国、動物の引き揚げ、財産の持ち出しが禁止される。感染地域を通過する交通機関の通行も禁止される(鉄道のみ例外)。
検疫区域内の住民は小グループに分けられ(いわゆる小分け検疫)、よほどのことがない限り、アパートや借金を離れることは許されない。食料、水、生活必需品は、特別チームによってこれらの住民に届けられる。建物の外で緊急に作業を行う必要がある場合は、必ず個人防護具を着用しなければならない。
各市民は、検疫区域における規制措置の遵守に厳格な責任を負い、その遵守の管理は公安が行う。
確定した病原体の種類が特に危険なグループに属さない場合、検疫は観察に取って代わられ、感染の中心を医学的に観察し、必要な治療・予防措置を実施する。観察期間中の隔離と制限措置は、検疫期間中よりも緩やかである。
細菌性病変が発生した場合、最優先される措置のひとつは、住民に対する緊急予防処置である。このような治療は、施設に所属する医療関係者、地区の医療関係者、医療部隊の職員によって組織される。各衛生班には、通り、近隣、家屋、作業場の一部が割り当てられ、衛生班が1日2~3回訪問し、住民、労働者、従業員に薬が配られる。予防には、広域抗生物質やその他の薬剤が使用され、予防と治療効果が確保される。AI-2救急キットを持つ住民は、救急キットの製剤を使って独自に予防を行う。
病原体の種類が特定されるとすぐに、その病気に特化した抗生物質や血清などを使用する緊急予防が行われる。
伝染病の発生と蔓延は、緊急予防処置がいかに厳密に行われるかにかかっている。いかなる場合でも、病気を予防する薬の服用を避けてはならない。抗生物質、血清、その他の薬剤を適時に使用することは、犠牲者の数を減らすだけでなく、感染症の病巣をより早く除去することにも役立つことを忘れてはならない。
消毒、除菌、脱脂は、検疫所や観察区域で、実施当初から行われる。
消毒は、通常の活動や人々の安全な滞在に必要な環境物を消毒することを目的とする。例えば、地域、施設、設備、機械、その他様々なものの消毒は、消防、農業、建設、その他の設備を用いて行うことができる。消毒には、漂白剤やクロラミンの溶液、ライゾール、ホルマリンなどが使われる。これらの物質がない場合は、温水(石鹸またはソーダ入り)や蒸気を、施設、設備、機械の消毒に使用することができる。
消毒と脱皮は、それぞれ昆虫の駆除とネズミの駆除に関連する措置であり、感染症の媒介者として知られている。昆虫の駆除には、物理的な方法(煮沸、白熱アイロンなど)、化学的な方法(消毒剤の塗布)、およびそれらを組み合わせた方法が用いられる。ネズミの駆除は、ほとんどの場合、機械的な装置(さまざまな種類のトラップ)と化学的な製剤を用いて行われる。消毒剤では、DDT、ヘキサクロラン、クロロホスなどが最も広く使用されている。ネズミ駆除用の薬剤では、殺鼠剤、リン化ジン、硫化カリウムなどがある。
消毒、除菌、脱脂の後、これらの措置の実施に携わる者の完全な衛生処置が行われる。必要であれば、その他の住民の衛生処理も行われる。
検疫(観察)区域では、上記の措置と同時に、病人やその疑いのある人が発見される。病気の兆候とは、発熱、体調不良、頭痛、発疹などである。衛生監視員や医療スタッフは、責任あるテナントや家主を通じてこの情報を入手し、直ちに隊長や医療センターに報告し、病人を隔離・治療する。
病人が特別な感染症病院に送られた後、その人が住んでいたアパートは消毒され、その人の持ち物や衣服も消毒される。患者と接触するすべての人は消毒され、隔離される(自宅または特別室)。
入院が不可能な場合、患者は自宅に隔離され、家族が世話をする。患者は、食器、タオル、石鹸、ライナー、小便器を別々に使用しなければならない。朝と夕方、同時に患者の体温を測定し、体温計の数値は測定日時とともに専用の体温表に記録される。毎食前には、手を洗い、口とのどをすすぎ、朝と夜寝る前には、顔を洗い、歯を磨く。
重症患者は、湿らせたタオルやティッシュで顔を拭き、ホウ酸または重炭酸ソーダの1~2%溶液で湿らせたタンポンで目と口を拭く。患者の治療に使用したタオルやティッシュは消毒し、紙ナプキンやタンポンは燃やす。褥瘡を予防するためには、患者のベッドを調整し、体位変換を助け、必要に応じてベッドライナーを使用する必要がある。
少なくとも1日2回、患者のいる部屋を換気し、消毒液で湿式洗浄する。
介護者は、綿ガーゼのドレッシング、ガウン(または適切な衣服)、手袋、緊急用および特定の予防薬を着用し、手指(爪は短く)と衣服を清潔に保つ。患者の分泌物、リネン、食器、その他の物に触れるたびに、手を洗い、3%ライゾール溶液または1%クロラミン溶液で消毒する。タオルの一端を消毒液で濡らしたものも携帯する。
6.4 生物製剤使用の可能性を評価する基準-評価システム
現代文明の数多くの偏執的コンプレックスの中で、細菌兵器の使用の脅威は最下位ではない。人類はすでに、たった一人の賢い人間が(ある技術的手段を持っていれば)、数百万人を殺傷できる化学爆弾や生物爆弾を作れる段階にまで進歩している。エイズやエボラ出血熱、肝炎やインフルエンザのクローンが人為的に作られたという噂は何度も流されてきた。しかし、それほどエキゾチックでないウイルスやバクテリアであっても、少量に濃縮されて人混みのどこかに放出されれば、甚大な災害をもたらす可能性がある。
井戸に毒を入れたり、包囲された要塞をペストで感染させたり、戦場で毒ガスを使ったりしたことは、歴史上すでに知られている。紀元前5世紀には、インディアンの『マヌの掟』が毒物の軍事利用を禁じていたが、紀元19世紀には、文明化したアメリカの植民地人がインディアンに汚染された毛布を与え、部族に伝染病を引き起こした。20世紀に意図的に生物兵器を使用したという記録は、30年代から40年代にかけて日本が中国領土にペスト菌を感染させたという事実しかない。
年5月、ラリー・ハリスというオハイオ州の実験技師が、メリーランド州の生物医学会社にペスト菌を注文した。この会社(アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションという面白い社名)は彼に3本の培養管を送ってきた。ハリスは焦った。日後、ハリスは再びこの会社に連絡し、約束のバクテリアはどこにあるのかと尋ねた。彼のせっかちさと無能さに驚いた会社は当局に通報し、ハリスは逮捕された。法廷で彼は不正注文を認めた。ハリスは反テロ目的で細菌を注文したと主張した–病気に感染したイラクのネズミを駆除する方法を見つけるためだった。この事件の後、出荷規制は法律で強化された。
微生物を生物兵器として分類する試みは、多くの研究者によってなされてきた。それぞれの研究者がこの問題に常識と秩序をもたらしたが、A.A.ボロビョフに言わせれば、その複雑さゆえに最終的な解決策はまだ見つかっていない。前世紀の90年代初頭、生物学的防御手段として生物製剤を使用する確率を評価する基準評価法が開発された。この方法は、生物兵器としての使用が可能な生物製剤は、生物学的特性、生物製剤と人体、環境との関係、およびそれを基に生物製剤を作成する可能性を決定する技術的、技術的、経済的指標の両方を考慮した一連の基準を満たさなければならないという事実から始まった。
この一連の基準は、天然および人工的に製造された生物学的製剤のうち、人の大量破壊やテロ目的に使用可能なものについて、以下に示すものである。各基準の発現の程度は5段階評価:高程度-4-5、中程度-2-3、低程度-1、欠如-0。
生物製剤が使用される可能性の評価基準
- ヒト感受性
- 感染量
- 感染経路
- 感染経路
- 環境中での持続性
- 病変の重症度
- 培養と大量生産の可能性
- 予防、治療、診断手段の有無
- 密かに適用する可能性
- 遺伝子組み換えの可能性
ヒトに病原性を示す主な生物製剤(細菌、ウイルス、毒素)を一連の基準に従って分析し、その結果、各生物製剤に格付け、すなわち生物兵器として使用される可能性の程度を特徴付けるポイントの合計を割り当てることができた。評価に従って、生物製剤は3つのグループに分けられた(表61):
- 生物兵器として使用される可能性が高い生物製剤(グループ1);
- 生物兵器として使用される可能性の高い生物製剤(グループ2);
- 生物兵器として使用される可能性の低い生物製剤(グループ3)である。
表61 生物兵器として使用される可能性の高い生物製剤の分布
- 1 グループ
- (高い可能性)
- グループ 2
- (使用される可能性が高い)評価 10-14
- グループ3
- (低確率)評価<
- 天然痘
- ペスト炭疽ボツリヌス中毒
- VEL
- 野兎病 Q熱マールブルグインフルエンザ
- チフス
- コレラ
- ブルセラ病日本脳炎黄熱
- 破傷風ジフテリア
- 狂犬病
- 腸チフス赤痢黄色ブドウ球菌 HIV
- 非経口肝炎などである。
従って、第一群の生物学的製剤と第二群の生物学的製剤の一部に注意を払う必要がある。この病原体は、多数の犠牲者を伴う世界的な流行(パンデミック)を引き起こし、厳重な検疫の必要性から一国や大陸全体の活動を麻痺させる。
破壊的な目的で最も恐れられているのは天然痘ウイルスである。周知のように、天然痘ウイルスはWHOの勧告に従って米国とロシアに安全に保管されている。しかし、一部の国ではウイルスが無秩序に(破壊されずに)保管されており、研究所の外に自然発生的に(あるいは意図的に)拡散する可能性があるとの報告もある。
1980年にワクチン接種が中止されたため、世界人口は天然痘に対する免疫を失っており、必要量のワクチンや診断薬の生産、効果的な治療手段が実質的に存在しないこと、ワクチン未接種者の致死率は30%であること、天然痘は病人から健康な人へ容易に感染すること、潜伏期間が長い(最大17日間)ため、近代的な高速かつ多数の通信手段により、広い地域で感染が自然拡散することなどが原因となっている。
スコットランドのグリュイナード島は、1942年の英国によるBWテストから半世紀以上たった今でも炭疽菌に汚染されている。
しかし、汚染の特定という問題が残っている。1994年、国防総省は迅速な感染検出プログラムを開発するために1億1000万ドルを受け取り、さらに7500万ドルを要求した。現在の生物学的総合検出システム(BIDS)は、30分以内に4種類の 「おなじみの」生物製剤を識別することができる。この巧妙で高価なシステムでさえ、新しい「発明」を認識することはできない。現代の人口密度とインフラは、標的型感染が発生した場合、その温床を特定することは事実上不可能である。大都市はこのような脅威の前では無防備である。現在のところ、生物学的攻撃を撃退する有効な手段はない。唯一の安全策は、同族を滅ぼすこの方法に対する人間の自然な嫌悪感である。
第7章 生物学的病原体の適応、診断、バイオモニタリングのためのツール
人類は地球を居住不可能にした後、絶滅する運命にある」
ラマルク Jean-Baptiste de Lamarckはフランスの科学者、博物学者である。
章のまとめ
生物兵器とバイオテロの脅威
生物兵器とバイオテロは現代においても重大な脅威である。特に2001年の炭疽菌郵送事件以降、生物兵器による攻撃の可能性が現実のものとして認識されている。生物兵器は比較的安価で製造が容易であり、大量殺傷能力を持つことから、テロリストにとって魅力的な手段となっている。
主な生物兵器とその特徴
代表的な生物兵器には炭疽菌、エボラウイルス、天然痘ウイルス、ペスト菌などがある。これらは高い致死率、伝染力、環境中での安定性を持つ。特に炭疽菌は芽胞を形成して長期生存が可能であり、2014年のエボラウイルスの変異株GP-A82Vは感染力が向上している。
検知・診断システム
生物兵器の検知には以下の手法が用いられている:
- 免疫学的手法(ELISA法など)による抗原・抗体検出
- PCR法による病原体のDNA・RNA検出
- 生化学的検査による病原体の同定
- バイオセンサーによるリアルタイム検出
現状では、すべての生物兵器を検出できる単一のシステムは存在していない。多くの検知システムが開発中だが、検出感度や特異性の向上が課題となっている。
対策と防衛
以下の対策が重要である:
- 早期検知・警報システムの整備
- 医療体制の整備(ワクチン・治療薬の備蓄など)
- 防護服や除染設備の整備
- 関係機関の連携強化
特にワクチン開発では、DNA組換え技術を用いた新世代ワクチンや、複数の病原体に対応できる多価ワクチンの開発が進んでいる。防衛には早期発見と迅速な対応が不可欠である。
今後の課題
生物兵器対策には以下の課題が残されている:
- より高感度・高精度な検知システムの開発
- 新型病原体への対応
- 国際的な監視・規制体制の強化
- 医療体制の整備
- 専門家の育成
テロ行為の脅威の下でのバイオモニタリングの問題は、高感度で特異的な(選択的な)病原体表示方法を開発し、これらの方法に基づいて、必要な防護措置を組織するのに適した完璧な技術的手段を構築する必要性を決定づけた。
テロ攻撃によって、世界は公共の安全の確保という問題に、より緊密で深刻な目を向けざるを得なくなった。炭疽菌メール事件は、テロリストが大量破壊兵器(WMD)、この場合は生物兵器(BW)を使用するのではないかという疑念を裏付けるものとなった。
1972年に締結された「細菌(生物)兵器および毒素兵器の開発、生産および備蓄の禁止ならびにそれらの破壊に関する条約」は、細菌(生物)兵器の生産と使用を禁止している。
最近まで、この条約はすべての国によって尊重されていた。しかし、生物学的製剤(BA)、特に感染症の天然製剤は比較的入手しやすく、低コストで使用しやすく、大量破壊が可能であり、また結果の重大性や加害者の特定が困難であるため、生物兵器として使用するには極めて魅力的である。
古典的なBAsとその適用手段は、3つの技術的カテゴリーに基づき、テロリストの適用目的と行動するテロリスト集団のタイプを考慮し、10の戦術的パラメーターに従って検討される。ローテクBAは食品や水に混入し、食中毒を引き起こす。
