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新型コロナ:第一波感染からわかってきたこと

新型コロナ:第一波感染からわかってきたこと

吉田賢右

今年初めに新型コロナの感染が始まり、またたく間に全世界的な大流行となった。封鎖などの代償の大きい厳しい対策の結果、5月ころには感染は鎮静化したが、対策が緩和されると第2波の感染が広がった。2月から5月の第1波感染についてたくさんの科学的な研究や分析が行われて、論文が続々と発表されている。そのうちの感染防御についての論文から、第1波の感染からわかってきたことをまとめてみた。現在の第2波の対策に役立つはずである。

 

どんな機会に感染するか

1.屋内で、飲み食い、しゃべる、歌う、激しく動く、唾が飛ぶ、その時に感染する


第1波の間(1月15日- 4月4日)の日本国内の感染のクラスター発生61件の分析(文献1)
  
  • クラスターの半数は、感染者が集中する病院、マスクのできない老人などどうしても至近距離で唾が飛びやすい介護施設などで発生している。市中の感染が進んでから遅れて発生している。
  • 約3分の1のクラスターは、レストラン、バー、カラオケ、合唱団、運動ジムで発生
  • 職場でのクラスター発生は全体の13%。おそらくマスクなしの会話や飲食などの時間があったのだろう(吉田)
  • 交通機関内の発生は長時間閉鎖空間の航空機内の1件だけ。
  • 屋外でのクラスター発生は1件もない。これは中国のクラスター分析でも同じ(318件のクラスターのうち屋外は1件だけ)(文献2)。
  • ちなみに、感染源がわかった例(22件)では、本人も感染に気が付かない発症前(-3, -2, -1, 0 日)の陽性者がほとんど。

電車やバスなどでのクラスター発生は1件もない。東京など大都市圏では通勤等で毎日何百万人もの人が外気との換気の悪い車両の中で30分から1時間も密集しているにもかかわらず、クラスターの発生の報告がまったくないのは驚くべきことである。通勤電車内の感染は感染経路不明としてクラスターとして報告されていないこともありうるが、それにしても毎日の通勤列車という膨大な密集機会にもかかわらず1件も報告がないことは注目すべきことである。

スーパーマーケットや一般商店の客と従業員の感染の報告もない。

学校の授業中(飲食なし)のクラスター感染もない(1月15日- 4月4日は春休みあるいは学級閉鎖もあったが)。
一時、大阪などで目の敵にされたパチンコ店からのクラスター発生の報告もない。

要するに、単に密集しただけでは(唾が飛びかうことがなければ)クラスターは発生していない。

世界のクラスター発生も同じ傾向を示している(文献3)。
  

2.空気感染の確認例は報告がない。飛沫感染、あるいは飛沫核感染だろう。


空気感染(=エアロゾル感染、エアロゾルとは1000分の5 ミリ以下の小さい粒子でタバコの煙のように長時間空気中に浮遊する)が起きた、という確かな例の報告は今までにない。たとえば、感染者が出ていってだれもいなくなった部屋(あるいはエレベーター)に誰かが入って来てその誰かが感染した、などという確認例がない。空気感染の可能性が低いのは下記の計算からも示唆される。
  
  • 計算: ヒトは普通に呼吸しているだけならほとんど飛沫もエアロゾルも吐き出さない(文献4)。したがって、感染者がすぐ隣にいても呼吸しているだけなら感染はおきないだろう。ヒトは声だかにしゃべると1分間に4万個程度のエアロゾル唾粒子を吐き出す(1分間10リットルの呼吸として)。1000分の5 ミリの唾粒子の体積は約10-12 ml, 唾に含まれるウイルスの濃度は多くても108 /ml, するとウイルスを含んでいるエアロゾル唾粒子わずかに1万個に1つである。感染に必要な最少の新型ウイルスの数(minimum dose)はまだ知られていない(大事なことなのに研究は手薄である)。かりに前に流行したSARS1ウイルスと同じとすると(数百)、数百万個のエアロゾル唾粒子を吸い込まないと感染しない。1分間に4万個のエアロゾル唾粒子を全部吸い込んでも、数百万個を吸い込むには1時間以上かかる。実験で検証が必要だが、この計算の限りでは空気感染はありえない。さらに、エアロゾル唾粒子はすぐに乾燥する。インクジェットプリンターと同じである。完全に乾燥すれば、ウイルスは死んで(感染性を失う)しまうだろう(これも実験で確認されていないが)。

