病原体の伝染

医学、公衆衛生、生物学 において、伝染とは、伝染病を引き起こす病原体が、感染した宿主の個人または集団から特定の個人または集団に伝染することであり、他の個人が以前に感染していたかどうかは関係ありません。^{[1]この用語は厳密には、}微生物が以下の1つ以上の手段によって、ある個人から別の個人に直接 伝染することを指します。

• 空気感染– 非常に小さな乾燥粒子と湿潤粒子が長時間空気中に留まり、宿主が去った後でも空気感染を引き起こします。粒子サイズは 5 μm未満です。
• 飛沫感染– 通常は湿った小さな粒子で、短時間空気中に留まります。汚染は通常、宿主の存在下で発生します。粒子サイズは 5 μm を超えます。
• 直接的な身体接触 – 感染者との接触（性的接触を含む）
• 間接的な物理的接触 – 通常は土壌を含む汚染された表面に触れることによる（媒介物）
• 糞口感染- 通常は衛生状態や衛生習慣の欠如により、手を洗っていない、汚染された食物や水源から感染し、小児科、獣医学、発展途上国における重要な感染経路です。
• 汚染された注射針や血液製剤を介して

伝染は、別の生物、媒介生物（蚊やハエなど）または中間宿主（豚の条虫が不適切に調理された豚肉を摂取した人間に伝染するなど）を介して間接的に起こることもあります。間接的な伝染には、人獣共通感染症、またはより一般的には、より複雑なライフサイクルを持つマクロ寄生虫などのより大きな病原体が関与している可能性があります。伝染は土着感染（同じ場所にいる2人の個人間）である場合もあれば、微生物または感染した宿主の移動を伴う場合もあります。

2024年の世界保健機関の報告書では、粒子物理学に沿って、すべての呼吸器病原体の感染モードの用語を標準化しました：空気感染、吸入、直接沈着、接触。^[2]しかし、これらの新しく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まだ翻訳されていません。

感染症の病原体は2つの方法で伝染します。水平感染は、同じ世代（同じ年齢層の仲間）の個人から別の個人への病原体の水平感染^[3] であり、直接接触（舐める、触れる、噛む）または空気を介した間接接触（咳やくしゃみ（身体接触なしに病原体の感染を可能にする媒介物または媒介物）） ^[4] 、または垂直感染（出生前感染や周産期感染など、親から子へ病原体を渡す）。 ^[5]

感染性という用語は、生物が宿主に侵入し、生存し、増殖する能力を表すのに対し、病原体の感染性は、病原体が他の宿主に伝染する比較的容易さを表します。 ^{[6]病原体の伝染は、直接接触、汚染された食品、体液、物体、空気中の吸入、または}媒介生物を介して発生する可能性があります。 ^[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]

市中感染とは、病気が広がる感染源が不明であるか、患者と他の人との接触という観点からの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意味します。^{[9] [10] [11]}

地域感染とは、報告された場所（国、地域、都市など）内で感染源が特定されたことを意味します。^[12]

伝染経路は疫学者にとって重要です。なぜなら、接触パターンは社会経済的、文化的、その他の特徴に応じて、異なる集団や異なる集団グループ間で異なるからです。たとえば、清潔な水の供給不足による個人衛生や食品衛生の低さは、コレラなどの糞口経路による病気の伝染の増加につながる可能性があります。異なるグループ間でのそのような病気の発生率の違いも、病気の伝染経路を明らかにする可能性があります。たとえば、ポリオは、水道設備の整った都市よりも、清潔な水の供給がない発展途上国の都市でより一般的であることがわかった場合、ポリオは糞口経路で広がるという理論が進む可能性があります。2 つの経路は空気感染と考えられています。空気感染と飛沫感染です。^{[出典が必要]}

「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）を介して広がる感染性病原体を指します。これらの微生物は体外で生存し、長期間空気中に浮遊したままでいることができます。それらは上気道および下気道を介して他の人に感染します。」^[13]空気感染の粒子のサイズは5μm未満である必要があります。^[14]これには乾燥エアロゾルと湿潤エアロゾルの両方が含まれており、空気中に長時間浮遊したままでいることができるため、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、個別の換気システムまたは負圧環境が必要です。例：結核、水痘、麻疹。^[要出典]