ハイテクBAは、より広範囲を感染させるために使用される。この場合、BAは通常エアロゾル状である。
微生物学に基づくBAは、例えば、既知の抗生物質に対して耐性を持つ人工的に改変された細菌や、環境要因に対してより耐性を持つウイルスである。
他のすべての条件が同じであっても、住民保護の信頼性は、対生物学的防護(ABP)の各リンクの有効性に直接依存することが知られている:生物学的防除、緊急予防(一般および特殊)、隔離と制限、生物試薬の使用の結果を排除するためのその他の措置、緊急事態省、内務省、RCS防護部隊、ロシア連邦国防省主軍医療総局の医療サービス部隊、保健省などの部隊とRCS情報部の行動の継続性、一貫性。
7.1 生物製剤(BAs)の特異的・非特異的表示と診断の従来の方法
現在、生物製剤の検出には、多くの徴候(タンパク質のバックグラウンドレベルの上昇、分析試料の酵素活性の存在など)による非特異的発現検出と特異的表示が行われている。このプロセスで得られたデータは、生物学的状況の評価、バイオエージェントから身を守るための提案書の作成、バイオエージェントによる被害をなくすための措置の性質、範囲、タイミングを具体的なケースごとに示すための基礎となる。
非特異的表示(NI)-病原微生物や細菌毒素を扱うあらゆる機関が、敵による生物化学物質の使用や外部環境への偶発的放出の結果として、潜在的な生物化学物質による大気や地形の汚染の事実を確認するために取られる一連の特別措置。このような場合、生物学的製剤の検出は、原則として、その種の同定(決定)なしに行われる。多くの場合、非特異的表示は、BPAの分類学的特徴のグループ判定と組み合わされ、細菌、ウイルス、リケッチア、その他の微生物グループ、およびそれらの存在形態(芽胞または植物性)、病原性の特異性(伝染性または非伝染性)の帰属を可能にする。
非特異的表示は、まず第一に、採取した空気サンプルに生物学的製剤(BS)エアロゾルが含まれているかどうかを、特殊な装置(特殊不純物自動検出器、略称ASP)の助けを借りて分析する。この装置は主に化学部隊(サービス)の偵察部隊に設置されているが、部隊や非常事態省の他の部隊や機関、特に医療サービスの衛生疫学研究所にも設置されている。このような信号装置の分析作用は、微生物(毒素)タンパク質のスーパーフォノン濃度を、その特異性を特定することなく検出する物理的または物理化学的方法に基づいている。これにより、分析の迅速性と追跡モードでの機器の操作が保証される。NI信号装置の陽性結果は、自動光または音信号によって登録される。ASPには特別な 「サンプリングユニット」があり、アラームがトリガーされた後、後続の特異的表示(SI)のために自動的にサンプルを採取する。
BSの使用を非特定的に検知する最も迅速な方法は、BSの使用に伴う外部(間接的)徴候を目視で観察することである。例えば、散布装置を使用する場合のそのような兆候には、敵機の後方で急速に消える細菌エアロゾルの帯の出現が含まれる。
特殊弾薬が使用された場合、爆弾、砲弾、地雷の破裂音は鋭くなく、通常弾薬の典型的なものではなく、地上に細菌性エアロゾルの小雲が形成される。飛沫や粉状の堆積物が地面や周囲の物体に見えることがある。弾薬の大きな破片や部品が地面に落ちていることがある。ピストンやその他のエアロゾル発生装置を備えた通常とは異なる爆弾、ロケット、ミサイルの残骸が、細菌兵器の使用が疑われる地上に現れることがある。また、その地域には珍しい昆虫やダニのコロニーが地上に見つかることもある。これらはすべて、目視で観察された場合、BWの可能性を示す可能性がある。しかし、目視による観察は、BWの可能性を示す非常に信頼性の低い方法である。
観察データはせいぜい、細菌学的攻撃があったことを示唆するものでしかない。NDTの方法としての目視観察は、視界が制限される夜間や昼間には適していない。このような目視観察法の欠点や主観性から、NDTのための機器の開発が余儀なくされてきた。そのような装置の中でも、自動装置は最も注目に値する。エアロゾル粒子をカウントし、粒径を測定する。このような装置を(非破壊検査に)使用する可能性を正当化するために、大気環境の長期調査データが使用される。
このように、大気中には常に、ある大きさの固体粒子が比較的一定数懸濁している。その数が増加するのは、通常、風が強く、粉塵が舞い上がるときだけである。敵機の出現、爆撃、ロケット砲や大砲の発射後、大気中のある大きさ(1~5ミクロン)の微粒子の数が、気象条件では説明できないほど突然増加した場合、敵が細菌兵器を使用したと結論づける十分な根拠となる。
たとえば、空気中の粒子を移動するテープに付着させ、そのテープ上の粒子を特殊な染料で着色した後、テレビ装置の助けを借りて自動的に見てカウントするという原理に基づくものである。このような装置のおかげで、テープに付着したすべての粒子を数えるのではなく、着色されたものだけを数えることができる。有機物質からなる粒子だけが色を認識することを考慮すべきである。したがって、このような装置で得られた空気サンプルの結果は、BSの使用を示す可能性がさらに高くなる。
特異的表示(SI)は、BS使用の事実(非特異的表示陽性)を確認し、その種類を決定するために医療サービスによって実施される一連の活動である。特異的表示は、軍隊,前線,軍管区,艦隊の衛生・疫学サーベイランスセンターおよび病院基地の衛生・疫学部門(CSESA UGB)の検査室によって実施される。感染症病院および医療研究機関の微生物学研究所がSIに関与することもある。具体的な表示には、環境対象物からのサンプリング、その輸送、実験室での検査という連続した3段階が含まれる。
サンプルは、空気、生物学的弾薬の破片、鼻咽頭や皮膚の洗浄、軍用装備の表面からの洗浄、げっ歯類や節足動物の死体から採取される。化学・医療部門は、外部環境対象物のサンプリングを担当する。食品と水のサンプルは、医療部門が検査と使用の可能性についての意見を述べるために採取する。検査室へのサンプルの搬入は、化学・医療サービスによるあらゆる種類の輸送手段で行われる。研究所は、搬入された試料の検査に3つの方法を適用する:
- 1) 原料を特急で検査する方法;
- 2) 濃縮物質の特急検査法
- 3) 古典的な生物学的検査法
固有物質と濃縮物質の特異的表示には、蛍光抗体法(FA)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、間接凝集反応(ΡΗΓΑ)が使用される。
さらに、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)など、より現代的な迅速分析法を用いることもできる。疑わしい結果が出た場合は、古典的な研究方法である微生物の単離と純粋培養を行う。具体的な検査は、検査室のタイプに応じて、減量または全量で実施される。
事業部の中央衛生疫学サービスおよびそれに準ずるユニット(PSEL-野外衛生疫学研究所)の専門家は、特に危険な感染症(特に危険な感染症)(ペスト、天然痘、黄熱病)および外部環境での耐性が高い病原体(炭疽、Q熱)に関してのみ縮小調査を実施し、ボツリヌス毒素の含有量についてサンプルを検査する。
また、研究所の力と手段が強化されれば、野兎病、ブルセラ病、日本脳炎、ウイルス性出血熱など、伝染力の強い感染症の病原体のSIを実施するために、研究範囲を拡大することができる。SIの条件:予備的回答の発行は6時間以内、縮小スキームによる最終的回答の発行は48時間以内、拡大スキームによる最終的回答の発行は48時間以内、ウイルスとリケッチアについては72時間以内である。
BPAの統一されたSIスキームでは、細菌、リケッチア、ウイルス、クラミジア、真菌、細菌毒素の全種を検出・同定する(図71)。これらの微生物種を検出できるかどうかは、適切な診断用製剤(発光免疫グロブリン、赤血球免疫グロブリン診断薬など)が検査室にあるかどうか、また、栄養培地や細胞培養、その他の生物学的系で生物学的濃縮を行った後、生サンプルと材料の両方を分析するための条件が整っているかどうかで決まる。
BPAの完全なSIを行うための条件がない場合、試料は減量して分析され、生物学的濃縮を行わずに納品された試料を迅速に分析することができる。適応試験の範囲とその対象は、協会の医療サービスの責任者によって決定される。同時に、検体を適切な衛生・疫学機関に送付する手順も決定され、これらの検体の分析は、完全に単一のスキームに従って継続することができる。具体的な状況に応じて研究範囲を変更することで、検出すべき生物病原体種のリストとサンプル分析の段階の両方に関わることがある。診断が疑われる病人や動物から提供された試料の分析は、特急法および/または古典的な微生物学的手法で実施され、その他の場合はすべて、病人からの試料はBPA SIの統一スキームに従って検査される。
図71.図71. BPAおよび生物学的毒素の特定表示に関する既存のスキーム[5]。
BPAの表示結果が陰性であることを最終的に確認する必要がある場合、および疑わしい場合、あるいは対照試験や純粋培養による病原体の分離が必要な場合はすべて、衛生・疫学機関の専門(細菌学的、ウイルス学的、その他)検査室で、一般に認められた完全な(古典的)微生物学的分析法を用いて試料をさらに検査する。
平時、特に戦時におけるSIの組織では、検査室の業務における継続性の原則を厳守することが規定されている:
- 統一されたサンプリング方法、統一されたスキームと分析方法;
- 試料は、その処理と検査の段階に応じて、共通に統一された(通し)番号付けとラベリングがなされる;
- 減量SI BPAを実施する試験所は、統一スキームに従って完全な試料検査を保証する高等機関に、各試料の約2/3をできるだけ早く送ることを義務付けられる;
- 部隊レベルの検査室とそれに準ずる検査室を強化する。これらの検査室は、追加の兵力と手段を費やして本格的な表示を実施しなければならない;
- 部隊の後に再配置される検査室は、新たな部隊と交代し、検体を移転して検査を継続する;
- 医療・獣医サービスの異なる部門の検査室間で、検査の進捗状況と結果について、義務的かつ明確な相互情報を提供する。
検査室の業務継続の原則が守られていれば、分析の初期段階で行われた研究を繰り返す必要はない。
生物学的製剤の特異的検査は、上記の2段階による迅速分析の統一スキームに従って実施され、常に以下の順序で調査が行われる:
- 検体の受付、選別、登録
- 検査用サンプルの準備と一次処理;
- 物理的または免疫吸着法による試料中の病原体の濃縮(必要な場合);
- 自生物質やサンプルの分析方法による検査;
- 白色マウスおよび細胞培養における栄養培地上での試料の生物学的濃縮;
- ボツリヌス菌やその他の毒素のバイオアッセイ;
- 生物学的に濃縮された試料を迅速な方法で検査する。[2]。
質の高いサンプルの採取と輸送は、環境対象物やヒト・動物由来の物質における特異的表示の成否を大きく左右する。試料採取は、非特異的検査で陽性の結果が出た場合、あるいはヒトや動物に急性感染症が突然発症した場合に行われる。サンプリングは[5, 6, 12]に従う:
- 大気表層および漏出施設の屋内の空気試料、生物学的弾薬の破片、薬莢および内容物;
- 軍需品の破裂が疑われる場所のすぐ近くの軍用設備や地形に付着した粉状物質、液体飛沫、その他の不審物;
- エアロゾル雲の発生源のすぐ近くにあった兵器や軍用装備の露出した表面、またはエアロゾル雲が移動していた際に発生源のすぐ近くにあったその他の物体の洗浄物;
- 汚染が疑われる開放水域や井戸の水サンプル、昆虫やダニ、検出された容器の近くの部隊の場所に突然現れた動物(げっ歯類)の死体;
- 生物学的エアロゾルの拡散地帯で無防備だった人の鼻や鼻咽頭の粘膜や皮膚からの洗浄物、急病人の血液、排泄物、糞便、その他の物質、感染症で死亡した人の遺体の内臓や組織の一部、病気にかかった動物やその死体からの物質などである。
まず、最も代表的なものとして、大気の表層の空気、弾薬の破片、防護具なしで生物学的エアロゾル地帯にいる人の粘膜や皮膚からの洗浄物のサンプルが採取される。食品や飼料のサンプルは、汚染が直接疑われる場合にのみ採取される。
SIのためのサンプリングは、化学的および細菌学的(生物学的)偵察装置によって実施される。空気サンプリングには自動不純物信号装置(ASP)が使用され、外部環境からのサンプルはサンプリングキット(KPO-1)、軍用化学偵察装置(MCRD)、医療用化学偵察装置(MCRD)を使って採取される。医療サービスには、感染者や病人からの採取、環境物体からの採取、食物や水からの採取、吸血節足動物媒介物の採取の4つのセクションからなる医療用サンプリング・移送キット(MSTK)が装備されている[5]。
空気サンプルは、エアロゾルサンプラーセパレーターを用いて採取される。エアロゾルサンプラーセパレーターは、NI装置のトリガー後に自動的に作動し、トラッキングモードで空気を分析する。サンプリング・サイクルが終了すると、セパレーターは装置から取り外され、プラグで閉じられ、プラスチック袋に入れられ、保温容器に入れられ、衛生疫学研究所に送られる。
エアロゾル雲の動きに垂直に位置する開放面からのサンプリングは、洗浄によって行われる。この目的のために、MPCPとMCOPのチューブに取り付けた棒に湿らせた綿棒を使い、飛沫や粉状のプラークが付着している表面を拭く。その後、綿棒を試験管に戻す。
サンプルの蛍光抗体法(FAM)分析。MFAは、求められた抗原と特殊な色素(蛍光色素)で標識された発光免疫グロブリンとの反応に基づいている。その結果、抗原+蛍光抗体複合体は、青色および紫外線のスペクトルで発光する能力を獲得する。MFAの主な利点は、同種の蛍光免疫グロブリンで染色した調製物から、細菌、リケッチア、ウイルス、真菌などの生物病原体やそれらの抗原を迅速に検出、局在化、同定できることである。MFAを1~2時間使用することで、生物病原体の生存細胞だけでなく、調製物中に含まれる死滅細胞も検出することができる[15]。
