Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
状スコアが高く経過していることがうかがわれた。前述した日常生活の支障度の出現率も症状スコアの違いを反映している可能性がある。

黄砂飛来日前からSPM濃度が上昇しており、SPM濃度が上昇する前の4月24から上昇し始める30日までの6日間各日と5月1～5日までの各日との症状スコアの差を検討した結果、24～28日と5月1日との間に有意に鼻・眼症状が上昇した結果が得られたが、28日から上昇し始めた症状スコアは5月1日頃より低下しはじめていた。B群では鼻・眼・咽喉頭・下気道症状スコアが有意に上昇したが、A群と同様にSPM濃度の上昇に伴い鋭敏にスコアが上昇していることがうかがわれた。一方、図(3)-18に示すように学生の家族で40歳以上の中高年のA群では4月24日から、咽喉頭・下気道症状スコアが鼻症状より高く推移して、スコアも3点以上となっており、何らかの影響を受けている可能性がうかがわれた。学生は黄砂飛来でSPM濃度が28日頃より漸増しているのに伴い、各スコアの上昇が見られたが、中高年ではSPM濃度と症状スコアの変化が一致せず、その理由の一つとして薬剤スコアが1点以上と最も高く経過しており、治療しているので症状スコアの変動が少ないことも考えられた。B群ではA群と異なり、各症状スコアは有意に低いが鼻症状が最も高く、咽喉頭・下気道症状、眼症状の順に推移していた。黄砂飛来前から徐々に症状スコアが上昇し、鋭敏さに欠けるが有意に各症状スコアが上昇していた。12日も黄砂が飛来したが、

図(3)-17 2011年における黄砂を含むSPMの推移による大学生の鼻、眼、咽喉頭・下気道炎症および薬剤使用

図(3)-18 2011年における黄砂を含むSPMの推移による中高年の鼻、眼、咽喉頭・下気道炎症および薬剤使用
とくに症状スコアは影響を受けていなかった。さらに A 群は 5 月 15～16 日にかけて、咽喉頭・下気道症状スコアが、眼症状スコアとともに急に上昇し、B 群でも鼻、咽喉頭・下気道症状スコアが上昇していた。黄砂飛来前の数日間と 12 日の黄砂飛来後の数日間光化学オキシダント（OX）が 1500 ppb/day 以上の上昇が見られ、症状スコアの上昇に大きな影響を与えていることがうかがわれた。

## （３）まとめ

2010 年、2011 年の黄砂飛来の頻度が高い 2～5 月の 4 か月間、通常の健康な生活を送っている平均 19～20 歳の大学生とその家族で 40 歳以上の中高年を対象に、黄砂飛来による主に鼻、眼、咽喉頭・下気道症状の影響を調査した。

各症状スコアは花粉症やアレルギー性鼻炎のある A 群がアレルギーのない B 群より有意に高く経過していたが、症状は軽度から軽微と考えられた。アレルギー無の群でも症状スコアの推移がアレルギー有の A 群と同様な推移を示し、黄砂の影響が強くうかがわれた。

2010 年は学生 A、B 群、中高年の A 群は鼻症状が最も高く経過したが、2011 年は鼻症状、咽喉頭・下気道症状スコアの高さが交錯しており、学生では A 群は鼻症状が最も症状スコアが高く、B 群では咽喉頭・下気道が鼻症状と同じ程度で経過した。中高年は咽喉頭・下気道症状が最も高いスコアを示して推移していた。咽喉頭・下気道症状の推移は一定しておらず、今回多くの症状因子を含めて検討しており、今後さらに症状を特定して検討する予定である。また下気道症状は気管支喘息、慢性閉塞性肺疾患、さらに慢性呼吸器疾患など呼吸器疾患への直接・間接影響や上気道から他臓器への間接的な影響などもさらに検討することが望まれる。

年齢が若い学生は SPM や OX に鋭敏に反応し、中高年は学生より症状スコアが高く、薬剤スコアも高い傾向で、黄砂飛来にともない徐々に症状スコアが漸増し、黄砂飛来後にスコアが上昇していた。年齢を問わず黄砂のみでなく黄砂以外の大気汚染物質（spherical particles）などの SPM や OX なども健康に影響する重要な因子であることが強く示唆された。

今後も健康への影響調査を継続してヒトの保健に役立てる必要があると考えられる。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

## 1 ）風送黄砂のアレルギー修飾作用に関する動物を用いた実験学的研究

気管支喘息やスギ花粉症のモデルマウスを用いた動物実験により、風送黄砂にはこれらのⅠ型アレルギーを増悪させる作用があることが明らかとなった。また黄砂粒子自身に肺の細菌感染による炎症を悪化させる作用があることが明らかとなった。黄砂がアレルギー反応を高めることや感染症による炎症反応を高める作用を見いだしたことは科学的に非常に意義あるものである。サブテーマ4の小林らによって能登半島珠洲市上空の航空機（高度3,000 m）と係留気球（高度1,000 m）より採取された黄砂から分離培養された黄砂付着細菌の一つとして生菌の Bacillus sp.を用いて感染実験を行った。マウスの気管内に投与したが肺に炎症は惹起されなかった。また黄砂から分離培養された肺化膿症を引き起こすノカルジア菌（アルカリ放線菌）を用いてマウス喘息モデルにてアレルギー増悪作用を調べたが、この菌にはアレルギーを増悪する作用がないことが明らかとなった。今後は黄砂に附着したカビなどを中心としてアレルギー増悪との関連性を明らかにする必要性がある。
## 2 ）風送黄砂の健康影響に関する疫学調査

2010 年と 2012 年に黄砂の健康への影響調査を行った結果、花粉症や気管支喘息等のアレルギーの有無を問わず、軽微〜軽度の変化ではあったが眼、鼻、咽頭や下気道に影響があることが明らかとなった。動物実験に比較して黄砂飛来時の曝露濃度はかなり低いが、一般的に曝露を受ける濃度であってもヒトの気道に黄砂が影響を及ぼすことが明らかとなったことは非常に意義深いものである。今後、慢性呼吸器疾患などへの直接・間接影響や上気道から他臓器への間接的な影響などもさらに検討することが望まれる。

## （２）環境政策への貢献

黄砂の健康影響に関しては社会的関心が非常に高いため、今後、学術雑誌や新聞等の報道を通じて、研究成果の広報に努め、社会的・行政的な面から東アジア一帯の環境政策、健康被害予防法の施策の必要性を提起したい。次年度も継続して黄砂の健康影響調査を行う予定であり、動物実験においても黄砂中のアレルギー増悪作用を起こす物質を特定する予定であり、黄砂の健康影響評価を行うにあたり今後の成果が期待される。また、本プロジェクトで得られた成果は気象庁の黄砂情報にも付加価値を付けるものであり、人の健康面からも黄砂ルートの解明、早期警報システムの構築事業のために期待される。

