オミクロンはどこから来たのか？最初の宿主はネズミだったかもしれない

新型コロナウイルス感染症のパンデミックにおける不可解な謎の一つは、オミクロンが約1年前、どこから現れたのかという点だ。この急速に広がり、極めて感染力の強い変異株は、2021年の感謝祭直後に出現し、奇妙な変異を伴っていた。科学者たちがその配列を解析した結果、オミクロンは、それ以前の2つの波であるデルタやアルファとは関連がないことがわかった。むしろ、最も近い共通祖先からの分岐は1年以上前、パンデミックの最初の数ヶ月、つまりウイルス複製時間で言えば地質時代に相当する時期にまで遡る。

それは難問だった。2ヶ月で120カ国以上を席巻するほどの感染力を持つウイルスが、これほど長い間検知を逃れてきたのはなぜだろうか？この謎の奥には、ある難問が潜んでいた。もしオミクロンが以前の亜種からではなく、それらと並行して進化したのなら、一体どこに潜んでいたのだろうか？

複数の仮説が検討を迫られた。外界との接触がほとんどなく、シーケンシングプログラムにも関与していない人々の集団に隠れた、という説。免疫力が極めて低下したため感染を克服できず、ウイルスの複製と変異の領域を譲り渡した、という説。あるいは、動物界に逆戻りしたという説。最初の宿主であるコウモリではなく、新たな方法で変異を引き起こす新たな種に。

正式には逆人獣共通感染症、非公式にはスピルバックとして知られるこの可能性は、既に既知のリスクでした。2020年4月、ウイルスが国際的に蔓延し始めてからわずか数か月後、ウイルスはオランダのミンク農場に侵入し、数百万頭ものミンクが殺処分または予防的殺処分されました。そして数か月後、ウイルスは再び人間に感染しました。

これら3つの仮説のうちどれがオミクロンの出現を正確に説明できるのか、誰も正確には答えられていない。オミクロン自体が急速に変異体を生成していたため、この議論は研究者の優先事項から外れていた。しかし今、ミネソタ大学の研究チームによる新たな研究がこの議論に新たな活力を与えている。彼らの分析は、オミクロンがマウスに適応し、そこで変異配列を発達させてからヒトに伝わったことを示唆している。

「これらのオミクロン変異は、ウイルスが動物種から別の種へと伝染する過程で残した進化の痕跡です」と、論文の筆頭著者で、同大学コロナウイルス研究センター所長であり薬理学教授のファン・リー氏は声明で述べた。（リー氏はインタビューを断った。）

先週、米国科学アカデミー紀要に発表された研究で、研究者らは構造生物学的アプローチ（ウイルス内の分子の形状を研究する）を採用し、細胞への侵入を可能にするオミクロンのスパイクタンパク質の変異を調べた。研究者らは、マウスの細胞内に存在する特定の受容体ACE2へのウイルスの結合が、ヒトの受容体のバージョンよりも効率的になるような特定の変異を発見した。研究者らは、オミクロンのスパイクタンパク質を発現する非感染性の擬似ウイルスを組み立て、マウスまたはヒトの受容体を含むように改変した細胞との結合を観察することでその作用を確認した。その結果、オミクロンはマウスのバージョンに対してより親和性が高いことがわかった。

これは、マウスがオミクロンの出現を促進する役割を果たしたことを示唆する最初の論文ではありません。昨年12月、中国科学院の研究者らは、オミクロンの変異に関するレーザー分光分析の結果が、ヒトにおけるオミクロンの進化の速度とは矛盾するが、げっ歯類におけるより速い変異速度とは一致するという提唱を発表しました。彼らはまた、新型コロナウイルスの研究のためにマウスに実験的に感染させた際に、以前のSARS-CoV-2株で既に確認されていたオミクロンの変異をいくつか特定しました。

もちろん、この研究も今回の研究も、オミクロンの起源を解明する上で決定的な結論には程遠い。「この研究は、オミクロンが動物のリザーバーから来た可能性があるという考えに、新たな息吹を吹き込むものです」と、サスカチュワン大学ワクチン・感染症機構のウイルス学者、アンジェラ・ラスムセン氏は述べている。「そこから発生したと断言するには情報が足りないと思いますが、その仮説はまだ検討段階にあると言えるでしょう。」

