アメリカは新型コロナウイルスの「恐怖者」問題を抱えている。その解決策とは？

先週、ニューヨーク・タイムズ紙は、マンハッタンで確認され、市内で広がりつつある新たな変異株について詳述した、査読前の2つの研究論文を報じた。ニューヨーク市保健局長のデイブ・チョクシ氏は火曜日、この変異株について記者団に対し、不吉な響きを帯びた発言をした。「ワクチン接種を受けるニューヨーク市民の数が日々増加していることを考えると、今後数ヶ月は状況が改善すると期待できる。しかし、この拡大する光の周辺には、影もある」と彼は述べた。これは、より致死性が高く感染力の高い変異株が南カリフォルニアで拡大しているという報告が浮上した1週間後のことだった。この変異株を発見したカリフォルニア大学サンフランシスコ校の感染症医チャールズ・チウ氏は、ロサンゼルス・タイムズ紙に対し、「悪魔は既にここにいる」と語った。（WIREDを含む数メディアは、チウ氏らが行った研究を記述した原稿へのアクセスを許可されているが、まだ公開されていない。）

こうしたニュースをすべて追っていたら、SARS-CoV-2が反キリストへと完全に変異したと信じても責められないでしょう。しかし、一部の科学者はこれに不満を抱いています。特に、せっかちな研究者や熱心なジャーナリストが、少しでも危険度が増したと思われる変異株に飛びつき、慎重かつ包括的な研究で真の警戒すべき理由が示される前に、それを大げさに煽ってしまう点です。

スクリプス研究所の創設者兼所長であるエリック・トポル氏は、こうした「恐怖の種」の連続は、コロナウイルスの科学的理解を深めるというよりも、見出しを賑わせ、人々を恐怖に陥れることに過ぎないと述べている。トポル氏の同僚であるスクリプス研究所の進化生物学者、クリスチャン・G・アンダーセン氏は今週、Twitterで、カリフォルニアとニューヨークの変異株に関する報道を「ひどい報道と杜撰な科学」だと批判した。ヒューストン・メソジスト病院の病理学・ゲノム医学部門長であるジム・マッサー氏は、こうした一連の報道を「ミュータント・ポルノ」と呼んでいる。

そして確かに、メディアにもこの点でいくらかの責任がある。誰もが変異株を恐れているため、記者たちはいかに初期段階であろうと、最新で最も恐ろしい科学を追い求める動機づけを受ける。しかし、すべての遺伝子変化が危険なわけではない。実際、ほとんどはそうではない。そして、特定の変異の集合がどれほど恐ろしいのかという問いは、単一の研究で答えることはできない。ここ数週間のアメリカにおける変異株に関するニュースの急増は、アメリカのコロナウイルス対応におけるこのより根本的な問題を露呈している。それは、新たな変異株を探している科学者と、それらの未知の株が実際に重大な脅威をもたらすかどうかを知るために必要な実験を行う科学者との間の乖離である。しかし現在、WIREDは、そのギャップを埋めることを目指した全国的なコンソーシアムが設立されつつあることをつかんだ。

パンデミック発生から9ヶ月間、米国にはゲノム監視のための国家戦略らしきものは何もありませんでした。実際に行われたシーケンシングは不完全で、資金不足に陥り、新たな変異株の蔓延地域を追跡するには不十分でした。しかし、12月中旬以降、米国疾病予防管理センター（CDC）はシーケンシング能力の急速な増強のため、契約を締結し、資金を投入し始めました。それ以来、米国では週3,000件だったウイルスゲノムのシーケンシング件数が7,000件以上に増加しました。CDCのロシェル・ワレンスキー所長は先月、バイデン政権からの2億ドルの資金投入により、まもなく2万5,000件に達する見込みだと記者団に語りました。

このシーケンシングの進歩は、科学者たちが国内で蔓延しているコロナウイルスの変異の様相をより詳細にマッピングするのに役立っています。ですから、科学者たちがより多くの驚くべき発見をし始めているのも当然のことです。しかし、ゲノムデータの生成ペースが加速する一方で、「変異特性評価」と呼ばれる分野においては、同様の協調的な取り組みはまだ行われていません。

シーケンシングは、問題となる可能性のある変異を特定するのに役立ちます。しかし、それらの変異がウイルスの特定のバージョンを他のバージョンとは異なる挙動に導くかどうかはわかりません。そのためには、抗体、生きたヒト細胞、動物モデルを用いた研究を行う必要があります。それぞれの実験や分析には独自のスキルセットが必要であり、同じものを測定するにも様々な方法があります。免疫学者、構造生物学者、ウイルス学者、そしてその他多くの「-」学者も必要です。そして理想的には、彼ら全員が同じ科学的基準に準拠し、ある変異体と次の変異体を比較して、新しい株が公衆衛生の観点から懸念されるのか、それとも単に興味深いだけなのかを判断できるようにする必要があります。

