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天候はCOVID-19(新型コロナ)にどのように影響するか

研究によると、気温や湿度が下がるとCOVID-19の症例が多くなります。最近の研究では、寒くて乾燥した天候でより重症化することが指摘されています。これらの調査結果はCOVID-19が季節の影響を受けやすいことを示唆しているのでしょうか?専門家は反対しています。

いくつかの研究では、COVID-19は気温が低いとより顕著になることを示唆しています。
これらの知見はなぜ議論の的になっているのか、そしてなぜ米国では高温多湿の夏に多くの症例が見られるのか。この特集では、COVID-19と最も関連する気象条件を調査しています。

これらの研究を混乱させ、解釈を困難にしている要因に注目しています。また、ある国際的な研究がどのようにしてこれらの問題を回避しようとしているかを説明します。

呼吸器ウイルスが季節変動を示すことを期待するには十分な理由があります。インフルエンザや呼吸器同期ウイルスによる感染は、世界の温帯地域では冬の間に多く見られます。


しかし、呼吸器ウイルスは一般的に季節性があるという事実がある。これは、水滴に乗って感染するウイルスは、水滴がより早く乾燥すると感染しにくくなるからだ。残念ながら、その逆は秋以降にも当てはまる。

- イアン・ジョーンズ教授、レディング大学ウイルス学教授、イギリス


2003年の最初のSARS-CoVの研究では、コロナウイルスの伝播には天候が重要である可能性が示唆されています。このウイルスは季節的なパターンを確立するのに十分な期間流通していませんでしたが、毎日の天候は症例数と関連していました。香港では、気温が24.6℃以下の低気温下では、気温が高い場合に比べて、新たに発症した患者数が18倍も高くなっています。

2003年の7月は暖かく乾燥していたため、流行は一巡しましたが、公衆衛生上の厳しい管理措置も取られていました。呼吸器感染症の季節性に関する最近のレビューでは、寒く乾燥した冬の天候がいかに私たちを一般的にウイルスに感染しやすくするかが説明されています。

これらの条件では、私たちの鼻の粘膜が乾燥し、順番に繊毛、鼻腔に並ぶ小さな毛の機能が低下します。繊毛は、鼻からウイルスを除去するのに失敗する可能性があることを意味し、これらの拍動が少なくなります。レビューでは、相対湿度40~60%が呼吸器の健康には理想的であると結論づけています。

アメリカ人は時間の87%を室内で過ごしています。冷たく乾燥した空気と室内の暖かい空気が出会うと、室内の空気の湿度が最大20%低下します。冬の室内湿度は10~40%ですが、秋から春にかけては40~60%になります。湿度が下がることで、ウイルスのエアロゾルの拡散を助け、ウイルスがより安定した状態になる可能性があります。

湿度と降雨

COVID-19 患者の症例を対象とした実験室および観察研究では、湿度が SARS-CoV-2 ウイルスに与える影響が示されています。

実験室で生成された SARS-CoV-2 ウイルスのエアロゾルは、室温、23℃、53%の相対湿度で安定していました。ウイルスは 16 時間後にもあまり退化せず、MERS や SARS-CoV よりも堅牢でした。これは、その高いレベルの空気感染性を説明するのに役立ちます。

実験室での研究では、ウイルスが実際の世界でどのように振る舞うかを必ずしも予測できるわけではありません。しかし、COVID-19の症例数が50例以上ある中国の17都市を対象とした研究では、湿度の上昇とCOVID-19の症例数の減少の間に関連性があることが明らかになりました。

研究チームは、湿度を絶対湿度、つまり空気中の水分の総量として測定しました。絶対湿度が1立方メートル当たり1グラム(1g/m3)上昇するごとにCOVID-19の症例数は67%減少し、湿度の上昇と症例数の増加の間に14日のラグがありました。

専門家の報告によると、オーストラリア、スペイン、中東では症例数と湿度の間に同様の関連性があるといいます。

温度と湿度が相互に作用する方法は、緯度によって決定される異なる気象パターンを提供します。

気候データの比較では、COVID-19が高レベルで拡散している8つの都市を調べました。

武漢、中国
東京、日本
韓国・大邱
イラン・コム
イタリア・ミラノ
パリ、フランス
アメリカ・シアトル
スペイン・マドリード

これらの都市は、COVID-19の広がりが低い世界の他の42都市と比較しました。最初の8都市はすべて北緯30度から北緯50度の間の狭い範囲に位置していました。

2020年1月から3月の間、影響を受けた都市では、平均気温が5~11℃、41~52°F、絶対湿度が4~7g/m3と低めでした。著者らは、これらの調査結果を次のように結論づけています。


