PART1　総説
第１章　ナノトキシコロジー―超微小粒子研究から浮上する科学領域―
第２章　HEIナノ粒子研究リポート― 常者および喘息被験者における炭素超微小粒子暴露の影響―
第３章　超微小粒子の生体内毒性研究

PART2　ナノ物質の健康影響研究
第４章　超微小粒子汚染物質は酸化性ストレスおよびミトコンドリア損傷を誘発する
第５章　ヒトにおける吸入粒子の循環血液への侵入経路
第６章　健常および閉塞性肺における超微小粒子の沈着とクリアランス
第７章　超微小ポリスチレン粒子のサイズ依存性の炎症前駆影響―超微小粒子の活性増強における表面積と酸化性ストレスの役割―
第８章　ハムスターにおける気管内注入超微小粒子の肺から全身循環血液への侵入
第９章　超微小粒子の毒性研究
第10章　電子分光画像によるハムスターの肺内の酸化銅超微小粒子の検出
第11章　ヒトの呼吸器官における安定性超微小粒子の沈着定量

PART3　ナノ製品の毒性研究
第12章　ナノ素材製品（フラーレンC60）は若齢オオクチクロマスに酸化性ストレスを誘発する
第13章　マウスに対する単層カーボンナノチューブの気管内注入後７日および90日における肺毒性

PART4　環境中ナノ粒子の健康影響
第14章　粒子大気汚染と急性健康影響
第15章　呼吸器影響は超微小粒子の数との関連性を示す
第16章　心臓血管系疾患死亡率と粒子大気汚染長期暴露―疾患に至る一般的病理生理学的経路の疫学的立証―
第17章　ディーゼル排気のヘルスリスク
第18章　米国における粒子状物質規制―その現状と方向―
第19章　米国の大気中微小粒子PM2.5の規制
第20章　ディーゼル排気の健康影響評価の動向

構成・訳註：小林　剛（元カリフォルニア大学教授）

序文

ナノテクノロジーは、エレクトロニクス、光学、消費者商品、医薬品などの分野におけるドラマチックな改良と進展により、将来における我々の日常生活に大きな影響を与えるでしょう。天然由来のナノサイズ粒子（粒径100 nm以下）は、環境中に常に存在していますが、生物に対するそれらの相互作用に存在する可能性のある「ダークサイド」（暗部）を見逃してはなりません。最近の例では、大気中の人工的なナノサイズ（超微小）粒子のレベル上昇による呼吸器および心臓血管系への影響は、これら粒子の「ダークサイド」の可能性を明らかにしています。
今回出版されるタイムリーな「ナノ物質のリスクアセスメント－健康影響研究の集大成－」の著者である小林教授は、彼自身、大気の粒子汚染、特に超微小粒子を含むディーゼル排気の健康影響と関連リスクについての我々の知識に大きく貢献されています。
超微小粒子は、より大きい粒子と比べて、サイズの差のみではなく、吸入の際に最初に進入する器官の呼吸器内での沈着においても著しく異なり、さらに、その特性により細胞壁を通過して二次的臓器システムにも影響を及ぼすでしょう。
ナノテクノロジーの継続的な展開と、加工ナノ物質の生産増加に伴い、この新種のナノサイズ粒子のヒトへの暴露と環境汚染の可能性は急速に増大するでありましょう。吸入、皮膚経由吸収、食品および水などからの暴露に関連するリスクの可能性に対しては、慎重な評価が必要であり、ヒトおよび環境についての適切なリスクアセスメントの実施に必要な多くのデータを取得するため、ナノトキシコロジーの新分野の研究者数は増加しつつあります。ナノ粒子は、その物理化学的特性により、生物学的システムとユニークな相互作用を起こしますが、本書において、小林教授により編集された研究論文は、トキシコロジーのエキサイティングな領域についての基礎的情報をもたらすものであります。彼の著書において、彼の海外の友人たちによるナノ粒子の生物学的動力学と影響の分野を包含されたご好意に対して心より御礼申し上げる次第です。

