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ウイルス






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巨大ウイルス

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ロタウイルス  
サイトロメガロウイルス感染症
   
ウイルス療法 
ヘルペス





ウイルス virus
ウイルスはラテン語で「毒」という意味、微細な感染因子の一群。
  1. 一般的に大きさは300nm以下で、光学顕微鏡では解像できない。
  2. 独立した代謝能力がなく、生きた宿主細胞内だけで複製される。そのため生物ではないと考えられてきた
  3. 生物体と同様に遺伝的連続性をもって増殖し、突然変異の可能性もある





抗生物質
では効かない
  • 300nm~15nmの大きさで、形態学的には異質で桿状・球状または多面体、及びオタマジャクシ様の形をとる。
    基本構造は核酸とそれを取り巻く殻タンパクからなり、核酸はDNA又はRNAのみである








インフルエンザ
  • 直径約100ナノ㍍の球状のインフルエンザウイルス表面には、2種類の生体高分子がスパイクのように突き出ている。

  • 宿主細胞にとりつく時に必要な『ヘマグルチニン』と、
  • 細胞から放出する時に働く『ノイラミニダーゼ』だ。

  • 細胞の表面にはタンパク質や糖鎖など多様な高分子があり、細胞の分化やガン化、相互認識などで重要な役割を担っている。

  • ヘマグルチニンは、気道表面の細胞にある特定の糖鎖を見分けて吸着する。
  • 対象とする糖鎖に応じて16種類あり、ときに人と動物を共通し、時に個別の動物の細胞にとりつく。

  • ノイラミニダーゼは、吸着するときに必要だった糖鎖を切断する機能を持つ。
  • 9種類がある。
    1940年代に米国の研究者らがまずノイラミニダーゼの存在に気づき、その後、各構成分子が明らかになった。

  • ヘマグルチニンを「」、ノイラミニダーゼを「」として略称し、それぞれに番号をつけて判別している

  • ○天然痘ウイルスのように人にだけ感染するタイプは少なく、多くのウイルスは動物から感染する。インフルエンザウイルスもその1つで、、中国で鳥や家畜と一緒に生活している人がこうした動物からウイルスをうつされる。





ウイルスへの免疫反応
原因タンパク質
  • 2010年、北海道大学の瀬谷司教授と押海裕之講師らは、ウイルスに感染したときの免疫反応を引き起こすタンパク質を突き止めた。
  • このタンパク質を作れないマウスはウイルスに対する免疫が働かなかった。

  • 細胞内にはウイルスのRNA(リボ核酸)に結合する小さな分子があることが知られている。研究チームはこの分子に結合できる「Rip1et」というタンパク質に注目。
    1. Rip1etを作れないマウスを作製して、A型インフルエンザウイルスやC型肝炎ウイルス(HCV)に感染させても、免疫細胞を活性化する「インターフェロン」というタンパク質が全くできなくなった。
    2. そのため十分な免疫反応が起こらず、通常なら無害のウイルス量でもマウスが死んでしまった。
    3. Rip1etがウイルスのRNAを認識して感染を感知し、ウイルスに対する免疫反応を引き起こしていると考えられる。
  • HCV(C型肝炎ウイルス)に感染した細胞では、Rip1etを作る遺伝子の働きが阻害されていることも分かった。
  • このほか、インフルエンザウイルスが、Rip1etとよく似た遺伝子の働きを阻害していることも知られている。


ウイルス感染を検査
  • 2011年、協和メデックスは「MxA」というタンパク質を使って、ヒトがウイルスに感染しているかどうかを調べられる受託分析を始める。
  • MxAタンパク質は、ウイルスが体内に侵入してくると生産が始まる。細菌や真菌が体内に侵入しても生産されない。
  • 同社はMxAタンパク質を血液成分の1つであるリンパ球から安定的に取り出すことに成功し、検査法を完成した。

