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ゲノム解析を武器にジカウイルスと戦った「ウイルスハンター」

6/20(火) 19:30配信

WIRED.jp

米国だけでも、ここ20年間で10以上の新興感染症が出現しているなか、治療や封じ込めで重要なのはウイルスの遺伝子解析だ。エボラウイルスと闘ったチームが今回、ジカウイルスも解析。多くの有益な情報を明らかにした。

ジカ熱を防ぐ新兵器は「汗をかく広告看板」

ブラジルの研究者が「ジカウイルス」の最初の感染例を報告したのは、2015年4月のことだった。同国北東部で流行していた正体不明の病気に、このときようやく名前がついたのだ。

その約1年後、世界保健機関(WHO)が「国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態」(PHEIC)を宣言したころには、ウイルスの流行は南北アメリカ大陸の26の国・地域に拡大していた。数十万人が発症し、多くの新生児が小頭症と呼ばれる治療不可能な発育不全を患った[関連記事]。

研究者たちはジカ熱の治療法とワクチンの開発にしのぎを削っており、もっとも早いものでは2017年3月下旬に臨床試験の中間段階に入っている。

だが、5月24日に発表された新たな遺伝学的証拠は、ジカ熱への対策は、もっと早くから取れていたはずだということを示していた。ジカウイルスは、2013年にはすでにブラジルに定着していたのだ。

この事実を発見したのは、ウイルス収集のエキスパートたちだ。彼らはシエラレオネで2014年に発生したエボラ出血熱の流行抑制に、遺伝学で貢献したグループである。今回の研究にあたって、彼らは新大陸各地の患者と蚊から集めた100以上のジカウイルスゲノムの解析を行い、ウイルスがブラジルから近隣諸国、カリブ海諸国、そして米国へと拡散したルートを解明した。そしてその遺伝子の変遷を、3本の論文として『Nature』に掲載した。

鳴り響く警報

2015年の夏から秋にかけて、ジカ熱の症例が公衆衛生データベースに押し寄せ、頭蓋骨が発達しない新生児の写真が新聞の1面を飾った。しかし、世界一有名なウイルスハンターは対策に乗り出さなかった。というのも、彼女は文字通り指一本動かせなかったのだ。

2014年、ハーヴァード大学の計量生物学者パーディス・サベティは、エボラ出血熱のウイルスの解析に取り組んでいた。彼女は何週間も不眠不休で働き、5人のチームメイトも失った。しかし、ジカ熱の流行が吹き荒れた2015年の夏、サベティは感染症よりもずっとありふれた悲劇からの回復途上にあった。7月にモンタナ州で、サベティを乗せたオフロードカーが崖から転落。車内から岩場に投げ出された彼女は、両ひざと骨盤を骨折し、脳にも外傷を負ったのだ。サベティはジカ熱危機を病床で眺めながら、体と脳の回復を待った。彼女の助けを求めるメールは怒涛のごとく押し寄せていた。

彼女の仲間の多くが、エボラ出血熱のときと同じように新たなアウトブレイクと闘っていた。携帯用シークエンサーを備えた移動式ラボでは、わずか数分でウイルスの全ゲノム解析が行える。しかし、ジカウイルスは厄介だった。血液サンプル中にウイルスがごくわずかしかないため、携帯用シークエンサーではジカウイルスの約1万塩基対をすべて安定して解析するのは不可能だったのだ。そこでサベティは、負傷から回復するやいなや、ブロード研究所(ハーヴァード大学とマサチューセッツ工科大学の共同研究所)における自身のラボをあげて解析に乗り出した。

オックスフォード大学、バーミンガム大学との共同研究で生み出した新たな解析手法により、サベティらはついにジカウイルスの全ゲノムを臨床サンプルから直接読み取ることに成功した。この新手法のキーポイントは、1本の試験管のなかで何十回も反応を起こしてゲノムの断片を大量に複製することだ。これによって時間が節約でき、ミスの発生頻度も下げることができる。

ゲノムがジカウイルスのものと確認できると、研究チームはすぐに各国・地域の保健当局にサンプルを返却し、GenBankやVirologicalといったデータベース上にゲノムデータを公開した。最初の33配列がアップロードされたのは2016年10月。その後も全速力で解析を行っては結果を公開しつづけた。

ゲノム解析がすべて終わったあとも、サベティたちにはピースの組み合わせを解明する仕事が残っていた。そのためにサベティらが利用したのが「分子時計」と呼ばれる手法だ。細胞分裂やウイルスの複製の際、DNAのコピーをつくるタンパク質は、予測可能な一定の頻度でゲノムに変異を挿入する。ジカウイルスは、ほかのRNAウイルスと同様、変異速度が非常に速い(エボラほどではないが、それでも速い)。個々の変異は時計の針の進む音のようなもので、変異の蓄積が多いほど、長い時間が経過していることを意味する。この方法で研究チームは、各国にジカウイルスが出現し始めた実際の時期を推定した。それは、最初の公式記録の何カ月も前だった。

ゲノムベースの大規模な監視態勢を実現できれば、症例報告があがるまでの数カ月や数年を待たずとも、数日から数カ月先のアウトブレイクの予測が可能になるかもしれない。「すべての国にとっての警報システムです」とサベティは語る。「アウトブレイクを限りなくリアルタイムに近いかたちで監視するツールは揃っています。しかしそれらを、流行が起こる前に適切に配置しなくてはなりません」

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最終更新:6/20(火) 19:30
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