COVID-19は空気感染という見方。Science誌からの知見

サイエンス誌にAirborne transmission of respiratory viruses 『呼吸器系ウイルスの空気感染』が2021年8月27日に掲載された。この総説はボリュームが多いので、図を中心に抜粋した。イラストを見るだけでもどのようにエアロゾルが体内に侵入するかが良く理解できる。新型コロナウイルスSARS-CoV-2は、直径がおおよそ100ナノメートル（0.1マイクロメートル）といわれている。エアロゾルはサイズが様々で、大きさによっては気管支にくっつくのか、肺まで到達するのか場合によるが、著名な著者の総説の中身を見てみよう。

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abd9149

www.science.org

この総説の概要は以下のとおり

COVID-19のパンデミックにより、呼吸器系ウイルスの感染経路に関する従来の考え方を更新する必要性と、その理解に重大な知識のギャップがあることが明らかになった。

これまでの飛沫感染や空気感染の定義では、ウイルスを含んだ呼吸器の飛沫やエアロゾルが空気中を移動して感染に至るメカニズムを説明できていない。

この総説では、エアロゾルによる呼吸器系ウイルスの感染について、エアロゾルの生成、輸送、沈着に関する最新の知見を紹介するとともに、感染経路として、飛沫・噴霧の沈着とエアロゾルの吸入の相対的な寄与に影響を与える要因について考察している。

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）の研究によってエアロゾル感染に関する理解が深まったことで、他の呼吸器ウイルスの主要な感染経路を再評価する必要があり、それによって空気中の感染を減らすためのより良い情報に基づいた制御が可能になると考えられます。

なお、レビューサマリーが冒頭の1ページにぎっしりまとめられている。文献が200程引用されて述べられた総説の11頁はさらに詳しく理解する上ではとても有用な内容だと思う。その中の図が何よりも理解が得やすい。

レビューサマリー前文のDeepL翻訳を以下に記す。

f:id:KennyHeadway:20210903124049p:plain — 出典：Airborne transmission of respiratory viruses 『呼吸器系ウイルスの空気感染』
（Review Summaryの図）呼吸器系ウイルスの空気感染に関わる段階。
ウイルスを含んだエアロゾル（100μm未満）は、まず感染者の呼吸活動によって発生し、それが吐き出されて環境中に運ばれます。これらのエアロゾルは、感染力が維持されていれば、潜在的な宿主が吸い込んで新たな感染症を引き起こす可能性があります。飛沫（100μm以上）とは対照的に、エアロゾルは空気中に何時間も留まり、吐き出した感染者から1～2m以上離れた場所まで移動し、近距離でも遠距離でも新たな感染を引き起こす。

背景
呼吸器系病原体の主な感染経路は、感染者の咳やくしゃみから発生する飛沫への曝露や、飛沫に汚染された表面（（接触感染）の媒介）への接触であると広く認識されている。空気感染とは、主に感染者から1～2m以上離れた場所で、5μm以下の感染性エアロゾルや「飛沫核」を吸い込むことと定義されており、このような感染は「珍しい」病気にのみ関係すると考えられてきた。しかし、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス（SARS-CoV）、中東呼吸器症候群（MERS）-CoV、インフルエンザウイルス、ヒトライノウイルス、呼吸器合胞体ウイルス（RSV）など、多くの呼吸器ウイルスの空気感染を裏付ける確かな証拠がある。COVID-19のパンデミックでは、飛沫感染、付着物感染、空気感染に関する従来の考え方の限界が明らかになった。SARS-CoV-2の飛沫感染や付着物による感染だけでは，COVID-19パンデミックで観察された多数の超拡散現象や，屋内と屋外での感染の違いを説明できないことがわかった。COVID-19がどのように伝播するのか、またパンデミックを抑制するためにどのような介入が必要なのかをめぐる論争により、呼吸器系ウイルスの空気感染経路をより深く理解する必要性が明らかになった。

前進
呼吸器の液滴やエアロゾルは、様々な呼気活動によって発生する。空気力学的粒子径測定法や走査型移動度粒子径測定法などのエアロゾル測定技術の進歩により、呼気エアロゾルの大部分は5μm以下であり、呼吸、会話、咳などのほとんどの呼吸活動では大部分が1μm以下であることが示されている。呼気エアロゾルには複数の大きさのモードがあり、これは呼吸器における生成部位や生成メカニズムの違いに関連している。エアロゾルと液滴の区別には、これまで5μmが用いられてきたが、エアロゾルと液滴の大きさの区別は、1.5mの高さから5秒以上静止した空気中に浮遊し、通常は放出者から1～2mの距離に到達し（エアロゾルを運ぶ気流の速さに依存する）、吸入できる最大の粒子径を示す100μmであるべきである。感染者が作るエアロゾルには、感染性のあるウイルスが含まれている可能性があり、小さなエアロゾル（<5μm）にはウイルスが濃縮されているという研究結果がある。ウイルスを含んだエアロゾルの輸送は、エアロゾル自体の物理化学的特性や、温度、相対湿度、紫外線、気流、換気などの環境因子に影響される。吸入されたウイルス入りエアロゾルは、気道のさまざまな部位に沈着する。大きなエアロゾルは上気道に沈むことが多いが、小さなエアロゾルは上気道に沈むこともあるが、肺胞の奥深くまで入り込むことができる。換気が感染に与える強い影響、屋内と屋外での感染の違い、十分に立証されている長距離感染、マスクや目の保護具を使用しているにもかかわらず観察されたSARS-CoV-2の感染、SARS-CoV-2の屋内での高頻度のスーパースプレッディング現象、動物実験、気流シミュレーションなどが、空気感染を示す強力かつ明白な証拠となっている。SARS-CoV-2の飛沫感染ははるかに効率が悪く、飛沫が支配的になるのは、個人同士が0.2メートル以内で会話をしているときだけであることがわかっている。エアロゾルと飛沫の両方が感染者の呼気活動中に生成されることがあるが、飛沫は数秒以内に地面や表面に速やかに落下するため、飛沫よりもエアロゾルの方が多くなる。空気感染の経路は、これまで飛沫感染とされてきた他の呼吸器系ウイルスの感染拡大に寄与していると考えられます。世界保健機関（WHO）と米国疾病予防管理センター（CDC）は、2021年にCOVID-19を短距離と長距離の両方で拡散させる上で、ウイルスを含んだエアロゾルの吸入が主な感染様式であることを公式に認めた。

今後の展望
病原体の空気感染は、これまで十分に評価されていなかった。その理由のほとんどは、エアロゾルの空気中での挙動についての理解が不十分であったことと、少なくとも部分的には、逸話的な観察結果が誤って伝えられていたことによる。飛沫感染や糞尿感染の証拠がないことや、エアロゾルが多くの呼吸器系ウイルスの感染に関与しているという証拠がますます強くなっていることを考えると、空気感染はこれまで認識されていたよりもはるかに広く行われていることを認識しなければならない。SARS-CoV-2感染について分かったことを考えると、すべての呼吸器系感染症について、エアロゾルによる感染経路を再評価する必要がある。換気、気流、空気ろ過、紫外線消毒、マスクの装着などに特に注意して、短距離と長距離の両方でエアロゾル感染を軽減するための予防措置を講じなければならない。これらの対策は、現在のパンデミックを終わらせ、将来のパンデミックを防ぐための重要な手段である。