季節性呼吸器ウイルスの行動と一致する


インフルエンザの研究では、降雨が湿度を駆動する熱帯地域では、湿度の高い雨の条件で高い感染率を示しています。

アメリカの研究者は、冬場の感染率を高めるためには、18~21℃(64~70°F)、比湿度が11~12g/kg(約13~14g/m3に相当)以下であることが閾値として設定されています。これらの温度と湿度のレベルが高い熱帯国では、降雨量が多い(月に150mm以上と定義されている)場合にインフルエンザの感染率が高くなりました。

ブラジルの研究者は世界中の降雨量を調べ、降水量が多いとCOVID-19の症例も増加することを確認しました。1日あたりの平均降雨量が1インチで、1日あたり56人のCOVID-19症例が増加しました。降雨量とCOVID-19の死亡者数との間には関連性は見られませんでした。

気温

COVID-19の症例と気温との関連性はあまり確かではありません。中国の研究では、気温との関連性が見出されていますが、不確定です。

同様に、オーストラリア、スペイン、イランの研究者は、気温とCOVID-19の感染や死亡には何の影響もないと報告しています。

しかし、トルコ、メキシコ、ブラジル、米国では、気温が高いほど症例数が少ないことと関連していますが、閾値があるようです。気温が高くなってもCOVID-19の感染がこれ以上減少することはなく、これが格差の一部を説明している可能性があります。

これは、SARS-CoV-2 ウイルスが体外では 4°C(39.2°F)で非常に安定していますが、37°C(98.6°F)を超えるとますます不安定になるという実験室での研究結果と一致しています。

日照時間と紫外線量

スペインでの研究では、5日間の日照時間が長いほどCOVID-19の症例数が多いことがわかりました。この正の関連性は、日照時間と症例数の間に8日と11日のラグがあっても維持された。ロックダウン前の日照時間と最初の5日間の日照時間の間には関連性はありませんでした。

これは、日照時間が長いほど感染率が低いことを示唆するインフルエンザ研究の結果と矛盾しています。著者らは次のように述べています。


日照時間が長いと感染率が低下することを示唆している。


対照的に、ウイルスや細菌を殺すために必要な波長は280ナノメートル(nm)以下であるため、太陽の紫外線の影響はないようです。

このタイプの紫外線(UVC)はオゾン層で吸収されるため、地球には届きません。もし地球に届いた場合、人間は数分以内に皮膚や目に重度の火傷を負うことになります。

280-320nmとして定義されたUVB光のいくつかのマイナーな効果は、より高い高度での寒さと乾燥した条件でCOVID-19の低い透過率の矛盾した所見を説明するために提案されています。しかし、これらの地域の人々のビタミンDレベルの上昇など、他の要因がより重要であるかもしれません。

論争


このウイルスは今のところ季節的なパターンを示していない。明確なのは、ウイルスから圧力を奪えばウイルスは跳ね返るという事だ。これが現実であり、事実である。

- マイケル・ライアン博士、WHOプレスブリーフィング 8/10/20 20:51分


英国オックスフォードの研究者たちは、COVID-19感染の季節性を明らかにするために、COVID-19の症例数とそれに関連する気象条件に関する観測研究を利用すべきではない理由を挙げています。

彼らは、ほとんどの国で試験能力が大きな問題となっており、報告されている症例数よりも多くの症例が存在することを意味すると主張しています。

したがって、天候と検査の機会の増加に関連したあらゆる要因は、検査の増加が単に数字を押し上げているだけで、症例数が天候によるものであるかのように見せかけてしまう可能性があります。

例えば、他の呼吸器疾患は冬の間に一般的であり、COVID-19の検査を受けることを促す可能性があります。別のウイルスの呼吸器症状がなければ明るみに出てこなかったであろう、より軽い症例が特定されるでしょう。

さらに、心血管疾患などの他の疾患は、寒い時期に多く見られます。病院に来院した患者は検査を受ける可能性が高く、それがさらなる症例の特定につながります。しかし、これらは天候にリンクした他の状態に関連しているだろうし、必ずしもCOVID-19とは限りません。

