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ウイルスの細胞指向性

以前疑問に思った、ウイルスの選択感染性であるが、「新型インフルエンザ」山本太郎、岩波新書によると、少なくともインフルエンザ・ウイルスの場合、ウイルスの表面に生成される蛋白が、ウイルスの選択感染性に関与しているようである。なお、この本には、ウイルスの選択感染性でなく、細胞指向性と記述されている。

先ず、インフルエンザ・ウイルスは、ウイルス内部の蛋白の違いによって、A型、B型、C型に分けられる。

C型インフルエンザ・ウイルスは、比較的軽微な風邪症状をもたらす。B型インフルエンザ・ウイルスは、季節的流行のインフルエンザであり、われわれが毎年冬になると周囲の人が感染するのがこれであろう。40度の熱が出たりすることがあるが、少なくとも身近には、これで亡くなったという例を知らない。

そこで問題は、A型である。1917年に世界で、5000万人とも1億人とも言われる死者を出したスペイン風邪の原因が実は、A型インフルエンザ・ウイルスであり、最近問題になっている鳥インフルエンザ・ウイルスもA型である。典型的なパンデミックになる懼れがある。

A型インフルエンザ・ウイルスは、8本のRNAをもつ。インフルエンザ・ウイルス一般に、DNAではなくRNAとして遺伝子情報をもっているのが特徴である。このことは本質的な意味をもち、すなわち、RNAは転写に際して自己校正機能がないので、容易に転写ミスを生じる。そのことが却ってインフルエンザ・ウイルスの多様性をもたらし、動物の免疫によって駆逐されにくくなっている。

A型インフルエンザ・ウイルスの場合、エンペロープと呼ばれる表皮に、ヘマグルチン(HA)と呼ばれる赤血球凝集素と、ノイラミニダーゼ(NA)と呼ばれる蛋白質がスパイク状に突き出した構造を有している。

一般的に、A型インフルエンザ・ウイルスの一種である鳥インフルエンザ・ウイルスは、人間への感染性をもたない。そのHA蛋白に対して、人間の細胞が感受性もたないからである。さらに言うと、インフルエンザ・ウイルスが細胞に吸着するためには、HA蛋白が、HA1とHA2というサブユニットに解裂する必要があるが、この蛋白質分解酵素を細胞がもっていることが、インフルエンザ・ウイルスが細胞に吸着して感染することの条件となる。

すなわち、人間への感染性を獲得した鳥インフルエンザ・ウイルスは、人間の細胞の蛋白質分解酵素によって解裂可能なHA蛋白を産生するように、RNAが変質したということになる。変質したHA蛋白は、新たな臓器細胞への指向性を獲得したりする。例えば、スペイン風邪では、肺への感染性を獲得したことが致命的であった。実際、スペイン風邪で亡くなった人のほとんどは、重篤な肺炎であった。

ここまではHA蛋白について述べてきたが、NA蛋白にも役目がある。それは、インフルエンザ・ウイルスが細胞内に入って、細胞の仕組みを使ってウイルスを増殖させると、増殖したウイルスは、感染した細胞の表面から芽を出すが、このままだと細胞から遊離して他の細胞に感染するのが難しい。NA蛋白は、感染した細胞からの増殖ウイルスの遊離を促進する。すると、何らの方法でNA蛋白の活性を抑えることができれば、ウイルスの増殖を阻害することができる。タミフルはまさに、NA蛋白の活性を抑する働きをもつ。ところが、最近のニュースによると、Aソ連型ウイルス(H1N1)35株のうち34株(97%)が、治療薬タミフルに耐性を持つウイルスだったという。すると、ワクチンでなく、抗ウィルス剤も効かなくなることがある、ということである。

HA蛋白に戻って、その解裂部分がアルギニンの繰り返しを1つしかもたない場合は、HA蛋白は、ヒトの気道上皮細胞あるいは水鳥の腸管上皮細胞に存在する蛋白分解酵素によってしか引き起こされない。このヒトの気道上皮細胞と水鳥の腸管上皮細胞の対応は、苦笑いするような暗合である。

さて、HA蛋白の解裂部分にアルギニンが1つでなく複数繰り返してある場合は、恐ろしいことが起こる。すなわち、するとHA蛋白が、どの細胞でも普遍的にもつ酵素で解裂可能になってしまう、言い換えると、インフルエンザ・ウイルスがどの細胞にも取り着き可能になってしまう。これを強毒型インフルエンザ・ウイルスと呼ぶ。強毒型インフルエンザ・ウイルスは、気道上皮細胞や肺だけでなく、心臓や脳にも作用して心筋炎、脳炎を引き起こしかねない。致死率は一気に高まってしまう。

ここで可能な範囲で、ウイルスの細胞指向性を一般化してみる。

1.ウイルスはその表皮に、細胞に付着するための蛋白をもつ。
2.その蛋白は、特定の細胞がもつ酵素によって細胞付着能力を活性化される。
3.ウイルスは、細胞に付着するための蛋白以外に、細胞内で増殖したウイルスを、細胞から乖離させる蛋白ももつ。これによって、増殖したウイルスが体内に広がることが可能となる。
4.一般に、広い細胞指向性をもつウイルスは、毒性が高い(寧ろ、問題は、ウイルスが産生する蛋白質などの毒性なのかもしれないが)。

そこで疑問は、次のとおりである。
(a) このスキームが、ウィルス一般に対してどれくらい普遍的であるのか。
(b) 免疫は、ウイルスを細胞に付着するための蛋白の方に主に働くのか。なんとなく、免疫は、ウイルスを細胞から乖離させる方の蛋白を軽視してしまうような気がするが。

ということで提出期限も提出義務も定まっていない宿題を自分に課すとする。

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2009年1月19日 06:24に投稿されたエントリーのページです。

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