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2023 年度 実施状況報告書

リスクの高いSARS-CoV-2変異株のウイルス学的性質の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23KJ0710
研究機関東京大学

研究代表者

小杉 優介  東京大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-04-25 – 2026-03-31
キーワードSARS-CoV-2 / 変異株 / スパイクタンパク質
研究実績の概要

今年度は、新たに出現したSARS-CoV-2変異株のウイルス学的性質の解明、および獲得した変異との関連についての解析を実施した。
2020年12月に出現したオミクロンBA.1株は急速に世界中に流行した。しかし2021年1月にオミクロン株の派生株であるオミクロンBA.2株が検出され、日本を含めた世界の多数の国々に拡がり主流行株となった。その後オミクロンBA.2株は急速に多様化し、オミクロンBA.5株、BQ.1.1株、XBB株、BA.2.86株など、複数のオミクロン亜株が相次ぎ出現してきた。また、オミクロンXBB株の子孫株であるオミクロンXBB.1.5株、XBB.1.16株、EG.5.1株なども出現し、流行した。2023年11月には、オミクロンEG.5.1株の子孫株であるオミクロンHK.3株が、従来流行していた変異株と置き換わる形で流行した。この変異株はスパイク (S)タンパク質にL455F変異とF456L変異を有している。しかし、そのウイルス学的性質、およびSタンパク質の変異との関連については明らかではなかった。オミクロンHK.3株の感染性および免疫逃避能を明らかにするために、Sタンパク質の発現プラスミドを作製し、Sタンパク質を搭載するシュードタイプウイルスを作製した。このウイルスを使用して、受容体であるヒトACE2タンパク質を発現した細胞への感染実験を実施した。その結果、オミクロンHK.3株は祖先株であるオミクロンEG.5.1株と比較して感染性に差はないことが明らかとなった。また、オミクロンXBB子孫株の感染回復者の血清を使用して中和試験を実施したところ、オミクロンHK.3株はこれらの血清に対し、オミクロンEG.5.1株よりも高い中和抵抗性を示すことが明らかとなった。この研究成果は「The Lancet Microbe」誌に投稿され、2024年1月11日に公開された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

新たに出現したSARS-CoV-2変異株の性状解析については、今年度出現し、世界各地で流行したオミクロンXBB.1.16株、EG.5.1株、HK.3株、JN.1株について、感染力および免疫逃避能を解析した。その結果、これらの変異株の性状とスパイクタンパク質の変異との関係を明らかにし、その結果を論文にまとめて報告することができた。その一方で、スパイクタンパク質以外の変異がSARS-CoV-2変異株の性状に与える影響については未だ解明できていないことが多く、組換えウイルスを用いた培養細胞への感染実験や、実験用ハムスターを使用した病原性の解析について今後進めていく必要があると考えられる。したがって、リスクの高いSARS-CoV-2変異株の性状解析について、スパイクタンパク質の変異が感染力や免疫逃避能に与える影響については進展しているが、組換えウイルスの増殖能に与える影響など、あまり進展していないものもあるため、この区分を選択した。

今後の研究の推進方策

来年度は、引き続き新たに出現するSARS-CoV-2変異株について、ウイルス学的性質の解明、および獲得した変異との関連について解析を行っていく予定である。具体的には、SARS-CoV-2変異株が有する変異を導入したスパイクタンパク質の発現ベクターを作製し、そのスパイクタンパク質を搭載したシュードタイプウイルスを用いて、哺乳類細胞に対する感染実験を行い、獲得された変異が感染力に与える影響を評価する。また、SARS-CoV-2感染回復者の血清やモノクローナル中和抗体を用いた中和試験を行い、変異が免疫逃避能に与える影響を評価する。それに加えて、変異株が有する変異を導入した組換えウイルスをCPERというリバースジェネティクス法で作製し、それを用いて哺乳類細胞への感染実験を行い、変異がウイルスの増殖能に与える影響を評価する。さらに、作製した組換えウイルスをハムスターに感染させ、体重測定、呼吸量の測定および肺組織の病理解析を行い、同定した変異がウイルスの病原性に与える影響を評価する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Virological characteristics of the SARS-CoV-2 JN.1 variant2024

    • 著者名/発表者名
      Kaku Yu、Okumura Kaho、Padilla-Blanco Miguel、Kosugi Yusuke、Uriu Keiya、Hinay Alfredo A、Chen Luo、Plianchaisuk Arnon、Kobiyama Kouji、Ishii Ken J、Zahradnik Jiri、Ito Jumpei、Sato Kei
    • 雑誌名

      The Lancet Infectious Diseases

      巻: 24 ページ: e82~e82

    • DOI

      10.1016/s1473-3099(23)00813-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Antiviral humoral immunity against SARS-CoV-2 omicron subvariants induced by XBB.1.5 monovalent vaccine in infection-naive and XBB-infected individuals2024

    • 著者名/発表者名
      Kosugi Yusuke、Kaku Yu、Hinay Alfredo A、Guo Ziyi、Uriu Keiya、Kihara Minoru、Saito Fumitake、Uwamino Yoshifumi、Kuramochi Jin、Shirakawa Kotaro、Takaori-Kondo Akifumi、Sato Kei
    • 雑誌名

