病原体が種から種へと移る方法

要約

本記事では、ある種の病原体が別の種に感染する方法と、ウイルス宿主のジャンプによる危険性について探求します。私たちは、ウイルスが宿主に感染する方法、生存と繁殖のために行う適応、および新しい種に感染するために必要な突然変異の重要性について説明します。また、宿主ジャンプの危険性と、ウイルスが新しい宿主に成功して感染するときに発生する流行の可能性についても強調します。

ウイルス感染の3つの段階

ウイルスは、ほとんどすべての生物に感染する有機寄生体です。生存と繁殖のために、感受性のある宿主との接触、感染と複製、他の個体への伝播の3つの段階を経なければなりません。たとえば、インフルエンザウイルスは新しい宿主に遭遇し、その呼吸器系に入り込みます。この新しい体内で生存するために、ウイルスは免疫反応によって捕捉され、分解される前に成功した感染を行わなければなりません。細胞内に侵入すると、ウイルスは宿主細胞の生殖機械を乗っ取り、自己の遺伝子材料を複製するために適応を行います。ウイルスは、宿主の免疫系を抑制または回避するだけで十分な時間を稼ぎ、十分なレベルで複製して他の細胞に感染する必要があります。この時点で、インフルエンザは感染した体液のどのような伝達手段でも次の被害者に伝播することができます。

宿主種への適応

ウイルスは、宿主種と特定の相互作用を進化させてきました。人間のインフルエンザウイルスは、人間の呼吸細胞と一致する受容体に適応したタンパク質で覆われています。しかし、ウイルスは常に新しい種と出会い、感染を試みています。ほとんどの場合、2つの宿主の遺伝的な相違は、ウイルスが適応するには大きすぎます。しかし、わずかな突然変異が病原体が新しい種に感染することを可能にする場合があります。この遺伝的なくじ引きに勝つ確率は、時間が経過するか、新しい種がウイルスの通常の宿主に近い場合に高まります。

突然変異の役割

ウイルスは何百万もの速度で急速に繁殖し、ランダムな突然変異を迅速に発生させることができます。ほとんどの突然変異は効果がないか、逆に有害であることが証明されます。しかし、わずかな突然変異は、病原体が新しい種に感染することを可能にする場合があります。他の哺乳動物に適応したウイルスは、人間に感染するのにわずかな突然変異が必要かもしれません。そして、私たちの最も近い遺伝的な親戚の1つであるチンパンジーに適応したウイルスは、ほとんど変化を必要としないかもしれません。

宿主ジャンプの危険性

宿主ジャンプが成功するには、時間と遺伝的な類似性だけでは不十分です。一部のウイルスは、新しい宿主細胞に容易に感染するように装備されていますが、免疫反応を回避することができません。他のウイルスは、新しい宿主への伝播が困難な場合があります。しかし、宿主ジャンプが伝播段階に達すると、ウイルスははるかに危険になります。2つの宿主内で孵化しているため、病原体はより成功したウイルスに突然変異する可能性が2倍になります。そして、各新しい宿主は、完全な流行の可能性を増加させます。

流行の予測と予防

ウイロジストは、インフルエンザなどのウイルスがジャンプしやすくする突然変異を常に探しています。しかし、次の潜在的な流行を予測することは、大きな課題です。私たちはまだ発見し始めたばかりの多様なウイルスが存在しています。研究者たちは、これらの病原体の生物学を熱心に研究し、人口を監視して新しい発生を迅速に特定することで、これらの致死的な病気を防ぐためのワクチンや封じ込めプロトコルを開発することができます。