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医学、公衆衛生、生物学 において、伝染とは、感染した宿主個人または集団から特定の個人または集団へ伝染病を引き起こす病原体が伝播することであり、他の個人が以前に感染していたかどうかは関係ない。 [ 1 ]この用語は厳密には、以下の手段の1つ以上によって微生物が直接ある個人から別の個人へ伝播することを指す。
感染経路は、媒介生物（蚊やハエなど）または中間宿主（例えば、豚の条虫は、十分に加熱調理されていない豚肉を摂取した人間に感染する）を介して間接的に起こる場合もある。間接感染には、人獣共通感染症や、より複雑な生活環を持つ大型寄生虫などの病原体が関与する可能性がある。感染経路は、自生感染（つまり、同じ場所にいる2人の間での感染）の場合もあれば、微生物や感染した宿主の移動を伴う場合もある。
2024年の世界保健機関の報告書は、粒子物理学に沿って、すべての呼吸器病原体の伝播様式の用語を標準化しました。空気感染、吸入、直接沈着、接触です。[ 2 ]しかし、これらの新たに標準化された用語は、感染制御政策[ 2 ]やパンデミック協定、更新された国際保健規則などの政策にはまだ反映されていません。
感染症の原因となる病原体は、2つの方法で伝染する可能性があります。水平感染は、同じ世代（同年齢の仲間）の個人間で、直接接触（舐める、触れる、噛む）または空気感染（咳やくしゃみ）（物理的接触なしに病原体を伝播させる媒介物または 汚染物） [ 4 ]によって、あるいは 垂直感染によって、親から子へ病原体が伝染する（出生前または周産期感染など） [ 5 ]。
感染性とは、生物が宿主に入り込み、生存し、増殖する能力を表す用語であり、病原体の感染性とは、病原体が他の宿主に伝染する比較的容易さを表す。 [ 6 ]病原体の伝染は、直接接触、汚染された食品、体液、物体を介して、空気感染による吸入、または媒介生物を介して起こる可能性がある。 [ 7 ]
伝染性とは、感染した宿主と感染していない宿主との接触があった場合に感染が起こる確率のことである。 [ 8 ]
地域社会感染とは、病気の蔓延の原因となる感染源が不明であるか、患者と他の人々との接触によるつながりが欠落していることを意味します。これは、確定症例を超えて地域社会における疫学的つながりを把握することが困難であることを示しています。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
地域内感染とは、感染源が報告場所（国、地域、都市など）内で特定されたことを意味します。[ 12 ]
疫学者にとって感染経路は重要です。なぜなら、接触パターンは社会経済的、文化的、その他の特徴によって異なる集団間および異なる集団グループ間で異なるからです。たとえば、清潔な水の供給がないために個人衛生や食品衛生が低いと、コレラなどの糞口感染経路による病気の感染が増加する可能性があります。異なるグループ間でのこのような病気の発生率の違いも、病気の感染経路を明らかにするのに役立ちます。たとえば、清潔な水の供給がない発展途上国の都市では、良好な配管システムを備えた都市よりもポリオが一般的であることが観察された場合、ポリオは糞口感染経路で広がるという理論を提唱することができます。空気感染経路は、空気感染と飛沫感染の 2 つが考えられます。
「空気感染とは、感染性微生物を含む飛沫核（蒸発した飛沫の残留物）を介して拡散する感染性病原体を指します。これらの微生物は体外でも生存し、長時間空気中に浮遊することができます。そして、上気道と下気道を介して他の人に感染します。」[ 13 ]空気感染の粒子サイズは5μm未満である必要があります。[ 14 ]乾燥エアロゾルと湿潤エアロゾルの両方が含まれるため、空気中に長時間浮遊する可能性があるため、通常はより高いレベルの隔離が必要です。つまり、一般的な汚染を避けるために、独立した換気システムまたは陰圧環境が必要です。例：結核、水痘、麻疹。
一般的な感染経路は、咳、くしゃみ、会話によって発生する呼吸器飛沫によるものです。呼吸器飛沫感染は、呼吸器感染症の一般的な感染経路です。呼吸器飛沫が目、鼻、口などの感受性のある粘膜表面に到達すると感染が起こります。また、汚染された表面に触れた後、手で顔を触ることで間接的に感染することもあります。呼吸器飛沫は乾燥する前は大きく、空気中に長時間浮遊することはできず、通常は短距離に拡散します。[ 13 ]飛沫感染の原因となる粒子の大きさは > 5 μm です。[ 14 ]
飛沫感染によって広がる病原体には、インフルエンザウイルス、パラインフルエンザウイルス、アデノウイルス、ライノウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、ヒトメタニューモウイルス、百日咳菌、肺炎球菌、化膿レンサ球菌、ジフテリア、風疹などの呼吸器ウイルス[ 16 ]、およびコロナウイルス[ 17 ]が含まれる。サージカルマスクを着用することで、着用者からの呼吸器飛沫の拡散を減らすことができる[ 15 ]。