  • (MxAタンパク質)
  • ウイルスが体内に侵入すると「Ⅰ型インターフェロン(IFN)」というタンパク質が生産され、それが引き金になってMxAタンパク質が生産される、Ⅰ型IFNはウイルスに対する防御機構の「スイッチ」の役割を担っているが、細菌や真菌の侵入では生産されない。
  • Ⅰ型IFNは不安定なため直接測定することがむつかしい。
  • MxAタンパク質は安定性がある。


水道水のウイルスを調べる
  • ウイルスはマイナスの電気を帯びている
  • 2015年、東京大学の片山浩之准教授らは河川や水道水にわずかに混入するウイルスの量を検出する技術を開発。
  • 病気を引き起こす微生物が水道水に混じることで集団食中毒が起きることがある。


  • ノロウイルス
  • 冬場に食中毒を引き起こすノロウイルスは、患者の排泄物が川や海に流れ出し、貝などの水産物に汚染が広がる。

  • プラスに帯電したマグネシウムイオンを水に混ぜると、ウイルスが周囲に引きつけられる。

  • さらに、マイナスの電荷を持つ膜に吸着させるとウイルスの塊を濾し採れる。
  • 1000㍑の水を4時間かけて膜に通し、ほぼすべてのウイルスの塊をとらえられるという。
  • 膜で集めた後は、酸性の溶液でマグネシウムを洗い流し、さらに、アルカリ性の溶液でウイルスを取り出す。
  • 最後に、特定のウイルスの遺伝情報だけを増やす「PCR」という手法で種類や量を調べる。







突然変異
・・・体内免疫反応が作用

  • 「熊本大学の赤池孝章助教授らは、ウイルスが動物に感染すると、動物の体内で起きる免疫反応によって突然変異を起こしやすくなることを突き止めた。免疫反応で生じる化学物質がウイルスに作用し、突然変異を引き起こす。ウイルスや細菌が変異して薬が効かなくなる『薬剤耐性』などに関係している可能性もあり、注目されそうだ。
    センダイウイルスに感染したマウスを使い、ウイルスが侵入して免疫活動が活発に起きている場所を調べたところ、細胞などを傷つける活性酸素と一酸化窒素が発生、両者を元にさらに反応性の高い過酸化亜硝酸が生じていた。
    そこで試験管の中でウイルスに過酸化亜硝酸を加えたところ、多数の突然変異ウイルスが発生。また、過酸化亜硝酸が出来ないように遺伝子を操作したマウスでは、突然変異ウイルスの発生率が通常の1/10以下に低下した。過酸化亜硝酸が突然変異を促進すると研究グループは見ている。
    エイズや肝炎などを起こすウイルスは、試験管培養時よりも人に感染した時の方が突然変異を起こしやすく、薬剤耐性を持つタイプもその中から出現する。感染時に変異しやすい理由は不明だが、今回の研究は解明の糸口になる。
    一方、胃ガンなどの原因とされるウイルスが見つかっているが、どんな仕組みでガンが出来るかは未解明。今回の研究は、過酸化亜硝酸が人体の細胞を傷つけ、ガン化させている可能性も示している。」

ウイルス療法とは?
  • ガン細胞の中にウイルスを侵入させて殺す治療法。
    ガン細胞が増殖する際に、特定の酵素を出していることに注目して開発された。
    ウイルスの遺伝子を組み換えると、酵素を作り出しているガン細胞の中でだけでウイルスが増殖し、正常な細胞では増殖しなくなる。
    1995年に米国で動物実験が始まり、98年から臨床試験が進んでいる





ウイルスの濃度を血液で測定
  • 2014年、浜松医科大学の河崎秀陽助教らは、血液や体液に含まれるウイルスの粒子の濃度を数時間で割り出す技術を開発した。
  • ウイルスを極めて薄い膜で覆い、高解像度の電子顕微鏡を使って観察する。
  • ウイルスは電子顕微鏡に使う電子線が通り抜けてしまうため、水中で水分の蒸発を抑える「ナノスーツ」(特殊な薄膜)でウイルスを包むことで観察が可能になった。
  • 現在は、「定量PCR法」が主流となっている。DNAの中で特定の遺伝子だけを増幅して光らせる。ただ、ウイルスの残骸も検出してしまう。





