and actually all the way down into the sewer

私は これから皆さんを排水溝まで

because I want to talk about diarrhea.

いっそ下水まで引きずり込もうと思います

And in particular, I want to talk about

というのも 下痢のお話をしたいからです

the design of diarrhea.

具体的には下痢のデザインについて

And when evolutionary biologists talk about design,

お話したいと思います

they really mean design by natural selection.

進化生物学者がデザインについて語る時は

And that brings me to the title of the talk,

自然淘汰によるデザインの事を言っています

"Using Evolution to Design Disease Organisms Intelligently."

トークのタイトルの由来がそこでして

And I also have a little bit of a sort of smartass subtitle to this.

「進化を利用した病原菌の知的なデザインについて」です

But I'm not just doing this to be cute.

賢い人ぶってサブタイトルも付けました [ドロドロの国のダーウィン]

I really think that this subtitle explains

ですが 見栄えばかりを考えたのではありません

what somebody like me, who's sort of a Darwin wannabe,

このサブタイトルは私のようなダーウィン気取りが

how they actually look at one's role in

健康科学や医学の分野で

sort of coming into this field of health sciences and medicine.

自身の役割をどのように捉えているかを

It's really not a very friendly field for evolutionary biologists.

表現できると考えたからです

You actually see a great potential,

進化生物学者に対して友好的な分野ではありません

but you see a lot of people who are sort of defending their turf,

もの凄く可能性を秘めた分野ですが

and may actually be very resistant, when one tries

多くの人が自分の縄張りを守るようにしています

to introduce ideas.

新たなアイデアが提案されても

So, all of the talk today is going to deal with two general questions.

激しい批判が起こるでしょう

One is that, why are some disease organisms more harmful?

本日お話しするのは 2 つの一般的な問題についてです

And a very closely related question, which is,

1 つ目は なぜある病原菌は他のより有害なのか

how can we take control of this situation once we understand

もう 1 つは密接に関連した問題で

the answer to the first question?

1 つ目の問題を解明したとして

How can we make the harmful organisms more mild?

それをどう制御するのか

And I'm going to be talking, to begin with, as I said,

病原生物の毒性を和らげることができるのか です

about diarrheal disease organisms.

先に述べた通り まずは

And the focus when I'm talking about the diarrheal organisms,

下痢の病原菌についてお話します

as well as the focus when I'm talking about any organisms

この話のポイントは

that cause acute infectious disease,

そして 急性感染性の病気を起こす

is to think about the problem from a germ's point of view,

他の病原菌でも共通のポイントは

germ's-eye view.

問題を細菌の視点から

And in particular, to think about a fundamental idea

考えてみることです

which I think makes sense out of a tremendous amount of variation

特に 病原菌の有害さには

in the harmfulness of disease organisms.

非常に大きなバラツキがあるという

And that idea is that from the germ's-eye point of view,

根本的な部分を考えることです

disease organisms have to get from one host to another,

そのアイデアとは 細菌の立場で見てみると

and often they have to rely on the well-being of the host

病原菌はあるホストから他のホストに移る必要があり

to move them to another host.

他のホストに移るために

But not always.

ホストが元気であることが しばしば求められます

Sometimes, you get disease organisms

ただ 常にそうではありません

that don't rely on host mobility at all for transmission.

時々 ホストの移動性に依存しない

And when you have that, then evolutionary theory tells us

病原菌に感染することもあります

that natural selection will favor the more exploitative,

そうした場合 進化論の教えるところでは

more predator-like organisms.

自然選択によって より搾取的で捕食者の様な

So, natural selection will favor organisms

生物が選ばれるのです

that are more likely to cause damage.

つまり自然選択で

If instead transmission to another host requires host mobility,

より害をなす生物が選ばれます

then we expect that the winners of the competition

もしホストを渡り歩くのに ホストの移動力が必要ならば

will be the milder organisms.

競争の勝者は穏やかな細菌になると

So, if the pathogen doesn't need the host to be healthy and active,

考えられます

and actual selection favors pathogens

つまり もし病原体にとってホストが

that take advantage of those hosts,

健康で活動的である必要が無いのだとすれば

the winners in the competition are those that exploit the hosts

自然選択は ホストにつけこむ病原菌を選び

for their own reproductive success.

生存競争の勝者は 自身の繁殖のために

But if the host needs to be mobile in order to transmit the pathogen,

ホストを搾取する生物となるでしょう

then it's the benign ones that tend to be the winners.

逆に 病原体の感染に ホストの運動力が必要な場合は

So, I'm going to begin by applying this idea to diarrheal diseases.

害の少ない病原体が勝者になるでしょう

Diarrheal disease organisms get transmitted in basically three ways.

