コロナウイルスとフィロウイルス

🧠 この2科は「同じ呼吸器/接触感染contact transmission接触感染（contact transmission）contact transmission（接触感染）ウイルスでも、局所で終わるか全身に暴走するかは1つの分子スイッチmolecular switch分子スイッチ（molecular switch）molecular switch（分子スイッチ）で決まる」という対比で読む。 コロナウイルスは通常、上気道粘膜（33〜35℃という低い至適増殖温度optimal growth temperature至適増殖温度（optimal growth temperature）optimal growth temperature（至適増殖温度））に感染が局在し、ただの風邪で終わる——しかしSARS-CoV-2のようにACE2受容体を介して下気道の肺胞細胞まで感染範囲を広げる株が現れると、サイトカインストームcytokine stormサイトカインストーム（cytokine storm）cytokine storm（サイトカインストーム）によるARDS（急性呼吸窮迫症候群acute respiratory distress syndrome, ARDS急性呼吸窮迫症候群（acute respiratory distress syndrome, ARDS）acute respiratory distress syndrome, ARDS（急性呼吸窮迫症候群））にまで暴走する。フィロウイルスFilovirusesフィロウイルス（Filoviruses）Filoviruses（フィロウイルス）はそもそも血管内皮細胞vascular endothelial cell血管内皮細胞（vascular endothelial cell）vascular endothelial cell（血管内皮細胞）そのものを標的にするため、最初から全身の出血性ショックhemorrhagic shock出血性ショック（hemorrhagic shock）hemorrhagic shock（出血性ショック）に直結する——同じ「エンベロープを持つ+/−鎖RNAウイルスの飛沫respiratory droplets飛沫（respiratory droplets）respiratory droplets（飛沫）・接触感染contact transmission接触感染（contact transmission）contact transmission（接触感染）」でも、どの細胞に感染するかで運命が分かれる好例である。

コロナウイルス

構造・分類

伝播・病原性

• 飛沫respiratory droplets飛沫（respiratory droplets）respiratory droplets（飛沫）感染（咳・くしゃみ）が主——他に直接接触、媒介物fomites媒介物（fomites）fomites（媒介物）、まれに糞口fecal-oral糞口（fecal-oral）fecal-oral（糞口）感染
• 多くのコロナウイルスは上気道粘膜（鼻咽頭nasopharynx鼻咽頭（nasopharynx）nasopharynx（鼻咽頭）の線毛細胞ciliated cell線毛細胞（ciliated cell）ciliated cell（線毛細胞））に感染が限局する——至適増殖温度optimal growth temperature至適増殖温度（optimal growth temperature）optimal growth temperature（至適増殖温度）が33〜35℃と体温よりやや低いため、感染が上気道に留まりやすい
• 感染は主に小児・乳児にみられる（普通感冒common cold普通感冒（common cold）common cold（普通感冒）として）
• SARS株は下気道など他組織でも増殖可能で、ウイルス血症を介して播種し、より重篤な症状を来す

臨床像

⚠️ 同じ属でも「風邪」と「ARDSに至る重症肺炎severe pneumonia重症肺炎（severe pneumonia）severe pneumonia（重症肺炎）」が共存する。 感染細胞の違い（上気道限局か、下気道までウイルス血症を介して波及するか）が臨床像を決める最大の分岐点branch point分岐点（branch point）branch point（分岐点）である。

SARS-CoV-2（COVID-19の原因ウイルス）

• SARS-CoV-1と遺伝的に近縁だが病原性はより高い
• 受容体はアンジオテンシン変換酵素2angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2)アンジオテンシン変換酵素2（angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2)）angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2)（アンジオテンシン変換酵素2）（Angiotensin-Converting Enzyme 2, ACE2）——II型肺胞上皮細胞type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)II型肺胞上皮細胞（type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)）type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)（II型肺胞上皮細胞）に発現

