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SCIENTIFIC AMERICAN March 2009

New Tactics against Tuberculosis

新局面を迎えた結核との戦い

By Clifton E. Barry III /Maija S. Cheung C. E. バリー /M. S. チャン
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Bubonic plague, smallpox, polio, HIV―the timeline of history is punctuated with diseases that have shaped the social atmospheres of the eras, defined the scope of science and medicine, and stolen many great minds before their time. But there is one disease that seems to have stalked humanity far longer than any other: tuberculosis. ペスト,天然痘,ポリオ,そしてエイズ──これらの疫病は歴史の中でそれぞれの時代を特徴づけてきた。疫病が蔓延した時代は独特の社会的雰囲気が漂い,その時代の科学と医学の限界を人々に意識させる。これらの病気のために若くして世を去った偉人も多い。だがほかのどんな疫病よりもはるかに長い間,人類につきまとってきたと思われる感染症がある。それが結核だ。
Fossil evidence indicates that TB has haunted humans for more than half a million years. No one is exempt. It affects rich and poor, young and old, risk takers and the abstinent. Simply by coughing, spitting or even talking, an infected individual can spread the bacterium that causes the disease. 50万年以上も前から結核菌が人類を苦しめていたことが化石からわかっている。誰もこの病気を避けることはできない。富める者も貧しき者も,老いも若きも,向こう見ずも節制している人も,結核にかかる。感染者が咳をしたり唾を吐いたり,あるいは話をしただけでも,病気の原因となる細菌が広まることがある。
Today TB ranks second only to HIV among infectious killers worldwide, claiming nearly two million lives annually, even though existing drugs can actually cure most cases of the disease. The problem is that many people lack access to the medicines, and those who can obtain the drugs often fail to complete the lengthy treatment regimen. 現在,感染症による死因としては結核はエイズに次いで世界第2位となっている。既存の薬を適切に使えばほとんどの患者は治るとはいえ,毎年200万人が命を落としているのだ。問題は治療を受けられない人が多く,薬を入手できた人でも長期にわたる治療計画を完了できないケースが多いことだ。
Additionally, TB is evolving faster than our therapies are. In recent years, investigators have observed a worrying rise in the number of cases resistant to more than one of the first-line drugs used to treat the illness. Even more alarming, we have begun to see the emergence of strains that are resistant to every last one of the antibiotic defenses. しかも,結核菌そのものは治療法よりも速く進化している。最近では,結核の治療でまず最初に使われる薬(第1選択薬)の2種類以上に耐性を示す症例が増えている。さらに気がかりなのは,既存の抗生物質すべてに耐性を示す厄介な耐性菌が出現し始めていることだ。
The disease is particularly devastating for the developing nations, where some 90 percent of cases and 98 percent of TB deaths occur. Beyond bringing untold suffering and sorrow there, TB harms entire economies. With 75 percent of cases arising in people between the ages of 15 and 54, TB will rob the world’s poorest countries of an estimated $1 trillion to $3 trillion over the next 10 years. Furthermore, the disease forces these struggling nations to divert precious resources from other important areas into health care. 結核は発展途上国で特に大きな被害をもたらしている。世界の症例の90%,結核による死者の98%を途上国が占めている。結核は計り知れない苦しみや悲しみをもたらすだけでなく,経済全体にも悪影響を及ぼす。患者の75%が15~54歳のため,最貧国の結核による経済的損失は今後10年で1兆~3兆ドルにのぼると推定されている。さらに,苦境にあえぐこれらの国々は,貴重な資金を他の重要分野から保健医療に回さなくてはならない。
But the developed world would be mistaken to consider itself safe: although the incidence there is comparatively low, that situation could change if a highly resistant strain were to gain traction. 先進国ならば安心と考える人もいるだろうが,それは誤解だ。先進国での発生率はたしかに比較的低いが,薬の効かない耐性菌が流行し始めたら,この状況は変わるかもしれない。
As bleak as this state of affairs is, we have reason to be hopeful. Cutting-edge biomolecular technologies are enabling researchers to study the complex interactions between the TB bacterium and the body in unprecedented detail, generating insights that are informing the development of novel diagnostic tests and drug therapies. 事態は楽観できる状況ではないが,絶望視することもない。最先端の生体分子技術によって,結核菌と体の複雑な相互作用をこれまで以上に詳しく研究できるようになった。ここから得られる情報は,新しい診断テストや薬物療法の開発に役立つだろう。
A Short-Lived Success
First identified by German physician Robert Koch in 1882, Mycobacterium tuberculosis (Mtb), the rod-shaped bacterium that causes tuberculosis, exists in both latent and active forms. In a latent infection, the immune system prevents the bacteria from multiplying, thus keeping them from disrupting tissues. Individuals with this form show no symptoms and are not contagious. Latent Mtb may persist for months, years or even decades without multiplying or making its host ill. Ninety percent of people infected with Mtb never develop active TB disease. But 10 percent of them do develop the active form, particularly those with weakened immune systems, such as young children and individuals who have HIV or are undergoing chemotherapy.