以上の考えを下痢症状に適用してみます

They can be transmitted from person-to-person contact,

下痢原因生物は基本的に三つの方法で感染します

person-to-food-then-to-person contact,

人と人の接触で感染しますし

when somebody eats contaminated food,

人 - 食物 - 人の接触でも感染します

or they can be transmitted through the water.

汚染された食べ物の摂取や

And when they're transmitted through the water,

あるいは水を通じても感染します

unlike the first two modes of transmission,

水を通じて感染する場合は

these pathogens don't rely on a healthy host for transmission.

他の 2 つの感染経路とは異なり

A person can be sick in bed and still infect tens, even hundreds

病原体は健康なホストを頼る必要がないのです

of other individuals.

ホストが病床に伏せったままで 何十 何百人にも

To sort of illustrate that, this diagram emphasizes that

感染させることができます

if you've got a sick person in bed,

この図でどういうことかお見せします

somebody's going to be taking out the contaminated materials.

誰かが病に伏せっている時

They're going to wash those contaminated materials,

誰かが汚染物質をよそへ運びます

and then the water may move into sources of drinking water.

彼らは水で その汚染物質を洗い

People will come in to those places where you've got

その水が飲料水源に流入する可能性があります

contaminated drinking water,

その汚染された飲料水を

bring things back to the family,

皆が汲みに来るでしょう

may drink right at that point.

そしてそれを家族の元へ持ち帰り 皆でそれを飲むかも知れません

The whole point is that a person who can't move

ポイントは 移動できない人でも

can still infect many other individuals.

大勢の人に感染を拡げられるということです

And so, the theory tells us that

進化論に従えば

when diarrheal disease organisms are transported by water,

下痢原性菌が水を媒介する場合は

we expect them to be more predator-like, more harmful.

より捕食者的 より有害になると想定できます

And you can test these ideas.

これは 確かめる方法があります

So, one way you can test is just look at all diarrheal bacteria,

一つの方法として 全ての下痢原性細菌を調べ

and see whether or not the ones that tend to be

主に水で感染する細菌が

more transmitted by water, tend to be more harmful.

他より危険なものかを確認するのです

And the answer is -- yep, they are.

答えはというと ―その通りなのです

Now I put those names in there just for the bacteria buffs,

細菌ファンの方のために名前を表示してますが

but the main point here is that --

とにかくここでの要点は ―

(Laughter)

(笑)

there's a lot of them here, I can tell --

ええ たくさんありますよね ―

the main point here is that those data points

ここで重要なのは データは全て

all show a very strong, positive association between

下痢原性生物が水で感染する割合と

the degree to which a disease organism is transmitted by water,

有害性 すなわち症状を放置した場合の致死率の間に

and how harmful they are,

非常に強い正の相関を

how much death they cause per untreated infection.

示しているということです

So this suggests we're on the right track.

これは我々の考え方が 合っていることを示唆しています

But this, to me, suggests that we really need

ただここで私は 更にいくつか疑問を

to ask some additional questions.

追求していく必要があると考えました

Remember the second question that I raised at the outset was,

冒頭で触れた 二つ目の問題を思い出してください

how can we use this knowledge

このような実態を知った上で どうすれば

to make disease organisms evolve to be mild?

病原生物を和らげられるのかという問題です

Now, this suggests that if you could just block waterborne transmission,

この話で行くなら 飲料水媒介の感染を防げば

you could cause disease organisms to shift from

病原生物をこのグラフの右側から

the right-hand side of that graph to the left-hand side of the graph.

左側にシフトさせる事ができるかもしれません

But it doesn't tell you how long.

しかしどれだけ時間がかかるかは不明です

I mean, if this would require thousands of years,

というのも 数千年かかるなら

then it's worthless in terms of controlling of these pathogens.

病原体の制御としての価値はなく

But if it could occur in just a few years,

ほんの数年で実現できるのであれば

then it might be a very important way to control

これまで制御できなかった手強い問題を

some of the nasty problems that we haven't been able to control.

制御する重要な方法だと言えます

In other words, this suggests that we could

言い換えるなら これは私たちが

domesticate these organisms.

細菌を飼い馴らせることを示唆しているのです

We could make them evolve to be not so harmful to us.

有害性が和らぐよう進化させられるかもしれません

And so, as I was thinking about this, I focused on this organism,

こういったことを考えていた頃 ビブリオ属

which is the El Tor biotype of the organism called Vibrio cholerae.

エルトール型コレラという細菌に目を付けました

And that is the species of organism that is responsible

これはコレラ発症の原因となる

for causing cholera.

細菌です

And the reason I thought this is a really great organism to look at

調査対象として最適な生物だと考えたのは

is that we understand why it's so harmful.

なぜ有害かが明らかになっているからです

It's harmful because it produces a toxin,

それは 細菌が毒素を生成するからであり

and that toxin is released when the organism

この毒素は 細菌が我々の腸管に

gets into our intestinal tract.

