病気の細菌説

コレラを引き起こす細菌であるコレラ菌の走査型電子顕微鏡画像

病原体説は、現在多くの疾患において受け入れられている科学的理論です。病原体または「細菌」と呼ばれる微生物が疾患を引き起こす可能性があるとされています。拡大鏡なしでは見えないほど小さなこれらの生物は、動物、植物、さらには細菌に侵入します。宿主内での増殖と繁殖が疾患を引き起こす可能性があります。「細菌」とは、細菌だけでなく、原生生物や真菌などのあらゆる種類の微生物、あるいは寄生虫、ウイルス、プリオン、ウイロイドなどの病原体を指します。[ 1 ]病原体によって引き起こされる疾患は感染症と呼ばれます。病原体が疾患の主な原因であっても、環境要因や遺伝的要因が疾患の重症度や、潜在的な宿主が病原体に曝露された際に感染するかどうかに影響を与えることがよくあります。病原体は、生命の複数の領域にわたって、ある個体から別の個体へと伝染する病原体です。

細菌学の基本的な考え方は、 1546年にジローラモ・フラカストロによって提唱され、 1762年にマーカス・フォン・プレンツィによって拡張されました。しかし、ヨーロッパではそのような見解は軽蔑され、科学者や医師の間ではガレノスの瘴気説が依然として主流でした。

19世紀初頭には、最初のワクチンである天然痘ワクチンがヨーロッパで普及していましたが、医師たちはその効果や、その原理を他の病気にどのように応用できるかを知りませんでした。1850年代後半、ルイ・パスツールの研究によって過渡期が始まりました。この研究は後に1880年代にロベルト・コッホによって発展させられました。1880年代末までに、瘴気説は細菌説との競争に苦戦していました。ウイルスは1890年代に初めて発見されました。最終的に、細菌学の「黄金時代」が到来し、細菌説は多くの病気を引き起こす実際の微生物の特定に急速につながりました。[ 2 ]

瘴気説

ロバート・シーモアによるコレラ流行の描写は、有毒な空気の形で病気が広がる様子を描いています

瘴気説は、19世紀末に細菌説が定着する以前は、病気の伝播に関する有力な説でした。しかし、もはや科学界では正しい説明として受け入れられていません。この説では、コレラ、クラミジア感染症、黒死病などの病気は、瘴気（古代ギリシャ語で「汚染」）によって引き起こされるとされていました。瘴気とは、腐敗した有機物から発生する有害な「悪臭」の一種です。[ 3 ]瘴気は、腐敗した物質（ミアスマ）の粒子で満たされた有毒な蒸気または霧であり、その悪臭によって識別できると考えられていました。この説は、病気は汚染された水、汚れた空気、劣悪な衛生状態などの環境要因によって生じると仮定しました。この説によれば、このような感染症は個人間で伝染するのではなく、そのような蒸気を発生させる場所にいる人々に感染すると考えられていました。[ 4 ]

細菌学の発展

ギリシャとローマ

古代ギリシャの歴史家トゥキュディデス（紀元前 460年頃～紀元前 400年頃）は、アテネのペスト流行に関する記述の中で、感染者から他者に病気が広がる可能性があることを初めて記しました。[ 5 ] [ 6 ]

直接接触を介さない伝染病の伝播に関する一つの説は、胞子のような「種子」（ラテン語：semina）が空気中に存在し、空気中を拡散することで伝播するというものでした。ローマの詩人ルクレティウス（紀元前 99年頃-紀元前 55年頃）は、詩『事物の性質について』（紀元前 56年頃）の中で、世界には様々な「種子」が存在し、その一部は吸入または摂取することで人を病気にすると述べていました。[ 7 ] [ 8 ]

ローマの政治家マルクス・テレンティウス・ウァロ（紀元前116年 - 紀元前27年）は、著書『農業三書』（紀元前36年）の中で、「沼地の近くでも用心しなければならない。なぜなら、目に見えない小さな生き物が繁殖しており、それが空気中に浮遊して口や鼻から体内に入り込み、深刻な病気を引き起こすからである。」と記している。[ 9 ]

