私たちは今、これらの心配なコロナウイルス亜種を見ている4つの理由

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変異ウイルス・変異株集団免疫ワクチン
4 reasons we’re seeing these worrying coronavirus variants now

COVID-19が進化している。なぜ今なのか?

パンデミックが始まって以来、COVID-19の原因ウイルスであるSARS-CoV-2は突然変異を繰り返しており、その遺伝子コードは、世界中に人から人へと広がるにつれてゆっくりと変化している。その間、突然変異は科学者の関心事ではなかった。ウイルスがどれだけ危険かという点では遺伝子の変化は意味がないと思われていた。突然変異は正常だ。ウイルスを弱体化させるものもある

今は違っている

SARS-CoV-2には 3つの変異があり 世界中で特に懸念されている 研究者はそれぞれについて 同じレベルの証拠を持っていない 一つは他のものよりもよく理解されている。しかし、それぞれのケースで、研究者たちは何か問題の種を見ている。

B.1.1.7がある(そう、これらの亜種はすべてポンコツな名前がついている)。この亜種は9月にイギリスで初めて検出された。科学者たちは、過去のバージョンのSARS-CoV-2よりも感染性が高い(つまり伝染性が高い)のではないかと強く疑っているし、若干致命的であるかもしれないという予備的な証拠もある。

さらに、10月に南アフリカで発見されたものと12月にブラジルで発見されたものの2種類の亜種があるが、これはあまり理解されていない。しかし、科学者たちは、少なくとも少しは人間の免疫システムを回避する方法を進化させたのではないかと疑い始めている。

理にかなった疑問をお持ちの方もいらっしゃるかもしれない。なぜ今なのか?なぜ今頃になって、これらの3つの懸念される亜種がこんなにも早く連続して現れたのだろうか?ウイルスが突然変異しているという事実は目新しいものではない。突然変異はずっと続いていたのである。

「SARS-CoV-2には長い間、多くの、多くの亜種が存在しており、科学者たちは2020年の夏以降、これらの亜種をかなり詳細に追跡していました。」と、ベルン大学の分子疫学者エマ・ホドクロフト氏は言う。「大きな違いは、12月の前には、我々は本当に異なる振る舞いをしているように見える亜種を見ていなかったということです。」 (「異なる行動をとる」ということは、ウイルス自体がより感染力が強いように見えなかったこと、あるいは本質的に危険であるように見えなかったことを意味する)

ホドクロフトやウイルスの進化を研究している他の人たちは、”なぜ今なのか?”という質問に対して、いくつかの重複する答えを提示している。そのどれもが、何が起こっているのかを完璧に説明しているわけではない。

しかし、これらの答えを考えていくと、別の、おそらくもっと重要な問題が浮かび上がってくる。コロナウイルスはどのように進化し続けるのだろうか?コロナウイルスは今後もどのように進化していくのだろうか?そして、それはパンデミックにとって何を意味するのであろうか?

全体的に、専門家は、私たちが今これらの亜種を見ている4つの理由を概説している。そして、それは全て一つのことに集約される:進化である。

理由1:ウイルスの遺伝的多様性は時間の経過とともに増加する

まず第一に、進化がどのように機能するのかを再確認するのに役立つ。個人差と自然淘汰:その中核には、進化には2つのことが必要である。進化はノンストップのプロセスである。生物は、集団として、突然変異によって時間の経過とともに変化を蓄積していく。

ウイルスが突然変異を起こすのは、膨大な数のコピーを絶えず作っているからである。もしあなたが何百万回も何かの草稿をコンピュータ上で非常に速く書いていたとしたら、おそらくいくつかのタイプミスをすることになるであろう。これは世界中で何百万回、何十億回も起きている。パンデミックが長引けば長引くほど、ウイルスが進化する可能性が高くなる。

パンデミックの初期には、人々に感染するウイルスは互いに似てた。それは、パンデミックを始めた元のウイルスからそれほど離れていなかったからである。しかし今、ウイルスは過去1年の間に遺伝的に変化しており、家系図のように枝分かれしている。多くの遺伝的変化が様々な場所に蓄積されている

シカゴ大学でウイルスの進化を研究している疫学者のサラ・コビー氏は、「根本的な突然変異率が変化しているという証拠はありません」と言う。とシカゴ大学でウイルスの進化を研究している疫学者のサラ・コビーは言う。「ウイルスは今でも同じペースでタイプミスをしています。ただ、パンデミックが長く続くほど、その変化は蓄積されていきます。もしあなたが本を何度も何度もコピーし続けて、コピーするたびにタイプミスをしていたら、最初にコピーした本とは多少違う本になってしまうでしょう。同様に、コビーによると、ウイルスの遺伝的多様性は時間の経過とともに増加すると予想されます」

