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B1617 Covid-19株が蔓延しやすい4つの理由


B1617 Covid-19亜種(インド株)は、50カ国以上に侵入し、他の株を凌駕し、感染を続けている。また、ウイルスが変異するのはこれが最後ではないだろうと専門家は警告している。

 

しかし、インドで最初に発見されたこの株が、これほどまでに感染拡大に優れている理由は何なのだろうか?

 

ウイルスの専門家であり、科学技術庁バイオインフォマティクス研究所のエグゼクティブディレクターであるセバスチャン・マウラー=ストロー博士は、B1617株の4つの特徴を指摘する。

 

博士は、B1617の3つのバージョンのうちの1つ、2つ目のバージョンであるB16172使って、このウイルスの特徴を説明している。B16172は、世界的に報告されている症例だけでなく、地元の症例でもB16171を追い抜いている。3番目のB16173は稀なウイルスである。

 

まず、コロナウイルスの生態について説明する。下の図にあるのは、コロナウイルスのスパイクタンパク質で、ウイルスに特徴的な形を与えている小さなトゲだ。

スパイクタンパク質は、3つのサブユニットが結合した三量体で構成されている。グレーで示している部分は複合体に中心。緑と黄色の複合体はスパイクタンパク質に結合するための2種類の抗体である。そして、色のついた赤い円は、B16172の突然変異を表している。

B16172 の何が特別なのか?

特徴 1: ウイルスの変異により、ACE2 受容体との結合がより容易になる


ACE2は、「アンジオテンシン変換酵素2」の略で、宿主(感染する側)の細胞に存在する受容体タンパク質

 

ACE2受容体は、呼吸器系気道を含む身体の様々な部位に存在し、Sars-CoV-2ウイルスの侵入口の役割をになっている。

 

Sars-CoV-2ウイルスは、表面にある突起状のスパイクタンパク質を使って宿主細胞内に侵入する。スパイクタンパク質と受容体(ACE2受容体)は、お互いに結合できるような特定の3次元構造を持っている。ウイルスは、これらの受容体を持つ細胞にのみ付着する。

 

スパイクタンパク質は、宿主細胞のACE2受容体に付着した後、別の酵素によって活性化される。

 

では、スパイクタンパク質のサブユニットのひとつである「突然変異」がどのように役立っているのか、詳しく見てみよう。

科学者たちは、L452R変異と、より程度の低いT478K変異によって、ウイルスが受容体に結合しやすくなり、細胞内に侵入しやすくなると考えている。受容体への結合が容易になれば、ウイルスはより簡単に宿主細胞内に入り込み、より多くの細胞に感染することができる。

 

しかし、感染力が強いからといって、より多くの人が病気になるわけではない。

 

感染力が強いからといって、病気が重くなるわけではなく、症状も重くならないことがほとんどとなっている。

特徴2:抗体への結合が減少する


T478K と、黄色の抗体の近くに丸で囲まれている特定の他の突然変異により、おそらくウイルスが抗体にくっつきにくくなっている。完全な免疫応答では、多くの種類の抗体が連携して機能する。

478Kの抗体結合の減少はまだ証明されていないが、既存のデータに基づいて相関関係が描かれた。B1351 および P1 バリアントで見つかった E484K(南アフリカやブラジル型)突然変異は、T478Kと同じ領域に位置している。したがって、同様の効果がある可能性がある。

 

1 つの突然変異がワクチンや以前の感染による保護をわずかに低下させる可能性があるとしても、それらの有用性を取り除くには不十分だ。

 

以前の感染症からの予防接種と自然免疫は、感染して病気を広める可能性を減らすのに非常に効果的であり、亜種の場合でも重症型の病気から保護する。

特徴3:より安定なスパイクタンパク質


D614G 突然変異は、スパイクタンパク質の安定性を改善することに成功しており、ウイルスのほぼすべての株に見られる。D614Gにより、スパイクタンパク質はよりオープンな構造を採用し、ACE2 受容体と相互作用する表面積が増え、その感染力が高まる。

 

より安定したスパイクタンパク質は、ウイルス表面でより多くのスパイクタンパク質が発現することを意味し、宿主細胞に感染する可能性を高める。

 

D614G は、伝染性の増加とウイルス量の増加に関連しているが、重症度の増加にはつながっていない。

特徴4:開裂率の向上


スパイクタンパク質は、細胞に入るために必要な構造変化を可能にするために、2 つのユニット (S1 および S2 ユニットと呼ばれる) に切断される必要があります。

図は切断前のSars-CoV-2ウイルスのスパイクタンパク質を示し、右はS1ユニットが解離した後の様子を示す。

 

P681Rのような変異があると、切断率が向上し、感染力が高まる可能性がある。これはまだ実験的には確認されていない。