エンベロープを持つウイルスは、種を超えた感染力が強いことが判明

エンベロープを持つウイルスは、種を超えた感染力が強いことが判明

https://www.news-medical.net/news/20221209/Enveloped-viruses-show-greater-cross-species-transmission-according-to-new-research.aspx

ニディ・サハ（BDS
By Nidhi Saha, BDSDec 9 2022
レビュー：Aimee Molineux
PNAS Microbiologyに掲載された研究によると、エンベロープウイルスはノンエンベロープウイルスよりも種を超えた感染性を持ち、人獣共通感染症を引き起こす可能性が高いことが明らかになりました。この研究により、ウイルスのエンベロープが、これらの病原体が宿主の免疫から逃れるのを助けることが示唆された。

研究結果 エンベロープを持つウイルスは、種を超えた感染や人獣共通感染症を引き起こす傾向が強いことが判明。画像出典：Kateryna Kon/Shutterstock
研究結果 エンベロープを持つウイルスは、種を超えた感染や人獣共通感染症への傾向が強くなることが示された。画像引用元：Kateryna Kon/Shutterstock
背景
ズーノーシスとは、動物とヒトの間（あるいはヒトと動物の間）で感染症が蔓延することを指す。過去数十年、野生動物や家畜からヒトへのウイルスの種を超えた感染（ズーノーシス）が、大きな流行を引き起こしてきた。しかし、この複雑な感染プロセスに対する我々の理解はまだ不十分である。

よく知られている人獣共通感染症には、ヒト免疫不全ウイルス／後天性免疫不全症候群（HIV/AIDS）、ジカ熱、エボラ出血熱、インフルエンザ、COVID、mpoxなどがある。そのため、ウイルスの出現を理解し予測することは、科学的な優先事項となっている。生物多様性の排除や種の侵入、ウイルス宿主の多様性、相互作用の頻度、リザーバー宿主のライフサイクル特性、野生生物の取引、宿主とヒトの近さなど、いくつかの人獣共通感染症の危険因子が存在する。

それにもかかわらず、先行研究から、人獣共通感染症拡大のリスク要因として、3つの要素-ウイルスの遺伝物質-リボ核酸（RNA）ウイルスはDNAウイルスよりも感受性が高い可能性がある、複製部位-核ではなく宿主細胞質で複製するウイルスが有利である、ゲノムサイズ-小さいゲノムはより人獣共通感染症のリスクが高い可能性がある-が明らかにされています。

ウイルスの特徴として、他の生物とは異なるエンベロープ型であることが挙げられます。例えば、天然痘、痘瘡、コロナウイルス、狂犬病、麻疹、インフルエンザなどがそうである。

ウイルスのゲノムは、コドンやジヌクレオチドの使い方の偏りや、これらの偏りが宿主遺伝子の転写産物で観察されるものとどの程度一致しているかを評価することによって、宿主の向性および動物原性傾向に関する情報を提供することができる。このように、ウイルスの基本的な性質は、種を超えた感染や人獣共通感染症の解明が進んでいるにもかかわらず、依然として不明な点が多い。

研究内容
本研究では、12,000を超える哺乳類ウイルス-宿主間相互作用のデータベースを用いて、種を超えた感染性と人獣共通感染症の傾向に影響を及ぼす主要なウイルス学的特性を調べ、どのようなウイルス特性が人獣共通感染症を主に決定しているかをより深く理解することを目的としている。

研究者らは、メタゲノム研究によって同定された5,149種類のウイルスを含む大規模なVIRIONデータベースを調査しました。この探索的解析は、Global Virome in One Network（VIRION）データベースを利用したものです。その結果、20の目から36の科と1,599の宿主種に属する5,149のウイルスが解析され、12,888のウイルス-宿主間の関連性が明らかにされました。

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続いて、遺伝物質、一本鎖か二本鎖か、分節か非分節か、細胞質か核で複製するか、エンベロープか非エンベロープか、ゲノムサイズなどをもとに、ウイルスの基本的特徴を定義した。

各ウイルスについて、偏りの可能性を減らすために、ヒトを除く自然宿主の数を確認し記録した。次に、哺乳類ウイルスの病原性、すなわち人獣共通感染症に対する潜在的な能力を調査した。