直接接触は、皮膚と皮膚の接触、キス、性交によって起こります。直接接触には、感染性微生物を保有する土壌や植物との接触も含まれます。[ 18 ] また、糞口感染は主に間接的な接触経路と考えられていますが、直接接触によって糞便を介して感染することもあります。[ 19 ] [ 20 ]
直接接触によって伝染する病気は伝染性疾患と呼ばれます（伝染性と感染性は同じではありません。伝染性疾患はすべて感染性ですが、感染性疾患すべてが伝染性であるとは限りません）。これらの病気は、タオルを共有すること（タオルを両者の体に強くこすりつけること）や、使用後に十分に洗濯されていない衣類（靴下など）を身体に密着させて共有することによっても伝染します。そのため、タオルを共有したり、更衣室で衣類をうっかり取り違えたりする学校では、伝染性疾患がしばしば発生します。
直接接触によって伝染する病気には、水虫、膿痂疹、梅毒、いぼ、結膜炎などがあります。[ 21 ]
これは、膣性交や肛門性交を含む、他者との性行為中に感染する可能性のあるあらゆる感染症を指し、まれにオーラルセックス（下記参照）や手による性交（下記参照）によっても感染します。感染経路は、性交中に接触する表面間での直接感染（細菌感染症や潰瘍を引き起こす感染症の一般的な経路）か、感染性病原体を運ぶ分泌物（精液や興奮した女性から分泌される体液）が陰茎、膣、または直腸の小さな裂傷を通してパートナーの血流に入り込むこと（ウイルス感染の一般的な経路）のいずれかです。後者の場合、膣は膣よりも弾力性があり柔軟性があるため、陰茎が直腸に裂傷を多く作ることから、肛門性交の方がはるかに危険です。
性行為によって感染する可能性のある感染症には、HIV/AIDS、クラミジア、性器疣贅、淋病、B型肝炎、梅毒、ヘルペス、トリコモナス症などがあります。
HIVやB型肝炎などの性感染症は、通常は口と口の接触では感染しないと考えられていますが、オーラルセックスの際に性器と口の間で感染する可能性はあります。HIVの場合、この可能性は確認されています。また、HIVは、性器感染症における単純ヘルペスウイルス1型（通常は口腔感染症の原因となる）の発生率増加、および口腔感染症における2型ウイルス（性器でより一般的）の発生率増加の原因にもなっています。
この性行為に関してはまれではあるが、手を使った性行為によって広がる可能性のある感染症には、HPV、クラミジア、梅毒などがある。[ 22 ]
主に経口感染によって伝染する感染症は、キスなどの直接的な口腔接触、または飲み物のグラスやタバコの共有などの間接的な接触によって感染する可能性があります。キスやその他の直接的または間接的な口腔接触によって伝染することが知られている感染症には、飛沫感染によって伝染するすべての感染症、および（少なくとも）すべての形態のヘルペスウイルス、すなわちサイトメガロウイルス感染症、単純ヘルペスウイルス（特にHSV-1）、伝染性単核球症が含まれます。
これは母親から子供へ（まれに父親から子供へ）感染し、多くの場合、子宮内、出産時（周産期感染とも呼ばれる）、または親と子の出生後の身体的接触時に起こります。人間を含む哺乳類では、母乳を介しても感染します（経乳感染）。このようにして伝染する可能性のある感染症には、HIV、B型肝炎、梅毒などがあります。多くの共生生物は垂直感染します。[ 23 ]
傷口に触れる、汚染された医療機器を使用する、感染物質を注射または移植するなど、医療処置による感染。医原性感染する可能性のある疾患には、クロイツフェルト・ヤコブ病、HIVなど多数ある。[ 24 ] [ 25 ]
これは、静脈注射薬物使用者が、ヘロイン、ステロイド、ホルモンなどの静脈注射薬物を投与するために、複数の人が針や注射器を共有する行為です。これは、 C型肝炎（HCV）やHIVなどの血液媒介性疾患の媒介となる可能性があります。[ 26 ]
間接接触感染、または媒介物感染とは、無生物の汚染を介した感染を指します。感染性病原体を間接的に媒介する可能性のある媒介物には、食品、水、血液などの生物学的製品、ハンカチ、寝具、外科用メスなどの媒介物があります。媒介物は、 A型肝炎ウイルスを運ぶ食品や水のように、受動的に病原体を運ぶ場合があります。あるいは、媒介物は、病原体が増殖、分裂、または毒素を産生する環境を提供する場合があります。例えば、不適切に缶詰にされた食品は、ボツリヌス菌によるボツリヌス毒素の産生を促進する環境を提供します。[ 18 ]
ベクターとは、それ自体は病気を引き起こさないが、病原体をある宿主から別の宿主へと運ぶことで感染を伝播する生物である。[ 27 ]
ベクターは機械的ベクターと生物学的ベクターに分類されます。機械的ベクターは、感染性病原体を体外に付着させ、受動的に伝播します。機械的ベクターの例としては、イエバエが挙げられます。イエバエは牛糞に止まり、糞便中の細菌で付属肢を汚染した後、食物を食べる前にその上に止まります。病原体はハエの体内には入りません。一方、生物学的ベクターは、病原体を体内に保持し、通常は咬傷によって能動的に新たな宿主に病原体を運びます。生物学的ベクターは、マラリア、ウイルス性脳炎、シャーガス病、ライム病、アフリカ睡眠病などの重篤な血液媒介性疾患の原因となることがよくあります。生物学的ベクターは、蚊、ダニ、ノミ、シラミなどの節足動物であることが多いですが、これらに限定されるわけではありません。ベクターは、病原体の生活環においてしばしば必要となります。媒介生物によって媒介される感染症を制御するために一般的に用いられる戦略は、媒介生物を殺すことによって病原体のライフサイクルを断ち切ることである。
