空気感染

空気感染またはエアロゾル感染は、空気中に浮遊する微粒子を介して感染症が伝染することです。 ^{[2]空気感染する感染症には、}人体医学と獣医学の両方において非常に重要なものが数多く含まれています。関連する感染因子はウイルス、細菌、または真菌である可能性があり、呼吸、会話、咳、くしゃみ、ほこりの巻き上げ、液体の噴霧、トイレの水洗、またはエアロゾル粒子または飛沫を生成するあらゆる活動を通じて広がる可能性があります。

エアロゾル感染は伝統的に飛沫感染とは別のものと考えられてきたが、この区別はもはや使われていない。^{[3] [4]}呼吸器からの飛沫は放出後急速に地面に落ちると考えられていた：^[5]しかし、より小さな飛沫やエアロゾルにも生きた感染性物質が含まれており、空気中に長く留まり、より遠くまで飛ぶ可能性がある。^{[4] [6] [7]}個人は広範囲のサイズと濃度のエアロゾルと飛沫を発生させ、生成される量は人や活動によって大きく異なる。^{[8] 100} μmを超える大きな飛沫は通常2 m以内に沈降する。^{[8] [5]}より小さな粒子は長時間空気中の病原体を運ぶことができる。空気中の病原体の濃度は2 m以内では高いが、より遠くまで飛んで室内に濃縮される可能性がある。^[4]

空気中の飛沫と呼吸器からの飛沫の間の5μmという従来のサイズの区切りは廃止された。なぜなら、呼気中の粒子はサイズの連続体を形成し、その運命は初期サイズに加えて環境条件に依存するからである。この誤りは、何十年にもわたって病院での感染予防策に影響を与えてきた。^[8]屋内呼吸器分泌物の移動データによると、20μmサイズの範囲の飛沫/エアロゾルは、最初はエアロゾルのように咳止めジェットやエアコンからの空気の流れに乗って移動するが、^[9]重力によって「ジェットライダー」としてより遠くまで落下する。^{[9]このサイズの範囲は、} COVID-19の原初感染部位である鼻粘膜^[10]で最も効率的に濾過されるため、このサイズの範囲のエアロゾル/飛沫^[11]はCOVID-19パンデミックの推進に寄与している可能性がある。

空気感染性疾患は、空気を介して人から人へと伝染します。伝染する病原体はあらゆる種類の微生物であり、エアロゾル、ほこり、飛沫で拡散する可能性があります。エアロゾルは、感染者の体液や生物学的廃棄物などの感染源から発生する可能性があります。感染性エアロゾルは、空気の流れに乗って長時間浮遊するため、かなりの距離を移動します。たとえば、くしゃみは、感染性飛沫を数十フィート（10メートル以上）も簡単に飛ばすことができます。^[12]

空気感染病原体やアレルゲンは、通常、鼻、喉、副鼻腔、肺から体内に入ります。これらの病原体を吸入すると呼吸器系に影響を及ぼし、その後、体の他の部位に広がる可能性があります。副鼻腔の詰まり、咳、喉の痛みは、上気道の炎症の例です。大気汚染は空気感染疾患に重要な役割を果たしています。汚染物質は気道の炎症を増加させ、肺機能に影響を与える可能性があります。^[13]

空気感染で広がる一般的な感染症には、SARS-CoV-2、^[14] 麻疹モルビリウイルス、^[15] 水痘ウイルス、^[16] 結核菌、インフルエンザウイルス、エンテロウイルス、ノロウイルス、そしてそれほど一般的ではないが他の種のコロナウイルス、アデノウイルス、そしておそらくRSウイルス^[17]がある。複数の感染様式を持つ病原体の中には異方性のものもあり、これは異なる感染様式が、異なる種類の病気を引き起こし、重症度も異なることを意味している。2つの例としては、細菌のYersinia pestis （ペストを引き起こす）とFrancisella tularensis （野兎病を引き起こす）があり、どちらも吸入による空気感染経路で感染すると重度の肺炎を引き起こす可能性がある。^[18]

