呼吸器アデノウイルス

アデノウイルス科の最初の代表例は、1953年にW. Roweらによって小児の扁桃腺とアデノイドから単離されたため、この名が付けられました。アデノウイルス科は2つの属に分けられます。1つは哺乳類のアデノウイルスであるマスタデノウイルス属で、ヒト（41の血清型変異）、もう1つはサル（24の血清型変異）、さらにウシ、ウマ、ヒツジ、ブタ、イヌ、マウス、両生類のアデノウイルスが含まれます。もう1つは鳥類のアデノウイルスであるアビアデノウイルス属で、9つの血清型変異が含まれます。

アデノウイルスにはスーパーカプシドがありません。ウイルス粒子は正二十面体（対称性の立方体の一種）の形をしており、その直径は 70～90 nm です。カプシドは、直径 7～9 nm のカプソメア 252 個で構成されています。9 個のカプソメアのグループは 20 の正辺面（180 個のカプソメア）を形成し、その角には 6 個のカプソメア（72 個のカプソメア）からなる頂点が 12 個あります。180 個のカプソメアはそれぞれ 6 個と隣接しているため、ヘキソンと呼ばれます。また、ヘキソンは 120 kD の 3 つのサブユニットで構成されています。12 個の頂点カプソメアはそれぞれ 5 個と隣接しているため、ペントンと呼ばれます。正二十面体の 12 個の頂点カプソメアには、長さ 8～30 nm の糸状の突起（ファイバー）があり、その先端は直径 4 nm の頭部で終わっています。ウイルス粒子の核には、二本鎖ゲノムDNA分子（20～25 MD）からなるデオキシリボ核タンパク質と、両鎖の5'末端に共有結合した末端タンパク質（55 kD）および2つの主要タンパク質、VII（18 kD）とV（48 kD）が含まれています。デオキシリボ核タンパク質は12個のループ構造で、その頂点は頂端カプシドの基部に向いているため、ウイルス粒子の核は花形の断面をしています。タンパク質Vは外表面にあります。さらに、タンパク質VIとXは核に含まれています。アデノウイルスのゲノムは、分子長が19～24 mmの二本鎖線状DNAで表されます。DNA鎖は末端逆位反復配列に挟まれており、これにより環状分子を形成できます。 DNA複製の開始に必要な疎水性末端タンパク質は、両鎖の5'末端に共有結合している。DNA分子中の遺伝子数は正確には決定されていない。ヒトアデノウイルスでは、タンパク質がウイルス粒子質量の86～88%を占める。タンパク質の総数はおそらく30以上で、分子量は5～120 kDの範囲である。タンパク質はローマ数字で示され、そのうちII～XIIIが特徴付けられている。現在、アデノウイルスゲノムには、E1、E2、E3、E4の4つの初期転写領域と、L1、L2、L3、L4、L5の少なくとも5つの後期転写領域が同定されている。

E1産物は、細胞mRNAの細胞質への輸送と翻訳を阻害する。E2領域は、ウイルスDNA複製、初期遺伝子発現、スプライシング制御、およびビリオンアセンブリに重要な役割を果たすDNA結合タンパク質の合成をコードしている。後期タンパク質の1つは、アデノウイルスをインターフェロンから保護する。後期遺伝子によってコードされる主な産物には、ヘキソン、ペントン、ビリオンコアを形成するタンパク質と、3つの機能を果たす非構造タンパク質がある。a)ヘキソン三量体の形成に関与する、b)これらの三量体を核に輸送する、c)成熟アデノウイルスビリオンの形成に関与する。ビリオンでは少なくとも7つの抗原が同定されている。抗原A（ヘキソン）はグループ特異的で、すべてのヒトアデノウイルスに共通である。抗原B（ペントンベース）によれば、すべてのヒトアデノウイルスは3つのサブグループに分けられる。抗原C（スレッド、ファイバー）はタイプ特異的である。この抗原に基づいて、全てのヒトアデノウイルスは41の血清型バリアントに分類されます。血清型バリアント12、18、31を除く全てのヒトアデノウイルスは、ペントン（頂端カプソメア）を介して赤血球凝集活性を有します。1960年、L. Rosenはアデノウイルスの血清型バリアントを同定するためのRTGAを提唱しました。

増殖感染中のアデノウイルスのライフサイクルは次の段階で構成されます。

• ファイバーヘッドを用いた細胞膜の特定の受容体への吸着。
• 受容体を介したエンドサイトーシスのメカニズムによって細胞内に浸透し、細胞質の部分的な「脱衣」を伴う。
• 核膜でのゲノムの最終的な脱タンパク質化と核への浸透。
• 細胞RNAポリメラーゼを用いた初期mRNAの合成。
• 初期のウイルス特異的タンパク質の合成;
• ウイルスゲノムDNAの複製;
• 後期mRNAの合成;
• 後期ウイルスタンパク質の合成;
• ウイルス粒子の形態形成と細胞からの排出。

