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2020年03月11日

新型コロナウイルスの細胞侵入・増殖から肺炎発症までの進行過程と危険度とは

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【政府・厚生労働省の新型コロナウイルス (COVID-19) 情報】
▢厚生労働省:感染症の特徴
https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000121431_00094.html#tokucho
▢首相官邸:感染が疑われる方へ
https://www.kantei.go.jp/jp/headline/kansensho/coronavirus.html#c3
▢国際感染症センター:症状・診断・治療概要
http://dcc.ncgm.go.jp/index.html



新型コロナウイルスの感染拡大の勢いが止まりません。

2020年3月10日現在で世界105ヵ国の国と地域に感染拡大し、

感染者は約10万8,000人、死者は3,700人にも上っています。

【2020年5月15日追記】

2020年5月15日現在の世界214ヵ国の感染者は444万人、死者は30万人にも拡大。

わずか2ヵ月で感染者は41倍、死者は81倍にも膨れ上がるという爆発的な感染状況です。


この新型コロナウイルスは、ヒトに感染してしまうと、

どのようなプロセスで増殖し、どのような症状を発現するのでしょうか?

今回は、新型コロナウイルスの感染プロセスとして、

ウイルスの細胞への侵入から増殖、そして肺炎を発症するまでのプロセス

について詳しくお伝えします。



【目次:記事内容の要点】

T.ウイルスの特徴と増殖のプロセス
  ●ウイルスの特徴・構造と性質
  ●ウイルスの増殖のプロセス

U.新型コロナウイルスの特徴と感染経路
  ●飛沫感染
  ●接触感染
  ●エアロゾル感染(4月14日追記)
 
V.新型コロナウイルスの増殖プロセスと症状の現れ方
  ●上気道で増殖している間は無症状または軽症

W.新型コロナウイルスの肺炎の発症
  ●下気道で増殖すると肺炎を発症して重症化

X.新型コロナウイルス感染症の危険度

Y.4つの受容体の存在が重症・重篤の危険因子(5月17日追記)

1.「ACE2受容体」の発現部位と重症・重篤のプロセス
2.「CD4受容体」の発現部位と重症・重篤のプロセス
3.「CD147受容体」の発現部位と重症・重篤のプロセス
4.「GRP78受容体」の発現部位と重症・重篤のプロセス



