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コロナウイルスは、哺乳類や鳥類に病気を引き起こす、関連性の高いRNAウイルスのグループです。ヒトや鳥類では、軽症から致死的なものまで、様々な呼吸器感染症を引き起こします。ヒトにおける軽症の病気には、風邪（主にライノウイルスなど他のウイルスによっても引き起こされる）が含まれますが、より致死性の高い種類は、SARS、MERS、COVID-19を引き起こす可能性があります。牛や豚では下痢を引き起こし、マウスでは肝炎や脳脊髄炎を引き起こします。
コロナウイルスは、コロナウイルス科、ニドウイルス目、リボウイルス界に属するオルソコロナウイルス亜科 を構成します。[ 3 ] [ 4 ]これらは、プラス鎖一本鎖RNAゲノムとらせん対称のヌクレオカプシドを持つエンベロープウイルスです。[ 5 ]コロナウイルスのゲノムサイズは約26～32キロベースで、RNAウイルスの中で最大級です。[ 6 ]コロナウイルスは、表面から突き出た特徴的な棍棒状のスパイクを持ち、電子顕微鏡写真では恒星コロナを連想させる画像を作り出し、これがコロナウイルスの名前の由来となっています。[ 7 ]
「コロナウイルス」という名前は、ラテン語のcorona（「王冠」または「花輪」を意味する）に由来し、これはギリシャ語のκορώνη korṓnē（「花輪、花輪」）からの借用語である。[ 8 ] [ 9 ]この名前は、ヒトコロナウイルスを最初に観察し研究したジューン・アルメイダとデビッド・ティレルによって造語された。 [ 10 ]この言葉は、1968 年に、ウイルス学者の非公式グループが、新しいウイルスのファミリーを指定するために、雑誌Natureで初めて印刷物として使用した。 [ 7 ]この名前は、電子顕微鏡で見たビリオン（ウイルスの感染形態）の特徴的な外観を指しており、大きな球根状の表面突起の縁があり、太陽コロナまたはハローを思わせる画像を作り出している。[ 7 ] [ 10 ]この形態は、ウイルスの表面にあるタンパク質であるウイルスのスパイクペプロマーによって作られる。 [ 11 ]
コロナウイルスという学名は、 1971 年に国際ウイルス命名委員会 (後に国際ウイルス分類委員会に改名)によって属名として承認されました。 [ 12 ]新種の数が増えるにつれて、2009 年にこの属はAlphacoronavirus、Betacoronavirus、Deltacoronavirus、Gammacoronavirusの 4 つの属に分割されました。 [ 13 ]コロナウイルスという一般名は、 Orthocoronavirinae亜科のどのメンバーを指す場合にも使用されます。[ 4 ] 2020 年現在、45 種が公式に認められています。[ 14 ]
2021年の複数の研究によると、コロナウイルスの最近共通祖先（MRCA）は、最も初期のコロナウイルスの流行時に東アジアで約21,000〜25,000年前に出現した可能性があることが判明しました。研究者らは、東アジア人の集団における42のコロナウイルス特異的ウイルス相互作用タンパク質（CoV-VIP）が、この古代の流行中に選択された可能性が最も高く、ウイルスが東アジア人の祖先における適応反応を促進したことを発見しました。[ 15 ] [ 16 ]コロナウイルスの4つの既知の属、アルファコロナウイルス、ベータコロナウイルス、ガンマコロナウイルス、デルタコロナウイルスは、約2,400〜3,300年前にコウモリと鳥のコロナウイルスの祖先に分かれました。コウモリのコロナウイルスは、哺乳類に感染するアルファコロナウイルスとベータコロナウイルスの種を生み出し、鳥のコロナウイルスは、鳥に感染するガンマコロナウイルスとデルタコロナウイルスを生み出しました。[ 17 ]
