この記事は5月6日に最初に公開されました。
都市封鎖が解除され始めるなか、生物学教授のエリン・ブロマージ氏が感染症の広がり方を解説します。
同氏は、結婚式や誕生日パーティーなどのイベントを含むさまざまな状況での新型コロナウイルス感染リスクを評価しています。
同氏は、屋外で感染症にかかるリスクは比較的低いと結論づけています。
多くの人がほっと一息ついているようですが、その理由はよくわかりません。流行曲線には比較的予測可能な上昇局面があり、ピークに達した後の下降局面も予測できます。中国やイタリアの集団感染から得られた確かなデータによると、死亡率曲線の下降局面はゆっくりと減少し、死亡者は数か月にわたって続きます。死亡者数が7万人でピークを越えたと仮定すると、そのピークを過ぎてからの次の6週間でさらに7万人が亡くなる可能性があります。都市封鎖が行われると、そうしたことが起こるのです。
各州が再開し、ウイルスにさらに燃料を与えると、すべての予測は当てにならなくなります。経済を再開する理由は理解していますが、以前にも申し上げたように、生物学的な問題を解決しなければ、経済は回復しないのです。
新規感染者数が持続的に減少していることを示した州はごくわずかです。実際、5月3日時点で、大半の州では依然として増加しており、再開しています。米国の傾向を簡単な例で示すと、ニューヨークのデータを除いて米国の残りの地域だけを見ると、1日あたりの感染者数は増加しています。要するに、現在、米国全体の新規感染者数が横ばいに見える唯一の理由は、ニューヨーク市の流行規模が非常に大きく、現在は封じ込められつつあるからです。
そのため、国の大部分では、再開によってウイルスの火に燃料を注ぐことになります。私が好むと好まざるとにかかわらず、それは起こるでしょう。そこで私の目標は、皆さんを高リスクの状況から遠ざけることです。
人々はどこで病気になっているのか？
ほとんどの人は自宅で感染していることがわかっています。世帯の一員が地域社会でウイルスに感染し、それを家庭に持ち込みます。そして世帯の構成員同士が継続的に接触することで感染が広がります。
しかし、地域社会のどこで人々は感染しているのでしょうか？ 食料品店、サイクリング、マスクをせずに走る無神経なランナーなどを心配する声をよく耳にします。これらの場所は懸念すべきでしょうか？ 実は、それほどではありません。説明しましょう。
感染するには、ウイルスの感染量にさらされる必要があります。他のコロナウイルスを用いた感染量の研究に基づくと、感染が成立するにはごく少量で十分である可能性があります。一部の専門家は、SARS-CoV2の感染性ウイルス粒子がわずか1000個あれば感染に十分だと推定しています（参照1、参照2）。これは実験によって確認される必要がありますが、この数値を使えば感染がどのように起こりうるかを示すことができます。1回の呼吸で、または目をこすった1回で、感染性ウイルス粒子1000個を受け取ったり、10回の呼吸で各回100個のウイルス粒子を吸い込んだり、100回の呼吸で10個のウイルス粒子を吸い込んだりすることで感染が起こりえます。これらのどの状況も感染につながる可能性があります。
ウイルスはどのくらい環境中に放出されるのか？
トイレ： トイレには、ドアハンドル、蛇口、個室のドアなど、手が頻繁に触れる表面が多くあります。そのため、この環境では物の表面を介した伝播のリスクが高くなる可能性があります。人が糞便に感染性物質を排出するのか、それとも断片化されたウイルスのみを排出するのかはまだわかっていませんが、トイレの水を流すと多くの飛沫がエアロゾル化することはわかっています。リスクについてさらに詳しくわかるまでは、公衆トイレ（表面と空気の両方）には特に注意してください。
咳： 1回の咳で約3000個の飛沫が放出され、飛沫は時速50マイルで移動します。ほとんどの飛沫は大きく、重力によってすぐに落下しますが、多くは空気中に留まり、数秒で部屋の端から端まで移動することがあります。
