Impact of cross-reactive immunity to pre-existing infections on COVID-19 pathogenesis in East Africa

• Project/Area Number: 22KK0148
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 58:Society medicine, nursing, and related fields
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 上野 貴将 熊本大学, ヒトレトロウイルス学共同研究センター, 教授 (10322314)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): BARABONA GODFREY 熊本大学, ヒトレトロウイルス学共同研究センター, 特別研究員 (40906674) ; 野村 拓志 熊本大学, ヒトレトロウイルス学共同研究センター, 講師 (80711001)
• Project Period (FY): 2022-10-07 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥20,020,000 (Direct Cost: ¥15,400,000、Indirect Cost: ¥4,620,000); Fiscal Year 2025: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2024: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: SARS-CoV-2 / COVID-19

Outline of Research at the Start

本研究では、タンザニアでCOVID-19診療に当たる複数の医療機関の協力の下、感染リスクの高い医療従事者が保有するSARS-CoV-2抗原に対する交差反応性を解析して、COVID-19病態の軽減と関連する感染免疫学的な要因を明らかにする。合わせて、他のサブサハラ地域の医療従事者を対象とした比較解析、およびHLAトランスジェニックマウス等を用いた免疫応答の検証実験を組み合わせることで、COVID-19病態と関連する因子を検証する。その成果は、保健インフラが脆弱な途上国での戦略的な感染制御プログラムの実践に寄与すると期待される。

Outline of Annual Research Achievements

ムヒンビリ健康科学大学（タンザニア）との共同研究として、ダルエスサラーム市の３つの地域中核病院においてリクルートした200名の医療従事者より、ワクチン等の接種歴、新型コロナウイルスの感染歴を調査したところ、新型コロナウイルスに対するワクチンの接種者は、10％（20名）にとどまっていた。COVAXを通じて新型コロナウイルスのワクチンは、タンザニアにも広く供給する体制が取られたことから、ワクチン接種が低い原因としては、パンデミック当初に大統領および政府が取った反ワクチンキャンペーンの影響と示唆された。さらに、提供を受けた血液は、ムヒンビリ健康科学大学の微生物学教室において血漿画分を分離し、凍結保管した。この検体を用いて、SARS-CoV-2感染の既往歴（スパイク蛋白質およびヌクレオカプシド蛋白質に対する結合体のレベル）を評価した。その結果、97％が新型コロナウイルスの抗体価で陽性を示したことから、ほぼ全員がパンデミック初期に新型コロナウイルスに曝露または感染したものと示唆された。一方、本人からの聞き取り調査では、入院が必要と判断された症例は6例と非常に少数にとどまっていた。これらのことから、タンザニアでは、パンデミック初期に新型コロナウイルス感染が広く蔓延したが、重症を示した症例は少数にとどまったと考えられた。このことは、タンザニアを始めとする東アフリカにおいて、新型コロナウイルスパンデミックで死亡症例が多くなかったことと整合性があると考えられた。この地域では、ワクチン接種が広まらなかった（強く推奨されなかった）ことから、新型コロナウイルスに対する免疫応答はほぼ自然感染によって成立したものと示唆された。これらの検体を用いて、これから来年度に向けて他のコロナウイルスに対する交差反応性について解析を進めて行く予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ムヒンビリ健康科学大学（タンザニア）との共同研究として、ダルエスサラーム市の３つの地域中核病院において200名の医療従事者で構成されるコホートの樹立に成功し、ワクチン等の接種歴、新型コロナウイルスの感染歴などの疫学的調査を実施できた。また、同時に採取した血液検体を用いて、新型コロナウイルスに対する抗体価および中和活性を解析する体制が整った。今後は、他のコロナウイルス群に対する交差反応性の解析を進めて行く予定。

