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下水中のウイルス量からコロナ感染の広がりを推察する。

2020年4月2日

今日の朝刊で日本経済新聞は、我が国の新型コロナ感染検査をもっと増やせと、立場を明快にしていた。しかし、今も我が国では、PCR検査を増やした方がいいのか、それとも陽性の患者さんが押しかける医療崩壊を抑えるため、検査を絞った方がいいのか議論が続いている。この議論は、今後多くの人が感染すると予想される状況でも我が国の医療システム維持するための政策論争なので、世界を見渡した時、多くの検査を実施している、していないに関わらず、うまく抑え込んでいる国と、抑え込めない国がある以上、最終結論はこの流行が終わった後で正確に検証する以外に判断できないと考えている。

しかし感染の広がりを正確に捉えるという科学的目的のためには、特定の地域でランダムサンプリングを行い、正確な感染率を明らかにすることが重要で、これをシミュレーションで全て置き換えるのは、まだデータがない以上ギャンブルだと思う。

ただ、出来る限り多くの検査を行うという方針をとってこなかった我が国で、ランダムサンプリングを一定規模で行い感染率を調べることは大きな抵抗が予想される。またそんな余力はないと思う。ところが、この問題を思いもかけない方法で解決する可能性が、Environmental Science and Technologyに中国科学アカデミーから提案されていた。

この論文では、各個人の感染を個別に調べて感染率を算出する代わりに、特定の地域の下水にウイルスが存在するかどうか調べれば、その地域での感染の広がりを量的に推定できるのではと提案している。

こんな提案を聞くと、「コロナウイルスが本当に下水中に残存しているの?」と一般の方は疑問に思われると思う。しかし、コロナウイルスは便や尿にも排出されることはわかっており、またウイルスは被殻に守られており、一定期間下水中でも分解されることなく維持されるので、この提案が十分妥当であることはほとんどの専門家も同意するだろう。

この論文では、さらに進んで抗体をベースにした短時間でウイルス検出が可能な検査法が下水中のウイルス量を測定に使えることを宣伝しているが、この提案は気にすることはない。まずしっかりとPCRを用いて、下水中のウイルスが検出できるか、また感染の広がりと相関するか調べればいい。この提案が正しければ、例えばクラスターが発生した施設の便所から出る下水で検出できはずだ。もちろん、下水に一定量のウイルスを混合して、感度を調べることもできる。これでうまくいけば、あとはそれぞれの地方の下水に検査を広げていけば、感染マップが書けるのではないだろうか。

この方法の重要な点は、個人の診断に使うわけではないので、正しい処理の知識があれば、どこでも、誰でも実施可能な点だ。福島の事故の時、様々な場所で一般の人々が放射線のモニターをしたのと同じことが可能になる。すなわち、政府とは独立に感染を調べることが可能になる。

私は可能性は高いと思うが、可能・不可能の議論をするより明日から始めれば、科学的に感染を調べ、それに基づき政策を立てることが可能になると思う。

4月2日 食事の腸内細菌叢への影響を調べる難しさ(3月23日号 Nature Medicine 掲載論文)

2020年4月2日

我々の身体の代謝に腸内細菌叢が重要な役割を持つことについては、誰も疑う人はいない。それどころか、一般の人も、自分の腸内細菌叢を何とか善玉にしたいと思うようになっているが、ではどうするのかについては、メーカーの言葉を信じるしかない。そう考えると、メーカーの責任は重い。「安全ならあとは売れればよい」、「結局長期効果など誰も検証しない」と、簡単な臨床試験や動物実験結果をもっともらしく宣伝するのではなく、本当に顧客を(満足ではなく)健康にできるかを真剣に考えた製品を作っていってほしいと思う。

とはいえ、人間で食事と腸内細菌叢の関係を、厳密に研究するためには、人間の行動をモルモットのように厳密にコントロールする実験が必要になる。今日紹介する米国国立衛生研究所からの論文は、25人のボランティアを30日間研究室に閉じ込めて食事や抗生物質投与をコントロールした研究で3月23日号のNature Medicineに掲載された。タイトルは「Effects of underfeeding and oral vancomycin on gut microbiome and nutrient absorption in humans (減食とバンコマイシン服用がヒトの腸内細菌叢と食品の吸収に及ぼす影響)」だ。

普通動物実験でしかできない完全な食事のコントロールを短い期間でもやり遂げたことがこの研究の全てだ。30日間研究所に閉じ込め、最初は2400Kcalの全く同じ食事を摂取させ、その後片方は3600Kcal、もう片方は1200Kcalの食事を3日間だけとらせる。その後3日間2400Kcalに戻したあと、もう一度同じように過食と減食3日間を続けてもらい、その間に様々な検査を行う。

このシリーズの後8日間の回復期間をおいて、今度は経口的にバンコマイシンを3日間服用させ、服用したグループとしなかったグループで、同じように検査を行い実験終了となる。

この31日に及ぶモルモット体験で調べられる最も重要な項目は、カロリーの接種率と、便として排泄されるカロリーの量で、あとは便の細菌叢検査などだ。結果をまとめると次のようになる。

  • 便として失われるカロリーを吸収されたカロリーに対して計算すると、不思議なことに、減食した方が多くのカロリーが便として失われる。すなわち、カロリー制限はカロリーの吸収をさらに落としてくれる効果がある。
  • バンコマイシンは消化管から全く吸収されない抗生物質で、腸内細菌叢だけを減らすことができるが、腸内細菌叢が減ると同じように便として排出されるカロリーは増える。

腸内細菌叢や血液の検査を通してこの結果を解釈しようとしているが、減食やバンコマイシン服用により粘液を消化し腸のバリアー機能に関わる細菌が増え、食物の吸収が低下すると同時に通過が早くなること、また完全に原因として特定できてはいないが、酪酸の分泌など様々な代謝物のバランスもこの変化に貢献しているだろうとしている

減食でよりカロリーの損失が増えること、また減食した方が細菌の多様性が上昇するという結果は、直感に反する結果だが、最終的な印象としては、食事をコントロールする実験は難しいというのが印象だ。31日間拘束しても、たかだか6日間の栄養コントロール実験しかできない。本当はもっと長期の影響が必要になる。したがって、人間モルモット実験には限界がある。これを克服するには、日常の多様な行動を科学に仕上げていく方法論を確立しなければならない。それまでは消費者はマーケティングの言葉以外に頼るものがない状況は続く。その意味で、メーカの消費者の健康に本当に寄与したいという覚悟が望まれる。

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