　　　本書が、ナノ物質の安全利用をゴールとする学際的研究の契機になることを切に願って。

　　　2006年４月
	Gunter Oberdoster
	ロチェスター大学教授
米国ニューヨーク州ロチェスター





「ナノ物質のリスクアセスメント」の出版に寄せて

この度、元カリフォルニア大学教授・小林 剛 博士によって刊行の運びとなった「ナノ物質のリスクアセスメント」は、この領域の安全性研究で注目を集めている。
本書は、Oberdorster博士をはじめとする20人余りの専門家によって執筆された卓越した研究論文により構成されている。ナノ物質とは、100ナノメータ以下の微小物質を対象としており、一方で近年の合成技術で生産されるようになったカーボンナノチューブやフラーレンのような籠構造をとる微小物質が対象となる傍ら、ディーゼル排ガスや墨汁炭素粒子、あるいはフェリチンのような古典的な微粒子も含まれる。
いずれも、ナノサイズ特有の細胞傷害性が、ナノマシンともいえる細胞内小器官と相互作用する器具が注目される反面、粒子の微小さゆえに細胞内器官との相互作用もむしろ限定的と考える向きがないわけではない。そうした中でOberd嗷sterが見出したNose-to-brain xenobiotic transport（鼻－脳生体異物移行）という概念は、生物学的蓋然性もあり、いまや毒性学領域の専らのホットトピックである。ナノ物質のリスクアセスメントは、いま検討がはじまったばかりの課題でもある。
ナノ物質の開発そのものはともかくとして、これに併行して進められるべき安全性・毒性研究の海外における成果とわが国の間にはかなりのギャップがある。そのためナノ物質のstandardizationのために早くも米国標準化組織が結成され、ICON（国際テクノロジー協議会）の活動の動きに対して神経をとがらせる向きも本邦には少なくないであろう。それだけに本書の訳出はそうしたギャップの補完になるものとの期待は大きい。
本書ではナノ粒子の一般科学における基礎的な位置づけをもキチンとおさえた上、健康影響について生体の側の基本原理とナノ物質の側からのあり得る毒性の考察が実験データを交えて豊富に収められている。やや気道・呼吸器系統を介した論考に比重が偏っている嫌いはあるが、これも現状に於ける研究の発展段階を反映しているものと考えれば、致し方ないと云うべきであろう。ナノ物質の科学の世界は、たくさんの豊かな未来を担っている。本書の読者が、リスクアセスメントにとどまらぬ、計り知れぬあたらしい科学への興味を本書から汲み取って下さることを願っている。

国立医薬品食品衛生研究所　安全性生物試験研究センター 所長　　井上　達





　本書はナノテクノロジーの基盤となるナノ物質の健康や生態影響、また、環境中に見られるナノ粒子の健康影響についての最近の研究やリスク評価の動向を紹介したものです。
　ナノテクノロジーは極めて小さな100ナノメートル（nm）から原子の大きさ約0.1nm辺りまでの物質を扱う技術です。100nmという大きさは流行性感冒を引き起こすインフルエンザウイルスと同じ程度の大きさで、普通のタンパクが10nm近辺の大きさです。このような超微細な物質は大きな物質に見られない光、熱、電圧などの外部からの刺激に対して新しい特性を示します。また、ナノの大きさの物質を直接操作することにより新しい特性を付加できることから、これらを基盤として情報、通信、バイオ、医療、エネルギー、環境など産業のあらゆる分野への応用が期待されています。このようなことから、ナノテクノロジーは科学、産業、生活、人の生き方などに大きな変革をもたらす潜在能力を持っています。ナノテクノロジーの基盤となるナノ物質（粒子）として、二酸化チタン、カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノメタル、ナノクリスタルなどすでに多種多様なものがあります。さらに優れた機能を持つナノ粒子が次々と開発されつつあります。また、それらの生産量も拡大しつつあります。ナノ粒子の生産、応用、消費が増加すると、ナノ粒子が人や他の生物の体内に入る機会が増える可能性があります。ナノ粒子が人の健康や環境中にいる生物にどのような影響を及ぼすのかについては未解明の部分が多いのが現状であり、リスク評価に向けての研究も、いずれの諸国においても緒についたばかりであります。
　本書では、ナノ物質のリスク評価を行うにあたり、研究の現状とどのような点が問題なのかがわかりやすく紹介されています。
　一方、われわれが生活している大気環境中にもナノ粒子が存在します。特に、幹線道路沿いではラッシュアワー時に20nmや60nm近辺の粒径を有するナノ粒子の個数濃度が増加することが明らかになってきています。この大きさの粒子の物理・化学的性状について解明が十分になされていません。エンジン、燃料、粒子を除去するフィルターなど種々の改良後も排出されるとの懸念があります。ディーゼル排気はこのナノ粒子の排出が多いことが知られています。これまでのディーゼル排気の健康影響研究は主に定常運転時に排出されるディーゼル排気に暴露されたときの影響についてのものです。アイドリング時や加速・減速時に排出される粒子の物理・化学的性状や人の健康にどのような影響を及ぼすのかについては未解明の部分が多いのが現状です。また、自動車の排気以外からもいろいろなかたちでナノ粒子が生成し、それらをわれわれは吸入しているものと考えられます。このようなことから、大気環境中のナノ粒子についてもその性状や生体影響の解明が求められています。本書ではこれらの点についていろいろな視点からの研究が紹介されており、リスク評価を行うにあたり、貴重な情報になるものと思われます。
　本書を訳出された 小林 剛 先生は、これまでも環境汚染物質と健康影響に関連する著書をわが国に数多く紹介されてきました。そのご尽力に、われわれ研究に携わるものとして厚く感謝申し上げます。

