Research press release

免疫学:SARS-CoV-2変異株と回復期血漿との交差中和の可能性を評価する

Nature

Immunology: Assessing the cross-neutralization potential of SARS-CoV-2 variants with convalescent plasma

南アフリカ共和国での重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)感染症の流行の第1波で同感染症から回復した者に由来する抗体は、南アフリカで新たに蔓延している501Y.V2(懸念される変異株の1つ)の中和活性が低いことを報告する論文が、Nature に掲載される。一方で、南アフリカでのSARS-CoV-2感染症の流行の第2波において501Y.V2変異株に感染した6人の患者から採取した血漿は、第1波において蔓延したウイルス株の中和活性を有することが判明した。これらの知見は、懸念されているSARS-CoV-2変異株を用いたワクチンが、その他の蔓延しているウイルス株に対して有効な中和活性を発揮する可能性のあることを示唆している。

懸念されている新たなSARS-CoV-2変異株は、他のウイルス株に対して有利になるような変異を持っている。南アフリカで最近実施されたノババックス、ジョンソン・エンド・ジョンソン、アストラゼネカ各社のワクチンの臨床試験の結果は、南アフリカの一部の地域で優勢となった501Y.V2変異株の蔓延がワクチンの有効性の低下につながる可能性があることを示している。1つの変異株に対する抗体が別の変異株に対してどのように作用するのかを解明できれば、ワクチン開発にとって貴重な情報が得られる可能性がある。

今回、Alex Sigalたちの研究グループは、南アフリカでのSARS-CoV-2感染症流行の第1波と(現在の)第2波で出現したSARS-CoV-2変異株に対するCOVID-19患者の回復期血漿の中和活性を比較した。この研究では、第1波でCOVID-19に罹患した14人から血漿を採取し、これらの参加者が感染したウイルスの塩基配列を解読した。参加者のうち、SARS-CoV-2の顕著な変異であるE484K変異(スパイクタンパク質の484番目のアミノ酸がリシンに置換した変異)があったと記録された者は1人だけで、501Y.V2に関連する変異を含むウイルスに感染した者はいなかった。Sigalたちは、第2波でCOVID-19に罹患した6人についても同じ調査を実施した。この場合は、6人全員が501Y.V2変異株に感染していた。第1波でCOVID-19に感染した者(E484K変異株に感染した者を除く)から採取した血漿は、実験室での検査において、第1波のSARS-CoV-2ウイルスの中和活性よりも501Y.V2変異株の中和活性が低かった。しかし、第2波でCOVID-19に感染した者から採取した血漿は、第1波で蔓延していたSARS-CoV-2ウイルスを効果的に中和した。E484K置換のみを有する変異株によって誘導された血漿は、第1波でのウイルス変異株と501Y.V2変異株に対してかなり強力な中和活性を示したが、E484K置換は1人の参加者のみで観察されたため、今回の研究結果の解釈は難しい、とSigalたちは指摘している。

Sigalたちは、501Y.V2を標的とするように設計されたワクチンが、他のSARS-CoV-2変異株に対しても有効性を示す可能性があると結論付けている。

Antibodies from individuals in South Africa who had recovered from a SARS-CoV-2 infection from the first wave of the epidemic are less effective at neutralizing the new variant of concern (501Y.V2) circulating in South Africa, a study published online in Nature reports. Conversely, the authors show that plasma from six patients who were infected with the 501Y.V2 variant of SARS-CoV-2 during the second wave of the epidemic in South Africa is effective at neutralizing the strain that circulated during the first wave. The findings suggest that vaccines based on SARS-CoV-2 variants of concern may provide effective activity against other circulating strains.

New SARS-CoV-2 variants of concern have emerged with mutations that give the virus an advantage over other strains. Recent results from vaccine trials from Novavax, Johnson and Johnson and AstraZeneca in South Africa indicate that circulation of the 501Y.V2 variant, which has become dominant in parts of South Africa, may lead to a decrease in vaccine effectiveness. Understanding how antibodies against one variant might act against another could inform vaccine development.

Alex Sigal and colleagues compare the neutralizing activity of convalescent plasma from individuals with COVID-19 on SARS-CoV-2 variants from the first and the current (second) wave of the epidemic in South Africa. They took plasma and sequenced the infecting virus from 14 individuals who had COVID-19 during the first wave; of these participants, only one was recorded to have a notable SARS-CoV-2 mutation (which encodes a substitution called E484K), but none of the participants was infected with a virus containing the mutations associated with 501Y.V2. They did the same with six individuals who were infected during the second wave; in this case, all of the participants were infected with the 501Y.V2 variant. Plasma from patients from the first wave (excluding the individual with the E484K variant) was less effective at neutralizing the 501Y.V2 variant in laboratory tests compared with the neutralization of the first-wave SARS-CoV-2 virus. However, plasma from the patients from the second wave effectively neutralized the virus from the first wave. Plasma elicited by the variant with the E484K substitution alone showed much stronger neutralization of both the first-wave and 501Y.V2 virus variants, but as this substitution was observed in only one participant, the result is difficult to interpret, the authors note.

The authors conclude that a vaccine that is designed to target 501Y.V2 may also be effective against other SARS-CoV-2 variants.

The full paper is available at: https://www.nature.com/articles/s41586-021-03471-w

doi: 10.1038/s41586-021-03471-w

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