⽂部科学省と国⽴⼤学附置研究所・センター

個別定例ランチミーティング

新型コロナウイルスの進化佐藤佳
東京⼤学 医科学研究所
教授
Twitter: @SystemsVirology

SARS-CoV-2/COVID-19
SARS-CoV-2 = severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,
the causative agent of COVID-19

COVID-19 =coronavirus disease 20192022年10⽉現在,
約6億⼈以上がSARS-CoV-2に感染、650万⼈以上がCOVID-19で死亡
SARS-CoV-2感染症/COVID-19は、現在進⾏形のパンデミックである2020年秋︓懸念すべき/注⽬すべき変異株（VOC/VOI）の出現
SARS-CoV-2 has been highly diversiﬁed over 2 years

Delta (VOC)

Beta (VOC)
Omicron (VOC)
Alpha (VOC)
Gamma (VOC)
Mu (VOI)
Lambda (VOI)

新型コロナウイルスの進化
Antigenic shift-likeEvolution（⼤変異）

オミクロン株までの変異は、「⼤変異」の繰り返し＊スペイン⾵邪、ロシア⾵邪などの出現と類似。

Antigenic drift-likeevolution（⼩変異）オミクロン株以降の変異は、「⼩変異」の繰り返し＊季節性インフルエンザと類似。

History of G2P-Japan: “G2P-UK…?”
G2P-UK:250万£の⽀援を受ける、イギリスの国策コンソーシアム

2021年1⽉︓G2P-Japan Consortiumの発⾜・主宰
Division of Systems Virology, IMSUT, Japan

Jumpei Ito
Keiya Uriu
Mika Chiba
Daichi Yamasoba Yusuke Kosugi Ryo Yoshimura
Izumi Kimura
Shigeru Fujita Naoko Misawa

The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium
Kei Sato (me)IMSUT

Takasuke Fukuhara
Hokkaido U

Terumasa Ikeda
Kumamoto U

Takashi Irie
Hiroshima U

Shinya Tanaka
Hokkaido U

Chihiro Motozono
Kumamoto U

Keita Matsuno
Hokkaido U

Kotaro Shirakawa
Kyoto U

Akatsuki Saito
U Miyazaki

So Nakagawa
Tokai U

Takao Hashiguchi
Kyoto U

Kazuo Takayama
Kyoto U

Hirofumi Sawa
Hokkaido U

Takamasa Ueno
Kumamoto U

Akifumi TakaoriKondo Kyoto U

Grants supported by AMED, JSPS, JST.

これまでの研究成果＜これまでに発表した新型コロナウイルスに関する論⽂18報＞＊Corresponding authorの論⽂＊ Konno et al., Cell Reports, 2020.
Abe et al., QJM, 2020.
Jungreisa et al., Virology, 2021.
＊ Kimura et al., Cell Reports, 2021.
＊ Motozono et al., Cell Host & Microbe, 2021.
Ferreira et al., Journal of Infectious Diseases, 2021.
Mlcochova et al., Nature, 2021.
＊ Uriu et al., New England Journal of Medicine, 2021.
Bozzo et al., Nature Communications, 2021.
＊ Saito et al., Nature, 2022.
＊ Kimura et al., Cell Reports, 2022.
＊ Meng et al., Nature, 2022.
＊ Suzuki et al., Nature, 2022.
Alcantara et al., Nature Methods, 2022.
＊ Uriu et al., Journal of Infectious Diseases, 2022.
＊ Yamasoba et al., Cell, 2022.
＊ Yamasoba et al., Lancet Infectious Diseases, 2022.
＊ Kimura et al., Cell, in press.

これまでの研究成果＜これまでに発表した新型コロナウイルスに関する論⽂18報＞＊Corresponding authorの論⽂＊ Konno et al., Cell Reports, 2020.
Abe et al., QJM, 2020.
Jungreisa et al., Virology, 2021.
＊ Kimura et al., Cell Reports, 2021.
＊ Motozono et al., Cell Host & Microbe, 2021.
Ferreira et al., Journal of Infectious Diseases, 2021.
演者が主宰する、Mlcochova et al., Nature, 2021.
国内の若⼿研究者が参画する＊ Uriu et al., New England Journal of Medicine,2021.
研究コンソーシアム
Bozzo et al., Nature Communications, 2021.
「The Genotype to＊ Saito et al., Nature, 2022. デルタ株
Phenotype Japan (G2P＊ Kimura et al., Cell Reports, 2022.
＊ Meng et al., Nature, 2022. オミクロンBA.1株 Japan) Consortium」による研究成果＊ Suzuki et al., Nature, 2022. オミクロンBA.1株
Alcantara et al., Nature Methods, 2022.
＊ Uriu et al., Journal of Infectious Diseases, 2022.
＊ Yamasoba et al., Cell, 2022. オミクロンBA.2株＊ Yamasoba et al., Lancet Infectious Diseases, 2022.
＊ Kimura et al., Cell, in press. オミクロンBA.5株