ほとんどの感染は飛沫感染(1000分の5 ミリ以上の唾の粒―空中に浮遊する時間は短い―を吸い込むことによる感染)、あるいは飛沫核感染で説明がつく。
  
  • 飛沫核感染:しゃべる時に口から出る唾の粒子のほとんどはエアロゾルである。問題は、数はごく少ないがウイルスをたっぷり含んだ大きい飛沫粒子である。感染者が大声や早口でしゃべり、あるいはくしゃみをしたときに撒き散らす唾のしぶき(飛沫粒子)を直接吸い込めば簡単に感染する。しかし、飛沫粒子はすぐに地面に落下してしまうので、感染者とごく近く接近しないとこういうことは起きない。ただ、目に見えるか見えないかの大きさの飛沫粒子は空中に放出されると急速に大部分の水分を失い、ウイルスを含む不揮発性の成分が濃縮されて飛沫核粒子として残る。例えば10分の1ミリの飛沫(体積は10-9 ml, 約100 個のウイルスを含む)が急速に半乾きになって50分の1 ミリの粒子となって少しの間だが空中をただよう(文献5)。そうすると、少し離れた人にも感染する機会が生じる。半乾きの場合は、乾く前の状態よりも感染効率がいいことが知られている(マウスの鼻の中にぬりつける実験がある)。実際に起きている感染のほとんどは、多数のウイルスを含んでいて空気中にちょっとの間ただよう飛沫核による感染である可能性がある。

要するに、たとえ密閉空間であっても、飲み食いしゃべるなどしなければ(そしてマスクを着用していれば)唾の飛沫が飛ぶこともなく、感染は起こらないだろう。密閉空間ではけっして唾が飛ばないようにすべきである。
  

3.接触感染(ドアのノブなど器物を介した感染)の確認例は報告がない。


インフルエンザでは、感染者の泊まったホテルの部屋を掃除した雑巾で他のいくつかの部屋も掃除したらその部屋の宿泊者たちが感染した、という例があるそうだ。新型コロナの場合にはそのような明らかな接触感染の報告は今までにない。金属表面などで感染性の新型コロナウイルスが長時間(3-7 時間)生き残る、という報告がある(文献6)。しかし、その実験では表面に塗り付けた濃いウイルス液(0.05ml)を1mlの液でよく洗浄して回収している。手指→器物→手指へとウイルスが移るとする接触感染では、こんな念入りの回収は起こらないだろう。また、この論文では培養細胞を使って感染性を評価している。それは人への感染性よりもおそらくけた違いに効率が良い(ファージと大腸菌ではminimum dose = 1)ので、実際の接触感染を反映していないのではないか。

要するに、手洗い、器物の消毒は感染防御にあまり役立っていないのではないか。神経質になってこれに多くの努力を注いでも効果は薄い。
  

4.無症状あるいは軽症の潜在感染者が多い。


ランダムな抗体検査から、市中の隠れた無症状あるいは軽症感染者数は検査で陽性と判明した感染者よりもずっと多いと推測されている。軽症のまま入院して退院した感染者が入院後1週間ほど活発にウイルスを排出していたことは確認されている(文献7)。イタリーのVo’という自治体の全人口(3275人)の7-8割の人を、2週間のロックダウンの前後の2回PCR検査したところ、陽性者の43%はずっと無症状だった。その無症状の人も有症者と同じくらいのウイルスを生産しているので感染源となる(文献8)。また、武漢では、感染者の87%は無症状のままだった(したがって蔓延している時は陽性者として捕捉されなかった)(文献9)。無症状感染者が87%もいると、新規に陽性と診断される有症感染者がゼロの日が2週間つづいたのでもう終息したと思ってロックアウトを解除すると、32%の確率で第2波が襲ってくる。

