H5N1★新型インフルエンザパンデミックの際・・・・

Question

昨今騒がれている H5N1 強毒型インフルエンザのパンデミックについてお尋ね致します。 

当方、ウイルス、及びワクチン等についての、ある程度の（ネットで収拾出来得る程度の）知識は 
素人レベルで有るつもりなのですが・・・・。 
現状、パンデミックに備えてせっせと食料、日用品の備蓄に励む毎日です。 
タミフルも備蓄用に40カプセル程、入手に成功致しました。 

さて、このH5N1鳥インフルエンザウイルスについて質問ですが 

そもそも、ウイルスが増殖する本来の目的は自己の個体数を増やすこと、要は「種の保存」であって、 
宿主の殺傷では無いですよね？ 
宿主が直ちに死んでしまうということは、ウイルス自身が増殖する機会をも、自ら逸してしまう事になる 
（まあ、元々ウイルスという存在はそういう背反した要素を持つものなのでしょうが）。 

鳥インフルエンザウイルスが、鳥→ヒト から ヒト→ヒトへと、 
やがてパンデミックに至る程の、完全なヒト→ヒト型へ進化を遂げる場合、 
強力な殺傷力を維持しながら直ちに増殖力（感染力、タミフル耐性など）を高めるのは、結構困難だったりはしませんか？ 
（どういう理論でそう思うの？と問われると、何も言えませんが・・・。） 
殺傷力を少しづつ弱めてでも、より感染力を高めて更に個体数を増やす事を選択した方が 
ウイルス自身としても手っ取り早く、本来の目的を遂行出来る訳で・・・。 

要は、パンデミックにまで至った場合、H5N1型ウイルスはヒト→ヒト感染、及びタミフル耐性などを 
得ることと引換えに強毒性を失い、弱毒型に変化してしまう可能性はないのでしょうか・・・というのが質問です。 

専門家の方々、上記 素人の楽観的予測は如何でしょうか。

noname#160718 · Accepted Answer

Jagar39です。別の質問でも同じようなことを書いているのですが、なぜかそちらではあまり理解してもらえないようで・・・

　Ｒ０＝β×κ×Ｄ、という式があります。Ｒ０とは基本再生産数といって、要するにこの数字が１より大きければ流行は拡大し、１であれば流行は拡大もしないが収束もせず、１より小さければ放置しても収束する、という意味合いです。
　で、βは「接触１回あたりの感染確率」、κは１つの感染源(感染者)が単位時間あたりに「どれだけ他の個体と接触するか」という数字、そしてＤは感染期間、つまりその疾病の感染者がどれだけの期間、他の個体に感染させることができるか、という数字です。

　ま、別にたいした公式ではなく、考えれば当たり前のことを式にした、という程度のものなのですが。

　例えば普通のインフルエンザの場合を考えてみます。
　βをどう考えるかですが、接触といってもいろいろあります。仮に50%とでもしておきましょう。
　Ｄは、「ウイルス排泄期」として考えると、発症１日前から発症期間を３日、発症後ウイルス排泄期を２日とすると、合計６日です。
　で、κはその６日間の間に何人と接触するかですが、発症している３日間の内２日は仕事を休んでいると仮定すると、普通に生活しているのは４日間で、１日平均１０人とでもしますか。
　で、Ｒ０を計算すると、0.5×10×6＝30 という数字になります。１人の感染者が30人に感染させる、ということになりますね。

　で、仮に「激烈な病原性を持ったインフルエンザウイルス」を想定します。感染すると24時間の潜伏期間を経て発症し、いきなり40℃以上の高熱を発し、発症３日で50%が死亡する、という凄まじい想定で。
　すると、βはノーマルインフルエンザと変わらず50%として、病期のＤは発症８時間前から感染能を有するとしても、3.3日。生き残った人は回復後７日間ウイルスを排泄するとしても、致死率５割とするとＤ＝約７日、ということになります。
　で、κですが、病原性があまりに強いので発症すると基本的に行動不能状態に陥りますから、発症後に接触する人間は医療関係者くらい、ということになります。発症前にウイルスを排泄して感染源となるのは８時間ですから、その間に５人と接触するとして、発症後は隔離状態になるわけですから、トータルで５人とします。すると日平均では7/10=0.7。
　すると、Ｒ０＝0.5×0.7×10＝3.5 ということになります。