### 6. 国際共同研究等の状況

黄砂の健康被害のメカニズムや健康問題を解決するには中国側の協力が不可欠である。本サブテーマの分担責任者の研究室では中国藩陽市にある中国医科大学公共衛生学院、院長の孫貴范教授と黄砂の健康影響に関する共同研究を進めている。

## 7 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

<論文（査読あり）>

1) Ichinose T, K. Hiyoshi, S. Yoshida, H. Takano, K. Inoue, M. Nishikawa, I. Mori, H. Kawazato, A. Yasuda, T. Shibamoto: Inhalation Toxicology, Oct; 21(12), 985-993 (2009)

“Asian sand dust aggravates allergic rhinitis in guinea pigs induced by Japanese cedar pollen”

2) He M., T. Ichinose, S. Yoshida, M. Nishikawa, I. Mori, R. Yanagisawa, H. Takano, K. Inoue, G. Sun, T. Shibamoto: Inhalation Toxicology, 22(9):709-718 (2010)

“Urban particulate matter in Beijing, China enhances Allergen-Induced Murine Lung Eosinophilia”

3) He M., T. Ichinose, S. Yoshida, M. Nishikawa, I. Mori, R. Yanagisawa, H. Takano, K. Inoue, G. Sun, T. Shibamoto: Inhalation Toxicology, 22(12), 1012-1025 (2010)

“Airborne Asian Sand Dust Enhances Murine Lung Eosinophilia”

4) 市瀬孝道：日本気象学会、天気、58(6), 511-516, (2011)

「黄砂と中国大都市粒子状物質の健康影響（2009年度秋季大会シンポジウム「東アジアの大気環境」の報告）」

5) 市瀬孝道：THE UNIVERSITY OF TOKYO，環境安全、128, 8-9 (2011)「黄砂のアレルギー増悪作用」
6) 市瀬孝道：健康教室、第725集、64-67 (2011)

「黄砂による健康への影響」

7) 市瀬孝道：日本医事新報、4537, 56-57 (2011)

「黄砂のアレルギー疾患への影響」

8) He M., T. Ichinose, S. Yoshida, S. Yamamoto, K. Inoue, H. Takano, R. Yanagisawa, M. Nishikawa, I. Mori, G. Sun, T. Shibamoto: Toxicol Appl Pharmacol, 15, 258(2), 237-247 (2012)

“Asian sand dust enhances murine lung inflammation caused by Klebsiella pneumoniae”

## （2） 口頭発表（学会等）

1) 市瀬孝道: 第3回環日本海域環境シンポジウム－地球環境地域学の創成をめざして－、金沢、12-13 (2009)

「黄砂の健康問題と今後の課題」

2) 市瀬孝道: 第 5 回全国環境研究所交流シンポジウム「PM2.5 を考える－実態、測定、モデル、影響」、つくば、26-27 (2010)

「黄砂の健康影響」

3) 市瀬孝道：大気環境と気道疾患を考える会、米子 (2010)「黄砂とアレルギー」

4) 吉田成一、高野裕久、市瀬孝道：日本薬学会第130年会、岡山 (2010)

「大気中に含まれる微粒子の胎仔期曝露が出生仔の免疫系に与える影響」

5) 市瀬孝道：第17回日本免疫毒性学会学術大会「免疫毒性を修飾する感受性要因」シンポジウム (2010)

「黄砂とアレルギー」

6) 市瀬孝道：第41回日本職業・環境アレルギー学会 (2010)

「黄砂のアレルギー増悪作用」

7) 岸川禮子、今井透、市瀬孝道、奥野由美子、嵐谷奎一、櫻田尚樹、西川雅高、吉田成一、下田照文、岩永知秋：第22回日本アレルギー学会春季大会 (2010)

「黄砂が健康に及ぼす影響調査」

8) 岸川禮子、下田照文、市瀬孝道、吉田誠、古森雅志、今岡通厳、麻生博史、岩永知秋：第64回日本呼吸器学会・日本結核病学会九州支部春季学会 (2010)

「福岡市における黄砂現象の影響調査—気管支喘息患者のPEF値の変動—」

9) 今井透、岸川禮子、市瀬孝道、奥野由美子、嵐谷奎一、榊田尚樹、西川雅孝、吉田成一、下田照文、岩永知秋：第60回日本アレルギー学会秋季大会 (2010)

「黄砂が健康に及ぼす影響調査（第2報）」

10) 岸川禮子：日本職業・環境アレルギー学会 (2010)

「2010年黄砂が健康に及ぼす影響調査—青年と中高年層への影響の違いはあるか、大学生とその家族における調査結果—」

11) Kishikawa R., T. Imai, T. Ichinose, Y. Okuno, K. Arashidani, M. Nishikawa, T. Shimoda, T. Iwanaga: American Academy of Allergy Asthma & Immunology (AAAI), March 20^{th}, San Fransisco (2011)
“Effects of Asian Sand Dust on Human Health and Allergic Symptom Fukuoka, Japan”

12）市瀬孝道：大気環境学会シンポジウム「越境大気汚染の現状」(2011)「黄砂の健康影響」

13）市瀬孝道：第131回日本薬学会（2011）「風送黄砂が気管支喘息病態に与える影響」

14）吉田成一：第131回日本薬学会 (2011)

「日本で採取した大気浮遊粒子状物質（黄砂）がマウス精子性状に与える影響」

15) He Miao : 第131回日本薬学会 (2011)

「黄砂は肺炎桿菌誘発性の炎症を増悪する」

16）市瀬孝道、賀森、吉田成一、定金香織、西川雅孝、森育子、高野裕久：第52回大気環境学会年会(2011)

「黄砂が卵白アルブミン誘発性の肺の好酸球性炎症に与える影響」

17) He M., T. Ichinose, S. Yoshida, M. Nishikawa: 第52回大気環境学会年会 (2011)

“Effect of Asian sand dust on expression of cytokine and chemokine induced by Klebsiella pneumoniae in mouse macrophage”

18）岸川禮子、今井透、市瀬孝道、吉田成一、嵐谷奎一、奥野由美子、榊田尚樹、西川雅孝、下田照文、岩永知秋：第52回大気環境学会年会（2011）

「黄砂、煙霧、光化学オキシダントの健康影響」

19）吉田成一、小塩茂、西川雅孝、賀淼、森育子、市瀬孝道：第52回大気環境学会年会（2011）「風送黄砂によるマウス精子性状への影響」

20）岸川禮子、下田照文、市瀬孝道、吉田成一、岩永知秋、今井透、市瀬孝道、西川雅孝：第61回日本アレルギー学会秋季学術大会(2011)

