急性灰白髄炎
急性灰白髄炎の麻痺は多くの場合一時的なものである。麻痺していた筋への神経刺激は1ヶ月以内に復活し、通常6から8ヶ月で完全に回復する。麻痺型急性灰白髄炎の回復に関する神経生理学的行程は完全に効果的であり、元々の運動ニューロンが半分失われたとしても筋肉は正常な機能を維持できる。感染後12から18ヶ月後に筋力がわずかに回復する事もあり得るが、麻痺が1年経過してもなお継続する場合は永続的な麻痺になるようである。
ポリオからの回復に関わる修復機構の一つに神経終末端の発芽がある。この機構によって脳幹や脊髄の運動ニューロンは新たな枝分かれや軸索発芽を構築する。新しい分岐はポリオ感染の急性期に神経支配を失った筋繊維に再び神経刺激を与える事ができ、筋繊維は収縮能力を回復して強度を改善できるようになる。終末端の発芽は数本の著しく肥大した運動ニューロンを生み出し、肥大した運動ニューロンは以前の4から5倍の仕事をこなす。例えば、ある運動ニューロンが元々200本の筋繊維を支配していた場合、その運動ニューロンは800から1000本の筋繊維を支配するようになる。リハビリの段階において生じ、筋力の復元に寄与する他の回復機構として、運動による筋繊維肥大と、II型筋繊維のI型筋繊維への変換がある。
以上のような生理学行程に加え、生体は麻痺の後遺症を持っていても機能を維持するために代償機構を数多く持っている。代償機構には弱い筋を本来の収縮能力を超えて用いたり、元々あまり使われない筋の運動能力を成長させたりする事が挙げられる。
ポリオは、1988年の世界保健機関(WHO)総会において、2000年までの根絶が決議されたが、2019年現在で1型と3型ポリオは根絶されていない状況である。根絶計画により流行地域は非常に狭まっている。WHOが2020年にアフリカ大陸での根絶を宣言し、この時点で野生株によるポリオ常在国はパキスタンとアフガニスタン。となっている。しかし、渡航者などによる飛び火で、周辺国でも報告例が相次いでいるので、感染症情報には常に注意を要する。
日本では、厚生労働省検疫所が、ナイジェリア、パキスタン、アフガニスタンおよびその他の流行地への渡航者に対して、追加接種を推奨している。WHOの推奨では、この追加接種は、経口生ポリオワクチンか不活化ポリオワクチンの接種を3回完了していることが前提である。
また日本では、1975年(昭和50年)から1977年(昭和52年)に生まれた人は、ポリオ3型に対する免疫(抗体)を持つ割合が他の年齢層に比べて低いため、国立感染症研究所は流行地域の渡航に関わらず再接種を勧奨しているが、ワクチン接種は自由診療の任意接種である。
ポリオウイルスは口から体内に侵入し、最初に咽頭か小腸粘膜の細胞に感染する。細胞への感染においては細胞表面に発現し、ポリオウイルス受容体としても知られる免疫グロブリン様受容体、CD155分子に結合することで細胞内へ進入する。細胞内へ侵入したウイルスは宿主細胞のセントラルドグマを乗っ取り、複製を開始する。ポリオウイルスはおよそ1週間で消化器系の細胞内で増殖し、そこからさらに扁桃(特に扁桃の胚中心にいる、濾胞樹状細胞)、パイエル板のM細胞を含む腸管リンパ組織、および頸部ないし腸間膜リンパ節へと感染を広げ、その場で十分に増殖を重ねる。そしてウイルスはさらに血流へと進入する。
ウイルス血症として知られる血流へのウイルスの拡散により、ポリオウイルスは全身へ拡散する。ポリオウイルスは血中およびリンパ液中で長期間生存、増殖可能で、17週間にわたり循環することがある。少数の症例においてはウイルスが褐色脂肪、細網内皮系、筋などの他の組織でも増殖する。この持続的なウイルスの増殖は重度のウイルス血症を招き、軽微な感冒様症状の発展につながる。稀にこれがさらに進行し、ウイルスが中枢神経系へ侵入、局所的な炎症反応を誘起する。中枢神経系にウイルスが侵入してもなお、多くの症例では脳を包む層状の組織、髄膜に炎症が限局し、これは非麻痺型無菌性髄膜炎と呼ばれる。CNSへの感染がウイルスに与える利点は無いと考えられており、CNSへの感染は通常の消化器感染から事故的に生じるようである。ウイルスがCNSへと広がる方法はほとんど理解されていないが、基本的には偶発的であるようで、感染者の年齢、性、社会経済学的地位はCNSへの移行の有無にはほとんど影響しない。