T.ウイルスの特徴と増殖のプロセス

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まず一般的なウイルスの特徴として、

その構造や性質、そして増殖のプロセスなどについてお伝えします。


ウイルスの特徴・構造と性質


「ウイルス」とは、ラテン語で「virus」と表記し、“毒液”や“粘液”を意味します。


〇ウイルスの構造


ウイルスの構造はいたって単純で、

核酸(DNAまたはRNA の遺伝子)をタンパク質の殻で包んだだけの形状。

タンパク質の殻(外膜)を「カプシド」と呼びます。


またウイルスの種類によっては、

カプシドの外側が「エンベロープ(脂質膜)」に覆われたタイプもあり、

このタイプを「エンベロープウイルス」と呼んでいます。

エンベロープがないタイプは「ノンエンベロープウイルス」と呼ばれています。


「エンベロープ(脂質膜)」は、

アルコール(エタノール)で破壊でき、ウイルスの感染能力を失活させることができます。


新型コロナウイルスは、

「一本鎖のRNAを遺伝子として有するエンベロープウイルス」です。


ウイルス粒子の大きさは、

細菌の10分の1程度の0.1μmでインフルエンザウイルスとほぼ同じで、

電子顕微鏡でないとウイルスの詳細を識別することができません。

※1μm(マイクロメートル)=0.001mm


〇ウイルスの性質


ウイルスは、生物としての最小単位である「細胞」を持たないので、

自身の力では増殖して複製(コピー)を作ることができません


そこでウイルスは、他の生物の細胞を宿主として侵入し、

その細胞の複製機能を乗っ取ることで増殖していきます。


このウイルスに細胞が乗っ取られた状態が、「ウイルス感染」を意味します。


ウイルスの増殖のプロセス


ウイルスは自身の力では増殖することができないため、

他の生物の細胞を宿主として寄生する必要があります。


ウイルスの増殖のプロセスは大きく4段階に分かれます。

1. ウイルスの細胞への吸着と侵入
2. ウイルスの脱殻(だっかく)と核酸の遊離
3. ウイルスの複製の生成(=増殖)
4. ウイルスの細胞からの放出



1.ウイルスの細胞への吸着と侵入


ヒトの細胞を宿主とするウイルスは、まず体内に侵入して標的とする細胞に吸着

細胞は外部との物質のやり取りを常に行っており、

やり取りする物質の一部としてウイルスを細胞内に取り込みます。

これで、ウイルスは細胞内への侵入を果たします。


2.ウイルスの脱殻(だっかく)と核酸の遊離


ウイルスは細胞への侵入と同時に自らの外膜を破壊して、

保有している核酸(DNAまたはRNA遺伝子)を細胞内に遊離させます。

このウイルスの外膜を破壊して核酸を遊離させる過程が「脱殻(だっかく)」です。

ウイルスの外膜には、カプシドやエンベロープなどがありますが、

ウイルスの種類によって異なります。

また、保有している核酸(遺伝子)がDNAまたはRNAなのかは、

ウイルスの種類によって異なります。


3.ウイルスの複製の生成(=増殖)


ウイルスの脱殻(だっかく)によって、

細胞内に遊離した核酸のDNAやRNAの遺伝子は、細胞核の中へ送り込まれます。


するとウイルスは細胞を乗っ取って

自らのタンパク質や核酸を合成させるようにプログラム化。


これで、ウイルスの複製に必要なタンパク質や核酸(DNAまたはRNA)を、

大量に合成
することができます。


細胞内で合成されたバラバラのタンパク質や核酸(DNAまたはRNA)は、

細胞の複製機能を利用して集合させることで、ウイルスの複製(コピー)が生成されます。

これがウイルスの増殖のプロセスです。


4.ウイルスの細胞からの放出


複製により増殖した新しいウイルスは、細胞外へと放出されます。


そして、また次の標的の細胞へ吸着・侵入することによって、

症状の悪化が進行していきます。


このウイルスの放出の際に、細胞の膜や壁は破壊されてしまいます。


従って、一度ウイルスに感染して増殖機能を乗っ取られた細胞は、

「細胞死(アポトーシス)」または「ガン細胞化」のどちらかしか残されていません。


「アポトーシス(細胞死)」とは、細胞へのガン化などの被害を避けるために、

細胞自らが自殺して死んでしまう「プログラムされた細胞死」のことです。





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U.新型コロナウイルスの特徴と感染経路

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「新型コロナウイルス(SARS -CoV-2/2019-nCoV )」は、

中国武漢市で発生した「急性呼吸器疾患(COVID-19)」病原体です。


日本政府や厚生労働省は、

「新型コロナウイルス(SARS-CoV-2/2019-nCoV)」を単に「新型コロナウイルス」

「急性呼吸器疾患(COVID-19)」を「新型コロナウイルス感染症」と呼称しています。


また「急性呼吸器疾患(COVID-19)」を通称「新型肺炎」とも呼んでいます。


現在では、新型コロナウイルス感染症に対しては、

ワクチンや抗ウイルス治療薬などの特効薬が存在せず、研究・開発が進められています。


新型コロナウイルスの感染経路としては、

「飛沫感染」と「接触感染」の2つが考えられています。


飛沫感染


「飛沫感染(ひまつかんせん)」とは、

感染者の咳(せき)やくしゃみなどの飛沫と一緒に放出されるウイルスを、

他者が口や鼻から吸い込んでしまうことで感染すること。


主な感染場所は、

満員電車やイベント会場や学校などの人の密集地で、

1m以内の至近距離での濃厚接触が多いところです。


接触感染


「接触感染(せっしょくかんせん)」とは、

感染者が咳やくしゃみやマスクを手で押さえたその手で触った物体を、

他者が同じ物体を触ることで付着していたウイルスを触った手に付着させ、

その手で口や鼻を触ることで感染すること。


主な感染場所は、

電車やバスのつり革やドアのノブや階段やエレベーターの手すりなどです。


エアロゾル感染(4月14日追記)