「2010年黄砂における喘息など呼吸器疾患への影響調査」

21）市瀬孝道、高野裕久、井上健一郎、柳沢利枝：第61回日本アレルギー学会秋季学術大会（2011）「黄砂の肺炎桿菌誘発性肺炎に対する増悪作用」

22) Ichinose T., M. He: The 42 $ ^{nd} $ Annual meeting of Japanese Society of Occupational and Environmental Allergy. Environmental Air Contaminations Influencing on Airway Allergy - Especially Asian Sand Dust - (2011)

“Asian dusts and allergy”

23) Liu B., S. Yoshida, M. He, T. Ichinose: フォーラム2011 衛生薬学・環境トキシコロジー (2011) “Effect of microorganisms attached onto yellow dust on inflammatory cytokines and TLRs expression in mouse macrophages”

24) Kishikawa R., T. Imai, T. Ichinose, S. Yoshida, Y. Okuno, K. Arashidani, M. Nishikawa, A. Shimizu, T. Shimoda, T. Iwanaga: American Academy of Allergy Asthma & Immunology (AAAI), March 2 $ ^{nd} $ Orando (2012)

“Effects of Asian Dust and Spherical Particles Exposure on Human Health and Allergic Symptom, Fukuoka, Japan”

25) He M., T. Ichinose, S. Yoshida, S. Yamamoto, K. Inoue, H. Takano, R. Yanagisawa, M. Nishikawa, I. Mori, G. Sun, T. Shibamoto: 51th Society of Toxicology (2012)
“Asian sand dust enhances murine lung inflammation caused by Klebsiella pneumoniae”

26）賀淼、劉博瑩、吉田成一、尾立翠、市瀬孝道：第132回薬学会 (2012)「成分組成の異なる黄砂の気管支喘息増悪作用の比較」

27）市瀬孝道、賀淼、吉田成一：第132回本薬学会 (2012)「黄砂のスギ花粉症増悪作用」

28) 市瀬孝道：第11回東海アレルギーフォーラム (2012)

「黄砂アレルギーと微生物の役割」

29) 岸川禮子：第41回日本職業・環境アレルギー学会 (2011)

「2011.2010年黄砂が健康に及ぼす影響調査—青年と中高年層への影響の違いはあるか、大学生とその家族における調査結果—」

30）岸川禮子、市瀬孝道、下田照文、吉田誠、古森雅志、奥野由美子、嵐谷奎一、岩永知秋：第66回日本呼吸器学会・日本結核病学会九州支部春季学会

「黄砂が健康に及ぼす若い年齢層への影響（第2報）」

31）岸川禮子、今井透、市瀬孝道、吉田成一、嵐谷奎一、奥野由美子、欅田尚樹、西川雅高、下田照文、岩永知秋：第52回大気環境学会年会 (2011)

「黄砂、煙霧、光化学オキシダントの健康障害」

32）岸川禮子、下田照文、吉田誠、岩永知秋、今井透、市瀬孝道、西川雅高：第61回日本アレルギー学会秋季学術大会 (2011)

「2011年黄砂における喘息など呼吸器疾患への影響調査」

33）市瀬孝道：京都府立医科大学公開講座「子どもの健康と化学物質」 (2011)「黄砂とアレルギー」

34) 市瀬孝道：福岡県保険医協会講演会 (2011)

「黄砂の健康影響」

35) 市瀬孝道：兵庫 Allergy Meeting 2012 (2012)

「黄砂アレルギーと微生物」

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない

（4）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

特に記載すべき事項はない

## （５）マスコミ等への公表・報道等

1) 熊本日日新聞（平成22年2月24日、熊本版朝刊、3頁参照）

2) 経済新聞（平成22年4月5日、全国版参照）

3) YAHOO! JAPAN ニュース (http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20100405-00000054-san-soci参照)

4) 毎日新聞（平成22年3月24日、東京朝刊、安心・安全ナビ参照）
## (6) その他

特に記載すべき事項はない

### 8 \. 引用文献

1）岸川禮子：質疑応答、黄砂による健康被害、日本医事新報2010; No.4516(11):79-80.

2) Kumiko T. Kanatani, Isoa Ito, Wael K. Al-Delaimy, Yuichi Adachi, William C. Mathews, Joe W. Ramsdell, and the Toyama Asian Desert Dust and Asthma Study Team: Desert Dust Exposure Is Associated with Increased Risk of Asthma Hospitalization in Children, American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 2010; 182: 1475-1481.

3) 杉本伸夫、清水 厚、松井一郎、鵜野伊津志、荒生公雄、陳 岩：連続運転、偏光ライダーネットワークによる黄砂の動態把握、地球環境、Global Environmental Research, 2002; 2: 197-207.

4）西川雅高：黄砂研究最前線—科学的観測手法で黄砂の流れを遡る、2003;8:14.

5) 安井元昭、周紀侠、水谷耕平、板部敏和、青木哲郎、劉立超：ライダーによる中国砂漠地域上空ダスト鉛直分布の観測、Global Environmental Research, 2002; 2: 149-158.

6) Simizu A, Sugimoto N, Mtsui I, Mori I, Nishikawa M and Kido M.: Relationship between Lider derived Dust Extinction Coefficients and Mass Concentrations in Japan, Scientific Online Letters on the Atmosphere (Special Edition: Typical Asian Dust); 2007: 74(2011): 1-4.

7) 環境省：平成22年度黄砂飛来状況報告書—平成21年度における黄砂実態解明調査—、2011;9-12.

8) 鼻アレルギー診療ガイドライン作成委員会：第4章検査・診断法、鼻アレルギー診療ガイドライン一通年性鼻炎と花粉症—2009年版（改訂第6版）ライフサイエンス、東京、2009.18-31.