動物におけるコロナウイルス感染の最初の報告は、北米で飼育鶏の急性呼吸器感染症が発生した1920年代後半にありました。[ 18 ] 1931年にアーサー・シャルクとMCホーンは、ノースダコタ州で鶏の新しい呼吸器感染症を記述した最初の詳細な報告を行いました。生まれたばかりのヒナの感染は、喘ぎと無気力で、死亡率は40～90%と高かった。[ 19 ] 1933年にリーランド・デイビッド・ブッシュネルとカール・アルフレッド・ブランドリーは、感染症の原因となるウイルスを分離しました。 [ 20 ]このウイルスは当時、伝染性気管支炎ウイルス（IBV）として知られていました。1937年にチャールズ・D・ハドソンとフレッド・ロバート・ボーデットは初めてこのウイルスを培養しました。[ 21 ]この標本はボーデット株として知られるようになりました。 1940年代後半には、脳疾患（マウス脳炎）を引き起こすJHMと、マウスに肝炎を引き起こすマウス肝炎ウイルス（MHV）という2つの動物コロナウイルスが発見された。[ 22 ]当時、これら3つの異なるウイルスが関連しているとは認識されていなかった。[ 23 ] [ 12 ]
ヒトコロナウイルスは、1960年代に英国と米国で2つの異なる方法を用いて発見されました[24][25][26]。英国医学研究評議会の風邪ユニットで働いていたECケンドール、マルコム・バイノー、デビッド・ティレルは、1961年にB814と命名された特異な風邪ウイルスを収集しました[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]。このウイルスは、ライノウイルス、アデノウイルス、その他の既知の風邪ウイルスの培養に成功した標準的な技術では培養できませんでした。1965年、ティレルとバイノーは、ヒト胎児気管の器官培養でこの新規ウイルスを継代培養することにより、培養に成功しました[ 30 ]。この新しい培養方法は、ベルティル・ホーンによって研究室に導入されました。[ 31 ]分離されたウイルスをボランティアに鼻腔内接種すると風邪を引き起こし、エーテルで不活化されたことから、脂質エンベロープを持つことが示唆された。[ 27 ] [ 32 ] 1962 年、シカゴ大学のドロシー・ハムレとジョン・プロックナウは医学生から新しい風邪を分離した。彼らは腎臓組織培養でウイルスを分離・増殖させ、229E と命名した。この新しいウイルスはボランティアに風邪を引き起こし、B814 と同様にエーテルで不活化された。[ 33 ] [ 34 ]
ロンドンのセント・トーマス病院のスコットランド人ウイルス学者ジューン・アルメイダは、ティレルと共同で、1967年にIBV、B814、229Eの構造を比較した。[ 35 ] [ 36 ]電子顕微鏡を用いて、3つのウイルスは全体的な形状と特徴的な棍棒状のスパイクによって形態的に関連していることが示された。[ 37 ]同年、国立衛生研究所の研究グループは、器官培養を用いてこの新しいウイルス群の別のメンバーを分離し、サンプルの1つをOC43（OCは器官培養の略）と名付けた。 [ 38 ] B814、229E、IBVと同様に、新しい風邪ウイルスOC43は、電子顕微鏡で観察すると特徴的な棍棒状のスパイクを持っていた。[ 39 ] [ 40 ]
IBVに似た新しい風邪ウイルスは、形態学的にマウス肝炎ウイルスとも関連していることがすぐに明らかになった。[ 22 ]この新しいウイルス群は、その特徴的な形態学的外観からコロナウイルスと名付けられた。[ 7 ]ヒトコロナウイルス229EとヒトコロナウイルスOC43は、その後数十年にわたって研究され続けた。[ 41 ] [ 42 ]コロナウイルス株B814は失われてしまった。それが現在存在するヒトコロナウイルスのどれであるかは不明である。[ 43 ]その後、 2003年のSARS-CoV、 2003年のHCoV NL63、2004年のHCoV HKU1 、2013年のMERS-CoV、2019年のSARS-CoV-2など、他のヒトコロナウイルスが同定された。 [ 44 ]また、1960年代以降、多数の動物コロナウイルスが同定されている。[ 45 ]