　ま、どこにどういう数字を入れるのが適当かはまたいろいろ考えてみて下さい。ノーマルでも高病原型でも、発症後に病院に行く、という条件を考えると、またκが大きく変動します。それも例えば新型インフルエンザ対策ができている医療機関であればκもβも非常に低く抑えることができるでしょうが、いい加減な町医者だと危険だ、ということもよく判ると思います。
　でも結局、あまりに病原性が強いと、他の個体に感染する機会は単純に減るわけです。高熱を出して倒れるだけでも、接触できる人数が劇的に減りますから。喉が痛くて微熱がある、という程度でしたら仕事にも行くでしょうし帰りにはコンビニにだって寄るでしょう。飲み会にも行くかもしれないですよね。でも40℃の熱を出して倒れたら、家で大人しく寝ているしかないですよね。

　という極端な仮定を比較してみましたが、病原性が弱い方が感染拡大にとっては条件が良い、ということは理解して頂けると思います。

　新型インフルエンザの場合ですが、現在は致死率50-60%という激烈な病原性ですが仮にこのままの病原性でヒト→ヒト型の抗原性を獲得し、流行が始まってしまったとします。
　流行しながらウイルスはあらゆる方向に変異を続けるわけで、当然「もっと病原性が弱い方向に変異する」株も出現するかもしれないわけです。
　で、病原性が弱い株が出現し、それまでＲ０＝3.5だったウイルスからＲ０＝３０の株が出現したとします。
　例えばそれが1000人の集団に両方のウイルスが入ったとすると、低病原性株が６日で３０人ずつ感染者を増やすのに対し、従来の高病原性株は10日で3.5人しか患者が増えません。なのであっという間に1000人の集団に低病原型のウイルスが蔓延し、その結果高病原型は居場所をなく
して消滅するしかなくなるわけです。

　まあ、こういうシナリオになりやすいので、「感染拡大と共に病原性は低下する」という現象が一般的に認識されるというわけでしょう。もちろん全てがそうだというわけではないでしょうけど。

　鶏の高病原性鳥インフルエンザウイルスですが、これは元々インフルエンザウイルスはカモなどの水禽類を自然宿主とするウイルスで、それらの体内では別に悪さもせずに平和に共存しているわけです。
　しかし鶏はたまたまですが、このインフルエンザウイルスに非常に感受性が強いのです。つまり少量のウイルスで感染する率が高く、またウイルスを良く増やして大量に排泄するわけです。
　それもこれだけだったら決して「高病原型」のウイルスなどは出現しないはずなのですが、これもたまた鶏という動物は「家畜」でして、そのため自然状態では考えられないほどの「過密」状態で生活している鳥なのです。すなわち、「感染拡大」が自然下ではあり得ないほどの効率で起きるわけです。
　感染拡大が激しい＝ウイルスの世代数(増殖回数)が桁違いに増える、というわけで、感染した鶏を全て殺してしまうようなウイルスが変異して出てきてしまう、というわけです。
　いわば「狂い咲き」みたいな感じですね。

noname#160718 · Answer

Jagar39です。

>とすると、κ＝10人／7日≒1.429ですかね？
>Ｒ０＝β×κ×Ｄ ＝0.5 × 1.429 × 7≒5.0？

　あ、ほんとだ。分母と分子が逆でした。
　失礼しました。

　ちなみに麻疹のR0は12-18と推測されています。
　普通のインフルエンザのR0は3.0程度と言われています。新型インフルエンザについては、だいたいR0=1.25-1.6くらいでシミュレーションが行われている例が多いようです。

