Contents
Decoding the global outbreak of COVID-19: the nature is behind the scene
www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7306562/
要旨
世界的な大パンデミックの原因となっているSARS-CoV-2の突然の出現は、公衆衛生上の大きな関心事である。SARS-CoV-2は新しいウイルスと考えられているが、完全に新しいメンバーではない。それは、以前に出現したヒトSARSコロナウイルスの新しいバージョンに過ぎない。
宿主の身体環境の変化による急速な進化と極端な環境安定性により、SARS-CoV-2は極めて病原性の高い遺伝的変異体となっている。このウイルスの進化は、突然変異、欠失、遺伝子組換えなどの分子遺伝学的操作の継続的なプロセスによって起こってきた。
異なる宿主の身体環境が病原体を支持するシステムとして作用し、それが極端な選択的圧力を生み出している。遺伝的進化のプロセスによって病原体は、新しい文字を開発している。そして、新しいバージョンのウイルスは、感受性の高いヒトの宿主によって自然に選択され、宿主の体内に適応し、致命的な効果を引き起こする。さらに、極端な環境の安定性は、ウイルスが宿主の外で生存し、感染する過程を助ける。
このように、宿主の体内環境と外部環境の両方が、自然界におけるCOVID-19病勢へのSARS-CoV-2の遺伝的進化を形成する源となっているのである。
キーワード SARS-CoV-2、宿主体内環境、分子遺伝学的進化、外部環境、環境安定性、COVID-19パンデミック
序論
生物の遺伝的基盤であるDNA/RNAが発見されてから長い年月が経過した現在、私たちは遺伝学的研究に基づいて新たに出現した疾患を十分に理解することができない。ヒトは進化してきたため、移動、食生活の変化、生活様式の変化など、新たな環境条件にさらされている。それと同時に、新たなミクロバイオームの広い範囲と相互作用していた。
今、この宿主-病原性の相互作用では、それらの両方は、お互いの上に巨大な選択的圧力を作成することにより、進化し、自分自身を確立するためのレースに勝つためのトラックにある。ここで、キープレイヤーである自然や環境の役割が出てく。
生命の起源から、自然は最終的に遺伝子メイクの有病率を選択し、ニュークレオチドのゲームを超えて勝者を決定する。環境と遺伝物質の相互作用は、実際には新たな、あるいは進化した遺伝的多様性を生み出し、病原体と宿主の両方にその存在を選択し、自然の中で誰が優勢になるかを決定する[2, 17]。
このような自然の淘汰の歴史は、小痘、コレラ、結核などの新しい病気の発生にも見られるし、最近では、エイズ、様々なインフルエンザ、そして最も関連のあるSARS（重症急性呼吸器症候群）やMERS（中東呼吸器症候群）の発生にも見られる[31]。
現在、世界的な健康問題となっているCOVID-19の世界的大パンデミックでは、どのようにしてこの新しい病原体が突然出現し、その胎児型で世界的なパンデミックを引き起こす可能性があるのかを理解することが非常に重要である。
この点では、ワクチンという形での予防が唯一の対策であり、ゲノム研究が基本である。しかし、その先には、新たな遺伝的特徴の起源と進化、そしてその病原性の自然界への定着を集団分布によって回避するために、それをめぐる自然の影響を理解する必要がある。
新興疾患の40%がウイルスによるものであることが観測されているが、この場合、RNAウイルスはあまりにも進行性が高い。このように、これらのRNAベースの胎児病原体が、どのようにして自然界で発生し、選択されてきたのか、そしてその病気の結果はどのようなものなのか、よく分析する必要がある[5, 31]。
COVID-19は、ヒトRNAウイルスSARS-CoV-2によるウイルス性疾患である。本レビューでは、このウイルス性病原体がどのように進化し、パンデミックレベルで感染症を引き起こすほどの力を持っているのかを自然界の視点から考察する。感染症の場合、宿主と病原体の相互作用を理解する必要がある。
病原性疾患の場合には、宿主と病原体の双方が独自の遺伝的設定で互いに闘争しているが、遺伝子の機能だけが疾患の成立や健康維持のための唯一の要因ではない。この闘争中の環境条件がゲノムの作用に影響を与え、より具体的には、環境と遺伝子変異の集合的な作用が遺伝子の調節と機能に影響を与えている[5]。