くしゃみ：1回のくしゃみで約3万個の飛沫が放出され、飛沫は最大時速200マイルで移動します。ほとんどの飛沫は小さく、遠くまで（部屋の端から端まで容易に）移動します。
人が感染している場合、1回の咳やくしゃみの飛沫には最大2億（2億個）ものウイルス粒子が含まれることがあり、それらはすべて周囲の環境に拡散する可能性があります。
呼吸：1回の呼吸で50～5000個の飛沫が放出されます。これらの飛沫のほとんどは速度が遅く、すぐに地面に落下します。鼻呼吸ではさらに少ない飛沫しか放出されません。重要なのは、呼吸では呼気の力が弱いため、下気道由来のウイルス粒子は排出されないという点です。
大量のウイルス物質を放出するくしゃみや咳とは異なり、呼吸によって放出される呼吸器飛沫に含まれるウイルス量はわずかです。SARS-CoV2についての数値はまだありませんが、インフルエンザを目安にすることができます。研究によれば、インフルエンザに感染した人は最大1分あたり33個の感染性ウイルス粒子を放出することがあります。 ただし、計算を単純にするため、ここでは20個とします。
次の式を覚えておいてください：感染成立 ＝ ウイルスへの曝露量 × 時間
人が咳やくしゃみをすると、その2億個のウイルス粒子はあらゆる方向に飛び散ります。一部のウイルスは空気中に漂い、一部は表面に付着し、大部分は地面に落ちます。つまり、人と対面して会話している最中に、その人がくしゃみや咳をあなたに向けて直接したとすれば、1000個のウイルス粒子を吸入して感染する可能性があることは容易に想像できます。
しかし、たとえその咳やくしゃみがあなたに向けられたものでなくても、感染した飛沫のうち最も小さいもの（極めて微小なもの）は数分間空気中に漂い、中規模の部屋のすみずみまで感染性ウイルス粒子で満たす可能性があります。咳やくしゃみの数分以内にその部屋に入り、数回呼吸するだけで、感染を成立させるのに十分なウイルスを受け取る可能性があります。
しかし、通常の呼吸では、環境中に毎分20個のウイルス粒子が放出されます。たとえすべてのウイルスが（非常にまれなことですが）肺に入ったとしても、1000個のウイルス粒子を毎分20個で割ると、50分かかることになります。
会話 会話によって呼吸器飛沫の放出は約10倍増加し、毎分約200個のウイルス粒子が放出されます。同様に、すべてのウイルスが吸入されると仮定すると、必要な量を受け取るには、対面で約5分間会話する必要があります。
ウイルスへの曝露量×時間の式は接触者追跡の基本となっています。対面の状況で10分以上一緒に過ごした人は、感染している可能性があります。長期間同じ空間（たとえばオフィス）を共有する人も、感染している可能性があります。これが、症状のある人が自宅にとどまることが極めて重要である理由でもあります。くしゃみや咳によって非常に多くのウイルスが排出されるため、部屋にいる全員に感染させる可能性があります。
無症状の人はウイルスの拡散にどのような役割を果たしているのか？
ウイルスは症状のある人だけが排出するわけではありません。少なくとも44%の感染、そして地域社会での感染の大半は、無症状の人（無症状者または発症前の人）から生じていることがわかっています。症状が現れる最大5日前から、ウイルスを環境中に排出している可能性があります。
感染者は年齢を問わず、排出されるウイルス量もそれぞれ異なります。下の図は、年齢（横軸）に関係なく、ウイルスが少量の人もいれば、大量の人もいることを示しています（縦軸）。（参照）
感染者から排出されるウイルス量は、感染の経過とともに変化し、人によっても異なります。ウイルス量は一般に、症状が現れるまで増加します。そのため、症状が現れる直前に、環境中に最も多くのウイルスを排出しています。興味深いことに、データによれば、感染者のわずか20％が、環境中に放出される可能性のあるウイルス量の99％を占めています（参照）
では、核心に迫りましょう。都市封鎖の解除による個人的な危険はどこにあるのでしょうか？
