Medical Microbiology · 3/7
ウイルスの病原性、ウイルス性疾患の発症機序
Pathogenicity of viruses, pathogenesis of viral diseases
🧠 ウイルス性疾患は「侵入→一次複製primary replication一次複製（primary replication）primary replication（一次複製）→一次ウイルス血症primary viremia一次ウイルス血症（primary viremia）primary viremia（一次ウイルス血症）→標的臓器での二次複製secondary replication二次複製（secondary replication）secondary replication（二次複製）→二次ウイルス血症secondary viremia二次ウイルス血症（secondary viremia）secondary viremia（二次ウイルス血症）→排出／伝播→終息resolution終息（resolution）resolution（終息）か持続か」という一本道のタイムラインをたどる。 この経過のどこで止まるかによって、感染の臨床像（不顕性感染subclinical infection不顕性感染（subclinical infection）subclinical infection（不顕性感染）・急性感染・持続感染persistent infection持続感染（persistent infection）persistent infection（持続感染））が決まる。そしてenvelopeの有無は、そのまま「どの経路で次の宿主に伝播するか」を規定する——エンベロープを持てば直接接触・体液経由、持たなければ糞口fecal-oral糞口（fecal-oral）fecal-oral（糞口）・環境経由という対応関係を覚えておく。
ウイルスの病原性
ウイルスは、宿主の自然の防御バリアを突破し、免疫制御immune regulation免疫制御（immune regulation）immune regulation（免疫制御）を回避したうえで、重要な組織の細胞を殺すか、破壊的な免疫応答を誘発することで疾患を引き起こす。
ウイルス感染の転帰Possible outcomes of infection感染の転帰（Possible outcomes of infection）Possible outcomes of infection（感染の転帰）は、ウイルスと宿主の相互作用の性質、および宿主の感染への応答によって決まる。
病原性の2つの機序
細胞融解cell lysis (cytolysis)細胞融解（cell lysis (cytolysis)）cell lysis (cytolysis)（細胞融解）
- ウイルス複製の結果、宿主細胞が破壊され、ウイルスが放出される。
- 主にnon-enveloped virus（エンベロープを持たないウイルス）でみられる。
- 細胞傷害性ウイルスcytotoxic virus細胞傷害性ウイルス（cytotoxic virus）cytotoxic virus（細胞傷害性ウイルス）の例：単純ヘルペスウイルスherpes simplex virus, HSV単純ヘルペスウイルス（herpes simplex virus, HSV）herpes simplex virus, HSV（単純ヘルペスウイルス）（HSV）
免疫病理学的宿主反応immunopathological host reactions免疫病理学的宿主反応（immunopathological host reactions）immunopathological host reactions（免疫病理学的宿主反応）
- 細胞性免疫応答cell-mediated immune response細胞性免疫応答（cell-mediated immune response）cell-mediated immune response（細胞性免疫応答）がウイルス感染細胞に向かい、宿主の細胞傷害性T細胞cytotoxic T cell細胞傷害性T細胞（cytotoxic T cell）cytotoxic T cell（細胞傷害性T細胞）によって感染細胞が破壊される（例：B型肝炎ウイルス、HBV）。
- ウイルス感染に対するサイトカイン応答自体が症状に寄与しうる（例：インターフェロンinterferon (IFN)インターフェロン（interferon (IFN)）interferon (IFN)（インターフェロン）によるインフルエンザ様症状、発熱、悪心、頭痛）。
💡 「細胞そのものを壊す」のと「免疫反応が組織を壊す」のは別の機序。 HSVはウイルス自身が細胞を破壊するが、HBVでは肝細胞自体へのウイルスの直接的な障害は比較的軽度で、それを排除しようとする宿主の細胞傷害性T細胞cytotoxic T cell細胞傷害性T細胞（cytotoxic T cell）cytotoxic T cell（細胞傷害性T細胞）の攻撃こそが肝炎の主因になる——「病気の原因は病原体か、それとも自分の免疫か」という視点は多くのウイルス性疾患に通底する。
ウイルス性疾患の発症機序
ウイルス性疾患は、決まった段階を経て進行する。
flowchart TD
