ジカ熱、デング熱感染症に対する新しいタイプの宿主防御が明らかに

細胞と相互作用するジカウイルス粒子の断面を示すスペースフィル図。 ウイルスエンベロープの 2 つの主要なタンパク質は、赤と紫で示されています。 エンベロープの脂質膜はラベンダー色で示されています。 オレンジ色のカプシドタンパク質は、ウイルスの中心で黄色の RNA ゲノムと相互作用していることが示されています。 細胞表面受容体タンパク質は緑色、細胞骨格は青色、血漿タンパク質は金色です。 | 写真提供者: David Goodsell (CC BY 4.0)

単なる存在 体液中のウイルス そのルートで感染するわけではありません。 ジカ熱、デング熱、チクングニア熱のウイルスは唾液や精液などの体液中に存在しますが、経口や性行為によって感染することはありません。 この事実は科学者を何年も困惑させてきましたが、今回研究チームがその理由をついに説明しました。

2020 年 3 月 29 日、世界保健機関 (WHO) は次の声明を発表しました。 つぶやき これは科学者たちの間で懸念を引き起こし、多くの人がWHOに連絡して、ツイートの内容の信用を失墜させる十分な証拠があるとし、そのような主張を避けるよう示唆するよう求めた。 このツイートは後に判明した 事実上間違っている しかしWHOは依然として納得していなかった ほぼ2年。

そこには「事実: #COVID19は空気感染しない」と書かれていました。

感染はウイルスのライフサイクルにおいて重要な出来事ですが、それを研究することは非常に困難でした。 伝染できないウイルスは誰にも影響を与えません。 成功したウイルスは、新しい宿主に確実に飛び移れるように、長年の進化を通じて選択された並外れた適応を備えています。

ウイルスは体の中で何をするのでしょうか？

ほとんどのヒトウイルスは、外部環境と接触し、その後新たな宿主と接触する体液中に確実に存在することによってこれを達成します。

新しい宿主に入ると、ウイルスは新しい標的細胞に感染するために正しい位置に存在する必要があります。 ウイルスは通常、感染する細胞に対して高度に選択的です。 指向性と呼ばれるこの現象は、ほとんどのウイルスの外表面に宿主細胞上の受容体と接触する特別なタンパク質があるために発生します。 受容体を作るあらゆる種類の細胞がウイルスに感染する可能性があります。

たとえば、HIV の受容体は CD4 と呼ばれるタンパク質です。 T細胞やマクロファージなど、CD4タンパク質を作る細胞のみがHIVに感染することができます。 同様に、SARS-CoV-2 は ACE2 と呼ばれる受容体を使用します。 気道の細胞と一部の心血管細胞はすべて ACE2 を発現しており、SARS-CoV-2 の標的細胞です。 HIV は呼吸器細胞に感染できず、SARS-CoV-2 は T 細胞やマクロファージに感染できません。

ウイルスの伝播は、宿主内での追跡の結果、つまり、自分自身のコピーを作成するウイルスと、ウイルスと感染細胞を破壊しようとする免疫系との間の追跡の結果です。 ウイルスは、免疫系がウイルスに勝つか宿主が死ぬ前に伝染しなければなりません。 これを達成するためにウイルスが使用する戦略の 1 つは、複数の細胞型に受容体を持つタンパク質を表面に作成することです。 このような戦略により、異なる種類の細胞に感染することが可能になり、複数の体液にアクセスできるようになり、より迅速な感染が可能になります。

PS受容体とは何ですか?