ギリシャの医師ガレノス（西暦129年 - 200年/216年頃）は、著書『病因論』（西暦 175年頃）の中で、一部の患者は「熱の種」を持っているのではないかと推測しました。[ 7 ] : 4 ガレノスは著書『熱の諸型について』（西暦 175年頃）の中で、疫病は空気中に存在する「ある種の疫病の種」によって広がるのではないかと推測しました。[ 7 ] : 6 また、著書『伝染病学』（西暦 176年 - 178年頃）の中で、ガレノスは、患者の体内に何らかの「病の種」が潜んでいるため、発熱から回復する過程で病気が再発する可能性があり、患者が医師の治療計画に従わなければ、その病の種が再発を引き起こすと説明しています。[ 7 ] : 7

中世

ペルシャの医師イブン・シーナー（ヨーロッパではアヴィセンナとして知られる）は、『医学大典』 （1025年）の中で、瘴気と伝染の理論を組み合わせたものを提唱しました。彼は、人が呼吸によって病気を他人に感染させること、結核による伝染、そして水や土を介した病気の伝染について言及しました。[ 10 ]

中世初期、セビリアのイシドール( 560年頃– 636 年頃) は、著書『物の性質について』 (西暦 613 年頃)の中で「疫病をもたらす種子」 (ペスティフェラ セミナ) について言及しました。[ 7 ] : 20 その後、1345 年にイタリアのボローニャのトンマーゾ・デル・ガルボ( 1305 年頃– 1370 年) は、著書『Commentaria non-parum utilia in libros Galeni』 (ガレノスの書籍に関する役立つ解説) の中でガレノスの「疫病の種」について言及しました。[ 7 ] : 214

16世紀の宗教改革者マルティン・ルターは伝染病の理論についてある程度の考えを持っていたようで、次のように述べている。「私は3度の疫病を生き延び、2箇所の発疹のある人を何人か訪ねましたが、神に感謝して、痛みはありませんでした。その後、家に帰ると、当時赤ん坊だったマーガレット（1534年生まれ）を抱き上げ、洗っていない手で彼女の顔に触れました。忘れていたからです。そうでなければ、そんなことをするべきではありませんでした。神を試すようなことになっていたでしょうから。」[ 11 ] 1546年、イタリアの医師ジローラモ・フラカストロは、伝染病の性質、主要な病原体の分類、これらの病気の予防と治療に関する理論を扱った3冊の本、 De Contagione et Contagiosis Morbis（伝染と伝染病について）を出版した。フラカストロは、感染した宿主との直接接触、媒介物との間接接触、あるいは空気中の粒子を通じて伝播する「病気の種子」を原因として挙げた。[ 12 ]

近世

1668年、イタリアの医師フランチェスコ・レディは、生物が無生物から発生するという自然発生説を否定する実験的証拠を発表しました。レディは、ウジは覆われていない腐った肉からのみ発生することを観察しました。肉をガーゼで覆った瓶に入れておくと、ウジはガーゼの表面に現れ、後にこれは腐った肉の臭いが網目を通り抜けてハエを誘引し、卵を産むためだと理解されました。[ 13 ] [ 14 ]

微生物は、1670年代に、微生物学の先駆者であり「微生物学の父」と称されるアントン・ファン・レーウェンフックによって初めて直接観察されたと言われています。レーウェンフックは、1674年に細菌、酵母細胞、水滴の中に群がる生命体（藻類など）、そして毛細血管内の血球の循環を初めて観察し、記述したと言われています。当時はまだ「細菌」という言葉は存在していなかったため、彼はこれらの微小な生物を「アニマルクル」（小さな動物）と呼びました。彼はこれらの「非常に小さなアニマルクル」を、雨水、池や井戸水、そして人間の口や腸など、様々な場所から分離することができました。

しかし、ドイツのイエズス会司祭であり学者でもあったアタナシウス・キルヒャー（しばしば「キルヒナー」と綴られる）は、それ以前にもそのような微生物を観察していた可能性がある。1646年に執筆された彼の著書の一つには、ラテン語で書かれた章があり、翻訳するとこう記されている。「顕微鏡で観察される自然界の驚くべき構造について…酢や牛乳の中に無数の蠕虫が生息していると誰が信じるだろうか。」キルヒャーは、腐敗した死体、肉、牛乳、分泌物の中に見られる目に見えない生物を「蠕虫」と定義した。顕微鏡を用いた研究を通して、彼は病気や腐敗、あるいは腐敗は目に見えない生物の存在によって引き起こされるという、おそらく最初の確信に至り、「熱病患者の血液中には多くのものが発見されるかもしれない」と記している。1656年にローマで腺ペストが大流行したとき、キルヒャーはペスト患者の血液を顕微鏡で観察した。彼は血液中に「小さな虫」や「動物」が存在することに気づき、この病気は微生物によって引き起こされたと結論付けた。