9) 中野正博著：看護・保健・医療のための楽しい統計学、ヘリシティ出版、2007年8月発行
（４）健康・植物影響評価のための風送ダスト中バイオエアロゾルの直接採集・分析に関する研究

金沢大学 理工研究域 自然システム学系 小林史尚

理工研究域 物質化学系 牧 輝弥

環日本海域環境研究センター 柿川真紀子

医薬保健研究域 医学系 東 朋美

地域連携推進センター 能登半島里山里海自然学校 赤石大輔

平成21年度～23年度累計予算額：31,301千円（うち、平成23年度予算額：10,397千円）

予算額は、間接経費を含む。

[要旨] 欧米では、サハラ砂漠から舞い上がる砂塵にバイオエアロブル（生物粒子）が含まれているなど風送ダスト中のバイオエアロブルについて研究が進んでいるが、日本を含む東アジアにおいてほとんど報告されていない。さらに、風送ダストである黄砂に含まれるバイオエアロブルの人の健康や自然生態系などを含む環境評価に際しては全くないと言っていい。本研究では、環境評価を目的とした黄砂バイオエアロブルの直接採集・分析・同定解析を実施した。黄砂発生源である中国敦煌市および沈着地域として日本珠洲市において、係留気球と独自に開発したバイオエアロブルサンプラーを用いて上空400～800mに浮遊している黄砂バイオエアロブルを採集した。また、航空機を用いて高高度（3,500m）の黄砂バイオエアロブル採集も試みた。サンプルは、分離培養・同定、メタゲノム解析、DGGE解析の3手法を駆使し、多角的に黄砂バイオエアロブルを生物分析した。その結果、Bacillus属菌株など、人の健康や植物生態系に及ぼす可能性のある菌が種々みつかった。黄砂現象時にはDNA量換算で0.125g m^{-3}飛来しており、黄砂現象を伴わない時の約5倍であることがわかった。また、メタゲノム解析から新種の菌も発見された。健康影響評価としては、サブテーマ3（大分県立看護科学大学）に実際に採取した菌株をマウス実験のために提供した。植物生態系影響としては、松枯れと黄砂観測日との統計的相関を検討した結果、相関が高いことがわかった。松枯れの原因となりうる松材線虫の黄砂バイオエアロブル食餌実験を行った結果、黄砂バイオエアロブルを摂取し増殖することがわかった。黄砂バイオエアロブルが松材線虫病（松枯れ）のきっかけとなる可能性が示唆された。

[キーワード] 黄砂、バイオエアロゾル（生物粒子）、生物分析、健康影響、生態系影響

### 1. はじめに

近年、黄砂は地球環境に重要な寄与をする現象として多くの研究者によってその影響評価が行われている。黄砂の地球環境に及ぼす影響としては、太陽光の放射強制力の変化、酸性雨の中和作用や中国都市部で排出された有害物質の長距離輸送などがある $ ^{1,2} $ 。最近では、黄砂の健康影響についても報告されている $ ^{3} $ 。世界環境大臣フォーラムおよび第8回UNEP管理理事会特別会合において北東アジアの黄砂が1950年代と比較して5倍近くまで増加していることを報告しているよ
うに、年々急速に増加していることから、その影響評価が注目されている。一方、バイオエアロゾルとは、大気中に浮遊している生物粒子でウィルス、細菌、真菌などである。KelloggとGriffin $ ^{4)} $ は、サハラ砂漠において舞い上がった砂塵の中に微生物が含まれていることを明らかにしている。欧米ではサハラ砂漠の砂塵を中心としたバイオエアロゾルの研究が進んできているものの、黄砂バイオエアロゾル研究は現在のところほとんどない。

本研究者らは、2007年から2008年において環境省地球環境研究総合推進費の受託研究により、黄砂発生源であるタクラマカン砂漠東端の敦煌市において係留気球を用いた上空の黄砂に含まれるバイオエアロゾルを直接採集し、種々の生物分析を実施し、健康に影響を及ぼす可能性のある微生物などを発見した $ ^{5-11} $ 。しかしながら、黄砂バイオエアロゾルの環境影響を検討するためには、沈着地域である日本における検討が必要であるが、ほとんど実施されていないのが実情である。

本研究では、黄砂発生源である中国甘肃省敦煌市および沈着地域である日本石川県珠洲市において係留気球を用いた黄砂バイオエアロブルの直接採集を実施し、分離培養・同定、メタゲノム解析、DGGE解析などの生物分析を行ったのでその結果を報告する。さらに、黄砂バイオエアロブルの健康影響実験に関する菌株の提供（サブテーマ3と関連）および植物生態系影響を検討した。黄砂モニタリングに指向したDAPI法やFISH法を用いた解析、黄砂への混入限界を示したバイオプロセス解析、係留気球よりも高高度の黄砂バイオエアロブルを採集するための航空機を用いた観測も試みたのでここに報告する。

## 2 ．研究開発目的

本サブテーマの最終目的は、黄砂バイオエアロゾルの中で人の健康や自然生態系に影響を及ぼすような菌類を同定し、その影響メカニズムの解明と評価を行うことにある。黄砂発生源である中国甘肃省敦煌市および沈着地域である日本石川県珠洲市において黄砂バイオエアロゾルの直接採集と生物分析を実施し、健康影響や生態系影響を含めた種々の検討を行った。

## 3 ．研究開発方法

## （１）採集地点、日時、および方法

## 1 ）探集地点

黄砂発生源としては、中国甘肃省敦煌市気象台（Dunhuang; 40.1° N、94.7° E）において係留気球を用いて黄砂バイオエアロゾルを直接採集した。敦煌はタクラマカン砂漠東端に位置している。タクラマカン砂漠の周辺は4000 m級の山並みが連なり、東側だけが山の障壁がない。上空は一般的に偏西風が吹き、舞い上がった砂塵はこの風によって西から東へ運ばれる。黄砂沈着地域としては、石川県珠洲市の金沢大学里山里海自然学校のグランド（37.5° N、137.4° E）において行った。石川県珠洲市は、日本列島における日本海沿岸のほぼ中央に位置する能登半島先端の沿岸付近であるので、日本海を渡ってくる黄砂を直接的に採集でき、日本列島起源のバイオエアロゾルによる影響が少ないことから、この地点をサンプリングポイントとした。

## 2 ）探集日時

黄砂発生源である中国甘肃省敦煌市における係留気球を用いた黄砂バイオエアロゾルのサンプリングは2010年9月13～20日に実施した。黄砂沈着地域である日本石川県珠洲市における係留気球や航空機を用いたバイオエアロゾルの直接採集は、2008年5月7～9日、2009年4月27日～
5月2日、2010年3月24～28日、2010年5月12～15日に実施した。中でも分析が進んでいる2008年5月と2009年4月のサンプリングについて述べる。係留気球を用いて上空400mから800mの大気混合層および対流圈の黄砂バイオエアロブルを採集した（図(4)-1）。航空機を用いた高高度のバイオエアロブルの採集は2009年11月20日に実施した。名古屋空港（旧小牧空港）から離陸し、約1時間能登半島上空を旋回してサンプリングを行った（図(4)-2）。サンプリング高度は地上3,500mであった。

図(4)-1 係留気球を用いたサンプリング

(a)

(b)

