オゾンとロタウイルス｜不活化の研究と、知っておきたいこと

オゾンコラムには、すでにロタウイルスに関する一般的な解説記事があります。本記事では、ロタウイルスに関するレビュー論文や、アメリカのブルックヘブン国立研究所などが報告した研究をもとに、オゾン（オゾン水）とロタウイルスの関係を、もう一段詳しく整理します。

ここで先にお伝えしておきたいのは、本記事が紹介するのは、あくまで特定の実験条件下で行われた研究の結果だという点です。研究で示された不活化と、家庭や現場での感染予防は、同じものではありません。その違いも含めて読み進めていただけると、判断材料として役立つはずです。

ロタウイルスはどんなウイルスか（オゾンとの関係から見る）

ロタウイルスは、インフルエンザウイルスやノロウイルスに比べると、少し馴染みの薄いウイルスかもしれません。

国立感染症研究所の情報によると、ロタウイルスは急性の感染性胃腸炎を引き起こすウイルスです。主に5歳未満の小児に感染し、感染経路は糞口感染が中心とされています。感染力が非常に強く、発症の予防が難しいウイルス感染症として知られています。

予防策として最も推奨されているのは、ロタウイルスワクチンです。オゾンに関する研究を読むときも、この点を前提に置いておくと、オゾンを過大にも過小にも扱わずに整理できます。本記事は、ワクチンに代わる予防手段としてオゾンを位置づけるものではなく、研究で何がわかっているかを整理するものです。

ロタウイルスの構造と、オゾンの作用が関わる理由

オゾンには強い酸化作用があり、この酸化作用がウイルスの構造に働きかけると考えられています。なぜロタウイルスがオゾンの作用を受けやすいとされるのかを理解するには、まずウイルスの構造を押さえておくと分かりやすくなります。

ここでは、1989年に執筆され、現在まで多く引用されているロタウイルスのレビュー論文をもとに、特徴を整理します。

エンベロープを持たないウイルスという特徴

ウイルスは、エンベロープと呼ばれる膜状の構造を持つか持たないかで、大きく二つに分けられます。ロタウイルスは、エンベロープを持たないウイルスに分類されます。

ロタウイルスは、カプシドと呼ばれる蛋白質の殻を持っています。成熟したウイルス粒子は、直径およそ75ナノメートルで、外層・内層・コアからなる多層の正二十面体の構造をとります。

一般に、エンベロープを持たないウイルスは、アルコールなどの消毒剤に対して抵抗を示しやすいとされています。一方で、後述する研究では、オゾンの酸化作用については、ロタウイルスが一定の条件下で不活化されたと報告されています。作用するものによって、ウイルスの受けやすさは異なる、ということです。

遺伝子と複製のしくみ

ウイルスは、遺伝情報を担うゲノムの種類によっても分類されます。ヒトの細胞が二本鎖DNAをゲノムとするのに対し、ウイルスはDNAかRNAか、一本鎖か二本鎖かによって分かれます。ロタウイルスは、二本鎖RNA（dsRNA）に分類され、ゲノムは11個のセグメントで構成されています。

ロタウイルスは、自身だけでは増殖できず、感染した細胞の中で複製を行います。複製の際には、RNAを鋳型としてRNAを複製する「RNA依存性RNAポリメラーゼ」という酵素が働きます。また、複数の種類のウイルスが一つの宿主に同時に感染した際に、新しい遺伝子構成を持つウイルスが現れる「遺伝子再集合」を起こすことも知られています。

カプシド蛋白質とオゾンの酸化作用

ウイルスが細胞に感染する際には、外側のカプシド蛋白質が重要な役割を担うことが多いとされています。カプシドが、他の細胞との接触面に位置するためです。

ロタウイルスの場合、最外層のカプシド蛋白質であるVP4が、蛋白質分解酵素によって一部切断されると、感染力が強まることがわかっています。

後述する研究では、オゾンはこのカプシドの蛋白質に働きかけることで、ウイルスの感染性に影響を及ぼしていると考察されています。エンベロープを持たないロタウイルスにとって、外側にあるカプシド蛋白質が、オゾンの酸化作用を受ける接点になっている、という読み方です。

研究で報告されているオゾンによるロタウイルス不活化

ここからは、オゾンによるロタウイルスの不活化を扱った具体的な研究を紹介します。いずれも実験室で行われた研究であり、報告されている数値は、それぞれの実験条件のもとでの結果です。

