「殻だけウイルス」で見えてきた家庭内の伝播経路

まず第1段階として、横畑氏らは「ウイルスのモデル構築」をめざした。ここでいう「モデル」とは、大きさ、形、さまざまな表面へのくっつきやすさなどは本物のノロウイルスとそっくりだが、感染能力のない、ウイルスの模型のようなものだ。一般的な実験室で扱うことができたり、実際の家庭を想定して汚れのような夾雑物（きょうざつぶつ） があるなかで検出できることも、モデルの重要な要件となる。モデルができれば、第2段階の「伝播経路の実態把握」に使うことができる。

横畑氏らは、モデルの候補としてナノサイズの無機微粒子や、小麦粉、別種のウイルスなど、ウイルス制御の研究でモデルとされてきたものを検討したが、いずれにもどこか要件を満たさない点がある。

「これらを使っていてはいつか行き詰まってしまう。新たなモデル材料を探すことにしました」
その結果、ウイルス制御の研究では、これまでまったくといってよいほど前例のない材料に白羽の矢が立った。
「VLPsです」

横畑氏が口にする「VLPs」とは、Virus Like Particlesのことで、「ウイルス様中空粒子」ともよばれる。図１に表したウイルスから、中の遺伝子が除かれた「殻」だけの微粒子だ。遺伝子がないため感染能はない。「VLPsは、ワクチンの研究ではよく使われてきました。私たちの研究はワクチンでなく環境中の伝播解析のためのものですが、それでも最も要件に適合する理想的なモデルになると考え、ノロウイルスのVLPsをつくろうと考えたのです」

横畑氏らは、ノロウイルスの中でも現在圧倒的に流行している「ノロウイルスGII」を模したVLPs、名付けて「NoV GII VLPs（Norovirus GII Virus Like Particles）」をつくることにした（図2）。昆虫の細胞をVLPsの材料タンパク質の“製造役”に仕立てて、VLPsを精製していく。タンパク質をたくさん発現する昆虫細胞を選んだり、精製度を高めるため遠心分離の方法を調整したりと、ノロウイルスのVLPsを大量に得るための地道な改良を重ねた。

だが、大きな課題が一つ、残されていた。
「ノロウイルスとおなじ大きさのVLPs以外に、なぜか小さな粒子が混ざってつくられてしまうのです」
この小さな粒子が混ざったままだと、ノロウイルスのモデルとしては不完全だし、正しい結論に達するうえでの妨げにもなりかねない。なんとか取り除きたい。

「先行研究の文献を徹底的に調べました。すると、昆虫の細胞が発現するプロテアーゼ（タンパク質を分解する酵素）のしわざで、VLPsの材料となるタンパク質が断片化され、これで問題の小さな粒子がつくられてしまうという示唆が得られました。このプロテアーゼの働きを阻害する化合物を添加しようと考えました」

目論見は成功し、実際のウイルスとおなじ大きさのVLPsだけを揃えることができた（図3）。「決定的な進展でした」と横畑氏は言う。
こうして第1段階として、ノロウイルスのVLPs、つまり「殻だけウイルス」というモデルを、純粋かつ大量につくりだす方法を構築したのである。

モデルとしての「殻だけウイルス」をつくれたことで、横畑氏らは、つぎの第2段階「ウイルスの伝播のしかたの把握」に進んだ。この段階は、感染拡大を抑えるのになにが必要かが見えてくるだけに重要だ。

どうやって伝播のしかたを把握するか。横畑氏らは、家庭内でノロウイルスが感染者からほかのスポットへつぎつぎ伝播していくことを想定し、各スポットにどれだけの数量のウイルスが存在しているかを推定することにした。ウイルスの数量を推定するのに、横畑氏らは「ELISA」（エライザ、Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）という方法を選んだ。ウイルスがあるか、あればどのくらいあるかを、酵素を使って測定する方法だ。

一方で、ウイルスが伝播していく経路については、単純かつ典型的といえるものを想定した。ノロウイルスに感染した子どもが、トイレから出てキッチンの調理台に触れ、母親がふきんでその調理台とボウルを水拭きし、そのボウルでイチゴを水洗いするというものだ（図4）。接触をとおして伝播しやすいノロウイルスでは、どの家庭でも起きうるような設定だ。

各スポットについて、「殻だけウイルス」の数量をELISAで評価した。すると、ウイルスの伝播について深刻にならざるをえない事実を得ることができた。

「『ふきんによる水拭き』は、ウイルスを取り除く効果が十分ではなかったのです。さらに問題なのは、かえってまたそのふきんを使うことでウイルスを他に移す『拭き移し』効果が大きかったことです」

手洗いや水拭きなどの日常的な生活行動だけでは、ウイルスの伝播・感染を防ぎきれない、となれば、ウイルスを制御する方法が必要となる。そこで横畑氏らは、第3段階の「ポイントをねらって伝播を断ち切る方法の確立」に取り組んだ。

ウイルスを物理的に壊してしまえば、感染能を失わせることができる。つまり不活性化できる。そこで、従来からノロウイルスの消毒に使われてきた次亜塩素酸ナトリウムを用いた。そして、VLPsが崩壊していくようすを、これも従来手法である透過型電子顕微鏡（TEM：Transmission Electron Microscope）を用いて観察することにした（※1）。

結果は期待どおりだった。VLPsに次亜塩素酸ナトリウムを接触させることで、粒子が散り散りになっていく。そのようすを透過型電子顕微鏡で観察することができた（図7）。

これで、ノロウイルスの伝播を断ち切る具体的な方法も見えてきた。たとえば、前述のように「ふきんで拭くこと」にはじつは深刻な危険があったが、だからこそ、ここが「伝播を断ち切るポイント」として選ばれる。「調理器具とその他の表面を拭くふきんは分けること。そして、調理器具を拭く際は希釈した次亜塩素酸ナトリウム液を用い、浸すように拭くことが有効と考えられます」と横畑氏は話す。

次亜塩素酸ナトリウムを使ったノロウイルスの不活性化は「伝播を断ち切る方法」の数あるうちのひとつだ。ノロウイルスにかぎっても、ほかに、ウイルスの拡散を阻止するなど、いくつかの可能性が考えられる。「ノロウイルスの脅威がなくなったわけではなく、油断は大敵です」と横畑氏は続ける。今後も最適な方法がめざされていくことになろう。