Jpn J Clin Ecol（Vol.32 No.2 2023）

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研究室紹介シリーズ

工学院大学 柳研究室
柳宇

工学院大学 建築学部 建築学科

１．はじめにに相当する。手術室におけるこれらの清浄度クラ

このたび、「臨床環境医学」誌に本研究室紹介

スは、非手術時（静的な状態）であり、実際の手の機会を頂いた。筆者は光学顕微鏡を用いて落下術時（動的な状態）では、室内の浮遊粒子濃度が塵の計数と粒径測定は最初の研究活動であった。

大きく超えることがある。

近年、専ら諸環境中の微生物挙動の解明とその対筆者らが同日に同じ手術室（ISO クラス 6 ）で策に関する研究を実施している。ここでは、この行われた内視鏡手術と開胸手術時の室内浮遊粒子数年間で実施している代表的な研究内容を紹介すと細菌叢の測定を行った。図 1 - 2 に内視鏡手術る。

時と開胸手術時の手術室内の浮遊粒子濃度を示

２．外科手術時の室内浮遊粒子と細菌叢

1）す。手術時に粒径別浮遊粒子濃度は ISO クラス6 を大きく超えていた。また、手術の種類によっ病院の手術室には、高度な清浄度が要求されるて浮遊粒子濃度が異なり、医療従事者における開BRC（Biological clean room、バイオロジカルク

胸手術中の浮遊粒子への曝露レベルは内視鏡手術リーンルーム）手術室、それに次いでの高度な清中の 4 ～27倍であった。設計段階で空清浄度が所浄度が要求される一般手術室に大別される。表 1

定のクラスを満足したとしても、実際運用時は室に ISO の空気清浄度クラス分けを示す。

内浮遊粒子濃度が遥かにそれを超えることが明ら

在来の米国連邦規格（Fed. Std.209E）のクラス100、1000、10000は ISO の ク ラ ス 5 、 6 、 7
表１

清浄度クラス分け ISO 14644-1（2015）

かになった。
細菌について、16S rRNA の解析結果では各空気 サ ン プ ル 上 位 4 属 が Streptococcus、Acineto-

図１

内視鏡手術時の粒径別浮遊粒子濃度

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臨床環境医学（第32巻第2号）

a 多様性を表す Shannon 指数と Chao1 指数においては、一般の人の手の表面などの細菌より、手術時に発生する細菌は豊かでその均等度も高く、希少な菌種が少なかった。

３．真菌関連アレルギー性気道疾患者宅エ4）
アコン内の細菌叢
筆者らは「真菌関連アレルギー性気道疾患における真菌生態・宿主応答機序の解明と発症・増悪・重症化予防法の開発」の研究を実施してい図２

開胸手術時の粒径別浮遊粒子濃度る。この研究は、アレルギー学研究者、真菌学研究者、細胞生物学研究者、建築・環境学研究者、臨床チーム、解析チームのコラボで実施している。
真菌関連アレルギー性気道疾患においては、環境要因も重要なファクターである。特に、エアコン内の微生物汚染が室内環境に大きな影響を及ぼす。真菌については、Shiraishi ら5）の論文を参照されたい。ここでは、細菌叢の解析結果について述べる。図 5 にルームエアコンの構成を示す。
表 2 にエアコンのフィルタ表面付着細菌相対構成比上位10位のその下流側各パーツでの付着細菌ラ

図３

Shannon 指数（*p=0.001、**p<0.001）

ンク変化を示す。エアフィルタ表面の付着菌は、室内環境中の浮遊細菌の履歴を表す。フィルタ表面で検出された細菌の上位10属のうち、 6 属がグ
ラ ム 陰 性（Pseudomonas、Paracoccus、Acinetobacter、Methylobacterium、Enhydrobacter、Sphingomonas）、 4 属 が グ ラ ム 陽 性

図４

Chao1指数（*p<0.05、**p<0.001）

bacter、Neisseria、Staphylococcus で あ り、 何れもヒト由来の細菌であった。図 3 - 4 に上記手術時の手術室（OR）内細菌の a 多様性指標とほかの環境（ 7 大学の研究室）2）との比較を示す3）。

図５

ルームエアコンの構成

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108表２

 アフィルタ付着菌上位10種の相対構成比
エ
順位の変化

図６

 D（15スクリーン）と2D（9スクリーン）4の映画上映中の浮遊粒子濃度の比較（左：<1nm；右：>1nm）（Staphylococcus、Corynebacterium、Strepto-映中の浮遊粒子濃度の測定のほか、床面付着細coccus、Actinotignum）であった。居住者の健菌、4D 映画館ミスト吹出口表面の付着細菌を採康の観点からも、冷房シーズン前および冷房シー取し、その菌叢解析を行った。