　まあ今回の回答では、差をはっきり出すためにかなり極端な数字を入れてみたのですが、実際にはこれらのパラメータはそれぞれ統計手法で解析された数値が代入されるので、それらの数量モデルの文献を読んでもまったくさっぱり理解できません。
　ただ、病原性が極端に高いとκが低くなってしまうとか、感染能を有する潜伏期間が長いウイルスはＤが伸びるからκも必然的に大きくなる、などが判れば十分なのではと思います。

noname#160718 · Answer

Jagar39です。理解して頂けてとても嬉しいです。

>3.3＋7（1-0.5）＝6.8 ≒7日 　ということですね？

　そうです。そのつもりで書きました。
　まあこの数値代入がどこまで妥当なのかは判りませんが・・・

>となると、κは5人／7日＝0.714 とならないですか？　何故、「7/10=0.7 」となるのか、判りません・・・。

　すみません。書き方が悪かったですね。
　ここは「発症前に５人と接触」＋「発症後はトータルで５人と接触」＝計１０人と接触、これを病期の７で割って・・という考え方です。

　ま、それぞれの数値代入の妥当性はともかくとして、要は「病原性が極端に強い株はR0が大きくなりづらい」ということが判れば良いかなと。

>ヒト→ヒト型への進化、タミフル耐性という特典を得たその引き換えに、強毒性がスポイルされる・・・。

　「進化に意志はない」あるいは「進化(変異)はランダム」というのが、現在の生物学の基本的な考え方です。
　分子生物学的に見ても進化とは変異の結果ですし、その変異は遺伝子のミスコピーという化学現象に過ぎませんから(組み替えにしても)、何かの「意志」が入り込む余地はないでしょう。

　というわけで、ご質問のような「何かと引き替えに何かを得る」ということは、まずあり得ないかと。まあ遺伝子座が近くて連鎖していたり等のいろいろな理由によって「そう見える」ような現象はあり得るとは思いますが。

>まあ、現代の人口密度、満員電車での通勤を言えば我々人類も家禽同等の過密社会で暮らしている訳で、 
>ウイルスが強毒性のまま拡大するのも簡単なのでしょう。

　もちろん強毒株もR0は１以上にはなるでしょうから、もちろん強毒性のまま感染拡大は容易にします。
　でも、そのうち「弱毒化した株」が変異で現れると、流行の主体はそちらの方に奪われていくでしょう。そうしてだんだん「病原性が低下していく」ように見えるわけです。

>自然淘汰で言えば、超弱毒性で致死率0.0001％、Ｒ０＝100位のウイルスを人為的に作り出し、 
>先に蔓延させてしまえばいい様に素人考えで思いますが、それが出来るならとっくにやってますよね。

　似たようなことを考える先生もいて、別に「ウイルスを造る」というわけではないのですが、伝染病のウイルスをなんでもかんでもeradication(根絶)して良いのか？みたいなことを言っていたりします。あるウイルスを根絶すると、その生態的地位には必ず新たなウイルスが侵入してくるだろうし、その新しいウイルスは根絶したウイルスより大きな被害をもたらすかもしれない、というわけです。

　ま、人造ウイルスが実現性がほとんどないのは、「強毒復帰するかもしれない」からです。
　それこそインフルエンザのＨ５を無病原化したウイルスを造ることは可能だと思います。でも、それを人間界にばらまいて「自然感染の生ワクチン」みたいなことを試みれば、おそらくその「無病原性Ｈ５ウイルス」は比較的短期間の内に病原性を再獲得するでしょう。

　でも、基本的には「ナイスアイデア」です。家畜の世界ではこれに近い形のワクチンが現実にありますから。インフルエンザにはちょっと応用が難しそうですが。

　あと蛇足ですが、病原性が極端に低くなると、これまた具合があまり良くないことになりかねません。
　というのは、病原性が低いということは一般的にウイルスの増殖性がよくない、つまりその人の体内でウイルスがあまりよく増えないことが多いです。
　ということは、R0の式のβがどんどん低くなってしまうわけです。ここがあまりに低くなると、他の人に移す前に抗体産生によって排除されてしまったりするので、やはり生き残りには不利になるでしょう。

　ま、例えばエイズウイルス(HIV)は、βはむちゃくちゃ低いけれど、κとＤがそれを補ってあまりあるほど大きい数値なわけです。Ｄが大きいからκが大きくなるという相関はありますが、もうひとつは無症状期が長いことももちろんおおいに関係してます。
　なのでこの式のどの数字を稼いで生き残りを図っているかは、病原体によってそれぞれの戦略があるわけですが、まあインフルエンザの場合はどうしてもＤはそれほど長くできないので、そこでκを稼ぐには無症状あるいは軽症状期を長く取った方が有利なのは目に見えてますよね。

