ニュー・リーデ　2024年9月16日

大腸菌やその他の潜在的なヒト病原体を含む、多種多様な菌類や細菌が上空の高い位置で発見されており、それらは地球に落下する前に数百~数千マイル（※1マイルは約1.6km）を移動することが可能であることが、米国科学アカデミー紀要に掲載された研究で明らかになった。

ダグラス・メイン著

大気圏上層部には、大腸菌やその他の潜在的なヒト病原菌を含む多種多様な菌類やバクテリアが存在し、それらは地球に落下するまでに何百マイルから何千マイルも移動できることが、新たな研究で明らかになった。

東京近郊の高度約0.5マイルから2マイル(1kmから3km)で採取した大気サンプルには、食中毒や皮膚感染症などの健康被害を引き起こす可能性があることが知られているバクテリア種が含まれていたと、研究者らは述べた。

今週発行された『米国科学アカデミー紀要』に掲載された研究報告によると、検出された微生物のほとんどは死滅している可能性が高いが、上空から採取された10種類以上の微生物は生きていることが確認された。 それらの微生物は特に生命力の強い菌株で、抗生物質耐性を持つものもいくつか含まれていた。

そのうちのひとつは、通常は人間に感染しないことが知られている一般的な細菌の一種で、5種類の異なる抗生物質に耐性があった。

この発見は「パラダイムシフト」を意味する、と研究の主執筆者であり、バルセロナ国際健康研究所の健康と気候プログラムの責任者であるグザビエ・ロド氏は述べた。「公衆衛生の観点から、空気と大気を注意深く観察すべき環境として捉えるという扉を開くことになる」

科学者たちは、東京上空で検出された物質のほとんどが、畑作物や家畜の飼育が行われている中国北東部の農業地域から飛来しているという結論に達するために、大気中の測定値とコンピューターモデルを使用した。

研究者は、抗生物質耐性菌を含む一部の細菌は、土地の肥沃化に使用された下水や土壌自体に由来しているという仮説を立てた。

家畜の工業的生産における抗生物質の広範な使用は、土壌や肥料がエアロゾル化して風で飛ばされる可能性があるため、抗生物質耐性菌を大気中に持ち込む可能性があると、この研究には関与していないNASAの微生物学者、デビッド・スミス氏は述べた。

微生物以外にも、硫黄やナトリウム、アルミニウム、カリウム、鉄、カルシウムなど、通常土壌に含まれる多くの元素が大量に検出された。

また、研究者らは硫酸亜鉛のナノ粒子も検出しており、これは肥料の使用に由来するのではないかと推測している。さらに、中国では採掘されているが日本では採掘されていない金属であるジルコニウムとハフニウムの微量も検出された。

研究者らは、これらの微生物が感染性を持つという証拠は今のところないことをすぐに指摘した。大気中の微生物のほとんどは、紫外線や日光を含むさまざまなストレス要因によって死滅する。また、DNAが検出されるからといって、それが生存可能であることを意味するわけではないとスミス氏は述べた。

また、潜在的な病原体の多くは健康な人にとっては一般的に無害であり、その多くは人間の腸内や皮膚の常在菌として普通に存在していることも注目に値する。しかし、免疫が低下している人にとっては状況が異なる可能性がある。

「遠く離れた風下の地域に降り立った際の疫学的影響を考える上で、生存率は重要な問題である」と彼は付け加えた。上空高くに吹いているものは、おそらく長い間そうであったのだろうから、「逃げたり隠れたりする必要はない」と。

しかし、感染が起こるには、理論的には1つまたは数個の生きた細胞があれば十分だと、バージニア工科大学で空気中の微生物を研究しているデビッド・シュマーレ氏は言う。

空気中で検出されたその他の注目すべき種には、病院で感染することが多い重度の腸感染症で知られるクロストリジウム・ディフィシル(C. diff)や、ボツリヌス中毒と呼ばれる場合もある致死性の病気を引き起こす可能性のあるクロストリジウム・ボツリナム(C. botulinum)が含まれる。

ミシガン州立大学の名誉教授で空気中の微生物の研究を行っているジム・タイジェ氏は、大腸菌のような特定の種の中でも、病原性が非常に高いものから、ほとんど無害なものまで、さまざまな特性を持つ多くの菌株が存在していることを指摘し、これらの発見が意味することを理解するには、さらなる研究が必要であると述べた。

研究者らは、日本上空でこれらの粒子を採取する前に、強風と高気圧により、中国北東部から発生した物質が大気圏のいわゆる惑星境界層を通過し、長距離輸送されたのではないかと推測している。

科学者らの計算によると、サンプルは地上に向かって移動している最中に採取されたという。

この長距離輸送は、この地域に限ったことではなく、米国を含め、世界中で日常的に発生している。

シュメール氏は、空気サンプルからこれほど多くの潜在的なヒト病原体が特定されたことに驚きを表明した。同氏は、アジアやアフリカからの砂嵐、極地や太平洋ジェット気流、ハリケーン、その他の気象現象によって、遠く離れた微生物や粒子が米国に運ばれる可能性があると述べた。

2004年には、ハリケーン・アイヴァンが南米からアラバマ州をはじめとする米国南東部の州に、ほぼ確実に「ダイズさび病菌」と呼ばれる深刻な真菌病原体を持ち込み、それが定着し、拡大した。

スミス氏は、このような研究は「微生物の生命力が明らかになると同時に、地表から大気圏の極限まで、地球システムがいかにダイナミックで複雑であるかを私たちに印象づける」と述べた。

「風は私たちすべてを結びつけている。私たちが地元で行うことは、風下にある遠く離れた隣人たちに影響を与える可能性がある」と付け加えた。