SIには、非特異的発光コントラストと組み合わせた直接蛍光抗体法が用いられる。この目的のために、フルオレセイン・イソチオシアネートで標識した特異的蛍光抗体(緑色を発する)と、ローダミン色素(赤色発光を有する)で標識した正常血清(ウマ、ウシ、ウサギ)のアルブミンからなる造影剤を等量混合して塗抹標本を染色する。
直接MFAによるSIを行うには、以下のものが必要: 乾燥フルオレセインイソチオシアネート(FITC)標識免疫グロブリン、ローダミン誘導体で標識した乾燥血清アルブミン、塗抹標本固定用の化学的に純粋なアセトンまたはエチルアルコール、発光免疫グロブリンで処理する際の標本の沈降用に0.87%塩化ナトリウムを含む0.01Mリン酸緩衝液(pH7.2~7.4); 乾燥した発光複合体の溶解および染色塗抹標本の洗浄に用いる蒸留水(中性pH);発光複合体の作業希釈液の調製に用いる0.15M(等張)塩化ナトリウム溶液; 発光顕微鏡用非発光性イマージョンオイル(またはフタル酸ジメチル)とトリスグリセリン混合液、塗抹標本および顕微鏡用標本作製用スライドとカバースリップ、染色標本の固定と洗浄用バッテリーカップ; 発光免疫グロブリンで塗抹標本を染色するための蓋付きキュベット(ウェットチャンバー)またはペトリ皿、発光結合体の作業用希釈液の調製およびそれらで塗抹標本を処理するためのチューブ、ピペットおよびその他の器具[5, 15, 24]。
間接凝集反応(IHRA)による検体分析。検体中に含まれる微生物、その抗原、細菌毒素の検出には、免疫グロブリン赤血球診断法を用いたRHGAが用いられる。反応を行うには、赤血球免疫グロブリン診断薬、RNHAの特異性をコントロールするための免疫血清、等張塩化ナトリウム溶液、希釈液調製用の成分(ウマまたはウサギの正常血清)が必要である。乾燥赤血球免疫グロブリン診断薬および同種免疫グロブリン(免疫血清)ならびに希釈液調製用成分は、診断薬の使用説明書に従って正確に溶解し、反応のために調製する。
試料の液相の性質に応じて、検査材料は直ちに反応に使用されるか、または追加のに供される。特に、動物の臓器や組織、節足動物、患者から採取した病理学的材料から調製した懸濁液、および血液やその他の生物学的流体には、等量の飽和塩化ナトリウム溶液を添加する(非特異的反応の可能性を排除するため)。同じ目的で、感染細胞培養チューブの培養液を等張塩化ナトリウム溶液で2倍に希釈する。9%の塩化ナトリウム溶液を1:10の割合で水試料に加える[21]。
反応の段階化。各抗原に対して 2 つのウェルがあるように、マイクロ滴定装置の 2 列の平行なウェルに 0.025 mlの被験物質を注入する。一列目のウェルは実験ウェルであり、二列目のウェルは対照ウェルである。反応の特異性をコントロールするために、2 列目のウェルに赤血球診断薬に対応する特異的免疫グロブリン(免疫血清)0.025 mlを加える。1列目のウェルに(実験ウェルとコントロールウェルの体積のバランスをとるため)0.025mlの希釈液を加える。パネルの角を軽くたたいてウェルの内容物を混合する。10分後、対応する免疫グロブリン赤血球診断薬の1%懸濁液を0.025ml、最初のウェル(実験用と対照用)に加える。ウェル内の内容物を混合した後、パネルは赤血球が完全に沈殿するまで室温で1~1.5時間放置する[13, 18]。
特異性コントロールに加えて、反応には2つの診断コントロールが付随する: 赤血球の自然凝集がない場合(希釈液0.05 mlと赤血球診断薬1%懸濁液0.025 mlを2ウェルに添加);免疫血清中の赤血球の非特異的凝集がない場合(希釈液0.025 ml、免疫血清0.025 mlと赤血球診断薬1%懸濁液0.025 mlを2ウェルに添加)。
反応の記録はコントロールから始める。赤血球沈殿の性質は、4クロススケールで評価する[5, 18]:
- (++++) – 凝集した赤血球が均一な層でウェルの底全体を覆い、逆ドームの形を形成している;
- (+++) – 一様に凝集した赤血球の周囲に、薄い(「festooned」)リングが観察される;
- (++) – 一様に凝集した赤血球の背景に、直径が小さく縁が均一なリングが認められる;
- (+) – かすかな凝集赤血球の背景に、直径の小さい明瞭なリングが認められる;
(-) – 赤血球の凝集がなく、縁が均一な小さなリングか、ウェルの底にコンパクトな円盤が形成される。診断コントロールで赤血球凝集がない場合のみ反応をカウントする。RNHAは陽性とみなされる。
クロスしている場合、RNHA は陽性と判定される。すべてのウェルで血球凝集がない場合、RNHAは陰性とみなされる[5]。
実験ウェルとコントロールウェルの両方で赤血球凝集が認められた場合は、被験物質を1:5と1:10に希釈して反応を繰り返す。この場合、すべてのウェルで赤血球も凝集するのであれば、反応は非特異的とみなされ、その結果は考慮されない。
BPAのSI、特に迅速分析に用いられるのは上記の方法だけではない。酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)やポリメラーゼ連鎖反応法(PCR)は、微生物検査室で広く用いられている。検査室の技術的・試薬的設備が充実してくれば、ELISA法(移動型複合医療施設では膜濾過ドットブロットELISA法のみ)やPCR法を用いてBPAを測定することも可能である。
まず、ヒトにとって最も危険な生物病原体(感染力が強い、潜伏期間が短い、外部環境で安定)の含有量について、検体をSIにかける必要がある。この場合、ペスト、炭疽、天然痘、一部の出血熱(ラッサ熱、エボラ熱など)の原因物質、ボツリヌス毒素を検出する必要がある[3, 4]。
続いて、野兎病、ブルセラ症、サパ病、メリオイドーシス、Cu熱、流行性チフス、ベネズエラウマ脳脊髄炎、リフトバレー熱、西ナイル熱、オルニトーシス、ブドウ球菌性エンテロトキシンの病原体がSIの対象となる。表71にSI BPAの免疫生物学的診断用製剤の一覧を示す(表71)。これにより、これまでの伝統的な調査方法を実施することができる(表71)。
表71 バイオ病原体のSIのための免疫生物学的診断用製剤のリスト(現在までの伝統的な調査方法の実施が可能である
提示されたデータから明らかなように、現在、国内技術が利用可能であるため、さまざまなレベルでのBPAのSIを実施し、潜在的な生物病原体を特定することが可能である。同時に、適切な試験システムや方法論的アプローチがないため、多くの場合において、示したアプローチのリストが不十分であることを認識せざるを得ない。
これは特に、潜在的なBPAやバイオテロ病原体について言えることで、何よりもまず、ウイルス性病原体のみを特定する必要がある。
というのも、これらの目的に使用される伝統的な方法は、一種の互換性があり(表71)、伝統的な方法のいずれかによる表示のための試験系がない場合には、いつでも別の方法で代替することができるからである。例えば、RNGA診断やELISA検査系がない場合、PCR診断やELISAアッセイに置き換えることができ、その逆も同様である[8, 17]。
7.2 生物製剤(BAs)の表示に関する現在の方法
2001年に米国で発生したバイオテロ攻撃は、表示と同定対策の迅速性、およびこの点に関する適切なツールと方法の開発という問題を提起した。このようなツールや手法の開発に使用される技術は、様々な物質中の潜在的なBPAやバイオテロ病原体の存在を迅速、明瞭、客観的に検出することを目的とすべきであると明言された。理想的には、生物病原体検出・同定システムは、極めて低濃度の生物病原体を検出できるだけでなく、様々な基質や生体材料中の生物病原体を検出する能力を有するべきである。
さらに、このようなシステムは、設計の観点から、携帯可能で、複数の病原体を同時に検出できるものでなければならない。しかし同時に、バイオ病原体の表示と同定のための現在の方法の中で、上記の特徴を有する単一のシステムが存在しないことも否定できない。ヒトに病気を引き起こす可能性のある濃度の生物病原体を検出できる検出システムの開発は、現代の開発者にとっての課題である。なぜなら、抗原や抗体を検出するための多くの方法の感度の低さを考慮すると、その開発における主な努力は、より高い感度を持つが、その使用にはかなり複雑なサンプル調製を必要とする核酸に基づくバイオセンサーの開発に向けられるべきであるからである。
これらの開発はポリメラーゼ連鎖反応(PCR)に基づくべきで、これによって1つのサンプルから10以上の微生物を検出することができるが、この方法ではプリオンなどの核酸を含む毒素やその他の生物試料の検出には限界がある。同時に、PCRアッセイでは、検出のためにできるだけ純粋な基質が必要であり、異なる病因学的性質のDNA不純物が存在すると偽陽性率が著しく上昇するからである。
免疫学的分析に基づく方法、すなわち抗原抗体反応も、抗原と抗体の特異性から、表示および同定という点では特異性の高い方法に分類されるべきであるが、その特異性は他のバイオ病原体の表示および同定方法に劣る。
システムの再現性は、感度や特異性に加えて、検出条件や環境条件によって結果が左右されないという点で、表示や同定の点で重要な役割を果たす。再現性は、システムで使用される試薬の安定性と、実用的な条件下でのその適用の一貫性によって決定される。
理想的な検出検査システムは、検体中に存在すると予想される多種多様な細菌、ウイルス、毒素の抗原を同時に検出するものでなければならない。同時に、既知のバイオ病原体リストに該当しない遺伝子組み換え細菌やウイルスが最近出現していることを考えると、最新の検査システムは、とりわけそれらの検出を目的とすべきである。
BPA検出の場合、調査対象は非常に広範囲におよび、潜在的な被害者の血液、喀痰、尿、糞便、酒などの臨床サンプルだけでなく、様々な粉末状物質、水や食品サンプル、そして最も重要な空気サンプルなどの環境対象物も含まれる。空気中の不純物、抗凝固剤、白血球DNA、その他の血液成分はポリメラーゼ反応を阻害することが知られている[19, 28]。
酵素免疫測定法に基づく生物試薬の表示と同定の方法も、同じ文脈で考慮されるべきである。食品などの検査対象試料に高タンパク質や高脂肪が含まれることや、便試料に細菌が多く含まれることが、検出を困難にすることはよく知られている。このため、核酸または抗体をベースとした検出システムを用いて開発されたほとんどのシステムでは、良好なサンプルが不可欠である。サンプル調製には、標準化されたプロトコルにもよるが、数時間から数日を要し、現場ではできないことも多い。
例えば、現場で採取した検体から細菌を検出する場合、特別な検体調製を行わなければ、これらの検体を検査に供することができないことを忘れてはならない[2, 9]。
この観点から、各検査システム、特にPCRやELISAに基づくものには、適切な同定のための試料採取、取り扱い、輸送、調製に関する十分詳細な指示を添付すべきである。このことは、空気モニタリングにおいても特に重要である。空気モニタリングでは、必然的にサンプルを大量に濃縮し、濃縮物を適切な液体と混合する必要があるが、既存の検出システムのほとんどは、現在のところ液体サンプルの表示と同定しかできないからである。また、検査システムの使用に加えて、従来の培養法で表示対象の生存性を確認できるように、サンプルの調製も必要である。
ヒトの病原体を検出・同定する場合、主に微生物学的方法(単純で選択的な栄養培地や、同定された微生物の生化学的特性を測定できる培地に試料を播種する)によって得られた結果が使用されることはよく知られている。上記の方法の客観性にもかかわらず、この場合の結果は少なくとも3~7日後、さらにはそれ以上(15日後)に得られる。加えて、培養と生化学的検査を行うには、高度な資格を持つ人材が必要となる。これらの検査ではリアルタイムの結果は得られず、環境対象物や迅速な分析が必要な状況における潜在的なBPAの検出には使用できないことに留意すべきである。
そのため、衛生対策や疫病対策の枠組みの中で、BPAの表示と同定に関するアプローチの近代化、および迅速性の向上が、前述の手順の改善という点で重要な位置を占めている。
この観点から、BPAの検出技術は、従来、以下のように分類されている[4];
b) 抗体検出に基づくもの
c)核酸の検出に基づくものである。
現在、各手法群に属する検査システムや検出技術手段は、開発済み、開発最終段階、あるいは開発途上にある。
細菌、ウイルス、毒素の性質を持つ危険な感染症や危険性の高い感染症の病原体は、無許可で使用された場合の破壊力が高いため、潜在的バイオテロリズム病原体(PABT)に分類され、環境に深刻な損害を与え、人々に集団感染症を引き起こす可能性がある[3, 11, 14]。PABTとは、ウイルス、細菌、真菌、原虫、またはこれらの微生物が産生する毒素などの微生物であり、大気中に飛散すると人間や動物、植物に深刻な病気を引き起こすことはよく知られている。主要諸外国のPABT専門家による2015年版のリストが表72である。
これらの薬剤は、短期間に多数の集団に重篤で致死的な疾病を引き起こす傾向があり、回復した場合には望ましくない健康被害をもたらす。PABTsの使用は、そのユニークな特徴(表73)により、条約で禁止されている使用とは異なり、秘密裏に行われる可能性がある。(毒素の性質を持つPABTsを除き)散布後に雷の効果がないこと、細菌、ウイルス、真菌の性質を持つバイオ病原体に対しては、さらなる自己複製と殺傷効果のために殺傷量が比較的少ないこと、非常に低濃度で生体の器官やシステムに影響を与える能力があることなどがその理由である[3, 5]。
