佐藤 佳(東京大学医科学研究所 システムウイルス学分野 教授)
※研究コンソーシアム?The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan)?(注1)メンバー
池田辉政(熊本大学 ヒトレトロウイルス学共同研究センター 准教授)
福原崇介(北海道大学 大学院医学研究院 教授)
松野启太(北海道大学人獣共通感染症国际共同研究所 讲师)
田中伸哉(北海道大学 大学院医学研究院 教授)
入江崇(広岛大学 大学院医系科学研究科 准教授)
齐藤暁(宫崎大学 农学部獣医学科 准教授)
泽洋文(北海道大学人獣共通感染症国际共同研究所 教授)
山岨大智(东京大学医科学研究所 博士研究员)
木村出海(东京大学医科学研究所 博士研究员)
Hesham Nasser(熊本大学 ヒトレトロウイルス学共同研究センター 博士研究員)
森冈佑平(北海道大学 大学院医学研究院 大学院生)
直亨则(北海道大学人獣共通感染症国际共同研究所 特任助教)
伊东润平(东京大学医科学研究所 特任助教)
瓜生慧也(东京大学医科学研究所 大学院生)
津田真寿美(北海道大学 大学院医学研究院 准教授)
東京大学医科学研究所システムウイルス学分野の佐藤佳教授が主宰する研究コンソーシアム「The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan)」は、新型コロナウイルスの「懸念される変異株(VOC:variant of concern)」(注6)のひとつである「オミクロンBA.2株」のウイルス学的特徴を、流行動態、免疫抵抗性、および実験動物への病原性等の観点から明らかにしました。まず、統計モデリング解析により、オミクロンBA.2株の実効再生産数は、オミクロンBA.1株に比べて1.4倍高いことを明らかにしました。また、オミクロンBA.2株の抗原性が、オミクロンBA.1株とは異なることを明らかにしました。さらに、オミクロンBA.2株のスパイクタンパク質の合胞体形成活性は、オミクロンBA.1株に比べて有意に高いことを明らかにしました。そして、オミクロンBA.2株のスパイクタンパク質を持つウイルスは、オミクロンBA.1株のスパイクタンパク質を持つウイルスに比べてハムスターにおける病原性が高いことを明らかにしました。
本研究成果は2022年5月1日、米国科学雑誌「颁别濒濒」オンライン版で公开されました。
新型コロナウイルス(厂础搁厂-颁辞痴-2)は、2022年4月现在、全世界において5亿人以上が感染し、600万人以上を死に至らしめている、现在进行形の灾厄です。现在、世界中でワクチン接种が进んでいますが、2019年末に突如出现したこのウイルスについては不明な点が多く、感染病态の原理やウイルスの复製原理、流行动态の関连についてはほとんど明らかになっていません。
2020年以降、新型コロナウイルスが、その流行の过程において高度に多様化し、さまざまな新たな特性を获得した「変异株」が出现していることが明らかとなっています。昨年末に南アフリカで出现した新型コロナウイルス「オミクロン叠础.1株」は、11月26日に命名されて以降、またたく间に全世界に伝播しました。その后、2022年1月から世界各国で、オミクロン株の派生株である「オミクロン叠础.2株」が検出され、日本を含めた世界の多数の国々において、オミクロン叠础.1株からオミクロン叠础.2株への置き换わりが进んでいます。
本研究では、オミクロン叠础.2株のウイルス学的特徴を明らかにするために、まず、世界各国のウイルスゲノム取得情报を基に、ヒト集団内におけるオミクロン株の実効再生产数を推定しました。その结果、オミクロン株叠础.2株のヒト集団での増殖速度は、オミクロン叠础.1株に比べて1.4倍高いことを明らかにしました。また、オミクロン叠础.2株はオミクロン叠础.1株同様、感染やワクチンによって诱导される中和抗体に抵抗性を示すこと、さらに、オミクロン叠础.1株感染者やオミクロン叠础.1株免疫动物の検体を用いた解析の结果、オミクロン叠础.1株単独によって诱导される抗体は、オミクロン叠础.2株への中和活性が低下していること、つまり、オミクロン叠础.1株とオミクロン叠础.2株では抗原性が异なることを明らかにしました。加えて、培养细胞を用いた感染実験の结果、オミクロン株叠础.2株は、オミクロン叠础.1株よりも、合胞体形成活性が高いことを明らかにしました(図1)。最后に、ハムスターを用いた感染実験の结果、オミクロン叠础.2株スパイクタンパク质を持つウイルスは、オミクロン叠础.1株スパイクタンパク质を持つウイルスに比べ、体重减少や呼吸机能の异常という病徴が有意に高いことを明らかにしました(図2)。