得られた知見
その結果、エンベロープウイルスの方がノンエンベロープウイルスよりも宿主種の増加が速く、約2倍であることがわかった。この違いは、エンベロープの因子と他のウイルスの特性を組み合わせた場合にも確認できた。

その他のウイルス特性は、すべて有意ではなかったか、わずかに有意であった。エンベロープを持つウイルスは、エンベロープを持たないウイルスに比べて、種を越えて感染する可能性が高いことがわかった。

エンベロープウイルスは，ノンエンベロープウイルスに比べて，人獣共通感染症として伝播する割合が高い傾向にあることが指摘された．エンベロープウイルスは，非エンベロープウイルスに比べ，人獣共通感染症になる割合が高いことが示唆された．このように，エンベロープウイルスはノンエンベロープウイルスに比べ，人獣共通感染症伝播の傾向が高いことが示された．

また，細胞質で複製されるウイルスは，核で複製されるウイルスに比べて人獣共通感染症になる可能性が高い（1.9倍）ことが明らかになった．また、セグメント化されたウイルスは、セグメント化されていないウイルスよりもわずかに人獣共通感染症になる可能性が高くなりました。さらに、ゲノムの小さいウイルスは、人獣共通感染症を引き起こす確率が高かった。

これらの2つの特徴が種を超えた感染に有意な影響を及ぼさなかったことから、これらの特徴が人獣共通感染症の傾向に与える影響は、ヒト特有の要因によるものか、より可能性の高い、ヒト感染症ウイルスのデータセット内のバイアスに起因している可能性があることが示唆された。

この研究は、エンベロープウイルスがどのように宿主に感染するかについての洞察も与えてくれた。エンベロープタンパク質はキャプシドタンパク質よりも構造的な制約が少ないため、エンベロープウイルスは異なる宿主種の細胞受容体と柔軟に結合したり、より多くの代替受容体と結合したり、他の機能を損なわずに宿主スイッチ変異に対応することができると思われた。

また、ウイルス粒子が膜脂質の立体構造を定義したアポトーシス体を装って宿主細胞に飲み込まれ、宿主細胞内に侵入するアポトーシス擬態というメカニズムも考えられている。

まとめ
エンベロープ型ウイルスは、非エンベロープ型ウイルスに比べて、より多くの宿主種に感染し、人獣共通感染症になる可能性が高いことが明らかとなった。一方、ゲノムの構成、構造、サイズ、ウイルス複製コンパートメントなど、他のウイルスの特性はあまり重要でない。

本研究によると、ウイルスエンベロープは、従来の考えとは異なり、人獣共通感染症のリスクに大きな影響を与えず、むしろ減少させることさえあり、このことは、アウトブレイク防止活動の優先順位付けに役立つと考えられる。ウイルスエンベロープは、受容体結合タンパク質の構造的柔軟性を促進し、ウイルスの侵入障壁を克服することを可能にすることにより、種を超えた感染を促進する可能性がある。

雑誌掲載
Valero-Rello, A., & Sanjuán, R. (2022). エンベロープを持つウイルスは、種を超えた感染と人獣共通感染症への傾向が強まる。Proceedings of the National Academy of Sciences. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2215600119.
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タグ エイズ、キャプシド、コドン、細胞質、DNA、周波数、遺伝子、ゲノム、HIV、HIV/AIDS、免疫、免疫不全、感染症、インフルエンザ、麻疹、膜、微生物学、サル痘、狂犬病、レセプター、研究、リボ核酸、RNA、天然痘、症候群、ウイルス、ズーノーシス

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ニディ・サハ
執筆者

ニディ サハ
私は、医療コンテンツライターとエディタです。私の関心は、公衆衛生意識と医療コミュニケーションにある。私は臨床歯科医として、インドの医療出版社でコンサルタント研究ライターとして働いています。様々な医療分野に関連する新しい治療法に関する知識をアップデートすることを常に心がけています。また、校正を手伝い、公認の医学雑誌に原稿を掲載した経験もあります。余暇にはスケッチや読書、音楽を聴くのが好きです。