 つかの間の成功
結核の病原菌である「ヒト型結核菌(Mycobacterium tuberculosis;以下,結核菌)」は1882年にドイツ人医師のコッホ(Robert Koch)によって初めて特定された。感染症としての結核には潜伏状態と活動状態があり,潜伏感染の時は免疫系が結核菌の増殖を抑え込んでいるため,組織を破壊することはない。この状態の患者は症状がなく,菌を誰かにうつすこともない。結核菌は潜伏状態のまま数カ月から数年,さらには数十年も生き延びる可能性がある。結核菌に感染しても90%の人は活動性結核を発病しない。だが感染者の10%,特に幼い子どもやエイズ患者,抗がん剤の投与を受けている人のように免疫力が低下している人々は活動性結核を発病する。
In people with active TB, the bacteria outpace the immune system, rapidly multiplying and spreading out to attack the organs. Primarily an aerobic bacterium, meaning it prefers environments rich in oxygen, Mtb has a special affinity for the lungs. Indeed, some 75 percent of patients with active TB exhibit the pulmonary variety of the disease. As the bacteria multiply, they destroy the lung tissue, commonly causing the host to develop such symptoms as a severe cough, chest pain and the coughing up of blood. But other organs are vulnerable, too. In fact, active TB can affect nearly every organ in the body. In children, TB can invade the cerebrospinal column, where it provokes a high fever with systemic shock―a condition known as meningitis. Left untreated, half of people with active TB die of it, most from lung destruction. 活動性結核患者では,結核菌が免疫系をしのぐ勢いで増殖,拡散して器官を攻撃する。もともと結核菌は酸素が豊富な環境を好む好気性細菌なので,体内では肺に巣くう。実際に活動性結核患者の約75%は肺結核の症状を示す。結核菌は増殖するにつれて肺の組織を破壊し,一般に激しい咳,胸痛,喀血(かっけつ)といった症状を引き起こす。だが攻撃される器官は肺にとどまらない。それどころか,活動性結核は体内のほとんどすべての器官を侵す。子どもでは脳脊髄腔に結核菌が侵入し,髄膜炎と呼ばれる全身性ショックを伴う高熱を引き起こすこともある。活動性結核患者を治療しないまま放置すると半数が死亡する。そのほとんどが肺の破壊によるものだ。
A century ago society had no way to combat TB, save for limiting its spread by sequestering affected individuals in sanatoriums. Back then TB, often called "consumption", was widespread even in places that today have a relatively low incidence of the scourge, such as North America and western Europe. 100年前は,患者をサナトリウムに隔離して病気が広まるのを抑える以外に結核と戦う方法がなかった。当時,結核は「肺病」と呼ばれることも多く,現在は発生率が比較的低い北米や西欧などの地域にも広がっていた。
Scientists began to gain on the disease in 1921, when a vaccine made by French immunologists Albert Calmette and Camille Guerin, both at the Pasteur Institute in Paris, first entered into public use. (Initially believed to protect against both adult and childhood forms of the disease, the BCG vaccine, as it is known, was later shown through an extensive series of tests to confer consistent protection against only severe childhood forms.) この病気と科学的に戦えるようになったのは1921年からだ。この年,パリのパスツール研究所にいた2人の免疫学者カルメット(Albert Calmette)とゲラン(Camille Guerin)によって作られたワクチンが,初めて一般に使用された(BCGと呼ばれる弱毒化されたウシ型菌を使用するこのワクチンは,初めは小児型と成人型の両方の結核を予防できると考えられていたが,後に一連の大規模試験によって,確実に予防できるのは重い小児型結核だけであることが明らかになった)
Twenty-two years later a team led by American microbiologist Selman Waksman developed streptomycin, which despite causing some side effects was the first effective therapy for TB. Waksman’s achievement opened the door for the creation in the 1950s of a rapid succession of antibiotics that compensated for streptomycin’s weaknesses. 22年後に米国の微生物学者ワックスマン(Selman Waksman)のチームが,多少の副作用はあるものの,結核に対して効果のある初めての治療薬,ストレプトマイシンを開発した。この偉業がきっかけとなり,1950年代にはストレプトマイシンの欠点を補う抗生物質が次々に作り出された。
Together these developments brought the era of sanatoriums to a close and significantly lowered the incidence of TB in countries that had the money and infrastructure to tackle the problem. By the 1970s many experts believed that TB had been almost completely eradicated. In reality, however, with international travel on the rise, the largest epidemics were just beginning. To make matters worse, those who would be hit hardest were those who could least afford it: residents of the poorest nations, who would soon also be facing a new and costly killer―HIV. こうしてサナトリウムの時代は終わり,病院や保健所などの社会基盤や資金のある国々では,結核の発生率が大きく低下した。1970年代までには,多くの専門家が結核はほぼ克服できたと考えていた。
だが実際には海外旅行の増加とともに,最大規模の流行が始まっていたのだ。さらに悪いことに,最も大きな打撃を受けたのは最貧国に暮らす貧しい人々だった。しかも彼らは,多大な経済負担を強いる新しい殺人ウイルス,HIVにも直面することになった。
Today more than half a century after the debut of the first anti-TB drugs, the World Health Organization estimates that fully a third of the world’s population (more than two billion people) is infected with Mtb. On average, eight million of these carriers a year will develop active TB, and each will infect between 10 and 15 more individuals annually, maintaining the pandemic. 最初の結核治療薬が登場してから50年以上が過ぎた現在,世界保健機関(WHO)は世界人口の少なくとも1/3(20億人以上)が結核菌に感染していると推定している。これらの保菌者のうち毎年平均800万人が活動性結核を発病し,それぞれの患者が毎年10~15人の人々に病気をうつすため,流行が続いている。