それが大きな部分を占めている。ウイルスには、少し違うものになる機会がたくさんあったのである。

しかし、それだけではない。多様性の増加は、なぜこの特定の時期に、これらの特定の-一見もっと問題のありそうな-変異体を見ているのかを説明するのに十分ではない。「私たちは適応的進化の証拠を見ているのです」とCobeyは言う。これらの亜種は、人に感染するのが上手になったか、免疫システムから逃れることができるようになったかのどちらかのように見える。

遺伝的多様性だけでは説明できない。自然淘汰がそれを説明する。

理由2:ウイルスが人間の免疫力の増加に反応して進化している可能性がある

ウイルスの遺伝的多様性の増加は、物語の一部を説明しているに過ぎない。もう一つは自然淘汰である。

ウイルスの遺伝的変化の中には優位性をもたらすものもあり、それが、場合によっては、これらの変異体が古いウイルスの株よりも優れたものになっている。”これらの(遺伝子の)置換のいくつかは、実際にはウイルスの複製をより良くするのに役立っているのです」とCobey氏は言う。

ブラジルで発見されたP.1変異体と南アフリカで発見された501Y.V2変異体の両方には、E484Kと呼ばれる突然変異があり、これはウイルスが人間の細胞に付着する部分を変化させる(これはまた、誰かがワクチンを接種した後に免疫システムが最も容易に認識する部分でもある)。この突然変異は「再感染を可能にする可能性がある」とホドクロフト氏は言う。言い換えれば、すでにSARS-CoV-2に感染している人は、これらの変異に少しだけ影響を受けやすくなる可能性があるということである(これはまだ確認されていないが)。

Hodcroft氏は、P.1と501Y.V2の両方の亜種が人間の免疫力に反応して進化したのではないかと疑っている。そして彼女は強調する。以下に続くものは、この時点ではほとんどが推測である。

パンデミックが始まった当初、誰もSARS-CoV-2にさらされたことがなかった。つまり、すべての人の免疫システムが同じようにウイルスを認識するのが苦手だったということである。もし人間の免疫システムを回避するのが得意な変異体があったとしたら、それはウイルスの仲間を凌駕していなかったので、目立つようにはならなかっただろう。

ホドクロフト氏が説明している。「たとえこの[E484K]変異が出現したとしても、それがわかっていたとしても、数回出現していることがわかります」

世界中の多くの場所では、すでに感染していて、ある程度の免疫力を身につけている人がたくさんいる。

免疫システムを回避できる変異体には利点がある 他の亜種ができないところで 成長して複製することができる そしてその亜種はすぐに支配的なものになる可能性がある。

「はっきりさせておきたいのであるが、これが起きたことを科学的に100%確信しているわけではありません」とホドクロフト氏は言う。「しかし、なぜ今、異なる亜種が見られるようになったのかを考える際には、このようなことを考えなければなりません」とホドクロフト氏は言う。ゲームのルールが変わってしまったのである。

理由3:ウイルスがここまで広がっているので、珍しいことが起こり始めている

パンデミックが長引けば長引くほど、まれなことが起こる可能性が高くなる。

B.1.1.7の変異は、このような結果の一つであるかもしれない。B.1.1.7変異体は、短期間の間に大きな遺伝子変化を受けたように見え、科学者たちはこの変異体が免疫不全の人に出現したのではないかと疑っているほどだ。

ほとんどの人では、免疫システムがウイルスを全面的に攻撃し、数週間でウイルスを排除するとホドクロフト氏は説明する。「しかし、免疫システムが低下している人の場合には、全く異なる動きがあります」とホドクロフト氏は言う。「一つには、ウイルスは数週間ではなく、数ヶ月間体内に存在する可能性があります。」そうすると、ウイルスが進化して突然変異を蓄積し、免疫システムを妨害しやすくなる可能性がある

このようになるためには、多くのことが起きなければならない。免疫不全者がウイルスを手に入れるだけでなく(多くの免疫不全者は特に注意を払っている)ウイルスが突然変異を獲得し、免疫不全者が他の人にウイルスを拡散させなければならないのである。

「これらはすべて『スーパー・エッジ・ケース』のようなものです」とホドクロフト氏は言う。しかし、「これだけ症例数が増加してしまえば、遅かれ早かれ大当たりになる可能性が高くなります。….症例数を増加させてしまえば、ダイスを転がし続けることになります」とホドクロフトは言う。

