
病原菌説は、感染症の原因を説明する現在受け入れられている科学理論です。この理論では、病原体または「細菌」と呼ばれる微生物が病気を引き起こす可能性があると述べています。これらの小さな生物は、拡大鏡なしでは見えないほど小さく、動物、植物、さらには細菌に侵入します。宿主内でのこれらの生物の増殖と繁殖は、病気を引き起こす可能性があります。「細菌」とは、細菌だけでなく、原生生物や真菌などのあらゆる種類の微生物、または寄生虫、ウイルス、プリオン、ウイロイドなどの他の病原体を指します。[ 1 ]病原体が病気の主な原因である場合でも、環境要因や遺伝的要因が、病気の重症度や、潜在的な宿主個体が病原体に曝露されたときに感染するかどうかに影響を与えることがよくあります。病原体は、生命の複数の領域にわたって、ある個体から別の個体に伝染する可能性のある病気を引き起こす因子です。
細菌説の基本的な形態は、1546年にジローラモ・フラカストロによって提唱され、 1762年にマルクス・フォン・プレンツィツによって発展させられた。しかし、こうした見解はヨーロッパでは軽蔑され、ガレノスの瘴気説が科学者や医師の間で依然として主流であった。
19世紀初頭までに、最初のワクチンである天然痘ワクチン接種はヨーロッパで一般的になっていましたが、医師たちはその仕組みや、その原理を他の病気にどう応用できるかを知りませんでした。1850年代後半にルイ・パスツールの研究によって過渡期が始まりました。この研究は後に1880年代にロベルト・コッホによって拡張されました。その10年の終わりまでに、瘴気説は病原菌説と競合するのに苦労していました。ウイルスは1890年代に初めて発見されました。最終的に、細菌学の「黄金時代」が到来し、その間に病原菌説は多くの病気を引き起こす実際の微生物の特定に急速につながりました。[ 2 ]

瘴気説は、19世紀末に細菌説が広まる以前は病気の伝染に関する主要な理論でしたが、現在では科学界では病気の正しい説明として受け入れられていません。瘴気説では、コレラ、クラミジア感染症、黒死病などの病気は、腐敗した有機物から発生する有害な「悪い空気」である瘴気(μίασμα、古代ギリシャ語:「汚染」)によって引き起こされると考えられていました。 [ 3 ]瘴気は、腐敗した物質(瘴気)の粒子で満たされた有毒な蒸気または霧であり、悪臭で識別できると考えられていました。この理論では、病気は汚染された水、悪臭のある空気、劣悪な衛生状態などの環境要因の産物であると想定されていました。この理論によれば、このような感染症は個人間で伝染するのではなく、そのような蒸気が発生する場所の人々に影響を及ぼすとされていました。[ 4 ]
古代ギリシャの歴史家トゥキディデス(紀元前460年頃-紀元前400年頃)は、アテネの疫病に関する記述の中で、病気が感染者から他の人に広がる可能性があることを書いた最初の人物として知られている。[ 5 ] [ 6 ]
直接接触によって広まらない伝染病の蔓延に関する理論の一つは、空気中に存在し、空気中を拡散する胞子のような「種子」(ラテン語:semina )によって広がるというものであった。ローマの詩人ルクレティウス(紀元前99年頃-紀元前55年頃)は、詩「事物の本性について」(紀元前56年頃)の中で、世界には様々な「種子」が存在し、その中には吸入または摂取すると人を病気にさせるものもあると述べている。[ 7 ] [ 8 ]
ローマの政治家マルクス・テレンティウス・ヴァロ(紀元前116年~27年)は、著書『農業に関する3つの書』(紀元前36年)の中で、「沼地の近くでも注意を払わなければならない。なぜなら、目に見えない微小な生物が繁殖し、それらが空気中を漂い、口や鼻から体内に入り込み、深刻な病気を引き起こすからである」と記している。[ 9 ]
ギリシャの医師ガレノス(紀元129年頃 - 200/216年頃)は、著書『初期原因について』(紀元175年頃)の中で、一部の患者には「発熱の種」が存在する可能性があると推測した。[ 7 ]: 4また、著書『発熱の様々な種類について』 (紀元175年頃)では、疫病は空気中に存在する「特定の疫病の種」によって広がる可能性があると推測した。[ 7 ]: 6さらに、著書『疫病論』(紀元176年頃 - 178年頃)では、患者が発熱から回復する過程で再発する可能性があるのは、体内に「病気の種」が潜んでおり、医師の治療計画に従わなければ病気が再発するからだと説明した。[ 7 ]: 7