これまでの研究成果＜これまでに発表した新型コロナウイルスに関する論⽂18報＞＊Corresponding authorの論⽂＊ Konno et al., Cell Reports, 2020.
Abe et al., QJM, 2020.
Jungreisa et al., Virology, 2021.
＊ Kimura et al., Cell Reports, 2021.
＊ Motozono et al., Cell Host & Microbe, 2021.
Ferreira et al., Journal of Infectious Diseases, 2021.
イギリスの研究チーム、
Mlcochova et al., Nature, 2021.
(Ravindra＊ Uriu et al., New England Journal of Medicine,2021.Gupta博⼠ら)
イギリスの研究コンソーシアム
Bozzo et al., Nature Communications, 2021.
G2P-UKとの国際共同研究＊ Saito et al., Nature, 2022.
＊ Kimura et al., Cell Reports, 2022.
→新型コロナ研究を通し、＊ Meng et al., Nature, 2022.
国際共同研究体制を確⽴＊ Suzuki et al., Nature, 2022.
Alcantara et al., Nature Methods, 2022.
＊ Uriu et al., Journal of Infectious Diseases, 2022.
＊ Yamasoba et al., Cell, 2022.
＊ Yamasoba et al., Lancet Infectious Diseases, 2022.
＊ Kimura et al., Cell, in press.

これまでの研究成果＜これまでに発表した新型コロナウイルスに関する論⽂18報＞＊Corresponding authorの論⽂＊ Konno et al., Cell Reports, 2020.
Abe et al., QJM, 2020.
Jungreisa et al., Virology, 2021.
将来のパンデミックに備えた基礎研究の＊ Kimura et al., CellReports, 2021.
＊ Motozono et al., 重要性を特集したNature
Cell Host & Microbe, Methods誌の紹介記事
2021.に取り上げられ、学際共同研究と、Ferreira et al., Journal of Infectious Diseases, 2021.
Mlcochova et al.,有事に有機的に連携できる共同研究体制のNature, 2021.
＊ Uriu et al., New 基盤形成と、その「維持」の重要性を紹介。
England Journal of Medicine, 2021.
Bozzo et al., Nature Communications, 2021.
→申請者が主導するG2P-Japanの研究活動は、＊ Saito et al., Nature, 2022.
「将来のパンデミックを⾒据えた研究」としても＊ Kimura et al., Cell Reports, 2022.
世界的にも着⽬されている＊ Meng et al., Nature, 2022.
＊ Suzuki et al., Nature, 2022.
Alcantara et al., Nature Methods, 2022.
＊ Uriu et al., Journal of Infectious Diseases, 2022.
＊ Yamasoba et al., Cell, 2022.
＊ Yamasoba et al., Lancet Infectious Diseases, 2022.
＊ Kimura et al., Cell, in press.

2021年1⽉︓G2P-Japan Consortiumの発⾜・主宰
Division of Systems Virology, IMSUT, Japan

Jumpei Ito
Keiya Uriu
Mika Chiba
Daichi Yamasoba Yusuke Kosugi Ryo Yoshimura
Izumi Kimura
Shigeru Fujita Naoko Misawa

The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium
Kei Sato (me)IMSUT

Takasuke Fukuhara
Hokkaido U

Terumasa Ikeda
Kumamoto U

Takashi Irie
Hiroshima U

Shinya Tanaka
Hokkaido U

Chihiro Motozono
Kumamoto U

Keita Matsuno
Hokkaido U

Kotaro Shirakawa
Kyoto U

Akatsuki Saito
U Miyazaki

So Nakagawa
Tokai U

Takao Hashiguchi
Kyoto U

Kazuo Takayama
Kyoto U

Takamasa Ueno
Akifumi Takaoriリスクの⾼い新型コロナウイルス変異株の早期捕捉とその性状解析を迅速に
Hirofumi Sawa
Kumamoto U
Kondo Kyoto U
Hokkaido U
実施し、科学的知⾒をリアルタイムに社会に還元することを可能に→頑健な共同研究体制の構築に成功

2021年11⽉︓オミクロン株（B.1.1.529, BA系統）の出現
2021年
11⽉25⽇南アフリカ政府が、「きわめて懸念される株」として、B.1.1.529系統が出現、流⾏していることを公表→G2P-Japan、 B.1.1.529系統の研究準備開始

11⽉26⽇WHOが、 B.1.1.529系統を「懸念すべき変異株（VOC）」に認定、「オミクロン（Omicron）株」と命名

12⽉7⽇

国⽴感染症研究所より、オミクロン分離株の分与

12⽉25⽇論⽂をプレプリントとして公開（VOC認定から１か⽉）

オミクロン株（B.1.1.529, BA系統）の出現
G2P-Japan オミクロン株プロジェクト 参加メンバー（11⽉25⽇〜）
Kei Sato (me)IMSUT

