JAMA誌：SARS-CoV-2遺伝子variantsの意味するものは？

文の後方に“現在のワクチンはスパイク蛋白質全体に対する免疫応答を誘発するため、SARS-CoV-2変異体の抗原性部位にわずかな変化があっても、効果的な防御が期待されています”という記載があり、ワクチン有効性に関しては現在の所深刻な懸念を持ってないようだ。だが、ウイルスの糖タンパク質は進化的なトレードオフの影響を多方面から観察する必要があるとも記載されている。

中身　一部紹介

多くの科学者は当初、D614Gの変異の重要性に懐疑的であったが、新しい“UK variant”（lineage B.1.1.7）の出現により懸念が広まった。どの変異体が問題となるのか、そしてその理由を理解するには、ウイルスの進化とSARS-CoV-2のゲノム疫学を理解する必要がある。

RNAウィルスの中ではコロナウィルスは" encode an enzyme that corrects some of the errors made during replication"を有するため突然変異は少ないとされる。しかし、突然変異もまた、偶然の出来事によって頻度が増加したり減少したりすることがある。例えば、 “founder effect”(「隔離された個体群が新しく作られるときに、新個体群の個体数が少ない場合、元になった個体群とは異なった遺伝子頻度の個体群が出来ること」)は、限られた数の個々のウイルスが伝播中に新しい集団を確立するときに発生します。これらのウイルスの祖先のゲノムに存在する突然変異は、ウイルスの適合性への影響に関係なく、集団を支配することになります。このような自然淘汰と偶然の出来事の相互作用が、宿主内、共同体内、国を越えたウイルスの進化を形作っています。

SARS-CoV-2 の疫学を説明する際には、突然変異:mutation、変異:variant、株:strainという用語がしばしば意味区別無く使用されることがありますが、その区別は重要です。突然変異:mutationとは、遺伝子配列の実際の変化を指します(例えば、D614Gはスパイク糖タンパク質の614位のアスパラギン酸からグリシンへの置換）です。配列が異なるゲノムは、しばしば変異:variantと呼ばれます。2つのバリアントは1つの変異によって異なる場合もあれば、多くの変異によって異なる場合もあるため、この用語はやや正確ではありません。厳密に言えば変異:variantとは、明らかに異なる表現型:phenotype（例えば、抗原性、透過性、病原性の違い）を持つ株:strainのことです。

SARS-CoV-2のvariantの評価には以下が必要

• その変異体は自然淘汰や偶然の出来事によって出現したのか？
• 自然淘汰を示唆する証拠がある場合、どの突然変異が淘汰されているか？
• これらの突然変異の適応的利益(adaptive benefit)は何か? 
• これらの突然変異は、感染性(transmissibility )や広がり、抗原性、病原性にどのような影響を与えていますか?

Spike D614G 

3月上旬に初検出、1ヶ月内に世界的に広がったことになっているが1月下旬に中国では検出されており、 chance founder eventsに過ぎないのではないかと。D614G mutationは適応性変異とも考えられる

Spike N453Y and Mink

Lineage B.1.1.7 and N501Y

B.1.1.1.7系統（501Y.V1とも呼ばれる）は、イングランド南東部で急速に広がっている系統群である8

（図）。

 

9月上旬に検出されるまでに17の系統決定変異が蓄積されており、おそらく慢性的に感染した宿主でのかなりの量の先行進化を示唆している。2020年12月28日現在、この変異体は英国におけるSARS-CoV-2感染例の約28％を占めており、集団遺伝モデルによると、この変異体は他の系統と比較して56％も急速に広がっていることが示唆されている。これは、集団レベルでより感染性の高いウイルスが自然淘汰されたことを強く示唆している。マスク、物理的距離、大規模な集会の制限などの公衆衛生上の介入は依然として有効であるべきですが、より感染性の高い変異体の制御には、これらの対策をより厳格に適用し、広く採用することが必要になると思われます。B.1.1.7系統のうち8つの突然変異はスパイク糖タンパク質にあり、その中には受容体結合ドメインのN501Y、欠失69_70、およびフリン切断部位のP681Hが含まれている。これらの変異はすべて、ACE2の結合およびウイルスの複製に影響を及ぼす可能性がある。501Yスパイク変異体はヒトACE2に対してより高い親和性を持つと予測され、N501Y変異を持つ別の変異体が南アフリカで急速に広まっている。これらの変異が抗原性に及ぼす影響は現在のところ不明である。

Genetic Variants of SARS-CoV-2—What Do They Mean?

Adam S. Lauring, et al.

JAMA. Published online January 6, 2021. doi:10.1001/jama.2020.27124 

https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2775006