ペルシャの医師イブン・シーナー(ヨーロッパではアヴィセンナとして知られる)は、『医学典範』 (1025年)の中で、瘴気と伝染病の理論を組み合わせたものを提唱した。彼は、人が呼吸によって他人に病気を伝染させる可能性があること、結核の伝染について言及し、水や土を介した病気の伝染について論じた。[ 10 ]
中世初期、セビリアのイシドール( 560年頃– 636 年頃) は、著書『物の性質について』 (西暦613 年頃)の中で「疫病をもたらす種」( pestifera semina ) について言及しました。[ 7 ] : 20その後、1345 年にイタリアのボローニャのトンマーゾ・デル・ガルボ( 1305 年頃– 1370 年) は、著書『Commentaria non-parum utilia in libros Galeni』 (ガレノスの書籍に関する役立つ解説) の中でガレノスの「疫病の種」について言及しました。[ 7 ] : 214
16 世紀の宗教改革者マルティン・ルターは伝染理論についてある程度の考えを持っていたようで、「私は 3 つのペストを生き延び、私が触れた 2 つのペストの斑点がある数人を訪ねました。しかし、神に感謝して、私は害を受けませんでした。その後、家に帰ると、当時赤ん坊だったマーガレット (1534 年生まれ) を抱き上げ、忘れていたので洗っていない手を彼女の顔に置きました。そうでなければ、神を試すことになるので、そんなことはしなかったでしょう。」と述べています。 [ 11 ] 1546 年、イタリアの医師ジローラモ・フラカストロは、伝染病の性質、主要な病原体の分類、これらの病気の予防と治療に関する理論を扱った 3 冊の本からなるDe Contagione et Contagiosis Morbis (伝染と伝染病について) を出版しました。フラカストロは、感染した宿主との直接接触、媒介物との間接接触、または空気中の粒子を介して広がる「病気の種」を非難した。[ 12 ]
1668年、イタリアの医師フランチェスコ・レディは、生物は非生物から発生するという自然発生説を否定する実験的証拠を発表した。彼は、ウジは覆いのない腐った肉からのみ発生することを観察した。肉をガーゼで覆った瓶に入れておくと、ウジはガーゼの表面に現れ、後に腐った肉の臭いが網目を通ってハエを引き寄せ、ハエが卵を産むのだと理解された。[ 13 ] [ 14 ]
微生物は、微生物学の初期の先駆者であり、「微生物学の父」と称されるアントン・ファン・レーウェンフックによって、1670年代に初めて直接観察されたと言われています。レーウェンフックは、1674年に細菌、酵母細胞、水滴の中に無数に存在する生命(藻類など)、毛細血管内の血球の循環を初めて観察し、記述した人物と言われています。「細菌」という言葉はまだ存在していなかったため、彼はこれらの微小な生物を「アニマルクルス」(「小さな動物」という意味)と呼びました。彼は、雨水、池や井戸の水、人間の口や腸など、さまざまな場所からこれらの「非常に小さなアニマルクルス」を分離することができました。
しかし、ドイツのイエズス会司祭で学者のアタナシウス・キルヒャー(歴史的にはしばしば「キルヒナー」と誤記される)は、これ以前にそのような微生物を観察していた可能性がある。1646年に書かれた彼の著書の1つには、ラテン語で書かれた章があり、翻訳すると「顕微鏡で調査した自然界の驚くべき構造について…酢や牛乳に無数の虫がうようよいると誰が信じるだろうか」となる。キルヒャーは、腐敗した死体、肉、牛乳、分泌物に見られる目に見えない生物を「虫」と定義した。顕微鏡を使った彼の研究は、おそらく彼が最初に抱いたであろう、病気や腐敗、あるいは腐敗は目に見えない生物の存在によって引き起こされるという考えに彼を導き、「発熱患者の血液から多くのものが発見されるかもしれない」と記した。1656年にローマが腺ペストに見舞われたとき、キルヒャーは顕微鏡でペスト患者の血液を調査した。彼は血液中に「小さな虫」あるいは「微小動物」が存在することに気づき、この病気は微生物によって引き起こされていると結論付けた。