  

どんな施策が有効だったか

1.マスクの感染防御効果は大きい、ことがわかった。


以前、多くの感染症学者やWHOは、マスクはあまり効果がない、と言っていた。エアロゾルはマスクの網目よりも小さく簡単に通過するはずだというのである(実験はない)。しかし、計算してみるとマスクを通過するさいに小さな唾の粒子はブラウン運動(1/1000ミリの粒子は0.1秒で2/1000 ミリの範囲を動く(生命誌研究館 藤原基洋さんの計算))と空気の乱流でマスクの繊維にぶつかる。ぶつかったところで、マスクの繊維による飛沫あるいはエアロゾルの吸着が起きていると考えられる。確かに、コロナウイルスについては、飛沫だけでなく網目よりもずっと小さいエアロゾルまでマスクで阻止できるという実験がある(文献10)。普通、マスクは吐く息の時だけ有効のように言われる。しかし、吸着であれば、マスクは呼気だけでなく吸気でも有効に働くはずである。
  
  • 新たな課題:吸着はマスク繊維の物理的化学的な性質に大きく依存する。静電的吸着とすれば、荷電した繊維によるマスク、あるいは飛沫中の水による吸着(毛管現象など)ならば親水性で細い繊維によるマスク、分子間力ならそれに適した繊維、など、新型コロナに適した高機能マスクを開発できる可能性がある。誰か、研究して開発してほしい。
 

2. 都市封鎖や外出自粛(制限)は、それだけでは効果は限定的だったらしい。


都市封鎖や外出自粛によって新規感染者の急速な(2倍、4倍、8倍と増える)増加はとまるが、そのまま高止まりで、減少しなかった。マスク着用で初めて減少にむかった(イタリアとニューヨーク市の例、文献11)。ドイツでも、都市封鎖や外出自粛では新規感染者は減らず、レストランや生活の維持にどうしても必要な食料品店などを除く一般商店の義務的休店と少人数の集まりも禁止することによって初めて減少にむかったと推測された(文献12)。人の動きを抑えるだけでなく、お互いの唾が飛ぶ状況を最少にすることが有効だったのだと思われる。
  

3.集団免疫は難しい。


集団免疫とは、感染が広がり免疫を持つ既感染者が増えていって、ウイルスが感染できる残りの人口が減りつづけ、最後にはウイルスが生きている(感染性を持っている)期間に次の感染者を見つけることができずに消滅する、ことを期待する政策である。人口の数十%(数字は計算の前提によって異なるが少なくとも40%と言っていいだろう)が感染してしまえば、集団免疫が成立すると言われている。しかし、第1波の感染の程度では、集団免疫の成立にはほど遠いことがわかった。集団免疫を政策としていると言われているスウェーデンのストックホルムでも、既感染者(抗体陽性者)は人口の7%(5.22現在)である。日本(東京)は0.1-0.5%くらい。フランス0.7%、ドイツ0.85%、スペイン5.5%、英国5.1%など。そうすると、集団免疫が成立するまでに今の10倍以上の死者がでることを覚悟しなければならないので、集団免疫の方針は難しい。

集団免疫に関しては何人かの専門家は楽観的である。理由は、もともと新型コロナに感染しない抵抗性の人が相当たくさんいるからそれも集団免疫に必要な人口に含めれば、もっと少ない感染者数で集団免疫が成立する、というのである。以下の説である。
 