ズン中のエアフィルタクリーニングは重要であ

図 6 に 4D と 2D 映画上映中の浮遊粒子濃度をる。また、エアコン内部の定期的な洗浄も重要で示す。粒径を問わず、4D 映画館上映中の浮遊粒ある。エアコンの洗浄によって、真菌の DNA 量子濃度は 2D より有意に高かった。< 1 nm の浮5）が顕著に減少し 、細菌の a 多様性も著しく減少
6）した 。

遊粒子濃度は、> 1 nm の浮遊粒子の濃度よりも1 桁高かった。エフェクトによって発生した浮遊粒子のほとんどはサブミクロン粒子であった。

４．4D 映画館上映中の室内浮遊粒子と細7）
菌叢

ら、ミスト噴出口表面の付着細菌は豊富で、いく

2009年、 韓 国 CJ グ ル ー プ の CJ 4Dplex が 韓

つかの希少種を含んでいた。4D 映画館のミスト国の劇場に 4DX を導入した。2019年 9 月現在、吹出口表面で発見された優占細菌属のほとんどはCJ 4DPlex は80以上の劇場との提携により、65水環境に適した細菌であった（Candidatus Pro-

カ国で678の 4DX 劇場を運営している。4D 映画

tochlamydia、Neochlamydia、Serratia、Sal-に様々な効果を用いることで、観客は「見る」か

monella、Novosphingobium、Bradyrhizobium、

8）

付着細菌叢については、a 多様性分析の結果から「体験する」ことができる。李ら の各種エフェMethylobacterium）。さらに、主座標分析の結果

クトの頻度に関する調査結果によると、頻度の高では、水道水中のバクテリアは室内環境に影響をいエフェクトの順番は、モーション（58.4％）、及ぼす可能性を示している。給水システムの衛生バイブレーション（21.6％）、風（6.5％）、エア管理が重要である。

ショット（フロント）（5.0％）、エアショット（サイド）（3.0％）、バックスイーパー（2.8％）、ウォー

５．おわりにターショット（1.3％）、ストロボライト（0.7％）、

ここまで、本研究室近年の研究内容を紹介し香り、霧、レッグスイーパー（0.7％）となってた。筆者が近年諸環境中のマイクロバイオームにいる。

関する研究に取り組んでいる。

エフェクトによるダイナミックな演出ができる

1953年に Watson と Crick が遺伝情報（genetic

4D 映画は、これまでの 2D 映画にない臨場感をinformation）の本体である DNA（Deoxypentose

得られるが、ミストなどの衛生管理が前提となっNucleic Acids、デオキシリボ核酸）の二重らせている。しかし、現状ではその実態が把握されてん 構 造 の 解 明、1977年 に イ ギ リ ス 人 Sanger がいない。筆者らは 4D 映画館と 2D 映画館映画上DNA 塩基配列決定するためのサンガー法の開発、

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1985年にアメリカ人 Mullis が PCR（polymerase

ルギー性気道疾患における真菌生態・宿主応

chain reaction、ポリメラーゼ連鎖反応）法の考答機序の解明と発症・増悪・重症化予防法の案は現在この分野の研究に大きく貢献している。

開発（課題 ID：22678260、研究代表者：浅次世代のシークエンサー（NGS）の実用化によっ野浩一郎）て、現在何でもシーケンシングできる時代になっ
３）厚生労働省た。
建築環境では、2010年初頭から NGS による菌⑦

厚生労働科学研究費補助金：興行場における叢解析の結果が報告されている。今後、建築分野

衛生的な環境確保のための研究（課題番号：

における菌叢実態の解明とその緩和策がますます

21LA1005、研究代表者：開原典子）重要となる。本報で紹介した本研究室の研究内容はその一助となれば幸いである。

謝辞
以上の研究は下記に示す科学研究費の助成によるものである。ここに記して謝意を表す。
１）文部科学省①

研究費助成事業基盤研究（A）：環境マイク
ロバイオームの動態計測に基づく集団感染機構の解明と制御（課題番号：15H02277、研究代表者：加藤信介）②

研究費助成事業挑戦的研究（開拓）：建築環
境マイクロバイオームの実態把握による集団感 染 機 構 の モ ニ タ リ ン グ（ 課 題 番 号：17H06216、研究代表者：加藤信介）③

研究費助成事業基盤研究（A）：空調システ
ム中菌叢解析とそれに基づく室内環境改善策の提案（課題番号：18H03808、研究代表者：柳④宇）

研究費助成事業挑戦的研究（萌芽）：手術時におけるマイクロバイオームの実態把握による 病 原 菌 拡 散 機 構 の 解 明（ 課 題 番 号：20K21036、研究代表者：柳宇）２）国 立 研 究 開 発 法 人 日 本 医 療 研 究 開 発 機 構（AMED）⑤

日本医療研究開発機構研究費：真菌関連アレ
ルギー性気道疾患の発症・増悪予防を目指した体内・体外環境の評価と制御（課題 ID：19090054、研究代表者：浅野浩一郎）⑥

日本医療研究開発機構研究費：真菌関連アレ

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