図(4)-2 航空機サンプリング：(a)機体(b)飛行航路

## 3 ）采集方法

係留気球を用いた黄砂バイオエアロブルの直接採集は、充填ガスがヘリウム、容積12m³の魚型気球と著者らが開発したバイオエアロブルサンプラーを用いて行った。バイオエアロブルサンプラーには、吸引ポンプ、バッテリー、電波受信部、サンプリングチューブ開閉用シャッター、メンブレンフィルターユニットが搭載されており、滅菌状態を維持したまま目的高度まで上昇させ、
地上からの電波によってシャッターの開閉、ポンプの稼動などがコントロールでき、目的高度のバイオエアロゾル以外の雑菌汚染は完全に防ぐことができる。バイオエアロゾル採集用メンブレンフィルタは、孔径 $ 0.45 \mu m $ の滅菌済ポリビニリデンフロライド製親水性フィルタを用いた。吸引は $ 1 \mathrm{~hr} $ 行い、予備実験から本研究で使用したサンプラーでは約 $ 0.7 \mathrm{~m}^{3} $ の大気を吸引できる。バイオエアロゾルサンプラーの開閉など無菌状態を要する作業は、里山里海自然学校の実験室にあるクリーンベンチ内で行った。航空機サンプリングは、天井部分にサンプリング用（直径 $ 20 \mathrm{~mm} $ ）の穴があいている双発のセスナ $ 404 \pm 0.01 \mathrm{~m}^{3} $ に搭乗し、上空に達してから滅菌済みのインレットおよびチューブを係留気球用バイオエアロゾルサンプラーに接続して目的高度以外の雑菌が混入しないように行った。また、気象データとしてサンプリング当日の CFORS 解析と OMI-TOMS 解析も行った。

## （2） 生物分析

## 1 ）分離培養・同定法

回収したメンブレンフィルタは、すぐにニュートリエント寒天培地（Nutrient Agar 28 g L $ ^{-1} $ ）、血液寒天培地（Blood Agar 40 g L $ ^{-1} $ 、滅菌済羊血7% v/v）、ポテトデキストロース寒天培地（Potato Dextrose Agar 39 g L $ ^{-1} $ ）、サブローブドウ糖寒天培地（Sabouraud Dextrose Agar 65 g L $ ^{-1} $ ）のそれぞれのプレートにクリーンベンチ内の無菌状態でプリントし、その後プレートは25℃で2～3週間培養した。単離菌株からゲノムDNAを抽出し、16S rRNAあるいは18S rRNAを増幅した。その後、PCR産物をダイレクトシーケンスし、約400 bpの部分塩基配列を決定した。16S rDNAあるいは18S rDNAを用いた帰属分類群の推定には、BLASTにより国際塩基配列データベース（GenBank/DDBJ/EMBL）に対し相同性検索を行い単離菌株を同定した。

## 2 ）メタゲノム解析（ゲノム分析）

本方法は分離培養法と異なり、フィルターに捕集されたバイオエアロゾルを培養過程を経ず、直接 DNA を抽出し、PCR で rDNA 領域を増幅後、クローニングし、rDNA 領域の遺伝子配列を調べ、その遺伝子配列をもとに生物情報データベース検索より生物種の同定を行った。バイオエアロゾル捕集したフィルターを緩衝液（10 mM Tris-HCl、pH 7.5 など）にフィルターを浸し、溶菌酵素 Lysozyme や Mutanolysin、タンパク質分解酵素 Proteinase K などの添加して細胞膜を溶解し、DNA を抽出した。バイオエアロゾルに含まれる DNA を精製し、DNA から 16S rRNA 遺伝子、18S rRNA 遺伝子領域を増幅し、大腸菌クローニングベクターにつなげ、大腸菌に遺伝子導入し、クローン化後、rRNA 遺伝子領域を ABI 310 Genetic Analyzer (Applied Biosystems) により DNA の塩基配列を決定した。国際塩基配列データベースで類似配列を BLAST 検索し生物種の同定を行った。

## 3 ）DGGE 解析

大気中に浮遊する耐塩細菌に焦点を絞って集積培養するため、バイオエアロゾル試料の懸濁液を、NaCl濃度を0％、3％、10％及び15％に変えた細菌用（Trypticase-soy-broth：TS）液体培地に接種した後、14日間培養し、微生物生長量を確認した。さらに、「生長の見られた培養」および「エアロゾル試料」に含まれる細菌種を同定するため、PCR-DGGE解析を施行した。まず、培養からフェノール・クロロホルム処理を用いて抽出したゲノムDNAを鋳型として、DGGE用プライマーを用いたPCR法により16S rDNAを増幅した。このPCR増幅産物を、DNA変性剤（尿素）で濃度勾配をつけたポリアクリルアミドゲル上に電気泳動した後、ゲル上に展開したバンドパ
ターンを確認した。バンドに含まれる核酸の塩基配列を用いて、微生物培養に含まれる細菌群の種組成を系統分類学的に解析した。

## 4 ）DAPI · FISH 解析

細菌株の液体培養を、終濃度1％のグルタルアルデヒドで固定した後、細菌細胞を孔径0.2μmのヌクレポアフィルター上に濾過捕集し、フィルターごとマイクロチューブに入れた。エタノールでフィルター上の細菌細胞を洗浄し、ハイブリダイゼーション溶液（Hybridization Solution:HS）に浸し、馴染ませた後、核酸プローブ1μLを含むハイブリダイゼーション混合溶液を加え、20℃で4時間ハイブリダイズした。今回使用した核酸プローブは、細菌株の全塩基配列を用いて、特異的にB. subtilisのDNAのみに結合するように設計した。ハイブリダイゼーション終了後、未反応のプローブを除去し、DAPI溶液を加え、全細菌細胞を染色した。濾過によって乾燥させたフィルターを、イマージョンオイルを用いてプレパラートとスライドガラスの間に密閉し、落射型蛍光頭微鏡を用いてDAPI染色された細胞はUV励起で、核酸プローブ染色された細胞はB2励起で観察した。

## （３）バイオプロセス解析

現在の黄砂予報モデルは、黄砂粒子を対象としているが、バイオエアロゾルの場合生きているか死んでいるかが環境影響を考える上でも重要な項目となる。そこで、実際に沈着地域である日本上空で採集された微生物が、上空の環境条件でどれぐらい生きられるか、パラメータを推算し、死滅速度に関する数式モデルを用いてシミュレートを行った。使用菌株は発生源地域である敦煌市上空で採集されたCladosporium sp.と珠洲市上空で採集されたBacillus sp.である。Cladosporium sp.に関しては、日本に持ち帰ることができなかったため18S rDNA配列が全く同じ菌株を日本で購入して用いた。上空の環境条件としては、微生物の生死に最も影響を及ぼす紫外線に着目した。パラメータ推算実験としては、800 μWcm⁻²の紫外線強度を最大60 min、胞子に照射し、寒天重層法にて生菌を計測して行った。流跡線解析はNOAA HYPLIT モデル（Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory model）を使用した。

