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| ヒトパラインフルエンザウイルス | |
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| パラインフルエンザウイルスの透過型電子顕微鏡写真。2 つの完全な粒子と遊離した糸状核カプシド | |
科学的分類
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| (ランク外): | ウイルス |
| 領域: | リボビリア |
| 王国： | オルタナウイルス科 |
| 門: | ネガルナビリコタ |
| クラス： | モンジビリセテス |
| 注文： | モノネガウイルス科 |
| 家族： | パラミクソウイルス科 |
| 含まれるグループ | |
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| 分岐学的に含まれるが伝統的に除外されている分類群 | |
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ヒトパラインフルエンザウイルス（HPIV ）は、ヒトパラインフルエンザを引き起こすウイルスです。HPIVは、パラミクソウイルス科に属する4つの異なる一本鎖RNAウイルスの系統群です。これらのウイルスは、ヒトと獣医の両方の病気に密接に関連しています。 [2]ウイルス粒子の大きさは約150～250 nmで、約15,000ヌクレオチドのゲノムを持つマイナスセンスRNAを含んでいます。[3]
ウイルスは細胞培養、免疫蛍光 顕微鏡検査、PCRによって検出できます。[4] HPIVは、5歳未満の小児の呼吸器疾患による入院の第2位の主な原因です（この年齢層では、呼吸器合胞体ウイルス（RSV）のみがより多くの呼吸器疾患による入院を引き起こします）。[5]
分類
最初のHPIVは1950年代後半に発見されました。分類学上の区分は、抗原性と遺伝的特徴に基づいて大まかに4つの主要な血清型または系統群に分けられ、現在ではそれぞれ異なるウイルスであると考えられています。[6]これらには以下が含まれます。
HPIVは、レスピロウイルス属（HPIV-1およびHPIV-3）とルブラウイルス属（HPIV-2およびHPIV-4）の2つの属に属します。 [3]
ウイルスの構造と組織
HPIVはエンベロープを持つウイルス粒子を生成し、一本鎖のマイナス鎖RNAを含むのが特徴です。[3]非感染性のウイルス粒子もプラス極性のRNAを含むことが報告されています。 [3] HPIVゲノムは約15,000ヌクレオチドの長さで、6つの主要な構造タンパク質をコードしています。[3]
HPIVの構造遺伝子配列は以下のとおりです：3′-NP-PMF-HN-L-5′（タンパク質の接頭辞と詳細は下の表に概説されています）。[7]
逆遺伝学の出現により、最も効率的なヒトパラインフルエンザウイルス（複製と転写の点で）は、ゲノムヌクレオチドの合計が6で割り切れることが判明しました。これにより、「6のルール」が生まれました。このルールには例外が見つかり、その正確な利点は完全には理解されていません。[8]
電気泳動により、 4つのHPIVのタンパク質の分子量は類似していることが示された（リン酸化タンパク質は例外で、これは大きな変動を示す）。[3] [9]
ウイルスの侵入と複製
ウイルスの複製は、ウイルスと宿主細胞の脂質膜との付着と融合によって細胞内に侵入した後にのみ開始される。ウイルスRNA（vRNA）は、最初は核タンパク質（NP）、リン酸化タンパク質（P）、および巨大タンパク質（L）と結合している。ヘマグルチニン-ノイラミニダーゼ（HN）はウイルスの付着に関与しており、その結果、血球吸着と血球凝集が起こる。さらに、融合（F）タンパク質は、宿主とウイルスの細胞膜の融合を助け、最終的にシンシチウムを形成する上で重要である。[10]
当初、Fタンパク質は不活性型（F 0 ）であるが、タンパク質分解によって切断され、ジスルフィド結合でつながった活性型、F 1および F 2 を形成する。これが完了すると、HPIVヌクレオカプシドが細胞の細胞質に入る。その後、ウイルス自身の「ウイルスRNA依存性RNAポリメラーゼ」（Lタンパク質）を使用してゲノム転写が行われる。その後、細胞自身のリボソームが翻訳を担当し、ウイルスmRNAからウイルスタンパク質を形成する。[10]
プロセスの終わりに向かって（ウイルスタンパク質の形成後）、ウイルスゲノムの複製が起こります。最初に、プラスセンスRNAの形成（子孫の生成に必要な中間ステップ）とともにこれが起こり、最後にマイナスセンスRNAが形成され、それが核タンパク質と結合します。その後、これはパッケージ化されて出芽によって細胞から放出されるか、またはその後の転写と複製のラウンドのために使用される可能性があります。[11]
感染細胞に見られる観察可能な形態学的変化には、細胞質の拡大、有糸分裂活性の低下、および「局所的な丸み」があり、多核細胞（シンシチウム）の形成の可能性があります。[12]
