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私はウイルスの研究をしています。世界的な大流行と戦うために、私たちのチームはどのようにして新型コロナウイルスを分離したのでしょうか。
公開されました。日本時間2020年3月25日19時10分
カレン・モスマン（マクマスター大学
多くの人がCOVID-19から距離を置こうと急ぐ中、カナダの研究者たちは、憎きウイルスを手に入れようと熱心に待っていた。
我々は、このウイルスがどのように作用し、どのように変化し、人間の免疫系とどのように相互作用するかについて、できる限りのことを学びたいのです。
これこそが、研究者の生きがいなのです。私たちの日常の仕事の多くは、漸進的なものです。しかし、パンデミック対策に貢献できるチャンスに恵まれたことは、特に刺激的でエキサイティングなことです。
ウイルスの秘密の生活
ウイルスは魅力的な存在です。ウイルスは不活性なミクロの存在であり、無害で発見されずに潜伏することもあれば、パンデミックに大打撃を与えることもあります。
特に、ユニークな特徴を持つ新種のウイルスは、複雑であると同時に単純であるため、非常に興味深い存在です。ウイルスの研究は、研究対象のウイルスについてだけでなく、私たち自身の免疫システムについても教えてくれるのです。
2019年12月、中国・武漢の市場で新型コロナウイルスが出現したことで、現在、世界160カ国で起きているパンデミックが動き出しました。わずか3カ月で、このウイルスは36万人以上に感染し、1万6000人以上が死亡しています。
ウイルスの隔離
このアウトブレイクにより、世界中の研究者がCOVID-19の原因となるウイルスの実験用検体を分離するために競争することになった。このウイルスは後に重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2、またはSARS-CoV-2と命名された。
中国、オーストラリア、ドイツ、米国など、先に発生した国々では、研究者はウイルスを分離し、SARS-CoV-2の在庫を独自に開発することができたが、物流や法律の障壁により、その材料を国外の研究者と容易に共有することができなかった。
カナダの研究者が本格的な対策に参加するために必要なのは、ウイルスのクリーンコピー（できればカナダのCOVID-19の複数の症例から採取したもの）の国内供給であった。パンデミックといえども、このようなウイルスの供給はそう簡単ではない。カナダでは複数のチームがウイルスの純粋培養の分離と開発に着手したが、どれがいつ成功するかは分からなかった。
最終的にカナダでは、サスカチュワン大学と、マクマスター大学、サニーブルック健康科学センター、トロント大学の研究者による2つのチームが、研究用にウイルスを分離することになった。
バネルジーはマックマスター大学の博士研究員で、通常は私のウイルス学研究室で研究しているのですが、彼の特別な専門知識をボランティアで提供してくれたのです。バネルジーは、トロントの医師や研究者のサミラ・ムバレカ、リリー・イップ、パトリク・アフタナス、ロブ・コザックと一緒に仕事をし、その才能を分かち合うことができたのです。
バネルジーさんにとっては、同点の9回裏の場面で打席に立たされたバッターのようなものだった。バネルジーがマクマスター大学に就職したのは、同大学の感染症研究所と免疫学研究センターがあり、コウモリの研究コロニーを維持しているからである。
バネルジー教授は、サスカチュワン大学、そして現在のマックマスター大学での博士課程の研究で、コウモリと、コロナウイルスなどのウイルスがコウモリや人間の抗ウイルス反応とどのように相互作用するかに焦点をあててきた。ここ数年、コウモリのコロナウイルスがヒトの細胞に感染する能力を持つことが研究で明らかにされている。複数の研究者が、コロナウイルスが進化してヒトに飛び火することを予測していた。
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理想的なウイルスの条件
ウイルスを分離するには、患者から検体を採取し、その検体から発生したウイルスを培養する、つまり増殖させる必要があります。これらのウイルスは偏性細胞内寄生生物であり、細胞の中でのみ複製・増殖が可能であることを意味する。特定のウイルスを分離するためには、小さなフラスコや組織培養プレートで、生きた哺乳類細胞に感染する機会を与える必要がある。
ウイルスは宿主に適応し、特定の環境下で効率的に生存・複製するよう進化する。SARS-CoV-2のような新しいウイルスが出現した場合、そのウイルスがどのような環境に適応しているかは明らかではないので、実験室でうまく増殖させることは困難であろう。
そのため、実験室でウイルスをうまく増殖させるのは難しいのです。私たちは、ウイルスを引き出すためのトリックを使うことができます。しかし、うまくいくこともあれば、うまくいかないこともあります。この場合、研究者たちは、バネルジーとそのチームが以前、中東呼吸器症候群の原因となるコロナウイルスの研究をしていたときに使った方法を試した。それは、ウイルスを免疫不全細胞で培養して、ウイルスが抑制されずに増殖するようにする方法だった。これはうまくいった。
患者さんの検体には他のウイルスも含まれている可能性が高いので、培養して増殖したウイルスが本当に目的のコロナウイルスなのかどうかを見極めることは非常に重要です。研究者は、培養中のウイルスから遺伝物質を抽出し、そのゲノムの塩基配列を決定することによって、感染源を確認する。
そして、その配列を既知のコロナウイルスの配列と比較し、ウイルスを正確に特定する。培養が確認されると、研究者は同僚と共有するためにコピーを作成することができる。
このような研究はすべて、ウイルスが誤って環境に放出される危険性を軽減し、科学者を偶発的な被ばくから守る、安全で高度に制御された研究所で行わなければならない。ウイルスの分離は、より多くのバージョンがあればあるほどよい。複数のウイルスを分離することで、パンデミックの進行に伴い、ウイルスがヒトの体内でどのように進化していくかをモニターすることができるのです。また、複数の変異したウイルスに対するワクチンや薬剤の効果を検証することもできます。
カナダ産ウイルス株
サスカチュワン州とオンタリオ州の両チームは、現在、研究サンプルを作成して他のカナダの科学者と共有することができ、進化するウイルスの最も関連性の高い変異を反映した強固な国内供給を使って、重要な研究を進めることができるようになったのです。
その結果、カナダの研究者たちは、まだ時間があるうちにCOVID-19に意味のある打撃を与えることができるようになったのです。カナダの他の研究機関の同僚たちも、研究に使用するウイルスのバージョンを入手できることをうれしく思っています。
私たち全員にとって、やるべきことはまだたくさんあります。