マラリアによる感染症のリスク分析
Risk Analysis of infectious disease taking Malaria
筑波大学システム情報工学研究科リスク工学専攻
1班

江藤諒

神戸克仁

國分淳次

遅書巍 （アドバイザー教員

1．背景・目的

博士前期課程 1 年

イリチュ（佐藤）美佳）

率と回復率を求めた[8]。これらはいずれも、村

古代から人類に悪影響を及ぼしている感染単位でデータを調査して、分析している。しか症の 1 つにマラリアがある。古くは紀元前 3200し、国単位でマクロデータを用いて定量的に分年のミイラに痕跡があり、東方遠征を行ったア析をした研究は少ない。本研究では、マラリアレクサンドリア大王や世界三大美女のクレオに関連した文献調査を通じて、対策の経緯を明パトラも感染しており、人類史に大きな影響をらかにし、定性的に解析することを目的とする。

与えている[1]。現在では、21 世紀の国連の役割

そこから、疾患者割合とマラリア疾患に影響をに関する 明確な方向性を提示したミレニアム

及ぼしていると考えられる要因を抽出し、それ宣言で、マラリアが人類を苦しめる疾病としてらの関係を定量的に解析し、アフリカで対策が記述されており、その対策は今なお課題となっどのようにされているかを明らかにすることている[2]。また、グローバル化に伴い人やモノを目的とする。そして、解析結果から効果的なの移動が活発化し、感染地域に居住しない多数提言を行う。の人が感染している[3]。さらに、地球温暖化に2．マラリア

より、マラリアが北方都市への移動が懸念されていて、今後 100 年間で分布域が 1～3 割も拡

2.1 マラリアとは大すると予測されている[4]。つまり、免疫を持マラリアを媒介するのはハマダラカと呼ばたない人が居住する地域においてマラリア感れる蚊のみであり、他の蚊は媒介しない[9]。こ染増加の可能性が高まっている。
マラリアに関するモデルを扱った先行研究の蚊にさされて吸血されると、その唾液腺からは古くから多数行われており、たとえば 1911原虫が血液に入る。原虫は肝臓で増殖し、赤血年の研究が報告されている[5]。近年の代表的な球に進出して破壊し、このときに放出される毒研究としては、Garki Project で収集したデー素で発症する。この潜伏期間を置いて、悪寒、タを解析している研究がある。Singer(1979)はふるえ、めまい、悪心が生じ、40℃程度の高熱マラリアの発生率と回復率を年齢と気候の関になる。4～5 時間高熱が続く間、顔面が紅潮係から推定した [6]。そして、Nedelman(1983)

し、呼吸が苦しくなり、結膜充血、嘔吐、頭痛、は、蚊の分布密度を測る方法を同時に扱うため筋肉痛などの症状がでる。最後は多量の発汗とに、負の 2 項分布を採用し、WHO の仮説を検ともに解熱する。解熱後また同様のサイクルを討した[7]。Nedelman(1985)は MD モデルを用繰り返す[10]。マラリアの種類は熱帯熱マラリア、いて、不完全なデータから最尤法を用いて感染

三日熱マラリア、四日熱マラリア、卵型マラリ
1アの４つであり、その死亡率の高さから熱帯熱および朝鮮特需による経済成長で、感染者は激マラリアは特に悪性マラリア、他の 3 つは良性減した。1955 年には 2 桁となり、1965 年にはマラリアと呼ばれている。

6 人と 1 桁に到達した。しかし、この期を境に感染者数は増加の一途をたどった。これは、日2.2 感染状況

本の経済状況を反映していて、60 年代後半以

まず、図 1 に 1998 年～2003 年の世界のマラ降の東南アジア進出、1977 年のアフリカにおけるガット 35 条の対日援用撤回によるアフリリア感染者数を示す[11]。

カ進出増加を契機に、感染者数が増加している。
続いて、近年の日本のマラリア感染者数をマラリアの種類別に示す[13][14]。

180160近年の日本の疾患者数

図 1 マラリア感染者数（1998~2003 年平均）
東南アジアやアフリカなど熱帯・亜熱帯地域を中心に広く分布していることが分かる。1 年
間に 3 億～5 億人の患者が発生し、そのうち 150

140120

混合感染10080

卵形四日熱
三日熱60

熱帯熱4020万～270 万人が死亡している。その 90％はアフ01986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