## （4） 健康影響評価

黄砂バイオエアロゾルの分離培養・同定・生物情報学の解析から得られた微生物の中で、ヒトに対して病原性を持つものについて、それらによる食中毒発生件数および感染症発生件数と黄砂観測日数との間に関係があるかどうか調査した。気象庁が発表している黄砂観測のベ日数と、厚生労働省による食中毒統計調査、感染症発生動向調査の統計資料を使用した。また、日本上空で同定された Bacillus cereus 株の食中毒毒素セレウリドの産生性を、Agata.N らの方法により調べた。セレウリド合成遺伝子（CRS gene）を PCR 法で増幅し、欠落の有無を解析した。

サブグループ 3 の市瀬らが作成した、風送黄砂暴露によるアレルギーモデルマウスの肝臓における遺伝子発現変化を解析した。新鮮な肝臓組織から total RNA を抽出し、リアルタイム PCR 法により、代謝解毒酵素 CYP1A1、CYP1A2 の発現を調べた。

さらに、健康影響を検討するために、金沢大学自然科学1号館4階ベランダにて（36°32'N、東経136°42'E、海拔125m、地上からの高さ15m）2011年3月17日～6月15日まで毎日6時間吸引ポンプと滅菌フィルターを用いて大気バイオエアロゾルを採集した。フィルターサンプル
は、黄砂バイオエアロゾルのメタゲノム解析にために開発した DNA 抽出法に従い直接 DNA を抽出され、大気 DNA 濃度を測定した。その DNA をテンプレートとし、リアルタイム PCR 法を用いたセレウリド産生性セレウス菌遺伝子やインフルエンザ菌、クラミジア菌、レジオネラ菌の各種毒素遺伝子の検出を行った。また、アレルギーに悪影響を及ぼすとされる菌体成分の β-グルカン濃度を測定した。

## （5） 植物生態影響調查

対象とする植物生態系としては、現在、能登半島において問題となっている「松枯れ（マツ材線虫病）」に注目した。松枯れ（マツ材線虫病）に注目した理由は、分離培養同定結果から、珠洲市上空に黄砂とともにBjerkandera sp.が見つかったが、これら白色腐朽菌がマツ材線虫の食餌となる可能性がある、また、松枯れによる枯死木が白色腐朽菌の定着基質となっている可能があることによる。黄砂現象と松枯れが関係があるかどうか調査するために、黄砂観測日数（金沢地方気象台）と松枯れ被害量（林野庁）について相関関係を検討した。比較として、気温（気象庁）、降水量（気象庁）、降水のpH値（石川県環境大気調査報告書）、大気中のSO₂濃度（石川県環境大気調査報告書）についても検討した。

植物生態系影響に関して、松枯れの中でも生態系影響と考えられる「松材線虫病」に着目し、実験的に検討した。2010年7月22日に能登半島珠洲市付近において松枯れ材サンプルを採取し、黄砂バイオエアロゾルに関する菌相調査、黄砂バイオエアロゾル食餌実験、木材分解実験を実施した。

### 4. 結果及び考察

## （１）採集日時の気象データおよび生物分析結果

## 1 ）気象データ

図(4)-3 は、2008 年および 2009 年に係留気球でバイオエアロゾルを採集したときの CFORS 解析と OMI-TOMS 解析結果を示す。2008 年の採集の時は、両解析結果とも黄砂が飛来してきていることを示した。2009 年の採集の時は黄砂があまり飛来しておらず、両サンプリングの生物分析結果から黄砂とともに飛来した（黄砂バイオエアロゾル）か否かを考慮する上で貴重なデータとなった。輪島測候所から出された高度別湿度では、2008 年と 2009 年いずれの場合も地上 400 m で急激に減少していることから、400 m 以上の大気は輸送されており、地上付近の影響はほとんどないことがわかった。本研究で採集した高度は 400、600 および 800 m であり、そのいずれもが地上の影響（接地層の影響）を受けずに採集できたと考えられる。
図(4)-3 黄砂・バイオエアロゾル採集日のCFORS解析とOMI-TOMS解析結果

## 2 ）分離培養同定

黄砂現象が確認された 2008 年の直接採集から分離培養された単離菌株は、Nocardiopsis sp.が4菌株、Bacillus sp.が1菌株、Streptomyces sp.が1菌株、Bjerkandera sp.が2菌株であった。一方、黄砂現象があまり確認されなかった 2009 年の直接採集からは、Paraconiothyriumが1菌株のみ単離された。黄砂がバイオエアロゾルを多量に運んできていることがわかった。また、航空機サンプリングでは、Bacillus sp.が1菌株分離培養された。航空機を用いた手法でも大気中のバイオエアロゾルを直接採集できることがわかった。

Nocardiopsis sp.や Streptomyces sp.といった放線菌は、典型的なものでは気中に気菌糸を伸ばし胞子を形成することが知られており、この特徴が黄砂バイオエアロゾルとして大気に浮遊することを可能にしていることが考えられる。放線菌の中には病原菌もあり、人の健康に影響を及ぼしている可能性が考えられる。また、Bacillus sp.には、納豆菌もあれば人の健康に影響を及ぼすセレウス菌や炭疽菌もあり、沈着地域において環境に影響している可能性は高い。本研究で単離された木材腐朽菌である Bjerkandera sp.などが黄砂とともに沈着し、枯死木がこれら菌類の定着基質となっている可能性も考えられる。また、黄砂バイオエアロゾルがマツ材線虫病そのものと関係がある可能性も考えられ得る。マツ属樹木に被害を及ぼすマツ材線虫病の原因としてマツノザイゼンチュウが発見されている。本研究で単離された Bjerkandera sp.等が食餌となり、松枯れ発生の引き金となっている可能性も考え得る。

