Jpn J Clin Ecol（Vol.24 No.1 2015）

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総説

シンポジウム３

病院環境における微生物の汚染実態とその対策
柳
工学院大学

宇建築学部

The microbial contamination andits countermeasures in hospital environment
U Yanagi
School of Architecture, Kogakuin University

（臨床環境 24：16－21，2015）《キーワード》病院環境，微生物汚染，感染症，対策

Ⅰ．緒言

人間の肉眼の解像力は0.2mm 程度であるとい

表1 地球のカレンダー１）

われている。従って，ごく一部の原虫を除けば一般に肉眼で見えない生物を微生物と呼ぶ。地球が12時 間 前 に 誕 生 し た と す れ ば， 原 核 生 物（Procaryotes）は9時間前，真核生物（Chlamydia）は約3時間前に既にこの地球上に生存していた。
これに対して，人類の記録された歴史の始まりはたったの1秒前である。微生物は人間より遥かに昔からこの地球上に生存している（表1）。
建築環境における微生物の問題は主として，細菌，真菌，ウイルスによるものである。細菌は下等微生物に属し，自己複製能力を持つ生物であるが，染色体が核膜で覆われておらず，細胞質にDNA が直接露出していることから原核生物と呼覆われた核を持つ真核生物であり，多細胞の従属ばれている。殆どの細菌は単独で存在し，従属栄栄養生物である。細菌は細胞2分裂法によって増養生物であるため，必要なエネルギーはほかの生殖するが，これに対して真菌は菌糸を延ばし，菌物に依存する。真菌は高等微生物に属し，核膜に糸上またはその先から胞子を出すことによって生受付：平成27年8月15日 採用：平成27年8月21日
別刷請求宛先：柳 宇〒163-8677 東京都新宿区西新宿1-24-2 工学院大学建築学部
Received: August 15, 2015 Accepted: August 21, 2015
Reprints Requests to U. Yanagi, Department of Architecture, Kogakuin University, 1-24-2, Nishi-shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo 163-8677, Japan

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aureus）が重要な病原体であることが広く知られ育，増殖を成し遂げる。
一方，ウイルスはタンパク質の外皮，核酸ででている。図1に2003年1月から2005年12月までの3

きた中心部（遺伝子）および侵入用の酵素から構年間に検出された検出された S.aureus（MSSA と成される。細菌，真菌と異なり，ウイルスは全てMRSA）の検出症例数と入院患者から検出された寄生性で，宿主細胞の外では増殖しない。

MRSA の症例数の推移を示す。MSSA の約半分

環 境 微 生 物 は 細 菌（0.5～10μm）， 真 菌（2～が MRSA であることが分かる４）。

100μm），ウィルス（0.02～0.3μm）に大別される。

院内感染は患者自身が持っている微生物が増殖

室内空気中での微生物粒子の挙動は感染症の感し病気を起こす内因性感染と，病院内のほかのヒ染経路に深く関わり，その粒子の密度のほか，粒トまたは環境由来病原体が起こす外因性感染に大径に左右される。しかし，空気中微生物の粒径に別される。近年，病院内の患者が免疫力の低下に関しては生物学と環境工学の見方が必ずしも同じ起因する，健常者では病気を起こさない弱毒性のではない。例えば，生物学上では黄色ブドウ球菌微生物が起こす，いわゆる日和見感染症が問題との大きさは約0.8μm とされているが，0.8μm は単なっている。日和見感染菌については，バイオメ体（裸）の幾何径であり，必ずしも空中で浮遊す

デ ィ カ ル サ イ エ ン ス 研 究 会（Biomedical Sci-る大きさ（空気力学径）ではない。実際に，微生

ence Association Biomedical Science Associa-

物粒子が単体で空中を浮遊することは全くないわ

tion Biomedical Science Association ：BMSA ）けではないが，今までの共通認識として，多くのの報告５）で，待合室内浮遊細菌のうち，多い場合微生物は複合体で，または非生物粒子に付着して全体の5.3％が日和見感染菌であることが明らか