独立行政法人 国立環境研究所　環境健康研究領域 上席研究官　　小林 隆弘





構成・訳註者のメッセージ

革新的なナノテクノロジーの急速な発展や成果、将来における稀有の経済効果の予測については、大きく報じられています。しかし、その反面、その安全性や健康影響についての具体的な情報は殆ど伝えられず、一部の識者により、わずかに、その重要性が強調されているに過ぎません。折しも、長年の潜伏期を経て最近顕在化し、社会問題としてクローズアップされた「アスベスト問題」からの連想により、ナノ製品への潜在的不安は拡大しかねない情勢にあります。
このような、いわば「くすぶり状態」にあるナノテクの安全問題を正常化するには、正確な科学情報の公開と、透明性の高い論議を通して、一般市民や環境保護団体などを含む利害関係者における共通認識を醸成し、合意形成を着実に進捗させることが是非とも必要であります。また、情報不足による「過剰反応」を回避するためには、「科学的根拠の共有」による賢明な対応が不可欠であります。ここでは「感情から科学」への脱皮が切実に求められております。その大前提として、情報の良心的かつ徹底的な開示が重要であることは申すまでもありません。しかし、このプロセスを効果的に具体化するためには、その前段階として、現在までに蓄積された健康影響研究のデータを集大成し、なるべく早く各方面に提供するステップが極めて有用であります。筆者が、今回、この訳註書を編集刊行する所以は実にここにあります。
また、本書で取り上げる内容は「リスクアセスメント」であり「リスクマネージメント」ではありません。換言すれば、動物およびヒトを用いた実験的研究および疫学研究を主体とした「生物学的安全性評価」であり、これをベースとして社会・経済・政治的要素を配慮した「規制や管理」ではないことを申し上げたいと存じます。この両者は明確に峻別されるべきであります。
ここでご紹介する内外のナノ関連の健康影響研究は、厳密なピアレビュー機能（専門家による研究の妥当性の検証）を備えた第一級の科学ジャーナルから、その信頼性、重要性により厳選された優れた原著で、広大かつ難解な本領域において、それぞれの部門の理解に不可欠な要素を構成しており、敢えて筆者のコメントは全く加えておりません。読者諸氏におかれましては、この研究分野における「未知」と「既知」とをご検討頂き、これらの成果を総合的に評価し、最終的なご判断をお願い申し上げます。
ところで、わが国のナノ研究を、「開発・実用化」と「安全性確保」の両面から検討した場合、前者では世界をリードし、既に化粧品や塗料などへの実用化が始まっております。しかし後者では、欧米において数年前から活発に行われている研究活動、シンポジウムやワークショップの開催などから見ても、残念ながら著しく出遅れております。「開発」と「安全」との全般的状況は著しく「跛行的」であるといわざるを得ません。
米国では、2000年に、当時のクリントン大統領が「国家ナノテクノロジー戦略」（NNI：National Nanotechnology Initiative）を設定し、各分野における利用に伴う諸問題の研究を命じております。これに応じて、アメリカ航空宇宙局（NASA）が実施したカーボンナノチューブ（すべての合成繊維の中で、最強の抗張力を有する軽質材料）の肺毒性についての研究報告（本書に全訳を収載）はつとに著名であります。さらに、このNNIが支援する安全性評価および社会的影響のプロジェクトの質・量・研究予算の包括的な内容には圧倒される思いであり、近い将来、着々と成果を挙げることは容易に推測できます。
また、EUにおきましても、数年前に発足した「ナノ病理」「ナノ皮膚影響」「ナノ安全性」の各プロジェクトのほか「欧州ナノテク戦略」（European Strategy for Nanotechnology）を策定し、活発な研究を継続中であります。
アジアにおきましても、台湾が先行して、既に一昨年12月に、欧米の多数の研究者を招いて「環境ナノテクノロジー国際シンポジウム2004」を開催、3日間の会期中に健康影響問題も取り上げております。これらの海外の活況に触発されて、わが国でも政府主導によるナノテクの社会的影響研究についての調査研究体制が2005年1月発足し、2月1日午後には、国内参加者のみによる小規模の「ナノテクノロジーと社会」と題するシンポジウムが開催されました。ただし、安全・健康問題はごく一部分に過ぎませんでした。