また、ウイルスを考えた場合、ウイルスが機能的に活動するためには生体が必要であり、ウイルスが活動するための環境は宿主体の環境であると言える。一方、ウイルスが生存する宿主体もまた、感染時の生存資源として外部環境を必要としている。ここでは、現在のCOVID-19発生の原因となっているウイルスの発生において、この2種類の環境がどのように相互に作用しているのかを理解していきたいと思う。
考察
自然はウイルスの起源、進化、病原性の鍵を握る存在である
この新しいウイルス性病原体の根源と発生環境の役割を理解するためには、ダーウィンの進化論と遺伝子の順列と組み合わせの連続的な過程による自然淘汰の分子的基盤に基づいて説明する必要がある。
SARS-CoV-2は、煙道のような症状を示す呼吸器症候群と関連している。過去のSARSやMERSのような他の致命的なウイルス性肺炎パンデミックの出現を思い起こすと、それらはすべて似たような種類のものであり、異なるバージョンのものであり、種の流出や人獣共通感染症の移入によって発生したものである。
これらの証拠はすべて、これらの病原体が共通の祖先に由来することを示しており、調査が必要である。このようなパンデミックの結果をもたらす可能性が高いのは、2つの異なるウイルス種間の複製中の突然変異や遺伝子組み換え、そして感染をもたらした病原体の新しいバージョンの自然淘汰による感受性の高い宿主への最終的な適応による、異なる種内での継続的な進化の過程、あるいは宿主環境への曝露であると考えられている[7, 8]。
このようなパンデミックの場合，遺伝的メカニズムを超えて，多様な寛容な宿主への曝露（種内または種間のスピルオーバー／中間宿主）が，ヒト集団間の病原体進化を決定する重要な要因であると考えられている[13, 14]．しかし，現在のSARS-CoV-2の自然な遺伝的適応は未だ解明されていない。
本パートでは，公表されている配列解析をもとに，分子遺伝学的変異がどのようにしてウイルスのヒト宿主環境への適応につながっているのかを明らかにすることを試みる。
コロナウイルスの中でも、SARS-CoV-2は他のヒトCoVと同様にヒトに感染する可能性がある。しかし、SARS-CoV-2の感染力は、他のヒトCOVIDと比較して十分に致命的であるという事実を考えなければならない。
この事実は、SARS-CoV-2の特異的な発病性の遺伝的特徴によって説明できる。受容体の認識は、ウイルス感染の最初の重要な遺伝的決定因子である。ヒトのCOV、SARS、MERSのようなウイルスのスパイクタンパク質の構造特異性が、ヒト細胞の受容体認識を発揮して宿主の範囲を決定することが証明されている[14, 15]。
SARS-CoVとSARS-CoV-2はいずれもヒト細胞内のACE2（血管拡張変換酵素2）受容体と同じ結合親和性を示している。したがって、この変異体を他のコロナウイルスから遺伝的に分離し、ヒト細胞特異性やより重篤な感染を決定するSARS-CoV-2のスパイク蛋白質受容体認識部位の分子遺伝学的性質を理解することが重要である。
SARS-CoV-2のスパイク蛋白質のヒト細胞受容体結合ドメインは5-6アミノ酸残基に変異があり、高い特異的なACE2ヒト細胞受容体結合親和性を示している。スパイクタンパク質は2つのサブユニット（S1とS2）を持ち、その接合部には多塩基性の開裂部位が存在しており、これによりフリンやプロテアーゼを介する開裂と、0-linked glycan分子を付加するプロリン様分子の挿入が可能となり、2つの開裂がフランキングする結果となった[2, 29]。
このように、SARS-CoV-2 の遺伝的分離とヒト細胞への高親和性結合には、スパイク蛋白質の特異性が重要であることは明らかである。しかし、SARS-CoV-2はヒトのような他の動物でもACE2受容体に親和性を持っていることが、受容体ホモロジー研究から明らかになっている。
ここで次の疑問は、SARS-CoV-2が他の動物に比べて死亡率が高く、特にヒトではどのようにしてパンデミックになるのかということである。
特定の宿主病原体との相互作用や病気の成立には、ウイルス特有のスパイクタンパクドメインによる受容体認識以外に、宿主細胞の受容体の変異も重要な遺伝的特徴である。ヒトACE2細胞の受容体は、MERS-DPP4受容体の結合特性と同様に、コロナウイルスによる認識に関しては他の動物と遺伝的に同一である[8]。