コロナウイルスは、独特の表面突起を持つ、大きくてほぼ球形の粒子です。[ 46 ]その大きさは非常に多様で、平均直径は80 ～120 nmです。極端な大きさは直径50～200 nmであることが知られています。[ 47 ]総分子量は平均40,000 kDaです。ウイルスは、多数のタンパク質分子が埋め込まれたエンベロープに包まれています。[ 48 ]脂質二重層のエンベロープ、膜タンパク質、およびヌクレオカプシドは、ウイルスが宿主細胞の外にいるときにウイルスを保護します。[ 49 ]
ウイルスエンベロープは、膜（M）、エンベロープ（E）、スパイク（S）構造タンパク質が固定された脂質二重層で構成されています。[ 50 ]脂質二重層におけるE:S:Mのモル比は約1:20:300です。[ 51 ] Eタンパク質とMタンパク質は、脂質二重層と結合してウイルスエンベロープの形状を形成し、そのサイズを維持する構造タンパク質です。[ 52 ] Sタンパク質は宿主細胞との相互作用に必要です。しかし、ヒトコロナウイルスNL63は、宿主細胞との結合部位がSタンパク質ではなくMタンパク質にあるという点で特異です。[ 53 ]エンベロープの直径は85 nmです。電子顕微鏡写真では、ウイルスのエンベロープは、電子密度の高い殻（ウイルス粒子をスキャンするために使用される電子ビームに対して比較的不透明な殻）の明確なペアとして現れます。[ 54 ] [ 52 ]
Mタンパク質はエンベロープの主要な構造タンパク質であり、全体の形状を決定づけるIII型膜タンパク質です。218～263個のアミノ酸残基からなり、厚さ7.8 nmの層を形成します 。[ 48 ]短いN末端エクトドメイン、3回膜貫通ドメイン、C末端エンドドメインの3つのドメインを持ちます。C末端ドメインはマトリックス状の格子を形成し、エンベロープの厚みを増します。種によって、タンパク質のアミノ末端ドメインにN結合型またはO結合型の糖鎖が存在する場合があります。Mタンパク質は、ウイルスのライフサイクルの組み立て、出芽、エンベロープ形成、病原性の各段階で重要な役割を果たします。[ 55 ]
Eタンパク質はマイナーな構造タンパク質であり、種によって大きく異なります。[ 47 ]コロナウイルス粒子にはEタンパク質分子が約20コピーしか存在しません。[ 51 ]サイズは8.4～12 kDaで、76～109個のアミノ酸から構成されています。[ 47 ]膜貫通タンパク質（脂質二重層に埋め込まれている）であり、膜貫通ドメインと膜外C末端ドメインの2つのドメインを持っています。ほぼ完全にαヘリックス構造で、単一のαヘリックス膜貫通ドメインを持ち、脂質二重層に五量体（5分子）イオンチャネルを形成します。ビリオンの組み立て、細胞内輸送、形態形成（出芽）に関与しています。[ 48 ]
スパイクはコロナウイルスの最も特徴的な構造であり、コロナ状またはハロー状の表面を形成します。コロナウイルス粒子は平均して74個の表面スパイクを持っています。[ 56 ]各スパイクは約20 nmの長さで、 Sタンパク質の三量体 で構成されています。Sタンパク質は、S1サブユニットとS2サブユニットで構成されています。ホモ三量体のSタンパク質は、ウイルスと宿主細胞間の受容体結合と膜融合を媒介するクラスI融合タンパク質です。S1サブユニットはスパイクの頭部を形成し、受容体結合ドメイン（RBD）を持っています。S2サブユニットは、スパイクをウイルスエンベロープに固定するステムを形成し、プロテアーゼ活性化により融合を可能にします。2つのサブユニットは、宿主細胞膜に結合するまで、ウイルスの表面に露出しているため、非共有結合で結合したままです。[ 48 ]機能的に活性な状態では、3つのS1が2つのS2サブユニットに結合しています。サブユニット複合体は、ウイルスが宿主細胞に結合して融合する際に、宿主細胞のカテプシンファミリーや膜貫通型プロテアーゼセリン2 （TMPRSS2）などのプロテアーゼの作用により、個々のサブユニットに分裂する。[ 57 ]