黄砂発生源地域上空では Rhodosporium sphaerocarpum や Bacillus cereus が単離・同定され $ ^{6)} $ 、本研究結果からの沈着地域と両地域において Bacillus 属菌株が見つかった。この理由は、Bacillus 属菌株の多くは芽胞を形成するので、芽胞が黄砂粒子とともに舞い上がりやすく、紫外線、温度や乾燥に耐性のあることから上空大気中を生きたまま長距離輸送されると考えられる。Hua ら $ ^{7)} $ は、黄砂発生源と沈着地域の砂や土壌から単離された Bacillus 属菌株について分子生物学的に比較検討し、黄砂によって Bacillus 属菌株が長距離輸送されていることを述べている。本研究の結果は、Hua らの Bacillus 属菌株の長距離輸送を示唆している。
航空機を用いた直接採集と分離培養・同定結果では、(a)2009年11月、(b)2010年3月、(c)2010年5月の3回のサンプリングから、それぞれBacillus sp., Bacillus sp., Methylobacterium sp.が単離された。それぞれ高度は(a)3,500 m、(b)2,900 m、(c)3,000 mであり、後方流跡線解析では、(a)ゴビ砂漠方面の西から、(b)ゴビ砂漠方面の西から、(c)シベリヤ方面の北からであった。黄砂現象の可否については、(a)非黄砂、(b)弱い黄砂、(c)ダストは多いが黄砂ではない、という結果であった。以上の結果から、西からの黄砂にはBacillus sp.が多く含まれ、黄砂ではない北からはBacillus sp.ではなくMethylobacterium sp.などが含まれることがわかった。タクラマカン砂漠の砂からBacillus sp.が単離されていることから、砂漠から舞い上がる黄砂など西からはBacillus菌（枯草菌）が飛来すると考えられる $ ^{6} $ 。なお、このBacillus菌には、病原菌であるセレウス菌や炭疽菌なども含まれるため、黄砂とともに健康影響に関連する菌が飛来している可能性がある。他にも、2010年度および2011年度の係留気球・航空機を用いたサンプルから分離培養・同定法によってMethylobacterium sp.やStaphylococcus sp.など21菌株が新たに発見された。

## 3 ）メタゲノム解析（ゲノム分析）

本方法の利点としては、分離培養法が環境微生物のうち約1％しか単離・同定できないのに対し、DNAを直接抽出し解析するので、難培養性の微生物を分析できる、また、環境中の生態系の全体像を明らかにできる点が挙げられる。バイオエアロゾルを捕集したフィルターから抽出したDNA量は、黄砂時は $ 0.125\ g\ m^{-3} $ 、非黄砂時は $ 0.025\ g\ m^{-3} $ であり、それぞれ微生物濃度に換算すると、菌類ゲノムサイズをもとに少なめに見積もって、黄砂時は $ 2.5\times10^{6}\ cell\ m^{-3} $ 、非黄砂時に $ 0.5\times10^{6}\ cell\ m^{-3} $ であると推定された。黄砂飛来時には珠洲上空の微生物濃度が5倍程度増加することが示唆された。

また、遺伝子配列解析結果から、黄砂時における珠洲上空には Variovorax sp., Bradyrhizobium sp.などバクテリア11種、カビ・キノコ2種（Tritirachium sp., Antrodiella semisupina）、植物6種、新種の細菌3種が含まれることが判明した。一方、非黄砂時の珠洲上空には Pseudomonas sp., Paenibacillus sp.などバクテリア7種、新種の細菌2種を含み、黄砂時の菌種と一致するものが検出されなかったことから、黄砂時と非黄砂時では、珠洲上空エアロブルに含まれる微生物種が異なることが判明した。

2010 年 5 月の航空機を用いたサンプルのメタゲノム解析では Variovorax 属菌株が 54％を占めることがわかった。優占種である Variovorax sp. の 2 種は 2008 年黄砂時の能登上空で検出された Variovorax の配列と 100％一致した。Methylobacterium sp. など 15 種の細菌（3 種の新種を含む）が検出された。航空機ではなく同日の係留気球を用いた約 1,000 m のサンプルからは Sphingomonas sp. や Brevibacterium sp., Ralstnia sp. など 17 種の細菌（1 種の新種を含む）が検出され、Sphingomonasと Uncultured bacterium の 2 種は、2009 年非黄砂時の能登半島上空で検出された配列と 100％一致した。同じ日でも上空 1 km と 3 km では浮遊しているバイオエアロゾルの生物種は異なることがわかった。2010 年度および 23 年度の係留気球・航空機を用いたサンプルからメタゲノム解析によって Variovorax sp. など 107 菌株が新たに発見された。

## 4 ）DGGE 解析

黄砂現象が顕著であった2008年のサンプリングにおいて上空600mで採取したエアロブル試料に含まれる微生物群は、0％から15％のNaCl濃度の培地中で顕著な増殖を示した。一方、黄砂現象の伴わない2009年サンプリングでは、0％及び3％のNaCl濃度で生長する微生物のみで、10％
及び 15％の NaCl 濃度の培地での増殖に耐えうる微生物は検出されなかった。従って、黄砂飛来とともに耐塩細菌が大気中に増大したと考えられる。さらに、2007年夏期および2008年秋期に敦煌市上空600 m（黄砂発生源）および立山積雪中で採取した黄砂鉱物試料からも、0％から15％の NaCl 濃度の培地で増殖する耐塩微生物が確認された。立山積雪中とは、立山室堂（北緯36.58度、東経137.6度、高度2450 m）において、積雪表面から地表表面まで深さ約6 mの雪壁面における黄砂層をサンプリングし、同様に生物分析したものである。立山積雪中で黄砂が含まれない場合は、耐塩微生物は検出されなかった。従って、黄砂鉱物粒子とともに耐塩細菌が、大気中の厳しい環境ストレスに耐え、大気中で生残し続けていることが実証された。

図(4)-4 DGGE解析からの分子系統樹
PCR-DGGE 解析の結果、黄砂鉱物粒子を含むいずれの試料からもグラム陽性の細菌群が優占して検出され、各調査地点での垂直混合も認められた（図(4)-4）。グラム陽性細菌は、芽胞を形成し、環境ストレスに強い耐性をもち、一般的に大気中の優占細菌種として知られている。乾燥や紫外線照射等のストレスの多い大気中では、環境ストレスに耐性をもつ細菌群が選択的に生残でき、Bacillus属あるいはStaphylococcus属などの限られた細菌種が優占していると考えられる。特に、今回、それぞれの黄砂バイオエアロゾル試料から共通して検出された核酸塩基配列は、B.subtilis グループに属した。この細菌グループの細菌群は、砂塵が発生した大西洋海上や黄砂発生地のタクラマカン砂漠のエアロゾルからも分離された。黄砂発生地および黄砂飛来地から分離されたB.subtilis株のDNA gyraseの塩基配列は、既知細菌の中でも非常に近縁となり、地域間を移動したことを裏付けている。従って、B.subtilis グループの細菌種が、黄砂発生地域で鉱物粒子とともに巻き上げられ、黄砂鉱物粒子に付着し、長距離輸送されている可能性は高い。これらの細菌群は、日和見感染細菌であるため毒性は低いものの、アレルギーの増悪などの健康影響を及ぼす可能性がある。

