Medical Microbiology · 3/19
ポックスウイルス
Poxviruses
🧠 ポックスウイルスpoxvirusポックスウイルス(poxvirus)poxvirus(ポックスウイルス) は「DNAウイルスなのにRNAウイルスのように振る舞う」変わり者として読む。 通常、DNAウイルスは核内で宿主の転写装置を借りて増殖するが、ポックスウイルスpoxvirusポックスウイルス(poxvirus)poxvirus(ポックスウイルス)は自前のDNA依存性RNAポリメラーゼDNA-dependent RNA polymeraseDNA依存性RNAポリメラーゼ(DNA-dependent RNA polymerase)DNA-dependent RNA polymerase(DNA依存性RNAポリメラーゼ)をビリオンvirionビリオン(virion)virion(ビリオン)に内蔵しており、核に入らず細胞質だけで完結する——DNAウイルスの中で唯一の例外である。この「自己完結性」こそが、最大級のDNAウイルスというサイズ、生物兵器bioweapon生物兵器(bioweapon)bioweapon(生物兵器)になりうる天然痘smallpox天然痘(smallpox)smallpox(天然痘)という凶悪さ、そして一方で皮膚に留まる良性腫瘤にすぎない伝染性軟属腫molluscum contagiosum伝染性軟属腫(molluscum contagiosum)molluscum contagiosum(伝染性軟属腫)という真逆の臨床像を同じ科の中に共存させている理由である。
構造・分類
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| ゲノム | 線状二本鎖DNA(dsDNA)——DNAウイルスの中で最大 |
| 外殻outer shell (electron)外殻(outer shell (electron))outer shell (electron)(外殻) | エンベロープあり(宿主膜由来ではなく自前で合成) |
| 形態 | 正二十面体icosahedral正二十面体(icosahedral)icosahedral(正二十面体)ではなくダンベル型dumbbell-shapedダンベル型(dumbbell-shaped)dumbbell-shaped(ダンベル型) |
| 増殖部位 | 細胞質のみ(DNAウイルスで唯一) |
| 特殊酵素 | DNA依存性RNAポリメラーゼDNA-dependent RNA polymeraseDNA依存性RNAポリメラーゼ(DNA-dependent RNA polymerase)DNA-dependent RNA polymerase(DNA依存性RNAポリメラーゼ)をビリオンvirionビリオン(virion)virion(ビリオン)内に保有——核の転写装置に依存しないため細胞質増殖が可能 |
| リザーバー | ヒト |
| その他 | 生物兵器bioweapon生物兵器(bioweapon)bioweapon(生物兵器)となりうる病原体に指定されている |
💡 なぜ細胞質だけで増殖できるのか。 通常DNAウイルスは宿主の核内RNAポリメラーゼIIRNA polymerase IIRNAポリメラーゼII(RNA polymerase II)RNA polymerase II(RNAポリメラーゼII)を利用するため核内増殖が必須になる。ポックスウイルスpoxvirusポックスウイルス(poxvirus)poxvirus(ポックスウイルス)は自分専用のDNA依存性RNAポリメラーゼDNA-dependent RNA polymeraseDNA依存性RNAポリメラーゼ(DNA-dependent RNA polymerase)DNA-dependent RNA polymerase(DNA依存性RNAポリメラーゼ)をビリオンvirionビリオン(virion)virion(ビリオン)に積んでいるため、核に入らず細胞質だけで転写を完結できる——ゆえに最大級のゲノムサイズを持ちながら宿主に依存しない自己完結的な増殖環が可能になる。
伝播・病原性
| ウイルス | 伝播経路 |
|---|---|
| 痘瘡ウイルスvariola virus痘瘡ウイルス(variola virus)variola virus(痘瘡ウイルス)=天然痘smallpox天然痘(smallpox)smallpox(天然痘) | 飛沫respiratory droplets飛沫(respiratory droplets)respiratory droplets(飛沫)感染 |
| 伝染性軟属腫ウイルスMolluscum contagiosum virus, MCV伝染性軟属腫ウイルス(Molluscum contagiosum virus, MCV)Molluscum contagiosum virus, MCV(伝染性軟属腫ウイルス) | 直接接触・性的接触・媒介物fomites媒介物(fomites)fomites(媒介物) |
天然痘smallpox天然痘(smallpox)smallpox(天然痘)の病原機序Pathogenesis病原機序(Pathogenesis)Pathogenesis(病原機序): ウイルスは上気道から侵入し、リンパ系を介して播種して第1次ウイルス血症を起こす。その後、第2次ウイルス血症を経て全身の皮膚・内臓に達し、古典的な「pocks(痘疹)」を形成する。