空中を浮遊するとされている 。従って，付着すになっている。

２）

る粒子径によって，空中での微生物粒子（微生物＋粒子）の挙動は大きく異なる。
本報では，病院環境における微生物汚染の実態，病院環境と感染症，空中微生物の制御方法などについて述べる。

Ⅱ．病院環境における微生物汚染の実態
１．病院環境の特徴

病院には，手術室，病理検査室，解剖室のような特殊用途の部屋があるほか，外来待合室，診察室，病室など不特定多数の人が集まる空間も混在している。病院内の空気汚染問題，とりわけ，微（図中示しているのは，集中治療室に入院している患者から分離された MSSA と MRSA の推移を示している）

図1 MRSA と MSSA 患者の推移

生物に起因する空気汚染問題は，その対象によって健常者である医療従事者や事務スタッフなど

２．外来待合室内の浮遊微生物濃度６）と，免疫力が低下している患者との2種類に分類

建築環境において，在室者自身が細菌を発生すすることができる。海外の報告によれば ，病院ることにより，室内浮遊細菌濃度を高めることがで働く医療従事者のツベルクリン反応の陽性率知られている。ここでは，在室者数とその活動はは，一般の人の8倍にもなる。また，院内感染の約時間帯によって激しい変動の特徴を有する待合室

10％は真菌によるものと推定された。病院は感染内浮遊細菌濃度の挙動を把握するために行った9のリスクが高い場所といえよう。また，院内感染

病院の連続測定の結果について述べる。

３）に つ い て は， メ チ シ リ ン 耐 性 黄 色 ブ ド ウ 球 菌

表2と表3に調査対象病院の概要と調査対象の待（MRSA，Methicillin-resistant Staphylococcus

合室の空調設備の概要を示す。図2に H ～ P の9病

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表 3 調査対象室の空調設備概要

院待合室内浮遊細菌濃度と在室者数の関係を示す。H，I，J，N 病院において両者間に有意な相Ⅲ．病院環境と感染症７）

2003年に入ってから中国発の新型肺炎“重症呼関関係が認められ（p<0.05），待合室内浮遊細菌

吸 器 症 候 群 ”（Severe Acute Respiratoryの汚染源は在室者であることが示唆された。まSyndrome，以降 SARS と呼ぶ）はグローバル化

た，H，I，J，M，N，O，P 病院においては，午の様子を呈し，世界中に緊張が走った。それは，前中在室者数の多い時間帯に室内浮遊細菌濃度も当初病原体の正体と発生源が分からなかったこと著しく高くなっていることから，院内感染（外因と， そ れ に も 関 連 す る が 医 療 従 事 者（Health性感染）のリスクが高いものと推察される。

Care Workers，HCWs）の感染率が高かったことに原因があったと思われる。WHO の統計データ

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19によれば，HCWs は全症例8,096例の約2割（1,706例）を占めている。一方，国別では，中国大陸と香港特別行政区の症例数は圧倒的に多く，全体の約9割（7,082例，死亡率9.2％）を占めている８）。ここでは，北京大学付属人民医院で起きた集団感染事例について述べる。
（１）救急外来 ― 感染する事例
救急外来の事例に関する状況概要を表4に示す。
当時，整形外科と外科各4名の医者が普段通り仕事を行い，仕事上 SARS 患者との接触がなかった。また，その間 SARS 患者が廊下に居たため，整形外科もその廊下に面しているドアを閉じ，窓を開けていたという。外科の窓が建物の外壁（北）に，整形外科の窓が中庭に面している（図3）。
この事例に関して，清華大学・中国 CDC・北京大学人民医院の研究グループは当時の状況を再現 し， 数 値 流 体 解 析（Computational fluidDynamics，CFD） に よ る 解 析 と ト レ ー サ ガ ス
SF6による実験的な検証を行った。その結果，図4に示す経路で整形外科医師4名が感染したという。
また，当時廊下に居た SARS 患者の呼出濃度を1とした場合（相対濃度），整形外科診察室内の濃度は平均して800ppm（約1,000倍希釈）であったと報告されている。
（２）観察室 ― 感染しない事例
2002年11月中庭（18m×18m）の3m 高さで天井を設け，救急外来の観察室として使用し始めた（図5）。
4月7～16日の間 SARS 感染者と擬似患者計20人が観察室（24床）に入院していた。観察室には外窓がないため，図6に示すように屋上に給気口と排気口を取っていた。一方，当時「発熱門診」に来られた患者数は多い時に1日当たり200名を超え，病院内で騒いでいたため，中庭に面している2～5階の室（図6）の全てが窓（計96）を開け，1989_臨床環境医学_第24巻1号_本文.indb 19

