鳥類のコロナウイルス感染病に対する実験結果から持続感染について考察(写真:写真AC)

2019年暮れに中国湖北省に始まった新型コロナウイルスによる肺炎(COVID-19)の発生が、ヨーロッパを中心に世界中に蔓延しており、すでに100カ国以上で20万人以上の患者が出ていると報道されています。WHOはこの感染病をパンデミックと宣言しています。患者数は、震源地の中国よりもその他の国々の総数の方が多くなったと伝えられています。

前回紹介しましたが、2003年に起きたSARSあるいは現在でも完全には消えていないMERSに罹患した人では認められなかった、発病した人がいったん回復した後再発するケースが、今回では少なくとも中国、日本、韓国で起きています。

前回、回復者が新型コロナウイルスの再感染を受けたために再発した可能性は完全にはぬぐい切れないと記述しました。一方、今回の新型コロナウイルスに感染して発病した場合、臨床症状が消え、PCR反応も陰転し、治癒したように診断されても、実はウイルスは体内から完全には消滅しておらず、何らかの圧力(ストレス)が回復者に加わり、その結果体内に残っていたウイルスの増殖が再び始まってしまった可能性もあります。すなわち持続感染が起きているのではないかということです。

後者の可能性にについて、鳥類のコロナウイルス感染病である鶏伝染性気管支炎(IB)の病原体であるIBウイルスを用いて筆者は30年以上前に検討しています。その結果、IBウイルスは持続感染を起こし得るウイルスであることを認める実験成績を得ています。概要を紹介します。

 

1.週齢の異なるヒナに接種した場合発現する臨床症状

1980年代に重篤な腎炎により死亡した鹿児島県の鶏の腎臓から筆者たちが分離したIBウイルス鹿児島―34株を、実験に供しました。

ウイルスを孵化後2、4、6週目のSPF(Specific Pathogen Free:特定の病原体に感染していない無菌的な特別の)ヒナの気管内に接種し、20週間経過を観察。ウイルス接種ヒナの健康状態をチェックし、定期的に糞を採取、採血も行いました。採取した糞からのIBウイルス回収を行い、血清中のIBウイルス抗体の消長も調べ続けました。

写真を拡大 [表1]鹿児島-34株を接種したSPFヒナの臨床症状

その結果[表1]に示すように、鹿児島―34株接種により、ヒナには呼吸器症状と下痢が発現しました。興味深いことに、呼吸器症状はウイルス接種後3日後からすべての日齢のヒナに約1週間後まで続き、後は14週後まで時折発現しました。

症状は比較的軽微で、接種時の週齢が違っても呼吸器症状の程度に明らかな差異は認められませんでした。以上の結果から、IBウイルスは、主要な標的臓器である呼吸器において持続感染する性質を持つことが伺われました。

一方、下痢便の排出は、接種時の週齢の違いにより明らかな差異が生じました。すなわち、2週齢接種ヒナでは3日目から3週間下痢が続き、さらに接種後19週間後まで4カ月以上の長きにわたって継続的に軽微な下痢が続きました。

若い2週齢接種ヒナでは下痢が長く続いた(写真:写真AC)

他方4および6週齢接種ヒナでは、接種した翌日から下痢が認められました。4週齢接種ヒナでは4日間下痢が続きましたが、6週齢ヒナではその1日目のみでした。4および6週齢接種ヒナでは、2週齢時接種ヒナの場合と異なり、観察が終了するまで、稀に下痢が認められる程度でした。特に6週齢時接種ヒナは極めて軽微な下痢が発現したのみで、2週齢時接種ヒナの場合と大きな違いが出ました。

産毛のままの2週齢ヒナの消化器の免疫機能は、羽根の生え変わった6週齢ヒナに比べ、あまりに未発達であったため、このような大きな差異が生じたと筆者たちは考えました。鶏では、免疫機能の衰える老齢化の進んだ個体を用いる実験室内の実験は、実際にはほとんど不可能です。したがって老齢の鶏を用いての感染実験を行うことはできませんでしたが、おそらく老齢の鶏では、孵化して間もない幼若の2週齢ヒナと同じような経過をたどるのではないかと推測しています。

この実験から、IBウイルスはヒナに長期間におよぶ持続感染を起こすウイルスであることが強く示唆されました。

 

2.IBウイルスの増殖する臓器からのウイルス回収

IBウイルス鹿児島―34株を接種することによって、2週齢時接種ヒナは下痢便を長期間排泄するという実験成績が得られましたので、この点をさらに確かめるために、2週齢ヒナに同じウイルス株を接種した後、定期的に殺処分してウイルスが増殖すると考えられる複数の臓器からのウイルス回収を20週間にわたり行いました。なお、対照として6週齢ヒナも用いました。

得られた結果を[表2]に示しました。6週齢時接種ヒナからのウイルス回収は呼吸器と腎臓からウイルス接種後4週目まで認められるのみでしたが、2週齢接種ヒナからはより多くの臓器からウイルスが回収され、18週後にも結腸から回収されました。

写真を拡大 [表2]IBV鹿児島-34株を接種したヒナの各臓器からのウイルス回収

以上の結果から、2週齢時ウイルス接種ヒナではIBウイルスの持続感染が起きることが確認され、さらにIBウイルスが長期間増殖する臓器は下部腸管であることも分かりました。

