呼吸器系ウイルス間の競争により、この冬の「三大流行」を回避できるかもしれません。

https://www.science.org/content/article/competition-between-respiratory-viruses-may-hold-tripledemic-winter

このような状況下において、呼吸器系ウイルスが互いに増殖を阻害していることを示す証拠が増えてきていると、研究者らは述べています。
18 nov 20223:40 pmbyjon cohen
病院で人形を抱く子供
SARS-CoV-2は1月にこの子どもを入院させたが、この冬、コロナウイルスはインフルエンザや呼吸器合胞体ウイルスと宿主を争わなければならないかもしれない.SCOTT OLSON/GETTY IMAGES
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この記事のバージョンは、Science, Vol 378, Issue 6622に掲載されました。
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トリプルスレット。トリプルデミック。ウイルスのパーフェクトストーム。SARS-CoV-2、インフルエンザ、呼吸器合胞体ウイルス（RSV）が、マスキング、社会的距離、その他のCOVID-19予防措置を緩和した北半球の地域で同時に急増すると予測する保健当局、臨床医、科学者がいるため、これらの恐ろしいフレーズが最近のヘッドラインを支配している。

しかし、疫学的および実験的な証拠が増えつつあることは、いくつかの安心感を与えてくれる。SARS-CoV-2や他の呼吸器系ウイルスは、しばしば互いに「干渉」しあうのだ。それぞれのウイルスの波が救急室や集中治療室にストレスを与えるかもしれないが、これらのウイルスの衝突を研究している少数の研究者によれば、この3つのウイルスが一緒にピークに達し、パンデミックの始まりにCOVID-19が行ったように病院のシステムをまとめて破壊する可能性はほとんどないとのことである。

「インフルエンザやその他の呼吸器系ウイルスとSARS-CoV-2とはあまり相性が良くない」と聖ジュード小児研究病院のインフルエンザ研究者であるウイルス学者のリチャード・ウェビーが言う。と、セント・ジュード小児研究病院のインフルエンザ研究者であるウイルス学者リチャード・ウェビーは言う。「これらが同時に広く循環することはまずないでしょう」。

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「一つのウイルスが他のウイルスをいじめる傾向があります」と、香港大学公衆衛生学部の疫学者ベン・カウリングは付け加えます。3月に香港でSARS-CoV-2の感染力の強いオミクロン型が急増した際、カウリングは他の呼吸器系ウイルスが「消えてしまい・・・4月にはまた戻ってきた」ことを発見した。

コロナウイルス、ライノウイルス、アデノウイルス、RSV、インフルエンザなど、呼吸器系ウイルスの数は多く、また、気づかれない感染症も多いことから、こうした干渉を解明することは容易ではありませんでした。しかし、最近の技術の進歩により、人体への感染の検出や、細胞培養やオルガノイドと呼ばれる幹細胞由来の組織を用いた研究室内での複数のウイルスの挙動を調べることが容易になった。研究者の間では、感染者が作り出すインターフェロンと呼ばれる化学伝達物質が原因であるとの見方が強まっている。

呼吸器系のウイルスが地域社会を席巻すると、インターフェロンが体の防御力を高め、呼吸器系を狙う後続のウイルスに対して一時的に全住民の免疫バリアを構築することができる。「イェール大学の免疫学者エレン・フォックスマンは、SARS-CoV-2と他のウイルスとの干渉をヒト気道の実験室モデルで研究している。

アドバタイズメント
風邪の原因となるライノウイルスは、A型インフルエンザ（最も流行しているインフルエンザウイルス）を追い詰めることができる。RSVは、ライノウイルスとヒトメタニューモウイルスにぶつかることができます。インフルエンザAは遠い親戚のインフルエンザBを妨害することができる。「ウイルスの干渉は健康に大きな影響を与えることが多いのです」とラヴァル大学のウイルス学者で、今年初めにウイルスの干渉に関する総説を共著したガイ・ボイヴィンは言っている。