PABT病変に対する治療措置の有効性は、主にその早期発見と同定によって決定されることがよく知られているが、診断アプローチの不完全あるいは完全な欠如、あるいは特定の条件下では自然界に広く蔓延している微生物、ウイルス、その他の微生物の下で、通常のバイオ病原体を覆い隠すことを可能にする分子生物学的特性により、ある種の困難を伴うことがある。これは、炭疽菌の芽胞を使った2001年のバイオテロ行為によって確認されている[2]。
表72 生物兵器またはバイオテロ剤として使用される可能性のある生物病原体
環境中に存在する上記の病原体を可能な限り早期に検出・同定することによってのみ、この微生物に起因する集団病変を予防することが可能となる[5, 7]。
生物病原体を表示・同定する手段や方法の主な特徴は、PABTや潜在的な生物学的攻撃因子を検出できることであることが知られている[5, 10]:
- 環境対象物からのサンプル;
- ヒトを含む感染または疑いのある生物試料からの臨床材料;
- 診断の対象となる少量のサンプル;
- ヒトに病気を引き起こす濃度のもの。
現在のところ、このようなツールや方法の中で、上記の基準を完全に満たすものはないと認識せざるを得ない。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)ベースの検査システムを特定の適応症に用いることで、10種類以上の微生物を同時に検出することができるが、プリオンなどの毒素やその他の非核酸成分の検出には適応していない(図72)。
図72. ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の一般的スキーム
PCR分析(PCR診断)は検査材料の採取から始まる。完全な無菌状態、使い捨ての材料のみの使用というPCR分析のルールを守ることで、後に得られる結果の質と信頼性が保証される。採取された試料は容器に入れられる。採取後、サンプルはできるだけ早くPCR検査室に運ばなければならない。PCR分析は、DNAの単離、DNA断片の増幅、DNA増幅産物の検出の3段階で行われる(図73)。
抽出増幅検出
図73. ポリメラーゼ連鎖反応の段階
DNA単離はPCR診断の初期段階であり、その要点は以下の通りである。処理中、DNAの二重らせんは個々の鎖に分割される。特殊な液体を患者の材料に加え、反応の 「純度」を妨げる有機物を溶解する。こうして、脂質、アミノ酸、ペプチド、炭水化物、タンパク質、多糖類が取り除かれる。その結果、DNAまたはRNAが形成される[16, 47]。
PCR法の原理は、感染症の新しいDNAまたはRNAを「構築」することである。細胞物質を除去しなければ、これを実現することは不可能である。DNAの分離にかかる時間は、感染因子とPCR検査に使用する物質の種類によって異なる。例えば、次のステップのために血液を準備するのに1.5-2時間かかる。
DNA増幅。DNA診断の次の段階であるDNA増幅を行うために、医師はいわゆるDNAマトリックスを使用する。
その上にDNAを「クローン化」する。感染症の完全なDNAが存在する必要はなく、特定の微生物(感染症)だけに固有の核酸分子の小片でこの段階には十分であることはすでに述べた。
DNA増幅の基礎、ひいてはPCR反応の全原理は、すべての生物にとって自然な、DNA複製のプロセスである。 免疫学的手法に基づく検査システムは、抗原や抗体の検出用に設計されており、非常に効果的であるが、分子遺伝学的手法による表示や同定に比べると特異性は劣る。
バイオ病原体の検出・同定法では、感度と特異性に加えて、再現性も重要な要素である。再現性は、試薬の安定性や一貫性、検出条件によって、アプリケーションごとに異なるからである。理想的な検査システムは、混合サンプル中の複数の生物病原体を同時に検出できるものでなければならない。現在のところ、PABTや潜在的生物学的攻撃因子のリストに該当しない遺伝子組み換え細菌やウイルス病原体は、特徴的でない病変を引き起こす可能性があり、既存の特異的表示(SI)では検出が困難な場合がある。
生物病原体のSIでは、ヒトの臨床材料(血液、脳脊髄液、尿、糞便、唾液など)だけでなく、環境対象物(食品、水、空気など)からも確実に検出する必要がある。空気中の極性物質、白血球や血液成分のDNA抗凝固剤の存在はPCRを阻害する可能性がある。免疫診断では、高タンパク質・高脂質含量の食品サンプルや糞便中の高細菌含量がバイオ病原体SIの障害となる。PCRや酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)を向上させるためには、これらの理由だけでなく、良好なサンプルが必要である。
標準的な手順で作成された数時間から数日のサンプル調製は、しばしば現場では使用できない。細菌汚染が疑われる場合、野外でのサンプル採取から栄養培地への分散までの時間が非常に重要である[6, 8]。調査対象サンプルの収集、輸送、そこから微生物を分離する活動は、生物病原体の同定という点で重要である。
空気モニタリングでは、大量の空気から微生物を濃縮し、濃縮した物質を液体状に再懸濁して、適切な検査システムを用いて検査する必要がある。[33, 45]。
簡単な単離と効率的な抽出は、SIに必要な薬剤の濃度によって決まるが、場合によっては、別々の培養法を用いなければ、ウイルスか細菌かを区別できないこともある。ヒト病原体の検出・同定は、栄養培地での培養と生化学的検査が主体であり、結果が出るまでに3〜7日、場合によっては15日以上かかることもある。したがって、ほぼ即座に結果が求められる状況では、方法論的アプローチは使えない。この事実を考慮すると、バイオ病原体の表示と同定のための明示的な方法の開発が現在有望であり、この方法は、野外でも、BL-3以下のバイオセーフティクラスを持つ定置の専門検査室でも、調査対象試料中のバイオ病原体の存在について迅速かつ客観的な回答を与えることができる[8, 11, 20]。
現在、生物病原体を迅速に同定する技術は以下のように分類できる:
- バイオ病原体の生化学的検査に基づく技術、
- 病原体を検出する免疫学的手法に基づく技術、
- 分子遺伝学的手法に基づく病原体検出技術。
危険な感染症や特に危険な感染症の病原体だけでなく、潜在的なBPAの診断や表示への使用という点で、上記の最新の方法の展望は、多くの最新の臨床研究や実験研究によって確認されている。したがって、現在、ブルセラ症の表示と診断は、主に分子遺伝学的手法、すなわちPCRの使用に基づいている。PCRは、ブルセラ症の迅速診断に非常に有効であり、治療後の治癒や再感染の早期発見のための優れたマーカーである[18, 19]。さらに、現在ではPCRに基づく方法が開発され、10種のブルセラ菌を同時に鑑別できるようになり、これは獣医およびヒトの症例における診断に重要である。PCR法によるブルセラ症の診断には、標準的なPCR法、リアルタイムPCR法、マルチプレックスPCR法、その他多くの分子遺伝学的アプローチが用いられている。[25, 28, 30]。
この点では、レプトスピラ症の適応と診断も例外ではない。免疫学的研究法と分子遺伝学的研究法の両方が用いられている。免疫学的検査の中では、IgM-IFA検査、マイクロカプセル凝集検査、Lepto-dipstick検査、Lepto Dri Dot検査、Leptocheck-WB検査が優先される。これらはレプトスピラ症の迅速な表示と診断のために設計されている。検査の感度と特異度は、使用する抗体とレプトスピラ症抗原の量によって異なる[29]。例えば、病原性レプトスピラのLipL32外膜タンパク質の量を測定するために使用される迅速診断検査は、古典的なマイクロカプセル凝集検査(MAT)と比較して、良好な感度と特異度を有することが示されている(それぞれ100.0%と98.3%)[26, 28, 29]。
一般に、レプトスピラ症の免疫診断は、感度と特異度がかなり高い(それぞれ77%と91%)ことが特徴である。欠点は、使用される検査の不均一性と、疾患の初期段階での診断に使用される場合の感度と特異度の低さである。[30]。
また、レプトスピアの表示と同定にELISAを使用する場合、従来の方法と同様に、確定結果を得るまでに時間がかかることにも留意すべきである。そのため、この病態の診断には、最近、いわゆる迅速検査法(RTTs)の優先度が高まっている。これらの検査は表現力が豊かで、設定と所望の結果を得るために必要な時間が最小であることが特徴である。一連の研究において、市販されている3種類のBLT(LeptoTek Dri Dot、LeptoTek Lateral Flow、Leptocheck-WB)とMATおよびELISA検査が、同一検体について比較評価された[23, 32]。
この3つの検査はいずれも、感度が75%以上、特異度が95%以上であった。しかし、より高い感度を得るためには、各検査につき各患者から少なくとも2検体を採取する必要があった(1検体の感度は51~69%)。レプトスピラ症の診断には、特に初期段階ではBLTだけでは不十分であると結論された。
この点で、分子遺伝学的検査はますます普及しつつある。血清124検体におけるPCRとMATおよびIgM-IFAの感度と特異度の比較研究によると、PCRの特異度は100%であったが、感度は44~62%の範囲であり、感染後期の検体では感度が低かった[32]。MATの感度は69~95%の範囲であり、感染過程の経過とともに上昇した(MATの特異度は90~100%の範囲であった)。
PCRとELISAを併用すると、感染1週目の特異度と感度は93~95%に上昇した。同様のデータが他の研究者によって示されている。[33]。現在では、非特異的PCR、制限酵素分析(RFA)、DNAのランダム増幅多型検出(SAPO)、パルスゲル電気泳動、リボタイピング、およびDNA配列決定が、レプトスピラ症の表示および同定の最新の分子遺伝学的方法と考えられている。[5, 12, 34, 35]。レプトスピラ症の診断検査のプール分析では、感染過程の初期段階でも後期段階でも良好な結果が得られる検査が現在求められている。
Cu熱の適応と原因菌の同定に関しては、蛍光抗体法とPCR法の使用が優先される[4, 10, 36, 37]。
野兎病の適応と同定に関しては、血清学的凝集検査とELISA分析が優先される。リアルタイム検出を含む分子遺伝学的検出法の様々なバリエーションも開発されている。特に、ヒト野兎病菌の主な原因菌であるFrancisella tularensis(Ft)を検出するためのリアルタイムPCRベースの検査システムが開発され、応用に成功している。このシステムは2種類のリアルタイムPCR(FTT0376とFTT0523)を同時に使用し、Ftの全病原株を検出するものである。
しかし、Francisella philomiragia、F. tularensis ssp. Novicidaやその他の近縁菌の無病原性株の検出には使用できなかった。このシステムで病原体の純粋培養から検出可能なDNAの最小量は、FTT0376ではPCR法で約80 Ftゲノム当量(GE)、FTT0523ではPCR法で約20 Ft GEである。血液検体では、病原体が4*104から4*103 CFU/mlの範囲の濃度で血液中に存在する場合、両方の検査システムを使用することにより、血液検体中のDNAを検出することができた[14, 38, 44]。
同様の方法がペストにも用いられている。免疫学的および分子遺伝学的手法が優先される。特に、F1抗原に対する2種類のモノクローナル抗体を用いたF1抗原検出のための迅速検査が用いられている。[17, 39]。F1抗原、プラスミノーゲン活性化因子、マウス毒素の構造遺伝子を組み込んだリアルタイムPCRを含むPCRベースの検査システムも利用されている。例えば、患者の喀痰からY. pestisを検出する場合、リアルタイムPCR検査システムを用い、DNA抽出によりF1抗原を検出し、その感度は102〜104CFU/mlで、検査時間は5時間未満であった。
別のタイプのリアルタイムPCRも使用され、ペスト菌の16SリボソームRNAと3つの病原性因子を検出することができる。このシステムは、3時間以内に結果が得られる高い感度と特異性が特徴である[24, 48]。
皮膚炭疽は、グラム染色や選択培地での培養など、伝統的な微生物学的方法で臨床診断される[3, 5, 34, 51]。ポリミキシン-B、リゾチーム、EDTA、酢酸タルエンを含む選択培地は、汚染された検体から炭疽菌を分離するのに使用されてきた。[4, 31, 33, 43]。別の選択培地(重炭酸寒天培地)は、B. anthracisを同定するためにカプセル形成を誘導するために使用されるが、この培地上でのB. anthracisの増殖パターンがB. cereusやB. subtilisと類似していることが主な欠点である。cereusとB. subtilisに似ている。
アントラシス菌の生化学的性質を同定するためには、栄養培地上で18~24時間培養し、さまざまな生化学的試験、すなわちカタラーゼ、オキシダーゼ、硝酸発酵、溶血活性、クエン酸消費、ウレアーゼ試験を行う必要がある。場合によっては、シビロイド微生物の検出のための微生物学的方法は十分でなく、特に抗菌薬投与が開始された患者からのサンプルの検査は不十分である。[17, 42]。炭疽菌芽胞の同定には免疫蛍光法も用いられる[40]。
炭疽原性微生物の血清診断は、主に炭疽原性微生物の主な影響因子である防御抗原、致死因子、浮腫因子に対する特異的抗体の検出に基づいている。[38, 40]。
現在、潜伏期間中の炭疽の迅速診断は、血清中の炭疽菌の防御抗原を検出するためにナノ粒子を用いて開発された超高感度ELISAシステムEuropean Nanoparticle Immuno Assay (ENIA)の使用によって規制されている。これは従来のELISAシステムよりも約100倍感度が高かった。