キルヒャーは感染症の原因を顕微鏡的病原体と考えた初めての人物で、1658年にローマで出版された著書『医学の精査』の中で細菌説を提唱した。 [ 15 ]病気は微生物によって引き起こされるというキルヒャーの結論は正しかったが、彼が顕微鏡で見たものは実際には赤血球や白血球であり、ペスト菌そのものではない可能性が高い。キルヒャーはまた、隔離、検疫、感染者の衣服を焼却、細菌の吸入を防ぐためのマスク着用など、病気の蔓延を防ぐ衛生対策も提唱した。血液中に生物が入り込んで存在するという説を初めて提唱したのもキルヒャーであった。

18世紀にはさらに多くの提唱がなされましたが、普及には至りませんでした。1700年、医師ニコラ・アンドリーは、天然痘などの病気の原因は「虫」と名付けた微生物であると主張しました。 [ 16 ] 1720年、リチャード・ブラッドリーは、ペストと「あらゆる伝染病」は「有毒昆虫」、つまり顕微鏡でしか観察できない生物によって引き起こされるという理論を立てました。[ 17 ]

1762年、オーストリアの医師マルクス・アントニウス・フォン・プレンツィス（1705–1786）は『オペラ・メディコ・フィジカ』と題する著書を出版した。この本では、土壌や空気中に存在する特定の微生物が特定の病気の原因であるという伝染理論が概説されていた。プレンツィスは、流行性かつ伝染性の病気（麻疹や赤痢など）と、伝染性ではあるが流行性ではない病気（狂犬病やハンセン病など）を区別していた。[ 18 ]この本では、アントン・ファン・レーウェンフックを引用して、そのような微生物がいかに普遍的に存在するかを示しており、潰瘍性創傷における細菌の存在を記述した点でも独特であった。結局、プレンツィスが唱えた理論は科学界に受け入れられなかった。

19世紀と20世紀

アゴスティーノ・バッシ、イタリア

19世紀初頭、絹織物生産の崩壊に対する経済的懸念から、イタリアの昆虫学者アゴスティーノ・バッシは、フランス語で「ムスカルディン」、イタリア語で「カルシナッチョ」または「マル・デル・セーニョ」として知られる、幼虫の体に沿って白い菌の斑点を引き起こすカイコの病気を研究しました。1835年から1836年にかけて、バッシは菌の胞子が個体間で病気を伝染させるという研究結果を発表しました。バッシは、病気の幼虫の迅速な除去と表面の消毒を推奨し、現代の予防医療で用いられる方法を概説しました。[ 19 ]イタリアの博物学者ジュゼッペ・ガブリエル・バルサモ＝クリヴェッリは、原因菌の種をバッシにちなんで命名し、現在はボーベリア・バッシアナ（Beauveria bassiana ）に分類されています。[ 20 ]

ルイ＝ダニエル・ボーペルテュイ、フランス

1838年、熱帯医学のフランス人専門家ルイ＝ダニエル・ボーペルテュイは、病気への顕微鏡検査の応用を開拓し、すべての感染症は「アニマルクル」（微生物）による寄生感染によるという理論を独自に提唱しました。友人のアデル・ド・ロスヴィル氏の助けを借りて、彼はパリのフランス科学アカデミーで正式な発表を行いました。1853年までに、彼はマラリアと黄熱病が蚊によって広がると確信しました。彼は黄熱病を媒介する特定の蚊のグループを「国内種」である「縞足蚊」と特定し、これは実際の媒介生物であるネッタイシマカであると認識されました。彼は1854年にこの理論をクマナの官報「Gaceta Oficial de Cumana」に発表しました。彼の報告は公式委員会によって評価され、彼の蚊の理論は却下されました。[ 21 ]