集団感染のクラスターといえば、どのような大規模なものが思い浮かびますか？ ほとんどの人は、クルーズ船と答えるでしょう。しかし、それは誤りです。船内での集団感染は懸念すべきものではありますが、これまでに発生した上位50件の集団感染には入りません。
老人ホームでの悲惨な集団感染を除くと、最大規模の集団感染は刑務所、宗教儀式、そして食肉加工施設やコールセンターなどの職場で発生していることがわかります。換気が悪く、人口密度が高い密閉された環境は、すべて問題を引き起こします。
最大規模のスーパースプレッディング（超拡散）イベントには、次のようなものがあります：
食肉加工：食肉加工工場では、工業機械の耳をつんざくような音と、ウイルスを保存する冷蔵室の環境の中で、密集した作業員同士が意思疎通を図らなければなりません。現在、23州にある115の施設で集団感染が発生しており、5000人以上の作業員が感染し、20人が死亡しています。（参照）
結婚式、葬儀、誕生日：初期の拡散イベントの10％
ビジネスネットワーキング：2月下旬にボストンで開催されたバイオジェン会議のような、対面式のビジネスネットワーキング。
職場に戻る場合や、レストランに行く場合に、その環境で何が起こりうるかを見ていきましょう。
レストラン：非常に優れた現場疫学の研究によって、レストランという環境において無症状の保菌者1人が及ぼす影響が明確に示されました（下記参照）。感染者（A1）はテーブルに着き、友人9人と夕食をとりました。夕食は約1時間から1時間半かかりました。この食事中、無症状の保菌者は呼吸によって少量のウイルスを空気中に放出しました。気流（レストランのさまざまな換気口からの気流）は右から左に流れていました。感染者のテーブルにいた人の約50％が、その後7日間で発症しました。隣接する風下のテーブルにいた人の75％が感染しました。さらに、風上のテーブルにいた7人のうち2人も感染していました（乱流によって起きたと考えられています）。テーブルEやFにいた人は誰も感染しませんでした。これらのテーブルは、部屋の右側にあるエアコンから左側の排気ファンへと向かう主要な気流の外にあったためです。（参照）
職場：もう一つの優れた例は、コールセンターでの集団感染です（下記参照）。感染した従業員1人が、ビルの11階に出勤しました。その階には216人の従業員がいました。1週間の間に、そのうち94人が感染しました（43.5％：青い椅子の部分）。その94人のうち92人が発症しました（無症状のままだったのは2人のみ）。オフィスの片側には主に感染者が集中している一方で、反対側にはほとんど感染者がいないことに注目してください。呼吸器飛沫や呼吸器への曝露によって感染した人と、物の表面を介して（ドアハンドル、共用の給水器、エレベーターのボタンなど）感染した人の正確な数はわかっていません。このことは、閉鎖された空間で長時間同じ空気を共有することが、曝露と感染の可能性を高めることを強調しています。ビルの他の階にいた別の3人も感染しましたが、研究者たちは、その感染を11階の主要な集団感染に結び付けることはできませんでした。興味深いことに、ビル内のエレベーターやロビーでは、異なる階の作業員同士に相当な交流があったにもかかわらず、集団感染はほぼ1つの階に限定されていました（参照）。これは、SARS-CoV2の拡散において、曝露と時間が重要であることを示しています。
合唱：ワシントン州の地域合唱団。人々はウイルスの存在を認識しており、感染拡大を最小限に抑えるための措置を講じていました。例えば、人々は避けていました。通常の握手やハグでの挨拶、人々は共有を避けるために自分の楽譜を持参し、練習中は社会的距離を保ちました。練習前に、症状のある人は自宅にとどまるべきだと合唱団員に伝えるほどの徹底ぶりでした。無症状の保菌者1人が、出席者のほとんどに感染させました。合唱団は、バレーボールのコートほどの広さの密閉された練習場で2時間半歌いました。