S1タンパク質は感染において最も重要な構成要素です。また、宿主細胞特異性に関与するため、最も多様な構成要素でもあります。S1タンパク質は、N末端ドメイン（S1-NTD）とC末端ドメイン（S1-CTD）という2つの主要なドメインを持ち、どちらも受容体結合ドメインとして機能します。NTDは宿主細胞表面の糖を認識して結合します。例外として、MHV NTDはタンパク質受容体である癌胎児性抗原関連細胞接着分子1 （CEACAM1）に結合します。S1-CTDは、アンジオテンシン変換酵素2（ACE2）、アミノペプチダーゼN（APN）、ジペプチジルペプチダーゼ4 （DPP4）などの様々なタンパク質受容体を認識する役割を担っています。[ 48 ]
コロナウイルスの一部（特にベータコロナウイルスAサブグループのメンバー）は、ヘマグルチニンエステラーゼ（HE）と呼ばれる短いスパイク状の表面タンパク質も持っています。 [ 45 ] HEタンパク質は、約400個のアミノ酸残基からなるホモ二量体として存在し、 サイズは40～50 kDaです。これらは、スパイクの間に埋め込まれた長さ5～7 nmの小さな表面突起として現れます。これらは、宿主細胞への付着と脱離を助けます。[ 58 ]
エンベロープの内側にはヌクレオカプシドがあり、これはヌクレオカプシド（N）タンパク質の複数のコピーから形成され、連続したビーズ・オン・ア・ストリング型の構造で正のセンス一本鎖RNAゲノムに結合している。 [ 52 ] [ 59 ] Nタンパク質は43～50 kDaのリン酸化タンパク質で、3つの保存ドメインに分かれている。タンパク質の大部分はドメイン1と2で構成されており、これらは通常アルギニンとリジンに富んでいる。ドメイン3は短いカルボキシ末端を持ち、塩基性アミノ酸残基よりも酸性アミノ酸残基が多いため、正味の負電荷を持つ。[ 47 ]
コロナウイルスは、プラス鎖一本鎖RNAゲノムを持つ。コロナウイルスのゲノムサイズは26.4～31.7キロベースである。[ 6 ]ゲノムサイズはRNAウイルスの中で最大級である。ゲノムは5'メチル化キャップと3'ポリAテールを持つ。[ 52 ]
コロナウイルスのゲノム構成は、5′-リーダー-UTR-レプリカーゼ（ORF1ab）-スパイク（S）-エンベロープ（E）-膜（M）-ヌクレオカプシド（N）-3′UTR-ポリ（A）テールである。ゲノムの最初の3分の2を占めるオープンリーディングフレーム1aと1bは、レプリカーゼポリタンパク質（pp1ab）をコードしている。レプリカーゼポリタンパク質は自己切断して16個の非構造タンパク質（nsp1～nsp16）を形成する。 [ 52 ]
後期のリーディングフレームは、スパイク、エンベロープ、膜、ヌクレオカプシドの4つの主要な構造タンパク質をコードしている。[ 60 ]これらのリーディングフレームの間には、補助タンパク質のリーディングフレームが散在している。補助タンパク質の数とその機能は、特定のコロナウイルスによって異なる。[ 52 ]
感染は、ウイルスのスパイクタンパク質が宿主細胞の相補的な受容体に結合することから始まります。結合後、宿主細胞のプロテアーゼが受容体に結合したスパイクタンパク質を切断して活性化します。利用可能な宿主細胞プロテアーゼに応じて、切断と活性化により、ウイルスはエンドサイトーシスまたはウイルスエンベロープと宿主膜の直接融合によって宿主細胞に侵入することができます。[ 61 ]