DGGE 解析を駆使した耐塩性細菌の航空機や係留気球サンプルの耐塩性細菌として単離された Bacillus subtilis グループの gyrB 遺伝子配列を用いた系統学的分類によると黄砂とともに Bacillus subtilis が越境輸送された可能性があることがわかった。また、Bacillus amyloliquefaciens グループの gyrB 遺伝子配列を用いた系統学的分類結果から、珠洲上空には特有の細菌群が存在することがわかった。2010 年度および 2011 年度の係留気球・航空機を用いたサンプルから耐塩性細菌分析によって Bacillus sp. など 39 菌株が新たに発見された。

## 5 ）DAPI · FISH 解析

敦煌市上空で捕集したエアロゾル粒子試料を落射型蛍光顕微鏡で観察したところ、鉱物粒子は、青白く見え、直径5から10μm程度の粒子状であった。一方、鉱物粒子表面に青く蛍光を発する粒子も確認され、直径0.5から1μm程度であった。これらは、微生物粒子であると判断でき、大気中の鉱物粒子に細菌が付着している可能性が示唆された。また、黄砂粒子から分離された細菌株のうち、12細菌株の16S rDNA全塩基配列は、Bacillus subtilisグループに属し、保存性の低いDNA gyraseの塩基配列であっても敦煌および立山から分離されたB. subtilis株が近縁となった。従って、黄砂発生地および飛来地の黄砂鉱物粒子上に、株レベルで近縁のB. subtilis細胞が生存していたのは確かであり、黄砂による長距離輸送細菌種である可能性は極めて高い。

分離細菌株を用いて、核酸プローブを使用したハイブリダイゼーションを行ったところ、反応温度20℃および30℃において、B. subtilisの細菌細胞を蛍光顕微鏡下で特異的に観察できた。そこで、黄砂エアロゾル試料を用いて、同様のハイブリダイゼーションを試みたところ、鉱物粒子上に、核酸プローブ由来の強い黄色の蛍光を粒子状に確認できた（図(4)-5）。DAPI染色で検出された細菌細胞の粒子の内、8割程度が核酸プローブの蛍光を呈しており、黄砂鉱物粒子上に存在する微生物の大部分がB. subtilisであり、優占していると考えられる。FISH法を用いることで、「黄砂鉱物粒子上の微生物」あるいは「環境に分散した混合微生物」の中から、長距離輸送される特定の細菌粒子(Bacillus属の種)を遺伝子レベルで識別するのに大いに役立つであろう。また、この手法は、種類・数を測定できるモニタリング手法に応用することができる。
図(4)-5 FISH解析の蛍光顕微鏡写真：(a),(d)真正細菌；(b),(e)B. subtilis；(c),(f)真核微生物

## (2) バイオプロセス解析

実際に採集された菌 Clasosporium sp. と Bacillus sp. を用いて紫外線照射実験を検討した (図(4)-6)。比較対象として土壌から採集された大腸菌（Escherichia coli W3110）と枯草菌（Bacillus subtilis NBRC3134）も同じ条件で行った。上空で採集された菌株は、土壌菌よりも紫外線耐性が高いことがわかった。紫外線死滅速度として以下のような数式モデルが提出されている $ ^{13} $ 。

$$ \mathrm{dC/dt=-kI_{eff}C} $$

①

ここで、C、kおよびI_{eff}はそれぞれ生菌体濃度[cells L^{-1}]、不活性化速度定数[m^{2} W^{-1} h^{-1}]、有効光強度[W m^{-2}]である。図(4)-6の紫外線照射実験から、黄砂バイオエアロブルCladosporium sp.とBacillus sp.のk値は、それぞれ5.6\times10^{-2}と4.4\times10^{-2} m^{2} W^{-1} h^{-1}であった。生菌率が1％を下回った時に全滅すると仮定し、生存時間をシミュレートした結果、Cladosporium sp.とBacillus sp.の上空の生存時間はそれぞれ6.7と1.5日であることがわかった。この生存時間を流跡線解析にプロットすると図(4)-7のようになった。

図(4)-6 紫外線耐性実験結果
黄砂発生源で採集された Cladosporium sp.は、どこで沈着したかはわからないが、生きたまま日本を越え太平洋に達していることがわかった。また、能登半島珠洲市上空で採集された Bacillus sp.は、黄砂粒子は発生源から日本まで到達した可能性があるが、菌の生存を考慮に入れると発生源ではなく黄砂が飛来する間、中国西沿岸部から朝鮮半島の上空で混入したと考えられる。

図(4)-7 生菌輸送限界シミュレート結果

## （3） 健康影響評価

黄砂バイオエアロゾルの種々の生物分析結果から得られた微生物の中には、ヒトに対して病原性を持つものが多数含まれていた。黄砂バイオエアロゾルとして黄砂とともに日本に飛来して降下しているとすれば、黄砂観測日に食中毒や感染症件数が増加していることが考えられる。そこで、それら（B.cereus, B.anthracis, C.tetani, C.botulinum）による食中毒（セレウス、ボツリヌス）患者数および感染症（炭疽、破傷風）患者数と黄砂観測日数との間に関係があるかどうか調査した。資料が得られた1999年から2004年までのデータからは、黄砂観測のベ日数とセレウス菌による食中毒患者数および破傷風患者数に関連は認められなかった。また、ボツリヌス、炭疽は例年ほとんど発生していないことがわかった。セレウス菌については、食中毒の発生と結びつかないセレウリド非産生株があるため、中国と日本のサンプルのセレウリド合成酵素（CRS）遺伝子の欠落の有無を調べた。その結果、中国で分離培養・同定されたB.cereusはすべてセレウリド非産生株であることが明らかになった。したがって、日本に飛来しているかを食中毒の発生で判断できない可能性が示唆された。ただし、中国、日本ともに一部でセレウリド産生株も検出されており、さらに多くの株の解析が必要である。

サブグループ 3 の市瀬らにより、黄砂付着微生物がマウスの肺にアレルギーや炎症を起こすことが報告され $ ^{12} $ 、今回、壱岐の風送黄砂を暴露したマウスの肺や気管支では、アレルギー反応に特有の変化や局所的な炎症が起こることが明らかになった。そこで、サブグループ 4 ではアレルギー症状の全身影響を見るために、暴露マウスの肝臓における代謝解毒酵素の誘導を調べた。図(4)-8 に示すように、未処理の黄砂（ASD）を投与した群では対照群（control）に比べて CYP1A1、CYP1A2 ともに、約 2 倍の発現が見られ、局所的だけでなく全身に対しても影響が出ることが示唆