一般的な感染経路は、咳、くしゃみ、会話など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、呼吸器感染症の通常の感染経路です。呼吸器飛沫が目、鼻、口などの感受性の高い粘膜表面に到達したときに感染が起こります。また、手で顔に触れたときに汚染された表面との接触によって間接的に感染が起こることもあります。乾燥する前の呼吸器飛沫は大きく、長時間空気中に浮遊することはできず、通常は短い距離で拡散します。^[13]飛沫感染の粒子のサイズは5μmを超えます。^[14]

飛沫感染によって広がる生物には、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、 RSウイルス、ヒトメタニューモウイルス、百日咳菌、肺炎球菌、化膿連鎖球菌、ジフテリア、風疹、^[16]、コロナウイルスなどの呼吸器ウイルスが含まれます。^{[17]着用者からの呼吸器飛沫の拡散は、}サージカルマスクの着用によって軽減できます。^[15]

直接接触は、皮膚と皮膚の接触、キス、性交を通じて起こります。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] さらに、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、直接接触によっても糞便を介した感染が起こる可能性があります。^{[19] [20]}

直接接触によって伝染する病気は伝染性と呼ばれます（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伝染しますが、感染性疾患はすべて伝染するわけではありません）。これらの疾患は、タオル（タオルを両方の体に強くこすりつける場合）や、体にぴったりと密着する衣類（靴下など）を、使用の合間に十分に洗わなかった場合に共有することでも伝染する可能性があります。このため、タオルを共有したり、更衣室で個人の衣類を誤って交換したりする学校では、伝染病がよく発生します。^[要出典]

直接接触によって伝染する病気としては、水虫、伝染性膿痂疹、梅毒、イボ、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、他の人との性行為中に感染する可能性のある感染症を指しますが、オーラルセックス（下記参照）や、まれに手による性行為（下記参照）でも感染することがあります。感染は、性交中に接触した表面間で直接起こる場合（細菌感染症やただれを引き起こす感染症の通常の感染経路）、または、陰茎、膣、または直腸の小さな裂傷からパートナーの血流に入る感染性物質を運ぶ分泌物（精液または興奮した女性が分泌する体液）を介して起こります（ウイルスの場合は、これがより一般的な感染経路です）。後者の場合、肛門性交は、膣よりも陰茎の方が直腸に多くの裂傷を開けるため、かなり危険です。膣の方が弾力性があり、より順応性があるためです。^[要出典]

性行為によって感染する感染症には、HIV /エイズ、クラミジア、性器いぼ、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。^[要出典]

HIV や B 型肝炎などの性感染症は、通常は口から口への接触では感染しないと考えられていますが、オーラルセックスでは性器と口の間で性感染症が感染する可能性があります。HIV の場合、この可能性が立証されています。また、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) の発生率の増加や、口腔感染症におけるタイプ 2 ウイルス (性器でより一般的) の発生率の増加にも関係しています。^{[引用が必要]}

この性行為に関しては稀ではあるが、手による性行為によって広がる感染症にはHPV、クラミジア、梅毒などがある。^[22]

主に経口感染する感染症は、キスなどの直接的な口腔接触、またはコップやタバコを共有するなどの間接的な接触によって感染する可能性がある。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感染することが知られている感染症には、飛沫感染によって感染するすべての感染症と、（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る。^[要出典]

これは母親から子供（父親から子供はまれ）に起こり、多くの場合子宮内、出産時（周産期感染とも呼ばれる）、または出生後の親と子の身体的接触中に起こります。人間を含む哺乳類では、母乳を介しても起こります（経乳房感染）。この方法で伝染する感染症には、HIV、B型肝炎、梅毒などがあります。多くの相利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、感染した物質を注射または移植するなどの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などがある。 ^{[24] [25]}

これは静脈注射薬物使用者が、針や注射器を複数の人間で共有してヘロイン、ステロイド、ホルモンなどの静脈注射薬物を投与する行為である。これはC型肝炎（HCV）やHIVなどの血液媒介疾患の媒介物となる可能性がある。^[26]

