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特に危険な感染症
記事の医療専門家
最後に見直したもの： 05.07.2025
理由
感染症を引き起こす病原体は数百種類ありますが、生物兵器として使用できるのはごくわずかです。その多くは人獣共通感染症の病原体であり、ヒトと動物の両方にとって危険です。感染症を拡散させる最も効果的な方法はエアロゾルであり、病原体または毒素が直接肺に入ります。しかし、この場合、損傷を与える物質はエアロゾルの形で安定しており、高い毒性を持ち、幅広い臨床症状を引き起こす能力を持っている必要があります。例えば、感染者のほぼ100％に病気を引き起こす可能性のあるベネズエラ豚脳炎ウイルスは生物兵器として使用できますが、ほとんどの場合に不顕性感染につながる日本脳炎ウイルスは使用できません。使用目的に応じて、生物兵器は致死的効果と非致死的効果で区別されます。 NATOは、生物兵器として使用可能な39種類の病原体および毒素のリストを提示しました。ロシアにも「特に危険な病原体」と呼ばれる同様のリストがあります。さらに、特に危険な感染症の病原体は、エアロゾルでの使用に必要な投与量、環境中での安定性、伝染性、感染の重症度、診断の迅速性、予防および治療の可能性に基づいて分類されています。最も関連性の高い病原体は、天然痘、ペスト、炭疽菌、ボツリヌス菌です。
特に危険な感染症の病原体
炭疽菌（黒色天然痘）
炭疽病の原因菌は、運動性のないグラム陽性胞子形成細菌である炭疽菌です。非常に安定しており、数十年にわたり毒性を持ちます。長期間の製造・保存が可能です。胞子は、呼吸器の奥深くまで浸透するのに最適なサイズ（1～5μm）に調製することができます。吸入感染者の半数にとって、致死量は8,000～10,000個以上です。この量の胞子は、胞子雲に含まれた状態で一呼吸で呼吸器系に侵入する可能性があります。急性感染症では、体内には生きた莢膜状の細菌のみが存在します。
天然痘
このウイルスはオルソポックスウイルス属に属し、直径0.25µmのDNAウイルスです。
ペスト
ペストの原因菌は、非運動性のグラム陰性球菌であるペスト菌（Yersinia pestis）です。グラム染色では、双極性染色の結果、棍棒状の外観を呈します。炭疽菌と比較すると、環境中での安定性は劣りますが、致死量は大幅に低くなります。
可用性
特に危険な感染症の原因物質は容易に入手できます。ボツリヌス菌などの細菌は、基本的な微生物学的知識と技術があれば土壌から分離・培養できます。炭疽菌やペスト菌は、流行地域の動物や環境物、微生物学コレクション、医療関連企業、あるいは合法的な科学研究・診断研究を行っている研究所から分離可能です。
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潜伏期間
効果は数時間（ブドウ球菌エンテロトキシンB）から数週間（Q熱）まで持続します。このタイプの兵器は、効果が徐々に発現し、音、臭い、色がなく、感覚を引き起こすことのないエアロゾルの形で拡散するという特徴があります。
特に危険な感染症の病因
炭疽菌
感染経路は、接触、食物、空気感染の3つです。これらの微生物の莢膜にはポリグルタミン酸が含まれており、マクロファージの貪食活性を低下させます。しかし、胞子は組織マクロファージによって貪食され、組織内で発芽することができます。細菌は侵入部位で増殖し、リンパ経路を介して局所リンパ節に侵入します。炭疽菌は増殖中に、浮腫因子、致死因子、防御抗原という3つのタンパク質を合成し、防御抗原は浮腫因子および致死因子と複合体を形成します。これらの複合体は、浮腫毒素および致死毒素と呼ばれます。浮腫因子の作用は、アデニル酸シクラーゼの局所活性化および浮腫の発生に関連しています。致死因子の作用は、組織壊死の発生につながります。
加熱不十分な肉を摂取すると、細菌の胞子が消化管に入り込み、対応する病態を引き起こす可能性があります。吸入型は、胞子が呼吸器系から侵入することで発生し、生物兵器製造の観点から最も魅力的な感染経路と考えられています。
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天然痘