イグナツ・ゼンメルヴァイス、オーストリア

1847年、ウィーン総合病院( Allgemeines Krankenhaus )に勤務していたハンガリーの産科医イグナーツ・ゼンメルワイスは、医師や医学生の介助による出産の後に産褥熱で母体死亡率が劇的に高いことに気づいた。しかし、助産師の介助による出産は比較的安全だった。さらに調査を進めたゼンメルワイスは、産褥熱と医師による分娩婦の診察との関連性を見出し、さらにこれらの医師はたいてい剖検から直接来ていたことにも気づいた。産褥熱は伝染病であり、剖検で得られた物質がその蔓延に関係していると主張したゼンメルワイスは、妊婦を診察する前に医師に塩素処理した石灰水で手を洗わせた。すると彼は、1年間で死亡率が18%から2.2%に急激に減少したことを記録した。この証拠にもかかわらず、彼と彼の理論は当時の医学界のほとんどから拒絶された。 [ 22 ]

ギデオン・マンテル（イギリス）

恐竜の化石の発見で有名なサセックスの医師、ギデオン・マンテルは顕微鏡を見つめ、著書『動物についての考察』（1850年）の中で、「人類を苦しめる最も深刻な病気の多くは、目に見えない動物の生命の特異な状態によって引き起こされているのではないか」と推測しました。[ 23 ]

ジョン・スノー（英国）

イギリスの医師ジョン・スノーは、1854年のブロード・ストリート・コレラ流行を研究したことで、近代疫学の創始者として知られています。[ 24 ]スノーは、沼地の瘴気がマラリアを広めたと主張する18世紀初頭のイタリアの解剖学者ジョヴァンニ・マリア・ランチーシの著作を批判し、腐敗生物による悪臭がすべての症例に存在するわけではないと反論しました。1849年のパンフレット『コレラの感染様式について』の中で、スノーはコレラが糞口経路で広がり、人間の下腸で増殖すると提唱しました。[ 25 ]

1855年に出版された本書の第2版で、スノーはコレラはヒトの上皮細胞よりも小さな細胞によって引き起こされるという理論を立て、1884年にロベルト・コッホが細菌種コレラ菌を原因物質として確認することにつながった。生物学的起源を認めたスノーは、水を沸騰させてろ過することを推奨し、現代の煮沸勧告の先例となった。[ 25 ]

スノー博士は、テムズ川から下水で汚染された水を供給していたサザーク・アンド・ヴォクソール水道会社関連の特定の水ポンプとコレラ症例を結び付ける統計分析を通じて、この会社から供給された地域では、上流のよりきれいなシーシング・ウェルズから水を汲んでいたランベス水道会社のポンプを使用していた住民の14倍の死亡者が出たと示した。スノー博士は、セント・ジェームズ教区の保護委員会に汚染されたポンプのハンドルを撤去するよう説得したことで賞賛されたが、恐怖を感じた住民が地域から逃げ出したため、発生症例はすでに減少傾向にあったと指摘した。[ 25 ]

ルイ・パスツール（フランス）

ルイ・パスツールの自然発生実験は、液体の栄養素が空気そのものではなく、空気中の粒子によって腐敗することを示しています。これらの実験結果は、病気の細菌説を裏付けました

19世紀半ば、フランスの微生物学者ルイ・パスツールは、女性の生殖器をホウ酸で治療すると、粘膜へのダメージを避けながら産後感染症の原因となる微生物を死滅させることを示した。[ 26 ]

レディの研究を基に、パスツールは栄養培養液を入れたスワンネックフラスコを作製し、自然発生を反証しました。フラスコの内容物は湾曲したチューブを取り除いて外部環境の空気と直接接触した場合にのみ発酵するため、パスツールは細菌が環境に定着するためには感染部位間を移動する必要があることを実証しました。[ 27 ]

バッシと同様に、パスツールは細菌学の研究を拡張し、カイコに茶色の斑点を引き起こす病気であるペブリンの研究を行った。 [ 20 ]スイスの植物学者カール・ネーゲリが1857年にノゼマ・ボンビシスという真菌を発見したのに対し、パスツールはその発見を応用してカイコの卵の換気とスクリーニングの改善を推奨した。これは病気の監視の初期の形態であった。[ 27 ]

