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第１０回 みちのくウイルス塾
咳の物理的解析咳の物理的解析と
空中浮遊インフルエンザウイルスの活性
究極の目的： 感染伝搬の程度・効率に関するリスク評価究極の目的： 感染伝搬の程度 効率に関するリスク評価
インフルエンザ患者の咳の中のウイルス定量の試み
「咳とくしゃみの気流と排出エアロゾルの動態ならびにズエアロゾル粒子サイズの経時的変化の物理学的解析」
「インフルエンザ患者の咳ミスト回収および回収ミスト中のウイルス定量システム構築の試み」
ネブライザーをモデルに使う理論的根拠
３つの相対湿度条件下における、ネブライザーによるエアロゾルの粒子径分布
ネブライザーと咳の粒子構成 （乾燥後）
60 000
80,000
子数/ L
20℃30%RH
20,000
40,000
60,000
アロゾル粒子
20℃50%RH20℃70%RH
0エア
0.3～0.5 0.5～0.7 0.7～1.0 1.0～2.0 2.0～5.0 >5.0
粒子径 (μm)
数
4000
ount/cf
0 3～0 5μm7000
8000
9000
[-]
男性 1男性2男性3
咳
ゾル粒子数
8,000
2000
3000
ol particle co
0.5～0.7μm
0.3～0.5μm
0.7～1.0μm
1.0～2.0μm
2 0 5 0
x4000
5000
6000
発生粒子個数 男性 3
男性4女性1
の発生エアロ 6,000
4,000
0
1000
0 2 4 6 8 10 12
Time after sneezing [hr]
Aeroso 2.0～5.0μm
> 5.0μmx
0
1000
2000
3000
咳1回当りの発
１回あたりの
2,000
Time after sneezing [hr]
図 咳1回当りの発生粒子個数
0
0.3～ 0.5 0.5～ 0.7 0.7～ 1.0 1.0～ 2.0 2.0～ 5.0 5.0um＜
粒子径範囲 [μm]
咳１
粒子径 (μm)
0.3～0.5 0.5～0.7 0.7～1.0 1.0～2.0 2.0～5.0 >5.0
空中浮遊ウイルスの効率良い回収と空中浮遊ウイルスの効率良い回収と活性定量システムの構築
50000
60000 １５℃（約１５分後） （噴霧時間+拡販時間＋回収時間）
4000050000
湿度30%
20000
30000 湿度50%
湿度70%1000020000 湿度70%
0
直後 1時間後 2時間後 3時間後直後 時間後 時間後 時間後ある程度の時間、活性を持っているが、時間とともに活性消失
気温30℃
10000
15000
湿度20%
３０℃
0
5000
直後 1時間後 2時間後 3時間後
湿度
湿度60%
空中浮遊インフルエンザウイルスのの相対湿度環境下における失活の経時的解析３つの相対湿度環境下における失活の経時的解析
C/AnnArbor/1/50A/Aichi/2/68 （H3N2）
12,000
空気44L
90,00030%RH
50%RH
C/AnnArbor/1/50A/Aichi/2/68 （H3N2）
8,000[PFU]/空
60,000
50%RH
70%RH
4 000イルス数[
30 000
,
4,000
収活性ウイ 30,000
0 1 2 30 2 4 60
回収
空中散布後の時間経過 [時間]
0
（20℃）
空中浮遊インフルエンザウイルスのの温度環境下における失活の経時的解析
60000実験から導き出される結論：4
L
４つの温度環境下における失活の経時的解析
15℃空中を浮遊するウイルスは・・・
U]/空気44
40000 20℃
25℃
１．浮遊しながら、時間とともに失活していくものである
ス数[PFU
20000
25℃
30℃そしてそれらは・・・２．同じ湿度であれば、気温が高いほど失活しやすい
性ウイルス
３．同じ気温であれば、湿度が高い方が失活しやすい回収活性
018 min. 1hr 2hr 3hr 6hr 9hr 12hr
空中散布後の時間経過 [時間]空中散布後の時間経過 [時間]
ネブライザー実噴霧量に対する浮遊粒子径別ウイルス回収量
30
35
]乾燥前後
25
割合[%]
3秒浮遊後
１分浮遊後
15
20
回収量の割
10
に対する回
0
5
噴霧量に
空気力学径 （ ）空気力学径 （μm）
50cm長の筒長の筒通過時間1.07 sec
15000水
10mg/ml蛋白溶液
粒子径
50001000015000
1mm
150
00 20 40 60 80 100
間（秒）