flowchart TD
A["Variola virus吸入<br>(上気道)"] --> B["リンパ系で増殖・播種"]
B --> C["第1次ウイルス血症"]
C --> D["全身の皮膚・内臓に感染"]
D --> E["第2次ウイルス血症"]
E --> F["全身の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pocks'>痘疹</span>形成"]
⚠️ 天然痘smallpox天然痘(smallpox)smallpox(天然痘)は生物兵器bioweapon生物兵器(bioweapon)bioweapon(生物兵器)としてのリスクを持つ。 1980年にWHOにより根絶eradication根絶(eradication)eradication(根絶)宣言がなされているが、実験室株の存在や再興リスクから、依然として生物学的テロの脅威tumor cells脅威(tumor cells)tumor cells(脅威)として警戒される疾患である。
臨床像
天然痘
- 潜伏期5〜7日 → 2〜4日間のインフルエンザ様前駆症状prodromal symptoms前駆症状(prodromal symptoms)prodromal symptoms(前駆症状)(プロドローム)
- 皮膚・粘膜表面に隆起した水疱が出現
- 発疹は口腔内から始まり顔面・四肢へ拡大し、24時間以内に全身に及ぶ
- すべての水疱が同一の発育段階にある(synchronous rash=同時性発疹pocks同時性発疹(pocks)pocks(同時性発疹))——これが最大の鑑別点
⭐ 水痘との鑑別が頻出。 天然痘smallpox天然痘(smallpox)smallpox(天然痘)は全ての病変が同じ段階で四肢優位・深く硬い病変・非臍窩化umbilication (central dimpling)臍窩化(umbilication (central dimpling))umbilication (central dimpling)(臍窩化)なのに対し、水痘は病変の段階が混在(異時性metachronous異時性(metachronous)metachronous(異時性))し体幹優位・表在性で臍窩化umbilication (central dimpling)臍窩化(umbilication (central dimpling))umbilication (central dimpling)(臍窩化)した病変を呈する。
| 項目 | 水痘 | 天然痘smallpox天然痘(smallpox)smallpox(天然痘) |
|---|---|---|
| 病変の深さ | 表在性 | 深く硬い |
| 臍窩化umbilication (central dimpling)臍窩化(umbilication (central dimpling))umbilication (central dimpling)(臍窩化) | なし | 中心陥凹(臍窩化umbilication (central dimpling)臍窩化(umbilication (central dimpling))umbilication (central dimpling)(臍窩化))あり |
| 病変の段階 | 混在(異時性metachronous異時性(metachronous)metachronous(異時性)) | 全て同一段階(同時性synchronous (occurring simultaneously, e.g. synchronous tumors)同時性(synchronous (occurring simultaneously, e.g. synchronous tumors))synchronous (occurring simultaneously, e.g. synchronous tumors)(同時性)) |
| 好発部位 | 体幹 | 四肢 |
伝染性軟属腫
- 皮膚に単発〜多発(20個未満)の疣状verrucous疣状(verrucous)verrucous(疣状)腫瘤(良性)を形成
- 肌色・ドームdomeドーム(dome)dome(ドーム)状で中心臍窩化central umbilication中心臍窩化(central umbilication)central umbilication(中心臍窩化)(かたつむりの殻のような形状)
- 小児では体幹に好発
- 成人でびまん性感染がみられる場合はヒト免疫不全ウイルスhuman immunodeficiency virus, HIVヒト免疫不全ウイルス(human immunodeficiency virus, HIV)human immunodeficiency virus, HIV(ヒト免疫不全ウイルス)感染を疑う
診断
- 細胞質内好酸性Guarnieri小体Guarnieri bodiesGuarnieri小体(Guarnieri bodies)Guarnieri bodies(Guarnieri小体)(type B封入体inclusion body封入体(inclusion body)inclusion body(封入体))——ウイルス複製の場そのものが封入体inclusion body封入体(inclusion body)inclusion body(封入体)として観察される
治療・予防
- 健常者: 対症療法のみ(自然治癒する)