リカであり、死者の大部分は 5 歳以下の子供で

図 3 近年の日本のマラリア感染者数ある。
次に、戦後の日本のマラリア感染者数を図 2

80 年代後半から 2000 年までに感染者数は増加し、1989 年には 35 年ぶりに 3 桁に達した。に示す[12]。

これは、グローバリゼーション化に伴うヒト・モノの移動増加が要因である。しかし、2000年をピークに感染者数は減少している。原因として、2001 年の米国同時多発テロ、アフガン戦争および 2003 年のイラク戦争による海外渡航者の減少が挙げられる。さらに、2003 年の
SARS 流行により、海外感染症のリスク認知が増加したこと、2001 年末より予防薬の１つで
図 2 戦後の日本のマラリア感染数あるメフロキンの服用が認可されたことによる感染者自体の対策が挙げられる。このことか

1946 年に感染者が 28210 人であり、伝染病ら、2005 年には過去最多の海外渡航者数を記

で 5 番目に多い感染者数であった。これは、第録しながらも、マラリア感染者は減少している。

二次世界大戦の戦地となっていた感染地域か
3. 対策の経緯らの帰国者が多いためである。これ以降は、持ち帰ったマラリアを媒介する蚊が存在しない

次に、対策の経緯を明らかにする [15][16]。ギ

ことに加え、GHQ 主導によるマラリア対策、リシア時代の著名な医者ヒポクラテスが、紀元2前 4 世紀に土中の腐敗物質や湖沼・河川から発事プロジェクトは大金が必要であったが、1939散される有害な蒸気がマラリア感染の原因と年に有機塩素系の化合物 DDT に半年以上持続いう瘴気説を説き、それが 2000 年間通説であ的作用のある殺虫効果があることが発見されった。そして、1632 年にアンデス山脈に生えた。これは安価に大量生産が出来る上に、少量るアカネ科の常緑喬木であるキナの樹皮に含で効果があるため、爆発的に広まった。これはまれるキニーネが、マラリアに対する特効薬と夕方屋内で吸血し、家の壁で休息をとるハマダ判明し、唯一の抗マラリア薬としてヨーロッパラカの習性を利用して、各家屋の壁に半年ごと全土に普及していった。その後、細菌学の急速に散布する対策が推奨された。このクロロキン、な発展により、1880 年に、フランス陸軍軍医および DDT による対策が非常に良好であった

ラヴェランがマラリア原虫を発見し、原因が判ため、1955 年に WHO が撲滅計画を作成し、明した。1898 年には、イギリスのロスが蚊に世界各地で活発な活動を始めた。しかし、1969よって伝搬されることを発見した。これにより、年までに実現不可能となったことが判明した。

20 世紀のマラリア対策は、患者を治療する薬

それは、規定量を下回るクロロキンの頻繁な服の開発と、媒介する蚊対策となった。

用が、クロロキンに耐性をもつ熱帯熱マラリア

19 世紀後半から帝国主義が進み、新薬の需原虫株の出現を誘引したためである。また、農要が増加していた。それまでの抗マラリア薬で業経営者による DDT の節度のない使用が、ハあったキニーネは、作用期間が短いため、予防マダラカの DDT の抵抗力の獲得、および吸血薬として用いることができないこと、供給量に後に壁で休息をする習性の変化を誘引したた制約があり、利潤の追求の具とされていたことめでもある。そして、ヴェトナム戦争中にキニが理由である。有効量では毒性の副作用があり、ーネに類似した合成薬のメフロキンが開発さ耳鳴り、ときには聴覚喪失が副作用症状としてれたが、現在すでに耐性株は出現している。以でるためである。第 1 次世界大戦後にマラリア降、抗マラリア薬開発インセンティブは減少し、は蔓延し、さらに開発が進んだ。特に、経済封徐々に縮小されていってしまっている。

鎖でキニーネの供給が断たれたドイツで、化学現在、マラリアをいかに制圧すべきかについ合成薬の開発が著しく進み、ゾントヒンが開発てのコンセンサスはできてない。一番効果的なされた。第 2 次世界大戦中には、キナのプラン対策は干拓とされている。しかし、財政能力のテーションがあるジャワ島を日本が占領したないアフリカ諸国では、大規模な開拓は経済的ため、連合国側がキニーネ不足となった。ゾンなインセンティブがない限り困難である。さらトヒン臨床試験に携わったフランス人医師が、に、アフリカの熱帯地方の蚊は、工事では干拓アメリカ軍のマラリア学者に与えられ、強い治できない水たまりや道のくぼみのような小さ療・予防効果をもつクロロキンが開発された。