A["1. 侵入<br>Entry（呼吸器・消化管・性器など）"] --> B["2. <span class='jp-term jp-term-diagram' title='primary replication'>一次複製</span><br>Primary replication（侵入部位）"]
B --> C["3. <span class='jp-term jp-term-diagram' title='primary viremia'>一次ウイルス血症</span><br>Primary viremia（血流への侵入）"]
C --> D["4. <span class='jp-term jp-term-diagram' title='secondary replication'>二次複製</span><br>Secondary replication（標的臓器で疾患を発症）"]
D --> E["5. <span class='jp-term jp-term-diagram' title='secondary viremia'>二次ウイルス血症</span><br>Secondary viremia"]
E --> F["6. 更なる臓器への拡散<br>次の宿主への伝播経路へ"]
F --> G["7. <span class='jp-term jp-term-diagram' title='resolution'>終息</span><br>または<span class='jp-term jp-term-diagram' title='persistent infection'>持続感染</span>へ"]- 侵入：呼吸器、消化管、性器など
- 一次複製primary replication一次複製（primary replication）primary replication（一次複製）：侵入部位での感染成立
- 一次ウイルス血症primary viremia一次ウイルス血症（primary viremia）primary viremia（一次ウイルス血症）：ウイルスが血流に入り、拡散しうる
- 二次複製secondary replication二次複製（secondary replication）secondary replication（二次複製）：標的臓器での複製が疾患を引き起こす
- 二次ウイルス血症secondary viremia二次ウイルス血症（secondary viremia）secondary viremia（二次ウイルス血症）
- ウイルスはそこからさらに拡散する臓器に到達し、別の宿主へと伝播しうる
- 終息resolution終息（resolution）resolution（終息）または持続感染persistent infection持続感染（persistent infection）persistent infection（持続感染）（慢性疾患）へ移行する
ウイルス感染の経過
| 経過 | 定義 | 代表例 |
|---|---|---|
| 不全感染abortive不全感染（abortive）abortive（不全感染） | 感染が成立せず、ウイルス複製も細胞傷害も起こらない | — |
| 急性感染 | 限られた期間の感染で、治癒または宿主の死で終わる | インフルエンザ感染 |
| 持続感染persistent infection持続感染（persistent infection）persistent infection（持続感染）——慢性感染chronic infection慢性感染（chronic infection）chronic infection（慢性感染） | 初感染後もウイルス複製が続き、徐々に宿主を傷害する | C型肝炎ウイルス（HCV） |
| 持続感染persistent infection持続感染（persistent infection）persistent infection（持続感染）——潜伏／再発 | 感染細胞内でウイルスが休眠し、複製を伴わない | HSV1、HSV2、VZV |
| 持続感染persistent infection持続感染（persistent infection）persistent infection（持続感染）——形質転換型transforming形質転換型（transforming）transforming（形質転換型） | 悪性形質転換を引き起こす | HPV |
| 持続感染persistent infection持続感染（persistent infection）persistent infection（持続感染）——遅発性 | 潜伏期が延長し進行性疾患が続く。急性期を欠くことがある | 麻疹→SSPE（亜急性硬化性全脳炎subacute sclerosing panencephalitis, SSPE亜急性硬化性全脳炎（subacute sclerosing panencephalitis, SSPE）subacute sclerosing panencephalitis, SSPE（亜急性硬化性全脳炎））；プリオンprion, PrPプリオン（prion, PrP）prion, PrP（プリオン） |
⭐ この経過分類は潜伏・持続ウイルス感染の3分類、ウイルス発がんの形質転換型transforming形質転換型（transforming）transforming（形質転換型）感染と、そのまま対応している。