最先端技術が社会的に受け入れられ、産業化に成功するために最も優先されるべき問題は「環境と健康に対する安全性の検証」であります。「技術革新」と「安全」は、表裏一体として位置付けられねばなりません。ナノテクにおいては、遺伝子組み替え技術に対する欧州における反対や、日本での不人気の轍を踏むような失態を反復してはなりません。「開発」のみが先走りし「健康と環境」が二の次になるような事態を避けるため、日本の製造工学、理化学、物質科学、医学、毒性学、環境科学などの学際的分野での協力体制の確立に最大限の努力が求められております。
日本におけるナノテクの健康影響研究の発足が、欧米に比べて、なぜ数年も遅れてしまったのか。これは、国家の科学政策上、実に大きな問題であります。このような事態の再発を防ぐためには、今回の出遅れの原因や背景の解明が是非とも必要であります。また、既に一部で始まっているナノ素材の実用化が本格化する前の措置として、実効性の高い安全審査体制の確立が切に望まれます。
研究体制につきましても、「立場の相違による研究結果に対する不信感」を除くため、米国においてディーゼル問題への対処に成功したHEI方式［環境保護庁と自動車メーカーとが協力して、研究費を折半して中立的機関を設立するシステム（本書、51ぺージ参照）］が参考になるのではないでしょうか。さらには、国際的な評価方式や、共同研究機関、テーマの分担などによる効率化の検討も必要でしょう。
このような後追い状況を脱却するためには、第一段階として、前述の通り、海外の最新情報の分析と開示に努力することが極めて重要であります。この際、その格差の解消において課題になるのは、積極性はもとより「スピード」であります。また、研究進行計画においても、具体的な達成時期の明記が不可欠であります。
ここに、わが国初のナノテクノロジーの健康影響に焦点を当てた総合資料集が出版できたことは、サイエンスライターとして些少ながら自負心を感じております。この幸運に思いを致すとき、この実現を支えてくださった多くの方々のご好意に対し、心より御礼申し上げる次第であります。
まず、本書収載の多くの卓越した研究報告を発表された各国科学者の方々の研究上のご努力に対して深い敬意を表するものであります。申すまでもなく、これらの研究業績なくしては、本書の存在はあり得ませんでした。また、著作権を供与くださいました原著者、種々の医学会、出版社など関係者のご好意に御礼申し上げます。
特に、本書の枢要部を占め、ナノ領域の健康科学の「白眉」ともいうべき、上梓早々の「ナノトキシコロジー」（科学者の夫人および令息との共著）の収録をご快諾くださったロチェスター大学環境医学部のオーバードースター教授ご一家のご後援に深甚なる謝意を表させて頂きます。さらに、多年にわたるご厚誼により、非常にご多忙の中で、ご懇篤なる序文をお寄せくださいましたことにも感激しております。彼のナノ粒子の毒性メカニズムについての最新かつ最高レベルの考察は、今後の研究方向に対して大きな影響を与えるに違いありません。
一方、わが国におけるナノ物質の健康影響研究の第一人者の国立医薬品食品衛生研究所安全性生物試験研究センター所長 井上 達 博士および国立環境研究所環境健康研究領域上席研究官 小林 隆弘 博士の両先生には、ご多忙中にもかかわらず拙稿をご査読頂いた上、過分のご推薦文を頂き、種々貴重なご示唆を頂戴いたしました。心より御礼申し上げます。
さらに、学術出版の困難な状況下において、つとに、本書の社会的重要性を見抜かれ、その出版を実現されました㈱エヌ・ティー・エス 吉田 隆 社長の高いご見識に対して敬意を表する次第であります。また、難解な内容と「完全主義者（？）」の執筆者の再三にわたる修正要請に対して、見事な編集手腕を発揮された㈱ビーケイシー 北村 善三 氏のご苦労に感謝申し上げます。
最後に、本書をご選択くださいました読者各位のご慧眼に対し、敬意と謝意を表します。わが国の研究者の方々が、本書に含まれる「警鐘」により、革新的新技術に伴う「影」を恐れることなく、積極的に実態を明らかにし、適切な対策の導入により、その「光」を実りあらしめることを念願する次第であります。
このたび刊行した本書は、わが国には類書の全く存在しない現在において、そのトップランナーとしての使命を自負しており、日本のナノテクノロジー発展の一助になることを念願しております。さらに、本書を執筆中に、ナノ製品の安全性評価についての優れた研究報告が、欧米各国から続々と発表されておりますので、別途「ナノ毒性学－ナノ製品の安全性評価－」としてとりまとめる予定であります。

2006年小春日和に

小林　剛　拝