病原体は様々な経路で体内に侵入します。エアロゾル感染は、感染者との直接接触によって起こります。接触感染は、感染者の粘膜と健康な人の粘膜が直接接触することによって起こります。この場合、ウイルスは感染した粘液分泌物または剥離した上皮の感染細胞によって伝播します。くしゃみや咳によるウイルスのエアロゾル拡散により、感染リスクは急激に高まります。1人の患者が10～20人の健康な人の感染源となる可能性があります。潜伏期間は7～17日です。
ウイルスは呼吸器粘膜を通過し、局所リンパ管に侵入します。複製後、3～4日以内にウイルス血症が発生しますが、細網内皮系によるウイルスの能動的な排除により、臨床症状は伴いません。ウイルスの複製が継続した結果、数日後にウイルス血症の第二波が発生し、ウイルスが皮膚やその他の臓器に侵入し、患者は疾患の最初の症状を発症します。
ペスト
腺ペストでは、感染部位（虫刺され）から細菌がリンパ系に入り込み、リンパ節に到達して増殖します。その結果、リンパ節が腫大し、横痃（非常に緊張して炎症を起こしたリンパ節）を形成します。激しい痛みのために動きが制限されます。血行性播種により臓器障害が起こります。
肺ペストは、二次性菌血症による合併症として発症する場合もあれば、感染粒子の吸入によって発症する独立した形態として発症する場合もあります。潜伏期間は数時間から12日間です。
特に危険な感染症の症状
炭疽菌
感染経路に応じて、皮膚、消化管、肺といった臨床形態で発症します。潜伏期間は1～6日で、感染後43日に達する場合もあります（スベルドロフスク災害の調査後に得られたデータによる）。潜伏期間がこれほど長い理由は不明ですが、ある実験では、100日間の観察期間中に霊長類の縦隔リンパ節に生きた胞子が見つかりました。抗生物質による治療開始後、臨床症状は消失する場合もありますが、リンパ節に残留する生きた胞子が感染の再発につながる可能性があります。吸入感染の場合、発熱、咳、脱力感、胸痛といった非特異的な症状が現れます。症状は24～48時間以内に悪化します。リンパ節が腫大し、間質出血、破裂、出血が頻繁に発生し、病原体が縦隔に入ります。一見健康な状態が短期間続いた後、容態は突然急激に悪化します。チアノーゼ、呼吸困難、喘鳴、呼吸不全の兆候が現れます。肺炎には特徴的な症状はありません。出血性胸膜炎を発症することもあります。適切な治療が行われない場合、菌血症および毒素血症が発生し、消化管、脳膜、脊髄に二次転移巣が出現します。炭疽菌感染症で死亡した患者の50%で、剖検により出血性髄膜炎が検出されます。
天然痘
この病気の初期症状は、発熱、頭痛、筋肉痛、嘔吐です。主な症状は発疹で、顔面と末端部に最初に現れ、その後全身に広がります。最も多くの要素が顔面と末端部に見られます。発疹は最初は麻疹に似ています。しかし、麻疹のほとんどの場合、発疹は主に体部に現れ、発疹の要素は様々な発達段階にあり、発疹後すぐに非伝染性になります。天然痘の場合、発疹のすべての要素が消えるまで患者は伝染性を持ちます。この感染症の臨床的変異は、軽症から致命的な出血性まで多岐にわたります。この病気の合併症には、脳炎、ARDS、失明などがあります。
ペスト
腺ペスト型
急性発症で、悪寒を伴う高熱（最高40℃）、リンパ節腫脹が典型的です。横痃（顕著な浮腫を伴う痛みを伴うリンパ節腫脹、その上の皮膚は平滑で充血）が形成されます。大腿部リンパ節と鼠径部リンパ節が最も多く侵され、腋窩リンパ節と頸部リンパ節は比較的まれです。咬傷部位には、局所リンパ管炎を伴う化膿性小水疱が認められ、時にかさぶたがみられます。見当識障害からせん妄に至るまでの意識障害が典型的です。2週目にはリンパ節の化膿が起こる可能性があります。死因は、発症3～5日目に起こる敗血症です。
原発性肺型
潜伏期間は2～3日です。高体温、悪寒、頭痛が急速に現れ、20～24時間以内に咳が出始めます。最初は粘液性の痰が出ます。その後、痰に血の筋が見られるようになり、痰が鮮やかな赤色（ラズベリーシロップ色）を呈することもあります。特徴的な肺損傷は肺の圧迫という形で現れますが、胸膜炎は通常は発症しません。治療を行わない場合、48時間以内に死亡します。
ペストの他の形態としては、敗血症性、髄膜炎、咽頭性、良性（流行地域）などがあります。
特に危険な感染症の診断
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炭疽菌