さらに、ヒトではACE2受容体にはいくつかの変異が存在し、そのうちのいくつかの変異がコロナウイルスとの特異的な関連性を制限したり、減少させたりする可能性があることが観察されている。最近のSARS-CoV-2の遺伝子解析から、異なる集団におけるACE2ヒト受容体の変異は、ACE2受容体の発現パターンが病原体の感受性を決定する重要な因子であることが示されている。
例えば、アジア人の中でも中国人はCoV感染に対する自然耐性遺伝子を持たず、組織内に高レベルのACE2受容体を発現していることが明らかになった[3]。このことから、病原体のスパイク蛋白質の遺伝子的特異性だけでなく、宿主細胞の受容体の特異性もCOVID-19発生の成功には重要であることが明らかになった。
次に、このユニークな宿主と病原体の相互作用特性が、宿主環境の影響を受けてどのように形成されてきたのかが問題となっている。SARS-C0V-2の全ゲノム配列の系統解析に基づく最近の様々な研究成果から、急速に多様化したゲノム多様性が進化していることが示唆されていることが明らかになってきた。
まず、異なる宿主種におけるSARS-CoV-2ゲノムの多様性の観点から、ゲノム多様性を解析する。その結果、SARS-CoV-2はコロナウイルスのようなコウモリSARS-CoVと全体的に96%の配列類似性を示すが、スパイクタンパク質受容体結合ドメイン(RBD)の部分で類似性が異なることが明らかになった[32, 35]。この種の配列類似性は，コウモリが病原体の共通の祖先リザーバーであることが確認されている他のヒトコロナウイルスでも確認されている[10]。
一方、マラヤのパンゴリンでは、SARS-CoV-2と類似したコロナウイルスが確認されており、スパイクタンパク質RBDにおいてSARS-CoVと強い類似性を示している。このことから、これらのパンゴリンはSARS-CoV-2の中間宿主であると解釈されている[34]。これらの証拠は、ウイルスの種のスピルオーバー性によるスパイクタンパク質RBDの逐次進化の可能性を示唆している。SARS-CoV-2ウイルスゲノムの異なる種における多様性は、その動物起源とそれに続く種の飛び越し進化を裏付けるものである。
しかし、SARS-CoVとコウモリやパンゴリンとの配列類似性は見出されておらず、これは鳥インフルエンザウイルスMERSの場合に見られたように、SARS-CoV-2のヒト細胞受容体特異性や病原性の重症度を決定する次のレベルの基準と考えられる。SARS-CoV-2における特異的な多塩基性フリン切断部位の挿入は、おそらくヒトからヒトへの感染時に獲得されたものと考えられる。
このように、分子の多様性と進化の第二の指標は、世界中の異なるヒト集団で発見されているSARS-CoV-2の異なるサブタイプの観点から分析することである。最近の研究では、SARS-CoV-2の3つの異なるサブタイプが遺伝的に近いことが示唆されており、アミノ酸配列の違いが小さく、大陸や民族の特異性との関連性も示唆されている。
この研究では、Aサブタイプはコウモリコロナウイルスとの類似性を示すSARS-CoV-2の古代型と考えられ、他の2つの異なるサブタイプであるBとCを生み出していることが示された。
B亜型は再び変異し、ヨーロッパで支配し、アメリカの集団の間で表される娘亜型のC亜型を生成した。
C亜型は単一の同義ではない突然変異によってB亜型とは異なる [9]。
異なる大陸の異なるヒト集団の間で単一の亜型から異なる亜型が順次発生しているという証拠は、ヒトからヒトへの種のスピルオーバーの間にウイルスが継続的に単一系統の進化を遂げていることを示している。
さらに、SARS-CoV-2の異なるサブタイプは、世界の異なる宿主集団の遺伝的設定と関連している可能性がある。前述のように、世界の異なるSARS-CoV-2感染者集団は、ゲノムの変異を示し、SARS-CoV-2の結合性と感受性に影響を与えるACE2受容体のコード化配列を発現していることから、このACE2受容体の変異は、循環するSARS-CoV-2ゲノムに強い選択的圧力を生み出し、その結果、ウイルスは世界中でパンデミックの形で異なる遺伝子変異を持つ感染を確立するように適応したと予測できる[3]。
すべての病気がパンデミックになると、それはいくつかの段階を経て順次明らかにされ、それはまた、病原体の宿主体との進化の性質を示している。そこで、COVID-19の第三の分子遺伝学的進化は、パンデミックの異なるファージに基づいて解析することになる。
COVID-19のパンデミックを段階別に分類すると、第一段階では中国湖北省武漢市湖南市場の一部の個体で報告されている。