「エアロゾル感染」

湿度の高い密室空間のエアロゾル化状態で感染リスクが非常に高まります。

ウイルスが空気中の霧やミスト、粉塵や煙と混ざり合うことを「エアロゾル化」と言い、

エアロゾル化したウイルスを吸引して感染する様式を「エアロゾル感染」と呼んでいます。


なお、最新の米国研究チームの論文によれば、

新型コロナウイルスの“エアロゾル化”の実験において、

『空気中で3時間以上も生存していた』という実験結果を得ています。


〇エアロゾル感染の主な場所



【湿気の多い密閉空間】においては、

エアロゾル化されたウイルスは乾燥を免れることができるので、

最長で3時間程度も空気中を浮遊して感染能力を保持できます。


くしゃみや咳で放出される5μm〜100μmのエアロゾル粒子はもちろん、

呼気で放出される1μm程度のエアロゾル粒子であっても感染能力を保持できます。


従って、【湿気の多い密閉空間】においては、

2mの距離をおいても無意味で、

空気中を浮遊するエアロゾル化されたウイルスを吸引することで、

上気道または下気道で感染してしまうということです。


大阪で起きたライブハウスでのクラスター(集団感染)の発生は、

まさに多くの人が密集した【湿気の多い密閉空間】で起きた、

「エアロゾル感染」の例ではないかと考えます。




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V.新型コロナウイルスの増殖プロセスと症状の現れ方

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新型コロナウイルスは、

主に「上気道(声帯から上の鼻腔、口腔、咽頭、喉頭)」増殖する

ということが分かっています。


飛沫感染や接触感染によりヒトの口や鼻から侵入した新型コロナウイルスは、

まず上気道内の粘膜細胞の表面に吸着します。


新型コロナウイルスは、

粘膜細胞内に侵入して増殖した後ウイルスの複製を細胞外に放出して、

さらに新たな標的細胞内に侵入して増殖を繰り返していきます。


上気道で増殖している間は無症状または軽症


上気道内での増殖だけで潜伏期間を過ぎれば、

肺炎の症状も併発せずに無症状または軽症で回復すると考えられます。


新型コロナウイルスが上気道で増殖すると、

自然免疫の主役であるNK細胞(ナチュラルキラー細胞)が、

ウイルスと互角に戦っている
とされています。


なので、免疫の高い健康な人であれば、

上気道での潜伏期間内に症状が回復する
と考えられます。


つまり、新型コロナウイルスが上気道内に留まっている間は、

風邪ようの軽い症状で終わる症例が多いということです。


上気道で増殖中は他の人に感染させやすい


新型コロナウイルスに感染した人は、

増殖して細胞から放出されたウイルスが上気道の口や鼻の周辺に充満しています。


新型コロナウイルスに感染した後の無症状期や発症初期であっても、

多数のコロナウイルスが検出された症例が報告されています。


たとえ無症状や軽い症状であっても、

ウイルスは上気道の細胞内で増殖しているので、

周りの多くの人を感染させてしまうのです。


感染者がくしゃみや咳をする度に、

上気道に充満したコロナウイルスが空気中に放出されて、

新たな感染を拡げていくことになります。


W.新型コロナウイルスの肺炎の発症


「新型肺炎」は、

新型コロナウイルスが「下気道(声帯から下に位置する気管、気管支、肺)」を通過し、

肺の細胞まで侵入して増殖することで発症します。


下気道で増殖すると肺炎を発症して重症化


新型コロナウイルスが下気道の気管支や肺胞で増殖すると、

呼吸困難や肺炎などの重症化のリスクが高くなります


まだウイルスが上気道で増殖している間に激しく咳き込んだりすると、

上気道の細胞で増殖して放出されたウイルスが、

下気道の気管支や肺胞まで運ばれてしまいます。



喘息(ぜんそく)や呼吸器疾患のある人は、

新型コロナウイルスに感染すると咳き込みを繰り返すため、

肺炎を発症するリスクが高くなります。


肺炎が発症してしまうと、

『新型コロナウイルスは今まで以上に勢力を増して肺胞の細胞内で増殖していく』

という症例の報告もあります。


新型コロナウイルスが下気道で増殖して肺炎を起こして重症化すると、

呼吸不全、敗血症、多臓器疾患などを合併して、

最悪のケースでは死亡に至ることになります。




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X.新型コロナウイルス感染症の危険度

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新型コロナウイルス感染症における危険度は、どれくらいあるのでしょうか?