理由4:COVID-19の治療薬が進化を促した可能性がある。

これらの亜種の増加は「回復期血漿の使用と何か関連がある可能性があります」マイケル Worobey、アリゾナ大学の生態学と進化生物学の部門の長は言う。

回復期血漿治療とは、SARS-CoV-2から回復した人からの血漿輸血のことである。輸血と一緒に COVID-19 を持つ他の誰かが病気を撃退するのを助けることができる抗体が来るという考えである。問題は、特定の受信者の中で、血漿も考えられるウイルスの強力な変異体を有利にする環境を作成することができる。

「つまり、慢性的にウイルスに感染していて、その後回復期血漿を投与された患者の中で、英国型ウイルスの特徴である同一の[変異]が進化した例があるのです」とWorobey氏は言う。「パーフェクト・ストームです」ウイルスは、患者の遺伝的多様性を構築しているし、回復期の血漿は、自然淘汰の力として作用し、その血漿中の抗体を回避することができるそれらの亜種の中から 1 つを選択する。

Worobeyは、これがB.1.1.7の変異体で確実に起こったと言っているのではなく、可能性があると言っているだけである。(同じようなことが、モノクローナル抗体、つまりCOVID-19治療薬として作られた合成抗体を免疫不全の患者に使用した場合にも起こりうると彼は言う)。

これらの治療法は使われるべきではなかったということではない。多くの場合、COVID-19の治療法の選択肢がほとんどないときに、命を救うのに役立ったかもしれない。しかし、免疫不全患者に回復期血漿を使用した場合には、「少し無責任だったかもしれない」とWorobey氏は言う。

ウイルスは進化し続けるだろう。ワクチン接種を迅速に行い、症例を減らす必要がある。
ウイルスは変化し続け、より多くの亜種が存在するだろう。しかし、すべてが懸念される亜種ではない。

「特に今後数週間から数ヶ月の間に、私たちが絶対に心に留めておかなければならないことの一つは、多くの人々が[ウイルス遺伝子]の配列決定を行い、亜種を探すことに非常に興味を持っているということだと思う」とHodcroft氏は言う。「これは素晴らしいことである。これはまさに私が長い間願っていたことであり、より多くの国がこれにリソースを割くようになったのである。しかし、警戒の強化に伴い、多くの誤報が発生することになるでしょう」と彼女は言う。

しかし、近い将来、ウイルスがもう一つの大きな淘汰圧力、つまりワクチンに襲われようとしているため、懸念される亜種が増えるかもしれない。

「我々が望まないのは、高レベルのウイルスが循環し、部分的にワクチンを接種された集団と多くの時間を過ごすことです」

無作為な突然変異のために、ワクチンによる免疫を回避するのに少しだけ優れたウイルスの株があれば、それは広まる可能性がある。

だからこそ、これらのウイルス進化の専門家たちは、できるだけ早くワクチンを接種することを望んでいるのである。一人の免疫不全者の部分的な免疫が進化の選択圧力となるように、集団全体の部分的な免疫も同様に進化の選択圧力となり得るのである。

「我々が望まないのは、高レベルのウイルスが循環し、部分的にワクチンを接種した集団で多くの時間を過ごすことです」とホドクロフトは言う。「ワクチン接種中の症例数をできるだけ少なくしたいのです」とホドクロフト氏は言う。

というのも、「一旦何億人もの人々にワクチンを接種すると、ウイルスは非常に強い圧力を受けて、(免疫の)エスケープ変異体を進化させなければならなくなるからです」とWorobey氏は言う。これらの亜種の中には、一般の人々の間では「すでに存在している」可能性があるが、まだ検出されていないものもある。「そして、これらの亜種は、私が思うに、我々は、ワクチン接種がこの巨大な選択圧を提供すると、はるかに高い頻度に一掃することを期待することができます」

進化は、その後、選択圧力を満たしている遺伝的多様性の多くがあるときに起こる。ワクチン接種キャンペーン中にパンデミックが続くと、このようなことが起こっているのである。

良いニュースは、今のところ、それは既存のワクチンはまだ広く変異体に対して有効であると思われ、それは将来の変化を考慮してワクチンを更新することが可能であることである。しかし、そもそもどのようにしてより多くのウイルスの進化を止めることができるのであろうか?

「それを避けるための最善の方法は、時間をさかのぼってパンデミックが制御不能になるように回転することを許可しないことである。「我々がそれを行っていたならば、そしてワクチンを接種していたならば、我々ははるかに危険な状況にあっただろう。」