歌唱は、会話よりもはるかに多く、呼吸器飛沫をエアロゾル化させます。歌いながら深く息をすることで、呼吸器飛沫が肺の奥深くまで届きやすくなりました。2時間半にわたる曝露により、人々は感染が成立するのに十分な期間、十分な量のウイルスにさらされました。4日間で、合唱団員60人のうち45人が発症し、2人が死亡しました。感染した最年少は31歳でしたが、平均年齢は67歳でした。（修正されたリンク）
屋内スポーツ： これはカナダ特有のものかもしれませんが、カナダのカーリング大会でもスーパースプレッディングが発生しました。72人が参加したカーリング大会は、もう一つの感染拡大の温床となりました。カーリングでは、選手やチームメイトが涼しい屋内環境で密接に接触し、長時間にわたって激しく呼吸します。この大会では、72人中24人が感染しました。（参照）
誕生日パーティー／葬儀： 感染の連鎖がいかに単純に起こりうるかを示すために、これはシカゴで実際に起きた話です。名前は仮名です。ボブは感染していましたが、そのことに気づいていませんでした。ボブは、共用の大皿から取り分けたテイクアウトの食事を、家族2人と一緒に食べました。夕食は3時間続きました。翌日、ボブは葬儀に参列し、お悔やみを伝えるために、家族や他の参列者とハグをしました。4日以内に、食事を共にした家族2人の両方が発症しました。葬儀でボブとハグをした3人目の家族も発症しました。しかし、ボブの感染はそこで終わりませんでした。ボブは他の9人と一緒に誕生日パーティーに出席しました。3時間のパーティーで、彼らはハグをし、食べ物を分け合いました。そのうち7人が発症しました。
しかし、ボブによる感染の連鎖はまだ終わっていませんでした。誕生日パーティーでボブから感染させられた人のうち3人が教会に行き、そこで歌い、献金皿を回すなどしました。その教会の会員が発症しました。全体として、ボブは5歳から86歳までの16人に直接感染させた責任がありました。その16人のうち3人が死亡しました。
家庭内でのウイルス拡散が、葬儀、誕生日パーティー、教会の集まりを通じて地域社会へと広がったことが、シカゴにおける新型コロナウイルス感染症の広範な拡大の原因であったと考えられています。（参照）
衝撃的ですよね？
集団感染の共通点
これらさまざまな集団感染を取り上げる理由は、新型コロナウイルスの集団感染に共通する特徴をお示しするためです。これらの感染事例はすべて屋内で発生し、人々は密接に並び、多くの会話、歌唱、大声を出していました。感染の主な原因は、自宅、職場、公共交通機関、社交の集まり、そしてレストランです。これらは感染事例全体の90％を占めています。対照的に、買い物を通じた集団感染が、追跡された感染のうちわずかな割合にしか関係していないようです。（参照）
重要な点として、接触者追跡を適切に行っている国々では、屋外での集団感染はわずか1件しか報告されていません（追跡された感染の0.3％未満）。（参照）
では、本記事の当初の論点に戻りましょう。
空気の入れ替えが限られていたり、空気が再循環していたりして、人が多く集まる屋内空間は、感染の観点から懸念されます。バレーボールのコートほどの広さの部屋（合唱）に60人がいた結果、大規模な感染が起きたことがわかっています。レストランやコールセンターでも同様の状況でした。長時間過ごす屋内空間では、社会的距離のガイドラインは通用しません。部屋の反対側にいた人々も感染したからです。
原則は、ウイルスへの長時間の曝露です。これらすべての事例で、人々は長時間（数時間）にわたり、空気中のウイルスにさらされていました。合唱やコールセンターの事例では、50フィート離れていても、空気中のごく少量のウイルスが長時間にわたって届くだけで感染を引き起こすのに十分であり、場合によっては死亡にまで至りました。
社会的距離のルールは、主に短時間の曝露や屋外での曝露からあなたを守るためのものです。これらの状況では、6フィート離れて立っている場合や、風があったり、屋外の無限の空間によってウイルスが希釈されたりする場合には、感染に至るウイルス量に達するほどの時間がありません。日光、熱、湿度がウイルスの生存に与える影響はすべて、屋外にいる際の全員のリスクを最小限に抑えるように働きます。
