新型インフルエンザの背景には鳥が大きく関係している

鳥から豚を経て新型

前回紹介したように、20世紀には、あるインターバルをもって3度「新型インフルエンザウイルス」が出現しました。また、「新型インフルエンザウイルス」とは、それまで人に感染を続けていたインフルエンザウイルスと、それとは異なるHAとNA亜型からなる鳥インフルエンザウイルスの間で、遺伝子が交雑する遺伝子再集合が起こり、その結果出現した以前とは異なるHAとNA亜型を持つインフルエンザウイルスのことです。

現在、上記の遺伝子再集合が起きて新型インフルエンザウイルスが出現するのは、豚の呼吸器細胞である可能性が最も高いのではないかと考えられています。すなわち、豚の呼吸器で新型インフルエンザウイルスが生み出されるのです。

各種インフルエンザウイルスは、通常鳥類や人や豚を含む各種ほ乳類の呼吸器粘膜細胞から侵入して感染を引き起こします。従って、呼吸器粘膜細胞がインフルエンザウイルスの感染部位で、粘膜細胞表面には、インフルエンザウイルスが感染するために吸着する受容体(レセプター)があります。一方、インフルエンザウイルス粒子表面のHAスパイク上には、細胞に吸着するためのウイルス側のレセプターが存在します。HAスパイクが鳥類やほ乳類のレセプターを認識して付着することができたとき、インフルエンザウイルスの感染が始まるのです。

ところが、人を含む多くのほ乳類のインフルエンザウイルスに対するレセプターと鳥類のレセプターには、その分子構造にわずかな違いがあります。図1に、人と鳥類呼吸器粘膜細胞上に存在するレセプターの分子構造式を示しました。レセプターは、呼吸器粘膜細胞の表面から出ていますが、N-アセチルグルコサミン、ガラクトース、シアル酸から成り立っています。細胞表面から一番離れた位置のシアル酸とその隣のガラクトースの結合様式に、鳥類と人のレセプターにはわずかですが違いがあります。すなわち、鳥類のレセプターはα(アルファ)2-3結合、人のそれはα2-6結合なのです(図1)。

鳥インフルエンザウイルスは、鳥類のα2-3結合レセプターを容易に認識するのですが、人のα2-6結合レセプターを認識しにくいのです。一方、人インフルエンザウイルスは、人のα2-6結合レセプターを容易に認識するのですが、鳥類のα2-3結合レセプター認識力は弱いのです。

そのため、人インフルエンザウイルスの鳥類に対する感染力は非常に弱く、逆に、鳥インフルエンザウイルスは人に感染しにくいのです。鳥インフルエンザウイルスは、鳥類から人へ感染することはまれには起きますが、人から人へ感染することはほとんどありません(図2)。鳥インフルエンザウイルスが人の間で爆発的な感染拡大を起こすことは、まずありません。

興味深いことに、豚の呼吸器粘膜細胞表面には、ユニークなレセプターが存在しています。実は、α2-6結合レセプターが優勢に存在するのですが、α2-3結合レセプターも存在しているのです。すなわち、豚は人インフルエンザウイルス、鳥インフルエンザウイルスの両方のウイルスに容易に感染する、インフルエンザウイルスにとっては都合の良い動物なのです。

人インフルエンザウイルスと鳥インフルエンザウイルスが、ほぼ同時に豚に感染することは起こり得ます。たまたまそのような混合感染が起きた場合、その豚の呼吸器細胞では、両方のウイルスが同時に増殖します。その場合、両方の遺伝子が入り混じった、全く新しい性状を獲得した遺伝子再集合体、すなわち「新型インフルエンザウイルス」が作られる可能性もあります。

以上のようなメカニズムで、20世紀に3回新型インフルエンザウイルスが出現して世界的な大流行を引き起こしたと考えられています。さまざまなH、N亜型の鳥インフルエンザウイルスが鳥類によって保有されているため、どのような亜型の鳥インフルエンザウイルスが、次の新型インフルエンザウイルスの出現に関与するのか、H5N1(N亜型が5、6、8の場合も含む)、H7N9、H9N2(鳥インフルエンザウイルスとしては珍しくα2-3結合レセプターばかりでなく、α2-6結合レセプターも認識する)亜型ウイルスなどが注目されており、興味深いところですが、まだ見当はついていません。

1996年に中国南部に出現して以来、地球規模で広範に拡散しているH5N1亜型鳥インフルエンザウイルス自身に連続的な変異が起きて、新型インフルエンザウイルスに移行する可能性は、現在でも完全には否定されておらず、警戒されています。実際に、このウイルスは出現して以来20年以上経過し、現在でも世界に広く分布して、これまでおびただしい数の鳥類や人に感染して被害を与えてきました。しかし、近年人から分離されたH5N1亜型ウイルスでも、筆者が知る限り、依然として、α2、3結合レセプターを認識する、典型的な鳥インフルエンザウイルスにとどまっています。

全ての起源は鳥ウイルス

ウイルスは、適度な温度、湿度、栄養素があれば自己複製できる細菌とは異なる微生物です。ウイルスが感染対象とする、そのウイルスに感受性のある生物の、生きた細胞の中に侵入して、その侵入した細胞に子孫ウイルスを製造させることによって初めて増殖できる微生物です。そのため、各ウイルスにより、増殖できる生物の種類、すなわち宿主域は限定されています。ウイルスにより宿主域は異なりますが、通常、ほ乳類に病気を起こすウイルスはほ乳類だけに感染することができ、鳥類に病気を起こすウイルスは鳥類だけに感染して増殖することができます。ところが、インフルエンザウイルスは動物種により感染しやすさに差があるが、広い宿主域を持つ特徴があります。つまり、鳥類にもほ乳類にも感染できる珍しいウイルスなのです。

