変異に関する仮定を含めた概算

いつも記事を読んでくださり、ありがとうございます。

新型コロナウィルスの世界での7日間平均の感染者数
直近では40万人程度となっています。
仮に1週間程度、体内でウィルスを同程度に保持して
その後消去されるとすると
280万人の方が現在、世界で新型コロナウィルスの
ウィルス株を体内に持っていることになります。
実際には検査から漏れている人がいるとすると
もっと多い可能性があります。
唾液のウィルス量が一番多いとされていますが、
そのウィルス量が仮に10^4(RNA/mL)だとします(2)。
他の部位は桁で落ちますから(2)、
近似的に唾液の量だけにウィルス量を絞ります。
唾液の分泌量は1日に1～1.5Lだと言われます。
「仮に」唾液の循環周期が14.4分だとすると
約10mL単位となりますので
ウィルスの量は10^5(RNA/体内)とします。
ウィルスの変異レートは
10^(-6～-4)(s/n/c)であり
ヌクレオチドサイト、細胞感染あたり
10^-6～10^-4の変異が起きるとされています(3)。
(※新型コロナウィルスのケースではない)
実際にウィルスの全てが細胞感染した場合には
体内のいずれかウィルス株1つに対して
それぞれのヌクレオチドサイトに1つの変異が
起きることになります。
実際にはこれに細胞感染の速度、免疫、
人から人への2次感染(人口再生産数)などがあるので複雑ですが、
「仮に」それぞれのウィルス株が平均1回の細胞感染を経験して、
ウィルス量の1/10000(10^1(RNA/体内)が
平均して2次感染するとすると
１人当たり0.0001回の変異が各サイトで起こります。
そうすると世界で280万人が感染していて
実行再生産算数がおおよそ1だとすると
各ヌクレオチドサイトに対して280回ということになります。
仮に2.8回だと仮定して計算した場合には
ウィルス量からして想定外になるので
この回数が正しいのであれば、
変異レートの方の計算が実際に則していない
ということになります。
実際には世界全体で各ヌクレオチドサイトにおいて
日々、変異が起こりうるということが
この(仮定を多く含んではいますが)概算からも想定できます。
従って、RBD、NTDなどワクチンの効力において
重要な部分も世界中で体内、飛沫を含めて存在する
新型コロナウィルス株全体で見れば
変異は確率的に起こっている可能性が高いです。
仮にRBDのE484Kのような重要な変異が
ランダムな変異の中で色んなウィルス株で起こり、
そのうち増殖の環境に優れたウィルス株が数を増やすことに成功して
やがて勢力を伸ばすということです。
--
当たり前の事なのですが、
変異はコピーミスである決まった確率で起こるので
それを減らそうとするためには
世界全体のウィルス量を減らすしかありません。
今のように世界に多くのウィルスが散在している状況では
非常に高い確率で変異が起こると考えられます。
従って、
ワクチンによって免疫機能を高めて
世界全体のウィルス量を速やかに減らすことです。
もしウィルス量を3桁減らすことができたら
変異の確率もそれに応じて下がるので
世界全体で逃避変異が生じるリスクが下がるはずです。

以上です。

(参考文献)
(1)
Jesse Fajnzylber, James Regan, Kendyll Coxen, Heather Corry, Colline Wong, Alexandra Rosenthal, Daniel Worrall, Francoise Giguel, Alicja Piechocka-Trocha, Caroline Atyeo, Stephanie Fischinger, Andrew Chan, Keith T. Flaherty, Kathryn Hall, Michael Dougan, Edward T. Ryan, Elizabeth Gillespie, Rida Chishti, Yijia Li, Nikolaus Jilg, Dusan Hanidziar, Rebecca M. Baron, Lindsey Baden, Athe M. Tsibris, Katrina A. Armstrong, Daniel R. Kuritzkes, Galit Alter, Bruce D. Walker, Xu Yu, Jonathan Z. Li & The Massachusetts Consortium for Pathogen Readiness
SARS-CoV-2 viral load is associated with increased disease severity and mortality
Nature Communications volume 11, Article number: 5493 (2020) 
(2)
Kayla M. Peck, Adam S. Lauring
Complexities of Viral Mutation Rates
Journal of Virology vol.92 issue.14 e01031-17 (2018)