コロナウイルスは、細胞表面の細胞膜と脂質エンベロープが融合するか、エンドサイトーシスによる内部侵入のいずれかによって細胞に侵入することができる。[ 62 ]
切断部位の挿入は、異なるプロテアーゼと接触した際にスパイクの無差別切断を可能にすることで、様々な細胞型におけるウイルスの侵入を促進する可能性がある。[ 63 ]
宿主細胞に侵入すると、ウイルス粒子は脱殻され、そのゲノムが細胞質に入る。コロナウイルスのRNAゲノムは5'メチル化キャップと3'ポリAテールを持ち、メッセンジャーRNAのように機能し、宿主細胞のリボソームによって直接翻訳される。宿主リボソームは、ウイルスゲノムの最初の重複オープンリーディングフレームORF1aとORF1bを2つの大きな重複ポリタンパク質pp1aとpp1abに翻訳する。[ 52 ]
より大きなポリタンパク質pp1abは、スリッパリー配列（UUUAAAC）とオープンリーディングフレームORF1aの末端にある下流のRNAシュードノットによって引き起こされる-1リボソームフレームシフトの結果である。 [ 47 ]リボソームフレームシフトにより、ORF1aに続いてORF1bの連続翻訳が可能になる。[ 52 ]
ポリタンパク質は、 それぞれ独自のプロテアーゼであるPLpro（nsp3）と3CLpro（nsp5）を持ち、これらがポリタンパク質を異なる特定の部位で切断します。ポリタンパク質pp1abの切断により、16個の非構造タンパク質（nsp1～nsp16）が生成されます。生成されるタンパク質には、 RNA依存性RNAポリメラーゼ（nsp12）、RNAヘリカーゼ（nsp13）、エキソリボヌクレアーゼ（nsp14）などの様々な複製タンパク質が含まれます。[ 52 ]
非構造タンパク質のいくつかが集まって、多タンパク質レプリカーゼ・トランスクリプターゼ複合体（RTC）を形成する。主要なレプリカーゼ・トランスクリプターゼタンパク質はRNA依存性RNAポリメラーゼ（RdRp）である。これはRNA鎖からのRNAの複製と転写に直接関与している。複合体内の他の非構造タンパク質は、複製と転写のプロセスを補助する。例えば、エキソリボヌクレアーゼ非構造タンパク質は、 RNA依存性RNAポリメラーゼにはない校正機能を提供することで、複製の忠実度を高める。 [ 64 ]
複製– この複合体の主な機能の 1 つは、ウイルスゲノムを複製することです。RdRp は、正のセンスゲノム RNA から負のセンスゲノム RNA の合成を直接媒介します。これに続いて、負のセンスゲノム RNA から正のセンスゲノム RNA が複製されます。[ 52 ]
転写– この複合体のもう 1 つの重要な機能は、ウイルスゲノムを転写することです。RdRp は、正のセンスゲノム RNA から負のセンスサブゲノム RNA 分子の合成を直接媒介します。このプロセスに続いて、これらの負のセンスサブゲノム RNA 分子が対応する正のセンスmRNAに転写されます。[ 52 ]サブゲノム mRNA は、共通の 5' ヘッドと部分的に重複した 3' エンドを持つ「ネストされたセット」を形成します。[ 65 ]
組換え– レプリカーゼ-転写酵素複合体は、少なくとも 2 つのウイルスゲノムが同じ感染細胞内に存在する場合にも遺伝子組換えを起こすことができる。 [ 65 ] RNA 組換えは、コロナウイルス種内の遺伝的多様性、コロナウイルス種が宿主間を移動する能力、そしてまれに新規コロナウイルスの出現を決定する主要な原動力であると考えられる。[ 66 ] コロナウイルスにおける組換えの正確なメカニズムは不明であるが、ゲノム複製中のテンプレートスイッチングが関与している可能性が高い。[ 66 ]