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内部廊下に面しているドアを閉じていた（筆者ら行った聞取り調査より判明）。即ち，上記の96の窓の室内 SARS 濃度は観察室内から排出された

Q：給気量 [m3/h]

SARS の量に左右されることになる。しかし，当η：エアフィルタの捕集率 [％ ]時中庭に面している室内の HCWs，一般患者，

M：室内微生物の発生量 [cfu/h]

訪問者は数百人も居たにもかかわらず，SARS に

ここでは，病院環境において不特定多数の人が感染したのは HCWs の2名のみであった。この事集まる場所である外来待合室内微生物の対策につ例について，救急外来と同様な方法を用いて検証いて述べる。

を行った結果，当時中庭中の濃度は50～80ppm

前述した式（1）からも分かるように，室内浮遊（患者の呼出濃度を1.2～2万倍希釈）であったと

微生物汚染の対策は濃度 C を低くすることであ報告されている。

り，Cs の低減，M の抑制，Q の確保である。

同研究グループは以上2つの事例から，救急外

Cs の低減については，一般的に空調機に備え来の濃度を危険濃度（患者呼出濃度を1～2千倍），ている中性能フィルタでは，浮遊細菌と浮遊真菌観察室屋上の濃度は安全濃度（患者呼出濃度を粒子に対して80％以上の捕集性能を有することか1.2～2万倍以上希釈）とした。

ら9～10），空調システム内が微生物に汚染されなけ

北京大学人民医院の事例に関して，研究内容の詳細についてまだ議論する余地はあるが，危険濃度と安全濃度の差が約10倍であることは大変興味れば，Cs を低減することが柳らの既往の研究より明らかになっている11）。
Q については，前述した北京大学付属人民医院の事例に示されているように，換気量の確保は室深い。

Ⅳ．空中微生物汚染の制御方法

内病原体濃度の低減，とりわけ感染症リスクの低減につながる。しかし，一般的に Q 値は室内熱負室内空気中浮遊微生物の濃度は，空中への発生荷より決まるケースが多い。また日本医療福祉設量とそれを希釈・除去するための換気量（給気備協会から出された HEAS-02-2004規格に外来待量・捕集量）とのバランスによって決まる。定常合室の Q 値を推奨している（全風量：6回/h）。Q状態においては，室内に侵入する量に加える室内値を増やせば増やすほど C が低くなるが，エネルでの発生量が室内から排出される量と等しくなギーの消費量も増大するため，限界がある。

り，図7に示すモデル（全外気空調）では室内濃度

M について，浮遊真菌の場合においては，空調を式（1）と式（2）で表すことができる。

システムの衛生管理が重要である。一方，細菌のここで，ような主な発生源が室内にある場合においては，C：室内空中微生物の濃度 [cfu/m3]

