食べ物がなくても3週間、水がなくても最長3日間は生きられます。しかし、空気がなければ、わずか3分ほどしか生きられません。大切なのは空気の量だけではなく、その質も欠かせません。残念ながら、空気は細菌やウイルスなど、空気感染する病原体として知られる危険な病原微生物に汚染されることがあります。
空気感染する病気は非常に容易に伝播し、命に関わる呼吸器疾患を引き起こす可能性があります。そのため、空気感染症の流行が公衆衛生上の大きな懸念となり、研究者たちがきれいな空気を供給する技術の開発に懸命に取り組んでいるのも不思議ではありません。しかし、これまでのところ、そうした技術の成果は限られています。
今回、新たな研究により、非熱プラズマ――全体としては電荷を持たないものの、電荷を帯びた粒子で構成される低温のガス――は、空気中のウイルスを不活化し、無菌の空気を供給できる可能性があることが示されました。
この技術には長い歴史があり、医療や食品産業など多くの分野で応用されていますが、今回の用途はまったく新しいものです。
壊滅的な感染症の流行
空気を介して広がるウイルスには、インフルエンザ、普通感冒（ライノウイルス）、水痘・帯状疱疹ウイルス（水ぼうそう）、おたふく風邪、麻疹などがあります。特に麻疹は、多くの親が子どもに予防接種を受けさせていないことから、公衆衛生上の時限爆弾と呼ばれています。重要なのは、麻疹の感染を完全に防ぐ唯一の方法が予防接種だということです。
感染者は、くしゃみやせきの際に排出される飛沫や微粒子を通じて、空気感染するウイルスをうつすことがあります。こうしたウイルスは、空気を介して人から人へ非常に速く広がり、学校や介護施設など人が密集する場所では特に感染が拡大しやすくなります。
インフルエンザは最も一般的な空気感染ウイルスの一つで、非常に感染力が強い病気です。症状は軽度から重度の呼吸器疾患、さらには死亡に至るまで幅があり、突然の発熱、せき、のどの痛み、鼻水、頭痛、倦怠感、筋肉痛や関節痛などが見られます。インフルエンザウイルスによる入院や死亡は、子ども、高齢者、妊婦、HIV感染者やがん患者など免疫機能が低下した人、慢性疾患のある一部の人など、重症化リスクの高い人々に起こり得ます。
WHOによると、インフルエンザによる重症患者は、年間300万人超に上り、死亡者数は約29万～65万人です。最も致死的なインフルエンザのパンデミックは、1918～1919年のスペイン風邪（H1N1）で、世界人口の約4分の1が感染し、死者は4,000万人を超えました。新たに出現した空気感染ウイルスである重症急性呼吸器症候群（SARS）も、急速に広がり、中国から世界各地の多くの国へと拡散しました。
軽度の空気感染性ウイルス感染症は、安静と水分補給で治療します。しかし、重症感染症の治療に特化した抗ウイルス薬はありません。また、定期的な手洗いなどの習慣で感染への曝露を減らすことはできますが、感染を防ぐのは非常に困難です。感染した場合は、ティッシュや医療用マスクでくしゃみやせきを覆うことで、他の人にうつすリスクを減らせます。
空気をきれいにする
現在、空気を消毒する方法はいくつかありますが、いくつかの限界があります。紫外線殺菌照射（UVGI）はその一例で、紫外線を使って微生物のDNAを破壊し、人体内で増殖できないようにして、微生物を殺す、または不活化する消毒方法です。しかし、UVGIを過度に浴びると、健康に悪影響を及ぼすおそれがあり、皮膚の紅斑（皮膚表面の赤み）や、光角膜炎と呼ばれる痛みを伴う眼の疾患につながります。
空気をフィルターに通す空気ろ過は、粒子を取り除き、医療施設などの建物に外部の病原体が侵入するのを防ぐ効果的な空気清浄方法です。しかし、空気感染する病原体の中には、除去するには小さすぎて、エアフィルターを通り抜けるものもあります。
それでも、ミシガン大学の研究者たちが開発した新しい方法には期待が持てます。「Journal of Physics」に掲載された研究によると、非熱プラズマは、空気分子のエネルギーを持つ荷電断片を放出することで、空気中のウイルスの99.9％を不活化できます。この断片は、ウイルスを1秒未満で破壊できます。非熱プラズマは、細菌も細胞壁を破壊することで殺すことができます。
プラズマは非熱プラズマ反応器で生成されました。空気中の病原体が反応器を通過すると、ラジカルと呼ばれる不安定な原子（オゾンなど）と反応します。これらのラジカルは、接触した微生物の脂質、タンパク質、核酸を変化させ、病原体を殺すか、無害化します。この装置は、空気の流れから病原体をろ過する機能も備えています。
ろ過と空気感染病原体の不活化を組み合わせることで、現在の装置よりも効率的に無菌の空気を供給できます。研究チームはすでに、空気感染病原体の拡散を防ぐ効果を調べるため、養豚場の換気気流を使った反応器の試験を始めています。
しかし、装置に効果があるとして、安全なのでしょうか。オゾンが呼吸器疾患と関連していることは知られています。しかし研究者によると、この装置からのオゾン曝露は規制基準の範囲内であり、安全上の危険にはならないとのことです。
非熱プラズマ反応器は、従来のフェイスマスクに代わり、無菌の空気を供給できる可能性があります。公共交通機関や学校、病院など、人が密集する場所では特に有用です。
空気感染症の伝播を防ぐことがいかに難しいかを考えると、これは朗報です。食べるものや飲むものは選べることが多い一方で、私たちは結局、吸い込む空気を選ぶことはできません。