複製されたプラス鎖ゲノムRNAは、子孫ウイルスのゲノムとなる。mRNAは、最初の重複する読み取り枠の後のウイルスゲノムの最後の3分の1の遺伝子転写物である。これらのmRNAは、宿主のリボソームによって構造タンパク質と多くの補助タンパク質に翻訳される。[ 52 ] RNA翻訳は小胞体内で起こる。ウイルスの構造タンパク質S、E、Mは、分泌経路に沿ってゴルジ中間区画に移動する。そこで、Mタンパク質は、ヌクレオカプシド への結合後にウイルスの組み立てに必要なタンパク質間相互作用の大部分を指示する。子孫ウイルスは、分泌小胞を介したエキソサイトーシスによって宿主細胞から放出される。放出されたウイルスは、他の宿主細胞に感染することができる。[ 67 ]
感染した保菌者はウイルスを環境中に排出することができる。コロナウイルスのスパイクタンパク質と相補的な細胞受容体との相互作用は、放出されたウイルスの組織指向性、感染性、および種範囲を決定する上で中心的な役割を果たす。 [ 47 ] [ 68 ]コロナウイルスは主に上皮細胞を標的とする。[ 45 ]コロナウイルスの種類に応じて、エアロゾル、媒介物、または糞口感染経路のいずれかによって、宿主から宿主へと伝播する。[ 69 ]
ヒトコロナウイルスは呼吸器系の上皮細胞に感染するが、動物コロナウイルスは一般的に消化管の上皮細胞に感染する。[ 45 ] 例えば、SARSコロナウイルスは、アンジオテンシン変換酵素2（ACE2）受容体に結合することにより、エアロゾル経路を介してヒトの肺の上皮細胞に感染する。 [ 70 ]伝染性胃腸炎コロナウイルス（TGEV）は、アラニンアミノペプチダーゼ（APN）受容体に結合することにより、糞口経路を介してブタの消化管の上皮細胞に感染する。[ 69 ] [ 52 ]
コロナウイルスは、コロナウイルス科、ニドウイルス目、リボウイルス界に属する 2つの亜科のうちの 1 つである Orthocoronavirinae 亜科を形成します。[2][3][4 ]これらは、アルファコロナウイルス、ベータコロナウイルス、ガンマコロナウイルス、デルタコロナウイルスの4つの属に分けられます。アルファコロナウイルスとベータコロナウイルスは哺乳類に感染し、ガンマコロナウイルスとデルタコロナウイルスは主に鳥類に感染します。[ 73 ] [ 74 ]
すべてのコロナウイルスの最近共通祖先（ MRCA）は紀元前8000年頃に存在していたと推定されているが、一部のモデルでは共通祖先を5500万年以上前に遡らせており、コウモリや鳥類との長期にわたる共進化を示唆している。[ 75 ]アルファコロナウイルス系統の最近共通祖先は紀元前2400年頃、ベータコロナウイルス系統は紀元前3300年頃、ガンマコロナウイルス系統は紀元前2800年頃、デルタコロナウイルス系統は紀元前3000年頃とされている。コウモリや鳥類は温血の飛翔脊椎動物であり、コロナウイルスの遺伝子プールにとって理想的な自然宿主である（コウモリはアルファコロナウイルスとベータコロナウイルスの宿主であり、鳥類はガンマコロナウイルスとデルタコロナウイルスの宿主である）。ウイルスを宿主とするコウモリや鳥類の種の数と世界的な分布範囲の広さにより、コロナウイルスの広範な進化と拡散が可能になった。[ 17 ] 2021年のいくつかの研究では、コロナウイルスの最近共通祖先は東アジアで約21,000〜25,000年前に出現した可能性があり、これは以前の推定値よりもかなり早いことが判明した。[ 15 ] [ 16 ]
