前回に引き続き、2019年度の14号目のネイチャーのハイライトより、「分光法：近接場光学による原子レベルの分解能」を取り上げる予定でしたが、最新の今週号で、新型コロナウイルスの対応で動き始めたので、予定を変更して取り上げます。
まずは、Editorialより。
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Nature Volume 584 Number 7821
Editorial
COVID-19関連研究の進展を振り返る連載の第1弾として、原因ウイルスの特定、伝播経路、人体への影響についての知見を紹介する。
Progress report on the coronavirus pandemic
Full Text
https://www.nature.com/articles/d41586-020-02414-1
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上記を直訳しますと、下記のようになります。
コロナウイルスのパンデミックに関する進捗報告
と題されており、見出しにおいては・・・
一連の社説の最初の記事では、SARS-CoV-2の謎を解くための科学者の競争からの主要な発見のいくつかを振り返ります。
本文を直訳しますと・・・・
8か月の間に、新しいコロナウイルスSARS-CoV-2とそれによって引き起こされる疾患であるCOVID-19が、前例のない世界的な取り組みで何千人もの研究者の研究を支配してきました。
一連の社説では、ウイルスとCOVID-19の重要な特性を明らかにした主要な科学的発見を振り返り、治療と予防への新たなアプローチを含めています。今週は、ウイルスを特定する方法から始めます。その感染メカニズムの分子的詳細;それが人々の間でどのように伝染するか;そしてそれが人体に影響を与える多くの方法についてです。
■ウイルスコードを解読する
2019年末に中国の武漢で重症急性呼吸器症候群（SARS）に類似した疾患が発生したとき、研究者たちは新しいコロナウイルスが人間に広まったと疑っていました。特定された最初のケースの多くは、市内の単一の生きている動物市場にリンクされていました。
中国の研究者たちはすぐにウイルスの分離と配列決定に取り組み始めました。現在SARS-CoV-1として知られているオリジナルのSARSウイルスが2002年に人間に出現したとき、ウイルスゲノムの完全な配列を取得するのに数か月かかりました。今回、シーケンシング技術の進歩により、科学者は最初のケースが発生してから数週間以内にウイルスのRNAコードを取り出すことができました。
1月11日、上海の復旦大学のYong-Zhen Zhang氏とその同僚は、動物市場で働いていた41歳の女性から分離されたウイルスのゲノム配列を公開データベースに登録しました。そうすることで、彼らは、SARS-CoV-1に関連した新しいコロナウイルスの存在を世界に警告しました。彼らの発見はその後Nature[1]で発表されました。
Zhangのチームは1人の患者のみからウイルスをシークエンスしましたが、他のグループによる同時作業により、肺炎の他の人々から同じウイルスが特定されました。これらの研究者は一緒になって、この新しいコロナウイルスを疾患の原因として強く関与させました。武漢ウイルス学研究所のShi Zhengli率いるチームの1つも、新種ウイルスの最も近い既知の親族はコウモリコロナウイルスであると判断しました[2]。
約6か月後、コロナウイルスが世界を襲いました。科学者たちは現在、80,000を超えるウイルス配列を生成しています。この豊富な遺伝情報により、伝染連鎖をたどることができます。たとえば、米国の潜在的なコミュニティの伝染が明らかになり、培養細胞に特に感染しやすいと思われる変種が世界中で優勢になったことを示しています[3,4]。この感染力の変化が伝染病に何を意味するのかはまだ明らかではありません。
■呼吸器ウイルスだけではない
2月11日にCOVID-19と名付けられたこの疾患の最初の報告では、SARS-CoV-1によって引き起こされるものと同様の重篤な呼吸器疾患について説明されていました。武漢にある病院の初期の研究によると、胸部スキャンでは、多くの患者の肺に「すりガラス状陰影」として知られる斑状の影が見られました[5]。さらに、高齢者、男性、その他の疾患を持つ人々は集中治療を受けられる可能性が高かったのに対し、子供たちはより穏やかな疾患を持っているようでした[6]。
しかし、SARS-CoV-2は単なる呼吸器系ウイルスではないことがすぐに明らかになりました。また、血管にも影響を及ぼし、血栓症や脳卒中を引き起こします[8]。まれに、子供は川崎病を連想させる、いわゆるマルチシステム炎症症候群を発症することがあります[9]。
剖検により、血液はもちろん、腎臓、肝臓、心臓、脳など、肺以外の臓器にもウイルスが見つかった[10]。 COVID-19の症状には、胃腸、神経、腎臓、心血管およびその他の合併症が含まれる可能性があることがわかっています[11]。
さまざまな人が経験する症状は、感染する細胞と組織の組み合わせによって決まる可能性があります。ウイルスがこれらの細胞にもたらす直接的な損傷;ウイルスが結合する宿主細胞のACE2受容体の正常な機能の妨害;ウイルスに対する免疫反応の個体差。たとえば、重症の患者は、肺に損傷を与える免疫反応の過剰活性化を示します。
