国立感染症研究所

 

2021年09月30日改訂

ヒトに感染するコロナウイルス

ヒトに感染するコロナウイルスは、風邪の病原体として人類に広く蔓延している4種類と、動物から感染した重症肺炎ウイルス2種類が知られている。加えて2019年に発生した新型コロナウイルスは、新たに人類に定着しそうな勢いで感染拡大している。これらのコロナウイルスについて、それぞれの特徴を下に記載する(表1)。

1.風邪のコロナウイルス

ヒトに日常的に感染する4種類のコロナウイルス(Human Coronavirus:HCoV)は、HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCoV-HKU1である。風邪の10~15%(流行期35%)はこれら4種のコロナウイルスを原因とする。冬季に流行のピークが見られ、ほとんどの子供が6歳までに感染を経験する。我々はこれらのウイルスに生涯に渡って何度も感染するが、軽い症状しか引き起こさないため、問題になることはない。HCoV-229E、HCoV-OC43が最初に発見されたのは1960年代であり、HCoV-NL63とHCoV-HKU1は2000年代に入って新たに発見された。

2.重症急性呼吸器症候群コロナウイルス(SARS-CoV)

SARS-CoVは、コウモリのコロナウイルスがヒトに感染して重症肺炎を引き起こすようになったと考えられている。2002年に中国広東省で発生し、2002年11月から2003年7月の間に30を超える国や地域に拡大した。2003年12月時点のWHOの報告によると疑い例を含むSARS患者は8,069人、うち775人が重症の肺炎で死亡した(致命率9.6%)。当初、この病気の感染源としてハクビシンが疑われていたが、今ではキクガシラコウモリが自然宿主であると考えられている。雲南省での調査では、SARS-CoVとよく似たウイルスが、今でもキクガシラコウモリに感染していることが確認されている。ヒトからヒトへの伝播は市中において咳や飛沫を介して起こり、感染者の中には一人から十数人に感染を広げる「スーパースプレッダー」が見られた。また、医療従事者への感染も頻繁に見られた。死亡した人の多くは高齢者や、心臓病、糖尿病等の基礎疾患を前もって患っていた人であった。子どもには殆ど感染せず、感染した例では軽症の呼吸器症状を示すのみであった。2003年以降、ヒトへの感染は見られない。

3.中東呼吸器症候群コロナウイルス(MERS-CoV)

MERS-CoVは、ヒトコブラクダに風邪症状を引き起こすウイルスであるが、種の壁を超えてヒトに感染すると重症肺炎を引き起こすと考えられている。最初のMERS-CoVの感染による患者は、2012年にサウジアラビアで発見された。これまでに27カ国で2,494人の感染者がWHOへ報告され(2019年11月30日時点)、そのうち858人が死亡した(致命率34.4%)。大規模な疫学調査により、一般のサウジアラビア人の0.15%がMERSに対する抗体を保有していることが明らかになったことから、検査の俎上に載らない何万人もの感染者が存在していることが推察される。その大多数はウイルスに感染しても軽い呼吸器症状あるいは不顕性感染で済んでおり、高齢者や基礎疾患をもつ人に感染した場合にのみ重症化すると考えられる。重症化した症例の多くが基礎疾患(糖尿病、慢性の心、肺、腎疾患など)を前もって患っていたことが解っている。15歳以下の感染者は全体の2%程度であるが、その多くは不顕性感染か軽症である。ヒトからヒトへの伝播も限定的ではあるが、病院内や家庭内において重症者からの飛沫を介して起こる。これまでに病院内でスーパースプレッダーを介した感染拡大が何度も起こったが、市中でヒトからヒトへの持続的な感染拡大が起こったことは一度もない。2015年に韓国の病院で起こった感染拡大では、中東帰りの1人の感染者から186人へ伝播し、大きな問題となった。

4. 新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)

