凍結環境における病原微生物

地球上では、永久凍土や氷河などの凍結環境は、通常の分解が起こらないほど低温であるため、物品を保存する能力があることが知られています。このため、これらは考古学的遺物や先史時代の化石の貴重な供給源となりますが、同時に、太古の有機物が最終的に解凍されると、特定のリスクが生じることも意味します。最も研究されているリスクは、そのような有機物が分解されて大量の二酸化炭素とメタンが放出され、顕著な気候変動のフィードバックとして機能するというものです。しかし、一部の科学者は、代謝休眠状態の 細菌や原生生物、および常に代謝不活性なウイルスが解凍を生き延びて、人間を直接脅かしたり、人間の幸福にとって重要な動物や植物の種に影響を及ぼす可能性についても懸念を表明しています。

2023年の時点で、土壌で冬眠する能力があることで長らく知られている病原体である炭疽菌の再出現が少なくとも1回記録されています。また、凍結環境で発見された真に新しい微生物が研究者によって正常に復活したり、最近解凍された環境で生きたまま発見されたりしたケースもいくつかあります。これまでのところ、ほとんどはアメーバにのみ影響を及ぼし、人間や作物に危険をもたらすものは知られていません。すでに研究されている病原体のうち、少なくとも1つの炭疽菌の発生は、数十年前の感染した死肉の解凍に関連付けられていますが、インフルエンザや天然痘の病原体のサンプルは、実験室条件でさえ解凍を生き延びることができませんでした。一部の研究者はまた、古代の細菌と現代の細菌の間で水平遺伝子伝播の可能性と、それが抗生物質耐性の問題を悪化させるリスクについて警鐘を鳴らしています。同時に、他の科学者はこれらの懸念は誇張されていると考え、古代の微生物が今日違いをもたらす可能性は低いと主張しています。

ヨハン・フルティンは20世紀に、アラスカのブレヴィグ・ミッションでパンデミック犠牲者の冷凍死体から発見した1918年のインフルエンザウイルスを培養しようと何度も試みた。すべての試みは失敗に終わり、インフルエンザウイルスは凍結後の解凍に耐えられないことが示唆された。1990年代には、他の科学者が肺炎を引き起こす細菌や天然痘ウイルスの復活を試みたものの、それらの試みもすべて失敗に終わった。^[2]

研究者グループは、最大14万年前のグリーンランドの氷床コアから、潜在的に生存可能な微小菌類とトマトモザイクウイルスのRNAを抽出することに成功した。 ^{[3] [4]}

氷の融解により、毎年10 ¹⁷～ 10 ^{21 個}の真菌や細菌、ウイルスなどの微生物が放出され、多くの場合は直接海に流れ込んでいると推定されています。この推定を行った研究者によると、問題となるのは、存在量が多く、氷を介して輸送され、融解後に病気のサイクルを再開する能力を持つウイルスだけです。

特に、ベシウイルス属のカリシウイルスは、その豊富さと、多くの魚類や鳥類の回遊性により潜在的に高い感染率を可能にする海洋動物を宿主としていることから、古代の氷河から広がった可能性が高いと仮説が立てられました。カリシウイルスは人間に適応しにくく、感染したアザラシと密接に協力した海洋生物学者による感染例のみが知られています。しかし、エンテロウイルス（ポリオウイルス、エコーウイルス、コクサッキーウイルスを含むグループ）やインフルエンザAも、可能性は低いものの、依然として可能性のある候補と考えられていました。^[5]

1960年代、アメリカ陸軍工兵隊はアラスカ州でフォックストンネルを掘削し、トランスアラスカパイプラインシステムの建設前に永久凍土をよりよく理解するための良い試験場を提供した。2005年までに、そのトンネルを再訪した科学者は、推定32,000年前のカルノバクテリウム・プレイストセニウムの凍結細胞を発見した。氷が溶けてそれらが蘇り、古代の氷から「生き返った」生物の最初の記録された事例となった。^[6]カルノバクテリウム属の細菌はどれも人間に病原性があることは知られていないが、冷蔵食品を腐らせることが知られているものや、魚に病気を引き起こす可能性のある種もある。^[7]

スウェーデンのウメオ大学が発行する学術誌「グローバル・ヘルス・アクション」にロシア人科学者2人が発表した論文では、20世紀初頭に炭疽菌で死んだ牛の古い埋葬地が解凍され、生存可能な病原体が再び出現する危険性があると警告していた。執筆者らは、当時ロシア北部には約13,885の牛埋葬地があり、そのかなりの部分が衛生基準を満たしておらず、地図やその他の記録が紛失しているものもあったと指摘した。^[8]

全く未知の植物ウイルスが、わずか 700 年前の凍ったカリブーの 糞の堆積物から復活しました。発見者によって「古代カリブーの糞関連ウイルス」(aCFV) と名付けられました。科学者たちは、このウイルスを植物病原体の一般的なモデル種であるNicotiana benthamianaの組織にも導入しました。aCFV は複製に成功しましたが、無症候性感染以上のものを引き起こすことはできませんでした。研究者によると、これは aCFV の元の宿主種とより現代の植物との間に大きな遺伝的距離があることを示唆しているか、N. benthamianaが単にこの種にとって最適ではない宿主であったことを示唆しています。^[9]