HPIVの病原性は、抗インターフェロン特性を誘発できる適切な補助タンパク質を持つウイルスと相互に依存しており、これが疾患の臨床的意義における主要な要因である。 [11]
宿主範囲
主な宿主は依然として人間である。しかし、他の動物（自然環境と実験環境の両方）でも感染が誘発されたことがあるが、これらは常に無症状であった。[13]
臨床的意義
米国だけでも、毎年500万人の子供が下気道感染症（LRI）にかかっていると推定されています。 [14] HPIV-1、HPIV-2、HPIV-3は、これらの感染症の最大3分の1と関連しています。[15] 上気道感染症（URI）もHPIVの文脈では重要ですが、ウイルスによって引き起こされる程度は低いです。[16]重篤なHPIV疾患の発生率が最も高いのは幼児で、調査によると、5歳以上の子供の約75％がHPIV-1に対する抗体を持っていることが示されています。[引用が必要]
乳児および幼児の場合、約25％が「臨床的に重大な疾患」を発症すると推定されています。[17]
宿主の生涯を通じて繰り返し感染することは珍しくなく、その後の発症症状には風邪や喉の痛みなどの上気道疾患が含まれる。 [3] 4つの血清型すべてにおいて潜伏期間は1～7日である。[18]免疫抑制状態の人では、パラインフルエンザウイルス感染は重度の肺炎を引き起こし、致命的となる可能性がある。[19]
HPIV-1とHPIV-2は、上気道のウイルス性疾患で主に6～48か月齢の小児に問題となるクループ（喉頭気管支炎）の主な原因物質であることが実証されています。 [20] [21]秋に始まる2年ごとの流行はHPIV-1とHPIV-2の両方に関連していますが、HPIV-2も毎年発生することがあります。[14]さらに、HPIV-1は秋に2年ごとのクループの発生を引き起こす傾向があります。米国では現在、奇数年に大規模なピークが発生しています。[要出典]
HPIV-3は細気管支炎や肺炎と密接な関連があり、主に1歳未満の患者を標的とします。[22]
HPIV-4 は依然としてまれにしか検出されません。以前考えられていたよりも一般的ですが、重篤な疾患を引き起こす可能性は低いと考えられています。10 歳までに、ほとんどの子供が HPIV-4 感染の血清陽性になります。これは、無症状または軽度の感染が大部分を占めていることを示している可能性があります。[3]
免疫力が低下した人は感染や死亡のリスクが高く、LRIがより重篤な形で発症する可能性があります。[ 13 ] HPIVと神経疾患の関連性は知られています。例えば、特定のHPIVによる入院は熱性けいれんと強い関連性があります。[23] HPIV-4bの関連性が最も強く（最大62％）、HPIV -3と-1がそれに続きます。[3]
HPIVは、ウイルス性髄膜炎[24]やギランバレー症候群[12]のまれな症例とも関連していることが報告されている。
HPIV は、呼吸器からの飛沫または汚染された表面や物体に含まれる感染分泌物との接触によって、人から人へと広がります (すなわち、水平感染) 。感染は、感染物質が目、口、または鼻の粘膜に接触したときに発生する可能性があり、また、くしゃみや咳によって発生した飛沫を吸入することによっても発生する可能性があります。HPIV は、空気中の飛沫の中で 1 時間以上感染力を維持する可能性があります。[引用が必要]
気道炎症
気道の炎症はHPIV感染の一般的な特徴です。これは炎症性サイトカインの大規模なアップレギュレーションによって起こると考えられています。アップレギュレーションが観察される一般的なサイトカインには、 IFN-α、さまざまなインターロイキン（IL-2、IL-6など）、TNF-αなどがあります。さまざまなケモカインや炎症性タンパク質もHPIV感染の一般的な症状に関連していると考えられています。[12]
最近の証拠は、ウイルス特異的抗体である免疫グロブリンEが、クループを引き起こすと考えられている気管内でのヒスタミンの大量放出を媒介する役割を担っている可能性を示唆している。[12] [25]
免疫学
HPIV感染に対する身体の主な防御は、体液性免疫と細胞性免疫の両方を伴う適応免疫です。体液性免疫では、ウイルス表面タンパク質HNとFに結合する抗体がその後の感染を防ぎます。[26]細胞性免疫に欠陥のある患者はより重篤な感染症を経験するため、 T細胞が感染の除去に重要であることが示唆されています。[12]
診断
診断はさまざまな方法で行われ、多面的な技術が用いられます。[4]
- 細胞培養におけるウイルスの分離と検出。
- 免疫蛍光法、酵素免疫測定法、または蛍光免疫測定法を使用して、体内の呼吸器分泌物内のウイルス抗原を直接検出します。
- ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）。
- 感染後に力価が上昇することを示す特異的IgG 抗体の分析(ペア血清検体を使用)。
ウイルス間の抗原プロファイルの類似性のため、赤血球凝集反応（HA）または赤血球吸着阻害（HAdI）法がよく使用されます。補体固定、中和、酵素結合免疫吸着測定法（ELISA）も、ウイルスの血清型を区別するプロセスを支援するために使用できます。[3]
罹患率と死亡率