また、これはSARS-CoV-2が野生動物や家畜、そして人間社会の間を行き来できることを浮き彫りにしています。2年以上前にミンクで感染が確認されて以来、さらに多くの種が感染に脆弱であることが判明しています。ウィーン獣医大学と米国野生生物保護協会の研究者が作成したオープンアクセスのダッシュボードには、31種で735件の感染または特定が記録されていますが、基盤となるソフトウェアは公式ソースからのみデータを取得しているため、この数字はほぼ確実に過小評価されています。これらの感染者の中には、タイの猫や香港のハムスターなどがあり、これらはSARS-CoV-2の特定の亜種に感染しただけでなく、飼い主に感染させてしまいました。

「野生における候補となるリザーバーにもっと注意を払う必要があります。これらのリザーバーはウイルスを媒介し、ヒトへの逆流感染のリスクをもたらす可能性があります」と、テキサスA&M大学の獣医生態学者で疫学教授のサラ・ハマー氏は述べている。パンデミックの発生当初、彼女の研究グループは、動物がヒトへの橋渡しとなる他の感染症（例えば、ダニ媒介性疾患やシャーガス病）の研究から離れ、COVID-19の証拠を探し始めた。これまでに、飼い犬や飼い猫、飼育下のオジロジカでウイルスの存在が確認されている。

ウイルスに感染した野生動物が、ウイルスを媒介するかどうかを突き止めるのは、研究課題です。野生動物は不幸な犠牲者ではあるものの、行き止まりの宿主となる可能性もあるからです。昨年、カナダの複数の大学や連邦政府機関の研究者らは、森林地帯や郊外に生息する北米のシカネズミが実験的にSARS-CoV-2に感染し、ウイルスを排出して他のシカネズミに感染させる可能性があることを実証しました。しかし、それがネズミ間または人間への継続的な感染リスクにつながるかどうかは、このデータから推測することはできないと、カナダ公衆衛生庁で高度封じ込め下における呼吸器ウイルス研究を率いる研究科学者で、論文の筆頭著者であるダーウィン・コバサ氏は述べています。現実世界では、動物と人間の接触を追跡することはより困難です。

「ネズミは猫の餌食になる可能性があるので、ネズミから猫を経て人間へと間接的なつながりがあるかもしれません」と彼は言う。「あるいは、ネズミと人間が接触するような環境要因があるのか​​もしれません。」

ウイルスの保有において様々な種がどのような役割を果たしているかについては、誰もが意見を一致させているわけではない。ましてや、ウイルスが変異して人類に新たな脅威をもたらすほど長期間保有できるかどうかについては、なおさらだ。そして、一部の科学者は、より多くのデータを蓄積するにつれて、見解を変えつつある。2021年、ミズーリ州とニューヨーク州の研究者たちは、廃水からウイルスの遺伝物質を抽出し、ヒトではほとんど確認されていない「潜在的変異」と呼ばれる現象の中に、げっ歯類特有の特徴を特定した可能性があると考えた。1年後、彼らはその研究を再解釈し、長期にわたる感染を経験した免疫不全の人々が、偶然にウイルスの進化を促進する役割を果たした可能性に傾いている。

「持続感染患者に現れる変異の多くは、オミクロン株に現れたものと同じであり、また、潜在性サンプルに現れたものとも類似しています」と、ニューヨーク市立大学クイーンズ校のウイルス学者で生物学教授のジョン・デネヒー氏は述べています。「多くの人がマウスやラットでSARSコロナウイルスを探してきましたが、これらの潜在性変異体、あるいはオミクロン株に似たものはこれまで一度も見たことがありません。」

ウイルスを保有する可能性が最も高い動物を研究したい科学者にとって、研究プログラムを構築する選択肢は限られている。現時点で最も強力な動物疾病監視プログラムは、鳥インフルエンザに脆弱な家禽や、慢性消耗病にかかりやすいヘラジカ、ヘラジカ、シカなど、産業や生態系の基盤となる種を追跡している。複数の種にわたる潜在的な脅威に対する非常に広範な監視は、パンデミック予防の夢である。しかし、研究者が望むような資金はまだ得られておらず、予測の的中率も低い。

ハマー氏は、研究者が既に他の病気の追跡に利用している既存のプログラムが、スピルバックの脅威の特定に貢献できると考えている。必要なのはほんの少しの支援だけだ。「野生動物を安全に捕獲し、サンプルを採取し、放すスキルを持つ野生生物学者や野外獣医師は不足していません。また、中和抗体を持つものや活発なウイルス排出を持つものを迅速に特定できる実験室の専門知識も不足していません」と彼女は言う。ダニ媒介性疾患を追跡する自身の研究では、既に必要な血液サンプルに加えて、野生動物の鼻腔ぬぐい液の採取も開始している。「そして、それらをマイナス80度の冷凍庫で保存します」と彼女は言う。「SARS-CoV-2の検査に必要なリソースが確保できるまで待っています。」