動物から人間へのウイルスの飛び移り：異種間感染の理解

概要

本記事では、ウイルスが異なる種類の生物に飛び移り、致死的な流行病を引き起こす方法について探求します。インフルエンザウイルスの例を使って、ウイルスの生存と繁殖の3つの段階：接触、感染と複製、そして伝播を説明します。また、遺伝的類似性や免疫系を逃れる能力など、宿主の飛び移りを危険にさせる要因についても議論します。ウイルス学者たちは、ウイルスを研究し、人口を監視して潜在的な流行病を特定し、ワクチンや拡散防止プロトコルを開発しています。

ウイルスの生存と繁殖の3つの段階

ウイルスは有機的な寄生体であり、ほとんどの生物に感染します。生存と繁殖のために、ウイルスは3つの段階を移動する必要があります：接触、感染と複製、そして伝播です。例えば、インフルエンザウイルスは新しい宿主に出会い、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捕まる前に成功した感染を起こさなければなりません。細胞内に入ると、ウイルスは宿主細胞の繁殖機構を乗っ取り、自分自身の遺伝子材料を複製します。その後、ウイルスは宿主の免疫系を抑制または回避し、十分なレベルに複製し、より多く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播経路でも次の被害者に伝播することができます。

遺伝的類似性と幸運な突然変異

ウイルスは常に新しい種に出会い、感染を試みています。しかし、ほとんどの場合、2つの宿主間の遺伝的相違は大きすぎます。人間に感染するために適応したウイルスにとって、レタス細胞は異質で不適切な環境であるためです。しかし、環境中には驚くほど多くのウイルスが循環しており、新しい宿主に出会う可能性があります。そして、ウイルスは何百万もの速さで繁殖するため、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、有害である場合さえあります。しかし、一部の突然変異は病原体を新しい種によりよく感染させることができます。この破壊的な遺伝的抽選に勝つ確率は、時間が経過するにつれて、または新しい種がウイルスの通常の宿主に密接に関連している場合に高まります。

宿主の飛び移りを危険にする要因

宿主の飛び移りが成功するには、時間や遺伝的類似性だけでは十分ではありません。一部のウイルスは、新しい宿主の細胞に簡単に感染するために備えられていますが、免疫反応を回避することができません。他のウイルスは、新しい宿主に伝播するのが難しいかもしれません。しかし、宿主の飛び移り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つの宿主の中で孵化された病原体は、より成功したウイルスに変異する可能性が2倍になります。そして、新しい宿主が増えるたびに、完全な流行病の可能性が高まります。

流行病の可能性

ほとんどの場合、病気の動物は人間に感染しません。しかし、感染する場合、これらの異種間感染、またはウイルスの宿主の飛び移りは、致死的な流行病を引き起こす可能性があります。哺乳動物に適応したウイルスにとって、人間に感染することは、幸運な突然変異がわずか数回で可能です。また、私たちの最も近い遺伝的親戚の一つであるチンパンジーに適応したウイルスであれば、ほとんど変化する必要がありません。ウイルス学者たちは、インフルエンザなどのウイルスが飛び移りやすくなる突然変異を探しています。しかし、次の潜在的な流行病を予測することは、大きな課題です。