しかし、これらの国々は何れも政治・社会的な理由から、子供たちへの予防接種が困難であったり、資金量の低下によって、ポリオ根絶に向けた足踏み状態が続いている。
しかし、ここでポリオ根絶に向けた取組みを加速化させなければ、ポリオ発症例数が増加に転じ、さらに周辺国への感染被害を引き起こし、これまでの根絶への努力が無駄になってしまう恐れがある。実際に、2011年時点では、常在国4カ国の周辺17カ国においてもポリオ症例が報告されていた。2012年2月、12ヶ月間新たなポリオの発生がなかったインドは、正式に常在国から削除され、大きな前進である。
2014年3月27日には、WHOにより以下の地域を含む東南アジア地域におけるポリオの根絶が宣言された:インド、インドネシア、スリランカ、タイ、朝鮮民主主義人民共和国、ネパール、バングラデシュ、東ティモール、ブータン、ミャンマー、モルディブ。これらの地域が追加されたことにより、世界人口の80%がポリオの根絶された地域に住んでいることになる。
2020年には、ナイジェリアが根絶国として認められたため、アフリカ大陸からポリオが根絶された(後述)。
経口生ポリオワクチン(3価又は1価)又は不活化ポリオワクチン(3価)の接種が、唯一の予防法である。野生株流行時はワクチンが予防効果を発揮する。生ワクチンでは弱毒化した生きたポリオウイルスそのものを接種して感染させるため、ワクチンウイルス感染による麻痺性ポリオ発症が100万分の1の割合で生じる。
ポリオは、ウイルスが中枢神経に感染することによって引き起こされるので、ホルマリン処理されウイルスが生きていない不活化ワクチンを接種してもポリオは発症しない。
野生株によるポリオ感染が無くなった地域・国家では、麻痺を起こさない、より安全な不活化ワクチンへ移行している。
日本では、2012年(平成24年)9月1日に生ポリオワクチンの定期予防接種は中止され、単独の不活化ポリオワクチンが導入され、2012年(平成24年)11月1日からは、四種混合ワクチン(ジフテリア・百日咳・破傷風・不活化ポリオ)が導入された。不活化ポリオワクチンは、初回接種3回、追加接種1回、合計4回の接種が必要である。
急性灰白髄炎は糞口経路(腸管が感染源)ないし口口経路(口腔咽頭が感染源)によって感染し、いずれの経路も感染性が高い。流行地域ではほぼ全てのヒトに野生型ポリオウイルスが感染する。温帯気候においては季節性に流行し、夏から秋にかけて新規感染が増加する。一方、熱帯地域ではこの流行の季節性はほとんど不明瞭となる。潜伏期(incubation period)として知られる曝露から初期症状までの期間は、通常6日から20日で、最短で3日、最長では35日間となる。ウイルス粒子は初期感染の後、数週間にわたって糞便中に排泄される。ポリオは基本的には汚染された食べ物や水の摂取による糞口経路で伝播する。一方で偶発的に口口経路によって伝播することもあり、特に公衆衛生が整備された衛生的な地域によって観察される。ポリオの感染性は発症の前後7から10日の間に最も高くなるが、唾液や糞便中にウイルスが存在している限り感染の可能性がある。
ポリオの感染や重篤化の危険性を高くする因子として、免疫不全、栄養失調、麻痺発症直後の物理的運動、ワクチンや治療薬の接種による筋骨格系の損傷、妊娠がある。妊娠時にウイルスは血液胎盤関門を通過できるが、胎児は母体の感染にもポリオワクチン接種にも影響を受けないようである。母体の抗体もまた胎盤を通過し、新生児を生後2~3ヶ月に渡りポリオ感染から保護する受動免疫を与える。