米国では、CDC（疾病対策センター）が、あらゆる新興株を「注目の変異株」または「懸念される変異株」に指定する権限を持つ主要機関です。この基準を超えるには、特定の変異の組み合わせが、より迅速かつ容易に拡散する、より重篤な疾患を引き起こす、COVID-19治療の効果を弱める、ワクチン接種または以前のウイルス感染時に生成された抗体をすり抜ける、という4つのいずれかの能力を与えるという強力な証拠が必要です。

これまでに、SARS-CoV-2の新たな亜種を最も懸念されるカテゴリーに引き上げたのは、英国で初めて検出されたB.1.1.7、南アフリカのB.1.351、そしてブラジルのP.1の3つだけです。（どのコード命名システムを使用するかをめぐって議論が続いていますが、科学者の多くは、不正確さと偏見を助長する恐れがあるため、「ここに地名を挿入」という命名法を避けることに同意しています。便宜上、以下ではB.1.1.7、B.1.351、P.1を「ビッグスリー」と呼ぶことにします。）

しかし、CDCは現在、ニューヨーク州のB.1.256やカリフォルニア州のB.1427/429など、追加の注目変異株を追跡しており、これらの株が免疫反応を回避し、既存のワクチンによる防御効果を弱める能力を評価するための進行中の研究を監視しています。新たなデータが得られ次第、CDCは特に懸念される変異株をこの最上位に引き上げる可能性があります。「潜在的に重要な変異株を監視するために、注目変異株を指定する閾値は比較的低くする必要があります」と、CDCの広報担当者はWIREDの取材にメールで回答しました。「しかし、公衆衛生への影響が最も大きい変異株にリソースを集中させるために、懸念変異株を指定する閾値は高く設定する必要があります。」

広報担当者は、同局が何を「強力な証拠」と考えているのか詳細は明らかにしなかったが、CDCは世界保健機関を含む国際パートナーと連携し、変異株の指定基準について議論してきたと述べた。

言い換えれば、新しい変異体を発見するだけでなく、それらの生物学的挙動を特徴づけることも重要なのです。ある変異体に感染した場合と別の変異体に感染した場合では、どのような違いが生まれるのでしょうか？「配列を取得することは、物語の始まりに過ぎません」とトポル氏は言います。「ある変異が意味のあるものかどうかを判断するには、さらに多くの科学的研究が必要です。そして今、この研究を発表している多くの研究室は、物語の一部だけを見ています。なぜなら、それが手っ取り早い方法だからです。しかし、手っ取り早いことは誤解を招く可能性もあります。」

例えば、ここ数週間の多くの研究で、古いバージョンのウイルスを攻撃するように訓練された抗体は、B.1.351およびP.1の変異株を認識するのがはるかに困難であることが示されています。これにより、ワクチンの有効性について懸念が生じています。しかし、試験管内で抗体がこれらの新しい変異株とうまく戦わないからといって、現実世界の最終ボスとの戦いで免疫システムが同様の問題を抱えるという意味ではありません。免疫システムは抗体以上のもので、新型コロナウイルス感染症の免疫を開発するもう一つの主要な役割を担う生きたT細胞を用いた試験を実施するために必要な専門知識を持つ研究室ははるかに少ないです。感染した細胞の群れを排除することでウイルスを排除するこれらの細胞は、人体外では成長しにくいです。そのため、変異株にどのように反応するかを理解するにはもう少し時間がかかりました。しかし、新しいデータは、それらがうまく反応することを示唆しています。

月曜日にオンラインに投稿されたプレプリント研究で、ラホヤ免疫学研究所の科学者らは、懸念される3大変異株とカリフォルニアで蔓延している変異株のゲノムを用いて、各変異株の小さなタンパク質断片を多数作成した。これは、感染細胞が免疫系に助けを求めるために用いるプロセスを模倣したもので、細胞はウイルスの占有体を断片化し、T細胞がそれを発見できるように表面に送り出す。次に研究者らは、これらの変異株断片を、古いバージョンのCOVID-19（いわゆる「COVIDクラシック」）から回復した人々から分離した血液と、モデルナ社またはファイザー社のワクチンを接種した人々の血液と混合した。すると、これらの人々の血液中のT細胞は、4つの変異株のいずれも問題なく発見した。