「COVID-19」という病気を引き起こす病原体の名称は「SARS-CoV-2」であるが、日本ではもっぱら病気の名前は「新型コロナウイルス感染症」、病原体の名称は「新型コロナウイルス」と呼ばれている。SARS-CoV-2は2019年に中国武漢市で発見され、全世界に感染拡大した。ウイルスの遺伝子配列からコウモリのコロナウイルスを祖先にもつと考えられるが、一部の配列がセンザンコウのコロナウイルスと似ているという報告があり、過去に2種類の動物コロナウイルスが遺伝子組み換えを起こした可能性が考えられる。実際にどのような経緯でこのウイルスが人類に感染するようになったのかは明らかになっていない。2021年9月までに世界で感染が確認された人は2億2千万人、死亡者は455万人であり、以前のSARSやMERSとは伝播性と病原性において明らかに異なるウイルスであるといえる。ヒトからヒトへの伝播は咳や飛沫を介して起こり、特に、密閉・密集・密接(三密)の空間での感染拡大が頻繁に確認されている。高齢者や心臓病、糖尿病等の基礎疾患を前もって患っていた人では、重症の肺炎を引き起こすことが多いが、20歳から50歳代の人でも呼吸器症状、高熱、下痢、味覚障害等、様々な症状が見られる。一方、健康な人での重症例や死亡例も稀にではあるが確認されている。子供への感染も頻繁に確認されるが、軽症もしくは不顕性であり、子供を介した高齢者への伝播が問題視されている。有効性の高いワクチンが次々と開発され、前例のないスピードで人への接種が実現したが、その中でも新しい技術で作られたmRNAワクチンの普及が急速に実現したことは、人類の感染症対策における大きな前進といえる。今後このウイルスは人類に定着して蔓延することが予想される。他の4種類の風邪のコロナウイルスと同様に、人類と新型コロナウイルスが共存できるようになるためには、人類の方でワクチン接種率を高め、ウイルスに対する抵抗力をもった集団を作っていく必要がある。

fig1
*Summary of probable SARS cases with onset of illness from 1 November 2002 to 31 July 2003 https://www.who.int/csr/sars/country/table2003_09_23/en/、香港(n=1755)のデータより

動物コロナウイルス

コロナウイルスは家畜や野生動物などの、我々の周りに棲息するあらゆる動物に感染し、様々な疾患を引き起こすことも知られている。イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、ニワトリ、ウマ、アルパカ、ラクダなどの家畜に加え、シロイルカ、キリン、フェレット、スンクス、コウモリ、スズメからも、それぞれの動物に固有のコロナウイルスが検出されている。多くの場合、宿主動物では軽症の呼吸器症状や下痢を引き起こすだけであるが、致死的な症状を引き起こすコロナウイルスも知られている。家畜では豚流行性下痢ウイルス(PEDV)、豚伝染性胃腸炎ウイルス(TGEV)、鶏伝染性気管支炎ウイルス(IBV)、実験動物ではマウス肝炎ウイルス(MHV)、ペットでは猫伝染性腹膜炎ウイルス(FIPV)が致死的である。コロナウイルスの種特異性は高く、種の壁を越えて他の動物に感染することは少ない。

ウイルス学的特徴

電子顕微鏡で観察されるコロナウイルスは、直径約100nmの球形で、表面には突起が見られる。形態が王冠“crown”に似ていることからギリシャ語で王冠を意味する“corona”という名前が付けられた。ウイルス学的には、ニドウイルス目・コロナウイルス亜科・コロナウイルス科に分類される。脂質二重膜のエンベロープの中にNucleocapsid(N)蛋白に巻きついたプラス鎖の一本鎖RNAのゲノムがあり、エンベロープ表面にはSpike(S)蛋白、Envelope(E)蛋白、Membrane(M)蛋白が配置されている(図1)。ウイルスゲノムの大きさはRNAウイルスの中では最大サイズの30kbである。遺伝学的特徴からα、β、γ、δのグループに分類される。HCoV-229EとHCoV-NL63はαコロナウイルスに、MERS-CoV、SARS-CoV、HCoV-OC43、HCoV-HKU1はβコロナウイルスに分類されている。

fig1
図1

感染症法での取扱い

日本国内でSARS-CoVやMERS-CoV、及びSARS-CoV-2の感染者が見つかった場合、病気の伝播を抑えるために、感染症法(感染症の予防及び感染症の患者に対する医療に関する法律)に従って感染拡大防止策がとられる。SARSとMERSは感染症法において二類感染症の「重症急性呼吸器症候群」、「中東呼吸器症候群」にそれぞれ分類され、COVID-19は新型インフルエンザ等感染症の「新型コロナウイルス感染症」に分類されている(2021年9月現在)。実験室内でのウイルスの所持についても、感染症法によって規制されている。SARS-CoVは二種病原体、MERS-CoVは三種病原体、SARS-CoV-2は四種病原体に分類されており、「所持の許可」、「教育訓練」、「滅菌の管理」において、SARS-CoVやMERS-CoVの方がSARS-CoV-2よりも厳しく管理されている。これらのウイルス(SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2)はいずれもBSL3実験室内に保管して取り扱う必要がある。一方、風邪のウイルスHCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCoV-HKU1は特に危険な病原体ではないため、感染症法での指定は無く、BSL2実験室で取り扱うことができる。

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