全世界が COVID-19 のパンデミックを考慮に入れるにつれて、新しいウイルスの特定がいかに重要であるかが明らかになりました。結局のところ、新しい病気に直面したときに最初に解決しなければならない問題は、その原因となる病原体を明らかにすることです。そうして初めて、科学者はその伝染を特徴付け、それを止める方法を学び始めることができます.
2020 年のノーベル生理学・医学賞は、数十年前に同様の戦いを戦った 3 人の科学者に贈られました。その 1 人が C 型肝炎ウイルスの発見につながりました。米国国立衛生研究所のハーベイ J. アルター、アルバータ大学のマイケル ホートン、およびロックフェラー大学のチャールズ M. ライスは、この重度の肝臓炎症の原因となる RNA ウイルス病原体を特定しました。肝臓がんの主な原因であり、毎年 400,000 人以上が死亡しています。
1960 年代、研究者たちは、複数回の輸血または献血に由来する他の治療を受けた患者における、驚くべき数の慢性肝炎症例の増加を目の当たりにしました。 1967 年、医師であり科学者でもあった Baruch Blumberg が B 型肝炎ウイルスが原因であると突き止め、謎の一部が解決されました。 (1976 年、ブランバーグはこの発見でノーベル賞を受賞しました。)
しかし、B型肝炎だけが原因のウイルスではなく、最初のウイルスでさえないことがすぐに明らかになりました. 1970 年代半ば、これが、NIH でのブルンバーグの同僚の 1 人であるアルターに、科学者が何を探す必要があるかを解明する動機を与えました。慎重なスクリーニングとテストを通じて、観察された症例は既知のウイルス (汚染された食品や水を介して伝染することが以前に発見された別の肝臓感染源である A 型肝炎ウイルスを含む) では説明できないと判断しました。一連の輸血実験を通じて、Alter は感染因子が血液を介して伝染し、ウイルス性である可能性が高いと判断しました。
つまり、科学者はウイルスを分離して特徴付けなければなりませんでした。しかし、次の 10 年間、とらえどころのない病原体は、それを特定するためのあらゆる努力を挫折させました。
しかし、1988 年、ホートンと彼の同僚であるバイオテクノロジー企業カイロンのクイリム チューとジョージ クオは、分子ベースの新しいアプローチを使用してウイルスのクローンを作成することについに成功しました。カロリンスカ研究所の免疫学教授である Gunilla Karlsson Hedestam は、今朝の発表で、「これが機能することは明らかではありませんでした。しかし、予想に反して、研究者たちは、患者の血液に見られたものと一致する単一のクローンを分離することに成功しました。それは、C 型肝炎ウイルスとして知られるようになった病原体です。これにより、ホートンと彼のチームは、感染した血液を特定し、輸血の備蓄から取り除くための血液検査を開発することができました。
最後に、ライスは遺伝子工学技術を使用して、研究者が説明しようとしていた輸血後肝疾患の唯一の原因が C 型肝炎ウイルスであることを明確に示しました。
この知識があれば、科学者は効果的なスクリーニング プログラムと薬物治療を開発するために必要な基礎を手に入れることができました。この発見は何百万人もの命を救っただけでなく、「C 型肝炎ウイルスを制御し、最終的に根絶できるという希望をもたらした」と Karlsson Hedestam 氏は述べています。それらはまた、「現在進行中のウイルス感染との戦いにおける画期的な成果」でもあり、新しいさらに洗練された形で今日も続いています。
肝炎とは?
肝炎は、ウイルス感染によって最も一般的に引き起こされる肝臓組織の炎症です (ただし、薬物やアルコールの誤用、自己免疫疾患、その他の要因も原因となっています)。肝炎ウイルスには A 型から E 型までの 5 つの株がありますが、特に B 型肝炎と C 型肝炎は慢性疾患を引き起こすことが知られており、世界保健機関によると、肝硬変とがんの最も一般的な原因となっています。
C型肝炎ウイルスとは?