中国本土内での感染患者の症状の程度は、

軽症が81%重症は14%重篤は5%という割合で、致死率は3.7%となっています。


特に重症化に至リスクが高いのは、

60歳以上の高齢者、高血圧や糖尿病、循環器系や呼吸器系などの持病のある人

とされています。


いっぽう日本国内においては、

重症率が6.7%で致死率が1.6%です。


日本国内においては、重症率も致死率も中国国内の半分以下になっています。


つまり、重症化する患者は感染者100人中で6〜7人

死亡する患者は感染者100人中で1〜2人ということになります。


逆に云えば、感染者の中の93%の人は“無症状”または“軽症”で、

少し重くても“中程度症状(インフルエンザ並み)”で回復すると言えます。



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Y.4つの受容体の存在が重症・重篤の危険因子(5月17日追記)

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3月中旬までの研究や論文などで、

新型コロナウイルスの細胞侵入の際の受容体として、

「ACE2受容体」以外にも「3つの受容体」が存在することが明らかになっています。


3つの受容体とは「CD4受容体」「CD147受容体」「GRP78受容体」です。


今回の「新型肺炎」においては、何らかの基礎疾患のある人が、

重症化して死亡に至るケースが多いことは分かっていました。


しかし、4つもの受容体の存在で

新型コロナウイルスの細胞への侵入経路が幅広く行われていることが判明。


だけではなく心臓、肝臓、腎臓、腸、血管などの損傷や炎症はもちろん

口内炎や気管支炎、そして腫瘍やガン細胞は、新型コロナのターゲットにされます。


糖尿病、高血圧、脂質異常症など特に注意が必要です。

また喫煙常習者も肺を集中的に攻撃されます。


1.「ACE2受容体」の発現部位と重症・重篤のプロセス

〇「ACE2受容体」の本来の機能


「ACE2受容体」の本来の機能には、

・炎症を起こした部位の保護作用
肺炎などの損傷からの保護作用
心臓機能の調整・保護作用
血管機能の調整・拡張作用
腎臓機能の調整・保護作用


などがあります。


従って、これらの部位に基礎疾患があり損傷や炎症などを起こしたりすると

「ACE2受容体」の発現が多くなると思われます。


その結果、新型コロナウイルスが増殖するための標的細胞となるリスクが高くなる

と推定できます。


〇「ACE2受容体」の発現が多い下気道(気管支・肺胞)では重症化が多い


「ACE2受容体」の発現部位は、

上気道(鼻腔、咽頭、喉頭)、下気道(気管支、肺胞)、心臓、腎臓、

さらに十二指腸、小腸、精巣などの細胞表面です。


もともと、気管支や肺胞の細胞表面は、「ACE2受容体」が多く発現しやすい部位

「ACE2受容体」には、炎症を起こした部位の保護作用という本来の働きがあります。


そこで肺胞がなんらかの影響で炎症を起こすと、

「ACE2受容体」は、肺胞の細胞表面に特に多く発現する傾向があります。


特に喘息(ぜんそく)呼吸器疾患のある人や習慣的な喫煙者は、

新型コロナウイルスに感染すると咳き込みを繰り返すため、

肺炎を発症して「ACE2受容体」の発現をさらに喚起することになります。


肺炎を発症してしまうと、

『新型コロナウイルスは今まで以上に勢力を増して肺胞の細胞内で増殖を加速化する

という症例の報告もあります。


新型コロナウイルスが下気道(気管支、肺胞)で増殖して肺炎を起こして重症化すると、

呼吸不全、敗血症、多臓器不全などを合併して、最悪のケースでは死亡に至ることもあります。


発症からわずか2週間で死亡してしまったあの「志村けんさん」

喫煙常習者で肺炎での入院歴もあったことから、

このパターンの重症・重篤化プロセスに陥ったものと推測できます。


2.「CD4受容体」の発現部位と重症・重篤のプロセス


「CD4受容体」は、なんと 免疫細胞の表面に発現する糖タンパク質の受容体。

主に、リンパ球系のT細胞(ヘルパーT細胞)や単球系のマクロファージや樹状細胞に発現します。


なお、このCD4受容体は、

エイズウイルス(ヒト免疫不全ウイルス (HIV-1) )の主要なレセプターとして知られています。



「CD4受容体」が、これらの免疫細胞の表面にが発現するということは、

新型コロナウイルスに標的宿主細胞として狙われ乗っ取られるということ。


新型コロナウイルスに乗っ取られて増殖を終えられた免疫細胞の行く末は、

細胞死またはガン化のいずれかの選択肢しかありません。


本来であれば「ヘルパーT細胞」は、

マクロファージや樹状細胞から新型コロナウイルスの情報を受け取り、

サイトカインなどの免疫活性化物質などを産生して、攻撃の司令塔の役割を担うはず。


それが、逆に新型コロナウイルスが増殖するための宿主細胞として狙われ、