防御抗原と致死因子を同時に検出するために遺伝子工学的に設計された捕捉サンドイッチに基づくELISAシステムも同様に有効であった。この設計では、炭疽毒素(ANTXR2)に対する高親和性一本鎖抗体断片またはレセプター、およびウサギ抗保護抗原ポリクローナル抗体検出血清のいずれかが、PAの捕捉成分として用いられた。保護抗原に対する本法の感度は血清中1 ng/ml以下であった。PA63のLFに対するサンドイッチELISAを用いた検出感度は20 ng/mlであった[31]。この方法を用いると、血清中の精製表面抗原 1 pg/ml または表面抗原 10 pg/mlを測定することができる。
炭疽菌検出のための分子遺伝学的手法も発展している。この技術では炭疽菌だけに特異的な核酸配列を利用することができる。このような技術は、感度と特異性が高いという点で、かなり普及している。リアルタイムPCRやPCR法は炭疽菌に存在する染色体マーカーや病原性プラスミドを増幅する。このような新しい炭疽病原体の迅速検出法は、臨床医にとって重要であり、感染の早期同定に役立つ[40]。
生物病原体の表示と同定のための最新の方法は、ウイルス学的診療にもうまく利用されている。例えば、狂犬病ウイルスの検出には、免疫蛍光法やELISA法が優先的に用いられている。さらに、リアルタイムPCRを含む分子遺伝学的検出法も使用され始めている。ダニ媒介性脳炎ウイルスの表示と同定には、ELISAシステムだけでなくPCRシステムも使用されている[42-44]。同様のアプローチは、黄熱、日本脳炎、デング熱、西ナイルなどの病原体の検出にも用いられている。危険で特に危険なウイルス感染 [41]。
天然痘ウイルス(ポックスウイルス科、オルソポックスウイルス種)、牛痘ウイルス、ワクシニアウイルス、サル痘ウイルスがヒトに感染することはよく知られている。[4]。天然痘ウイルスはバイオテロリズムの武器として使用される可能性があるため、ポックスウイルス検出のための診断法の最適化と天然痘に対する抗ウイルス薬の開発が現在重要視されている。現在、これらのウイルスの検出と同定にはリアルタイムPCRベースの方法が最も適している。
特に、14-kDタンパク質コード遺伝子のTaqMan化学攻撃によるウイルスDNAの検出がその一つである。 この方法論的アプローチの適用は、いくつかの連続したステップで行われ、その最初のステップは、ヒトに病原性のあるすべてのオルソポックスウイルスを同定するために、14-kDタンパク質コード遺伝子のプライマーとサンプルの混合物(14-kD POXと14-kD VAR)を使用することからなる。この方法の再現には合計4つの異なるPCRプラットフォームが使用され、天然痘、牛痘、サル痘、ワクシニアウイルス株を含む最大85のオルソポックスウイルス株を100ng/Lから1μg/Lの範囲の濃度で同時に検出することができる。
結果:この方法では、0.05 fgのDNA、25個のDNAコピーの配列、天然痘群ウイルスと他のオルソポックスウイルスとの違いを決定した。以上の結果から、リアルタイムPCR法は、BPAやバイオテロによる潜在的な危険性を含め、疫学的に好ましくない状況における天然痘ウイルスの迅速検出という点で、現在優先されている[36]。
このように、潜在的なBPAまたはバイオテロ病原体である微生物の表示と同定は、現在のところ立ち止まっているわけではなく、古典的(伝統的)な手段と現代的(新たに開発または改良された)手段の両方を積極的に使用している。同時に、この研究分野の有効性を大幅に高めることができる、より現代的な方法の開発にも絶えず取り組んでいるため、この立場は中間的なものであると認識されるべきであると私たちは考えている。
生物病原体の生化学的検査に基づく方法。このアプローチによる生物病原体の表示は、生化学的検査の使用に基づいている。この点に関して、炭疽菌、エルシニア・ペスティス、バークホルデリア属、ブルセラ属を検出するための選択栄養培地を含む特殊な生化学キットが開発されている。さらにこのキットには、複数の生化学的検査を同時に実施できる特殊培地が含まれており、関連する生物病原体の同定が容易になっている。専門家によれば、生化学的手法の使用は、突発的な生物学的緊急事態の緊急ケースを含め、主に細菌性のPABTの迅速な検出に貢献できるという。このような検査システムの世界の主要メーカーは、ベクトン・ディッキンソン社(米国)、ヴィテック社(ビオメリュー社、フランス)、マイクロログ社(バイオログ社、ハバード社、米国)などである。これらの検査システムは、パソコンとリーダーを装備し、得られた結果を視覚的かつ自動的に記録することを特徴としている。しかし、利点とともに欠点もあり、その主なものは、分析に微生物の純粋培養を使用する必要があることである[12]。
現在までに、このような検査システムを平準化するために、上記の方法論的アプローチを近代化するための研究がいくつか行われている。[9, 10]。特に、特定の基質を含むBioMe’rieux APIシステムが開発されており、これを使用することで、ほとんどの細菌の同定結果を改善することができる(図74)。
図74. BioMe’rieux APIシステム
MIDI社(米国)により、微生物同定システム(Microbial Identification System)と呼ばれるシステムが開発された。このシステムでは、微生物の脂肪酸をメチルエステルに変換して検出し、その後、気液クロマトグラフィーで分離・同定に使用することができる。同時に、上記のアプローチで分析する場合、培養、鹸化、メチル化、抽出、洗浄を伴う細菌細胞培養のルーチン段階を含むサンプル調製にかなりの時間とスペースが割かれることに留意すべきである。現在までに、脂肪酸プロファイルに関する十分な数のデータベースが形成され、実験室条件下での細菌学的研究や生物病原体の分離が、高い客観性と信頼性をもって可能となっている。しかし、この方法には長所と短所がある。生化学的な表示・同定法の長所には、複数のサンプルを同時に分析し、非常に有益な結果を得ることができることが挙げられる。[9, 15, 21]が、主な短所には、対応する研究を実施するための機器の慎重な校正の必要性と、結果の正確な再現性が挙げられる。
生物発光に基づく病原体検出法。生物発光に基づくバイオ病原体検出法は、アデノシン三リン酸(ATP)によって活性化される酵素ルシフェリンとルシフェラーゼの存在を利用する。この方法の主な原理は、ウイルスや細菌を含むすべての生きた細胞にATPが存在することであり、その量は空気、水、その他の環境対象物の微生物汚染の有無と相関している[10, 17]。
生物発光は、食品産業における細菌汚染の管理検査に広く使用されている。この目的のために、生物発光用のマイクロルミノメーターを含む特殊なシステムProfile-1(New Horizon Diagnostics社(米国コロンビア州)が開発されている[11, 19]。上記システムに含まれるろ過システムにより、試料から微生物に属さないATPを除去することができる。このような検査システムは、リアルタイムの大気調査における検出の第一線として、非特異的表示に使用できる可能性が高い。
同時に、このようなシステムの主な欠点は、その助けを借りて分析したサンプル中に非微生物ATPが存在することである。したがって、潜在的な生物学的病原体やバイオテロ病原体に対する防御の分野における専門家の意見では、SIの観点からこのアプローチに基づく試験システムの使用は、成功も可能性も低い。このアプローチは、非特異的検出ツールや方法の開発により適している。
バイオ病原体検出の免疫学的方法。抗原と抗体は免疫分析の基礎であり、現在利用可能な潜在的生物病原体やバイオテロの病原体を免疫学的に検出する手段や方法が正当化され、開発されているのは、これらの存在に基づいているからである。[12, 16]。現在までのところ、これらの検出法の基礎となっているのは酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)であり、これに基づいて開発された方法と対応する検査システムによって、炭疽、ペスト、ボツリヌス症、ブルセラ症、樹液症、メリオイドーシスの原因物質や、ウイルス性の多くの生物病原体を高い信頼性で検出することが可能になっている。[13, 20]。検査法の効率は、抗原と抗体が複合体を形成する能力と、形成された複合体を検出する検査法の能力に依存する。ELISAに基づく検査システムの多くは、標識基質(蛍光性、化学発光性、電気化学発光性)の使用に基づいており、さまざまなプラットフォームで使用されている。
ELISAの結果をステージングし記録するための主な機器装置は、バイオセンサーシステム、フローサイトメーター、研究のさまざまな段階で使用されるマイクロデバイスである。明らかな利点があるにもかかわらず、ELISAベースの検査システムの大きな欠点は、1つの生物病原体しか検出できないことである。特異性は一般的に105 CFU以下であり、特定の条件下ではDNAベースの検出法よりも高い。ELISAによる生物病原体のSIの上記の欠点は、最近積極的に克服されつつある[14, 18]。
特に、ポリスチレンビーズに特異抗体をコーティングしたLuminex xMAPシステム(Luminex Corp, Austin, Tx, USA)は、バイオ病原体の免疫検出の原理を応用して開発され、複数の病原体を同時に検出できるようになった(図75)。
図75. Luminex xMAPシステム
このシステムはオンライン・モニタリングを含む環境モニタリングに使用できる。さらに、抗体でコーティングされた電気化学発光ビーズを使用するBV M-Seriesシステム(米国BioVersis社が開発)も開発されている。このシステムは、実験室と野外の両方の条件下で、異なる性質の生物病原体のSIに使用することができる[15, 17]。Smiths Detection社(米国)のバイオ検出器は、ELISA原理に基づいており、調査対象として液体試料を使用する。反応を行うために、抗原を含むサンプルは、標識ビオチンおよびフルオレセイン標識抗体と混合される。装置には、ビオチンおよびフルオレセイン標識抗体からのシグナルを検出するセンサーがある。
Perkin Elmer Life Science社(米国)が開発した増強ランタニド解離に基づく蛍光イムノアッセイ法は、時間分離蛍光の原理に基づくユニークなシステムである[16, 20, 52]。標識ランタニドキレート粒子に基づくこの技術原理は、十分に長い時間蛍光を発する能力を持ち、その強度は初期シグナルなしで測定できる。このシステムでは、抗体をランタニドで標識し、標準的なELISAプレートで検査する。抗原抗体複合体が形成されると、低pH溶液を用いてタグを抗体から分離し、その後遊離した分子が新たな安定した高蛍光複合体を形成し、このシステムを用いて検出することができる。
ラテックスシステムは、ELISA開発期に積極的に開発されたシステムであり、機器診断システムと比較すると、生物病原体を迅速かつ効率的に検出できる極めて不安定なシステムである。古典的な検出法では、関連する抗体をコロイド状金粒子または微粒子にコーティングし、抗原と抗原複合体を形成させ、これを目視または機器によって検出する。これらの検査には陽性対照と陰性対照が必要である。[9, 17, 54]。これらの検査は一般的なイムノアッセイよりも実施しやすく、時間もかからないが、感度に不満が残ることが多い。そのため、予備検査として使用することができる。このような検査システムは、すべての潜在的な生物学的病原体を検出するために開発されているが、現実的な条件下での使用や他のND法との比較に関する利用可能なデータは、この目的のための広範な実用化を推奨するものではない。
分子生物学的生物病原体検出法。DNAとRNA核酸は、生物病原体検出の分子遺伝学的システムの基礎であり、潜在的な生物病原体やバイオテロ行為者の検出に関連して最も研究され、開発されている。PCR分析では、ゲノムの特定領域が増幅され、電気泳動によって正しく増幅されているかモニターされる。リアルタイムPCRまたはQ-PCRアッセイのステージングでは、PCR増幅と蛍光原理に基づくリアルタイム検出が組み合わされる[4, 18, 19]。非特異的Q-PCRでは、増幅されたDNAはDNAと蛍光色素(SYBR green)との相互作用に基づいて検出されるが、特異的Q-PCRでは、蛍光アッセイは特定の生物病原体配列に特異的に結合する[41]。
現在、潜在的な生物学的敗戦工作員やバイオテロ工作員を検出するための検査システムは、あらゆる生物病原体に対して開発された特異的Q-PCRを用いて開発されている。反応の進行は連続的にモニターされ、結果をモニターに表示することにより、サンプル中の薬剤の存在をオンラインで判定することができ、さらにこれらの結果は遠隔地に伝染することができる。現在、リアルタイムPCRのコンパクトさ、スピード、感度は、バイオ病原体の迅速な検出に最も適した方法であることを示している。この方法の使用上の限界は、増幅技術、出発物質とその量、マトリックス中に存在する阻害基質、プライマー、酵素、その他の成分の感度と特異性に存在する違いによるものである。
現在、特定のバイオ病原体のサンプルに含まれる数個の細胞から100個の細胞までの感度を持つ検査システムが開発されており、これは他の原理で開発された類似の検査システムとは大きく異なっている。装置の可搬性と試薬の安定性、入手可能な試薬の使用などにより、この技術はバイオ病原体のSIに関連して実用的に最も要求されるカテゴリーに入る[51]。