な水辺で繁殖する。低コストの対策として注目一方で、蚊対策も順調に進んでいた。西洋諸国

されるのが蚊帳である。しかし、蚊帳の中で眠は経済的利益を見込んで、植民地の沼地や湿地ることは暑苦しいこと、適切に使用しないと、帯の開拓を実施し、ハマダラカの繁殖地を破壊

むしろ蚊を中に閉じ込めてしまうこともある。

していった。たとえば、19 世紀後半から始ま

特に、住民が認識する蚊帳の用途は、蚊の羽音ったパナマ運河開発でマラリアの感染が増加が安眠を奪うためであり、大抵の場合、ハマダして、発生率が 126％となったが、沼地や湿地ラカは眠りを妨げるほどのことはない。そのた帯の開拓を実施し、6.8％まで激減させた。工め、現状で有望な方法は蚊帳と殺虫剤を組み合3わせた殺虫剤含有蚊帳である。2008 年の洞爺相関構造を抽出することを目的とする。また、湖サミットにおいて、「マラリアに関する議論それぞれのグループを形成する説明変数によの結果、我々は、他の利害関係者と協力し、二って、どの説明変数がより多くこの相関に関与国間及び多国間の援助を通じ、2010 年末までしているかを調査することを目的とする。に 1 億張の長期残効型殺虫剤含有蚊帳を提供することを目指し、同蚊帳へのアクセスを引き続4.4 用いたデータき拡大することに合意した」と発表されている

AFRICA MALARIA REPORT 2003 に掲載さ[17]。殺虫剤含有蚊帳は比較的安価であり、網のれている国の中で、特にデータが豊富な 22 カ

目を粗くして風通りをよくし、蚊帳の欠点であ国を選定して分析した[21]。直接要因として男女る暑苦しさを軽減することができるため、効果の性別、都会・田舎の居住別、5 段階所得階層的と考えられている。

別の蚊帳、殺虫剤蚊帳、薬の 3 種類の使用率を選定した。背景要因として、平均気温、死亡率、4 ．分析手法

平均寿命、GNI、医者の数、医療保険事業業務者数、5 歳以下の二週間以内の発熱率、健康にマラリア対策を直接要因、病気全般に影響を関する政府支出を採用した[22][23][24]。

与える社会指標を背景要因として、国の人口に対する疾患者数（以後疾患者割合）とマラリア5．結果疾患に影響を及ぼしていると考えられる要因の関係、および要因間を解析した。今回の解析
では解析ソフト R を用いて、クラスター分析、5.1 クラスター分析を用いた分析結果
22 カ国の 5 歳以下における各対策と疾患者正準相関分析、重回帰分析を採用して解析を行った [18][19] [20]。

割合の関連性を調べるために、クラスター分析を行った。特に疾患率が高かったブルンジ、サントメ・プリンシペ民主共和国、ザンビアの 3

4.1 クラスター分析
クラスター分析とは、対象間の非類似度を定カ国が同じクラスターに分類されると予想し義して、非類似度の大きさによって対象を分類ていたが、前述した全ての階層的クラスタリンする手法である。方法を大別すると、階層的クグ手法を用いても予想した結果は得られなかラスタリングと非階層的クラスタリングに分った。しかし、すべてのクラスタリングを通じかれる。階層的クラスタリングには最短距離法、て同様の結果が得られた。その構造調査を目的最長距離法、重心法、ウォード法がある。

として重心の性質を調査した結果、各対策状況により分類されていることがわかった。

4.2 回帰分析
5.2 正準相関分析を用いた分析結果

回帰分析とは、説明変数と目的変数間に一次線形結合を仮定することで、モデル当てはめを直接要因と疾患者割合の相関を調べるため行う手法であり、予測や要約を目的とする。に正準相関分析を行った。直接要因の中で殺虫剤含有蚊帳の正準相関係数の値が 0.83 となり、4.3 正準相関分析他の対策より高い値となった。このことから疾