　満員電車と鶏の飼育環境の例えもなかなか鋭いです。
　でも、案外見落としがちなのは、100人が乗っている満員電車の中でゲホゲホっと咳をした時、κが100になるのかといえばそうではない、ということです。この時のκは、自分の周囲のせいぜい10人くらいでしょう。咳の届く範囲しか「接触」したとは言わないということです。
　鶏のインフルエンザでも、別に一気に鶏舎中の鶏が死んでいるわけではなく、最初はじわじわです。最初に感染した鶏から徐々に広がっています。

　最後にこれも蛇足っぽいですが、

>ヒト→ヒト感染も、タミフル耐性も、一朝一夕で出来た物ではなく

　それがけっこう「一朝一夕」なんですよ。今のアジアの鳥インフルエンザは、ほんの１～２カ所のアミノ酸が置き換わるだけで「ヒト型」に変異できると言われています。
　要するに確率の問題ということでしょうか。確率の問題なので、出ない時は出ないけど、出る時は一瞬で出るということに。
　パチンコで５万円つぎ込んだ後にフィーバーしたとして、「５万円の積み重ねがフィーバーを招いた」とは思わないでしょ？出る時は最初の500円でも出るから。

noname#160718 · Answer

一応ウイルスに専門知識を有する者です。

　質問者さんの考え方は間違ってないと思います。
　No.1さんも述べておられますが、感染拡大と共に病原性が弱くなるのは一般的な現象と認識されています。
　ウイルスに限らず、生物の進化そのものに方向性はありませんから(進化はランダム)、結局何が選択されるか、ということになるわけで、当然極端に病原性が強い株は自然選択され得ません。つまり単純な話、「次の人間に感染するチャンスが極端に減る」わけです。
　なので最初は病原性が高くても、どんどん病原性が弱い株が選択される結果、病原性は低下していくと思います。

k177 · Answer

専門家でもありませんので、あくまで推測に過ぎませんが、
おっしゃる通り、パンデミックを起こすには致死率が
高いという考え方もできると思います。

20世紀はじめに数千万人の死者を出したスペイン風邪もインフルエンザ
ウィルスが原因ですが、このウィルスの致死率は数％だったと
されています。

H5N1は現時点では致死率が50％以上とされており、宿主を死に至らしめる
方が早いのでパンデミックを起こしにくいのかもしれません。

ウィルス自体の増殖のスピードと宿主の致死率のバランスが取れたときに
パンデミックが起こるという考え方もできると思います。

ただ現在の世界的な交通網の発達はスペイン風邪が猛威を振るった頃より
はるかに発達しており、スペイン風邪より高い致死率でパンデミックが
起こりうるともいえるかもしれません。

あくまで1個人の推測に過ぎませんので、何の医学的根拠もございません。

tunertune · Answer

考えは間違ってないんじゃないですかね。
一般的に感染が広がるうちに病原性は低くなると考えられています。
ヒトヒト感染が起きてすぐのうちは病原性は強くなると思いますが、患者の隔離や薬の処方などにより病原性の強すぎる（症状が早くでる）ウイルスは次の感染の機会が極端に減りますから。
今話題の高病原性鳥インフルエンザウイルスはヒトヒト感染を起こすウイルスに変化したとき、ヒトの全身で増殖可能なウイルスになる可能性がありますが、肺などの呼吸器以外で増殖しても次の感染につながりませんから意味ないですしね。
ちなみに、H5N1がパンデミックを起こすといわれていますが、他のHA亜型が先にパンデミックを起こさないとも限りませんよ。ヒトが抗体を持っているのはおそらくH1とH3(H2も)だけですから、他の13種類の亜型であれば免疫がないわけですから。

H5N1★新型インフルエンザ パンデミックの際・・・・

Jagar39です。

この回答への補足

Jagar39です。

Jagar39です。

一応ウイルスに専門知識を有する者です。

専門家でもありませんので、あくまで推測に過ぎませんが、

考えは間違ってないんじゃないですかね。

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