これらの貢献を解明することは、うまくいけば効果的な治療につながるでしょう。過活動の免疫反応を静めるステロイド薬のデキサメタゾンは、重度のCOVID-19[12]による死亡率を低下させることがすでに示されています。重篤な疾患の管理にも進歩が見られました。しかしながら、何人かの人々に突然の呼吸困難の突然の発症を引き起こすものはまだ知られていません。
■感染様式
新しいウイルスがどのようにして人間の細胞に感染するかという問題は、早い段階で深刻な問題でした。答えは、疾患の病理を説明するのに役立ち、感染を阻止する方法についての手がかりを提供します。
コロナウイルスは「スパイク」タンパク質で装飾されています。これらは、感染している細胞の表面にある特定のタンパク質と相互作用します。細胞受容体に結合した後、スパイクは、宿主細胞内のプロテアーゼと呼ばれる酵素によって切断される必要があります。これはスパイクを活性化し、ウイルスと細胞膜を融合させます。
科学者はすぐに、SARS-CoV-1と新しいコロナウイルスの両方が同じ細胞受容体であるACE22と同じプロテアーゼTMPRSS2[13]を使用して細胞に侵入することを示しました。しかし、SARS-CoV-2は、TMPRSS2を発現しない細胞株にも感染する可能性があり、これは薬物開発を阻害する可能性があります。
研究者は、TMPRSS2を発現しないVero細胞を、クロロキン薬がCOVID-19[14]の治療薬として機能する可能性があることを示唆した初期の研究で使用しました。しかし、クロロキンは臨床試験で有効であると証明されなかった、そして科学者はそれがTMPRSS2[15]を発現する肺細胞のウイルスを阻害しないことを発見した。
2つのSARSコロナウイルスのスパイクタンパク質の全体的な構造的類似性にもかかわらず、科学者は、SARS-CoV-2スパイクがSAR2-CoV-1のスパイクよりも少なくとも10倍強くACE2受容体に結合することを発見しました[16]。これは、2つのウイルスが人に感染して病気を引き起こす方法の違いのいくつかを説明しているかもしれません。
SARS-CoV-2スパイクには、SARS-CoV-1にはない特徴があります。これは、furin[17]と呼ばれる酵素によって認識および切断されるようにするアミノ酸のシーケンスです。このシーケンスがSARS-CoV-2の病原性にどのように寄与するかはまだわかっていません。しかし、いくつかのインフルエンザウイルスの受容体結合タンパク質にも同様の配列が見られ、その病原性に関与しています。
■空気中の何か
SARS-CoV-2が1人から別の人にホップできることがすぐに明らかになりました。これは、咳の際に放出された液滴などの直接接触または間接感染、または単純な呼気によっても発生する可能性があります。はっきりしていなかったのは、そして依然として議論の余地のあることですが、これらの液滴の大きさ、および液滴が移動できる距離です。
それは重要な質問です。大きな液滴はすぐに地面に落ちますが、エアゾールとして知られている、より小さくて軽いものは、空中に浮遊したままになります。このような小さな水滴に乗ることができるウイルスは、さらに遠くまで伝わり、換気の悪い室内での感染のリスクを高める可能性があります。
新しいコロナウイルスがこのように移動する可能性は、武漢にある2つの病院のSARS-CoV-2空気力学に関する4月に発表された研究の焦点でした[18]。研究者たちは、病院の一部の領域、特にスタッフの一部の領域で、エアロゾルサイズの液滴に比較的高濃度のウイルスRNAが存在することを発見しました。
チームはこれらの飛沫が感染性であるかどうかを決定しませんでしたが、米国を拠点とするチームは4月に、SARS-CoV-2とSARS-CoV-1の両方が人工的に生成されたエアロゾル中で3時間安定で感染性であると報告しました[19]。
SARS-CoV-2がこのように広まっていることはまだ明確に示されていません。これは、ウイルスが感染するさまざまな方法を個別に測定することが難しいためです。
■目に見えない病気
ウイルスが世界中に広がり始めたため、症状のない人でも感染する可能性があるという示唆がありました。
3月に、クルーズ船のダイヤモンドプリンセスのデータにより、船でCOVID-19の検査で陽性となった人の17.9％には症状がなかったことが明らかになりました[20]。元乗客がCOVID-19を所持していたことが判明した後、2月に3700人以上がこの船に乗って検疫されました。 4月の94人の研究によると、「ウイルスの排出」（環境へのウイルスの放出）は、症状の発症前または発症と同時にピークに達するように見えました[21]。研究者らはまた、77組の人を評価しました。そのうちの1人はおそらく他の人に感染していたため、感染者の44％が参加者が症状を発症する前に感染したことがわかりました。
ウイルスキャリアのどの割合が症状を示さないかは、まだ議論の余地がありますが、人々が病気でなくてもウイルスを感染させることができることは明らかであり、それがおそらくウイルスの蔓延の原因となっています。
私たちは、ウイルスの特性と伝染、およびそれが病気を引き起こす方法を研究することによって、パンデミックがどのように発生し、どのように世界中に広まったかを理解するのに長い道のりを歩んできました。この編集シリーズの今後の記事では、それを制御する方法と、治療法とワクチンの進歩についての研究を見ていきます。
以上。
続投になりますが、カバーストーリにも取り上げられていますので、予定を変更して、取り急ぎ、取り上げますが、論文の量が多いので、休み休みの編集になると思います。
息抜きのための科学を楽しむためのネイチャーでしたが、ここは踏ん張り時となりましたので、やってみます。