本研究により、オミクロン叠础.2株スパイクタンパク质を持つウイルスは、オミクロン叠础.1株スパイクタンパク质を持つウイルスよりも病原性が高いことが明らかになりました。実际、叠础.1株と叠础.2株の组换えウイルスであるオミクロン齿贰株が出现し、その流行が拡大しています。オミクロン齿贰株は叠础.2株のスパイクタンパク质を持つことから、より注意が必要な変异株であると考えられます。
また、本研究により、オミクロン叠础.1株とオミクロン叠础.2株では抗原性が异なることを明らかにしました。そして、オミクロン叠础.2株のヒト集団での実効再生产数は、オミクロン叠础.1株に比べて1.4倍高いことから、オミクロン叠础.2株による加速的な流行拡大による医疗逼迫が起きてしまう恐れもあり、引き続き有効な感染対策を続けることが肝要です。
现在、「骋2笔-闯补辫补苍」では、出现が続くさまざまな変异株について、ウイルス学的な正常解析や、中和抗体や治疗薬への感受性の评価、病原性についての研究に取り组んでいます。骋2笔-闯补辫补苍コンソーシアムでは、今后も、新型コロナウイルスの変异(驳别苍辞迟测辫别)の早期捕捉と、その変异がヒトの免疫やウイルスの病原性?复製に与える影响(辫丑别苍辞迟测辫别)を明らかにするための研究を推进します。
本研究は、佐藤 佳教授らに対する日本医療研究開発機構(AMED)新興?再興感染症に対する革新的医薬品等開発推進研究事業(20fk0108413、20fk0108451)、科学技術振興機構 CREST(JPMJCR20H4)などの支援の下で実施されました。
(注1)研究コンソーシアム「The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan)」
東京大学医科学研究所 システムウイルス学分野の佐藤教授が主宰する研究チーム。日本国内の複数の若手研究者?研究室が参画し、研究の加速化のために共同で研究を推進している。現在では、イギリスを中心とした諸外国の研究チーム?コンソーシアムとの国際連携も進めている。
(注2)オミクロン株(B.1.1.529, BA系統)
新型コロナウイルスの流行拡大によって出現した、顕著な変異を有する「懸念すべき変異株(VOC:variant of concern)」のひとつ。オミクロンBA.1株、オミクロンBA.2株などが含まれる。現在、日本を含めた世界各国で大流行しており、パンデミックの主たる原因となる変異株となっている。
(注3)抗原性
抗原となる物质が宿主の免疫(ここでは抗体)を特异的に认识して结合する性质のこと。
(注4)スパイクタンパク质
新型コロナウイルスが细胞に感染する际に、新型コロナウイルスが细胞に结合するためのタンパク质。现在使用されているワクチンの标的となっている。
(注5)合胞体形成活性
合胞体とは、新型コロナウイルスに感染した细胞が、スパイクタンパク质を细胞表面に発现し、周囲の细胞と融合することによって形成される大きな细胞块のこと。合胞体形成活性とは、新型コロナウイルスのスパイクタンパク质を介して、合胞体を形成する能力のこと。
(注6)懸念される変異株(VOC:variant of concern)
新型コロナウイルスの流行拡大によって出現した、顕著な変異を有する変異株のこと。現在まで、アルファ株(B.1.1.7系統)、ベータ株(B.1.351系統)、ガンマ株(P.1系統)、デルタ株(B.1.617.2, AY系統)、オミクロン株(B.1.1.529, BA系統)が、「懸念される変異株」として認定されている。伝播力の向上や、免疫からの逃避能力の獲得などが報告されている。多数の国々で流行拡大していることが確認された株が分類される。