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連載新型コロナワクチンを知る

峰宗太郎先生に聞く―新型コロナウイルスとワクチン基礎知識【1章】

公開日

2021年04月01日

更新日

2021年04月01日

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2021年04月01日

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この新型コロナウイルス感染症に関する記事の最終更新は2021年04月01日です。最新の情報については、厚生労働省などのホームページをご参照ください。

世界中で混乱を巻き起こし、人々の生活に多大な影響を及ぼしている新型コロナウイルス感染症(COVID-19)。中国の武漢ではじめて報告された新型コロナウイルス(正式名:SARS-CoV-2)ですが、イギリスや南アフリカ、ブラジル、そして日本などから新たな変異ウイルスが報告され、その流行が懸念されています。本連載では、峰宗太郎先生(米国国立研究機関 博士研究員)に新型コロナウイルスの基礎的な知識から、ワクチンの効果まで詳しく伺います。【1章】

基本の「キ」―新型コロナウイルスの構造

変異ウイルスを説明するために、まずはウイルスがどのように感染するのかについて、新型コロナウイルスを例にご説明します。

こちらは、「新型コロナウイルス」の構成要素を示したイラストです。

新型コロナウイルス構成要素 ご提供

大切なポイントは、「(+)鎖RNA」が含まれていることと、ウイルスの表面に「スパイクタンパク質」という突起が出ていることです。この2点はとても重要なので、ぜひ覚えていてください。

(+)鎖RNAとは1本のRNAで、その中にウイルスの遺伝情報(設計図)が全て入っています。また、スパイクタンパク質の突起はヒトなどの生物の細胞に侵入する際に必要なもの、つまりウイルスが感染を成立させるための第1ステップに使われるものです。新型コロナウイルスの場合、スパイクタンパク質が細胞の表面にあるヒトの「ACE2」というタンパク質に付着し、そこからウイルスが侵入することで感染が成立することが分かっています。

新型コロナウイルス 感染機序 提供画像

新型コロナウイルスの「ライフサイクル」

ヒトには、この世に誕生してから天寿をまっとうするまでの一連のサイクルがありますよね。ウイルスにも同じように「ライフサイクル」があるのです。

新型コロナウイルスの場合は、スパイクタンパク質を使って細胞の中に侵入し(エントリーといいます)、次に細胞の膜の中へどんどん侵入していきます。その後、膜融合という過程を起こして自分の中にあるRNAを細胞内に放り出し、その遺伝情報を元にさまざまなタンパク質がつくられるというわけです。その過程と並行して自らの遺伝情報を持つRNAをコピーしておき、新たなウイルス粒子を組み立てて細胞から出ていきます。これが新型コロナウイルスのライフサイクルで、このサイクルを繰り返すことで体内のウイルスが増殖していくのです。

重要なポイントは、タンパク質を合成すること。この過程は、工場の部品をつくるようなイメージです。さらに、RNAからRNAをつくる、すなわち自分自身の遺伝情報をコピーして次の子孫に引き継ぐというのが大きな特徴です。

体を守る「免疫システム」と抗体による「中和」

ここで、病原体などを体の中から排除するための「免疫システム」についてご説明します。

免疫には、まず自然免疫と獲得免疫という大きく2つのシステムがあります。自然免疫とは、簡潔に言うと病原体などを食べるなどして体を守るシステムです。また、獲得免疫に病原体の情報を連絡するという重要な役割を担っています。一方、獲得免疫とは、細胞内に入り込んだ病原体などの情報を記憶し、次の侵入に備えるシステムです。

免疫の種類 提供画像

獲得免疫は、さらに液性免疫と細胞性免疫に分かれます。液性免疫とは病原体などを認識してその除去をサポートする「抗体」をつくるもので、一方の細胞性免疫は、感染してしまった細胞を打ち壊すものです。

液性免疫を構成する要素の1つに「B細胞」があります。B細胞は、体に侵入した病原体などに対して、その機能を阻害する「中和抗体」をつくります。このようにウイルスと結合し、そのウイルスが細胞に感染する機能を邪魔することを「中和する」といいます。

新型コロナウイルスワクチンの仕組み

それでは、新型コロナウイルスワクチンの話に移りましょう。新型コロナウイルスワクチンは、ほとんどがスパイクタンパク質をターゲットにしています。なぜなら、スパイクタンパク質はウイルスが細胞に侵入するための第1ステップに関わるからです。

新型コロナワクチンの仕組み 提供画像

新型コロナウイルスワクチンは、新型コロナウイルスの表面にあるスパイクタンパク質の中のRBD(receptor binding domain:受容体結合ドメイン)という結合部分に対する抗体が特に中和能を発揮することが分かっています。

次のページでは、変異ウイルスの問題点について詳しく解説します。

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