C 型肝炎ウイルス (HCV) は、フラビウイルス科 に属する、球形のエンベロープを持つ一本鎖 RNA ウイルスです。 デング熱、ジカ熱、西ナイル熱、黄熱病を引き起こすウイルスを含むウイルスのファミリー。輸血、注射薬用の針の共有（今日のHCVの最も一般的な原因）、不適切に滅菌された器具など、感染した血液への曝露によって伝染します。また、妊娠中に母子感染することもあり、性交による感染のリスクは非常に低いです。ウイルスは急速に変異し、いくつかの遺伝子型 (現在までに 7 つが特定されている) と数十のサブタイプがあるため、免疫系の回避的な標的であり、ワクチンの開発はこれまでのところ実を結んでいません。しかし、今日のノーベル賞受賞者や他の研究者による研究により、スクリーニングと治療が非常に効果的になりました。
HCV はどのように病気を引き起こすのですか?
HCV は人の血流を通って肝臓に移動し、そこで肝細胞または肝細胞の表面にある宿主受容体に結合します。ウイルスが細胞に入ると、急速に複製します。いくつかの見積もりによると、HCV は 1 日に何兆ものコピーを作成する可能性があります。免疫系がこれらの感染細胞を検出すると、それらを破壊するための反応を開始し、ウイルスの産生を遅らせますが、重大な炎症を犠牲にします.数か月または数年にわたって治療せずに放置すると、この炎症は静かに肝臓に瘢痕組織を形成し、血液をろ過および解毒する肝臓の能力を徐々に低下させます.科学者たちは、ウイルスそのものではなく、ウイルスに対する免疫反応によって C 型肝炎による害がどの程度引き起こされるのかを解明しようとしています。
HCV の分離と特定が非常に困難だったのはなぜですか?
問題の 1 つは、C 型肝炎が研究者にもたらす危険性でした。また、C 型肝炎は当初、人間の病気としてしか知られていなかったため、研究者は実験を行うための動物モデルを持っていませんでした。最終的に、チンパンジーにも感染する可能性があることが判明しました。しかし、より永続的な問題は、ウイルスが非常に感染力があるにもかかわらず、患者の血液中に非常にわずかな濃度で存在していたため、ウイルスを発見して特定する従来の免疫学的方法は効果がなかったことでした.
研究者は最終的にどのようにして HCV を分離しましたか?
アルターと彼の同僚が、未知のウイルスが輸血患者に観察された血液媒介性肝炎の原因であると判断した後、ホートンは、チューとクオと共に、病原体の遺伝子配列を分離しようとしました.彼らは、感染したチンパンジーの血液から得た DNA 断片を細菌に導入し、ウイルスの遺伝物質のクローンを作成して、それらの配列を人間の患者の血液サンプルで見つけた DNA 断片と比較できるようにしました。
これを行う際に、彼らは 2 つのことが真実であることに賭けていました:チンパンジーから採取した DNA 断片の一部には、(チンパンジー宿主からではなく) ウイルスからの遺伝物質が含まれていること、そして人間の血液はウイルスに対する抗体を含んでいます。
信じられないことに、彼らが 100 万個のバクテリア コロニーをスクリーニングしたところ、目的にかなうクローンが 1 つだけ見つかりました。それは、ウイルス タンパク質をコードしているように見えました。さらに調査した結果、クローンがフラビウイルス科の新しいウイルスに由来することが判明しました。 家族:HCV.
現在、このプロセスはどのようになっていますか?
Houghton、Choo、および Kuo の新しい免疫スクリーニング アプローチは、HCV に対して試みたとき、非常に面倒で時間のかかるプロセスでした。現在、遺伝子配列決定技術の大幅な進歩により、配列決定と DNA クローニングのコストと時間は大幅に削減されています。カロリンスカ研究所の生化学者でノーベル委員会のメンバーでもあるパトリック・アーンフォース氏は、今朝の発表で、「方法は 1970 年代から 1980 年代にかけて劇的に進化した」と述べた。 「今日、C 型肝炎の発見に使用されていた非常に退屈で面倒で困難な方法の多くが、大規模な並列配列決定と PCR 技術に取って代わられました。」
この投稿は、受賞作品に関する詳細を追加して更新されました。
Roger Penrose、Reinhard Genzel、Andrea Ghez が ノーベル物理学賞を受賞