現在、上記の原理に基づいてGeneXpert Q-PCR検査システム(Cepheid社、米国)が開発されており、野外を含む様々な種類の検体の検査が可能である。さらに、Roche Diagnostic社(GmbH、ドイツ、マンハイム)は、バシラス・アンスラシス(Bacillus Anthracis)を検出できるシステムを開発した。Applied Biosystems社(ABI、米国、フォスターシティ)のシステムは、シビリア関連微生物やその他の潜在的なバイオテロリズムおよび生物学的撃退剤を検出するためのいくつかのQ-PCRホエールがあり、さまざまなリアルタイムPCRプラットフォームで使用できる; Bioseeq Smiths Detectionシステム(米国)は、細菌性の6種類の病原体(炭疽、野兎病、ブルセラ症、サパ、メリオイド症、レジオネラ症)を検出できる。試薬は安定性を高めるために凍結保存される(図76)。
図76. Bioseeq スミス検出システム
生物病原体検出用センサーシステムセンサーシステムは生化学的、免疫学的、分子遺伝学的バイオ病原体検出システム用に開発されているが、このアプローチの実現可能性については現在議論中である。生物学的要素と物理的伝導を統合したシステムはすべて、バイオセンサーという用語の下にグループ化されている。感覚検出システムの基本原理は、統合と、それに続く伝達と、反応を分析可能な信号に変換することである。[20, 50]。
分析可能な信号を形成する物理的変換器には、電気化学、光学、重量、熱、その他がある。電気化学システムでは、微生物の代謝によって生成される生成物のモニタリングは、導電性ポリマーの使用に基づいている。さまざまな蒸気やガスの検出に特化した空気センサーは、バイオ病原体を含む検出可能な物質の存在について、さまざまな環境や対象物の多重評価に使用される。
バイオモニタリングアプリケーションでは、これらのシステムは細菌や真菌の増殖によって生成される有機成分を検出するために使用され、電子検出器と呼ばれる。これらのシステムは、微生物が産生する成分のほとんどを検出するため、結果の分析が困難である。そのため、特定の微生物の増殖や発育中に産生される、特異性の高い毒素の検出に用いるのが最も適切である。
7.3 本症の適応と診断のための現在の方法
適応検査システムに関する最新の研究は、適切なモノクローナル抗体に基づく高感度かつ特異的なバイオセンサーの開発に集中している。モノクローナル抗体に加えて、最新の条件下でのバイオセンサー開発では、個々の抗体断片、組換え抗体、ファージを構成要素として得ることができる。遺伝子組換え抗体は抗原結合能力が向上しており、従来の抗体と比較して感度、特異性、安定性が向上している。
ファージの多様性はサンプルの親和性に寄与し、構造的に好ましい場合がある。特定の生物試薬の何千もの可能性のあるペプチドをスキャンすることによって、最も関連性の高い組み合わせを選択することができる。アプタマーやペプチドリガンドは、抗体の代替となりうる。アプタマーはDNAやRNAの小さな断片で、関連する標的を認識するが配列は認識しない。現在、アプタイマーはリシン検出用のバイオセンサー・システムの構成要素となっている。
検出コンポーネントとしてバイオセンサーシステムを使用する表示手順の設定と実行では、1つ以上のバイオセンサーからなるフローサイトメトリーを使用することが好ましく、そのコンポーネントは、対応するバイオ病原体に対する特異的抗体に結合したルミネックス色素である。上記の原理に基づいて、自律型病原体検出システム(APDS)(ローレンス・リバモア国立研究所、米国)が開発され、潜在的な生物学的侵入因子を検出するために使用されている。このシステムは、複数の生物病原体を同時に検出することができる。さらに、このシステムはPCRと統合されているため、フローサイトメトリーの陽性結果は、PCR診断を用いてほぼ瞬時に検証することができる[21, 42, 49]。
PABTと生物学的攻撃因子のSIの観点から有望な方向性は、バイオチップ手法に基づく検査システムの開発である。そのような前向きなアプローチのひとつが誘電泳動であり、ターゲットの濃縮と免疫電気泳動による同定に基づく。これに基づき、現在、ターゲットが金属でコーティングされた表面に結合する際に生じる屈折率の変化を直接測定できる表面プラズモン共鳴(SPR)バイオセンサーが開発されている。現在までのところ、このようなシステムをバイオ病原体のSIに使用する可能性については議論されているが、毒素の検出にうまく応用できることはすでに明らかである。
7.4 将来のBS表示方法とその開発の主な方向性
世界的な研究と観察によれば、生物兵器戦争は神話ではなく、厳しい現実である。このことは、新たに出現した病原体が、潜在的なBWとして、またバイオテロリズムの目的で使用される可能性が非常に高いことからも明らかである。したがって、その影響に対する安全保障と防護を継続的に改善することが必要であり、[27, 46]、バイオテロの医学的側面を非常に真剣に考慮しなければならない。[15]。
バイオテロリズムは現在、細菌、ウイルス、リケッチア、真菌、生物学的毒素を含む生物撃退剤(BDAs)への暴露を伴うと考えられている。BPAは自然界に存在するか、人間が実験室で分子遺伝子を改変して人工的に作り出すことができ、人間、動物、植物を殺すことができる。食品と水の安全性は最も重要である[38]。生物毒素は、それらに対する有効な特異的防御手段がないため、軽視することもできない[49]。
だからこそ、バイオ病原体の特異的な表示と同定の効果的な手段の開発に関する研究が、絶え間なく続けられているのである、
このような研究の主な前提は、病原体によって引き起こされる病変と感染因子自体の早期診断である。
現在、主にマルチプレックス原理を用いた分子遺伝学的アプローチによる病原体の特定と、病原体による病変の特定という従来とは異なるアプローチの開発に注目が集まっている。後者の場合、様々な性質の潜在的BPAの侵入における診断的価値という点で、免疫向性物質やサイトカインの情報性の評価に注意が払われる。特に、インフルエンザ様疾患患者における細菌感染の予測因子としてのC反応性蛋白(CRP)の役割が研究されている[20]。この研究とデザインは、細菌性のインフルエンザ様疾患患者のCRP値は、ウイルス性のインフルエンザまたはインフルエンザ様疾患患者よりも高いはずであるという仮説に基づいている。
3つのインフルエンザシーズンに実施された研究では、SRB値はインフルエンザ患者で25.65mg/L(95%CI、18.88-32.41)、非インフルエンザウイルス感染患者で18.73mg/L(95%CI、12.97-24.49)、135.96mg/L(95%CI、99. 38-172.54)であり、細菌感染症、ウイルス感染症、インフルエンザ患者における調査指標の値の差は統計学的に有意であった(P<0.001)。感度および特異度の観点から、インフルエンザシーズン中のインフルエンザ様疾患患者の血清中CRP値の測定は、そのような患者における細菌感染の存在を示す信頼できるマーカーであることが示唆された。
バイオ病原体の特異的指標に関しては、微生物の検出のための分子遺伝学的手法や、バイオトキシンの検出のための酵素結合免疫吸着測定法に基づく手法の開発に重点が置かれている。主な努力は、1つの生物病原体だけでなく、複数の生物病原体を同時に検出できる多機能検査システムの開発に向けられている。バイオ病原体の検出技術には、疾病や致死性の原因を特定するために、細菌やウイルスを明確に同定することが必要であることが知られている。この場合、エレクトロスプレーイオン化/質量分析(PCR/ESI-MS)を用いたクラスター特異的PCR増幅を含む、バイオ病原体同定のための新しい戦略が定義される。
バイオ病原体の検出は、TIGERおよびIbis T5000と呼ばれるプロトタイプのカスタマイズされたプラットフォームで行われ、これらは現在Abbott PLEX-IDの名称で市販されている。PCR/ESI-MSでは、PCRプライマーがすべてのバイオクラスターからすべての種のゲノム領域を増幅する。この戦略を用いて、10種類の細菌と4種類のウイルスの生物病原体クラスターを同定する検査システムが開発された。この検出により、主要な生物病原体を同定し、類似の細菌性・ウイルス性生物病原体や他の細菌性・ウイルス性生物病原体と区別することができた。開発された検査システムは、潜在的なBPAおよびバイオテロ病原体の分類リストに属する微生物の同定を可能にした。
検出される微生物に加えて、開発されたバイオシステムは、3つのバイオ病原体の病原性因子の検出を可能にした:バチルス・アンスラシス(pXO1とpXO2)、エルシニア・ペスティス(plaとcaf)、ビブリオ・コレラ(ctx1)。主な微生物として、開発された検査システムは、炭疽菌、エルシニア・ペスティス、フランシゼラ・ツラレンシス、ビブリオ・コレラ、バークホルデリア・マレイ/シュードマレイ、ブルセラ、クロストリジウム・ボツリヌス/ペルフーリンゲンス、コクシエラ・バーネティ、リケッチア・プロワゼキ、腸内細菌科(大腸菌O157: H7、赤痢菌、サルモネラ菌)、アルファウイルス、オルソポックスウイルス、インフルエンザウイルス、フィロウイルスである。
上記に加えて、NATO諸国の軍隊の医療サービスに供給されている、バチルス・アンスラシス、エルシニア・ペスティス、ワクシニアウイルス、ベネズエラウマ脳炎ウイルスのリアルタイムPCR検出を可能にするFujifilm QuickGene-Mini80およびQIAampといった、表示および同定のための検査システムの近代化も行われている[12, 17, 37, 40]。
電子顕微鏡とX線分析を組み合わせて、環境対象物中の細菌内胞子を迅速に検出するアプローチも開発されている[23]。生物病原体の蛍光検出を改善する研究も続けられている。特に、294~355nmの範囲における7種類の生物学的病原体の発光のスペクトル差を検出できるスタンドオフ検出が、この点で利用されている[34]。
炭疽菌は、その発光スペクトルによって外部環境で容易に識別でき、他の関連微生物と区別できることが示されている。この方法は、外部環境における野兎病、ペスト、その他の特に危険な感染症の病原体の迅速な検出という点でも有望である[3, 5]。
食品中のペスト病原体を迅速に検出するために、免疫磁気分離とパイロシークエンシングに基づく方法が開発された[54]。牛乳中のY. pestisの検出感度は、牛乳では0.9 CFU/ml、レタス
1.6 CFU/g、感染肉では10 CFU/gである。検出の閾値が低いことから、食品中のY. pestisの迅速検出法として有望であることが確認された。この方法の再現には、市販のシステムiCropTheBugが使用されている。
マクロ生物の生体液中および外部環境中のバイオトキシンを検出するための方法論的アプローチは、活発に開発されている。特に、MALDI-TOF-TOFタンデム質量分析に基づく、大気中のタンパク質毒素検出のためのマルチプレックス検査システムが開発されている[36, 46]。現在、クロストリジウム・パーフーリンゲンスε トキシン、クロストリジウム・パーフーリンゲス・ホスホリパーゼC、スタフィロコックス・エンテロトキシンBの3種類の生物毒素を検出するための検査システムが開発されている。
ヒト生物と環境対象物の両方における潜在的なBPAやバイオテロの原因物質であるその他のバイオ毒素の検出に対する方法論的アプローチの幅は広がっている。特に、牛乳中のサキシトキシンを不活性化して不活性8-アミノ-6-ヒドロキシメチル-イミノプリン-3(2H)-プロピオン酸(AHIPA)を生成し、330-425nmの蛍光分光法を用いることで、この毒素のレベルを定量化することができる。この場合、この方法の感度は10 µg/mlである。
この量のサキシトキシンは、体重70kgの成人の致死量1mgよりはるかに少ない。[22, 37]. 食品中のシガトキシン1型を検出するための免疫酵素試験系が開発され、バイオアッセイと比較された[22, 38]。その結果、酵素免疫測定法の感度はバイオアッセイ法よりも高く、特にした食品中の残留毒性を検出できることが確認された。
遺伝子組換えファージを用いた臨床材料中の病原性炭疽菌検出のための新しい方法が開発されつつある[39, 40]。同時に、この方法には重大な欠点がある。それは、菌種感受性がないか、非常に低いことで、この欠点に関連して、B. cereusグループやその他のグループの代表的な微生物が、シビリアン微生物とともに検出される可能性がある。セレウス菌やその他のグループも検出される可能性がある。
最後に、潜在的なBPAやバイオテロ病原体の表示と同定を改善するためのもうひとつの有望な方向性は、特異的な抗体に基づくバイオセンサー検査システム、いわゆる免疫センサー検査システムの開発である[41]。抗体は、高い感度と特異性を持つ感覚的特性を持つ生体認識要素であるため、このアプローチは偶然ではない。
一般に、現在のところ、生物病原体の表示と同定のための手段や方法、およびそれらに起因する病変の診断方法によって、高い信頼性で病原体を検出することができ、その結果、可能な限り早期に治療や予防措置を開始することができることに留意すべきである。
7.5 新しい予防手段の開発と既存の予防手段の改善
潜在的なBPAおよびバイオテロ病原体による病変の予防は、疫病対策システムの不可欠な部分であり、現在、主に免疫生物学的薬剤(IBD)の使用による免疫予防(IP)に基づいている。これには、能動的免疫予防(ワクチン、アナトキシン)と受動的免疫予防(正常免疫グロブリン、特異的免疫グロブリン、特異的同種血清、特異的異種血清)がある。
上記の薬剤群は、特定のILPの性質に従ってサブグループに分けられる。基本的に、このような区分はワクチンに固有のものであり、現在、以下のサブグループに分けられている:生ワクチン;不活化ワクチン;化学ワクチン;組換えワクチン;サブユニットワクチン;イディオタイプワクチン;合成ワクチン;関連ワクチン。
抗感染防御システムにおけるIPの優先順位は偶然ではない。なぜなら、IPを提供する手段は顕著な特異性を持ち、免疫学的再配列によって被接種者の感染プロセス発生を予防するか、その強度を著しく低下させる能力を有しているからである。