flowchart TD
  A["S蛋白がACE2に結合"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='conformational change'>構造変化</span>→細胞内へ侵入"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='uncoating'>脱殻</span>・細胞質内で複製"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='positive-sense (strand)'>正鎖</span>ゲノムRNAから2本の<br>長鎖ポリタンパク質を翻訳"]
  D --> E["自己<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Proteolytic enzyme'>タンパク質分解酵素</span>で切断<br>→複製・転写関連蛋白遊離"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='RNA-dependent RNA polymerase'>RNA依存性RNAポリメラーゼ</span>が<br>全長<span class='jp-term jp-term-diagram' title='negative-sense (strand)'>負鎖</span>RNAを合成"]
  F --> G["新たな<span class='jp-term jp-term-diagram' title='positive-sense (strand)'>正鎖</span>ゲノムRNA<br>→S・M・E・N蛋白を合成"]
  G --> H["S・M・E蛋白は<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Golgi apparatus'>ゴルジ体</span>へ、<br>N蛋白は細胞質で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='nucleocapsid'>ヌクレオカプシド</span>形成"]
  H --> I["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Golgi apparatus'>ゴルジ体</span>から出芽→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='exocytosis'>エキソサイトーシス</span>で放出"]

• 臨床像： 無症状例も多い。咳嗽・発熱・上気道症状airway symptoms気道症状（airway symptoms）airway symptoms（気道症状）（嗅覚・味覚障害taste disturbance味覚障害（taste disturbance）taste disturbance（味覚障害）を伴うことがある）。一部でサイトカインストームcytokine stormサイトカインストーム（cytokine storm）cytokine storm（サイトカインストーム）により生命を脅かす肺炎・呼吸困難に進展し、人工呼吸管理mechanical ventilation人工呼吸管理（mechanical ventilation）mechanical ventilation（人工呼吸管理）を要するARDSに至る
• 診断：
  • 核酸増幅検査nucleic acid amplification test, NAAT核酸増幅検査（nucleic acid amplification test, NAAT）nucleic acid amplification test, NAAT（核酸増幅検査）：鼻咽頭nasopharynx鼻咽頭（nasopharynx）nasopharynx（鼻咽頭）スワブswabスワブ（swab）swab（スワブ）でウイルスの遺伝物質hereditary material遺伝物質（hereditary material）hereditary material（遺伝物質）を検出。最も一般的なNAATはRT-PCR
  • 血清学的検査：既感染を示す血清中抗体を検出
• 予防：ワクチンが中心

診断（コロナウイルス全般）

• 血清学：抗体検出antibody detection抗体検出（antibody detection）antibody detection（抗体検出）
• PCR：確定診断
• 臨床所見clinical signs臨床所見（clinical signs）clinical signs（臨床所見）・画像（胸部X線）・流行地域endemic region流行地域（endemic region）endemic region（流行地域）への渡航歴

治療

• 特異的治療なし：対症療法のみ

フィロウイルス

構造・分類

伝播・病原性

• サル→ヒトの感染に続きヒト→ヒト感染が成立する
• 体液（血液・分泌物）の直接接触が主要経路——医療従事者は特にリスクが高い
• 感染死亡者の遺体の取り扱いには特別な注意が必要（葬儀慣習を介した伝播が容易に起こる）

病原機序Pathogenesis病原機序（Pathogenesis）Pathogenesis（病原機序）： Ebola virusは糖蛋白を介してNiemann-Pick C1（NPC1）膜蛋白に結合し細胞へ侵入する。

flowchart TD
  A["ウイルス糖蛋白がNPC1に結合"] --> B["エンドサイトーシス"]
  B --> C["エンベロープと<span class='jp-term jp-term-diagram' title='endosome'>エンドソーム</span>膜が融合"]
  C --> D["ウイルス内容物が細胞質へ放出"]
  D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='negative-sense single-stranded RNA'>負鎖ssRNA</span>を鋳型に<br>宿主リボソーム・tRNAでmRNA合成"]
  E --> F["ウイルス蛋白の産生・プロセシング"]
  F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='virion'>ビリオン</span>の組み立て・放出"]

臨床像

• ウイルス性出血熱viral hemorrhagic feverウイルス性出血熱（viral hemorrhagic fever）viral hemorrhagic fever（ウイルス性出血熱）の重症型を呈する
  • 発熱
  • 点状出血疹petechial rash点状出血疹（petechial rash）petechial rash（点状出血疹）
  • 出血熱（致死的になりうる）
• 循環血漿量circulating plasma volume循環血漿量（circulating plasma volume）circulating plasma volume（循環血漿量）減少性（出血性）ショックまたは多臓器不全multiple organ failure (MOF)多臓器不全（multiple organ failure (MOF)）multiple organ failure (MOF)（多臓器不全）により死に至る