多くのヒトコロナウイルスはコウモリに起源を持つ。[ 76 ]ヒトコロナウイルスNL63は、西暦1190年から1449年の間にコウモリコロナウイルス（ARCoV.2）と共通の祖先を持っていた。[ 77 ]ヒトコロナウイルス229Eは、西暦1686年から1800年の間にコウモリコロナウイルス（GhanaGrp1 Bt CoV）と共通の祖先を持っていた 。[ 78 ]さらに最近では、アルパカコロナウイルスとヒトコロナウイルス229Eは1960年以前のある時期に分岐した。 [ 79 ] MERS-CoVは、中間宿主であるラクダを介してコウモリからヒトに出現した。[ 80 ] MERS-CoVは、いくつかのコウモリコロナウイルス種と関連しているが、数世紀前にこれらから分岐したようである。[ 81 ]最も近縁なコウモリコロナウイルスとSARS-CoVは1986年に分岐した。[ 82 ] SARS-CoVの祖先は最初にコウモリ科のハナコウモリに感染し、その後、キクガシラコウモリ科のコウモリに広がり、次にジャコウネコ科のハナコウモリに広がり、最終的にヒトに感染した。[ 83 ] [ 84 ]
他のベータコロナウイルスとは異なり、ベータコロナウイルス1種およびエンベコウイルス亜属のウシコロナウイルスは、コウモリではなくげっ歯類に由来すると考えられている。 [ 76 ] [ 85 ] 1790年代には、ウマコロナウイルスが種間伝播の後、ウシコロナウイルスから分岐した。[ 86 ]その後1890年代には、ヒトコロナウイルスOC43が別の種間伝播イベントの後、ウシコロナウイルスから分岐した。[ 87 ] [ 86 ] 1890年のインフルエンザパンデミックは、関連する時期、神経学的症状、およびパンデミックの未知の原因物質から、インフルエンザウイルスではなく、この伝播イベントによって引き起こされた可能性があると推測されている。[ 88 ]呼吸器感染症を引き起こすことに加えて、ヒトコロナウイルスOC43は神経疾患にも関与している疑いがある。[ 89 ] 1950年代に、ヒトコロナウイルスOC43は現在の遺伝子型に分岐し始めた。[ 90 ]系統発生的に、マウスの肝臓と中枢神経系に感染するマウス肝炎ウイルス（マウスコロナウイルス）は、[ 91 ]ヒトコロナウイルスOC43およびウシコロナウイルスと関連している。ヒトコロナウイルスHKU1も、前述のウイルスと同様に、げっ歯類に起源を持つ。[ 76 ]
コロナウイルスは、リスク要因が大きく異なります。MERS -CoVのように感染者の 30% 以上を死に至らしめるものもあれば、風邪のように比較的無害なものもあります。[ 52 ]コロナウイルスは、発熱やアデノイドの腫れによる喉の痛みなど、主な症状を伴う風邪を引き起こすことがあります。[ 92 ]コロナウイルスは、肺炎（直接的なウイルス性肺炎または二次的な細菌性肺炎）や気管支炎（直接的なウイルス性気管支炎または二次的な細菌性気管支炎）を引き起こすことがあります。 [ 93 ] 2003 年に発見された重症急性呼吸器症候群（SARS）を引き起こすヒトコロナウイルスSARS-CoVは、上気道と下気道の両方の感染症を引き起こすため、独特の病原性を持っています。[ 93 ]
ヒトコロナウイルスは6種類が知られており、そのうち1種類はさらに2つの異なる株に細分化されているため、ヒトコロナウイルスは合計7つの株に分類される。
4種類のヒトコロナウイルスは、過去にはより攻撃的であった可能性があると主張されているものの、一般的には軽度の症状を引き起こします。[ 94 ]
ヒトコロナウイルスのうち3種類は、重篤な症状を引き起こす可能性がある。
これらはそれぞれ、一般的にSARS、MERS、COVID-19と呼ばれる病気を引き起こします。
風邪は通常ライノウイルスによって引き起こされますが、[ 95 ]約15%の症例ではコロナウイルスが原因となっています。[ 96 ]ヒトコロナウイルスHCoV-OC43、HCoV-HKU1、HCoV-229E、およびHCoV-NL63は、世界中の成人および小児のヒト集団で常に循環しており、一般的に軽度の風邪の症状を引き起こします。[ 89 ]これら4つの軽度のコロナウイルスは、温帯気候では冬に季節的な発生が見られます。[ 97 ] [ 98 ]熱帯気候 では、どの季節にも優勢はありません。[ 99 ]
