パンデミックが始まって以来、診断検査は、原因となるウイルスである SARS-CoV-2 の蔓延を制御する上で重要な役割を果たしてきました。COVID-19（新型コロナウイルス感染症。迅速抗原検査自宅または臨床現場で実施すると、15 分以内に結果が得られます。診断が早ければ早いほど、より早く医師の診察を受け、他人から隔離することができます。しかし、ウイルスの新しい亜種が出現した場合、それらの亜種はこれらの検査では検出されない可能性があります。
ほとんどの迅速抗原検査は、SARS-CoV-2 ヌクレオカプシドタンパク質または N タンパク質を検出するように設計されています。このタンパク質はウイルス粒子や感染者に豊富に含まれています。迅速検査キット通常、N タンパク質の異なる部分に結合する 2 つの異なる診断抗体が含まれています。抗体がサンプル中の N タンパク質に結合すると、検査キットに色付きの線またはその他のシグナルが表示され、感染を示します。
プロテイン N は 419 個のアミノ酸構造単位から構成されます。それらのいずれも、突然変異によって別のアミノ酸に置き換えられる可能性があります。博士が率いる研究グループエモリー大学のフィリップ・フランクとエリック・オルトランドは、この単一のアミノ酸の変化が迅速抗原検査の性能にどのような影響を与えるかを調査することに着手しました。彼らは、ディープミューテーションスキャニングと呼ばれる技術を使用して、ウイルスのNタンパク質の各変異が診断用抗体への結合にどのような影響を与えるかを同時に評価しました。彼らの結果は、2022 年 9 月 15 日に Cell 誌に掲載されました。
研究者らは、約 8,000 個の N タンパク質変異を含む包括的なライブラリを作成しました。これらの変異は、考えられるすべての変異の 99.5% 以上を占めます。次に、各変異体が、一般的なものを含む 11 の市販の迅速抗原検査で使用される 17 の異なる診断抗体とどのように相互作用するかを評価しました。ホームキット.
研究チームは、どの N タンパク質変異が抗体認識に影響を与えるかを評価しました。この情報に基づいて、各診断抗体の「エスケープ変異プロファイル」を作成しました。このプロファイルは、抗体が標的に結合する能力に影響を与える可能性がある N タンパク質の特定の変異を特定します。分析の結果、今日の迅速検査で使用される抗体は、懸念されている過去および現在のすべてのSARS-CoV-2変異種を認識し、結合することが示された。
いくつかの診断抗体が N タンパク質の同じ領域を認識しますが、研究者らは、各抗体がエスケープ変異の固有の特徴を持っていることを発見しました。SARS-CoV-2 ウイルスは変異を続け、新たな変異体を生成するため、このデータを使用して、再評価が必要な可能性のある検査キットの抗体にフラグを立てることができます。
「感染者の正確かつ効率的な識別は依然として新型コロナウイルス感染症緩和にとって重要な戦略であり、私たちの研究は検出を妨げる可能性のある将来のSARS-CoV-2変異に関する情報を提供する」とオルトランド氏は述べた。「ここで概説した結果により、新たな変異種が出現し続けているこのウイルスに迅速に適応することが可能となり、臨床上および公衆衛生上の即時的な影響が示されています。」
背景: Mutation Deep Scan は、現在利用可能な迅速抗原検査を使用して、SARS-CoV-2 ヌクレオカプシドのエスケープ変異を検出します。Frank F.、Kin MM、Rao A.、Bassit L.、Liu H、Bowers HB、Patel AB、Kato ML、Sullivan JA、Greenleaf M.、Piantadosi A.、Lam VA、Hudson VH、Ortlund EA セル。2022 年 9 月 15 日;185(19):3603-3616.e13。内務省: 10.1016/j.cell.2022.08.010。2022 年 8 月 29 日 PMID: 36084631。
資金提供: NIH 生物医用画像生物工学研究所 (NIBIB)、国立糖尿病・消化器・腎臓病研究所 (NIDDK)、国立アレルギー・感染症研究所 (NIAID)、米国心臓協会。
NIH Research Matters は、NIH の専門家によってレビューされた主要な NIH 研究結果を毎週更新します。これは、国立衛生研究所所長の広報広報室によって発行されています。