スイスの研究者チームは、1918年のスペインかぜパンデミックを引き起こしたウイルスの初期株の完全なゲノム配列決定に成功しました。この成果は、チューリッヒで1918年7月に亡くなった若い男性の肺組織サンプルに革新的な技術を適用したことで可能になりました。この発見により、ウイルスがすでにヒトへの適応と病原性の増加を可能にする重要な変異を獲得していたことが明らかになりました。
1918年から1920年にかけて発生したスペインかぜパンデミックは、推定5千万人から1億人の死者を出し、第二次世界大戦の犠牲者を合わせた数を上回りました。季節性インフルエンザとは異なり、このウイルスは健康な若い成人を重度に襲い、急速な呼吸不全を引き起こしました。ウイルスの遺伝物質の脆弱性などから、その理解は限定的でした。インフルエンザウイルスはRNAとしてゲノムを運び、DNAよりも分解されやすい性質があります。1918年以降に保存された感染組織の多くはホルマリン処理されており、RNAの遺伝子解析を著しく困難にしていました。
ベーレン・シューネマン教授率いるチームは、分解されたRNAのシーケンシングのための新しいプロトコルを開発し、この分野に革命をもたらしました。鍵となったサンプルは、パンデミックの第一波中の1918年7月15日にチューリッヒで亡くなった18歳の男性の肺から採取されたものです。この組織は解剖学的なコレクションに保存されており、ホルマリンによる通常の劣化の影響を受けていませんでした。
この単一サンプルからの遺伝子解析により、第一波の株の完全なゲノムが初めて再構築されました。その結果、以前はウイルスの最も攻撃的な変異は1918年秋の第二波で出現したと考えられていたのに対し、この研究はいくつかの重要な変異がすでに1918年7月には存在していたことを示しており、ウイルスの進化の確立されたタイムラインに疑問を投げかけています。
これらの変異のうち2つは、鳥インフルエンザウイルスに対する自然防御であるヒトの抗ウイルスタンパク質であるMxAをウイルスが回避することを可能にしました。別の変異は、SARS-CoV-2で見られるメカニズムと同様に、ヘマグルチニンタンパク質の構造を変化させ、ヒト細胞へのウイルスの侵入を促進しました。第一波の段階で既に活性化していたこれらの適応は、ウイルスに急速な広がりと病原性の増加をもたらす進化的な利点を提供したと考えられます。
このブレークスルーは、単なる技術的な偉業にとどまらず、パンデミックウイルスの進化に対する我々の理解を再構築します。先行する考えに反して、ウイルスは大規模な影響を決定する鍵となる変異を非常に早期に獲得する可能性があることが示唆されています。これは、将来のパンデミックがその広範な影響が明らかになるずっと前に危険になる可能性があることを示唆しています。この研究は、保存状態の良い歴史的なサンプルが、シーケンシング技術の進歩とともに、他の古代病原体に関する秘密を明らかにできる可能性も示しています。
1918年のウイルスのヒトへの適応を初期段階で分析することにより、研究者たちは将来のパンデミックを引き起こす可能性のあるウイルスの進化をより良く予測することを目指しています。このような変異の迅速な特定は、病原性のピークを予測し、公衆衛生政策を導き、ワクチン戦略を洗練させるのに役立つ可能性があります。シューネマン教授は、「1918年のウイルスゲノムをスイスで再構築することは、『パンデミック初期のヨーロッパにおけるウイルスの適応ダイナミクスに新たな視点を開く』ものであり、古代遺伝学研究が現代の公衆衛生上の課題に対処する上での力を浮き彫りにしています。」と述べています。