ウイルスの伝播様式
- ウイルスは一般に、直接接触、汚染された体液・血液の注射、呼吸器経路、糞口経路fecal-oral route糞口経路（fecal-oral route）fecal-oral route（糞口経路）によって伝播する。
- エンベロープの有無が、伝播様式mode of transmission伝播様式（mode of transmission）mode of transmission（伝播様式）を決める主要な構造的因子である。
| 特徴 | enveloped virus | non-enveloped virus |
|---|---|---|
| 乾燥・洗剤detergent洗剤（detergent）detergent（洗剤）・極端なpH・温度への耐性 | 弱い | 強い |
| 伝播経路 | 直接接触が必須。湿った状態を保つ必要があり、呼吸器飛沫respiratory droplets飛沫（respiratory droplets）respiratory droplets（飛沫）・血液・粘液・唾液・精液で拡散 | 乾燥に強く、経口・糞口経路fecal-oral route糞口経路（fecal-oral route）fecal-oral route（糞口経路）で伝播しうる |
- 動物も媒介者vector媒介者（vector）vector（媒介者）となりうる（人獣共通感染症、zoonosis）。
- 節足動物も媒介者vector媒介者（vector）vector（媒介者）となりうる（アルボウイルスarbovirusアルボウイルス（arbovirus）arbovirus（アルボウイルス）、arbovirus）。
⚠️ このエンベロープの有無による対比はウイルス構造の原則で扱った消毒薬disinfectant消毒薬（disinfectant）disinfectant（消毒薬）感受性・免疫回避immune evasion免疫回避（immune evasion）immune evasion（免疫回避）のしやすさの表と表裏一体である。「エンベロープ＝脂質膜＝乾燥・消毒薬disinfectant消毒薬（disinfectant）disinfectant（消毒薬）に弱いが、直接接触で効率よく伝わる」という1本の論理でまとめて覚える。
まとめ
- ウイルスの病原性pathogenicity of virusesウイルスの病原性（pathogenicity of viruses）pathogenicity of viruses（ウイルスの病原性）は、細胞融解cell lysis (cytolysis)細胞融解（cell lysis (cytolysis)）cell lysis (cytolysis)（細胞融解）（主にnon-enveloped virus）と、免疫病理学的宿主反応immunopathological host reactions免疫病理学的宿主反応（immunopathological host reactions）immunopathological host reactions（免疫病理学的宿主反応）（細胞性免疫・サイトカイン応答）の2つの機序で発現する。
- ウイルス性疾患は侵入→一次複製primary replication一次複製（primary replication）primary replication（一次複製）→一次ウイルス血症primary viremia一次ウイルス血症（primary viremia）primary viremia（一次ウイルス血症）→二次複製secondary replication二次複製（secondary replication）secondary replication（二次複製）（標的臓器）→二次ウイルス血症secondary viremia二次ウイルス血症（secondary viremia）secondary viremia（二次ウイルス血症）→拡散→終息resolution終息（resolution）resolution（終息）or持続、という7段階のタイムラインをたどる。
- 感染の経過は不全感染abortive不全感染（abortive）abortive（不全感染）・急性感染・持続感染persistent infection持続感染（persistent infection）persistent infection（持続感染）（慢性・潜伏／再発・形質転換型transforming形質転換型（transforming）transforming（形質転換型）・遅発性）に分類され、それぞれ代表的なウイルス例（インフルエンザ、HCV、HSV/VZV、HPV、麻疹→SSPE）を持つ。
- 伝播様式mode of transmission伝播様式（mode of transmission）mode of transmission（伝播様式）はエンベロープの有無で決まり、enveloped virusは直接接触・体液経由、non-enveloped virusは環境中で安定なため糞口経路fecal-oral route糞口経路（fecal-oral route）fecal-oral route（糞口経路）などの間接伝播が可能。
- 動物zoonosis動物（zoonosis）zoonosis（動物）・節足動物も重要な媒介経路になる。