アデノウイルスadenovirus(Ad)
  1. 線状2本鎖のDNAを遺伝子とするDNA型ウイルスの1種で、ほ乳類及び鳥類に感染する。
  2. 約80nmの正20面体構造で、脂質に富んだ膜(エンベロープ)を持たない。そのためアルコールでは消毒できない。
  3. アデノウイルスには40種類以上のウイルスが属しています。アルファベット順と番号順によってそれぞれ命名されています。
  4. 1950年代の始めにアデノイド(咽頭の奥にあるリンパ組織)で発見されたのが最初とされている。ヒト以外の動物だけに感染するアデノウイルスもある。ヒトを好むアデノウイルスは、軽いインフルエンザ様の症状~肺炎症状まで、あらゆる呼吸器疾患の原因に絡んでいる(約5%)


アルボウイルスrboviruses
  • アルボウイルスとは節足動物媒介ウイルスのことで、昆虫などの節足動物の体内で繁殖し、刺咬傷から人体に入るウイルスの意味です。
  • 現在520種類以上のアルボウイルスが知られていますが、そのなかの100種類ほどがヒトの病気に関係しています。
  • ヒトを終末宿主とするものが大部分です


ニパウイルス
  • 1998年~1999年にかけてマレーシアで死者が出て初めて発見されたウイルス。
  • 元来、コウモリが持っていたウイルスで、それがコウモリの生息地に人が進出、養豚場を作りコウモリからブタ(豚)に感染し、それから人に移った。
    マレーシアでは約100人が死亡。
    当初は日本脳炎ウイルスが原因と疑われたが、マラヤ大学医学チームらの分析で、コウモリを宿主とし、ブタ(豚)を介してヒトに感染した未知のウイルスと判明。軍隊を派遣して約90万頭のブタを処分し、ようやく沈静化した


コロナウイルス
  1. 新型コロナウイルス・・・サーズ
  2. 新型コロナウイルス・・・マーズ



DNA型ウイルス アデノウイルス
B型肝炎ウイルス
EBウイルス
痘瘡ウイルス
RNA型ウイルス インフルエンザウイルス
エイズウイルス(HIV)
成人T細胞白血病ウイルス
日本脳炎ウイルス
ウイルスが持つ遺伝子がDNAかRNAかによってDNA型ウイルスかRNA型ウイルスかに分類される。




動物のRNAウイルス インフルエンザ
エイズウイルス
ガンウイルス
日本脳炎
ポリオ
レトロウイルス
植物のRNAウイルス イネ萎縮病ウイルス
キュウリモザイクウイルス
タバコモザイクウイルス(TMV)
RNAバクテリオファージ Qβファージ
また、RNA型ウイルスは感染する相手(宿主)によって、
  1. 動物に感染するウイルス
  2. 植物に感染するウイルス
  3. 細菌に感染するウイルス(RNA型バクテリオファージ<=ファージ>)
に分類される







化学合成でウイルス殻
  • 2010年、九州大学の松浦和則准教授らのチームは、化学合成だけでウイルスの殻を作製することに成功した。従来は細菌などにウイルスの遺伝子を組み込んで作らせていた。
  • 研究チームは24個のアミノ酸から出来たウイルス殻の特殊な構造「β-アニュラス構造」に注目。この構造を持つ物質を試験管の中で化学合成すると、構造の特徴から自然に集まって球状の殻になった。
  • DDSなどに活用できる。

出血熱ウイルス
  • ヒトに感染して出血熱症状を引き起し、致死率が高い
    • ・「エボラ」
    • ・「マールブルグ」
    • ・「クリミア・コンゴ」
  • 野生コウモリから新種が見つかる
  • 2014年、北海道大学の石井秋宏助教らは、アフリカに生息する野生コウモリから、クリミア・コンゴウイルスに似たウイルスを新たに発見した。
  • そのウイルスをマウスに与えたところ、腸管出血、腎臓機能の低下による多臓器不全、血小板減少などヒトの出血熱症状が現れた。








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