- 免疫不全者:(伝染性軟属腫molluscum contagiosum伝染性軟属腫(molluscum contagiosum)molluscum contagiosum(伝染性軟属腫)の場合)基礎の免疫不全の是正が本体——HIV感染者ではARTによる免疫再構築immune reconstitution免疫再構築(immune reconstitution)immune reconstitution(免疫再構築)で消退することが多い。難治例にシドフォビルcidofovirシドフォビル(cidofovir)cidofovir(シドフォビル)を考慮する
- 予防: 弱毒生ワクチンattenuated live viral vaccines弱毒生ワクチン(attenuated live viral vaccines)attenuated live viral vaccines(弱毒生ワクチン)——牛痘cowpox牛痘(cowpox)cowpox(牛痘)由来株を用いたワクチンで天然痘smallpox天然痘(smallpox)smallpox(天然痘)は根絶eradication根絶(eradication)eradication(根絶)に成功した。現在この株はVaccinia virusと呼ばれ、天然痘smallpox天然痘(smallpox)smallpox(天然痘)ワクチンの実体として使われ続けている
まとめ
- ポックスウイルスpoxvirusポックスウイルス(poxvirus)poxvirus(ポックスウイルス)は線状dsDNAを持つ最大のDNAウイルスで、自前のDNA依存性RNAポリメラーゼDNA-dependent RNA polymeraseDNA依存性RNAポリメラーゼ(DNA-dependent RNA polymerase)DNA-dependent RNA polymerase(DNA依存性RNAポリメラーゼ)により細胞質のみで増殖する——DNAウイルスで唯一の例外。
- Variola virus(天然痘smallpox天然痘(smallpox)smallpox(天然痘))は飛沫respiratory droplets飛沫(respiratory droplets)respiratory droplets(飛沫)感染し、上気道→リンパ系→第1次ウイルス血症→全身臓器→第2次ウイルス血症→全身性の同時性発疹pocks同時性発疹(pocks)pocks(同時性発疹)という経過をたどる。水痘との鑑別(同時性synchronous (occurring simultaneously, e.g. synchronous tumors)同時性(synchronous (occurring simultaneously, e.g. synchronous tumors))synchronous (occurring simultaneously, e.g. synchronous tumors)(同時性) vs 異時性metachronous異時性(metachronous)metachronous(異時性)、四肢優位 vs 体幹優位、深く硬い vs 表在性)が頻出。
- Molluscum contagiosum virusは直接接触・性行為・媒介物fomites媒介物(fomites)fomites(媒介物)で伝播し、肌色・臍窩化umbilication (central dimpling)臍窩化(umbilication (central dimpling))umbilication (central dimpling)(臍窩化)した良性疣状verrucous疣状(verrucous)verrucous(疣状)腫瘤を形成する局所感染localized infection局所感染(localized infection)localized infection(局所感染)——成人でのびまん性病変はHIV感染を示唆する。
- 診断は細胞質内好酸性Guarnieri小体Guarnieri bodiesGuarnieri小体(Guarnieri bodies)Guarnieri bodies(Guarnieri小体)(封入体inclusion body封入体(inclusion body)inclusion body(封入体)=ウイルス複製巣)の証明。
- 治療は基本的に対症療法。免疫不全者の伝染性軟属腫molluscum contagiosum伝染性軟属腫(molluscum contagiosum)molluscum contagiosum(伝染性軟属腫)では免疫再構築immune reconstitution免疫再構築(immune reconstitution)immune reconstitution(免疫再構築)が本体で、難治例にシドフォビルcidofovirシドフォビル(cidofovir)cidofovir(シドフォビル)を考慮する。
- 予防はCowpox virus由来の弱毒生ワクチンattenuated live viral vaccines弱毒生ワクチン(attenuated live viral vaccines)attenuated live viral vaccines(弱毒生ワクチン)(現Vaccinia virus)——天然痘smallpox天然痘(smallpox)smallpox(天然痘)根絶eradication根絶(eradication)eradication(根絶)を実現した歴史的成功例。