それでも、複数のウイルスが循環している場合には、干渉は確実なものではない。例えば、ニカラグアの2117人を対象とした世帯調査では、インフルエンザとCOVID-19の症例が2月の同時期にピークを迎えたことから、「ウイルスの干渉は限定的」と研究者はプレプリントで結論づけている。「私は干渉を小さな一押しと考えています」と、ミシガン大学アナーバー校の研究者であり、ニカラグアの保健省の同僚と研究を主導したオーブリー・ゴードンは述べています。"それは人口の免疫とそのウイルスが最後に循環したときに、インフルエンザとCOVIDワクチン接種率に依存します。"

卵からの手がかり

早くも1957年にロンドンの国立医学研究所の2人のウイルス学者が、ある動物のウイルスが別のウイルスとぶつかり合うという説得力のあるメカニズムを報告している。アリック・アイザックとジャン・リンデマンは、ウイルス学でよく知られている謎に挑んだ。不活性化したインフルエンザ・ウイルスを接種した鶏卵の膜は、生きたインフルエンザ・ウイルスに感染することが出来ないのである。アイザックとリンデマンは、ニワトリの胚がインターフェロンと名付けた化学物質を分泌していることを発見し、それがこの干渉を説明することを明らかにした。他の免疫反応（例えば抗体）とは異なり、この非特異的で迅速な反応は、免疫系の生得的な腕として知られているものである。

ヒトにおける異なるウイルス間の干渉が真剣に注目されるようになるには、10年の歳月が必要であった。ソビエト医科大学のウイルス学者マリーナ・ボロシロヴァは、ワクチンに使われるポリオウイルスの弱毒化したものが、ワクチンを接種した人の腸内で増殖せず、防御免疫反応を起こさないことがあることを不思議に思っていた。彼女は、腸管に存在する無害なエンテロウイルスが、ポリオウイルスの増殖を妨げていることを突き止めた。そこでボロシロヴァは、弱毒化したエンテロウイルスからなるワクチンの大規模な実地試験を行った。このワクチンは腸管病原体に効くだけでなく、驚くべきことに複数の呼吸器系ウイルスにも効いた。彼女の研究チームは、呼吸器系ウイルスに対する防御はインターフェロンのレベルの上昇に起因すると考えている。

ウイルスの衝突
スコットランドで呼吸器系の問題を抱えて医療機関を受診した人々を検査したところ、A型インフルエンザとライノウイルスの流行に山と谷があり、この2つのウイルスが互いに干渉し合っている可能性が高いことが判明した。

インフルエンザA
ライノウイルス
有病率(%)
0
10
20
30
40 %
2005
2007
2009
2011
2013
C. ビッケル／サイエンス
しかし、初期の発見を追認した研究はほとんどない。グラスゴー大学のウイルス学者であるパブロ・ムルシアは、「ウイルス学の文献を見ると、95％以上が単一のウイルスの研究に基づいています」と言う。

散発的な疫学的報告では、インフルエンザの波がRSV、パラインフルエンザ、その他の呼吸器系ウイルスを締め出しているように見えることが報告されている。しかし、このデータには交絡変数が多く含まれている。例えば、学校を休んだ子供たちが他のウイルスを避けていたとしたらどうだろう？また、どのウイルスに感染したかを確認するためには、サンプルを培養する必要があり、最近まで面倒であったうえに、結論が出ないことが多かった。

2009年、ブタから出現したpH1N1と呼ばれる新型インフルエンザウイルスによってインフルエンザが大流行したことで、ウイルスの干渉に関する研究はより確かなものになった。新型インフルエンザに対する免疫がほとんどない場合、pH1N1が世界的に流行したように、冬季以外の季節にも広く流行する可能性がある。しかし、スウェーデンとフランスのグループは、ウイルスの遺伝子配列を検出するために高感度のポリメラーゼ連鎖反応（PCR）アッセイを使用し、これらの国では、夏の終わりにライノウイルス感染が急増し、インフルエンザのピークが通常のインフルエンザシーズンの始まりである晩秋まで遅れることを明らかにしました。