正準相関分析とは、グループの変数に一次線患者割合に大きく関わっている対策は、殺虫剤形結合を仮定することによって、グループ間の含有蚊帳であると考えられる。次に、直接要因
4と背景要因の正準相関分析を行った。その結果、患者割合の高い国のみが、特性を持って実施しこれらの正準相関係数は１に近く、高い相関がているものではないことがわかった。そして、あることがわかった。また、強い相関の要因は、正準相関分析の結果から、マラリアの対策は、直接要因では、最貧層と最裕福層であり、背景GDP など社会的指標が高い国で行われている要因では、GNI、および GDP であった。したことがわかった。また、重回帰分析の結果から、がって、より対策を推進するために、GNI や対策の中では殺虫剤含有蚊帳が有効と考えらGDP の成長が重要であることが正準相関分析れることがわかった。特に、中流層への殺虫剤から判明した。

含有蚊帳の普及が重要であることが考えられる。このことから、対策を充実化させるために、

5.3 重回帰分析を用いた分析結果

国全体の経済成長を促進する必要があると考次に、疾患者割合を目的変数とし、説明変数えられる。国全体の経済成長の波及効果から、を各直接要因、および背景要因とした。その結より多くの人が殺虫剤含有蚊帳を使用するこ

果、薬、蚊帳、および背景要因では、寄与率とが可能になり、マラリア疾患者が減少するとR2 は低い値となったが、殺虫剤含有蚊帳では寄考えられる。一方で、経済的・社会的状況の多与率 R2 は 0.7 程度であり、高い値となった。

種の要因から、マラリア対策は困難を伴うこと

次に、殺虫蚊帳に背景要因を加えると、寄与率も予想される。アフリカの経済状況から、中流

R2 は 0.73 であり、微増であった。得られた係層でも殺虫剤含有蚊帳を購入することは難し数から、大きな影響を与えるものが、5 階層のいと考えられる。同様に、財政の厳しいアフリ中流層の使用率であることがわかった。その他

カ諸国が政策的に実行することも非現実的での層の係数は低いため、この結果は興味深いとある。そこで、先進国、および NGO の援助がいえる。したがって、疾患者割合を抑制、予測不可欠と考えられる。先進国、および NGO がするためには、中流層の殺虫剤含有蚊帳の使用殺虫剤含有蚊帳を支給する際には、社会指標が率が重要であると考えられる。

高い国ではなく、マラリア感染者割合の高い国、地域を選定して実行していく必要があると考最後に、目的変数を国別の殺虫剤含有蚊帳の使用率、説明変数を殺虫剤含有蚊帳の 5 階層別えられる。

使用率としてリッジ回帰を行った。その結果、
7．今後の課題

5 階層の中流層の影響が最大であることがわかった。先ほどの疾患者割合に影響を与えたこと

本グループ課題研究では、マラリア対策の経と同様に、最も殺虫剤含有蚊帳の普及率に影響緯を探り、定性的な解析を行った。そして、アを与える階層は中流層であることがわかった。

フリカ 22 カ国を対象にして、国レベルのマク以上の回帰分析の結果から、殺虫剤含有蚊帳ロ的な観点から定量的な解析を行った。この解の中流層の使用率が最もマラリア感染に影響

析にはいくつかの課題がある。疾患者割合の高があると考えられる。

い国、地域での対策を考える必要があり、さらなるデータの取得が必要となる。あるいは、薬6. 考察という大雑把な定義がデータとなっていて、どアフリカ 22 カ国を対象にして、マラリアにのような薬が効果的かはわからない。そのため、よる感染症のリスク分析を行った。クラスター

現在のデータの細分化も必要となり、同様に新分析の結果から、マラリアの対策はマラリア疾

しく開発されたマラリア対策の使用率のデー
5タ化が早急にされることが期待される。そして、[10] 田辺和裄、脇誠司、小島荘明、北潔(2000)

背景要因として、相関があるデータをさらに考「マラリア学ラボマニュアル」菜根出版

案する必要がある。また、本稿で採用した解析[11]WHOhttp://www.who.int/globalatlas/data

手法以外でもこの問題を扱うことができるとQuery/default.asp

考えられることから、異なる解析手法を有機的[12]IASRに結び付ける必要があると考えられる。

ReportInfectious

AgentsSurveillance

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