Strategy for Future Research Activity

ムヒンビリ健康科学大学（タンザニア）と共同で構築した医療従事者コホート（ダルエスサラーム市の３つの地域中核病院、200名）は、感染症流行時にフロントラインを構成すると考えられる。今後はこのコホートを用いて、血液中の新型コロナウイルス（各種変異株を含む）に対する抗体価および中和活性の解析を進めて行く予定である。同時に調製した細胞画分を用いて、エリスポット法などにより、細胞性免疫の交差反応性を解析するアッセイ系の立ち上げを試みる。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ムヒンビリ健康科学大学/ドドマ大学(タンザニア)
• [Int'l Joint Research] ムヒンビリ健康科学大学/ムヒンビリ国立病院(タンザニア)
• [Journal Article] Neutralizing immunity against coronaviruses in Tanzanian health care workers (2024)
  • Author(s): Barabona Godfrey et al.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 14 Issue: 1 Pages: 00-00
  • DOI: 10.1038/s41598-024-55989-4
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Emerging integrase strand transfer inhibitor drug resistance mutations among children and adults on ART in Tanzania: findings from a national representative HIV drug resistance survey (2023)
  • Author(s): Kamori D, Barabona G, Rugemalila J. Maokola W. Masoud S. Mizinduko M. Ruhago G. Sambu V, Mushi J. Mgomella G, Mcollogi J, Msafiri F, Mugusi S, Boniface J, Mutagonda R, Mlunde L. Amani D, Mboya E, Mahiti M, Rwebembera A, Ueno T, Pembe A. Njau P. Mutayoba B. Sunguya B
  • Journal Title: Journal of Antimicrobial Chemotherapy Volume: 78 Issue: 3 Pages: 779-787
  • DOI: 10.1093/jac/dkad010
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] HIV virologic response, patterns of drug resistance mutations and correlates among adolescents and young adults: A cross-sectional study in Tanzania (2023)
  • Author(s): Rugemalila J, Kamori D, Kunambi P, Mizinduko M. Sabasaba A. Masoud S, Msafiri F, Mugusi S. Mutagonda R. Mlunde L, Amani D, Mboya E. Mahiti M. Ruhago G. Mushi J. Sambu V, Mgomella G, Jullu B, Maokola W, Njau P, Mutayoba B, Barabona G, Ueno T, Pembe A. Nagu T. Sunguya B. Aboud S.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 18 Issue: 2 Pages: e0281528-e0281528
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0281528
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hypertension and traditional risk factors for cardiovascular diseases among treatment na?ve HIV- infected adults initiating antiretroviral therapy in Urban Tanzania (2023)
  • Author(s): Mwakyandile Tosi M.、Shayo Grace A.、Sasi Philip G.、Mugusi Ferdinand M.、Barabona Godfrey、Ueno Takamasa、Lyamuya Eligius F.
  • Journal Title: BMC Cardiovascular Disorders Volume: 23 Issue: 1 Pages: 309-309
  • DOI: 10.1186/s12872-023-03332-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike G446S mutation potentiates antiviral T-cell recognition (2022)
  • Author(s): Motozono C, Toyoda M, Tan TS, Hamana H, Goto Y, Aritsu Y, Miyashita Y, Oshiumi H, Nakamura K, Okada S, Udaka K, Kitamatsu M, Kishi H, Ueno T
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 13 Issue: 1 Pages: 5440-5440
  • DOI: 10.1038/s41467-022-33068-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dissecting Naturally Arising Amino Acid Substitutions at Position L452 of SARS-CoV-2 Spike (2022)
  • Author(s): Tan Toong Seng、Toyoda Mako、Ode Hirotaka、Barabona Godfrey、Hamana Hiroshi、Kitamatsu Mizuki、Kishi Hiroyuki、Motozono Chihiro、Iwatani Yasumasa、Ueno Takamasa
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 96 Issue: 20
  • DOI: 10.1128/jvi.01162-22
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Virological characteristics of the SARS-CoV-2 Omicron BA.2.75 variant (2022)
  • Author(s): Saito et al.
  • Journal Title: Cell Host & Microbe Volume: 30 Issue: 11 Pages: 1540-1540
  • DOI: 10.1016/j.chom.2022.10.003
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Dysfunctional Sars-CoV-2-M protein-specific cytotoxic T lymphocytes in patients recovering from severe COVID-19 (2022)
  • Author(s): Ogura Hideki、Gohda Jin、Lu Xiuyuan、Yamamoto Mizuki、Takesue Yoshio、Son Aoi、Doi Sadayuki、Matsushita Kazuyuki、Isobe Fumitaka、Fukuda Yoshihiro、Huang Tai-Ping、Ueno Takamasa、Mambo Naomi、Murakami Hiromoto、Kawaguchi Yasushi、Inoue Jun-ichiro、Shirai Kunihiro、Yamasaki Sho、Hirata Jun-Ichi、Ishido Satoshi
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 13 Issue: 1 Pages: 7063-7063
  • DOI: 10.1038/s41467-022-34655-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The SARS-CoV-2 spike S375F mutation characterizes the Omicron BA.1 variant (2022)
  • Author(s): Kimura Izumi, et al
  • Journal Title: iScience Volume: 25 Issue: 12 Pages: 105720-105720
  • DOI: 10.1016/j.isci.2022.105720
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Analysis of cross-neutralising antibodies and T cell responses against Sars CoV 2 among infected and or vaccinated individuals in Dar es salaam Tanzania (2023)
  • Author(s): Lilian Nkinda, Godfrey Barabona, Mark Ndubi, Isaac Ngare, Emmanuel Nkuwi, Doreen Kamori, Agricola Joachim, Sayoki Mfinanga, Senkoro Mbazi, Eligius Lyamuya, Takamasa Ueno, Emmanuel Balandya
  • Organizer: IUIS 2023 (International Congress of Immunology)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Patient-derived envelope sequences are differentially resistant to SERINC5-mediated restriction of HIV-1 infectivity (2023)
  • Author(s): Emmanuel Nkuwi,George P.Judicate,Toong Seng Tan, Godfrey Barabona, Mako Toyoda, Kaho Matsumoto, Takeo Kuwata,Shuzo Matsushita, Bruno Sunguya, Doreen Kamori, Takamasa Ueno
  • Organizer: IAS 2023, the 12th IAS Conference on HIV Science
  • Int'l Joint Research