間接接触感染は、乗り物媒介感染とも呼ばれ、無生物の汚染による感染です。感染性物質を間接的に感染させる可能性のある乗り物には、食品、水、血液などの生物学的製品、ハンカチ、寝具、手術用メスなどの媒介物が含まれます。乗り物は、食品や水がA型肝炎ウイルスを運ぶ場合のように、病原体を受動的に運ぶことがあります。あるいは、乗り物が病原体が成長、増殖、または毒素を生成する環境を提供する可能性があり、たとえば、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す環境を提供します。^[18]

ベクターとは、それ自体は病気を引き起こすことはないが、病原体をある宿主から別の宿主に運ぶことで感染を媒介する生物である。^[27]

ベクターは機械的または生物学的である。機械的ベクターは、体の外側で感染性因子を拾い、受動的にそれを伝染させる。機械的ベクターの例としては、イエバエが挙げられ、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、次に消費される前に食物に止まる。病原体がハエの体内に入ることはない。対照的に、生物学的ベクターは体内に病原体を宿し、能動的な方法、通常は咬傷で病原体を新しい宿主に運ぶ。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深刻な血液媒介疾患の原因となることが多い。生物学的ベクターは通常、蚊、ダニ、ノミ、シラミなどの節足動物であるが、これらに限定されない。病原体のライフサイクルには、ベクターが必要となることが多い。媒介動物が媒介する感染症を制御するためによく使われる戦略は、媒介動物を殺すことによって病原体のライフサイクルを中断することです。^{[引用が必要]}

糞口感染では、糞便粒子に含まれる病原体が人から人へと伝染します。これは通常、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指定であり、他のいくつかの感染経路を介して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。ただし、}肛門性交 など、糞便や汚染された体の部分との直接接触によっても感染する可能性があります。[ ^{19] [20]また、汚染されたトイレから出る}便器の煙 を介して飛沫感染または空気感染することもあります。^{[28] [29]}

糞口感染の主な原因には、適切な衛生設備の欠如や不適切な衛生習慣などがあり、その形はさまざまです。糞口感染は、汚染された食品や水を介して起こる可能性があります。これは、トイレを使用した後、食事の準備や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ます。 ^{[引用が必要]}

糞口感染経路は、適切な衛生設備を利用できない都市部のスラム街に住む発展途上国の人々にとって、公衆衛生上のリスクとなる可能性があります。ここでは、排泄物や未処理の下水が飲料水源（地下水または表層水）を汚染する可能性があります。汚染された水を飲むと感染する可能性があります。一部の発展途上国では、糞口感染経路による病気の伝染につながる屋外排泄も問題となっています。 ^[要出典]

先進国でも、定期的にシステム障害が発生し、下水道が溢れることがあります。これは、コレラ、A型肝炎、ポリオ、ロタウイルス、サルモネラ、寄生虫（例：回虫）などの感染性病原体の典型的な感染経路です。^[要出典]

感染症の伝染を追跡することを疾病監視といいます。公共の領域における感染症の監視は、伝統的に国際、国内、または地方レベルの公衆衛生機関の責任でした。公衆衛生スタッフは、報告義務のある疾患の症例を医療従事者や微生物学研究所に報告してもらっています。集計データの分析により、疾患の蔓延を示すことができ、疫学の専門分野の中核となっています。報告義務のない疾患の大半の蔓延を理解するには、特定の研究でデータを収集するか、保険会社のデータや抗菌薬の売上など、既存のデータ コレクションをマイニングする必要があります。^[要出典]

病院、刑務所、老人ホーム、寄宿学校、孤児院、難民キャンプなどの施設内で伝染する病気については、感染管理の専門家が雇用され、例えば病院の疫学プログラムの一環として医療記録を調べて伝染を分析します。^{[引用が必要]}

