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医歯薬学

2023.11.22

AI技術で新型コロナウイルスの進化メカニズムを分析 ~ウイルスの進化予測を踏まえた感染症対策の第一歩~

国立大学法人東海国立大学機構 黑料网大学院理学研究科のパク ヒョンギ 特任助教、岩見 真吾 教授らの研究グループは、北海道大学大学院先端生命科学研究院の山口 諒 助教との共同研究で础滨技术を活用することで、新型コロナウイルスの进化が潜伏期间や无症候率などの临床的な症状やヒトの行动と复雑に関连していた可能性を明らかにしました。武汉株、アルファ株、デルタ株、オミクロン株に感染した合计274人の临床データを顺番に解析していくと、変异株の出现に伴い、生体内におけるウイルス排出量のピークは増加し、早まる倾向(急性感染型注3))に进化する様子が见られました。さらに、础滨技术を组み込んだシミュレータを开発し、详细に分析した结果、この进化の倾向は、変异株の出现に応じてヒトが感染症から身を守るための行动(自宅待机、3密回避、感染者隔离など)を克服するウイルスの生存戦略として成立したものである可能性が示唆されました。また、変异株の出现とともに短くなった潜伏期间や高くなった无症候率も、変异株を进化させる选択圧と密接に関连していることが判明しました。
これまでの研究では、抗菌剤や抗ウイルス薬が病原体进化を駆动してきたことが知られていましたが、本研究からは、ヒトの行动自体もウイルスの进化を理解する上で重要な原因であることが明らかになりました。新たな変异株の出现が悬念される中、本研究の成果および础滨技术を组み込んだシミュレータは、将来のウイルス进化を予测し、ポストコロナ时代の感染症対策を确立する上で重要な一歩となることが期待されます
本研究成果は、2023年11月21日19時(日本時間)付国際学術雑誌「Nature Communications」に掲載されました。

 

【ポイント】

?新型コロナウイルスの进化に伴うウイルス排出パターン注1)の変化を础滨技术で分析
?ヒトの行动とウイルスの进化は复雑に関连している可能性を示唆
?潜伏期间や无症候期间などの症状の変化はウイルスを进化させる选択圧注2)と関连

 

◆详细(プレスリリース本文)はこちら

 

【用语説明】

注1)ウイルス排出パターン:

上気道や唾液など临床検体から计测されるウイルス量がどのように振る舞うかを指す。ウイルスのピーク量、ピーク时期、排出期间の长さなどが、パターンの形成に総合的に影响する。

注2)选択圧:

进化を引き起こす原动力のこと。ここでは自然淘汰の强さと同义。

注3)急性感染型:

宿主に感染してから、増殖スピードが早く、すぐに症状が现れるタイプのウイルス。対义语は持続感染型。

 

【论文情报】

雑誌名: Nature Communications

論文タイトル:Isolation may select for earlier and higher peak viral load but shorter duration in SARS-CoV-2 evolution

着者:

砂川 純也                     北海道大学大学院生命科学院生命科学専攻 博士後期課程

Kwang Su Kim              Department of Scientific computing, Pukyong National University

       Assistant Professor

Hyeongki Park                黑料网大学院理学研究科理学専攻 特任助教

小森園 亮                     京都大学医生物学研究所 特任助教

Sooyoun Choi                  Department of Mathematics, Pusan National University Ph.D.student

Lucia Ramirez Torres    黑料网理学部生命理学科 学部生

Joohyeon Woo               黑料网大学院理学研究科理学専攻 修士課程

Yong Dam Jeong              黑料网大学院理学研究科理学専攻 特任助教

William S Hart                 Mathematical Institute, University of Oxford

                                      Post-doctoral fellow

Robin N Thompson           Mathematical Institute, University of Oxford

                                      Associate Professor

合原 一幸                         東京大学国際高等研究所 ニューロインテリジェンス国際研究機構(WPI-IRCN)

                                      副機構長、東京大学特別教授

岩見 真吾                黑料网大学院理学研究科 教授

                                      兼:京都大学高等研究院 ヒト生物学高等研究拠点(WPI-ASHBi)連携研究者、

                                      九州大学マス?フォア?インダストリ研究所 客員教授

                                      理化学研究所数理創造プログラム 客員研究員、東京大学国際

                                      高等研究所 ニューロインテリジェンス国際研究機構(WPI-IRCN)連携研究者

山口 諒                            北海道大学大学院先端生命科学研究院 助教

                                      兼:Department of Zoology & Biodiversity Research Centre, University

                                      of British Columbia(日本学術振興会 海外特別研究員)

DOI: 10.1038/s41467-023-43043-2

URL:

 

【研究代表者】

 

【関连情报】