また、2014年には、シベリアの永久凍土で約3万年前の巨大ウイルス2種、ピソウイルス・シベリカム^[10]とモリウイルス・シベリカム^[11]が発見され、感染力を保っていました。大きなゲノムを持つ他の巨大ウイルスと同様に、これらはほとんどの細菌よりも大きく、アメーバ属のアカンサメーバなどの他の微生物に感染するため、人間に危険を及ぼすことはありません。^[11]

ロシア北部のヤマル半島で炭疽菌の流行が起きた。 75年前に死んだが熱波で解凍された感染したトナカイの死体と関係があると考えられていた。2,000頭以上のトナカイが感染し、病気は人間にも広がり、流行が収まるまでに数十人が入院し、子供1人が死亡した。^[12]

2014年に2つの巨大ウイルスを復活させたフランスの研究チームは、さらに8つの古代のアメーバ感染ウイルス種の復活にも成功していた。これらの種のうち4つは、パンドラウイルス科、セドラトウイルス科（ピソウイルス科のサブグループに分類されることもある）、メガウイルス科、パックマンウイルス科（アスファルウイルス科の一部）に属し、これまで永久凍土から復活したことはなかった。さらに、これらの科のさらに5つの種が、すでに解けた永久凍土で発見されたが、その年代は不明である。復活した最古のウイルスは、48,500年前のパンドラウイルス・エドマであった。^{[13] [14]}

永久凍土から蘇った微生物が人類に大きな脅威を与えるかどうかについては、科学者の間で意見が分かれている。このような「ゾンビウイルス」を蘇らせる試みで最も成功したジャン＝ミシェル・クラヴェリーは、それらの公衆衛生上の脅威は過小評価されていると考えている。また、自身の研究はアメーバ感染ウイルスに焦点を当てていたが、この決定は利便性だけでなくウイルスの流出を避けたいという願望も一因であり、「他のウイルス種も感染性を維持するだろうと合理的に推測できる」と述べた。 ^{[13] [14]}もう一人の教授、ビルギッタ・エヴェンゴードは、永久凍土の融解により、人類よりも古い微生物が最終的に発見され、それらに対して既存の免疫はないだろうと主張した。同じインタビューで、クラヴェリーは、古代の微生物がネアンデルタール人やマンモスの絶滅を引き起こしたか、または一因となった可能性があり、それらは永久凍土にまだ保存されているかもしれないとさえ示唆した。^[15]一方、ブリティッシュコロンビア大学のウイルス学者カーティス・サトルは、「人々はすでに毎日何千ものウイルスを吸い込んでおり、海で泳ぐたびに何十億ものウイルスを飲み込んでいる」と主張した。彼の見解では、凍結したウイルスが複製され、その後、人間を脅かすほどに広まる可能性は「科学的合理性を限界まで引き伸ばす」ものである。^[16]

2016年のヤマル半島の流行を雪解けに伴う危険性の例として指摘する人がいる一方で、 ^{[12]炭疽菌は人から人へ伝染する病原体ではなく、}中世以来寒さを必要とせず土壌中で休眠状態を保つ能力があることが知られていると主張する人もいる。^[2]科学者の中には、フルティンが解凍したインフルエンザウイルスを復活させられなかったことや、他の研究者が肺炎を引き起こす細菌や天然痘ウイルスを復活させられなかったことは、温血宿主に適応した病原体が長期間の凍結に耐えられないことを示していると主張する者もいる。^{[2] [17]}しかし、クラヴェリーの2023年の研究で復活したアメーバ感染ウイルスの多くは、「大量のマンモスの 毛」がある約27,000年前の遺跡から採取されたものであり、パックマンウイルス・ループスという種は、同年代のシベリアオオカミの死骸の腸から発見された。^[13]

復活した細菌は、広域スペクトルの抗生物質の影響を受け、まったく新しい治療法を必要としないため、復活したウイルスほど危険性は高くないという意見もある。^{[13]しかし、永久凍土サンプルで古代の}抗生物質耐性遺伝子が発見されたため、完全に脆弱というわけでもない。永久凍土細菌が少なくともある程度の耐性を示した抗生物質には、クロラムフェニコール、ストレプトマイシン、カナマイシン、ゲンタマイシン、テトラサイクリン、スペクチノマイシン、ネオマイシンなどがある。^[18]科学者の中には、古代の細菌から現代の病原体への新しい抗生物質耐性配列の水平遺伝子伝達は、古代の病原体の復活よりもはるかに現実的な脅威であると考える者もいる。^[19]同時に、他の研究では、古代の細菌の現代の抗生物質に対する耐性レベルは、その上の活性（解凍）層の現代の細菌よりも低いままであることが示されており、^[1]このリスクは他の土壌よりも「大きくない」ことを示唆している。^[17]

オランダの多目的新興感染症観測所（VEO）の所長マリオン・クープマンス氏への2023年のインタビューによると、グリーンランドの潜在的に危険な場所を研究する研究者が講じた予防措置には、新たな発掘を始めず、考古学者がすでに研究する予定の場所のみを分析すること、現場では防護服を着用すること、研究室では高いBSL基準に従って作業することなどがある。潜在的に危険な微生物が潜んでいる場所が見つかった場合、彼らはNaalakkersuisutにその地域へのアクセスを遮断するよう勧告する権限を持っている。^[20]

• 好冷者
• 抗生物質耐性