換気が悪いと、エアロゾルが室内に妨げられることなく拡散し、感染が拡大します。 ^[19]混雑した部屋には感染者が存在する可能性が高くなります。感染しやすい人がそのような空間に長く滞在すればするほど、感染の可能性が高まります。空気感染は複雑で、明確に証明することは困難ですが^{[20] 、}ウェルズ・ライリーモデルを使用して感染確率を簡単に推定することができます。^[21]

空気感染する病気の中には、人間以外にも感染するものがあります。例えば、ニューカッスル病は、空気感染する鳥類の病気で、世界中の多くの種類の家禽に感染します。^[22]

空気感染は絶対感染、優先感染、日和見感染のいずれかに分類すべきであると示唆されているが、これらの各カテゴリーの重要性を示す研究は限られている。^[23]絶対感染はエアロゾルを介してのみ広がり、このカテゴリーの最も一般的な例は結核である。水痘などの優先感染はさまざまな経路で感染するが、主にエアロゾルによる。インフルエンザなどの日和見感染は、通常他の経路で感染するが、好条件下ではエアロゾル感染が発生することがある。^[24]

環境要因は空気感染の伝染の有効性に影響を与えます。最も顕著な環境条件は温度と相対湿度です。^{[25] [26]} 空気感染の伝染は、気象（屋外）環境と人間（屋内）環境の両方において、温度と湿度に影響を与えるすべての要因の影響を受けます。感染性粒子を含む飛沫の拡散に影響を与える状況には、pH、塩分、風、大気汚染、太陽放射、人間の行動などがあります。^[27]

空気感染は通常、エアロゾル（直径5μm未満の感染性粒子）に含まれた病原体を伴って呼吸器系に侵入します。^[28]これには乾燥粒子、多くの場合核と呼ばれる蒸発した湿った粒子の残骸、および湿った粒子が含まれます。

• 相対湿度（RH）は、飛沫の蒸発と飛沫の移動距離に重要な役割を果たします。30μmの飛沫は数秒で蒸発します。^[29] CDCは、エアロゾル化したウイルスの感染力を大幅に減らすために、屋内の湿度を最低40％にすることを推奨しています^[30]。室温でのエアロゾル呼吸器ウイルス感染を防ぐのに理想的な湿度は、40％から60％RHの間であるようです。相対湿度が35％RHを下回ると、感染性ウイルスは空気中に長く留まります。
• 降雨日数^[31]（総降水量よりも重要）、^{[32] [33]}平均日照時間^[34]緯度と高度^{[32]は、空気感染性疾患の蔓延の可能性を評価する際に関連します。熱帯暴風雨、}ハリケーン、台風、モンスーンなど、まれにしか起こらない例外的な事象も空気感染性疾患の蔓延に影響を与えます。[ ^35]
• 気候は気温、風、相対湿度に影響を及ぼし、これらは感染性粒子を含む飛沫の拡散、持続時間、感染力に影響を与える主な要因である。^[25]インフルエンザウイルスは、ウイルスの感染力に有利な気候条件のため、北半球の冬に容易に広がる。 ^[27]
• 孤立した気象現象は空気中の真菌胞子の濃度を減少させますが、数日後には胞子の数は指数関数的に増加します。^[36]
• 社会経済は空気感染による病気の伝染にはあまり影響を及ぼさない。都市部では、空気感染による病気は農村部や都市郊外よりも急速に広がる。農村部では一般的に空気感染による真菌の拡散が起こりやすい。^[37]
• 川や湖などの大きな水域に近いと空気感染性疾患のリスクが高まる可能性がある。^[35]
• 不十分な換気率とCOVID-19感染の増加との間には直接的な関連が観察されている。COVID-19以前は、換気システムの基準は、空気の質の病気関連の側面よりも、部屋に十分な酸素を供給することに重点を置いていた。^[4]
• 空調システムのメンテナンスが不十分なため、レジオネラ・ニューモフィラ菌の発生が起こっています。^[38]
• 院内感染性空気感染症は、医療システムの資源不足と維持管理の不備に関連している。^[39]
• エアコンは汚染された空気を除去することで感染を減らす可能性があるが、室内の呼吸器分泌物の拡散にも寄与する可能性がある。^[9]
• 新たな調査結果から、空気の流れのパターンを理解することは、単に1時間あたりの換気量を増やすことよりもさらに重要であることが明らかになった。COVID-19パンデミックの間、換気を最大限にすることが一般的なアドバイスだったが、これが常に最も効果的なアプローチであるわけではない。ACHが低くても、感染症の蔓延を防ぐために部屋を十分に準備することはできる。この洞察は、将来のパンデミックの際に、より安全な建物の設計と大幅なエネルギー節約につながる可能性がある。^[40]