Takasuke Fukuhara
Hokkaido U

Terumasa Ikeda
Kumamoto U

Keita Matsuno
Hokkaido U

Akatsuki Saito
U Miyazaki

Takashi Irie
Hiroshima U

Takamasa Ueno
Kumamoto U

Terumasa Ikeda
Kumamoto U

Kotaro Shirakawa
Kyoto U

“病原性班”“中和班”

11⽉26⽇ 「オミクロン、⼀緒にやらない︖」

Dr. Ravi Gupta（ケンブリッジ⼤学、イギリス）

オミクロン株（B.1.1.529, BA系統）の出現
Suzuki et al,
Nature, 2022.*

Meng et al,
Nature, 2022.#*

Kei Sato (me) *IMSUTKei Sato (me) *IMSUT

Takasuke Fukuhara *Hokkaido U

Terumasa Ikeda
Kumamoto U

Keita Matsuno *Hokkaido U

Akatsuki Saito
U Miyazaki

Takashi Irie
Hiroshima U

Takamasa Ueno
Kumamoto U

Terumasa Ikeda
Kumamoto U

Kotaro Shirakawa
Kyoto U

“病原性班”

Dr. Ravi Gupta *（ケンブリッジ⼤学、イギリス）“中和班”

オミクロン株（BA.1系統）に関する研究①
Meng et al,Nature, 2022.#*

デルタ株

Regeneron

オミクロン株Kei Sato (me) *IMSUT
Terumasa Ikeda
Kumamoto U

オミクロンBA.1株は、・ワクチンによる中和抗体がほぼ効かない・TMPRSS2⾮依存的な細胞侵⼊経路を好む

Akatsuki Saito
U Miyazaki
Takamasa Ueno
Kumamoto U
Kotaro Shirakawa
Kyoto UDr. Ravi Gupta *（ケンブリッジ⼤学、イギリス）“中和班”

Hoﬀmann & Pöhlmann,
Nat Microbiol, 2021.

オミクロン株（BA.1系統）に関する研究②
Suzuki et al,
Nature, 2022.*
Kei Sato (me) *IMSUT
Takasuke Fukuhara*
Hokkaido U
Hoﬀmann & Pöhlmann,
Nat Microbiol, 2021.

Keita Matsuno*
Hokkaido UTakashi Irie
Hiroshima U
Terumasa Ikeda
Kumamoto U“病原性班”

オミクロン株は、・TMPRSS2 usageに関連する、スパイクタンパク質の開裂効率がきわめて低い・細胞融合活性が低い

オミクロン株（BA.1系統）に関する研究②
Suzuki et al,
Nature, 2022.*
Kei Sato (me) *IMSUT
Takasuke Fukuhara*
Hokkaido U
Keita Matsuno*
Hokkaido U
Takashi Irie
Hiroshima U
Terumasa Ikeda
Kumamoto U“病原性班”

オミクロン株は、・病原性が低い・ヒト集団での伝播⼒が⾼い（デルタ株の2〜5倍）

デルタ株とオミクロン株の研究からわかってきたこと
感染後1, 3⽇⽬の肺⾨部の細気管⽀の免疫染⾊（茶︓CoV-2 Nタンパク質）

⼤細胞融合活性病
原性⼩従来株（B.1.1）

オミクロン株

オミクロン株細気管⽀上⽪細胞に感染→（スパイクタンパク質の開裂効率が低いので）細胞融合活性が低く、肺の内部・実質にほとんど浸潤しない（できない）→軽傷＊ただしそのせいで、気管⽀上⽪に留まり続けるので、呼気にウイルスが多量に含まれ続ける︖→⾼い伝播効率の⼀因︖

デルタ株

スパイクタンパク質の開裂効率

デルタ株
細気管⽀上⽪細胞に感染→（スパイクタンパク質の開裂効率が⾼いので）細胞融合活性が⾼く、どんどん肺の内部・実質に浸潤→肺全体に感染→重症化

システムウイルス学研究の今後の展望
ミクロ< nmμm, mm

構造⽣物学
細胞⽣物学
（タンパク質構造解析） （ウイルス感染実験）

マクロm, km <cm

病理学、免疫学（動物実験）

疫学、バイオインフォマ
ティクス（流⾏動態推定）

ミクロからマクロまで、「ウイルス」に関するさまざまな側⾯を多⾓的かつ統合的に理解するシステムウイルス学の創⽣・開拓

Acknowledgments – G2P-Japan member (June 2022)←研究室ウェブサイト
（公募情報あり）研究室Twitter →Acknowledgments – Lab member (April 2022)←研究室ウェブサイト
（公募情報あり）研究室Twitter →←研究室ウェブサイト
（公募情報あり）研究室Twitter →Thanks for your kind attention J