キルヒャーは、感染症の原因を微生物に帰した最初の人物であり、病原菌説を提唱した。この説は、1658年にローマで出版された彼の著書『Scrutinium Physico-Medicum』に概説されている。 [ 15 ]キルヒャーの、病気は微生物によって引き起こされるという結論は正しかったが、顕微鏡で見たのは実際には赤血球か白血球であり、ペスト病原体そのものではない可能性が高い。キルヒャーはまた、隔離、検疫、感染者が着用した衣服の焼却、細菌の吸入を防ぐためのマスクの着用など、病気の蔓延を防ぐための衛生対策も提案した。生物が血液に入り込み、血液中に存在することを最初に提唱したのはキルヒャーであった。
18世紀にはさらに多くの説が提唱されたが、なかなか広まらなかった。1700年、医師のニコラ・アンドリーは、天然痘やその他の病気の原因は「虫」と呼ばれる微生物であると主張した。[ 16 ] 1720年、リチャード・ブラッドリーは、ペストや「あらゆる伝染病」は顕微鏡でしか見ることのできない生き物である「有毒な昆虫」によって引き起こされるという説を唱えた。[ 17 ]
1762年、オーストリアの医師マルクス・アントニウス・フォン・プレンツィッツ(1705年~1786年)は『医学物理学書』という本を出版した。この本は、土壌や空気中の特定の微生物が特定の病気を引き起こすという伝染病の理論を概説した。フォン・プレンツィッツは、流行性かつ伝染性の病気(麻疹や赤痢など)と、伝染性はあるが流行性ではない病気(狂犬病やハンセン病など)との区別を指摘した。 [ 18 ]この本は、アントン・ファン・レーウェンフックを引用して、そのような微生物がいかに遍在しているかを示し、潰瘍性創傷に細菌が存在することを記述した点で独特であった。結局、フォン・プレンツィッツが提唱した理論は科学界に受け入れられなかった。
19 世紀初頭、絹生産の崩壊に対する経済的懸念から、イタリアの昆虫学者アゴスティーノ・バッシは、フランス語で「muscardine」、イタリア語で「calcinaccio」または「mal del segno」として知られるカイコの病気を研究した。この病気は、幼虫に白い真菌の斑点を引き起こす。1835年から 1836 年にかけて、バッシは真菌の胞子が個体間で病気を伝染させるという研究結果を発表した。病気の幼虫を速やかに除去し、その表面を消毒することを推奨することで、バッシは現代の予防医療で使用されている方法を概説した。[ 19 ]イタリアの博物学者ジュゼッペ・ガブリエル・バルサモ・クリヴェッリは、原因となる真菌種をバッシにちなんで命名し、現在はBeauveria bassianaに分類されている。[ 20 ]
1838年、フランスの熱帯医学専門家ルイ=ダニエル・ボーペルテュイは、病気に関連して顕微鏡の使用を先駆的に行い、すべての感染症は「アニマルキュール」(微生物)による寄生感染によるものであるという理論を独自に発展させた。友人のM・アデル・ド・ロスヴィルの助けを借りて、彼はパリのフランス科学アカデミーで正式なプレゼンテーションでその理論を発表した。1853年までに、彼はマラリアと黄熱病は蚊によって媒介されると確信していた。彼はさらに、黄熱病を媒介する特定の蚊のグループを「縞模様の脚を持つ蚊」の「家禽種」であると特定し、これは実際の媒介者であるネッタイシマカ(Aedes aegypti)として認識できる。彼は1854年に「Gaceta Oficial de Cumana」(「クマナ官報」)でその理論を発表した。彼の報告は公式委員会によって評価され、蚊の理論は却下された。[ 21 ]
1847年にウィーン総合病院(Allgemeines Krankenhaus )で働いていたハンガリーの産科医イグナツ・ゼンメルワイスは、医師や医学生が介助した出産後に産褥熱による妊産婦死亡率が著しく高いことに気づいた。しかし、助産師が介助した出産は比較的安全だった。さらに調査を進めたゼンメルワイスは、産褥熱と医師による分娩中の女性の診察との関連性に気づき、さらにこれらの医師は通常、解剖から直接来ていることに気づいた。産褥熱は伝染病であり、解剖からの物質がその蔓延に関与していると主張したゼンメルワイスは、妊婦を診察する前に医師に塩素石灰水で手を洗わせた。その後、死亡率が1年間で18%から2.2%に急激に減少したことを記録した。この証拠にもかかわらず、ゼンメルワイスと彼の理論は当時の医学界のほとんどに拒否された。[ 22 ]
恐竜の化石の発見でより有名なサセックスの医師ギデオン・マンテルは、顕微鏡を使って時間を過ごし、著書『動物性微生物についての考察』(1850年)の中で、「人類を苦しめる最も深刻な病気の多くは、目に見えない動物性微生物の特殊な状態によって引き起こされているのかもしれない」と推測した。[ 23 ]