入ると放出されるからです

It causes fluid to flow from the cells that line our intestine

毒素は腸の表面に並んだ細胞から水分を

into the lumen, the internal chamber of our intestine,

腸の内腔であるルーメンへと流し出します

and then that fluid goes the only way it can, which is out the other end.

流れに従って出口へ出て行きます

And it flushes out thousands of different other competitors

流れ出る時 ビブリオにとって邪魔な

that would otherwise make life difficult for the Vibrios.

他の数千の競合細菌も流し出します

So what happens, if you've got an organism,

つまりこの生物が体内に入ると

it produces a lot of toxin.

大量の毒を生成するということです

After a few days of infection you end up having --

感染して数日も経てば

the fecal material really isn't so disgusting as we might imagine.

思ったよりは汚くない糞便が出てきます

It's sort of cloudy water.

濁った水といった感じです

And if you took a drop of that water,

その水を一滴調べてみると

you might find a million diarrheal organisms.

そこには百万もの下痢細菌がいます

If the organism produced a lot of toxin,

もしそれらが大量の毒を生成していたら

you might find 10 million, or 100 million.

数は千万から一億にも上るでしょう

If it didn't produce a lot of this toxin,

もし毒を さほど生成していなかったら

then you might find a smaller number.

細菌の数も もっと少ないでしょう

So the task is to try to figure out

従って私たちの課題は

how to determine whether or not you could get an organism like this

飲料水媒介の感染を防いで 感染経路を人と人の接触

to evolve towards mildness by blocking waterborne transmission,

または人 - 食物 - 人に制限することで

thereby allowing the organism only to be transmitted

細菌の毒性が和らぐように

by person-to-person contact,

進化させられるか否かを

or person-food-person contact --

調べることです

both of which would really require that people be

いずれの感染経路も ホストが

mobile and fairly healthy for transmission.

移動力とある程度の健康を保っている必要があります

Now, I can think of some possible experiments.

いくつかの実験を考えることができます

One would be to take a lot of different strains of this organism --

一つはこの細菌から多様な株 ―

some that produce a lot of toxins, some that produce a little --

生み出す毒素が多い株や少ない株を用意し

and take those strains and spew them out in different countries.

あちこちの国にばらまいてみるのです

Some countries that might have clean water supplies,

清潔な水供給のある国々では

so that you can't get waterborne transmission:

飲料水媒介の感染は発生しないでしょう

you expect the organism to evolve to mildness there.

そこでは 有害性の和らぐ進化を遂げるでしょう

Other countries, in which you've got a lot of waterborne transmission,

飲料水媒介の感染が膨大に発生する国々では

there you expect these organisms to evolve

この生物は高い有害性を持つ方向へ

towards a high level of harmfulness, right?

進化を遂げると予想できますね

There's a little ethical problem in this experiment.

この実験には少し倫理的問題があります

I was hoping to hear a few gasps at least.

皆さんが狼狽するのが聞けるかと期待していましたが

That makes me worry a little bit.

これは少し心配になりますね

(Laughter)

(笑)

But anyhow, the laughter makes me feel a little bit better.

笑いが起きて少し気が軽くなりました

And this ethical problem's a big problem.

これは倫理面で大きな問題があります

Just to emphasize this, this is what we're really talking about.

言うなれば次のようなことです

Here's a girl who's almost dead.

死に瀕した少女がいます

She got rehydration therapy, she perked up,

補水療法により彼女は回復し

within a few days she was looking like a completely different person.

数日もしないうちに見違えるようになりましたが

So, we don't want to run an experiment like that.

こんな実験は実施したくないのです

But interestingly, just that thing happened in 1991.

しかし興味深い事に まさにそれが起こりました

In 1991, this cholera organism got into Lima, Peru,

1991年 コレラ菌がペルーのリマに上陸しました

and within two months it had spread to the neighboring areas.

二ヶ月の間に隣接地域に広がりました

Now, I don't know how that happened,

どのようにしてそれが起こったか分かりません

and I didn't have anything to do with it, I promise you.

私は何も関与していません 約束します

I don't think anybody knows,

関与している人など存在しないと思いますが

but I'm not averse to, once that's happened,

ただ それが起きてしまったとなれば

to see whether or not the prediction that we would make,

予想が合っているか否かを

that I did make before, actually holds up.

確かめるのに やぶさかではありませんでした

Did the organism evolve to mildness in a place like Chile,

チリのようにラテンアメリカでも特に優れた

which has some of the most well protected water supplies

給水設備を有する国で進化したコレラの毒性は

in Latin America?

和らいでいたのか

And did it evolve to be more harmful in a place like Ecuador,

給水設備が十分で無いエクアドルなどでは

which has some of the least well protected?