吸入感染症の臨床像には特徴的な症状はありません。胸部X線写真では、縦隔の拡大（60%）、浸潤（70%）、胸水（80%）が特徴的な変化として見られます。細菌とその毒素は感染後2日で血中に現れ、毒素が血中に現れるとすぐに白血球増多が起こります。
血液中の細菌はグラム染色によって検出できます。診断目的で、末梢血、髄液、胸水の微生物学的検査が行われます。喀痰のグラム染色は、通常、微生物が検出されないため、行われません。血清学的診断法は、診断の事後的な確定診断に用いられます。迅速診断には、免疫蛍光反応とPCR法が用いられます。
吸入感染の場合、胞子は口腔咽頭からの分泌物（24 時間以内）および便（24 ～ 72 時間以内）から検出されます。
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天然痘
この疾患の診断は、特徴的な発疹に基づいて行われます。発疹部の生検では、光学顕微鏡検査で好酸球性要素（グァルネリ小体）が明らかになることがあります。電子顕微鏡検査ではウイルスが検出されますが、オルトポックスウイルス科の他のウイルスとの鑑別は困難です。確定診断には、ウイルス学的検査またはPCR検査が用いられます。
ペスト
腺房性の場合は、感染口の存在、特徴的な横痃、全身性炎症所見、および白血球増多に基づいて臨床診断が下されます。肺性の場合は、X線検査で肺組織に特徴的な浸潤が認められることによって診断が確定されます。血液、喀痰、リンパ節穿刺液から病原体を分離することで診断が確定されます。外科的生検はエルシニアの播種につながる可能性があります。血清学的検査（補体結合反応、間接赤血球凝集反応、免疫蛍光法）が利用可能です。
特に危険な感染症の治療
炭疽菌
通常、病原菌株はペニシリン系抗生物質に感受性があるため、流行地域では、皮膚感染症に対して、ペニシリン系抗生物質群を2時間ごとに200万単位、または4～6時間ごとに400万単位を筋肉内または静脈内に投与します。生物兵器攻撃が発生した場合、菌株が実験室で改変される可能性が高いため、通常はシプロフロキサシンを12時間ごとに400mgの静脈内投与で使用します。ペニシリンアレルギーがある場合は、テトラサイクリン（ドキシサイクリン100mgを12時間ごとに経口投与）またはエリスロマイシン（500mgを6時間ごとに静脈内投与）を使用できます。
2001年の新たなデータに基づき、推奨事項は若干修正されました。治療は、シプロフロキサシンまたはドキシサイクリン（上記の用量）を、他の1～2種類の抗生物質（リファンピシン、バンコマイシン、ペニシリン、アンピシリン、クロラムフェニコール、チエナム、クリンダマイシン、クラリスロマイシン）と併用して開始する必要があります。これらの薬剤は、小児（年齢に応じた用量）および妊婦の炭疽病の治療および予防にも使用されます。抗生物質は可能な限り早期に処方し、最長60日間継続する必要があります。患者の状態が非経口投与で改善した場合は、経口投与に切り替えるのが合理的です。
セファロスポリンおよびコトリモキサゾールの使用は推奨されません。
病態治療の目的としては、輸液療法、ショックの場合は血管作動薬、低酸素症の場合は呼吸サポートの使用が推奨されます。
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天然痘
通常は対症療法が行われます。大型類人猿では抗ウイルス薬シドフォビルによる良好な効果が得られています。
ペスト
治療は直ちに開始する必要があります。敗血症性および肺性の形態では、最初の24時間以内に治療を開始する必要があります。ストレプトマイシン1gを12時間ごとに筋肉内に10日間処方することが推奨されます。ゲンタマイシンは、1日1回5mg/kgを筋肉内または静脈内に、または初回投与時に2mg/kg、その後8時間ごとに1.7mg/kgを筋肉内または静脈内に投与します。代替薬としては、ドキシサイクリン100mgを1日2回静脈内に、シプロフロキサシン400mgを12時間ごとに静脈内に、またはクロラムフェニコール（レボマイセチン）25mg/kgを6時間ごとに静脈内に投与します。髄膜型の場合には、くも膜下腔への浸透性が高いため、クロラムフェニコールが最適な薬剤と考えられています。ベータラクタム系抗生物質はペストの治療には使用されません。
特に危険な感染を予防するにはどうすればよいでしょうか?
