コロナウイルスの症例が世界中で増え続ける中、科学者や政策立案者はこの公衆衛生の脅威を軽減するために熱心に取り組んでいます。 新しいコロナウイルス-SARS-CoV-2、またはCOVID-19と名付けられた病気に関わる最初の症例は、2019年12月に中国の武漢で発生しましたが、それ以来ウイルスは急速に広がり、人間の健康への影響について大きな懸念が持たれています。
ヒトへの感染が確認されている最新のSARS-CoV-2は、2003年に重症急性呼吸器症候群（SARS）、2012年に中東呼吸器症候群（MERS）を引き起こしたコロナウイルスと同じ科に属するものである。 現在の致死率はMERSやSARSよりも低いものの、この病気はすでに多くの人に広がり、より多くの死者を出しています。 同時に、インフルエンザなど他のウイルスも進化し、適応し、毎年何百万人もの人々に感染しており、効果的なワクチンを開発する能力は極めて重要なものとなっています。
2019年のピュー生物医学研究者でコンピュータ科学者であるマルタ Łukszaは、自身の研究で免疫相互作用によっていかにインフルエンザウイルスの進化が促進されているかについて調査を行っています。 Łukszaは、ニューヨークのマウントサイナイ・ヘルスシステムのアイカーン医科大学の助教授でもあります。 彼女は最近Pewのインタビューに応じ、ウイルスの伝播の背景を説明しました。
Q. コロナウイルスとは何ですか
A. コロナウイルスは、インフルエンザや風邪に似た呼吸器疾患の症状を人間に引き起こすウイルスの一種です。 コロナウイルスは、コウモリなどの哺乳類や鳥類の間で発見されることが多く、動物と人の間で感染すると危険です。
Q. ウイルスはどのように発生するのですか？
A. ウイルスがヒトに出現するのは、宿主である動物と偶然に接触し、その際にヒトが感染した場合です。 多くの場合、ウイルスは動物からヒトに感染するだけで、ヒトから別のヒトに感染することはありません。
医師やその他の医療専門家は、既知の病気について検査しても一致するものがない場合、まず新しいウイルスを特定します。
医師やその他の医療専門家は、既知の病気について検査しても一致するものがない場合、新しいウイルスを特定します。 なぜ一部のウイルスは、他のウイルスよりも広く拡散するのですか
A. 生物学的要因と人口統計学的要因の両方が、ウイルスの拡散を促進する可能性があります。 生物学的には、あるウイルスが鼻の上皮細胞のようなアクセス可能な入口から体に感染することができれば、気道に入り、比較的容易に広がることができます。 人が咳やくしゃみをすると、ウイルスが空気中や表面で循環する可能性があります。 ウイルスの伝播は、ウイルスが自己複製を行い、体の他の部位や新しい宿主に拡散する速さにも依存します。 人口統計学的に、人々が近くに住んでいる密集した集団は、疎らな集団よりもウイルスが急速に広がる可能性が高いのです。 なぜ人々はウイルス感染に対して異なる反応をするのでしょうか？
A. 人の免疫システムには過去の感染に関する記憶があり、それがウイルスへの反応に影響を与えます。 体がウイルスにさらされると、感染を防ぐために抗体と呼ばれるタンパク質が作られ、潜在的な脅威を識別して中和します。 例えば、インフルエンザに感染した場合、インフルエンザワクチンを接種するなどして、ある程度免疫ができている可能性があります。 新しいコロナウイルスの場合、免疫系はこのウイルスを見たことがないため、適応反応が遅くなるのです。 新しいワクチンの開発プロセスはどのようなものですか。 まず、研究者はウイルスを分離し、免疫系が感染から体を守るために抗体を作りそうな抗原-最適なワクチン標的となるウイルスタンパク質-を特定する必要があります。 しかし、ウイルスはそれぞれ異なるため、研究室でさらに増殖させ、さまざまな製造技術を使って試験する必要がある。 現在、インフルエンザワクチンの開発には、鶏卵でのウイルス増殖、哺乳類細胞での増殖、ワクチン候補株のDNA配列から合成的に作成するなどの3つのプラットフォームがあります。
例えば麻疹ウイルスなど多くの病原体では、ワクチンは将来的に変更する必要がなく、長期にわたって有効です。 しかし、インフルエンザウイルスのような他の病原体は、その抗原に新たな変異を獲得することによって、ワクチンの認識から逃れる能力を持っているのである。 このため、インフルエンザ・ワクチンは年2回の評価を行い、ワクチンに含まれる抗原を更新することが重要なのです。
私を含む研究者は、世界保健機関などの組織と協力し、北半球と南半球のインフルエンザワクチンの選定を支援するために、年2回の協議に参加しています。 研究者は、世界中の個人から入手したインフルエンザの遺伝子配列データに基づいて、ウイルスの進化を再現し、どのような変異が発生し、どのくらいの頻度で流行しているのかを見ています。 また、抗原データ（ウイルス上のさまざまなタンパク質マーカーにさらされたときに体内で引き起こされる抗体に関する情報）は、ウイルスの増殖やワクチンがウイルスをどの程度阻止できるかを研究室で評価するのに役立っています。 これは、公衆衛生当局が、感染症がどのように世界的、大陸横断的に拡散しているかを判断するのに非常に重要です。 研究内容について詳しく教えてください
A. 私は主に、免疫系との相互作用に影響されるインフルエンザウイルスとがんの進化に注目しています。
インフルエンザワクチンの場合、これによって、あるシーズンから次のシーズンにかけて、どの株や変異が最も一般的になるかをより正確に予測することができます。 私のチームは、免疫認識のメカニズムをよりよく説明するために、一群の予測モデルを開拓してきました。 これらのモデルはまた、ある期間におけるさまざまなウイルス株の履歴が、ウイルスの抗原性逃避（免疫システムが感染したウイルスを認識することも排除することもできない場合）の将来の状況をどのように形成するかを評価するものです。
私が携わっているもうひとつの興味深いプロジェクトは、普遍的なインフルエンザワクチンの開発です。 このワクチンの標的領域を特定することに成功すれば、より多くのインフルエンザウイルスの株をカバーすることができ、毎年何千人もの命を救うことができるようになるかもしれません。