COVID-19:オミクロン株のTMPRSS2に関する生理と今後の予測

//背景//
オミクロン株がなぜ肺炎を引き起こしにくいのか？
それを明らかにすることは非常に重要です。
以前より
新型コロナウィルスがACE2受容体
(細胞内への感染、エントリーに関わる受容体)に結合し、
そこから膜融合して、細胞質に入るときに
必要なACE2のへき開を強める
「TMPRSS2と呼ばれるタンパク質」との
結合性が弱いことが挙げられています(2)。
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Bo Meng, Adam Abdullahi, Isabella A.T.M Ferreira, Niluka Goonawardane, Akatsuki Saito, Izumi Kimura, Daichi Yamasoba
(敬称略)ら医療研究グループは
このTMPRSS2とオミクロン株との関わりを
ワイルドタイプ、デルタ株と比較しながら、
より詳しく比較評価されています。
その結果の概要の一部を読者の方と情報共有したいと思います。

//結果//
オミクロン株はTMPRSS2レベルが高い時には
細胞感染性が顕著に低くなります。
ワイルドタイプ、デルタ株と比べて、
1000倍から10000倍細胞感染性が低くなります。
一方、
TMPRSS2レベルを低くすると
細胞感染性はデルタ株と同程度まで高くなります。
(参考文献(1) Fig.3a)
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このTMPRSS2レベルは下気道では高くなり
上気道では低くなります。
(参考文献(1) Fig.3h)
この事がオミクロン株が上気道で数を増やしやすい事と
関わっている可能性があります。
また、上気道で分布しやすいことから
飛沫による感染性が高まっていて、
実効再生産数が高いこととつながっている可能性があります。
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従って、カモスタットと呼ばれる
TMPRSS2の働きを抑える薬がありますが、
もともとオミクロン株ではその利用効率が高くないため、
この薬に対する感受性は
デルタ株よりも低くなっています。
(参考文献(1) Fig.3g)
一方で
E64Dと呼ばれるエンドソームの膜融合を防ぐ
システインプロテアーゼ阻害薬の場合は
デルタ株よりも
オミクロン株の方が感受性は高くなっています。
(参考文献(1) Fig.3g)
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またこのTMPRSS2が細胞の融合(合胞性)と関わっており、
オミクロン株ではTRMPRSS2をうまく利用できないため
細胞融合が起こりにくく、感染細胞が小さい傾向にある
ということです。
感染細胞が大きくなると組織の損傷が起こりやすい
とされています。
(参考文献(1) Fig.4d)

//考察//
オミクロンがパンデミックを終焉させるかどうか？
これについて議論されています(3)。
進化説の考え方で言うと
中立進化説と自然選択説があります。
中立進化説は突然変異によって
その後の主要となる種が決まるというものですが、
個体数が少ない場合に起こりやすいとされています。
オミクロン株はウィルスであり非常に数が多いですから、
おそらく進化を考えるときには
自然選択説が当てはまるのではないか？と考えられます。
そうした場合、より環境に適合した株、系統が残ります。
今までの流れを外挿すると
「感染性の強い系統、株が残る」と考えられます。
従って、オミクロン株の後に流行する株は
オミクロン株と同等の感染性を持っているか
それ以上ということになります。
あるいはインフルエンザのように一旦収束して
風土病のように毎年現れるか？ということです。
オミクロン株がなぜ広がりやすいか？
この事について考える事が重要です。
1つの仮説では、上気道に多くとどまりやすいため
飛沫による感染が起こりやすいというのがあります。
もし、そうであれば、
そうした傾向をより強く持つ系統、株が現れれば、
それがオミクロン株に代わって流行株となると考えられます。
また肺への感染性がないほうが、
より感染力が高まるかどうかの分析が重要になります。
それが、今後の重症化しやすい株が現れるかどうか？
その分岐になると考えられるからです。