さらに最近、Murciaたちは、ヒトの呼吸器系ウイルス感染症に関する最大、最長、かつ最も包括的な研究の1つとして、11のウイルスファミリーのメンバーを特定できるPCRアッセイを用いて、グラスゴーのNational Health Serviceで9年間に治療を受けた36000人以上の人々の鼻と喉のサンプルを調査している。ウイルスの干渉の他の例の中で、彼らのデータは、ライノウイルスとインフルエンザAが異なる時期にピークを迎えることを明確に示し（上のグラフ参照）、2つのウイルス間の「負の相互作用」を実証したと、研究グループは米国科学アカデミー紀要の2019年12月26日号で結論付けている。

翌年、Foxman氏らは、Yale New Haven病院システムで診療を受けた成人の呼吸器サンプル1万3000個を対象に、10種類のウイルスのPCR検査を行った結果、干渉が見つかったと報告した。2016年から2019年にかけて、約7％の人がライノウイルスまたはA型インフルエンザウイルスに陽性となったが、この1911サンプルのうち、両方のウイルスを有していたのは12人だけで、予想よりかなり少なかったと、彼らはThe Lancet Microbeで報告している。「エレン・フォックスマンの論文を見たときは、本当に嬉しかった。「彼女は、本質的に我々と同じような結果を示しており、それらは完全に独立した研究なのです。

同じ報告の中で、フォックスマンは、インターフェロンの因果関係を突き止めた。フォックスマンのチームが気管支上皮細胞から作ったオルガノイドは、正常な気道と同様に、インターフェロンを分泌するなどの免疫反応を起こすのである。ライノウイルスをオルガノイドに感染させると、後に追加したA型インフルエンザウイルスの増殖がほぼ停止した。ライノウイルスの感染によって、インターフェロン関連遺伝子が大量に発現するようになったのである。そして、このオルガノイドを、細胞がインターフェロン反応を起こさないようにする薬剤で処理すると、インフルエンザ・ウィルスが増殖したのである。

注意深く待つ

現在、ウィルス干渉の研究者たちは、地球を一周する最新の呼吸器系ウィルスを注意深く観察している。「SARS-CoV-2は他のウイルスとどのような相互作用があるのだろうか？とムルシアは問いかけている。「今日に至るまで、確固とした疫学的データはない。ひとつには、多くの国で社会的距離を置き、マスクを着用することが広まっていたため、干渉の現場を見る機会がほとんどなかったということがある。「パンデミックの最初の3年間は、他の呼吸器系ウイルスの流通はほとんどありませんでした」とボイヴィン氏は言う。また、SARS-CoV-2はインターフェロンの産生を阻止するなど、多くの防御策を持っているので、他のウイルスとの相互作用に影響を与えるかもしれない。

それでも、Foxmanは、彼女のオルガノイドモデルにおいて、ライノウイルスがSARS-CoV-2に干渉することができるという証拠を発表している。また、Boivinの研究チームは、細胞実験において、A型インフルエンザとSARS-CoV-2がそれぞれ相手を妨害することを報告している。

SARS-CoV-2と他のウイルスが研究室の外でどのように干渉しあうかを知るには、数シーズンにわたって同じ集団を注意深くモニターする前向きな研究が必要である。カウリングは現在、香港でいくつかの比較的小規模の研究を進めている。そこでは、病気の症状の有無にかかわらず、人々が繰り返し血液と呼吸器のサンプルを提供している。しかし、この研究は遅々として進まないという。「今のところ、香港では呼吸器感染症はそれほど多くありません」とカウリングは付け加え、マスキングがまだ一般的であることを指摘した。

カウリング、マーシャ、フォックスマンの3人は、資金不足のために大規模な集団研究を行うには限界があると言う。それでも、彼らや他の研究者は、SARS-CoV-2と他の呼吸器系ウイルスとの間の争いについて、もうすぐ最高のデータが得られると楽観的である。「今年は、人々が普通に混在する初めての本格的な冬となり、何らかのシグナルが見え始めることを期待しています」とムルシアは言う。複数のウイルスが互いにぶつかり合うのは3年ぶりのことであり、干渉は健在で、この冬の三大脅威を打ち負かすことができることを学びたいと考えている。

doi: 10.1126/science.adf8978
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