「CD4受容体」の発現で抵抗もせずに、免疫細胞自らが死滅する運命になるとは驚きです。


〇今までの「新型肺炎」の症例との検証


新型コロナの患者の病態で、

『重症患者の85%に免疫のリンパ球の減少が見られる』という症例は、

新型コロナウイルスが免疫細胞の「CD4受容体」とも結合できることで裏付けできます。


また中国の新型肺炎の重篤な患者に

エイズ治療薬を投与すると症状が改善された』という症例は、

エイズウイルスの「CD4受容体」が新型コロナウイルスの受容体でもあることを裏付けます。



リンパ球が減少すると白血球も多く減少することになるので、

「免疫不全」を引き起こし最悪は「多臓器不全」死亡する可能性が高くなるのでしょう。


またリンパ球の減少による免疫不全

サイトカインストームを引き起こし多臓器不全に陥る』という症例も見られるとのこと。


「サイトカインストーム」とは、

「免疫機能が暴走することで起こる免疫異常」のこと。


ウイルス感染などにより、

本来は「病原体と戦い身体を守る免疫機能」が極端に強くなって免疫異常となり、

自分自身の正常な細胞までも破壊することで重症化する病態です。


「新型肺炎」において、度々若い人でも重症化して死亡する症例は、

この「サイトカインストーム」が原因ではないかと思われます。


3.「CD147受容体」の発現部位と重症・重篤のプロセス


「CD147受容体」は、

特に腫瘍や炎症のある組織などの細胞で高度に発現する糖タンパク質の受容体。


つまり腫瘍やガン細胞(悪性腫瘍)の表面に発現するということは、

基礎疾患にガンがある人の腫瘍細胞は、

新型コロナウイルスから宿主細胞として激しい増殖のターゲットにされてしまうということ。


「新型コロナ肺炎」において、

『ガンの患者において死亡する症例が多い』ということも、

「CD147受容体」の存在があることで因果関係が想定できます。


4.「GRP78受容体」の発現部位と重症・重篤のプロセス


「GRP78受容体」は、細胞内の小胞体で恒常的に発現するタンパク質の受容体。

「小胞体」とは、細胞質内に網目状に連なる膜性の袋状細胞小器官のこと。


「GRP78受容体」には、

ガン細胞の増殖の阻害作用やアポトーシス(プログラム化された細胞死)の関与作用があります。


従ってガン患者のガン細胞小胞体で「GRP78受容体」の発現が頻繁におこると、


新型コロナウイルスの増殖ターゲットとされる確率が高くなるということ。


この「GRP78受容体」の存在も

「新型コロナ肺炎」において『ガン患者の死亡する症例が多い』という報告を裏付けることができます。




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【コチラの記事もご参照!】

『新型コロナウイルスの変異・進化がワクチン開発や抗体獲得に与える弊害とは?』
http://fanblogs.jp/boyakiman/archive/223/0

『新型コロナ感染症の不可解な謎!回復後の再陽性は再感染?抗体免疫の獲得は可能か?』
http://fanblogs.jp/boyakiman/archive/216/0

『新型コロナウイルスは免疫細胞を破壊する!エイズウイルスと同じスパイクタンパク質を配列
http://fanblogs.jp/boyakiman/archive/215/0

『コロナウイルスの全てが分かる!“新型スーパーウイルス”の正体と感染・増殖・重症化のプロセス』
http://fanblogs.jp/boyakiman/archive/213/0

『コロナウイルスとは何もの?新型ウイルスの正体と強力な感染力による拡散の危険性!』
http://fanblogs.jp/boyakiman/archive/142/0

『新型コロナウイルスは呼気や会話でも感染!小さな飛沫によるエアロゾル感染の危険性』
http://fanblogs.jp/boyakiman/archive/212/0

『新型コロナの死者はなぜ男性が7割も!基礎疾患の部位と受容体の発現が関係か?』
http://fanblogs.jp/boyakiman/archive/205/0

『新型コロナウイルス感染から重症化を防ぐ!「粘膜免疫」の防御と「自然免疫」の攻撃の役割
http://fanblogs.jp/boyakiman/archive/201/0

『新型コロナウイルスと互角に戦える免疫力!自然免疫を高めると無症状・軽症で回復』 
http://fanblogs.jp/boyakiman/archive/180/0

『新型コロナウイルスを防御するマスク捕集のしくみ|間違った使い方は危険!』
http://fanblogs.jp/boyakiman/archive/226/0

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