転写と複製のプロセスは核で起こり、翻訳のプロセスは細胞質で起こり、そこからタンパク質が核へ輸送されます。ウイルス粒子の形態形成も核で起こり、多段階です。まず、ポリペプチドが多量体構造（繊維とヘキソン）に組み立てられ、次にカプシド、未熟なウイルス粒子、そして最後に成熟したウイルス粒子が形成されます。感染細胞の核では、ウイルス粒子は結晶クラスターを形成することがよくあります。感染後期には、成熟したウイルス粒子だけでなく、未熟なカプシド（DNAなし）も核に蓄積します。新しく合成されたウイルス粒子の放出は、細胞の破壊を伴います。最大100万個の新しいウイルス粒子が合成される細胞から、すべてのウイルス粒子が放出されるわけではありません。残りのウイルス粒子は核の機能を阻害し、細胞変性を引き起こします。

アデノウイルスは、増殖性感染に加えて、ウイルスの増殖が初期または後期に著しく阻害される不完全感染を引き起こす可能性があります。さらに、ヒトアデノウイルスの一部の血清変異体は、様々なげっ歯類に接種すると悪性腫瘍を誘発する可能性があります。アデノウイルスは、その発癌性に基づき、高発癌性、弱発癌性、非発癌性に分類されます。発癌性は、アデノウイルスDNA中のGCペアの含有量と反比例関係にあります。細胞の形質転換（培養細胞を含む）につながる主な過程は、ウイルスDNAが宿主細胞の染色体に組み込まれることです。アデノウイルスの発癌作用の分子メカニズムは未だ解明されていません。

アデノウイルスはヒトに対しては発癌性を持ちません。

アデノウイルスはニワトリの胚では繁殖しませんが、さまざまな起源の一次トリプシン処理および移植細胞培養ではよく繁殖し、特徴的な細胞変性効果（細胞の丸みとブドウのようなクラスターの形成、微細点の変性）を引き起こします。

アデノウイルスは、他のヒトウイルスと比較して、外部環境においてやや安定しており、脂肪溶媒によって破壊されず（脂質が存在しない）、50℃の温度およびpH 5.0～9.0でも死滅せず、凍結状態で良好に保存されます。

疫学的特徴。感染源は、潜伏感染者を含め、病人本人のみです。感染は、空気中の飛沫、家庭内接触、プールの水、糞口感染によって起こります。ウイルスは血液を介して腸管に侵入することもあります。上気道および眼の疾患は、血清亜型1～8、11、19、21によって引き起こされます。血清亜型1、2、3、12、18、31、40、および41は、生後6ヶ月から2歳までの乳幼児に胃腸炎および腸間膜リンパ節炎を引き起こします。血清亜型1、2、5、6は、潜伏感染においてしばしば検出されます。

動物アデノウイルスがヒトに疾患を引き起こす能力、また逆にヒトアデノウイルスが動物に疾患を引き起こす能力に関するデータはありません。アデノウイルスは散発性の疾患や地域的な流行を引き起こします。我が国で発生した最大の流行では、6,000人が感染しました。

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アデノウイルス感染の症状

潜伏期間は6～9日です。ウイルスは上気道粘膜や眼の粘膜などの上皮細胞で増殖します。肺に侵入し、気管支や肺胞に影響を与え、重度の肺炎を引き起こす可能性があります。アデノウイルスの特徴的な生物学的特性として、リンパ組織への親和性があります。

アデノウイルス感染症は、呼吸器および眼の粘膜のカタル性炎症を伴う発熱を特徴とし、粘膜下リンパ組織および所属リンパ節の腫脹を伴います。最も多くみられる症状は、扁桃炎、咽頭炎、気管支炎、非定型肺炎、インフルエンザ様疾患、咽頭結膜熱です。結膜炎は、アデノウイルス感染症に随伴する症例もあれば、主症状として現れる症例もあります。

このように、アデノウイルス感染症は、呼吸器、結膜、または腸管症候群が優勢であることが特徴です。同時に、ウイルスは扁桃腺やアデノイドの組織に長期にわたって潜伏感染（無症候性感染）または慢性感染を引き起こす可能性があります。

感染後の免疫は長期にわたり安定していますが、ウイルスの種類によって異なり、交差免疫はありません。免疫はウイルス中和抗体と免疫記憶細胞によって形成されます。

アデノウイルス感染の臨床診断

1. 免疫蛍光法またはIFM法を使用して、感染細胞内のウイルス抗原を検出します。
2. ウイルスの分離。研究材料は、鼻咽頭分泌物、結膜分泌物、血液、および糞便です（ウイルスは発症時だけでなく、7日目から14日目にも分離可能です）。ウイルスの分離には、すべての血清型のアデノウイルスに感受性のあるヒト胎児の一次トリプシン処理細胞培養（二倍体を含む）を使用します。ウイルスは、細胞変性効果と補体結合抗原（CBA）によって検出されます。なぜなら、すべてのウイルスは共通の補体結合抗原を持っているからです。同定は、細胞培養中のRTGAとRNを用いて、型特異的抗原によって行われます。
3. RSCを用いた患者ペア血清中の抗体価上昇の検出。型特異的抗体価上昇の測定は、RTGAまたはRNの標準アデノウイルス血清株を用いて細胞培養で実施します。

アデノウイルス感染の特異的予防

いくつかのアデノウイルス血清変異体に対する生免疫原性経口ワクチンが開発されていますが、広く使用されていません。