本物のウイルスでマスクの効果試した　結果はやはり…

新型コロナウイルス感染症の拡大防止において、マスクの効果はやはり大きいことが、本物の新型コロナウイルスを使った実験で初めて実証されました。

これは、東京大学医科学研究所の研究グループが先ごろ行った実験［注1］で、密閉された空間に感染者と非感染者が向かい合っている状態を再現し、新型コロナウイルスを含む飛沫／エアロゾル（空気中に浮遊する微小な液体または固体の粒子）を放出させて、マスクがどの程度ウイルスの放出や吸入を減らすかを調べたものです。

本物の新型コロナウイルスを使ったシミュレーションを実施

米疾病予防管理センター（CDC）や世界保健機関（WHO）は、新型コロナウイルスの感染拡大を防ぐために、一般市民に対してマスクの着用を推奨しています。しかし、これまでに、マスクの着用が新型コロナウイルスの飛沫感染やエアロゾル感染を防ぐことを示唆した研究結果は、疫学研究によるものがほとんどでした。

たとえば、家庭内感染の発生状況を比較したところ、家の中でも家族がマスクをしていた世帯では、そうでない世帯に比べ、感染リスクが低かった、といった研究結果が報告されています［注2］。

今回、植木紘史氏をはじめとする、東京大学医科学研究所の河岡義裕氏の研究グループは、新型コロナウイルスの飛沫とエアロゾルの伝播に対する各種マスクの防御効果を調べるために、以下のような実験システムを構築しました。

実験に用いたシミュレーター

　口の部分に穴をあけたマネキンの頭部2つを、対面させた状態で、密閉可能なケースに設置し、一方をウイルス排出側（感染者）、もう一方を吸入側（非感染者）としました。

　排出側にネブライザー［注3］を接続して、口元からウイルスを含む飛沫／エアロゾルが放出されるようにしました。もう一方の、吸入側のマネキン頭部の口元の穴には、アルミニウムのパイプを接続し、続いて、ゼラチン膜フィルターを組み入れたウイルス回収ユニットをつなぎ、そこから、シリコンチューブを介して人工呼吸器と接続しました。

　ウイルス排出側からは、軽いせきと同じくらいの速度（2m/秒）で、霧状にしたウイルス懸濁液を20分間放出させました。含まれていた粒子の内訳は、3μm未満が20％、3μm以上5μm以下が40％、5μm超～8μm以下が40％でした。しかし、20分がたつうちに、それらの一部から水分が蒸発し、エアロゾル化すると予想されるため、チャンバー内には、飛沫とエアロゾルの両方が漂っていたと考えられました。

　吸入側に接続した人工呼吸器は、成人の通常の肺呼吸と同様になるように設定しました。ゼラチン膜フィルターに捕集されたウイルスRNAの量は、PCR検査を行って測定しました。また、捕集されたウイルスの感染能の評価にはプラークアッセイ［注4］を用いました。

［注3］液体を細かい霧状にする装置。霧化した薬液を吸入させる治療は、ぜんそくや副鼻腔炎の患者などに広く適用されている
［注4］培養細胞に感染することができるウイルスが、標本中にどのくらい存在するか（ウイルス力価）を調べる実験

このシステムを用いて、以下（次ページ）のような実験をいずれも3回ずつ行い、平均値を求めた結果、以下（次ページ）のような結果が得られました。

［注1］Ueki H, et al. mSphere. 2020 Oct 21;5(5):e00637-20.

［注2］Wang Y, et al. BMJ Global Health 2020;5:e002794.