「抗体の中和能力の低下に加えて、T細胞反応も壊滅状態にあると知ったら、恐ろしい思いをしたでしょう」と、この研究を率いた免疫学者のアレッサンドロ・セッテ氏は語る。「ですから、T細胞が実際に機能しているというのは朗報です。つまり、たとえ感染したとしても、T細胞が病気の重症度を軽減してくれるはずです。」

これらの実験はモデルナ社とファイザー社のワクチンによって生成されたT細胞反応のみを調べたものでしたが、セッテ氏によると、この結果はジョンソン・エンド・ジョンソン社製ワクチンの臨床試験で観察された興味深いパターンの一部を説明するのに役立つとのことです。米国では、同社のワクチンが新型コロナウイルス感染症の中等症から重症の症例を72%予防したと報告されています。試験中にB.1.351が蔓延していた南アフリカでは、有効性は64%に低下しました。しかし、両試験において、接種後28日間の研究追跡期間中、両国でワクチン接種を受けた人の中で、新型コロナウイルス感染症で入院したり死亡したりした人は一人もいませんでした。「ジョンソン・エンド・ジョンソン社のデータは、私たちの研究結果と完全に一致しています」とセッテ氏は述べています。

B.351の遺伝子変異により抗体による認識が困難になっているため、変異株は細胞に侵入して感染を起こしやすくなっている可能性があります。そうなると、より多くの人が感染する可能性があります。しかし、細胞が感染した後も、T細胞は依然として攻撃を開始し、免疫防御を組織化して最悪の症状を防いでいるようです。入院も死亡もありません。「これらの変異株が懸念されるという事実は変わりません」とセッテ氏は言います。「感染しないのが最善です。しかし、素晴らしいのは、ワクチンが依然として死亡に対して100%有効であるということです。」

T細胞研究は、新たな変異株がワクチン接種の取り組みにどの程度脅威を与えるかを理解するための重要な要素です。しかし、マッサー氏は、それだけでは不十分だと指摘します。「こうしたゲノム情報の真の力は、患者側の情報と可能な限り組み合わせることにあります」と彼は言います。

こう考えてみましょう。ゲノム配列が変異の輪郭を描き出すと、実験室での研究によって形や影が明らかになり始めます。もしかしたら、ここに牙の痕跡、あそこに爪の切れ端が見えるかもしれません。しかし、明確な全体像を把握するには、病院の記録や接触者追跡といった現実のデータが必要です。そうして初めて、自分がガーゴイルを見ているのか、それともウサギを見ているのかを見分けることができるのです。

マッサー氏は昨年3月初旬から、ヒューストン・メソジスト病院で、新型コロナウイルス感染症患者全員の検体を保管・配列決定するという、他に類を見ない野心的な取り組みを主導してきた。これまでに、彼のチームは2万件以上の検体の配列を解析した。その過程で、発見された変異と、その変異に感染した患者の経過に関する情報を照合してきた。変異が感染率、死亡率、薬剤耐性、再感染の可能性などに及ぼす影響についての手がかりを得るために細胞や動物実験を調べる必要はなく、マッサー氏は実際の患者に何が起こったのかを観察するだけで済むのだ。

マッサー氏によると、現在、こうした分析が進行中とのことだ。彼によると、今のところ予備的な知見の一つは、ヒューストン・メソジスト病院の患者におけるB.1.1.7の致死率は、他の系統の患者と比較して高くないことだという。これは、英国から最近発表された、B.1.1.7が入院率や死亡率の上昇と関連していると示唆する報告とは対照的である。

完全な結果が出るまでにはもう少し時間がかかりますが、非常に興味深いものになるはずです。彼のチームが火曜日にオンラインに投稿した、まだ査読を受けていない研究によると、ヒューストンは、ビッグスリーに加え、最近カリフォルニア州とニューヨーク州で発見されたものを含む、主要な変異株全てが現在流行している米国初の都市です。

それまでは、マッサー氏は科学者や記者に対し、変異株への熱狂を「少し落ち着かせる」よう促している。「人々が『配列をじっと見つめる』のは良いことです。そうすれば、重要な初期段階の洞察が得られる可能性があるからです」と彼は言う。 

科学者が新たな発見を早期に公表したいと考えるのには、いくつかの正当な理由があります。こうしたデータは、検査会社やワク​​チンメーカーに製品の改良が必要になる可能性を警告する可能性があります。公衆衛生当局は、この情報を活用して、地域社会にさらなる被害をもたらす可能性のある変異株をより綿密に監視することができます。さらに、マスクを手放してバーに行くのはまだ時期尚早だと人々に説得できるかもしれません。緊急事態においては、封じ込め可能なうちに危険な変異株を見逃すよりも、用心深くなりすぎる方が賢明かもしれません。

