COVID-19の変異とワクチン：突破と包囲の戦い

現在、新型コロナワクチンの販売や緊急使用が承認され、大規模なワクチン接種が行われている一方、新型コロナウイルスも変異という形で粘り強く戦っている。予防と脱出の綱引きが始まり、ますます激しくなっています。

新型コロナウイルスの変異は流行やワクチンの有効性にどのような影響を与えるのでしょうか？新型コロナウイルスの変異をどう見るべきか？

なぜ新型コロナウイルスは変異しやすいのか？

COVID-19パンデミックの発生以来、新型コロナウイルスの何千もの変異が報告されており、スパイクタンパク質だけでも4,000以上の変異が報告されている。では、なぜ新型コロナウイルスはこんなにも簡単に変異してしまうのでしょうか？

実際、遺伝と変異は生命の基本的な特徴です。自然界のすべての生物は変異を経験しますが、これは生物が環境に適応し生存を維持するための重要な方法であり、生物進化の普遍的な法則です。ただ、種によって変異の速度が異なるだけです。

ウイルスは非常に単純なタイプの生物です。細胞構造を持たないため、遺伝物質は外部環境や細胞内分子環境の影響を受けやすく、変化します。したがって、ウイルスは他の生物よりも遺伝的変異性が大きいのです。ウイルスの変異では、複製忠実度が低く、複製酵素の校正活性が欠如しているため、RNA ウイルスゲノムの自然変異率が高くなります。現在、世界中で猛威を振るっている新型コロナウイルスはRNAウイルスであり、そのため頻繁に変異を起こします。

新型コロナウイルスの変異とは何ですか？

現在、大きな影響を及ぼし、確実な流行となっている新型コロナウイルスの変異株は、欧州で出現した新型コロナウイルスのD614G変異株、イングランド南部やロンドン周辺で発見された新型コロナウイルスのB.1.1.7変異株、南アフリカで発見された新型コロナウイルスのB.1.351変異株、ブラジルで発見された新型コロナウイルスのP.1変異株の4つです。

世界保健機関（WHO）が1月27日に発表した週間疫学報告は、新型コロナウイルスの英国変異種が73の国と地域で出現していると指摘した。北京市大興市で最近報告された2件の現地確認症例も、全ゲノム配列の解析と分析の結果、英国のB.1.1.7株に属していた。

現在確認されている新型コロナウイルスの変異株の中で、B.1.1.7変異株の影響が最も大きいことがわかります。元の新型コロナウイルスと比較すると、Sタンパク質のヒトACE2受容体への結合親和性は1,000倍に増加し、感染速度は以前の株より最大70％高速化しました。伝染速度が速く、親和性が向上した主な理由は、新株の受容体結合構造（RBD）の6つの重要な界面アミノ酸にN501Y変異が発生し、フーリンプロテアーゼ切断部位に隣接してP681H変異が発生し、切断後のSタンパク質の安定性が低下し、オープンドメインが露出し、Sタンパク質がヒトACE2受容体に結合しやすくなるためです。

ウイルスが変異した。ワクチンはまだ有効ですか?

世界規模で広範囲にワクチン接種を行うことは、新型コロナウイルス感染症の拡大を抑制するための重要な手段の一つになりつつある。では、変異した新型コロナウイルスは世界的なワクチン接種の有効性に影響を与えるのでしょうか？

世界保健機関が発表した最新情報によると、新型コロナウイルスの変異に関する世界的な監視に基づき、ウイルスの変異によって既存の新型コロナウイルスワクチンが無効になるという証拠はない。

一般的に言えば、ワクチンはウイルスの初期バージョンをターゲットにしており、ウイルスが変異したとしても、その遺伝子配列は初期バージョンと非常に類似したままです。また、新型コロナウイルスはRNAウイルスであるため、その性質上、頻繁に変異を起こしますが、その変異のほとんどは無意味であり、コードされているタンパク質に大きな変化を引き起こすことはありません。

現在の研究結果によると、新型コロナウイルスの変異は依然として正常範囲内であり、ワクチンの有効性への影響は見つかっていない。

さらに、世界保健機関が設立した世界的な新型コロナウイルス研究所ネットワークには、SARS-CoV-2ウイルスの変異と進化に関する特別な作業部会があり、ウイルスの新たな変異をタイムリーかつ迅速に検出し、その影響の可能性を評価しています。これにより、その後のワクチンの開発と応用のための早期警告と科学的分析の基盤も提供されることになります。

新型コロナウイルスはどれほど狡猾なのか？

現時点では、ウイルスの変異により既存の新型コロナウイルスワクチンが無効になるという証拠はないが、研究により、新株の感染力の現時点で明らかな増大に加え、人間の免疫を回避する能力と抗原ドリフトについては確認されていないことが判明している。

少し前、ケンブリッジ大学のグプタ研究室は、変異株B.1.1.7に対するファイザー社の新型コロナワクチンの防御力の変化に関するオリジナルデータを示した。結果は、ワクチン接種後21日でワクチン接種者の血清の中和能力が大幅に低下したことを示した。南アフリカ国立感染症研究所（NICD）の研究者らも、南アフリカで発生した新型コロナウイルス変異株B.1.351は、関連する3種類のモノクローナル抗体による攻撃を大幅に回避できるとする論文を発表した。 COVID-19から回復した患者の血清44個を調べたところ、21個（48%）の血清がB.1.351変異株に結合する能力を完全に失っていることが判明した。これは、新型コロナウイルスが私たちが想像していたよりもはるかに狡猾であり、高い注意を払う必要があることを示しています。

さらに、これまでに発見された3つの変異株はすべてN501Y変異を有しています。この部位の変異により、新型コロナウイルスのACE2への結合能力が高まり、ウイルスの拡散が加速する。変異株B.1.351とP.1については、感染特性や死亡率はまだ不明だが、遺伝子解析により、どちらもE484KとK417Nの変異があり、N501Yの変異と相乗効果でウイルスがヒト細胞に結合しやすくなる可能性がある。これらの研究結果は、ウイルスのエピトープが免疫逃避または抗原ドリフトを起こした可能性があることを示唆しています。

新型コロナウイルスの変異について、米国立アレルギー感染症研究所のファウチ所長もオンライン対話で、新型コロナウイルスの変異株の進化を非常に深刻に受け止める必要があると強調した。同氏はまた、各国に対しワクチンの改良を加速するよう求めた。つまり、狡猾な新型コロナウイルスを完全に打ち負かすには、まだ長い道のりが残っているのだ。

現在の流行の展開、新型コロナウイルスの変異の動向、新型コロナウイルスワクチンの大規模な使用を踏まえ、私たちは明確な認識を維持し、ワクチン接種を正しく捉えるべきです。ワクチン接種後、抗原の進化によりウイルスが逃げ出したとしても、既存の残存免疫反応の一部によって症状が軽減されます。

同様に、ワクチン接種後も油断せず、予防と管理を強化し、マスクを着用し、頻繁に手を洗う必要があります。適切な個人防護と科学研究者の努力により、私たちは流行の進行を抑制し、最終的にはCOVID-19を打ち負かすことができると信じています。

著者: Yaohuluwa Medical Biotechnology Popular Science Group 寄稿