抗原ドリフト

抗原ドリフトはウイルスの遺伝的変異の一種で、宿主の抗体が認識するウイルス表面タンパク質をコードするウイルス遺伝子の変異の蓄積から生じます。その結果、以前の株による感染を防いだ抗体によって効果的に抑制されない新しい株のウイルス粒子が生じます。これにより、変化したウイルスが部分的に免疫のある集団全体に広がりやすくなります。抗原ドリフトは、インフルエンザ Aウイルスとインフルエンザ Bウイルスの両方で発生します。

(抗原シフトと遺伝的浮動という 2 つの非常によく似た用語が混ざり合って混乱が生じることがあります。抗原シフトは密接に関連したプロセスで、2 つ以上のウイルスの遺伝物質が混ざり合ったときにウイルスの表面タンパク質に生じる劇的な変化を指します。遺伝的浮動はまったく異なり、適用範囲がはるかに広く、DNA の機能に干渉せず自然選択では確認されないランダムな突然変異が DNA 配列に徐々に蓄積されることを指します。)

免疫系がウイルスを認識するのは、ウイルス粒子の表面にある抗原が、これらの抗原に特異的な免疫受容体に結合するときです。これらの受容体は、血流中の抗体の場合もあれば、免疫系細胞の表面にある同様のタンパク質の場合もあります。この認識は、鍵が錠前を認識するように、非常に正確です。感染後またはワクチン接種後、体はこれらのウイルス特異的免疫受容体をさらに多く生成し、この特定のウイルス株による再感染を防ぎます。これを獲得免疫と呼びます。しかし、ウイルスのゲノムは常に変異しており、これらの抗原の新しい形態を生み出しています。これらの新しい抗原の形態の 1 つが古い抗原と十分に異なる場合、抗体または免疫細胞受容体に結合しなくなり、以前の感染またはワクチン接種のために元のウイルス株に免疫があった人々に、変異ウイルスが感染できるようになります。

1940年代に、モーリス・ヒルマンはインフルエンザウイルスが変化する最も一般的な方法である抗原ドリフトを発見しました。^{[1] [2] [3] [4]} 2番目のタイプの変化は、これもヒルマンによって発見された抗原シフトであり、^{[1] [2]}ウイルスが遠縁のインフルエンザウイルスからその表面タンパク質遺伝子の1つの完全に新しいバージョンを獲得します。抗原ドリフトの速度は、流行の期間と宿主の免疫の強さという2つの特性に依存します。流行が長引くと、選択圧が長期間継続し、宿主の免疫応答が強くなると、新しい抗原の開発に対する選択圧が高まります。^[5]

インフルエンザウイルスでは、2つの関連抗原は表面タンパク質、ヘマグルチニンとノイラミニダーゼです。^[6] ヘマグルチニンは宿主上皮細胞への結合と侵入を担い、ノイラミニダーゼは宿主細胞から新しいウイルス粒子が芽生えるプロセスに関与しています。 ^[7] 宿主免疫系によって認識されるヘマグルチニンとノイラミニダーゼタンパク質上の部位は、常に選択圧を受けています。抗原ドリフトは、ヘマグルチニンとノイラミニダーゼ遺伝子の小さな変異によって、既存の宿主免疫系がタンパク質を認識できないようにすることで、これらの宿主免疫系を回避します。^[8]抗原ドリフトは、インフルエンザ株間で遺伝的および抗原的に変化する継続的なプロセスです。^[9]

ヒト集団では、免疫（ワクチン接種）個体は、受容体結合活性を高めるヘマグルチニン遺伝子の単一点突然変異に対する選択圧を及ぼし、一方、未感作個体は、受容体結合活性を低下させる単一点突然変異に対する選択圧を及ぼす。 ^[8]これらの動的な選択圧は、ヘマグルチニン遺伝子で観察される急速な進化を促進する。具体的には、ヘマグルチニン遺伝子のHA1ドメイン内の18の特定のコドンが、コードされるアミノ酸を変化させる正の選択を受けていることが確認されている。^[10]抗原ドリフトの課題に対処するには、季節性、流行性、パンデミックインフルエンザに対するヘテロ変異株に対する広範な防御を与えるワクチンが必要である。^[11]

すべてのRNAウイルスと同様に、インフルエンザの突然変異は頻繁に発生します。これは、ウイルスのRNAポリメラーゼに校正機構がないためであり、その結果、1 × 10 ⁻³およびウイルスゲノム複製中に、1サイトあたり年間8 × 10−3回^{の置換が起こる。 [9]} 表面タンパク質の変異により、ウイルスは宿主の免疫をある程度回避することができ、免疫回避を最も高めるこれらの変異の数と場所は、10年以上にわたって重要な研究テーマとなっている。^{[12] [13] [14]}

抗原ドリフトは、2003～2004 年のインフルエンザシーズンにインフルエンザ H3N2変異株 A/Fujian/411/2002が流行したように、過去にも例年よりもインフルエンザの流行が激しい原因となってきた。すべてのインフルエンザ ウイルスは何らかの形で抗原ドリフトを起こすが、インフルエンザ A ウイルスで最も顕著である。^{[引用が必要]}

抗原ドリフトは、ウイルスの遺伝子セグメントの再集合を指す抗原シフトと混同してはならない。また、集団遺伝学の重要なメカニズムであるランダム遺伝ドリフトとも異なる。^[要出典]

• 抗原シフト
• 原初抗原罪

• Boni MF (2008 年 7 月)。 「インフルエンザにおけるワクチン接種と抗原ドリフト」。ワクチン26 ( Suppl 3): C8–14。doi : 10.1016/  j.vaccine.2008.04.011。PMC 2603026。PMID  18773534。
• Gog JR (2008 年 7 月)。「インフルエンザのダイナミクスに対する進化的制約の影響」。ワクチン。26 (Suppl 3): C15–24。doi :10.1016/ j.vaccine.2008.04.008。PMID 18773528  。

• 抗原ドリフトの図
• 技術的な定義 2014-05-12にWayback Machineでアーカイブ