      The Lancet Infectious Diseases

      巻: 24 ページ: e147~e148

    • DOI

      10.1016/s1473-3099(23)00784-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characteristics of the SARS-CoV-2 omicron HK.3 variant harbouring the FLip substitution2024

    • 著者名/発表者名
      Kosugi Yusuke、Plianchaisuk Arnon、Putri Olivia、Uriu Keiya、Kaku Yu、Hinay Alfredo A、Chen Luo、Kuramochi Jin、Sadamasu Kenji、Yoshimura Kazuhisa、Asakura Hiroyuki、Nagashima Mami、Ito Jumpei、Sato Kei、et al.
    • 雑誌名

      The Lancet Microbe

      巻: 5 ページ: e313~e313

    • DOI

      10.1016/s2666-5247(23)00373-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Virological characteristics of the SARS-CoV-2 BA.2.86 variant2024

    • 著者名/発表者名
      Tamura Tomokazu、Mizuma Keita、Nasser Hesham、Deguchi Sayaka、Padilla-Blanco Miguel、Oda Yoshitaka、Uriu Keiya、Tolentino Jarel E.M.、Tsujino Shuhei、Suzuki Rigel、Kojima Isshu、Nao Naganori、Shimizu Ryo、Wang Lei、Tsuda Masumi、Jonathan Michael、Kosugi Yusuke、et al.
    • 雑誌名

      Cell Host &Microbe

      巻: 32 ページ: 170~180.e12

    • DOI

      10.1016/j.chom.2024.01.001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Virological characteristics of the SARS-CoV-2 omicron XBB.1.16 variant2023

    • 著者名/発表者名
      Yamasoba Daichi、Uriu Keiya、Plianchaisuk Arnon、Kosugi Yusuke、Pan Lin、Zahradnik Jiri、Ito Jumpei、Sato Kei
    • 雑誌名

      The Lancet Infectious Diseases

      巻: 23 ページ: 655~656

    • DOI

      10.1016/s1473-3099(23)00278-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Virological characteristics of the SARS-CoV-2 XBB variant derived from recombination of two Omicron subvariants2023

    • 著者名/発表者名
      Tamura Tomokazu、Ito Jumpei、Uriu Keiya、Zahradnik Jiri、Kida Izumi、Anraku Yuki、Nasser Hesham、et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41467-023-38435-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Antiviral efficacy of the SARS-CoV-2 XBB breakthrough infection sera against omicron subvariants including EG.52023

    • 著者名/発表者名
      Kaku Yu、Kosugi Yusuke、Uriu Keiya、Ito Jumpei、Hinay Alfredo A、Kuramochi Jin、Sadamasu Kenji、Yoshimura Kazuhisa、Asakura Hiroyuki、Nagashima Mami、Sato Kei
    • 雑誌名

      The Lancet Infectious Diseases

      巻: 23 ページ: e395~e396

    • DOI

      10.1016/s1473-3099(23)00553-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determination of the factors responsible for the tropism of SARS-CoV-2-related bat coronaviruses to <i>Rhinolophus</i> bat ACE22023

    • 著者名/発表者名
      Fujita Shigeru、Kosugi Yusuke、Kimura Izumi、Tokunaga Kenzo、Ito Jumpei、Sato Kei、 et al.
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 97 ページ: -

    • DOI

      10.1128/jvi.00990-23

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transmissibility, infectivity, and immune evasion of the SARS-CoV-2 BA.2.86 variant2023

    • 著者名/発表者名
      Uriu Keiya、Ito Jumpei、Kosugi Yusuke、Tanaka Yuri L、Mugita Yuka、Guo Ziyi、Hinay Alfredo A、Putri Olivia、Kim Yoonjin、Shimizu Ryo、Begum MST Monira、Jonathan Michael、Saito Akatsuki、Ikeda Terumasa、Sato Kei
    • 雑誌名

      The Lancet Infectious Diseases

      巻: 23 ページ: e460~e461

    • DOI

      10.1016/s1473-3099(23)00575-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] SARS-CoV-2オミクロン株XBB系統の変異とウイルスの性状との関係2023

    • 著者名/発表者名
      小杉優介, 瓜生慧也, 藤田滋, The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium, 伊東潤平, 佐藤佳
    • 学会等名
      第1回新型コロナウイルス研究集会
  • [学会発表] SARS-CoV-2関連コウモリコロナウイルスの宿主指向性を規定する因子の同定2023

    • 著者名/発表者名
      小杉優介, 藤田滋, 木村出海, 徳永研三, 伊東潤平, 佐藤佳
    • 学会等名
      第70回日本ウイルス学会学術集会
  • [学会発表] Determination of the factor responsible for the host tropism of SARS-CoV-2 related bat coronaviruses2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kosugi, Shigeru Fujita, Izumi Kimura, Kenzo Tokunaga, Jumpei Ito, Kei Sato
    • 学会等名
      The 29th East Asia Joint Symposium
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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