個人の衛生管理が重要であるほか，待合室内に微3

Co：外気中微生物の濃度 [cfu/m ]生物汚染を対策とする補助設備としての空気清浄

Cs：給気中微生物の濃度 [cfu/m ]機の導入が有効であると考えられる。例えば，待3

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合室内に風量 q [m3/h]，捕集率η2の空気清浄機ある。現在日本国内の最大感染症である結核の新を導入すれば，室内濃度 C’ は下記の式（3）より規登録者数2万人をも超えている。結核菌につい表され，導入しない場合の濃度 C〔式（1）〕に比ては紫外線による殺菌が有効である。病院環境にべて q η2/(Q+q η2) の分が低くなる。

おいては、在来の物理的な方法のほか，紫外線殺

図8にあるクリニックの待合室における空気清浄機の効果を実証した結果を示す 。外来者が増菌などの補助的な対策が必要とされている。

12）

えても，空気清浄機の稼働によって室内浮遊細菌参考文献濃度が低減されたことが明らかになった。

1） ウォーレス：現代生物学，東京化学同人出版，1991
2） U. Yanagi, Y.Kawakami, Y.Suyama, T.Otsuka．TheBehavior of Mold Spores Suspended in Indoor Air〔3〕

and an Alternative Method for Analyzing Filters
Obtained from Sam pling by Filtration．J Asian

一方，上記の物理的な対策のほか，紫外線による殺菌も有効である。2005年アメリカ CDC の改Archit Build Eng Vol.7，No.2，435-438，2008
3） 平成17年度厚生労働省科学研究費補助金（健康科学総合研究事業）報告書：今後の建築物の維持管理の定版では，フィルタの捕集性能，換気量（給気量）のほか，補助設備として，待合室の上部に紫外線殺菌（Ultraviolet germicidal irradiation：あり方に関する課題等に関する研究，20064） 森木省治，稲垣文子，熊倉 俊一：病院環境および医療従事者における包括的細菌サーベイランス，病院UVGI）ランプの適応についての詳細が示されて

医学教育研究費成果報告書，2006
5） 平成13･14年度 BMSA 特別研究報告書：病院環境における環境微生物測定結果報告書，2003
6） 柳宇，他8名：病院施設における室内環境の衛生管理に関する研究

第2報 ― 外来待合室内浮遊微生物の 挙 動 と 対 策， 空 気 調 和・ 衛 生 工 学 会 論 文 集，No.141，9-17，2008
7） h t t p : / / w w w. w h o . i n t / c s r / s a r s / c o u n t r y /table2004_04_21/en/ (accessed 2014-08-01)
8） 柳宇，池田耕一，吉澤晋：中国における SARS

対 策． 空 気 調 和・ 衛 生 工 学 会，2004，Vol.78(5)，51-59，2005
9） 柳宇，池田耕一：空調システムにおける微生物汚染の実態と対策に関する研究 第2報－エアフィルタによる浮遊微生物粒子の捕集率とその評価，日本建築

図 8 空気清浄機による浮遊最近濃度の低減いる。UVGI は空調機や空気清浄機のエアフィル
タがもっとも低い捕集率を示す粒径200nm 付近のウイルスに対して有効であることが報告されている13）。今後，待合室内に補助設備の導入などを含めた総合的な対策についての検討が必要であると思われる。

Ⅴ．まとめ

本報では，病院環境内の微生物汚染，感染症について述べたうえで，その対策方法を示した。前
述したとおり，病院環境は感染リスの高い場所で1989_臨床環境医学_第24巻1号_本文.indb 21

学会環境系論文集，617，53-56，2007
10

柳宇，山田花菜，池田耕一．エアフィルタによる細菌と真菌の捕集特性に関する研究（その1）捕集率の経時変化．第24回空気清浄とコンタミネーションコ
ントロール研究大会，60-62，2006

11）柳宇，山崎省二，塩津弥佳，池田耕一：病院における浮遊微生物濃度に与える空調設備の影響，臨床環
境医学，Vol.17，No.2，39-46，2008
12）Yanagi U and Kagi Naoki, Controlling airborne
bacterial contamination，IFHE DIGEST 2013,28-30, 201313）Guideline for preventing the Transmission ofMycobacterium tuberculosis in Health-Care
Setting，2005

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