危険な感染症や特に危険な感染症、潜在的なBPAやバイオテロの病原体による病変のIPの既存の手段の主な欠点は、ワクチン接種者にワクチン接種後の反応や合併症を引き起こす可能性が高く、直ちに治療が必要であること、免疫学的効率が不十分であること、あるいは単に、この感染症やその感染症に関連してILPが存在しないことのいずれかである。
後者は、リケッチア性、ウイルス性(出血熱、ウイルス性脳炎、脳脊髄炎)、真菌性、毒素性(ボツリヌス毒素とリシンを除く)のBPAの典型である。この点に関して、私たちが自由に利用できる情報資料を分析した結果、現在、新しいIP薬剤の開発や既存のIP薬剤の改良の主な方向性は、DNAプラスミド、免疫原性タンパク質を含まないウイルス様粒子、感染因子をブロックしたり免疫反応を調節したりするタンパク質や核酸の合成を誘導できるナノ粒子をベースとした新世代のワクチンの開発であることが注目される[21, 42]。このような研究は、実質的に細菌性の潜在的BPA群全体に関して行われている[33, 41]。
同時に、既存のILPの改良や、分子生物学の最新の進歩や特定の生物病原体(危険な感染症や非常に危険な感染症の原因物質)の生物学的特性や潜在的なBPAに関する知識に基づいて新薬を開発することは、弱毒生ワクチンの防御特性とは比較にならないことがよく知られている。したがって、既存のILVの改良という観点から、わが国でも海外でも、潜在的なBPAやバイオテロ病原体に対する既存のILVを近代化する研究が活発に行われている。
わが国では、ペストに対する組換え全細胞生ワクチン候補EV ΔlpxMが開発されており、免疫原性の向上と反応原性の低下という改良された特徴を有している[22, 33]。
炭疽と野兎病に対するILPの改善に関しては、それぞれの感染症のワクチン株をベースにした複合製剤の開発を目指した研究が行われている。このようにして、結核菌の防御抗原(Ag85BとESAT-6)を従来の野兎病菌のワクチン株Gai #1 5に組み込んだ新世代の野兎病ワクチンの候補が得られた。得られたサンプルは、野兎病と結核に対して同時にヒトに高レベルの免疫を誘導する能力を持つ[24]。
- (1) 野兎病と炭疽病に対して、組み換え株F. tularensis 15/10 (p. tularensis 15/10)が開発された。tularensis 15/10(pTVpag)は、DNAプラスミドpTVpagをF. tularensis 15/10に形質転換することによって得られた炭疽菌の防御抗原を発現している;(2)野兎病およびペストに対する、莢膜F1抗原をコードするY. pestisオペロンを含むプラスミドpCF10を有する組換えF. tularensis 15/10株[35, 54]。
保護抗原の安定発現を担うプラスミドpUB110PA-1を持つ炭疽菌組換え株は、1回の免疫で実験的炭疽からモルモットを保護できる炭疽ワクチン候補と考えられている[26]。
レプトスピラ症ワクチンは、多価生ワクチンの開発を通じて改良されつつある。現在までに、Leptospira Icterohaemorrhagiae Copenhageni NIIEM 466、Leptospira Grippotyphosa grippotyphosa NIIEM 30/469、Leptospira Pomona mozdok NIIEM 48B/470、Leptospira Sejroe sejroe NIIEM 751/471の4つの血清群の株をベースにした多価レプトスピラ症ワクチンの開発が行われている。既存の市販の多価レプトスピラ症ワクチンと比較して、提案されたワクチンはより高い抗原性と防御特性を有する。
同様の研究の方向性は海外の専門家にも内在している。しかし、生ワクチンの近代化や改良のほとんどは、免疫原性の向上、反応原性の低下、化学予防剤の併用に対する耐性のいずれかを有する遺伝子組み換えワクチン株をベースとした新しい製剤の開発を通じて行われている。海外のこのような研究のもう一つの特徴は、ワクチン組成物にアジュバント活性を持つ薬剤を含めることである。
わが国の場合、このようなアプローチは今のところ、効果的なインフルエンザワクチンの開発においてのみ行われている。海外の生ワクチンの改良には、ワクチン株を特殊なカプセルに入れたり、抗原物質を免疫担当細胞に標的を定めて送達する能力を持つプロテオソームを作ったりする研究が含まれていることにも注目すべきである。同様に、適切なエアロゾル化ワクチンも開発されている。例えば、以下のようなものがある:
- ヒトにおけるこの感染症の主な原因菌の遺伝子組み換え株に基づくブルセラ症生ワクチン [37-39] ;
- 野兎病微生物の遺伝子組み換え株に基づく野兎病生ワクチン。この場合、設計されたILPに組み込む候補の探索は、遺伝子改変された野兎病微生物の菌株の中から、以下のレベルで行われる;
- 代謝過程[9, 22]、病原性因子[13, 24]、脂質A[25]、スーパーオキシドジスムターゼ(SODS)[26, 37]、酸性ホスファターゼ形成[98]、いくつかの病原性因子の集合過程[19, 21]、カタラーゼ活性[22]、制御タンパク質[23]。
得られた野兎病菌の遺伝子組換え株の全体像は、実験小動物にさえ残存する病原性を実質的に持たないが、同時に、前述の感染に対する生物の免疫を形成する能力を持っていることを特徴づける。
その他のBPAやバイオテロの可能性のある病原体に関しては、IP薬剤の開発に対する現在のアプローチは、主にベクターワクチン、サブユニットワクチン、抗イディオタイプワクチンの開発に限られている。このアプローチの主な理由は、ILPの副作用を減らし、同時に特異的活性を高めることにある。これはこれまで不可能であったため、この分野での効果的な開発のための探索が集中的に行われ、さまざまなアプローチが行われているのだろう。ベクターワクチンは感染症に関する「ノウハウ」ではない。インフルエンザ、ウイルス性肝炎、その他の感染症に関しては、十分に広く開発され、良好な結果が得られている。
同時に、BPAやバイオテロを引き起こす可能性のある病原体に対するILPの開発というアプローチも最近進んでいる。細菌性やウイルス性のバイオ病原体に対するILPの開発だけでなく、バイオ毒素に対するILPの開発にも成功したことを強調しておきたい。同時に、このような研究で最も頻繁に使用される生物学的ベクターのリストが、細菌およびウイルスコンストラクトを含め、ベクターワクチンのためにしっかりと確立されていることにも注目すべきである。
ベクターワクチンの開発で最も頻繁に使用されるベクターは以下の通り: 大腸菌とピキア・パストリス[14]、アルファウイルス[25]、サルモネラ菌[10, 16-18]などである。[10,16-18];ラクトコッカス・ラクティス(Lactococcus lactis)[29];天然痘ウイルス[10,21];セムリキ森林ウイルス[32];
アデノウイルス[25];水疱性口内炎ウイルス[16,28];パラインフルエンザウイルス5型[9,20]
アライグマポックスウイルス [21, 24]; Y. pseudotuberculosis [25, 28]; ニューカッスル病ウイルス [15, 29, 30]; ポックスウイルス科パラポックスウイルス属に属するオープンリーディングフレームウイルス。このウイルスは、主にヒツジとヤギの限られた範囲を標的としており、特に免疫不全の個体や高用量のウイルスを静脈注射した後では、全身性のウイルス感染がなく、主に皮膚に感染する。
このウイルスの特徴は、短期間の特異的免疫の形成と、感染部位における自然免疫応答の構成要素に対する刺激作用である。仮性狂犬病ウイルス(Suid herpesvirus 1またはAujeszky病ウイルス)は、ヘルペスウイルス科Alphaherpesvirinae亜科Varicellovirus属に属するヘルペスウイルス1型の代表である[32, 33]。
しかし、効果的で安全なワクチンの開発において最も精力的に研究されているのは、サブユニットワクチンと混合ワクチンであり、その構成要素の一つが免疫学的アジュバントである。サブユニットワクチンは、生物病原体の個々の成分を含むILPである。ほとんどの場合、後者は特定の生物病原体の生物学的に活性な基質をコードする能力を持つ核酸(DNAまたはRNAワクチン)である。例えば、このような活性物質には微生物の病原性因子(防御抗原)が含まれる[11, 34-40]。
多成分ILPの開発も、IP改良の有望な方向性であると思われる。例えば、天然痘ワクチンの改良はこの方面で続いている。[15, 17, 41]。
In this aspect, studies on the development of vaccines for aerosol application, namely, on the basis of: liposomes containing smallpox antigen; liposomes,
リポソームに封入されたCD8+ T細胞エピトープを含むペプチド(実験的研究)[18, 24]。
多価サブユニットリケッチア症ワクチンの開発研究が進行中である。現在までに、R. rickettsiiとR. conoriiのOmpA抗原、またはリケッチア性の4つの微生物すべてのOmpB抗原に対する抗体産生を同時に刺激する製剤が得られている。ブルセラ症と野兎病の免疫予防のための複合製剤が開発されている。[12, 32, 33]。
ペストの免疫予防を改善するという点では、複合製剤も主要な位置を占めている。このような製剤の開発は、主に1つのILPに組換えF1抗原とLcrV抗原を使用することに基づいている。例えば、酸化アルミニウム水和物に吸着させたF1抗原とLcrV抗原によるワクチン接種は、Y. pestisの強毒株のエアロゾル感染によって引き起こされるペストの肺炎型からマウスを保護した[11, 34]。pestis [11, 34, 35]を防御した。F1mut-V、アルヒドロゲル、T4-F1mut-Vをベースにした混合ワクチンは、マウスとラットで肺炎を100%予防した[36]。
サルモネラ菌Ty21aの弱毒生ワクチン株をベースにした多成分シビリアワクチンは、実験条件下で非常に有効であり、PAに対する特異的な免疫応答が形成され、またHlyAとClyAタンパク質の混合物が得られるため、B. anthracis芽胞の感染に対してマウスをほぼ100%防御した[13, 27-29]。
炭疽ワクチンの改良という点で有望な方向性は、多機能性、すなわちワクチンとアナトキシンの両方の働きをする製剤の開発である。[30]。このような製剤は、炭疽毒素のVWAレセプターANTXR2のPA結合ドメインを複数コピーし、ウイルスベクターの表面に配置・発現させたものである。得られたキメラウイルス粒子はラットをシビレアス中毒から守り、PAを投与した場合、アジュバントなしで1回免疫すると致死毒素に対する潜在的な免疫反応を誘導した。
多成分ILPの開発で最も顕著な例は、5~7種類のモノアナトキシンを単一の吸着剤に吸着させたポリアナトキシンの創製である。後者は主にアルミニウムヒドラトキシドである。現在、ペンタアナトキシンが実際に使用されており、これを使用することで、5種類のボツリヌス毒素(A~E)に対する完全な免疫反応を同時に形成することができる[31]。現在、ボツリヌス毒素血清型A、B、C、D、E、F、G、Hに対する同時防御が可能な七価アナトキシンの試験が完了している。
天然痘ワクチンや、この感染症に対する特異的な予防法を改善するための研究が続けられている。この面では、エアロゾル応用ワクチンの開発に関する研究がある。すなわち、天然痘抗原を含むリポソームに基づくもの、天然痘ウイルスタンパク質を含むリポソームに基づくもの(ウイルスの2つのタンパク質A27とH3、およびウイルスのA33とB5を用いた実験的研究)、リポソームに封入されたCD8+T細胞のエピトープを含むペプチドに基づくもの(実験的研究)である[31, 34]。
一般的に、潜在的なBPAやバイオテロ病原体による病変に対する能動的免疫予防の改善は、主に遺伝子工学の近代的な成果に基づいており、その結果、遺伝子組み換えワクチン株や様々なタイプのサブユニットワクチンを用いたILPの作成が可能になったと結論づけることができる。複数の生物病原体や生物毒素に対する免疫の同時形成を可能にする多成分ILPの開発も有望である。[25, 28]。
同時に、BPA病変やバイオテロの潜在的病原体、その他の感染性病変の免疫予防対策のネットワークは、積極的免疫予防手段の使用だけに限定されているわけではない。これは主に、BPAの可能性があると考えられている多くの感染症の原因物質に対して、現在までに開発されたワクチン製剤がないこと、またはそのような手段を用いても適切な効果が得られないこと、そして最も重要なことは、ワクチン製剤を用いた場合でも、特定の感染作用に対する強力な特異的免疫を最短時間で形成することができないことによる。原則として、このレベルの防御はワクチン接種後7日目までに形成される。
今日、このような問題を解決する基礎となるのは、特異的免疫グロブリン、正常免疫グロブリン、ヒト化抗体、モノクローナル抗体などに基づく製剤である。わが国ではこの種の研究は初期段階にあり、主に生物毒素による中毒の受動的免疫予防を対象としているが、海外ではこの方向が活発に発展しており、生物毒素による中毒の受動的免疫予防と、異なる性質の潜在的BPAによる病変の両方を対象としている[33]。
このようなアプローチは偶然ではない。なぜなら、毒素に対する抗体ではなく、感染因子に対する抗体は、強力な抗菌・抗ウイルス剤として考えられているからである。その重要性は、特定の化学療法剤や、自然界あるいは人工的な遺伝子組み換えによるILPに対する生物病原体の耐性が着実に発達しているため、特に高まっている。問題は、最新の抗感染症化学製剤の開発が、抗菌剤耐性の形成速度より遅れていることでもある。[22, 26]。