それにもかかわらず、COVID-19による死亡は、重度の症状を持つ患者が天候とは無関係に病院に通院することが予想されるため、検査能力によって交絡される可能性は低いです。上記の研究の中には、死亡と天候の変化との間の関連を報告しているものがあります。

パンデミックの間、新しいウイルスは、誰も免疫を持っていない集団を介して急速に広がります。全米科学・工学・医学アカデミーは、COVID-19の感染に関するコンセンサス報告書の中で次のように述べています。


過去250年以上の間に10回のインフルエンザ・パンデミックが発生しており、そのうち2回は北半球の冬に始まり、3回は春、2回は夏、3回は秋に発生している。いずれも、最初の導入時期に関係なく、ヒトの集団にウイルスが出現してから約6ヶ月後に第2波のピークを迎えている。


プリンストン大学と国立衛生研究所ベセスダ校の研究者は、通常、風邪の原因となる SARS-CoV-2 に類似した 2 つのベータコロナウイルスのデータを使用して、天候との関係で SARS-CoV-2 の広がりをモデル化しました。

その結果、コミュニティ内でのパンデミック感染は、気温や湿度の上昇などの天候の変化による軽微な影響を無視するほど強力である可能性が高いことがわかりました。

このモデルは、密接な接触や閉鎖空間、人ごみを避け、それが不可能な場所ではマスクを着用するなどの公衆衛生管理措置が弱い国が、高温多湿の夏の条件で高い感染率を示している理由を説明しています。


Rachel [Baker]氏が論文で主張しているように、感染には季節的な影響があると思われるが、感染しやすい人の割合が高いことを考えると、感染を抑えることはできなかった。現在の米国でのアウトブレイクは、天候に左右されなければ悪化する可能性が高く、他のすべてのものが同じままであると仮定して、秋から冬にかけて悪化する可能性が高い。ワクチン接種を受けた人や回復した人が十分にいれば、風邪やインフルエンザのように、毎年冬になるとCOVID-19の小規模で季節的な大発生が戻ってくるだろう。

- マルタ・ショッケ


COVID-19の厳しさと気象を探る新しい研究

季節性とCOVID-19の画像を混同する非天候要因の問題を克服するために、国際的な研究者グループは、症例数ではなくCOVID-19の重症度を分析しました。

ヨーロッパの6つの病院と中国の浙江省の13の病院の入院患者のデータを用いて、COVID-19の死亡者数、平均在院日数、集中治療室への入院患者数は、パンデミックが発生した日が増えるごとに減少していることがわかりました。

これはヨーロッパのほとんどの病院で認められましたが、中国の病院では認められませんでした。中国のパンデミックの増加は冬の間だけでしたが、ヨーロッパではCOVID-19は冬から春にかけて流行しました。

ヨーロッパの病院では気温が上昇するごとに死亡者数が減少したが、中国の病院では減少しませんでした。著者らは2月と7月の治療の改善を無視し、デキサメタゾンの使用による影響はわずかであったとしています。

著者らは、重症度の低下は、湿度による鼻粘液の変化と鼻毛によるウイルスクリアランスに関連していると仮説を立てています。

重症度の低下という知見は、COVID-19に関連する症状を自己申告した400万人の市民を対象とした米国と英国のデータセットで裏付けられました。37,000人以上の人々がCOVID-19検査陽性と密接な相関を持つ症状クラスターを持っていた。研究期間中、症状の持続時間にも同様の減少が見られました。

この研究が意味すること

本研究はプレプリントであり、観察研究です。したがって、因果関係を確立することはできませんが、早期気象やCOVID-19の事例研究における潜在的な交絡因子を克服するためにはある程度の道を進みます。

COVID-19が季節性であるとすれば、専門家は、主要なパンデミック波が発生した後の2021年か2022年にこれを立証する可能性が高いです。

その間、著者らは、古来より行われてきた鼻腔灌水の習慣を含め、患者や一般市民のための水分補給を考慮することの重要性を示唆しています。


病気の初期段階で患者に加湿された空気を提供することは有益であるかもしれない。そして、COVID-19パンデミックが急速に進行している状況では、積極的にすべての公共および民間の加熱された空間で乾燥した空気の普遍的な加湿を促進し、積極的な鼻衛生と水分補給を行うことが不可欠であろう。


 

この記事は、MEDICAL NEWS TODAYに掲載された「How does weather affect COVID-19?」を翻訳した内容です。

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