インフルエンザは、毎年世界中の多くの人々が罹患(りかん)する、人に大きな脅威を及ぼす、重要性の高い感染病の一つです。そのため、インフルエンザウイルスは、元々人に感染していた人のウイルスである。一方で鳥インフルエンザウイルスは人のインフルエンザウイルスとは関連性の薄い、別の世界のウイルスと考えてしまう場合が多いかもしれません。しかし、分子遺伝学的研究の進展から、全ての A型インフルエンザウイルスの元々(本来)の宿主は、人などのほ乳類ではないことが分かっています。全てのインフルエンザウイルスの祖先は鳥インフルエンザウイルスです。図3からも、各種動物に感染するインフルエンザウイルスは、全て鳥インフルエンザウイルスから派出したウイルスであることが推測できます。

鳥インフルエンザウイルスは、数百万年前から、シベリア、アラスカで夏を過ごす鳥類、特にカモなどの水鳥に感染し続けて来たウイルスであると考えられています。その長い感染歴史の過程で、鳥インフルエンザウイルスは、水鳥を含む鳥類に対する病原性を弱め、水鳥も鳥インフルエンザウイルス感染に対して強い抵抗力を獲得して、鳥インフルエンザウイエルスと水鳥には共存状態が成立して現在に至っていると解釈されています。

鳥インフルエンザウイルスは、水鳥では、呼吸器よりも消化管、特に総排せつ腔(ほ乳類の肛門に相当)に近い結腸の粘膜で優勢に保有されています。長い間にいろいろな鳥類の体内で、さまざまな性状を持つ鳥インフルエンザウイルスが作られ、その結果、多種類のHAとNAの組み合わせのA型インフルエンザウイルスが出現したと考えられています。   

実際に、筆者たちが過去30年間以上、主として山陰地方で実施している、外見上健康な水鳥のふんからのインフルエンザウイルス分離の研究でも、HとNのさまざまな組み合わせを持つ鳥インフルエンザウイルスが分離されています。逆に、人を含むほ乳類に病原性を示すA型インフルエンザウイルスのHとNの組み合わせは限定されています。

従って、人のインフルエンザウイルスも先祖をたどると、鳥インフルエンザウイルスに行き着くのです。鳥インフルエンザウイルスが、遺伝子再集合を含むさまざまな変異を繰り返した結果、人のインフルエンザウイルスが生まれたと考えられています。実際に、人の間において世界で流行しているインフルエンザウイルスや、過去に流行したインフルエンザウイルスと同じ亜型のインフルエンザウイルスが、水鳥のふんから時折分離されることがあります。

外見上健康な水鳥の消化管や排せつされたふんから、さまざまな亜型の鳥インフルエンザウイルスが高頻度に分離されますが、ほとんどのウイルスは、鳥類に明確な病原性を示しません。HA抗原が5あるいは7の亜型ウイルスだけは、例外的に、鶏の体内で感染を続けると、鳥類に激烈な病原性を示し、高い致死性をもたらす恐ろしい高病原性鳥インフルエンザウイルスに変異することがあります。筆者たちも実験的に確かめています。

季節性インフル、すでに流行

本冬のインフルエンザ流行は例年に比べ、スタートが早まっていると報道されています。確かに日による寒暖の差が大きくなっており、体調の維持が難しくなっています。インフルエンザワクチン接種、衣服の調整、マスクの着用、せっけんを使っての念入りな手洗い、うがいなどさまざまなインフルエンザ対策が必要になっています。これらは、いずれも大変重要で、効果的な対策です。

その中で、常時気をつけておきたい、特に重要性の高いと思われる対策を挙げたく思います。それは、可能な限り「寒冷ストレス」を受けないように、私たち一人一人が日々十分な対策を講ずることです。寒冷ストレスとは、準備のできていない状態で予想以上の寒さに突然遭遇したために、免疫機能が大きく落ちてしまい、インフルエンザウイルス感染などに対する防御能が大きく落ち込んでしまう状態です。

寒冷ストレスのかかっていない、正常な体調の場合には、インフルエンザウイルスが呼吸器粘膜細胞上に付着しても、呼吸器の強力な免疫力でウイルスの体内侵入をブロックして、発病までに至らずに済ませることがある程度期待できます。また、呼吸器粘膜細胞内へのウイルス侵入を許した場合でも、ワクチン接種により得られた力価の高い血中抗体(液性免疫)の働きで、体内でのウイルス増殖を抑制して、重症化を防ぐことが期待されます。

しかし、寒冷ストレスのかかっている場合は、細胞性免疫力が落ち、血中抗体の十分な作用も期待できず、そのため発病率が上がり、重症化する場合が多くなることが心配されます。特に、免疫力の衰えている高齢者の方々に寒冷ストレスがかかることは大変危険です。インフルエンザワクチンの接種を受けていても、高齢者の場合、思ったほど血中抗体価が上がらない場合のあることも考えておく必要があります。

次回は、考えられる新型インフルエンザウイルスの出現地域や予防について解説する予定です。

(了)