  •  自然免疫(感染経験の有無にかかわりなく初めから備わっている免疫システム)で新型コロナウイルスを撃退できる人々がいる、という説、あるいは、今年初めの流行初期には実は弱毒性新コロナというものがいてこれに知らぬ間に感染している人が多くその免疫記憶を持っていて感染抵抗性の人々がいる、という説もある。いづれもアイディアとしてはありうるが、これを支持するデータがない。
  • また、既に感染したかどうかをしらべる抗体検査で陰性と判断された人の中には感染時には抗体が作られたがその後に抗体が減少して抗体陽性とならなかった集団が含まれている、しかしこの人々は免疫記憶を保持しており感染抵抗性である、という主張もある。これもありうる話である。しかし、今のところ症状が出て回復した人はみな抗体陽性であるというデータがある。少なくとも(2年後や3年後はともかく)今のところ、無症状(無自覚)感染者がいたとしても同様に陽性となるだろう。
  • 普通の風邪のコロナウイルスの免疫記憶で新コロナの感染を防いでいる人たちがいる、という議論もある。新コロナに感染歴のない人のT細胞(免疫記憶の担い手)の一部が、新コロナウイルス由来のペプチドに反応したという米国の報告も、この可能性を示唆する(文献13)。しかし、もし、はじめから抵抗性のある人がいるにしてもごく少数であり、ほとんどの人に新型コロナは感染するというデータがある。たとえば、米国の教会コーラス団で61名中53人(87%)が感染(文献14)、フランスの介護施設で109人中86人(79%)が感染、アムステルダムの教会コーラス団で130人中102人が感染(78%)など(3)。ただし、日本では集団のほとんどが感染したクラスターの確認例はない。
  

4.学級閉鎖それ自体の効果はあまりない。感染のピークの到来を遅らせる効果はあるようだ(中国武漢の経験、文献15)。
  
5.皮膚の表面温度検査と質問だけの空港のチェックはほとんど効果がなかった。中国→米国 4.6万人しらべて感染者発見は1人、イタリア→中国 8人の感染者を見逃し(文献16)。皮膚の表面温度は体温と同じではない。
  
6.人によって警戒心(したがって感染防御行動)が違う。過剰はまだいいが、警戒心がたらない(あるいは感染は仕方ないと思っている)人々が問題となる。日本人の20%が感染防御に消極的(若い外交的な男が多い)という報告がある (文献17)。


今回の第2波の感染も、唾がさかんに飛びかう環境(夜の接待店)にどうしても行ってしまう人たちの制御に失敗しているうちに、市中に地方に感染が広がってしまった。人口の1割でも感染防御行動をとらなかったら、感染は止まることがないだろう。実はこれが最大の問題かもしれない。行政的な規制あるいはそれと同等の効果のある施策が必要である。

  

これからの感染防御の施策についていくつかのヒント


新コロナ禍に対する政策となると、科学のほかに社会経済的な効果や生活への影響や医療体制の整備も考慮することが必要である。ここでは、政策全体ではなく、第一波の経験からわかったことをふまえていくつかのヒントを述べたい。

今の第2波も第1波の時のように厳しい緊急事態宣言-ロックダウンをやれば鎮静化するのは明らかだが、社会経済に対するダメージが甚大なことも明らかである。日本政府はもう2度とやりたくないと考えているし、人々もひるむところがある。

それでは、有効なワクチンも治療薬もまだない現在、はたして厳しいロックダウンや催しの中止や商店の休業などやらずに感染抑制はできるのだろうか。

以下のように、唾のとびかう環境の行政的な制御、検査の劇的な拡大、および防御マナーの順守で、ロックダウンなしに社会経済生活を営みながら、感染を(ゼロにはできないが)抑制し制御できるのではないか。
 

1. どうしても唾がとぶ環境の強力な行政的管理


飲食業や接待業、宿泊業、ジム、介護施設などの感染防御の強化。感染が生じた場合の追跡と封じ込めのために、客の氏名と連絡先の記帳を義務付ける(宿屋の宿帳と同じ)。マスク着用を義務付けるなど唾飛沫について適当な対策をとったうえで、大学や小中高校は普通どおり開校し講義(学生同士の会話を禁止すれば席を離す必要はない)、外出・旅行は自由、都市の閉鎖なし、一般店舗への休業要請なし、スポーツ大会などの屋外の集会は自由とする。
 