ロベルト・コッホ（ドイツ）

1884年、ドイツの細菌学者ロベルト・コッホは、特定の微生物と疾患との因果関係を確立するための4つの基準を発表しました。これは現在、コッホの原則として知られています。[ 28 ]

  1. この微生物は、病気にかかっているすべての生物に豊富に存在するはずですが、健康な生物には存在しないはずです。
  2. 微生物は病原体から分離され、純粋培養されなければなりません。
  3. 培養された微生物は、健康な生物に導入されると病気を引き起こすはずです。
  4. 微生物は、接種された罹患した実験宿主から再度分離され、元の特定の原因物質と同一であることが確認されなければなりません。

コッホは生前、コレラの無症候性キャリアが第一公準に違反するなど、これらの公準が普遍的に適用できるわけではないことを認識していました。同じ理由から、第三公準は「しなければならない」ではなく「すべきである」と規定されています。これは、病原体への過去の曝露の違いなどにより、感染性因子に曝露されたすべての宿主生物が感染するわけではないためです。[ 29 ] [ 30 ] 第二公準の限界として、後にウイルスは絶対細胞内寄生生物であるため純粋培養で増殖できず、第二公準を満たすことが不可能であることが発見されました。[ 31 ] [ 32 ]同様に、プリオンとして知られる病原性のミスフォールドタンパク質は、自己複製するのではなく、その構造を他のタンパク質に伝達することによってのみ拡散します。[ 33 ]

コッホの原則は、相関関係が因果関係を意味するものではないことを強調したことで歴史的に重要な意味を持っているが、多くの病原体は、すべての基準を満たしていなくても、特定の疾患の原因物質として受け入れられている。[ 34 ] 1988年、アメリカの微生物学者スタンレー・ファルコウは、微生物遺伝子と病原性因子との相関関係を確立するために、コッホの原則の分子バージョンを発表した。[ 35 ]

ジョセフ・リスター（英国）

パスツールの細菌発酵に関する論文を読んだ後、英国の外科医ジョセフ・リスターは、骨が皮膚を突き破る複雑骨折は、環境中の微生物への曝露により感染しやすいことを認識しました。彼は、石炭酸が効果的な消毒剤として損傷部位に塗布できることを認識しました。[ 36 ]

参照

参考文献

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さらに詳しい参考文献

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  • ブロック、トーマス・D・ロベルト・コッホ著『医学と細菌学の生涯』（1988年）。
  • デュボス、ルネ。ルイ・パスツール: フリー・ランス・オブ・サイエンス(1986)
  • ゲインズ、ロバート・P.ジャーム理論（ASM Press、2023年）、pp.143-205オンライン
  • ガイソン、ジェラルド・L. 『ルイ・パスツールの私的科学』（プリンストン大学出版、1995年）オンライン
  • ハドソン、ロバート・P. 『病気とその制御：近代思想の形成』（1983年）
  • ローレンス、クリストファー、リチャード・ディキシー共著。「原則に基づく実践：ジョセフ・リスターと細菌理論」『医療理論、外科診療：外科史研究』（クリストファー・ローレンス編、ラウトレッジ、1992年）、153-215頁。
  • マグナー、ロイス・N.感染症の歴史と微生物界（2008年）オンライン
  • マグナー、ロイス N.医学の歴史(1992)、305 ～ 334 ページ。オンライン
  • ナットン、ヴィヴィアン.「病気の種子：ギリシャからルネサンスまでの伝染と感染の説明」『医学史』 27.1 (1983): 1-34.オンライン
  • ポーター、ロイ著『血と臓物：医学小史』（2004年）オンライン
  • トムズ、ナンシー著『細菌の福音：アメリカ社会における男性、女性、そして微生物』（ハーバード大学出版、1999年）オンライン版。
  • トムズ、ナンシー。「微生物の道徳化：19世紀後半の結核予防運動における細菌理論と行動の道徳的構築」『道徳と健康』 （ラウトレッジ、2013年）271-294頁。
  • トームズ、ナンシー・J.「細菌病原体説に対するアメリカ人の態度：フィリス・アレン・リッチモンド再考」医学史および関連科学誌52.1（1997年）：17-50。オンライン
  • ウィンスロー、チャールズ＝エドワード・エイモリー著『疫病の克服：思想史の一章』（1943年）オンライン版。
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