ウイルスの宿主ジャンプはどのように起こり、なぜ危険なのか
概要
メリーランド州のカントリーフェアで発生した豚インフルエンザの流行により、40人の参加者がウイルスに感染し、おそらく感染した豚との接触が原因であった。ウイルスは有機寄生体であり、生存するためには感染、複製、他の個体への伝播という3つの段階を経なければならない。また、ウイルスは特定の宿主種との相互作用によって感染を成功させる必要がある。しかし、ウイルスの宿主ジャンプが起こると、新しい種に遭遇したウイルスは致死的な流行を引き起こす可能性がある。本稿では、宿主ジャンプがどのように起こるのか、そしてなぜ重要な問題であるのかを探求する。
目次
- ウイルスはどのように宿主に感染するのか？
- 複製段階で何が起こるのか？
- なぜ、そしてどのようにしてウイルスは種を超えるのか？
- 宿主ジャンプが危険になるのはいつか？
- 科学者はどのように新しい流行を監視するのか？
序論
感染症は、世界的に重要な公衆衛生上の問題である。HIV、エボラ、SARSなど、世界で最も致死性の高い病気の多くは、人間に致命的なジャンプをする前に動物宿主から発生した。ウイルスが通常の宿主以外の種に感染する場合、それは宿主ジャンプと呼ばれる。本稿では、宿主ジャンプがどのように起こるのか、そしてその潜在的な危険性について説明する。
Q&A
ウイルスはどのように宿主に感染するのか？
ウイルスは、宿主の細胞表面の一致する受容体に彼らのタンパク質を結合させることによって、宿主に感染する。ウイルスは、各宿主種に特定の相互作用を適応させており、宿主細胞膜上の特定の分子受容体を識別して結合する必要がある。たとえば、インフルエンザウイルスは、人間の呼吸上皮細胞の受容体を標的とする。ウイルスが細胞の受容体に結合した後、遺伝子情報を宿主細胞に送り込み、感染した宿主にはコストがかかるまで複製する。
複製段階で何が起こるのか？
複製段階では、ウイルスは宿主細胞のDNAまたはRNAの機械を乗っ取り、より多くのウイルス遺伝子情報を生成する。このプロセスにより、ウイルスの複数のコピーが作成され、それらは宿主細胞から破裂して、血液中または周囲の組織にウイルスを放出する。複製段階では、宿主の免疫系が通常ウイルスを検出し、免疫反応を開始する。しかし、一部のウイルスは免疫反応を回避し、重篤な感染を引き起こす可能性がある。
なぜ、そしてどのようにしてウイルスは種を超えるのか？
ウイルスは、主に2つの理由で種を超えることができる。1つは、宿主と新しい宿主との間の遺伝的類似性であり、もう1つはランダムな遺伝的変異である。たとえば、通常豚に感染するウイルスは、わずかな変異により人間に感染することができる。新しい宿主にうまく適応したウイルスは、これらの変異を通じて新しい感染能力を維持・進化させることができ、それによって新しい宿主集団でのウイルスの拡散の可能性が高まる。しかし、ほとんどのウイルスは新しい宿主に感染することができず、宿主間の遺伝的差異が大きすぎるためである。
宿主ジャンプが危険になるのはいつか？
宿主ジャンプが新しい宿主に感染し、その新しい集団内で拡散して流行またはパンデミックを引き起こすと、宿主ジャンプは危険になる。これは、新しい宿主集団がウイルスに対する適応免疫を欠いている場合、またはウイルスが宿主免疫の影響を逃れた場合に特に危険である。また、人間が食用に飼育されている動物など、人間と交差する動物は、ウイルスの伝播の潜在的な橋渡し役となる。