「プレプリントを公開した動機の一つは、他の研究室がより多くの実験を行えるようにするためでした」と、カリフォルニア工科大学の計算・構造生物学者アンソニー・ウェストは語る。ウェストは、ニューヨークで問題の新たな変異株を特定したゲノムスキャンソフトウェアツールを開発した。COVID-19による収容人数制限と他の研究活動のせいで、彼が所属する研究室では、この新たな変異株の研究を優先することができなかった。ウェストはまた、2月初旬にニューヨーク市と州の公衆衛生当局に通報し、その後、チームの発見内容を説明したプレプリントを公開した。コロンビア大学の研究者も、同大学の医療センターの患者から採取したサンプルの配列を解析することで、独自にこの変異株を発見した（この2つ目の研究の著者と、カリフォルニア大学サンフランシスコ校のチウは、『WIRED』US版の取材要請に応じなかった）。

それでも、進化する敵を解明しようとする競争の中で、科学者たちが不完全な情報をこの分野に氾濫させ、研究全体を停滞させているのではないかと、マッサー氏は懸念している。「ウイルスゲノムの背景にある全体的な文脈が理解できなければ、十分な進展は望めないでしょう」と彼は言う。

そのことを心配しているのは彼だけではない。

「今、緊急事態にある中、出現しつつあるあらゆる変異株を標準化された方法で、タイムリーに特性評価できる調整機関があれば有益でしょう」と、ジョンズ・ホプキンス大学健康安全保障センターのシニアアナリストであり、変異株への対応に関する政策ロードマップとも言える新たな報告書の共著者でもあるレーン・ウォームブロッド氏は述べている。ウォームブロッド氏らは報告書の中で、米国はSARS-CoV-2のリスク評価枠組みを確立する必要があると主張している。これは、科学者が新たなインフルエンザ変異株のパンデミック発生の可能性を迅速かつ体系的に評価できるよう、CDCが2010年に開発を開始した枠組みに似ている。

SARS-CoV-2の場合、まず第一に優先すべきは、感染力の上昇の有無を調べることだとウォームブロッド氏は言う。新しい変異株はより速く、あるいはより容易に広がるのだろうか？次に、より頻繁に死に至るのか、免疫系の反応を回避できるのか、抗ウイルス治療に抵抗するのかを解明する必要がある。中央調整機関は、こうした疑問に答えるためにどのような実験を行うべきかの基準を設定するだけでなく、リソースを管理し、各変異株の研究を複数の研究室に委託することで、見落としを防ぐこともできるだろう。「今のところ、そのようなことは何も起きていません」と彼女は言う。

しかし、それはすぐに起こるかもしれません。

スクリップスのトポル氏とアンダーセン氏は、ニューヨークのロックフェラー財団と協力し、新たな変異株がどのように拡散し、薬剤や免疫細胞を回避し、人々を病気にするかを解明するゲノム監視と研究を調整する役割を担う、公的機関、学術機関、産業界の研究所からなる全国ネットワークの構築に取り組んできました。2月16日、ロックフェラー財団は、学術研究者や公衆衛生研究所協会、イルミナ、ラボコープ、国立衛生研究所、CDCの代表者を含む、潜在的な参加者を集めたオンライン会議を開催しました。

トポル氏によると、この構想は、既にコロナウイルスゲノムの解読に深く関わっている地域のシーケンシングセンター数カ所と、そうした実験を行うのに最適な設備を備えた研究室を連携させることだという。本質的には、トポル氏が「免疫学的表現型解析部隊」と呼ぶものを創設することになる。彼は、このコンソーシアムの計画が数日以内に公表されると予想している。

ロックフェラー財団の広報担当者は具体的な内容を明らかにしなかったが、米国のゲノム監視システムの改善に向けた財団の取り組みについて、月曜日に発表することを確認した。ロックフェラー財団は10月、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）危機とその余波に対処するため、パンデミック対策への投資を含め、3年間で10億ドルの拠出を約束した。

トポル氏は、近い将来、CDCとNIHの両機関が協力してくれることを期待している。バイデン政権から2億ドルのゲノム監視専用資金が配分されているため、CDCは強力なパートナーとなる可能性がある。（CDCの広報担当者はコメントを控えた。）「この資金によってゲノム監視が改善されると楽観視しています。しかし、現状維持ではいけません。免疫タイピング検査を本格的に開始する必要があります」とトポル氏は語る。「そうでなければ、興味深い配列が大量にあっても、どう扱えばいいのか分からなくなってしまうでしょう。」

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