食料品店やショッピングモールで（呼吸を介した）感染リスクを評価する際には、空間の容積（非常に大きい）、人の数（制限されている）、そして店内で人々が過ごす時間（従業員は終日、客は1時間程度）を考慮する必要があります。総合すると、買い物客にとっては、店内の人口密度が低く、空気量が多く、滞在時間も限られているため、感染に至る量を受け取る機会は少ないといえます。しかし、店員にとっては、店内で過ごす時間が長いため、感染量を受け取る機会がより多くなり、その結果、この仕事はよりリスクの高いものになります。
基本的に、業務の制限が緩和され、外出する機会が増え、オフィスでの業務を再開する可能性もあるなかでは、自分の環境を見極め、判断する必要があります。ここにはどれくらいの人がいるか、周囲にどの程度の空気の流れがあるか、そしてこの環境にどれくらいの時間いるのか。オープンフロアのオフィスにいる場合は、リスク（容積、人数、気流）を慎重に評価する必要があります。対面での会話や、さらにひどい場合は大声を出すことが求められる仕事に就いている場合は、リスクを評価する必要があります。
換気が十分に行われ、人が少ない空間にいる場合、リスクは低いといえます。
屋外で誰かとすれ違う場合、感染には「量と時間」が必要であることを忘れないでください。感染の可能性が生じるには、その人の気流の中に5分以上いる必要があります。ジョギング中の人は深呼吸によってより多くのウイルスを放出しているかもしれませんが、速く移動するため、曝露時間も短くなることを忘れないでください。身体的な距離は必ず保ってください。ただし、このような状況での感染リスクは低いといえます。ランニングやサイクリングのリスクが低いことについて詳しく論じている優れた Voxの記事があり、ランニングやサイクリングのリスクが低いことを詳しく論じています。
ここでは呼吸器への曝露に焦点を当ててきましたが、表面も忘れないでください。感染した呼吸器飛沫はどこかに付着します。こまめに手を洗い、顔に触れないようにしてください。
私たちが地域社会をより自由に移動し、より多くの場所でより頻繁に多くの人と接触できるようになると、自分自身と家族へのリスクは重大になります。たとえ再開や通常業務への復帰を強く望んでいる場合でも、自分の役割を果たし、マスクを着用して環境中に放出するものを減らしてください。それは、自分自身のビジネスを含め、すべての人の助けになります。この記事は、Jonathan KayがQuilletteに掲載した記事「COVID-19（新型コロナウイルス感染症）の28か国におけるスーパースプレッディングイベント：重要なパターンと教訓」に触発されて執筆されました。
著者について
Erin S. Bromage, Ph.Dは、マサチューセッツ大学ダートマス校の生物学准教授です。ブロマージ博士は、オーストラリアのジェームズ・クック大学獣医学・生物医学科学部を卒業しました。同大学での研究は、動物の感染症の疫学と免疫に焦点を当てていました。博士研究員としての研修は、ウィリアム・アンド・メアリー大学のバージニア海洋科学研究所にある、故スティーブン・カッタリ博士の比較免疫学研究室で行いました。
ブロマージ博士の研究は、免疫系の進化、感染症から身を守る免疫学的メカニズム、そして動物の感染症を抑制するためのワクチンの設計と使用に焦点を当てています。また、環境中の生物学的脅威や化学的脅威をリアルタイムで検出する診断ツールの設計にも取り組んでいます。
ブロマージ博士は2007年にマサチューセッツ大学ダートマス校の教員に加わり、そこで免疫学と感染症に関する講義を担当しています。今学期には、中国で発生した新たなSARS-CoV2の集団感染に焦点を当てた、感染症の生態学に関する講座も担当しています。
本稿は、Erin S. Bromage, Ph.D、生物学准教授（マサチューセッツ大学ダートマス校）、およびoriginally posted on erinbromage.com.