⚠️ フィロウイルスFilovirusesフィロウイルス（Filoviruses）Filoviruses（フィロウイルス）はバイオセーフティレベル4biosafety level 4バイオセーフティレベル4（biosafety level 4）biosafety level 4（バイオセーフティレベル4）（Biosafety Level 4, BSL-4）を要する最高度の危険病原体。 Ebola/Marburgウイルスの取り扱い・診断検体の処理は専用の陰圧・完全防護環境でのみ許可される。致死率が高く医療従事者への伝播リスクも大きいため、疑い例suspected case疑い例（suspected case）suspected case（疑い例）では標準予防策standard precautions標準予防策（standard precautions）standard precautions（標準予防策）を超えた厳重な個人防護具personal protective equipment個人防護具（personal protective equipment）personal protective equipment（個人防護具）と隔離体制body plan体制（body plan）body plan（体制）が必須になる。

診断（フィロウイルス）

• ELISA、PCR
• BSL-4施設biosafety level 4 (BSL-4) facilityBSL-4施設（biosafety level 4 (BSL-4) facility）biosafety level 4 (BSL-4) facility（BSL-4施設）での検体取り扱いが必須

治療・予防（フィロウイルス）

• 治療：対症療法のみ
• 予防：検疫quarantine検疫（quarantine）quarantine（検疫）——感染拡大を防ぐための強制隔離

まとめ

• コロナウイルスは正鎖positive-sense (strand)正鎖（positive-sense (strand)）positive-sense (strand)（正鎖）ssRNA・らせん型ヌクレオカプシドnucleocapsidヌクレオカプシド（nucleocapsid）nucleocapsid（ヌクレオカプシド）を持つ唯一の正鎖positive-sense (strand)正鎖（positive-sense (strand)）positive-sense (strand)（正鎖）RNAウイルスで、通常は上気道限局性の普通感冒common cold普通感冒（common cold）common cold（普通感冒）を起こすが、SARS-CoV-1・MERSEuropean Respiratory SocietyERS（European Respiratory Society）European Respiratory Society（ERS）-CoV・SARS-CoV-2は下気道への播種によりARDSに至りうる。
• SARS-CoV-2はACE2受容体を介してII型肺胞上皮細胞type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)II型肺胞上皮細胞（type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)）type II alveolar epithelial cell (pneumocyte)（II型肺胞上皮細胞）に感染し、細胞質内で全ライフサイクルを完結する。診断はRT-PCRを中心とするNAATと血清学、予防はmRNA・ウイルスベクターviral vectorsウイルスベクター（viral vectors）viral vectors（ウイルスベクター）・不活化・サブユニットの4系統のワクチンが実用化されている。
• フィロウイルスFilovirusesフィロウイルス（Filoviruses）Filoviruses（フィロウイルス）（Ebola virus・Marburg virus）はNPC1受容体NPC1 receptorNPC1受容体（NPC1 receptor）NPC1 receptor（NPC1受容体）を介して細胞侵入cell entry細胞侵入（cell entry）cell entry（細胞侵入）し、血管内皮を標的に全身性の出血性ショックhemorrhagic shock出血性ショック（hemorrhagic shock）hemorrhagic shock（出血性ショック）・多臓器不全multiple organ failure (MOF)多臓器不全（multiple organ failure (MOF)）multiple organ failure (MOF)（多臓器不全）に至る最重症の出血熱を起こす。
• フィロウイルスFilovirusesフィロウイルス（Filoviruses）Filoviruses（フィロウイルス）は体液の直接接触（特に遺体・医療現場）で伝播し、BSL-4での検体取り扱いを要する最高度の危険病原体である。
• いずれの科も特異的治療薬はなく対症療法が中心——コロナウイルスはワクチンで、フィロウイルスFilovirusesフィロウイルス（Filoviruses）Filoviruses（フィロウイルス）は検疫quarantine検疫（quarantine）quarantine（検疫）で流行を制御する。