糞口感染経路では、糞便中の病原体が人から人へと口へと伝わります。通常、感染経路として議論されますが、実際には病原体の出入り口の特定であり、他のいくつかの感染経路にも作用する可能性があります。[ 18 ]糞口感染は、主に汚染された食品や水を介した間接的な接触経路と考えられています。しかし、肛門性交 など、糞便や汚染された身体部位との直接接触によっても作用する可能性があります。[ 19 ] [ 20 ]また、汚染されたトイレからの便器の煙 を介した飛沫感染や空気感染によっても作用する可能性があります。 [ 28 ] [ 29 ]
糞口感染の主な原因は、適切な衛生設備の欠如と不十分な衛生習慣であり、これらは様々な形で現れます。糞口感染は、汚染された食品や水を介して起こります。これは、トイレ使用後や食事の準備前、患者の世話をする前に、人々が十分に手を洗わない場合に起こり得ます。
The fecal-oral route of transmission can be a public health risk for people in developing countries who live in urban slums without access to adequate sanitation. Here, excreta or untreated sewage can pollute drinking water sources (groundwater or surface water). The people who drink the polluted water can become infected. Another problem in some developing countries is open defecation which leads to disease transmission via the fecal-oral route.
Even in developed countries there are periodic system failures resulting in a sanitary sewer overflow. This is the typical mode of transmission for infectious agents such as cholera, hepatitis A, polio, Rotavirus, Salmonella, and parasites (e.g. Ascaris lumbricoides).
Tracking the transmission of infectious diseases is called disease surveillance. Surveillance of infectious diseases in the public realm traditionally has been the responsibility of public health agencies, on an international, national, or local level. Public health staff relies on health care workers and microbiology laboratories to report cases of reportable diseases to them. The analysis of aggregate data can show the spread of a disease and is at the core of the specialty of epidemiology. To understand the spread of the vast majority of non-notifiable diseases, data either need to be collected in a particular study, or existing data collections can be mined, such as insurance company data or antimicrobial drug sales for example.
For diseases transmitted within an institution, such as a hospital, prison, nursing home, boarding school, orphanage, refugee camp, etc., infection control specialists are employed, who will review medical records to analyze transmission as part of a hospital epidemiology program, for example.