細菌は 強い毒性を持つよう進化したのか

And Peru's got something sort of in between.

ペルーの場合 中間でした

And so, with funding from the Bosack-Kruger Foundation,

ボサック・クルーガー財団の支援を受け

I got a lot of strains from these different countries

私はそれらの国から細菌株を入手し

and we measured their toxin production in the lab.

それらの生成毒素を測定しました

And we found that in Chile -- within two months of the invasion of Peru

チリの細菌株 -- ペルーで二ヶ月間で広がり

you had strains entering Chile --

チリにまで侵入してきた細菌株ですが

and when you look at those strains,

これを調べてみると

in the very far left-hand side of this graph,

グラフの一番左手にある通り

you see a lot of variation in the toxin production.

生成毒素量に大きなバラツキが見られます

Each dot corresponds to an islet from a different person --

ドットはそれぞれ 別の人の島に対応しています

a lot of variation on which natural selection can act.

自然選択が多岐に渡り作用しています

But the interesting point is, if you look over the 1990s,

ここで興味深いのは 1990年代を振り返ると

within a few years the organisms evolved to be more mild.

数年でこの細菌は 和らぐ方向に進化しています

They evolved to produce less toxin.

生成する毒素が少なくなる方向に進化してます

And to just give you a sense of how important this might be,

これがどれほど重要かを把握してほしいのです

if we look in 1995, we find that there's only one case of cholera,

1995年に調べた チリで報告された

on average, reported from Chile every two years.

コレラの発症例は平均して2年に一件のみでした

So, it's controlled.

つまり 制御されているのです

That's how much we have in America,

これはアメリカ大陸が風土的に有している

cholera that's acquired endemically,

コレラの数です

and we don't think we've got a problem here.

問題があるようには見えません

They didn't -- they solved the problem in Chile.

チリでは 問題は解決されました

But, before we get too confident, we'd better look at some of those other countries,

ただ 自信過剰になる前に 他の国にも目を向けて

and make sure that this organism doesn't just always evolve toward mildness.

この生物が和らぐ方向へ 進化するばかりでは無い事を確認しましょう

Well, in Peru it didn't.

ペルーがそうです

And in Ecuador -- remember, this is the place where it has

それにエクアドル ―

the highest potential waterborne transmission --

飲料水媒介感染の可能性が最も高いとされる国ですが

it looked like it got more harmful.

より有害に進化したようです

In every case there's a lot of variation,

どの国でもバラツキは大きく

but something about the environment the people are living in,

居住地域の環境の何か ―

and I think the only realistic explanation is that it's

唯一の現実的な説明は恐らく

the degree of waterborne transmission,

飲料水媒介による感染の度合いですが

favored the harmful strains in one place, and mild strains in another.

その違いが ある場所では有害な株を生み 他では毒性の弱い株を生んだのでしょう

So, this is very encouraging,

これはとても頼もしい結果です というのも

it suggests that something that we might want to do anyhow,

資金があればなんとかできるということ

if we had enough money, could actually give us a much bigger bang for the buck.

投資金額以上の効果が 得られると分かったからです

It would make these organisms evolve to mildness,

生物をより無害な方向へ進化させる事ができます

so that even though people might be getting infected,

それは 例え人に感染したとしても

they'd be infected with mild strains.

感染するのは弱い株ということになります

It wouldn't be causing severe disease.

深刻な症状には発展しません

But there's another really interesting aspect of this,

また ここでもう一つ重要な点は

and this is that if you could control the evolution of virulence,

もし病毒性 -- 有害性の進化を

evolution of harmfulness,

制御する事ができるとすれば

then you should be able to control antibiotic resistance.

抗生物質耐性も制御できるはずです

And the idea is very simple.

アイデアは非常に単純です

If you've got a harmful organism,

有害な細菌が感染すると

a high proportion of the people are going to be symptomatic,

大勢の人が症状を示し

a high proportion of the people are going to be going to get antibiotics.

その大勢が抗生物質を服用する事になります

You've got a lot of pressure favoring antibiotic resistance,

抗生物質耐性を高めるたくさんの刺激を受けて

so you get increased virulence leading to

細菌は病毒性を増し

the evolution of increased antibiotic resistance.

抗生物質耐性が高まる方向へ進化していきます

And once you get increased antibiotic resistance,

一度 抗生物質耐性が付いてしまうと

the antibiotics aren't knocking out the harmful strains anymore.

有害な細菌株に抗生物質が効かなくなります

So, you've got a higher level of virulence.

結果的に病毒性の水準が高まります

So, you get this vicious cycle.

悪循環が生まれてしまうわけです

The goal is to turn this around.

目標は これをひっくり返す事にあります

If you could cause an evolutionary decrease in virulence

もし給水設備を清潔にする事で

by cleaning up the water supply,

病毒性を進化面で減らせられたら