木曜日にニューイングランド・ジャーナル・オブ・メディシン誌に掲載された新たな研究に基づき、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）を引き起こすコロナウイルスについて詳しく見てみましょう。コロナウイルスが大量にヒトの肺細胞に感染する様子を捉えたこれらの画像は、単なる見せかけではありません。COVID-19がなぜ私たちの体にこれほど壊滅的な被害をもたらすのか、そのヒントを与えてくれるかもしれません。
ノースカロライナ大学の小児呼吸器科医で肺の研究者であるカミーユ・エール氏と彼女のチームは、コロナウイルスが感染時に肺の気道とどのように相互作用するか、そしてウイルスに乗っ取られた感染細胞がどのように行動するかを正確に理解するために、この写真撮影の機会を創出しました。彼らは、移植された肺から採取した樹木のような気道の上皮、つまり表面の細胞を使用し、実験室で培養しました。その後、細胞を正式にSARS-CoV-2と命名されたコロナウイルスに曝露させ、その後は自然に任せました。感染実験はすべて、世界で最も危険な細菌の研究のために確保されたバイオセーフティレベル3の実験室で行われました。
ウイルスは本質的に、タンパク質と遺伝物質（SARS-CoV-2のようにDNAまたはRNA）からなる小さなパッケージであり、生細胞に侵入して乗っ取ります。そして、感染した細胞に自身のコピーを生成させ、それを外部に送り出すことで、このプロセスが繰り返されます。通常、このプロセスは最終的に細胞自体の死に至ります。ウイルスは他の生物に大きく依存しているため、ウイルスを生物と見なすべきかどうかについては、科学者の間で依然として激しい議論が続いています。
上と下の画像は、感染後96時間、ウイルスの完全な複製である「バイロン」が気道細胞内を自由に動き回っている様子を示しています。これらの画像は、ウイルスのような非常に小さなものを観察するために必要な走査型電子顕微鏡（SEM）で撮影されました。ボールのようなものはSARS-CoV-2で、チュロスのようなしなやかな構造物は繊毛を持つ細胞です。繊毛は毛のような突起で、規則的に動き、気道からゴミ、粘液、微生物を除去し、私たちが正常に呼吸できるようにしています。エアー氏は、SARS-CoV-2が特にこれらの繊毛細胞に感染することを好み、一度感染すると、自身をどんどん増殖させることを発見しました。
「これらの感染培養物を走査型電子顕微鏡（SEM）で観察した際、最も印象的だったのは、たった一つの感染細胞から驚くほど多くのウイルス粒子が産生されていたことです」とエーレ氏はメールで述べた。「感染細胞の中には、ウイルスがあまりにも充満していたため、丸まって上皮から剥がれ落ち、今にも破裂しそうな印象を与えるものもありました。」
エア氏によると、気道細胞によって生成されるSARS-CoV-2のレベルが高いこと（研究では3対1の比率）は、コロナウイルスが嗅覚にとって非常に重要な鼻腔の内壁など、近くの体のさまざまな部分にそれほど大きな影響を与えることができる理由を適切に説明するのに役立つという。
「感染者には大量のウイルスが体内に拡散し、嗅覚上皮に感染して嗅覚喪失という一般的な症状を引き起こします。また、唾液腺にも感染するため、口腔乾燥という症状も引き起こされます」と彼女は述べた。「最悪の場合、ウイルスが肺に侵入して肺炎を引き起こし、息切れを引き起こし、最終的には死に至ることもあります。」
こうした発見は、SARS-CoV-2とCOVID-19という科学的なパズルのピースを埋める上で重要です。しかし、一般の人々にとっては、自分自身と他者を感染から可能な限り守るための動機付けとなるかもしれません。
「SARS-CoV-2に感染した培養物のこれらの画像は、ウイルスが詰まった繊毛細胞がウイルス粒子の大きな塊を放出している様子を示しており、SARS-CoV-2の感染を制限するために感染者と非感染者がマスクを使用するべきだという強力な根拠となっている」とエアー氏は述べた。
個人的には、地獄から来たあの汚らしい綿球が私の肺に上記のようなことを起こさせることは、絶対に避けたい。