50100150
100μm
での時間
00 20 40 60 80 100
全乾燥まで
0 51
1.5
10μm
完全
00.5
0 20 40 60 80 100
相対湿度 （％）
室温２０℃
15000３０℃２０℃
粒子径
5000
100001mm
150
00 20 40 60 80 100
時間（秒）
50100
100μm までの時
00 20 40 60 80 100
μ
全乾燥ま
1
1.5
10μm
完
0
0.5
0 20 40 60 80 100
奨尿液の20℃（白抜き）と30℃（塗りつぶし）の比較、下から10,100,1000μm
0 20 40 60 80 100相対湿度 （％）
10mg/ml蛋白溶液
空中浮遊インフルエンザウイルスの失活速度は 温度・湿度に影響される空中浮遊インフルエンザウイルスの失活速度は、温度 湿度に影響される
空 浮遊 速度 度 度 響空中浮遊ウイルスの失活速度の温度・湿度による影響は、ウイルスを含むバイオミスト由来の粒子の乾燥後の径によって異なる
空中浮遊ウイルスの失活速度の温度・湿度による影響は、たぶん、ウイルスを含む粒子の乾燥の仕方によって異なるのであろう （仮説）
粒子径は ウイルスの到達位置にもかかわ てくる粒子径は、ウイルスの到達位置にもかかわってくる
熱帯の感染
New Eng J Med 咳のシュリーレン解析
<0.5 m
プロト・タイプ
0 5 m
改良型0.5 m
２０ｃｍ
Φ ８ｃｍ ゼラチン膜フィルターΦ ８ｃｍ ゼラチン膜フィルタ（ザルトリウス社製）
吸引ポンプ
５０ｃｍ
８０Ｌ/min
５０ｃｍ
４０ｃｍ
回収率 ５０％
吸引ポンプ吸引ポンプ８０Ｌ/min
ゼラチン膜への回収後、遺伝子定量までの回収率
少量を予想
ゼラチン膜↓１０ｍｌのメディウムで溶解
５０ｃm
１０ｍｌのメディウムで溶解↓
プロテアーゼ処理↓ ５０ｃm
吸引ポンプ８０Ｌ/min
↓３５０００ｒｐｍ １．５ｈｒ
↓ＰＰｔ全量から、直接ＲＮＡ抽出 ゼラチン膜
大量による予備実験系
ＰＰｔ全量から、直接ＲＮＡ抽出↓
スピンバックでの濃縮↓
↓１０ｍｌのメディウムで溶解↓反応
↓ＲＴ反応
↓定量的リアルタイムＰＣＲ
ＲＴ反応↓
定量的リアルタイムＰＣＲによる遺伝子コピ 数定量
回収率Ａ：Ｂ≒１００：２０
による遺伝子コピー数定量Ｂコピー
による遺伝子コピー数定量Ａコピー
空中浮遊ウイルスの効率良い回収と空中浮遊ウイルスの効率良い回収と活性定量システムの構築活性定量システムの構築
番外編
開発 た 応開発したシステムの応用
空気清浄機等の機能評価
Ａ社 空中散布特殊装置 (小型卓上型) (Ｎ=５)(大型床置き卓上型)（Ｎ＝５）
社 空中散布特殊装置 ( )温度23℃相対湿度30%実験
空中浮遊インフルエンザウイルスの除去あるいは失活を謳う製品の性能試験結果
1.E+05
]
1.E+05
自然減衰 (N=7) Ｂ社 空中散布特殊装置 (Ｎ=７)温度23℃相対湿度30%実験
1.E+04
PFU/80LAir]
1.E+04
PFU/80LAir]
1.E+03
ルス感染価 [P
1.E+03
ス感染価 [P
×
×Ｃ社 放電装置付き空気清浄機Ｃ社 放電装置取り外し後
自然減衰 (N=7)
1.E+02
浮遊ウイル
1.E+02
浮遊ウイルス
×
×××
×
×
Ｃ社 放電装置取り外し後（ともにＮ＝２）
1.E+01
0 5 10 15 20 25 30装置稼動からの経過時間 [分]
1.E+01
0 5 10 15 20 25 30装置稼動からの経過時間 [分]
× ×
装置稼動 らの経過時間 [分]装置稼動からの経過時間 [分]
フィルターろ過群 付加価値装置群
社 タ 付き空気清浄機
非ＨＥＰＡフィルター付き空気清浄機に相当する
― 8.3m3/min (Ｎ=2)― 5.1m3/min (Ｎ=2)― 2.5m3/min (Ｎ=2)
風量
Ｄ社 ＨＥＰＡフィルター付き空気清浄機
今まで、お部屋でしっかり掃除しても、空気中のウイルスや菌・カビまではキレイにできませんでした。空間清浄機は、独自のバイオフィルターで見えないウイルスや菌・カビも、しっかり捕らえて制御。家族の健康とキレイな空間を考えた、新発想の空間清浄機です。
抗ウイルス：捕らえられたウイルスを抑制する抗体フィルターウイルス抗体を塗布したフィルターが、空気中を浮遊しているウイルスをしっかり捕らえて抑制します。ウイルス抗体は いま話題のダチ ウの卵から採取したものを使用ウイルス抗体は、いま話題のダチョウの卵から採取したものを使用。ダチョウの卵から採取したウイルス抗体をフィルターに採用したのは富士フイルムの空間清浄機が初めてです。