世界の先進地域では、HPIVによる死亡は依然としてまれである。死亡が発生したとしても、それは主に3つの中核リスクグループ（非常に若い人、高齢者、免疫不全者）である。しかし、長期的な変化は気道リモデリングと関連している可能性があり、罹患率の重要な原因であると考えられている。[27] HPIVと慢性閉塞性肺疾患（COPD）などの疾患との正確な関連性はまだ調査中である。[28]
世界の発展途上地域では、未就学児は依然として死亡リスクが最も高いグループです。死亡は、一次ウイルス感染または細菌感染などの二次的な問題の結果である可能性があります。栄養失調やその他の欠乏症などの素因は、感染に関連する死亡の可能性をさらに高める可能性があります。[12]
全体として、発展途上国における未就学児の死亡原因の約25～30％はLRIによるものです。HPIVはLRI症例全体の10％に関係していると考えられており、依然として死亡の大きな原因となっています。[12]
リスク要因
栄養失調、ビタミンA欠乏、幼少期の母乳育児の欠如、環境汚染、過密など、感染リスクの上昇に関連する要因は数多く指摘されている。 [29]
防止
数十年にわたる研究にもかかわらず、現在のところワクチンは存在しない。[30]
しかし、組み換え技術はHPIV-1、-2、-3のワクチン開発を標的として利用されており、いくつかの生弱毒化鼻腔内ワクチンの形をとっている。特に2つのワクチンは、第I相試験でHPIV-3に対して免疫原性があり、忍容性が高いことがわかった。HPIV-1および-2のワクチン候補はまだあまり進んでいない。[17]
HPIVに対して使用されてきたワクチン技術は、鼻腔内投与に限定されず、冷温通過、宿主域弱毒化、キメラ構築ワクチンによって弱毒化されたウイルスや、弱毒化を達成するために逆遺伝学の助けを借りて突然変異を導入するウイルスも使用されている。[31]
母親の抗体は、母乳中の初乳を介して、生後早期にHPIVに対してある程度の防御効果を発揮する可能性がある。 [32]
薬
リバビリンは、最近の試験管内試験（生体内試験ではさまざまな結果が出ている）で、HPIV-3の治療に有効であることが示された薬剤の1つです。 [12]リバビリンは広域スペクトルの抗ウイルス薬であり、その有効性に関する決定的な証拠がないにもかかわらず、2012年時点では重度の免疫不全患者に投与されていました。 [12]感染の症状を緩和するために、タンパク質阻害剤や新しい形態の薬剤も提案されています。[13]
さらに、二次的な細菌感染が起こった場合には抗生物質が使用されることもあります。呼吸困難が続いた場合には、コルチコステロイド治療とネブライザーもクループに対する第一選択薬です。[12]
環境との相互作用
パラインフルエンザウイルスは環境中で数時間しか生きられず、石鹸と水で不活化されます。さらに、このウイルスは一般的な衛生技術や洗剤、消毒剤、防腐剤を使用して簡単に破壊することができます。[4]
HPIVの生存に重要な環境要因は、pH、湿度、温度、ウイルスが存在する培地です。最適なpHは生理学的pH値（7.4～8.0）付近ですが、高温（37℃以上）および低湿度では感染性が低下します。[33]
感染の大部分は密接な接触に関連しており、特に院内感染が顕著です。慢性疾患治療施設や診療所も感染の「ホットスポット」として知られており、エアロゾル、大きな飛沫、媒介物（汚染された表面）を介して感染が起こります。[34]
正確な感染量は不明である。[13]
経済的負担
経済的に恵まれない地域では、HPIV感染は死亡率で測ることができます。死亡率がまだ低い先進国では、感染の経済的コストを推定することができます。米国の推定では、コストは年間約2億ドル（外挿に基づく）とされています。 [3]
インフルエンザとパラインフルエンザの違い
インフルエンザウイルスはオルトミクソウイルス科に属し、パラインフルエンザウイルス（HPIV）はパラミクソウイルス科に属します。インフルエンザは通常、パラインフルエンザよりも重篤な病気を引き起こします。どちらも上気道症状を引き起こしますが、インフルエンザの方が高熱、体の痛み、倦怠感を引き起こす可能性が高くなります。パラインフルエンザは、鼻水、咳、微熱など、より軽い風邪のような症状を引き起こすことが多いです。[35]インフルエンザには明確な季節パターンがあり、主に冬季に流行します。パラインフルエンザウイルスは一年中循環しており、タイプごとに独自の季節パターンがあります。ウイルスはさまざまな合併症を起こす傾向があります。インフルエンザは高リスクグループに重度の肺炎を引き起こす可能性が高く、パラインフルエンザは小児にクループを引き起こす可能性が高くなります。インフルエンザには効果的なワクチンがあり、ノイラミニダーゼ阻害剤などの抗ウイルス薬で治療できます。現在、パラインフルエンザウイルスに対するワクチンや特定の抗ウイルス治療薬はありません。パラインフルエンザは幼児に感染する傾向があり、ほとんどの子供は5歳までに感染します。インフルエンザはあらゆる年齢層に影響を与える可能性があります。[36] [37]
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- ヒトパラインフルエンザウイルス（HPIV）