これらの従来の方法は時間がかかり、時間がかかり、労働集約的であるため、感染の代理指標が求められてきました。インフルエンザの場合の代理指標の1つは、たとえば、州内の医療従事者の特定の監視施設でインフルエンザのような病気を追跡することです。[ ^30]特定のWeb検索クエリアクティビティ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ました。インフルエンザに罹患した人の数が増えると、インフルエンザ関連のWeb検索の頻度が全体的に高くなることがわかりました。Webクエリの空間と時間の関係を調べると、インフルエンザ^[31]とデング熱^[32]の拡散を概算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使用されてきた。^[33] 人間の集団は、毎年の新学期、ブートキャンプ、毎年のハッジなど、感染症の伝染、季節変動、発生を引き起こす可能性がある。最近では、携帯電話のデータが人口移動を十分捉え、風疹などの特定の感染症の伝染を予測できることが示された。^[34]

病原体は、種の存続を確実にするために、ある宿主から別の宿主へ伝染する方法を持たなければなりません。感染性因子は、一般的に特定の伝染方法に特化しています。呼吸器経路を例にとると、進化論的観点から、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、ある宿主から排出されて別の宿主に運ばれる可能性がはるかに高いため、生存に大きな利点があります。これは、多くの微生物が下痢を引き起こす理由でもあります。^[要出典]

毒性と感染の関係は複雑で、病原体の長期的な進化に重要な影響を及ぼします。微生物と新しい宿主種が共進化するには何世代もかかるため、新たに出現した病原体は、最初の犠牲者に特に大きな打撃を与える可能性があります。死亡率が最も高くなるのは、通常、新しい病気の第一波です。病気が急速に致命的になると、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ります。ただし、感染が毒性と関連している場合、このコストは、感染力の上昇による短期的な利益によって圧倒される可能性があります。たとえば、コレラの場合 (爆発的な下痢は細菌が新しい宿主を見つけるのに役立ちます) や多くの呼吸器感染症の場合 (くしゃみや咳によって感染性エアロゾルが生成されます) がこれに該当します。^{[引用が必要]}

感染の伝播率を下げるものはすべて、消費者への価格には反映されない社会への利益である正の外部性をもたらします。これは、ワクチンが無料で提供されるか、購入価格よりも低い費用で患者に提供されるときに暗黙的に認識されます。^[35]

伝播の様式は、サンゴ関連の渦鞭毛藻類やヒトの微生物叢などの有益な微生物共生生物の生物学においても重要な側面である。生物は、親から、環境から、無関係の個人から、またはその両方から伝播した微生物と共生関係を形成することがある。^[要出典]

垂直伝播とは、親（通常は母親）から共生生物を獲得することを指す。垂直伝播は細胞内（例えば経卵巣）または細胞外（例えば親と子の胚発生後の接触による）で起こる。細胞内および細胞外の垂直伝播はどちらも非遺伝的継承または親の影響の一形態とみなすことができる。ほとんどの生物は何らかの形で共生生物の垂直伝播を経験すると主張されてきた。^[36]垂直伝播する共生生物の標準的な例としては、アブラムシの栄養共生生物ブフネラ（経卵巣伝播する細胞内共生生物）やヒト微生物叢の一部（乳児が産道を通過する際や授乳を通じて伝播）などがある。^[要出典]

有益な共生菌の中には、環境や無関係な個体から水平に獲得されるものがある。そのためには、宿主と共生菌が互いを認識したり、互いの産物やサービスを認識したりする何らかの方法を持っている必要がある。水平に獲得された共生菌は、病原体に対する防御など、一次代謝よりも二次代謝に関係していることが多いが^[37]、一次栄養共生菌の中には水平（環境）に獲得されるものもある。^[38]水平伝播される有益な共生菌のその他の例としては 、ダンゴイカに関連する発光細菌や植物の窒素固定細菌などがある。^[要出典]

ヒトの微生物叢を含む多くの微生物共生生物は、垂直および水平の両方向で伝播する可能性がある。混合伝播では、共生生物は「両方の長所」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に感染し、追加の宿主が多数存在する場合は多様な追加の宿主に水平に感染することができる。混合伝播では、共生生物の進化的成功が宿主の成功と常に結びつくとは限らないため、関係の結果（害または利益の程度）を予測することがより困難になる。^[23]

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• 異種間の伝播
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• 齧歯類学
• 感染係数（疫学）