神様のゲーム#3 - Morikatron Engineer Blog

「ウイルスは死ぬの？」

ウイルスは一般的に「生き物」と定義されない。なので、「ウイルスが死ぬ」という表現は科学的には間違いで、「不活性化する」くらいが正しい表現である。

ウイルスが生き物の仲間に入れてもらえないのは、自分で増えることができないからだ。それと栄養を取り込んでなんかを作って排出するといった代謝機能もないからだ。生物とはそういうことができるものという定義なので、仲間に入れてもらえない。

しかし、生き物と同じように自分を作るための設計図であるDNAやRNA（以下ではまとめてゲノムということにする）を持っている。だから生き物に入り込み、乗っ取ることができる。実にややこしい。

ウイルスはむき出しの機械である。ゲノムをタンパク質が覆っているだけの機械である。自分を増やすには、設計図（ゲノム）があるだけではだめで、細胞という生産工場があってはじめて自分を増やすことができる。なので、設計図しか持たないウイルスは自分では自分を増やせない。

仕様書だけあってもプログラム技術がないとゲームが作れないみたいなものだ。

ウイルスは、自分を増やすために、人間などの宿主の工場（細胞）に侵入する。
これが感染である。

細胞内に入ると、宿主の設計図（DNA）に自らの設計図を挿入する。プログラムで言えばサブルーチンを挟み込むみたいな感じだ。すると宿主の設計図の読み取りがキャンセルされ本来の機能が停止し、ウイルスの設計図の部分のみが生産される。
つまりウイルスばかりが作られる。

　　 f:id:morika-wa:20200406004446p:plain

ある程度作ったら製造を止めなさいね的な気の利いたプログラムにはなっていない。エンドレスでウイルスを作る。結果、細胞の中はウイルスでいっぱいになって、最後には細胞が破裂してウイルスが細胞の外に散乱する。そして、各々が別の細胞内に侵入する。これを繰り返すことで体内パンデミックが起こる。健康体であれば免疫機能が働いて制圧できるが、未知のウイルスで免疫系の発見や対処が遅れたり、体の調子が悪くて免疫能力が落ちていたりすると、この暴走を止めることができなくなる。

免疫システム以外にも、体には何重もの防御システムがある。だいたいのウイルスは38度以上になると活性パワーを失う。26度のお湯では不十分である。そのために体温をあげる。体温は筋肉の振動で作り出される。故に体がいつも以上にぶるぶる震える。

　　 f:id:morika-wa:20200406004626p:plain

他にも、ウイルスのさらなる侵入を防ぐため、鼻の穴に粘着性の液体を流してウイルスを捕獲する。穴からこぼれようが知ったことじゃない。どんどん作って垂れ流す。
粘着性の液体に絡まったウイルスはくしゃみで強制排除する。そのスピードは瞬間マッハ1レベルに達すると言われている。のどに入ったウイルスも同様に、粘着性の液体で捕獲して咳で強制排除する。

　　 f:id:morika-wa:20200406004735p:plain
　　 f:id:morika-wa:20200406004753p:plain

ここにきて初めて本社執行部（脳）は、「あ、風邪かも！」などと発症に気がつく。

ウイルスだけじゃなく病原体全般について同じことが言えるが、ここではウイルスだけに限定して話を進める。

感染から発症までの時間を潜伏期間という。最近ニュースでは、無症状感染者という表現も見受けられる。要は感染してる（人にうつせる）けど、症状が出てない自分的には健康体であると思っている状態である。これまた例外があるので、だいたいそんな感じと理解してもらうのがよい。ゾンビにかまれた直後の状態のようなものだ。違うか。

潜伏期間は、ウイルスによってまちまちである。もちろん、その人の遺伝的気質、体調にもよる。新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）は7〜14日程度と言われている。隔離時間が14日なのはそのためだ。インフルエンザはもっと短く1~3日程度と言われている。

ウイルスの立場に立ったとき、潜伏期間が短い方が得策かというとそうでもない。エボラ出血熱は致死率が40％以上に達するが潜伏期間は1~3日程度と短い。こうなると、逆に感染者があまり移動できなくなり感染が広がりにくい。

逆に、AIDSの原因であるHIVウイルスは6年~20年とやたらに長い。無自覚に誰かに移してしまう期間が長いため感染が広まりやすい。症状の劇症度と潜伏時間はトレードオフの関係になっていると言えるかもしれない。

　　 f:id:morika-wa:20200406005751p:plain

さらに、感染力は強く潜伏期間が短いけど、簡単に制圧されてしまってほぼ増殖できないウイルスもいる。代表的なのは単純ヘルペスウイルスである。疲れると口の周りや指に水疱を作ったり、ストレスで帯状疱疹ができる原因となるウイルスである。このウイルスは大変弱っちいのですぐに免疫系に制圧されてしまう。しかし、全滅もしない。少なくなったところで「もう問題なし」と免疫系が手を緩めるためだろうか（ここらあたりは、筆者の想像）。

ともかく全滅しない。生涯、体の中に残り続ける。そして体調を崩して免疫系のパワーが落ちたときだけ暴れる。暴れると言っても見栄えが悪いとかかゆい程度の症状しか起こせない（※ヘルペスの中でも単純ヘルペスの場合は）。

なんのためにいるの？と言いたくなるところだが、ウイルスは自分で自分を作れない。宿主が絶対に必要である。その宿主を全滅させてしまうと、イコール自分も全滅してしまうことになる。そのため、ウイルスは宿主を生かさず殺さず、共存することを願っている。そのために、各ウイルスは自分の感染力、毒性、感染方法、その時代の宿主の社会構造、密度、科学技術水準などからパラメータの最適化を図っているとも言える。単純なゲノムの塊のくせに。

現に、感染爆発した後、ウイルスの毒性が弱まる方向に変異するということはよくあることのようだ。今回の新型コロナウイルスもすでに2種に分かれたと言われるが、今のところ、弱毒性の方が幅をきかす勢いだ。

トレードオフといえば、ウイルスの転写速度と精度というのもそれにあたる。

ウイルスには、DNAというプログラム言語より古いRNAという言語で設計図を書いているものが多い（今回の新型コロナウイルスもそう）。

RNAのままだと宿主のDNAに挿入できないので、ウイルスは、RNAをDNAに変換する必要がある。また最終的に自分を作る時にはDNAから再びRNAに戻す必要がある。そのためウイルスはRNA⇄DNAへ変換する変換プログラムをもっている。

免疫系に見つかる前に大量に自分を作る必要があるから、この変換プログラムの処理速度は大変重要である。AIDSの原因となるHIVウイルスのRNA→DNA転写プログラム（これを逆転写酵素という）は、通常のウイルスのそれの20倍の処理速度があるという。しかし、精度が悪い。それじゃダメじゃんと言いたいところだが、必ずしもそうとは言えない。

　　　 f:id:morika-wa:20200406005917p:plain

変換ミスがあると多くの場合、全く動かないプログラムになってしまうことだろう。しかしたまに見た目だけを変質させるくらいのミスですむ場合がある。こうなるとすでに指名手配書（感染履歴）をもっている免疫系も見逃してしまう。HIVウイルスは、コピー速度：コピー精度をトレードオフにして免疫システムをかいくぐっているわけである。

　　　 f:id:morika-wa:20200406010031p:plain