2003年から2007年の間に食品医薬品局(FDA)によって承認された新しい抗生物質はわずか5種類 2008年から2011年の間にはさらに2種類しか承認されていない。[34]。この点で、以前に入手したpAT、新しいクラスの治療分子を形成する組換え抗体、あるいは受動的免疫予防の手段を使用することで、多くの新しい抗感染性分子を入手することが可能であり、現代的な条件下では大きな需要があると考えられる[35-37]。
入手可能な情報資料を分析すると、BPAやバイオテロ病原体に対する受動的免疫予防手段の開発において、最も集中的な研究が、無許可で使用された場合にヒトに最大の危険をもたらすバイオ病原体の分野で行われていることがわかる。フォートデトリック(米国)が2011年に作成したものを含む既存の潜在的BPAリストによると、このようなバイオ病原体には、炭疽菌、エルシニア・ペスティス、ボツリヌス毒素、天然痘、ツラレン菌、エボラ出血熱、マールブルグ熱、ラッサ熱、マチュポ熱ウイルスが含まれる。
炭疽菌に対する抗毒素開発の展望現在までに、この分野では5つの候補(4つのrAbと、炭疽菌の防御抗原に親和性のあるrAbベースの抗体1つ)が同定されており、炭疽菌に対する有効な防御手段となりうると考えられている。これらの抗体に基づいて、ILPのサンプルが開発されている:
- 炭疽免疫グロブリン静注(AIGIV)- BioThrax®ワクチンを接種した健康なドナーの血漿から得られたpAbである;
- RaxibacumabはHuman Genome Services社(メリーランド州ロックビル)によって開発され、すべての研究段階を経てFDAに登録申請された[28]。ヒトIgG1である。100LD50の用量の病原体(エームス株)のエアロゾル化芽胞培養液で感染させたウサギ(n=12/群)に、2日前に10または20mg/kgの割合で予防的に皮下投与、あるいは40mg/kgの用量で競合的に静脈内投与したところ、それぞれ83~100%の生存率が得られた。サル(n=10)に病原体(Ames株)を100 LD50の用量でエアロゾル感染させる2日前に40 mg/kgの用量で予防的に皮下投与すると、感染動物の90%を防御した。この療法は、200 LD50の病原体(Ames株)のエアロゾル感染に対するウサギとサルの抵抗性も増加させた;
- PharmAthene社(メリーランド州アナポリス)が開発し、現在臨床試験中のMAb-1303またはMDX-1303は、トランスジェニックマウスから単離されたヒト抗i-pA IgG1である[29]。治療効果は、病原体(Ames株)の胞子培養液を200LD50の用量でエアロゾル感染させたウサギとサルで評価された。ウサギモデル(n=10)では、感染1時間後と3日後の2回、1 mg/kgの用量で静脈内投与し、90%の動物を保護した。感染後24時間および120時間後に10 mg/kgを2回静脈内投与したところ、90%の動物を防御した。
感染後120時間で、感染ウサギの89%(n=9)を保護した。サル(n = 6)では、感染1時間後に1 mg/kgを筋肉内注射したところ、完全な防御を示した;
- ETI-204は、Elusys Therapeutics社(ニュージャージー州パインブルック)が製造したキメラIgGを含む。163または286 LD50病原体(Ames株)によるエアロゾル感染の30~45分前に、ウサギ(n = 8)に10 mg(~4mg/kg)を予防的に単回静脈内投与すると、それぞれ100%および88%の予防効果が得られた。治療活性は、172 LD50の病原体(Ames株)の芽胞をエアロゾル感染させたウサギ(n = 10)で評価され、感染24時間後または36時間後に10 mgの抗体を静脈内投与したところ、感染動物の生存率はそれぞれ80%または50%であった[19]。
これらのデータによれば、現在開発中の炭疽菌駆除抗毒素は、主に炭疽菌の防御抗原の病理学的作用を阻止するものである。しかし、炭疽菌の致死因子に関しても同様の研究が行われている。[31, 32]。試験管内での中和活性と動物での防御活性が示されている。
抗疫薬開発の展望この方向性の枠組みの中で、ペストに対する受動的特異的免疫予防の手段として、特異的抗血清の開発への効果的なアプローチを探す研究が主に行われている。特に、Y. pestisに対する一定の有効性はマウスを使用して示されている。pestisに対しては、マウス抗iLcrVモノクローナル抗体を用いて一定の有効性が示されている[22, 54]。
マウス(n = 10)には、病原体(GB株)の88 LD50のエアロゾル感染の4時間前にmAb 7.3(35 μg)を腹腔内投与したところ、100%の防御が得られた。同じ抗体を感染24時間後に投与した場合、生存率は80%に減少した(n=10)。77.5μgのmAb 7.3と同量の抗F1マウス抗体(mAb F1-04-A-G1)を感染2時間後にエアロゾルで投与すると、動物の生存率は82%であったが、エアロゾル感染量は27 LD50と低かった[44]。
同様の結果は、LcrVに対するマウスモノクローナル抗体BA5を経鼻投与した場合にも得られた[35]。前述の薬剤の皮下投与でも実質的に同様の結果が得られたことは見逃せない。m252(抗F1)+m253+m254(抗LcrV)のrAbs複合体に基づく製剤は、生体内試験でペストのbubonic型からマウスを保護する能力を有していた[29,36,44]。
我々の実験では、25-40 LD50(強毒株CO92)に皮下感染したマウス(n=6)は、感染48時間後にm252ベースの製剤(500 µg/マウス)を腹腔内投与することで完全に防御されることが示された。しかし、48時間より早期の投与では効果は低く、生存率は33%に減少した。感染の24時間前にm252とm253およびm254(各500μg)を腹腔内投与すると相乗効果が認められ、生存率はm252単独投与の33%に対し83%であった。m253とm254の併用では、保護効果の減弱は見られなかった。
天然痘抗血清開発の展望現在、主にヒト化抗体に基づく製剤の開発が研究されている。特に、トランスジェニックラット由来のヒト化抗体に基づくhB5RmAb製剤が、EV(細胞外エンベロープ型ビリオン)のB5表面タンパク質を中和するために開発されている。マウスにワクシニアウイルスを107 CFUの用量で経鼻感染させ、感染5時間後にモノクローナル抗体(10 μg)を腹腔内注射したところ、すべての動物が生存し、対照群と比較して体重減少が有意に少なかったという特徴がみられた。[30, 32]。
ファージ技術を用いて、B5表面タンパク質と結合するチンパンジーとヒトのキメラrAbであるモノクローナル8AH8ALが作製された。天然痘ワクチンウイルスを105 BOUの用量で経鼻感染させて再現した天然痘肺炎モデルにおいて、抗痘瘡免疫グロブリンGの効果と防御効果を比較した。感染の24時間前に8AH8ALと天然痘免疫グロブリンGをマウス(n = 5)に減量して投与し、22.5μgの8AH8ALを用いると、5mgの天然痘免疫グロブリンGに匹敵する完全な防御が得られた。 感染48時間後に90μgの8AH8ALを注射した場合、完全な防御が得られたが(n = 5)、5mgの抗痘瘡免疫グロブリンの投与では防御は得られなかった[37]。
さらに、EVタンパク質A33と結合する能力を持つ6Cモノクローナル抗体が作製された。上記のモデルで、感染から48時間後に、感染マウスに90μgのrAb 6Cを単独または8AH8AL抗体と併用(各45μg)で注射した。いずれの場合も完全な防御が記録された。2種類のヒトrAb、hV26とd h101は、トランスジェニックマウスを用いて得られ、細胞内成熟ビリオン(MV)の表面に同定されたH3タンパク質とB5タンパク質に結合する能力を有していた[38]。
各タイプのmAbを静脈内投与し、複合免疫不全(SCID)マウスに対する抗発熱免疫グロブリンGの効果と比較した。各タイプのモノクローナル抗体25μgを病原体感染の24時間前に5×104 CFUの用量でマウスに投与したところ、50%の個体に防御効果が認められたが、1.25 mgの抗足痘免疫グロブリンを注射した対照動物はすべて死亡した[34, 37]。
野兎病に対する抗腫瘍薬の開発が期待されている。野兎病に対するモノクローナル抗体の主な供給源は、生ワクチンで免疫された個体である。主にIgG2aに属するMAb 12モノクローナル抗体をLVSワクチンで免疫した後に取得し、その特異的活性をワクチンと病原性株SchuS4のモデルで試験した。この薬剤を50μgの単回用量で1日、同時、および動物への感染1日後の3回投与したところ、7×107 CFUの用量でワクチン株の皮内感染からマウス(n=4)を完全に防御することができた。同様のレジメンを用いたが、感染から1,3、5日後に投与した場合、生存率は50%に減少した。病原性株Schu24による野兎病モデルでは、薬剤の有効性は認められなかった。マウス抗LPS IgG2a, mAb 3抗体は、F. tularensisの経鼻感染に対する防御を形成するために試験された[20, 40, 46]。
感染と同時に50μgを経鼻投与した場合(n = 5)、または感染1時間後にmAb 3(投与量200μg)を腹腔内投与した場合(n = 5)、防御率は100%であった。同時に、これまでに得られた製剤は、野兎病微生物のワクチン株を用いて再現された感染に対してのみ高いレベルの防御を提供できるが、野兎病病原体の病原性株に対しては弱い有効性を維持していることを認識せざるを得ない。強毒株には病原性の違い、すなわち感染作用のメカニズムが異なる可能性があるためである[31, 35]。
ウイルス性出血熱に対する抗血清開発の展望ウイルス性出血熱のモデル化の特殊性から、この感染症群に属する病原体に対する特異的モノクローナル抗体に基づく薬剤候補は、これまであまり開発されていない。このような薬剤の最初のものは、モノクローナル抗体ベースの薬剤KZ52であった。KZ52は、感染者由来のヒトrAbであり、エボラウイルス、ザイール株の糖タンパク質(GP)に結合する能力を持ち、プラーク形成によって評価されるように、ウイルスを効果的に中和する。モルモット(n = 5)にKZ52(25mg/kg)を感染1時間前に皮下投与すると、感染動物は完全に防御され、10,000 CFUのエボラウイルス(ザイール株)感染1時間後に投与すると、80%の防御が得られた[32, 37]。サル(n = 4)にKZ52(各50 mg/kg)を2回静脈内投与し、1回は1,000 CFUのエボラウイルスザイール株(Kikwit)の筋肉内感染の24時間前に、もう1回は4日後に行い、病気の進行を完全に阻止した[33, 141]。
より最近の研究では、エボラ・ザイールウイルスに対するモノクローナル抗体KZ52とJ3PK11の試験管内試験阻害機構が比較され、有効性において完全に同等であることがわかった[34, 44, 141]。他の出血熱病原体に関しては、この分野の研究はまだ始まったばかりである。今のところ大きな進歩は見られない。
上記の病態に加え、ブルセラ症 [17]、サパおよびメリオイド症 [26,37]、リシン中毒 [28,39]、その他多くの潜在的BPAおよびバイオテロ病原体に対して、モノクローナル抗体に基づく製剤が活発に開発されている。
以上のデータをまとめると、潜在的なBPAやバイオテロ病原体から身を守る医療手段の現代的な開発は、適応症や免疫予防の分野において、主に遺伝子工学や免疫学的手法を用いた分子生物学的原理に基づくものであると結論づけることができる。同時に、特にここ数十年の生物科学技術の急速な発展は、1972年に生物兵器禁止条約が制定された際の原則を大きく変更し、損なう可能性があることも念頭に置く必要がある。これに加え、バイオテロリズムの手先としてバイオ病原体が無許可で使用されるケースが劇的に増加しているため、それらが引き起こす被害を迅速に防止することが難しくなっている。このことは、人間と周囲の現実との関係の絶え間なく変化する状況に応じて、衛生および疫病対策のシステムを改善するための絶え間ない努力を示しており、このシステムにおける潜在的なバイオ病原体による病変の表示と予防を改善する問題は、優先順位の1つを占めるべきである。
結論
潜在的バイオテロ病原体(PABTs)は、意図された目的での使用に関する情報や、イラクを中心とする中近東諸国の多くで生物学的製剤や運搬手段が検出されていることからも明らかなように、現代の状況においてもその関連性を失っていない。バイオテロと生物兵器の専門家によれば、文明の現段階におけるこの種の大量破壊兵器に対する防御のための主な努力は、早期かつ効果的な発見を目的とした効果的な医学的防御手段の開発に重点を置くべきであり、それによって引き起こされる結果を排除するための対策を講じることである。本分析レビューでは、最も重要なPABTsの特徴を簡単に述べ、諸外国の先進国におけるPABTsの特定表示制度の長所と短所を示し、我が国に適用されるPABTsの特定表示の手段と方法の改善の方向性を実証した。
現在、テロ目的でのBPAの使用はかなり現実的である。現代のBPAは予測不可能であるため、発見された時点でできるだけ早期に衛生対策や疫病対策を開始するために、その迅速な検出方法を開発する必要がある。
多くの迅速診断システムが開発中あるいは様々な評価段階にあるが、既知のBPAをすべて検出できる単一のシステムは現在のところ存在しない。今回発表されたデータは、SIの問題点、海外におけるその解決可能性を改めて検討し、同様のアプローチを用いて、わが国における既存のSIシステムの近代化のための有望な方向性を概説することを可能にするものである。