生物兵器は比較的入手しやすいものの、環境要因（乾燥、日光、加熱）に敏感な生きた微生物やタンパク質物質を必要とするため、大量生産には依然として制限があります。
炭疽菌
主な予防策としては、畜産農場における防疫管理、動物、獣医師、繊維（羊毛関連）企業の従業員へのワクチン接種、産業および日常生活における羊毛の使用に関する規制の導入などが挙げられます。接触が予想される場合は、シプロフロキサシンによる化学予防が行われます。代替薬としては、ドキシサイクリンとアモキシシリンがあります。米国の専門家は、実際の経験に基づき、接触の可能性がある場合、60日間のシプロフロキサシンによる予防を推奨しています。
もう一つの予防法は、吸収型ワクチンによるワクチン接種です。霊長類を用いた実験では、ワクチン接種と抗生物質による化学予防を組み合わせた方が、ワクチン接種と化学予防をそれぞれ単独で行うよりも効果的であることが示されています。
天然痘
主な予防法はワクチン接種です。しかし、自然発症例がないため、天然痘ワクチンは1970年代半ば以降、ワクチン接種カレンダーから除外されています。
感染源が検出された場合は、周囲の人々に直ちにワクチン接種を行う必要があります。ウイルス粒子を捕捉できる特殊な呼吸器は、エアロゾル感染の予防策と考えられています。感染者の隔離は重要な対策と考えられています。
ペスト
予防の主な目的は、げっ歯類の駆除と忌避剤を用いたノミの駆除です。流行地域への旅行者にはワクチン接種は推奨されません（エアロゾル感染を防ぐ効果はありません）。感染リスクが高まった場合は、接触期間中、ドキシサイクリン100mgまたはシプロフロキサシン500mgを12時間ごとに服用することが推奨されます。
敗北からの保護の可能性
エアロゾル形態の生物兵器を散布する者は、ワクチン接種や予防的薬剤の使用によって得られる感染症に対する抵抗力を備えていなければなりません。化学兵器とは異なり、特に危険な感染症の病原体は通常、無傷の皮膚からは体内に侵入できません。
シンプルさとステルス性
生物兵器の製造技術と設備は、ビール、ワイン、抗生物質、ワクチンの製造とそれほど変わりません。流通も容易です。
生物兵器は、農業用灌漑装置、特定の気象条件、換気システムなどを利用して簡単に拡散する可能性があります。
国連の推計によれば、人口50万人の都市で50kgの薬剤を使用すると、幅2kmの破壊帯を作り出し、病原体に応じて3万人から12万5千人の人々が影響を受ける可能性がある。
広く国民の共感
天然痘、ペスト、炭疽菌は、歴史上よく知られた病気であり、民間人にパニックと恐怖を引き起こしてきました。米国における炭疽菌胞子の使用は、生物兵器の潜在的な危険性を改めて認識させ、国民の激しい抗議と不安感を引き起こしました。
情報の入手可能性
最近まで、生物兵器の製造に関する情報を入手することはほぼ不可能でした。しかし今では、ワールド・ワイド・ウェブのおかげで、生物兵器の製造に関する詳細な情報を入手することが可能になりました。
炭疽菌
感染は通常、動物の毛、骨の煮沸、革のなめしなどの作業中に発生します。20世紀初頭には、年間約500件の皮膚感染症が報告されていました。2001年には、米国で生物兵器によるテロ行為の結果、炭疽菌の胞子が封筒に入れて送られ、11人が吸入されました。1979年には、スベルドロフスクで発生した事故で胞子が飛散し、66人と多数の動物が死亡したとされています。風の影響を受けた範囲は、人の場合は4キロメートル、動物の場合は50キロメートルに及びました。
天然痘
この病気のアウトブレイクは原因不明です。1970年には、ドイツのメシェデにある病院でアウトブレイクが発生しました。これはおそらく、ウイルスのエアロゾル拡散によるものと考えられています。1972年には、ユーゴスラビアで輸入感染例が発生し、患者1人から11人が感染し、合計175人が発症しました。
ペスト
ペストの大流行は3回知られています。中世には、最も深刻な（2回目の）パンデミックにより、ヨーロッパ諸国の人口の3分の1が死亡しました。最後のパンデミックは1898年に発生しました。1994年には、インドで肺ペストの発生が報告されました。米国西海岸では、腺ペストの症例が毎年数件確認されています。ヒトはペスト病原体のライフサイクルには関与していません。この病気は通常、感染した野生げっ歯類（ネズミ、ハツカネズミ、リス）が多数生息する地域で発生し、これらの動物が自然宿主となります。感染した猫との濃厚接触による肺ペスト感染の症例がいくつか報告されています。この病気は人から人へと伝染する可能性があります。
感染は、感染したノミに噛まれることでげっ歯類から人間に伝染し、また、肺ペストに罹患した咳をしている患者との接触による空気中の飛沫を介して人から人へ伝染します。