そのような受容体の 1 つは、ホスファチジル セリン (PS) と呼ばれるタンパク質に対するものです。 PS タンパク質は通常、体内の死にかけている細胞によって、細胞を破壊するための免疫細胞への信号として発現されます。 免疫細胞は PS 受容体を発現し、これらの細胞と融合して静かに細胞を破壊します。 ウイルスは、と呼ばれるプロセスでこの経路をハイジャックします。 アポトーシス模倣: 自身の表面に PS タンパク質を発現させ、細胞そのものに感染して破壊することを可能にします。

WHOのツイートとその後の撤回は、ウイルス感染研究の難しさを例示している。 この問題は、侵入に PS 受容体を使用できるウイルスを研究している場合に特に困難です。 PS 受容体は免疫系の一部の細胞を除いて多くの細胞によって発現されるため、ウイルスは複数の区画に存在する傾向があります。 しかし、特定の区画にウイルスが存在するだけでは、その経路からの感染が保証されるわけではありません。

たとえば、ジカウイルスは次のようになります。 精液、唾液、母乳から検出される しかし、口腔および生殖腔内に標的細胞が存在するにもかかわらず、これらの手段を通じて拡散することはほとんどありません。 ジカ熱は主に蚊を介して感染します。

身体はどのようにしてこれらのウイルスを防御しているのでしょうか？

今回、ドイツのウルム大学医療センター分子ウイルス研究所の科学者らは、ジカウイルスや他の一部のウイルスが非従来の経路で感染するのを防ぐために人体が使用する新しい防御機構を特定した。 雑誌に掲載された研究 自然微生物学 3 月 25 日では、体がウイルス感染を抑制するためにこれらの体液中の細胞外小胞をどのように利用するかを説明しています。

小胞は、細胞が物質を細胞のある部分から別の部分に輸送するために使用する脂肪で囲まれた小さな構造です。 細胞の外に分泌される場合、それらは細胞外小胞と呼ばれます。 研究者らは、これらの細胞外小胞は唾液や精液に豊富に含まれており、その表面にはジカのようなウイルスが感染に使用するのと同じPSタンパク質が含まれていることを発見した。 研究チームはまた、PSを含む細胞外小胞の濃度が血液中では低く、唾液や精液中では高いことも発見した。

一連の実験を通じて、彼らは、PSを含む小胞がウイルスが侵入に使用するのと同じ受容体をめぐって競合し、ウイルスを締め出し、感染を防ぐことを実証した。

この発見は何を予兆するのでしょうか？

同グループはまた、アポトーシス模倣にPS受容体を使用するすべてのウイルス（デング熱、チクングニア熱、西ナイルウイルス、エボラウイルス、水疱性口内炎ウイルス）が細胞外小胞の存在によって阻害されることも示した。 小胞の存在は、HIV や SARS-CoV-2 など、侵入に PS 受容体を使用しないウイルスの感染力には影響しませんでした。

免疫のための PS コーティング小胞の発見は、ウイルス感染に対する新しいタイプの宿主防御を表します。 この発見から潜在的な治療への応用を推測するには時期尚早ですが、さらなる研究への道が開かれます。

この研究から生じた考えさせられる、しかし突飛でもある概念の1つは、ヒトのPS含有小胞が蚊媒介ウイルスの進化に影響を与えた可能性があるということである。 おそらく、これらのウイルスは、唾液や精液を介して感染できないため、代替手段を探すことを余儀なくされ、マイケル・クライトンの言葉を借りれば「生命が道を見つけた」のでしょう。

アルン・パンチャパケサンは、チェンナイにある YR ガイトンデ エイズ研究教育センターの助教授です。

• 体液中にウイルスが存在するだけでは、その経路を介して感染するわけではありません。 ジカ熱、デング熱、チクングニア熱のウイルスは唾液や精液などの体液中に存在しますが、経口や性行為によって感染することはありません。 この事実は科学者を何年も困惑させてきましたが、今回研究チームがその理由をついに説明しました。

• 新しい宿主に入ると、ウイルスは新しい標的細胞に感染するために正しい位置に存在する必要があります。 ウイルスは通常、感染する細胞に対して高度に選択的です。 指向性と呼ばれるこの現象は、ほとんどのウイルスの外表面に宿主細胞上の受容体と接触する特別なタンパク質があるために発生します。

• この研究から生じた考えさせられる、しかし突飛でもある概念の1つは、ヒトのPS含有小胞が蚊媒介ウイルスの進化に影響を与えた可能性があるということである。