人間の活動により、人口増加、移住、野生動物の消費などを通じて、人獣共通感染症の発生が増加している。
博物館は、科学者が将来のパンデミックを予測・分析し、備えるための手がかりを保存しています。
わずか20年足らずの間に、SARS、MERS、エボラ出血熱、ジカ熱、そして現在のCOVID-19と、世界各地の地域社会が大規模な感染症の発生に次々と見舞われてきた。人間に新たに出現する感染症のほぼすべては、野生動物が保有する微生物に由来し、それが蚊やダニなどを介して直接的または間接的に人間へと「飛び移る」ことで発生している。
人獣共通感染症の発生増加の一因は、人口増加、移住、野生動物の消費を含む人間の活動が、野生動物との接触機会の増加につながっていることにある。同時に、ウイルスやその他の微生物における遺伝子変異が、感染症の出現の新たな機会を生み出している。
しかし人類は、地球の生物多様性とその自然生態系について、依然としてほとんど把握できていない。地球上で推定されている種のうち約20％にあたる200万種のみが、命名されているにすぎない。私たちの見解では、生物多様性のほぼすべての側面に対するこの根本的な無知が、COVID-19パンデミックの主要な側面への対応を、非効率的で、調整が不十分で、科学的根拠に乏しいものにしてしまった。
私たちは、植物および哺乳類の進化、そして新興感染症に関して多様な専門的背景を持つ。米国各地および他の6カ国の同僚とともに執筆し、最近発表された論評では、将来のパンデミックを予測するための、ほとんど活用されていない資源を特定した。それは、世界各地の博物館に所蔵されている自然史コレクションである。
これらのコレクションには、地球上の生命の多様性を示す動物、植物、その他の生物の標本が保存されている。それらは情報と試料の貯蔵庫であり、科学者が病原体の発生源、宿主、伝播経路を特定する手助けとなりうる。このようにコレクションを活用するには、より多くの資源と、生物多様性科学者と感染症発生の調査に当たる専門家との、より密接な連携が必要になると私たちは考えている。
デイビッド・アッテンボロー卿が、博物館のコレクションが自然界への理解にどのように寄与しているかを解説する。
地球上の生命の記録保管庫
研究によれば、人獣共通感染症の増加は、動物の生息地への人間の侵入に起因している。特に、熱帯雨林の破壊は、世界各地で、野生動物に自然に存在し、人間の種に病気を引き起こしうる微生物と私たちを直接向き合わせることとなった。
地球の生物多様性は、系統樹によって互いに結びついている。ウイルス、細菌、その他の微生物は、何百万年もの間宿主とともに進化してきた。その結果、コウモリのような野生動物の宿主の体内に病気を起こさずに存在するウイルスが、人間に伝播すると非常に病原性が高くなることがある。人獣共通感染症はまさにこのケースに当たる。
残念ながら、感染症の発生に対する各国の対応は、病原体とその野生の宿主の基本的な生物学、あるいは病原体そのものの同定についてさえ、非常に限られた知識に基づいていることが多い。科学者として私たちは、自然史コレクションに蓄積された何世紀にもわたる生物学的知識と資源を活用することで、感染症の発生源と伝播経路を特定するための、根拠に基づいた道筋を示せると考えている。
動物、植物、菌類のこれらのコレクションは何世紀も前にさかのぼり、地球上の生命に関して入手可能な最も豊富な情報源である。これらは、スミソニアン協会から小規模な大学まで、さまざまな規模の博物館に収蔵されている。
世界の自然史コレクションを合わせると、推定で30億点を超える標本を含むとされ、そこにはSARS、MERS、COVID-19を引き起こしたコロナウイルスの宿主となりうる生物の保存標本も含まれる。これらのコレクションは、空間的にも時間的にも、地球の生物多様性を示す強力な分布地図を提供している。
保存された病原体
研究者は、これらのコレクションをどのように疾病の発見に役立てることができるのか。各標本、例えばフロリダ産のサラセニア属の一種や、乾燥したニューメキシコ州産のシカネズミは、学名、採集日、採集場所、そしてしばしばその他の関連情報とともに目録化されている。こうした記録は、宿主種とそれに関連する病原体がどこに生息し、いつその場所で確認されたかについての、科学者の理解の基盤となっている。
感染症の発生場所を、その地域に生息する潜在的な病原体の宿主と結びつけることで、有力な宿主、病原体の発生源、そして宿主から人間へ、また人から人への伝播経路を特定する手助けとなりうる。これらの自然史コレクションは大規模なオンラインデータベースを通じて世界的に結びついており、そのため世界のどこにいる研究者でも、遠方地域の潜在的な宿主に関する情報を見つけることができる。
しかし、これはほんの始まりにすぎない。コレクションに保存されたげっ歯類、コウモリ、その他の潜在的な宿主動物の標本には、コロナウイルスのような保存された病原体も含まれている。これにより研究者は、数十年以上前に全く別の目的で採集された標本を使って、微生物を迅速に調査することができる。この情報を用いて病原体を迅速に特定し、特定の野生宿主と関連付け、さらに地理的空間を越えた病原性微生物と宿主の過去の分布や進化を再構築することが可能になる。
多くのコレクションには、特殊な低温冷凍庫で保存された動物標本の凍結試料が含まれている。これらの材料は、遺伝子解析を用いて、微生物や人間に感染しうる病原体を迅速に調査することができる。科学者は、動物標本から見つかった病原体のDNA配列を、病気の原因となる病原体と比較し、伝播経路を特定・追跡することができる。
例えば、ニューメキシコ大学に保管されているシカネズミの博物館標本は、1993年に米国南西部で13人の死者を出した新たに発見されたハンタウイルスの一種を迅速に特定する上で重要な役割を果たした。その後の保存標本に関する研究により、世界各地のげっ歯類、トガリネズミ、モグラ、そして近年ではコウモリにおいて、多数の新種およびハンタウイルスの変異株が明らかにされている。
博物館の設備を整え、科学者をつなぐ
自然史コレクションは、伝染病やパンデミックの研究に革命をもたらす可能性を秘めている。しかし、そのためにはより多くの支援が必要となる。
生物学において基盤的な役割を果たしているにもかかわらず、コレクションは一般に資金と人員が不足している。その多くは、遺伝子解析に用いる最近の標本や関連する凍結組織を欠いている。地球上の多くの地域、特に熱帯に近い生物多様性の豊かな国々では、サンプリングが十分に行われていない。
生物多様性科学を生物医学研究や公衆衛生に役立てるためには、博物館はより多くの野外サンプリングを行い、特に生物多様性の豊かな国々において、コレクションを収容する新たな施設を整備し、試料の採取、DNA配列の解析、感染経路の追跡を行う科学者のためのデータベースを拡充する必要がある。こうした投資には、資金の増額と、生物医学および生物多様性科学における技術革新が求められる。
もう一つの課題は、自然史のキュレーターや、疾病の仕組みを研究する病態生物学者が、基礎研究と臨床研究の双方に明確な利点があるにもかかわらず、別個の科学コミュニティで活動しており、互いの資源についてほとんど認識していないことである。私たちは今こそ、多様な資源をどのように活用するかを見直し、より強固な結びつきを築くことを考えるべき時だと信じている。自然史博物館、病態生物学者、公衆衛生機関の間の連携は、将来のパンデミックを予測し、場合によっては未然に防ぐ能力にとって鍵となるだろう。