伝染病の蔓延を遅らせるための階層的リスク管理アプローチは、複数の階層の介入を通じてリスクを最小限に抑えることを試みる。それぞれの介入はリスクを軽減する可能性を秘めている。階層的アプローチには、個人（例：マスク着用、手指衛生）、機関（例：屋内環境を制御するための表面消毒、換気、空気ろ過対策）、医療システム（例：ワクチン接種）、人口レベルの公衆衛生（例：検査、検疫、接触者追跡）による介入が含まれる。^[4]

予防法としては、疾患特異的な予防接種のほか、呼吸器の着用や感染者と接する時間を制限するなどの非医薬品介入が挙げられる。^[41]マスクを着用すると、空気中の粒子の個人間での移動を制限する程度まで、空気感染のリスクを下げることができる。^[42]空気感染に効果的なマスクの種類は、粒子のサイズに依存する。耐液性サージカルマスクは大きな飛沫の吸入を防ぐが、エアロゾルを形成するより小さな粒子には、N95（米国）またはFFP3（EU）定格のろ過マスクを必要とする、より高いレベルの保護が必要である。^[43] COVID-19 の患者を管理するスタッフがFFP3マスクを使用すると、スタッフによるCOVID-19の感染が減少した。^[44]

危険への曝露を制御または排除することを目的とした工学的解決策は、個人用保護具（PPE）よりも制御の階層の上位にあります。物理的な工学的介入のレベルでは、効果的な換気と高頻度の空気交換、または高効率粒子フィルターによる空気ろ過により、ウイルスやその他のバイオエアロゾルの検出レベルが低下し、エリア内のすべての人の状態が改善されます。^{[45] [4] [46]} Conway Morris Aらがテストしたようなポータブル空気フィルターは、既存の換気が不十分な場合、たとえばCOVID-19病院施設の再利用の場合に、すぐに展開できる解決策を提供します。^[46]

米国疾病予防管理センター（CDC）は、空気感染予防のためにワクチン接種と慎重な衛生管理プロトコルの遵守について国民に勧告している。 ^{[47]多くの公衆衛生専門家は、感染を減らすために物理的な距離を置くこと（}社会的距離とも呼ばれる）を推奨している。^[48]

2011年の研究では、ブブゼラ（フットボールの試合などでファンの間で人気のあるエアホーンの一種）は、叫ぶ行為よりもはるかに多くのエアロゾル粒子を拡散するため、空気感染のリスクが特に高いと結論付けられました。^[49]

曝露は感染を保証するものではない。エアロゾルの発生、空気中を通じたエアロゾルの適切な輸送、感受性宿主による吸入、呼吸器への沈着はすべて、感染の全体的なリスクに寄与する重要な要因である。さらに、ウイルスの感染力はこれらすべての段階を通じて維持されなければならない。^[50]さらに、感染のリスクは宿主の免疫システムの能力と摂取した感染粒子の量にも依存する。^[41] 肺ペストなどの空気感染性細菌一次感染の治療には抗生物質が使用されることがある。^[51]

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