ブルックヘブン国立研究所の報告（1987年・実験室条件）

アメリカのブルックヘブン国立研究所のグループは、1987年に、オゾンによるヒトとサルのロタウイルスの不活化に関する研究を報告しています。

この研究では、ヒトのロタウイルスのほうが、サルのロタウイルスよりもオゾンによって不活化されやすかったとされています。また、0.25mg/Lのオゾンが、温度に関わらず、どちらのロタウイルスも不活化できたと報告されています。

ただし、この実験では、オゾンを生化学実験で用いられるリン酸-炭酸緩衝液に溶かして使用しています。論文の著者ら自身も、この結果は実験室環境で用意されたものであり、より多様な環境でのオゾンによる不活化実験を重ねて知見を深めるべきだと述べています。つまり、報告された数値は、特定の溶液・条件下での結果であることを前提に読む必要があります。

オハイオ州立大学の報告（2002年・処理方法の比較）

アメリカのオハイオ州立大学のグループは、2002年に、ヒトロタウイルスの不活化を評価した研究を報告しています。

この研究では、ヒトロタウイルスを、オゾン処理・高圧処理・パルス電場処理によって処理し、それぞれの効果を評価しています。評価方法としては、処理後のウイルスを、アフリカミドリザル由来の腎臓細胞（MA104細胞）に感染させ、その感染性から効果を測定しています。

オゾン処理については、ウイルスをほぼ不活化するオゾン濃度を、5.2〜25µg/mLとしています。この数値も、この実験の条件下での結果です。

2つの研究で濃度が異なる理由

ここで気をつけたいのは、ブルックヘブン国立研究所とオハイオ州立大学の研究では、不活化に必要とされたオゾン濃度が異なっている点です。

オハイオ州立大学の著者らも、この違いについて論文の中で議論しています。使用したウイルス株の違いや、実験条件の違いが影響しているのではないか、と述べています。

同じ「ロタウイルスをオゾンで不活化する」という研究でも、ウイルス株や実験設計が変われば、報告される数値は変わります。研究の数値を見るときは、単独の数字だけを取り出さず、どの株を、どの条件で扱った結果なのかをあわせて読むことが大切です。

研究結果を読むときに押さえておきたい前提

ここまでの研究は、オゾンとロタウイルスの関係を考えるうえで参考になります。一方で、研究結果を生活や現場の判断に当てはめるときには、いくつか前提を押さえておく必要があります。

一つ目は、実験室条件と実環境の差です。紹介した研究は、緩衝液中や細胞を使った管理された条件下で行われています。実際の空間や物の表面、温度や湿度、ウイルスの量などが異なれば、同じようにいくとは限りません。

三つ目は、一部の条件下の結果を、すべての場面に一般化しないことです。報告された濃度や効果は、その実験の枠組みの中での結果として読むのが適切です。

家庭や現場でオゾンを考えるときの確認ポイント

研究の話を踏まえたうえで、もしオゾンを実際に検討する場合に、整理しておきたい確認ポイントを挙げます。

まず、オゾンガスとオゾン水では、使う場面が異なります。オゾンガスは空間や気中での利用が中心で、オゾン水は水に溶かした状態での利用が中心です。何に対して、どこで使うのかによって、考え方が変わります。

次に、オゾン機器は一括りにできない点です。オゾン発生器には、家庭用、業務用、業務用・家庭用兼用といったカテゴリがあり、使用条件が異なります。無人環境での使用を前提とする業務用機器もあれば、有人環境での使用を想定または許容する家庭用・兼用の機器もあります。どのタイプの機器を、どの場面で使うのかを、製品ごとに確認することが欠かせません。

そのうえで、製品の仕様や使用条件、使用後の換気の手順などは、メーカーの取扱説明書や仕様を確認したうえで判断する姿勢が、結果として失敗の少ない選択につながります。

オゾンとロタウイルスの研究からわかること

ロタウイルスは、エンベロープを持たず、外側にカプシド蛋白質を備えたウイルスです。複数の研究では、オゾンがこのカプシド蛋白質に働きかけ、特定の実験条件下でロタウイルスを不活化したと報告されています。

ただし、報告された濃度は研究によって異なり、いずれも実験室条件での結果です。研究で示された不活化と、生活や現場での感染予防は、同じものではありません。ロタウイルスの予防として最も推奨されるのは、引き続きワクチンです。

オゾンとロタウイルスの研究は、今後さらに多様な環境での検証が期待される分野です。研究の数値を読むときは、条件とセットで受け止め、実際にオゾンを検討する場合は、機器のカテゴリと使用条件を製品ごとに確認していく。この読み方が、過大にも過小にもならない、現実的な判断につながります。