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疫学
天然痘ウイルスはポックスウイルス科、オルトポックスウイルス群に属する。全てのポックスウイルス同様、このウイルスは大型(250-300nm) で、宿主細胞のサイトプラズム上（Guarnieri 封入体）で発育する。この群のウイルス構造の特長は、電子顕微鏡でよく研究されている。核酸としてＤＮＡを有す。寒冷、凍結、乾燥といった物理条件には非常に抵抗性がある。 cowpox/catpoxウイルスと天然痘ウイルスは、培養上の特性や疫学的な相違から鑑別される。ワクチンに用いられるウイルスは天然痘ウイルスに近似のものである。Jennerのワクチンは、異なるオルトポックスウイルスの抗原類似性を、うまく利用したものである。ヒトには天然痘ウイルスとワクチン、雌ウシとネコにはcowpox/catpox が感作するように、２つの異なる宿主に３種類のウイルスが適応する。
天然痘は人間同士で容易に伝染する。天然痘の発疹が生じた最初の日から感染力がありが、その少し前から生じているかも知れない。これは痂皮が脱落し終わるまで続く。ウイルスは気道消化管の上部と皮膚病変（水疱、膿胞、痂皮）から認められる。伝播は直接的（天然痘患者との接触）なこともあれば、患者お衣類や寝具を介しての間接的なもの（痂皮に包含されるウイルスは非常に抵抗性を示す）もある。このウイルスは呼吸器上部にも侵入して、そこで増殖する。一過性のウイルス血症を経て、ウイルスは皮膚に達し、そこで増殖する。
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