イギリスの医師ジョン・スノーは、1854年のブロードストリートのコレラ流行を研究したことで、近代疫学の創始者として認められている。[ 24 ]スノーは、沼地の瘴気がマラリアを広めると主張した18世紀初頭のイタリアの解剖学者ジョヴァンニ・マリア・ランシージの著作を批判し、腐敗した生物からの悪臭がすべての場合に存在するわけではないと反論した。1849年のパンフレット『コレラの伝染様式について』の中で、スノーはコレラは糞口感染経路で広がり、人間の下部腸管で増殖すると提唱した。[ 25 ]
1855年に出版された本書の第2版で、スノーはコレラは人間の上皮細胞よりも小さい細胞によって引き起こされるという説を唱え、これが1884年のロベルト・コッホによるコレラ菌(Vibrio cholerae)が原因菌であるという確認につながった。生物学的起源を認識したスノーは、水を沸騰させてろ過することを推奨し、現代の煮沸勧告の先例となった。[ 25 ]
スノーは、テムズ川から下水で汚染された水を供給していたサザーク・アンド・ヴォクソール水道会社に関連する特定の給水ポンプとコレラ症例を結びつける統計分析を通じて、この会社から給水を受けている地域では、上流のよりきれいなシーシング・ウェルズから水を得ていたランベス水道会社のポンプを使用している住民に比べて、14倍もの死亡者が出ていることを示した。スノーは、セント・ジェームズ教区の保護委員会に汚染されたポンプのハンドルを取り外すよう説得したことで称賛を受けたが、恐怖を感じた住民が地域から逃げ出したため、すでにアウトブレイクの症例は減少傾向にあると指摘した。[ 25 ]

19世紀半ば、フランスの微生物学者ルイ・パスツールは、ホウ酸で女性の生殖器を治療すると、粘膜への損傷を避けながら産後感染症を引き起こす微生物を殺せることを示した。[ 26 ]
レディの研究を基に、パスツールは栄養培地を入れた白鳥の首型フラスコを作製することで、自然発生説を否定した。湾曲したチューブを取り外して外部環境の空気と直接接触させた場合にのみフラスコの内容物が発酵したため、パスツールは細菌が環境に定着するには感染部位間を移動する必要があることを実証した。[ 27 ]
バッシと同様に、パスツールはカイコに褐色の斑点を引き起こす病気であるペブリンを研究することで、細菌説の研究を拡張した。 [ 20 ]スイスの植物学者カール・ネーゲリが1857年に真菌種ノゼマ・ボンビシスを発見した一方で、パスツールはその発見を応用してカイコの卵の換気とスクリーニングの改善を推奨し、初期の疾病監視の形態を示した。[ 27 ]
1884年、ドイツの細菌学者ロベルト・コッホは、特定の微生物と病気との因果関係を確立するための4つの基準を発表しました。これは現在、コッホの原則として知られています。[ 28 ]
コッホは生前、これらの仮説が普遍的に適用できるものではないことを認識していた。例えば、コレラの無症状保菌者は第一の仮説に違反する。同じ理由で、第三の仮説では「しなければならない」ではなく「すべきである」と規定されている。これは、感染性病原体に曝露されたすべての宿主生物が感染するとは限らず、病原体への以前の曝露の違いが原因である可能性があるからである。[ 29 ] [ 30 ] 第二の仮説を制限するものとして、ウイルスは絶対細胞内寄生体であるため純粋培養では増殖できず、第二の仮説を満たすことは不可能であることが後に発見された。[ 31 ] [ 32 ]同様に、プリオンとして知られる病原性のミスフォールドタンパク質は、自己複製するのではなく、その構造を他のタンパク質に伝達することによってのみ拡散する。[ 33 ]
コッホの原則は、相関関係が因果関係を意味しないことを強調する点で歴史的に重要な意味を持ち続けているが、多くの病原体はすべての基準を満たしていなくても特定の疾患の原因物質として認められている。[ 34 ] 1988年、アメリカの微生物学者スタンリー・ファルコウは、微生物の遺伝子と病原性因子との相関関係を確立するために、コッホの原則の分子版を発表した。[ 35 ]
パスツールの細菌発酵に関する論文を読んだ後、イギリスの外科医ジョセフ・リスターは、骨が皮膚を突き破るような複合骨折は、環境微生物への曝露により感染しやすいことを認識した。彼は、石炭酸を患部に塗布することで効果的な消毒剤になることを認識した。[ 36 ]