3.IBウイルスを接種したヒナでの抗体産生

前ページの[表1]に示した実験を行った際、IBウイルス鹿児島―34株を接種したヒナから2週間に1回採血も行なっていました。そしてウイルス中和試験(前回記事参照)により、血清中で産生された抗体および抗体価(※)の動態を調べました。

その結果を[図1]に示しました。いずれの週齢でウイルスを接種したヒナにおいても、ウイルス接種後4週目から抗体の産生が認められました。しかし抗体価は、2週齢時接種ヒナでは低いまま経過し、ウイルス接種後14週目には消失していました。一方4および6週齢時接種ヒナでは、実験が終了した20週目まで抗体は検出され続けました。

写真を拡大 [図1]接種週齢の異なるSPFヒナにおける鹿児島-34株に対する中和抗体価

興味深いことに、2週齢時に接種したヒナでは、糞からウイルスは20週間回収され続けていたにもかかわらず、血中抗体は消失したのです。なぜこのような理解し難い現象が起きたのか不思議に思いました。そこでこの現象を解明する目的で、さらに次ページの実験を行いました。

(※)抗体の量や強さのこと

 

4.IBウイルスを接種したヒナの胆汁中での抗体産生

筆者たちは、IBウイルス鹿児島―34株が2週齢および6週齢ヒナにこのウイルス株を接種し、定期的に胆汁中に出現した抗体を測定しました。

肝臓でつくられた胆汁の一部は胆嚢内に貯留します。それとは別に、総(腸)胆管より十二指腸に排出される粘度の少ない胆汁があります。後者の胆汁を、手術を施して採取し、この胆汁中のIBウイルス抗体の動態を調べました。すなわち、血液中の抗体ではない別の系統である門脈系の抗体産生状況についても調べたのです。胆汁中には消化管感染を引き起こしたウイルスなどの病原体に対する抗体が出現し、血液中に出現する抗体とは別の動態を示します。

この実験では、血中抗体動態との比較を行いました。その結果、興味深い成績が得られました。

[図2]にまとめて成績を示しましたが、血清中の抗体がウイルス接種後3週目から出現したのに比べ、胆汁中の抗体はウイルス接種後2週目から出現しました。その抗体価は高く、しかも長期間維持されました。2週齢時にウイルス接種したヒナでも、6週齢時に接種したヒナに近い胆汁中の抗体産生が認められる場合がありました。

写真を拡大 [図2]鹿児島-34株接種ヒナの血清中(左側)および胆汁中(右側)のウイルス中和抗体の産生状況(●は2週齢ヒナ、○は6週齢ヒナ。実験は2回実施した)

この成績から、腸管下部の粘膜細胞でIBウイルスの増殖は継続し、そのウイルス増殖に反応する胆汁抗体も持続して産生され、増殖したウイルスを腸管内である程度中和することにより、ウイルスの爆発的な増加を防ぐことによる軽微な腸管内の持続感染が成立した可能性が示唆されました。

一方、2週齢時接種ヒナの血清中の抗体が比較的早期に消失したのは[図2]、呼吸器でのウイルスがウイルス接種後14週目に検出されなくなったことが関与しているのかもしれません。筆者たちは、さらに涙液、唾液、気管洗浄液などに産生された抗体についても同様に経時的に調べました。しかし、抗体は産生されましたが抗体価性はあまり高くなく、2週齢時接種ヒナと6週齢時接種ヒナの間には明瞭な差異は認められませんでした。

パンデミックを早期に終わらせるために

以上紹介した鳥類のコロナウイルスであるIBウイルスの実験成績から、今回の新型コロナウイルス性肺炎罹患者でも、類似する現象が起きている可能性があるように思われます。新型コロナウイルス性肺炎患者に再発(再燃)が起きる原因の一つとして、持続感染が起きている可能性を考慮する必要があります。

残念ながら、目下のところ、今回の新型コロナウイルスは、ごく限られた研究機関でしか、患者から分離されていません。したがって、不顕性感染を起こしているウイルス感染者を含む罹患者に、どの程度の持続感染が起きているのかを突き止めることは現状では不可能です。

また、罹患者がどの程度の力価の新型コロナウイルス抗体を保有しているのか、不顕性感染を起こしている人と重症化した人の抗体価を調べることができる状況でもありません。不明のまま残されています。

新型コロナウイルス性肺炎に罹患して回復した患者については、回復後、ウイルスが体内から消失したことを確認し、再発するおそれを心配しなくてもよいように、1カ月程度は注意深く観察する必要があると思います。健康に異変が生じた場合、直ちに医療機関を受診することが肝要です。また高齢者、基礎疾患を持った人、幼児の近くで生活している場合、特に慎重に衛生面に気を配る必要があると考えます。

どこで新型コロナウイルスに感染したのか特定できない、感染経路の不明なウイルス感染者が今後増えることも予想されます。その場合、トイレを使用する際の感染も起きている可能性もあります。コロナウイルスは、消化器感染や泌尿器感染を引き起こすことが可能なウイルスです。