第二段階では、中国の様々な地域で集団感染が確認され始めている。その後、第三段階では、ヨーロッパ、アメリカ、その他のアジア諸国でパンデミックし、パンデミックとなった。
現在までのCOVID-19の発生は、SARS-CoV-2とその異なるサブタイプ（A,B,C）が世界の異なる集団に出現した進化のパターンと関連していると考えられる。SARS-CoV-2の最初の出現と症例報告は、中国で発見されたものであり、この地域に限定されたBサブタイプのゲノム構成を示している。
このB型は、先祖代々のベータコロナウイルス属に由来すると報告されており、配列の類似性が高い。中国の生きた家畜市場へのウイルスの関連性は、この起源を裏付けるものである[35]。
現在、SARS-CoV-2のユニークな受容体結合部位（RBD）が発達した中間宿主としてのパンゴリン説は、中国でCOVIDが発生していた時期に中国の広東省の野生生物資源に生息していたパンゴリンの死体からSARSコロナウイルスが検出されたという報告と関連があると考えられる[34]。
進化した遺伝子を持つこのBサブタイプは、中国国内の大規模集団に感染した後、すぐに南アジアのさまざまな地域で集団感染を引き起こした。その後、短いラグ期間の後、このウイルスは突然変異を起こし、アジア以外のさまざまな地域でパンデミックとして出現し、別の変異型であるCサブタイプが欧米諸国でパンデミックした。
この段階では、これらの集団に特有のACE2受容体特異性の影響を受けて多塩基切断部位が獲得されている可能性が高いことが示唆されている。このように、SARS-CoV-2のウイルス系統は常に進化の過程をたどっており、同一種の異なるサブタイプの発生につながっていることが明らかになり、それが病気の異なる段階を経て徐々に明らかになり、世界の異なる集団間で拡散してパンデミックを引き起こすことが明らかになった。
第四の分析では、ウイルスゲノムの突然変異と遺伝子組み換えが、病原体の分子遺伝学的多様性を確認するもう一つのプロセスであることが観察されている。SARS-CoV-2ゲノムの変異や欠失が、さまざまなSARS-CoV-2ゲノム配列を参照して観察されている。
5′ ORFlabpolyprotein、エンベロープタンパク質、マトリックスタンパク質、そして最も重要な決定因子であるRBDドメインのウイルススパイク表面糖タンパク質のような異なる構造的および非構造的な糖タンパク質に変異が発生していることが観察されている。
この点、エンベロープタンパク質ではこのような変化は見られないであった。このような変異はベータコロナウイルス属でも観察されている。また、SARS-CoV-2スパイク蛋白質RBDの起源の場合には、遺伝子変異や欠失だけでなく、遺伝子組換えの事象も観察されている。コウモリ、パンゴリン、ヒトコロナウイルスの遺伝的組み換え事象はこれを裏付けるものである[16, 21, 26]。
このことから、ヒトにおけるウイルス性疾患の新バージョンの発生は、継続的な種の伝播による宿主体内での継続的な分子遺伝学的操作によって獲得されていることが明らかになった。このことは、SARS-CoVの細胞培養継代を繰り返すうちに適応性が獲得されたという証拠からも裏付けられている[23]。
しかし、進化は遺伝的操作と環境の影響の集合体であるため、予測不可能な集団の中で、いつでも、どこでも、どこでも、新しい病気が発生する可能性があることを指摘しておく必要がある。
ウイルスの場合、ウイルスが機能的に活動するための資源としての宿主体を必要とするため、これらの遺伝的操作が実際に起こる機会や好ましい環境を与える重要な要因は宿主体にある。それは、微生物種の通常の傾向であり、進化のために新しい環境に自分自身を伝達し、適応させるための説得力のある方法を見つけることである。
ウイルスの場合、より具体的にはRNAウイルスの場合、異なる宿主種間でウイルスゲノムの連続的な循環がある場合には、その傾向が高くなる[28]。この間、宿主環境は病原体への強烈な選択的圧力を生み出す。
ウイルスが成功すると、ウイルスは自然に選択され、病原性効果を発揮して宿主の遺伝的構造を制御することで、その性格を確立するように適応される。このプロセスが新しい環境への曝露によって継続的に進むと、パンデミックを引き起こす可能性がある程度まで導くことができ、そうでなければ病原体が進化するためのラインの終点となる。
