研究者に聞く！！

—既存の大気汚染物質が減る中、増加する花粉症

• Q: アレルギーの分野の一つとして花粉症に及ぼすDEPの影響研究を行っていらっしゃいますね。こうした研究は世界でもあまり例がないと聞きますが。
  小林： 花粉症の増加については二つの傾向がみられます。一つは、年を追って増加していること、もう一つは自動車の多い沿道近くの居住者の有症率が高いことです。これらの傾向の解釈についてですが、年ごとの増加傾向については、近年、都市などの大気環境は改善されつつあり、大気汚染との関係より衣食住など生活様式や衛生状態の変化に着目する必要があると思います。一方、沿道近くの居住者の花粉症患者の増加は、多分大気汚染が関係あるだろうと思われましたが1992年当時、実際に動物を使った実験や検証はほとんどありませんでした。

—目をこすりくしゃみするモルモット

• Q: そこで、花粉症とDEPの関係に関する研究を始められたわけですね。
  小林： はい。きっかけは日光の杉並木の話でした。1984年に「自動車交通量の多い日光杉並木沿いでは、同じくらい花粉は飛んでいるものの交通量が少ない地域に比べ花粉症の人が多い」という報告があったのです。そこで排気ガスに曝露される環境で、花粉症の原因になるような花粉を吸入すると花粉症が出やすくなったり、症状が悪化するようなことが起きるのかを、実験的に確かめてみようと考えました。花粉症はアレルギー関連疾患の一つです。そこで最初の研究では、抗原として卵白アルブミン（OVA）を使用しました。OVAは卵白にあるタンパク質のアルブミンを純粋に抽出したもので、ダニやカビなどアレルギーを引き起こす抗原の代わりに、実験ではよく使われる物質です。
• Q: アレルギー反応を見るのであれば、抗原は代替できるのですね。さて、いよいよ実験です。
  小林： 雄のモルモットを使い、一方は清浄空気中で、もう一方はDEを含んだ空気中で行いました。両方のモルモットに抗原であるOVAを点鼻や点眼して、くしゃみ、鼻水、鼻づまりなどの鼻アレルギー症状（図1）と、目が充血したりかゆくなるなどのアレルギー性結膜炎症状がどのように現れるかを観察しました。なお、鼻アレルギーとアレルギー性結膜炎の研究は別々に行っています。

• Q: 結果はいかがでしたか
  小林： 期間は5週間で、1週間ごとに点鼻したのですが、DEPが0.3mg/m³の環境では、3回目程度でくしゃみ、鼻水が出てきます。1mg/m³ではさらに顕著となり、濃度に依存して増えることが分かりました（図2）。また清浄空気中のモルモットがくしゃみ2,3回なのに比べ、DEP曝露下では12－13回に増えます（図3）。DEPがアレルギー症状を悪化させていました。次に、結膜炎の方ですが、これも0.3mg/m³から1mg/m³で目の充血が起きていました。なお、その後、検証として実際にスギ花粉を使用して実験を行いましたが、同様な傾向が現れました。

—複雑なアレルギーメカニズム

• Q: お話はわかりますが、どうしてそのようなことが起きるのかがわかりにくいですね。アレルギーのメカニズムはどうなっているのでしょうか？
  小林： アレルギー反応は花粉のような抗原と体の中にできた免疫グロブリン（IgEやIgG1抗体）とが結合して、ヒスタミンなどの物質が放出されることにより起きます。鼻の粘膜などが過敏な状態になっていると、症状が出やすくなったり悪化します。そこでDE曝露で抗体が増えているか、白血球の仲間である好酸球が増えて炎症が起き過敏な状態になっているかなど、花粉症を悪化させるメカニズムの検証を行いました。その結果、DEは抗体を増やし、炎症を引き起こしていることを実証しました。

—検証された健康弱者の循環器系への影響

• Q: DEPは心臓や肺などの循環器系にも影響があると聞きましたが。
  小林： 1993年にハーバード大学のドッケリー博士のグループが、「6都市の研究」という疫学調査を発表しています。それは「大気中のPM_2.5濃度と死亡率との間に高い相関が見られる」というものです。PM_2.5は2.5μm以下の粒子のことで、DEPの大半はPM_2.5です。
  