2.感染者の特定と隔離の劇的な広範化


有効なワクチンや治療法がない現在、感染者の特定と隔離は新型コロナ禍終息に向かう唯一の方策である。新型コロナのもっとも恐るべき特徴は、自由に動き回る感染者の存在である。無症状(無自覚)感染者を積極的に特定し隔離しなければいつまでたっても新規感染者が発生する。日本の行政は無症状(無自覚)感染者の特定に取り組むことはなかった。これを改めて、広範に検査を行い、感染者を検出し、感染源とならないように隔離する(必ずしも入院でなく、自宅隔離でもいい)。
  
  • PCR検査の信頼性;現在の政府系の感染症対策の専門家(そして政府)は、いろいろ言い訳をするが事実としてPCR検査を広く行うことに対して一貫して不熱心だった。真の理由についてはよくわからない(専門家会議の議事録は真黒塗、これでは第1波の時の判断や経験が生かされない)が、下記のような発言からわずかに推測できる。「厚生省の医系技官、感染症研究所などが感染症コミュニテイーをつくっていて、検査を広範にすればするほど偽陽性者が増えるからあまり意味がないし偽陽性者から訴えられたら困る。これがコミュニテイーの常識となっていて理屈とか数字で補強されている(小林慶一郎(経済学者)、7月23日テレビ朝日新型コロナウイルス対策分科会のメンバーに加わった感想)。しかし、島根県の例(734人のPCR検査、真陽性者1名のみ陽性の結果)が示すように、偽陽性は全くと言っていいほど無い。他の国でも、偽陽性はほとんど問題になっていない(中国では、偽陽性は10万人中3人だという)。また、PCR検査は検査の頻度と迅速な検査が何より大事というハーバード大学の報告がある(文献18)。
  • 簡便なウイルス抗原検査の開発が必要:PCR検査は正確だが、専門家による検査、遅い、高価、である点で広範な検査にあまり向いていないのは事実である。感染防御のためには、簡単、迅速、安価、自分でできる抗原抗体反応が向いている(妊娠検査薬も抗原抗体反応である、薬局で入手できる、1回300-400円、1分ちょっとで結果)。これができれば、だれでもどこでも何度でも自分で検査できる。新コロナウイルスが社会のどこに潜んでいるかリアルタイムでわかり、ウイルスの絶滅が視野に入る。必要なのは抗原抗体反応の検出感度をあげるだけで、必ずしも感染性のウイルスや患者を扱う必要はなく、医療機関から離れたところでも開発できる。
 

完全に終息するには科学の勝利が必要


上記のような政策によって感染を低いレベルに押さえ込むことはできるだろう。しかし、新コロナ禍を終息させることはできないだろう。感染防御に不熱心な人はかならずいるし、ふだんは感染防御の方策をしている人でも油断する機会はだれでもありうるからである(文献17)。社会(世界)全体の動きを完全に止める封鎖を1ヶ月やれば、あるいは犠牲を顧みず集団免疫を採用すれば、コロナ禍は終息するだろう(例19)。しかし、それは採用不可能である。終息は、科学の勝利(ワクチンの開発と普及、治療薬の開発と普及、非常に簡便な検査法の開発と普及、など)にかかっている。私は、特に、簡単、迅速、安価、自分でできる検査法の開発の重要性を訴えたい。

 

文献

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  • 2. Kai Kupferschmidt, Case clustering emerges as key pandemic puzzle. Science, May 22, 2020, 368, 808-809 DOI: 10.1126/science.368.6493.808
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  • 4. S. Asadi, et al., Aerosol emission and superemission during human speech increase with voice loudness. Scientific Reports (2019) 9:2348 https://doi.org/10.1038/s41598-019-38808-z
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  • 6. N. van Doremalen et al., Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1. N Engl J Med, June 22, (2020) 382, 16
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  • 19. 17世紀のペスト流行の時に、イギリスのイーム村の牧師モンパッソンはペストが村に入り込んだ時に(村人が村から逃げ出してよその村に感染を広げることがないように)村の完全封鎖を村人たちに説得し、数ヵ月の外界からの完全遮断の後、ペストはよそに感染を広げることなく終息した、しかしその時までに村人の40%はペストで亡くなっていた。

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