これは段階的なプロセスであり、ウイルスが必要な遺伝子メイクを蓄積したり、自分自身を準備したりして、大きなジャンプに向けて何度かの試みを行うときである。この準備段階では、病原体は軽度の感染や限られた集団への感染を発生させたり、宿主の身体環境に応じてサイレントキャリアを作成したりすることができる。
これらのキャリアは症状を示さないが、その新しい遺伝子メイクを持つ感染性病原体はここで維持され、病気の確立のために異なる適切な宿主環境に送信することができる。このように、これらのキャリアは非常に重要であり、新しい遺伝子構成を進化させるためのウイルスのもう一つの戦略である可能性がある。
進化した性質は、環境圧力の下で開発される[25]。この場合、宿主の体内環境の防御免疫システムが、感染拒絶という選択的圧力の下でウイルスの進化を助ける。
SARS-CoV-2のいくつかの無症候性キャリアの同定は、上記の事実の結果であり得る。このように、ウイルスはプレイヤーであるが、その最適な分子遺伝的適合性、分布、進化は宿主の体内環境によって形成される[12, 19, 24]。
SARS-CoV-2の場合、その多様な遺伝的多様性と異なる宿主種間での存在の証拠は、その急速な「ジャンプ種」の性質を示しており、これがウイルスを非常に多様で病原性の高いものにしていると考えられる。宿主の体の環境は、遺伝子操作と自然淘汰プロセスの両方が現在の制御不能なパンデミックをもたらし、その適応性のために大きな役割を果たしている戦いのために準備する機会をウイルスに与えた。
別の角度から見てみると、SARS-CoV-2の起源と暴露の両極端、すなわちコウモリとヒトである。どちらの宿主環境も大規模な集団と考えることができる。コウモリは多数のウイルス性病原体の貯蔵庫であり、密接な接触の中でグイグイと生息しているため、交差感染の可能性を高め、病原体の進化の場を与えている。
同様に、現代人の人口は非常にダイナミックで、様々な極端な環境条件にさらされている。大規模な共同生活とライフスタイルのパターンは、ウイルスの交差感染の可能性を高め、新たなウイルス性疾患の出現のための影響を受けやすい環境を作る。
自然は、ウイルスの安定性と宿主の外での生存を助ける
ウイルス株の起源と発生における分子遺伝的多様性と宿主体環境の影響を考察した後、宿主体条件の外でのウイルスの安定性と生存における外部環境要因の役割を理解する必要がある。
進化の過程では、外部環境が重要な役割を果たしている。宿主体外の外部環境では、ウイルスは増殖して感染を起こすことはできないが、ウイルスが宿主体外で安定して感染するためには、さまざまな要因が重要な役割を果たす。具体的には、呼吸器関連ウイルスの場合、咳、くしゃみ、痰などの呼吸器出力が直接環境に曝されるため、環境因子の役割を重視しなければならない。
また、外部環境はウイルス感染時に様々な宿主種間をつなぐ媒体であるため、エアロゾル、不活性表面、水などにおけるウイルスの安定性に対する温度、塩分濃度、PHなどの様々な環境因子の役割についても議論する必要がある。
他の2つのヒトコロナウイルス超拡散の例では、SARS-CoV-1とMERSの飛沫感染とエアロゾル感染が報告されているが、SARS-CoV-1とMERSの場合は、飛沫感染とエアロゾル感染の両方が報告されている。
SARS-CoV-2の進化パターンは、地理的な大陸固有のサブタイプの多様性と、急速な種の拡散の傾向に関連しており、これはその巨大な外部環境適応を示している。さらに、COVID-19の感染性の高さから、社会的距離がCOVID-19の伝播に影響を与えていることが明らかになった。
このようにCOVID-19の感染性の高さから、COVID-19の感染性を維持するためには、外部環境要因の役割を理解し、様々な患者サンプルでのウイルスの安定性と生存能力を維持することが重要である。
ウイルスが環境に曝露された臨床サンプルを考慮すると、SARS-CoV-2は様々なタイプの患者サンプルに存在する可能性があることが研究で明らかになっている。高ウイルス量は主に呼吸器検体で見られる。血液中にウイルスが存在することは、その全身的な広がりを証明している。
糞便中の生きたウイルス粒子の検出は、環境曝露の糞便-口腔経路を示している[6, 30]。SARS-CoV-2は、これらの臨床サンプルによって環境に曝露された後、患者サンプルに関連する様々な表面に対して様々な程度の安定性を示した。
鉄の表面では，安定性は最大（約2～3日）であった．また、ポリプロピレン、カードボード、銅（安定性の程度は低い）でも安定している。エアゾールでは、ウイルスは3時間の安定性を示している[27]。糞便-経口経路に関連して、SARS-CoV-2の安定性と持続性は、感染地域の廃棄物や衛生水の中で確認されており、最近報告された[18]。