  　最初にこの報告を聞いたときは、半信半疑でした。発表されたアメリカの研究者の間でも同じような感触だったようです。そこで、アメリカがん学会では50万人規模の再調査を行いました。またメキシコ、ギリシャ、チリなどさまざまな国々で同様の疫学調査をが行われました。その結果は、どれも一貫してドッケリーの報告を支持するものでした。調査によると、PM_2.5の影響をとくに受けやすいのは、心臓や血管などの循環器に障害を持つ人たち、老人、新生児、慢性呼吸器疾患や肺炎を患っている人たちです。PM_2.5の濃度が上がるとそういう人たちの病院へ行く頻度が高まり、さらに死亡率も上がるというのです。
• Q: PM_2.5には、毒性があるということですか。
  小林： こうした報告が出るにつれて、疑いを抱くようになりました。ただ、実験的に確かめられていないこともあり、充分な科学的根拠を得るための研究がアメリカをはじめ各国で始まりました。日本においても大気環境中のPM_2.5とディーゼル排気粒子の影響を明らかにする研究が始まりました。疫学調査で示唆された、影響を受けやすい循環器に障害を持つ人、老人、肺炎を患っている人のモデル動物を用いました。また、影響を鋭敏に感知する可能性から遺伝子発現を指標とした研究を行いました。
• Q: いかがでした。
  小林： 大学を含め多くの方々の協力を得てプロジェクトが進み明らかになってきたことですが、不整脈が出やすくなったり、血圧上昇や心疾患に関連する遺伝子の発現が増加したりといった循環器に影響を及ぼす可能性や、肺炎を悪化させる可能性も明らかにされてきました。

—個体差による影響の違い

• Q: 影響は個体によって異なるのですか
  小林： 個体の健康状態や遺伝的な状態など多くの要因によって影響が異なってくると思われます。先ほどお話しした花粉症の実験では、データには現れていませんが、大気環境基準の0.1mg/m³でも症状が出るモルモットがいます。実験用モルモットはマウスやラットほど遺伝的に均一ではなく、個体間で大きな差があります。もしかするとそれはものすごく弱い、つまり花粉症に対して敏感なモルモットだったのかもしれません。人間でも花粉症になる人とならない人がいます。環境省の花粉症マニュアルによると、花粉症患者は推定で全人口の約16%です。問題はその16%で、こうした花粉症に対して感受性の高い人たち、また今後の高齢化社会における健康弱者への影響は大きなリスクになりますから、さらに研究を続けることが大事だと考えています。そのためには、感受性の高い動物を使って実験を続けていく必要があります。もちろん、循環器系に関しても同じです。

• コラム「粒子の表面積と毒性」
• コラム「ディーゼル排気曝露のアレルギー反応悪化の機構」
• コラム「吸入されたDEPは？」

—微小粒子−PM_2.5の先に見えてきたナノ粒子問題

• Q: 昨年、国立環境研究所でもナノ粒子健康影響実験棟が完成しました。小林さんの研究と密接な関係がありそうですね。
  小林： ナノ粒子とは100nm以下の粒子のことで、PM_2.5（2500nm）の最大値の1/25以下ということになります。ちなみにインフルエンザウイルスが100nm程度の大きさですからそれ以下の大きさということになります。
  
  　DEPは60から100nm程度の粒子が一番多く、アイドリングや減速時には20nm程度の粒子が排出され、定常運転や急加速時には60から80nm程度の粒子がたくさん排出されます。新しい実験棟では、運転条件を変えることにより粒径や性状の違うナノ粒子を発生させることや、発生直後に希釈してできるだけ凝集による粒径の増加を抑え、粒径が安定したナノ粒子を作り出すことができます。ですから、これまで以上に精緻な実験が可能になると期待しています。

—技術開発とともに重要性を増すリスク管理

• Q: 環境問題は、技術進歩、新製品開発の負の側面として表面化することが多いですね。ディーゼル排ガスの関係でみますと温暖化対策などでバイオ燃料が脚光を浴びています。また微小粒子という観点からは、ナノ粒子を活用するナノテクノロジーが注目されています。
  小林： 植物から作るバイオディーゼル燃料は、原油枯渇や地球温暖化などの問題を解決する手段として生まれた技術の成果で、すばらしいことだと考えています。しかし、よい方向性を持つ技術だけに、その排ガスの健康影響を充分検討し評価しておくことが必要だと感じます。
  
  　一方排気ガス以外のナノ粒子についても心配です。この問題のきっかけはNASAの模擬スペースシャトルで調理中のフライパンからフッ素樹脂のナノ粒子が生成し、それが肺に炎症を起こしやすいということが明らかになったためでした。ナノ粒子は非常に小さいため、重量の割に表面積が非常に大きくなること（微小粒子の毒性の発現と表面積が非常に関係の深いことがわかっています）や体内に入ると血流中に混入し全身に行く可能性が指摘されています。DEPはもちろん一見有害とは思えないものでも、何らかの形で生成するナノ粒子の影響はまだ分からないことが多いのです。ですから健康影響の研究や評価は急務だと思います。日々新たな技術が開発されていますが、そのリスク評価や管理はぜひ早急に行うことが必要だと考えています。

—SPM、PM_2.5そしてナノへ。DEP研究の今後

• Q: 今後の研究の方向性をお願いします。
  小林： DEPは、高濃度であれば健康に影響があるのは分かっています。それが、どのくらいの低濃度で影響があるかを検討することが必要だと考えています。同時に先ほど述べた花粉症や老齢、高血圧など感受性の高い、弱い人たちを念頭に行う研究も必要です。また、DEPやナノ粒子が脳神経や生殖機能にどのような影響を及ぼすのか、さらに研究を進めることが重要と考えています。そのためにナノ粒子健康影響実験棟は、力強い存在になると考えてます。