(参考文献)
(1)
Bo Meng, Adam Abdullahi, Isabella A. T. M. Ferreira, Niluka Goonawardane, Akatsuki Saito, Izumi Kimura, Daichi Yamasoba, Pehuén Pereyra Gerber, Saman Fatihi, Surabhi Rathore, Samantha K. Zepeda, Guido Papa, Steven A. Kemp, Terumasa Ikeda, Mako Toyoda, Toong Seng Tan, Jin Kuramochi, Shigeki Mitsunaga, Takamasa Ueno, Kotaro Shirakawa, Akifumi Takaori-Kondo, Teresa Brevini, Donna L. Mallery, Oscar J. Charles, Stephen Baker, Gordon Dougan, Christoph Hess, Nathalie Kingston, Paul J. Lehner, Paul A. Lyons, Nicholas J. Matheson, Willem H. Owehand, Caroline Saunders, Charlotte Summers, James E. D. Thaventhiran, Mark Toshner, Michael P. Weekes, Patrick Maxwell, Ashley Shaw, Ashlea Bucke, Jo Calder, Laura Canna, Jason Domingo, Anne Elmer, Stewart Fuller, Julie Harris, Sarah Hewitt, Jane Kennet, Sherly Jose, Jenny Kourampa, Anne Meadows, Criona O’Brien, Jane Price, Cherry Publico, Rebecca Rastall, Carla Ribeiro, Jane Rowlands, Valentina Ruffolo, Hugo Tordesillas, Ben Bullman, Benjamin J. Dunmore, Stuart Fawke, Stefan Gräf, Josh Hodgson, Christopher Huang, Kelvin Hunter, Emma Jones, Ekaterina Legchenko, Cecilia Matara, Jennifer Martin, Federica Mescia, Ciara O’Donnell, Linda Pointon, Joy Shih, Rachel Sutcliffe, Tobias Tilly, Carmen Treacy, Zhen Tong, Jennifer Wood, Marta Wylot, Ariana Betancourt, Georgie Bower, Chiara Cossetti, Aloka De Sa, Madeline Epping, Stuart Fawke, Nick Gleadall, Richard Grenfell, Andrew Hinch, Sarah Jackson, Isobel Jarvis, Ben Krishna, Francesca Nice, Ommar Omarjee, Marianne Perera, Martin Potts, Nathan Richoz, Veronika Romashova, Luca Stefanucci, Mateusz Strezlecki, Lori Turner, Eckart M. D. D. De Bie, Katherine Bunclark, Masa Josipovic, Michael Mackay, John Allison, Helen Butcher, Daniela Caputo, Debbie Clapham-Riley, Eleanor Dewhurst, Anita Furlong, Barbara Graves, Jennifer Gray, Tasmin Ivers, Emma Le Gresley, Rachel Linger, Sarah Meloy, Francesca Muldoon, Nigel Ovington, Sofia Papadia, Isabel Phelan, Hannah Stark, Kathleen E. Stirrups, Paul Townsend, Neil Walker, Jennifer Webster, Ingrid Scholtes, Sabine Hein & Rebecca King, Erika P. Butlertanaka, Yuri L. Tanaka, Terumasa Ikeda, Jumpei Ito, Izumi Kimura, Keiya Uriu, Yusuke Kosugi, Mai Suganami, Akiko Oide, Miyabishara Yokoyama, Mika Chiba, Chihiro Motozono, Hesham Nasser, Ryo Shimizu, Yue Yuan, Kazuko Kitazato, Haruyo Hasebe, So Nakagawa, Jiaqi Wu, Miyoko Takahashi, Takasuke Fukuhara, Kenta Shimizu, Kana Tsushima, Haruko Kubo, Yasuhiro Kazuma, Ryosuke Nomura, Yoshihito Horisawa, Kayoko Nagata, Yugo Kawai, Yohei Yanagida, Yusuke Tashiro, Kenzo Tokunaga, Seiya Ozono, Ryoko Kawabata, Nanami Morizako, Kenji Sadamasu, Hiroyuki Asakura, Mami Nagashima & Kazuhisa Yoshimura, Paúl Cárdenas, Erika Muñoz, Veronica Barragan, Sully Márquez, Belén Prado-Vivar, Mónica Becerra-Wong, Mateo Caravajal, Gabriel Trueba, Patricio Rojas-Silva, Michelle Grunauer, Bernardo Gutierrez, Juan José Guadalupe, Juan Carlos Fernández-Cadena, Derly Andrade-Molina, Manuel Baldeon & Andrea Pinos, John E. Bowen, Anshu Joshi, Alexandra C. Walls, Laurelle Jackson, Darren Martin, Kenneth G. C. Smith, John Bradley, John A. G. Briggs, Jinwook Choi, Elo Madissoon, Kerstin Meyer, Petra Mlcochova, Lourdes Ceron-Gutierrez, Rainer Doffinger, Sarah A. Teichmann, Andrew J. Fisher, Matteo S. Pizzuto, Anna de Marco, Davide Corti, Myra Hosmillo, Joo Hyeon Lee, Leo C. James, Lipi Thukral, David Veesler, Alex Sigal, Fotios Sampaziotis, Ian G. Goodfellow, Nicholas J. Matheson, Kei Sato & Ravindra K. Gupta 
Altered TMPRSS2 usage by SARS-CoV-2 Omicron impacts tropism and fusogenicity
Nature (2022)
(2)
Meng, B. et al. Preprint at bioRxiv 
https://doi.org/10.1101/2021.12.17.473248 (2021).
(3)
David Adam
Will Omicron end the pandemic? Here’s what experts say
Nature News 31 January 2022