異なる汚染された表面や患者サンプル中でのウイルスの安定性は，温度と相対湿度の影響に依存している．コロナウイルスでは，低温（4度）と低湿度（20%）がウイルスの安定性に寄与することが観察されており，両者のパラメータを徐々に増加させるとウイルスはより急速に不活性化される。
COVIDのような脂質ウイルスは、空気中の水分間相と乾燥過程の2つのメカニズムの干渉によって不活化されることが観察されている。相対湿度が50%近くになると、空気中の水の間隙にウイルスが蓄積される。
その後の乾燥過程では、酸化により脂質層から水分が排泄され、同時に架橋が破壊されるため、病原体の脂質層は急速に損傷を受けることになる[4]。
この点については、粘液が呼吸器ウイルスの侵入に対する第一の防護壁として機能していることを指摘しなければならない。インフルエンザウイルスでは，粘液層糖タンパク質とウイルス表面タンパク質との相互作用がよく報告されている。
最近の研究では、ウイルスが外部環境に曝されたときに、唾液または粘液物質がウイルスの保護障壁として作用する可能性があることが示されている。エアロゾルも同じ流れで、ウイルスの感染力を保持することで、外部環境の変化による危険な影響からウイルスを助ける[11, 33]。
そのため、温度不活化や空気中の水の乾燥メカニズムは、有機物のバリアが絶縁体として機能する場合、ウイルスには効果的ではない。
このように、SARS-C0V-2の場合、ウイルスは、感染しやすい宿主であろうとキャリアであろうと、感染者の呼吸器分泌物を中心に、飛沫やエアロゾルの形で環境中に受け入れられ、この形で様々な菌体中で生存することができる。
ウイルスが外部環境に受け入れられた後、患者サンプル自体が悪環境からウイルスを保護し、宿主の体外でウイルスの維持媒体として作用して長期間生存または持続するのを助けている。これがSARS-CoV-2が高い外部環境安定性を示す理由であると考えられる。以上の分析から、宿主体外環境は、その様々な要因を利用して病原体を受け取り、維持し、保護し、移動させる中間的な役割を果たし、COVID-19パンデミックの武器となっていることが明らかになった。
おわりに
以上の研究から、SARS-CoV-2の急速な進化と高い環境安定性が、現在のCOVID-19の発生の原因となっていることが明らかになった。
この新しいバージョンのウイルスの進化過程は、ウイルスが自然淘汰によって形成され、確立された分子遺伝学的変異の連続的な多段階の徹底した過程を経てきたという「合成進化論」または「ネオダーウィニズム論」を示すものである。本レビューでは、病気の発生における宿主体環境と外部環境の役割を別の角度から論じている（図1）。
図1
SARS-CoV-2およびCOVID-19パンデミックの分子遺伝学的進化における宿主体環境と外部環境の相互的役割
宿主体は、分子進化が起こるCOVID-19宿主-病原性相互作用の確立に重要な因子である。宿主体の変化が早いため、ウイルスは常に新しい環境条件にさらされており、ウイルスに選択的な圧力をかけている。
宿主体内の存在と感染の確立のために闘争するために、ウイルスはいくつかの遺伝的操作を経て、その変異したキャラクターに達成する。そして、遺伝的に近い異なるサブタイプのSARS-CoV-2は、ヒト細胞に高度な受容体結合性を持つ独自のスパイク蛋白質受容体結合ドメインを開発し、宿主体内の性格に合わせて適応していく。
最終的には自然淘汰の作用により、特定の宿主と病原体の相互作用が起こり、ウイルスが感染を確立する。
外部環境は、SARS-CoV-2の宿主体外での安定性と生存に適した環境を提供し、他のコロナウイルスと比較して高い生存率と高い感染性をもたらすことで、ある宿主から別の宿主への中間的な役割を果たす。
外部環境も宿主体内環境と相互作用し、宿主体内システム内でのウイルスの安定性と感染性を助けることが報告されている。温度や相対湿度の変化は、ある病原体に対する宿主の感受性の程度、病原体の浸潤、宿主体内での生存に寄与している[22]。
このように、本研究全体の成果は、COVID-19パンデミックの突然の出現とその特徴を理解するのに役立つであろう。これらの知見は、新興ウイルス性疾患の遺伝的進化とその制御の源として、宿主体内環境と外部環境という2つの環境の相互的な役割を考慮することを強調している。