これらの従来の方法は時間がかかり、労力も要するため、感染経路の代替指標が求められてきました。インフルエンザの場合の代替指標の1つは、例えば州内の特定の医療従事者の監視拠点におけるインフルエンザ様疾患の追跡です。 [ 30 ]特定のウェブ検索クエリ活動のパターンを見つけることでインフルエンザの流行を追跡するのに役立つツールが開発されています。インフルエンザ関連のウェブ検索の頻度は、インフルエンザに罹患した人の数が増えるにつれて全体的に上昇することがわかりました。ウェブクエリの時空間関係を調べると、インフルエンザ[ 31 ]やデング熱[ 32 ]の拡散を近似できることが示されています。
感染症の蔓延に関するコンピュータシミュレーションが用いられてきた。[ 33 ] 人間の集まりは、毎年恒例の学校の開始、ブートキャンプ、毎年恒例のハッジなど、感染症の伝播、季節変動、および流行を引き起こす可能性がある。ごく最近では、携帯電話からのデータが、風疹などの特定の感染症の伝播を予測するのに十分なほど人口移動を捉えることができることが示されている。[ 34 ]
病原体は、種の存続を確実にするために、宿主から宿主へと伝染する手段を持たなければなりません。感染性病原体は一般的に、特定の伝染方法に特化しています。呼吸器系を例にとると、宿主に咳やくしゃみの症状を引き起こすウイルスや細菌は、進化の観点から見ると、宿主から排出されて別の宿主へと運ばれる可能性がはるかに高いため、生存において大きな利点があります。多くの微生物が下痢を引き起こすのも、同じ理由からです。
病原性と伝播の関係は複雑であり、病原体の長期的な進化に重要な影響を与える。微生物と新たな宿主種が共進化するには何世代もかかるため、新興病原体は最初の犠牲者に特に大きな打撃を与える可能性がある。通常、新たな病気の最初の波で死亡率が最も高くなる。病気が急速に致命的である場合、微生物が別の宿主に伝染する前に宿主が死亡する可能性がある。しかし、伝播が病原性と関連している場合、例えばコレラ（激しい下痢が細菌が新たな宿主を見つけるのに役立つ）や多くの呼吸器感染症（くしゃみや咳が感染性エアロゾルを生成する）のように、感染力が高まるという短期的な利益によって、このコストは相殺される可能性がある。
感染症の伝播率を低下させるものはすべて、正の外部性、つまり消費者の価格には反映されない社会への利益をもたらします。ワクチンが無料で提供される場合、または購入価格よりも低い費用で患者に提供される場合、これは暗黙のうちに認識されています。[ 35 ]
伝達様式は、サンゴに共生する渦鞭毛藻類やヒトのマイクロバイオームなど、有益な微生物共生体の生物学においても重要な側面である。生物は、親、環境、あるいは無関係な個体、またはその両方から伝達された微生物と共生関係を形成することがある。
垂直伝達とは、親（通常は母親）から共生生物を獲得することを指します。垂直伝達は細胞内（例えば卵巣経由）または細胞外（例えば親と子の間の胚発生後の接触による）で起こり得ます。細胞内および細胞外の垂直伝達はどちらも、非遺伝的遺伝または親の影響の一形態とみなすことができます。ほとんどの生物は何らかの形の共生生物の垂直伝達を経験していると主張されています。[ 36 ]垂直伝達される共生生物の典型的な例としては、アブラムシの栄養共生生物であるブフネラ（卵巣経由伝達される細胞内共生生物）やヒトのマイクロバイオータの一部の構成要素（乳児が産道を通過する際や母乳育児によって伝達される）などがあります。
有益な共生生物の中には、環境や無関係な個体から水平的に獲得されるものもある。そのためには、宿主と共生生物が互いを認識する方法、あるいは互いの産物やサービスを認識する方法が必要となる。水平的に獲得される共生生物は、多くの場合、一次代謝よりも二次代謝に関係しており、例えば病原体に対する防御に用いられる[ 37 ]が、一次栄養共生生物の中にも水平的に（環境から）獲得されるものがある[ 38 ] 。水平的に伝達される有益な共生生物のその他の例としては、 ボブテイルイカに共生する生物発光細菌や植物中の窒素固定細菌などが挙げられる。
ヒトの微生物叢を含む多くの微生物共生体は、垂直感染と水平感染の両方で伝播する可能性がある。混合モードの伝播により、共生体は「両方の利点」を享受できる。つまり、宿主密度が低い場合は宿主の子孫に垂直感染し、多数の宿主が利用可能な場合は多様な追加の宿主に水平感染することができる。混合モードの伝播では、共生体の進化的な成功が宿主の成功と結びついている場合もあれば、そうでない場合もあるため、関係の結果（害や利益の程度）を予測することがより困難になる。[ 23 ]
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