くしゃみ・会話・歌・呼吸、より多くウィルスがまき散らされるのは？

コロナウイルス2019（COVID-19）は、主に感染者が咳やくしゃみをしたときに感染すると考えられてきたが、呼吸、会話、歌などの行為による感染性についてはほとんど知られていません。

シンガポール国立大学（NUS）の研究者が中心となり、国立感染症センター（NCID）で行われた新しい研究では、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス（SARS-CoV-2）の粒子が、感染者が話したり歌ったりする際にエアロゾル（気体中に液体・固体の微粒子が広がった状態）化することが明らかになりました。

また、この2つの行動から発生する微細なエアロゾル（5マイクロメートル以下）には、粗いエアロゾル（5マイクロメートル以上）よりも多くのウイルス粒子が含まれていることが分かりました。

研究者らは、呼吸器系の微細なエアロゾルは、特に屋内環境でのSARS-CoV-2感染に重要な役割を果たしている可能性があり、感染予防対策を計画する際には考慮すべきであると結論付けています。

プロジェクトリーダーであるNUS School of Design and EnvironmentのDepartment of the Built EnvironmentのTham Kwok Wai准教授は話します。

「これまでの研究では、同様の活動によって発生するエアロゾルの相対的な量（または粒子の量）は確立されていましたが、SARS-CoV-2ウイルス粒子の発生量は測定されていませんでした。我々の知る限り、今回の研究は、呼吸、会話、歌によって発生するエアロゾル中のSARS-CoV-2粒子を定量化し、比較した初めての研究です。今回の研究は、感染症の伝播リスクを推定するための基礎となるものです。」

この研究は、2021年8月6日に学術誌「Clinical Infectious Diseases」のオンライン版に掲載されました。

この論文は、発表から1日以内に、データサイエンス企業のAltmetric社が採点した全研究成果の上位5％にランクインし、ソーシャルメディアサイト、ブログ、政策文書などからの相対的な到達度などのさまざまな要素を考慮した結果、最も高い注目度のスコアの1つが与えられました。

呼吸器系エアロゾル中のSARS-CoV-2粒子の測定

この研究では、2021年2月から4月までにNCIDに入院したCOVID-19陽性患者22人を対象としました。

NCIDは、患者の選択と募集を行った研究サイトであり、感染したウイルス株を特定するために全ゲノム配列の決定を行いました。

参加者は、同じ日に3つの別々の呼気活動を行う必要がありました。

30分間の呼吸、15分間の会話（絵本の読み聞かせ）、15分間の歌唱です。

参加者は、Gesundheit-IIと呼ばれる特別に設計された呼気収集装置を用いて、これら3つの活動を行いました。

この装置は、本論文の共著者の一人であり、本プロジェクトの共同研究者でもあるメリーランド大学のドナルド・ミルトン教授が本研究のために提供したものです。

研究では、被験者は装置の円錐形の入口に頭を置いてもらいました。

この円錐は換気フードの役割を果たし，被験者の頭の周りに空気が継続的に吸い込まれることで、呼気中の粒子を接続サンプラーに集めることができました。

エアロゾルは，粗いもの（5μm以上）と細かいもの（5μm以下）の2つのサイズに分けて採取しました。

サンプルのウイルス量は、逆転写定量ポリメラーゼ連鎖反応と呼ばれる方法を用いて定量化しました。

プロジェクトの共同リーダーであるデューク大学医学部のクリステン・コールマン博士は話します。

「COVID-19患者のうち、病気の経過が早い人は、呼吸器系エアロゾル中に検出可能なレベルのSARS-CoV-2 RNAを排出している可能性が高いことが観察されました。しかし、ウイルス排出量の個人差は大きかった。驚くべきことに、歌うよりも話す方がより多くのウイルスを放出する患者もいました。」

国立感染症センターNCID研究室長のマーク・チェン博士は話します。

「SARS-CoV-2がどのように感染するかを直接示すことはこれまで困難でした。私たちは、常駐医師の一人であるSean Ong博士の協力と、看護師チームや患者のサポートにより、患者やスタッフの安全を確保しながら、話したり歌ったりするようなハイリスクな活動を研究することができました。今回の研究では、呼吸器系の飛沫以外にも、呼気中に放出されるウイルス粒子や発声行為が、SARS-CoV-2を伝播させる重要なメカニズムである可能性を示す直接的な測定結果が得られました。」

本研究には、NUS Yong Loo Lin School of MedicineのMicrobiology and Immunology, Otolaryngology, and Medicine, Tan Tock Seng Hospital, National University Health System, and the Institute of Molecular and Cell Biology at the Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)の共同研究者も参加しています。

また、シンガポール国立医学研究評議会およびNUSの支援を受けました。

感染対策のための多層的なアプローチ

本研究の結果、特にSARS-CoV-2の空気感染が最も起こりやすい屋内環境では、微粒子エアロゾルへの曝露を軽減する必要があることが示されました。

呼吸器系の微細なエアロゾルへの曝露を低減するには、万能マスキング、物理的な距離の取り方、部屋の換気量の増加、より効率的なろ過、適切に適用された空気清浄技術など、医薬品以外の介入が有効です。

研究チームは、SARS-CoV-2の空気感染のリスクを低減するために、多層的な対策をとることを推奨しています。

研究論文の共著者の一人であるNUS Yong Loo Lin School of MedicineのPaul Tambyah教授は話します。

「感染性ウイルスを細胞培養で増殖させる試みは失敗に終わったが、今回の研究は、感染予防活動の指針となる重要なベースラインを提供することができます。」

「歌を歌う場面では、歌い手同士の安全な距離の取り方や、エアカーテンを設置するなどして、合唱団から観客への気流を避けたり、フィルタリングしたりすることが重要な検討事項となります。話す場面では、空気の流れのパターンを決定し、座席や家具の配置、距離の取り方、机の上の扇風機など空気の流れを変えることで、SARS-CoV-2感染のリスクを低減することができます。」

さらなる研究

研究者らは、コロナウイルスの最近の亜種、特に感染力が強いと報告されているDelta亜種についても、同じ方法を用いて、新しい亜種、特にDelta亜種に関連するエアロゾルのウイルス負荷が以前の株よりも高いかどうかを調べる予定です。

また、コミュニティでは会話が主流であることから、研究チームは、感染者の会話によって放出される空気中のエアロゾル（生きたウイルス）の感染力を確立することも視野に入れています。

Some patients surprisingly released more virus from talking than singing,” shared project co-leader Dr Kristen Coleman from Duke-NUS Medical School.

参照元：https://news.nus.edu.sg/fine-aerosols-emitted-during-talking-and-singing/
– シンガポール国立大学 National University of Singapore. 11 August 2021 –