2003年、前年にアジアで始まった重症急性呼吸器症候群（SARS）の流行と、世界各地での二次感染を受けて、世界保健機関（WHO）は、複数の研究所で特定された新型コロナウイルスがSARSの原因物質であると発表するプレスリリースを発表した。このウイルスは正式にSARSコロナウイルス（SARS-CoV）と命名された。29の国と地域で8,000人以上が感染し、少なくとも774人が死亡した。[ 109 ] [ 71 ]
2012 年 9 月、新型コロナウイルスが特定され、当初は 2012 年新型コロナウイルスと呼ばれ、現在は正式に中東呼吸器症候群コロナウイルス (MERS-CoV) と命名されています。[ 110 ] [ 111 ]世界保健機関 (WHO) はその後すぐに世界的な警告を発しました。[ 112 ] 2012 年 9 月28 日の WHO の最新情報 では、このウイルスは人から人へ容易には感染しないようだと述べられています。[ 113 ]しかし、2013 年 5 月 12 日、フランス社会保健省により、フランスで人から人への感染 例が確認されました。 [ 114 ]さらに、チュニジア保健省からも人から人への感染例が報告されています。確認された 2 つの症例は、カタールとサウジアラビアへの訪問後に病気になった亡くなった父親から病気になったと思われる人々に関するものでした。これにもかかわらず、感染した人のほとんどはウイルスを伝染させないため、このウイルスは人から人へ広がるのに苦労しているようです。[ 115 ] 2013年10月30日までに、サウジアラビアでは124件の症例と52人の死亡が確認された。[ 116 ]
オランダのエラスムス医療センターがウイルスの配列を決定した後、ウイルスはヒトコロナウイルス-エラスムス医療センター（HCoV-EMC）という新しい名前が付けられました。ウイルスの最終的な名前は中東呼吸器症候群コロナウイルス（MERS-CoV）です。米国での唯一の症例（両方とも生存）は2014年5月に記録されました。[ 117 ]
2015年5月、中東に渡航歴のある男性がソウル地域の4つの病院を受診したことで、韓国でMERS-CoVのアウトブレイクが発生した。これは中東以外では最大規模のMERS-CoVアウトブレイクの一つとなった。 [ 118 ] 2019年12月現在、MERS-CoV感染は検査で2,468例確認されており、うち851例が死亡、死亡率は約34.5%となっている。[ 119 ]
2019年12月、中国の武漢で肺炎の発生が報告された。[ 120 ] 2019年12月31日、この発生は新型コロナウイルス株に起因することが判明し、[ 121 ]世界保健機関によって暫定的に2019-nCoVと命名され、[ 122 ] [ 123 ] [ 124 ]後に国際ウイルス分類委員会によってSARS-CoV-2と改名された。
2023年3月10日現在、 COVID-19パンデミックでは少なくとも6,881,955人[ 105 ]の死亡が確認され、 676,609,955人以上[ 105 ]の感染が確認されている。武漢株は、SARS-CoVと約70%の遺伝的類似性を持つグループ2Bのベータコロナウイルスの新株として特定されている[ 125 ] 。このウイルスはコウモリコロナウイルスと96%の類似性を持つため、コウモリ由来であると広く疑われている[ 126 ] [ 127 ] 。
マレーシアのウイルス性肺炎患者の保存サンプルを対象とした監視調査の中で、ウイルス学者は2018年にヒトに感染したイヌコロナウイルスの株を特定した。
コロナウイルスは、1930年代から獣医学において病理学的状態を引き起こすものとして認識されてきました。 [ 22 ] コロナウイルスは、豚、牛、馬、ラクダ、猫、犬、げっ歯類、鳥類、コウモリなど、さまざまな動物に感染します。[ 128 ] 動物関連のコロナウイルスの大部分は腸管に感染し、糞口感染経路で伝播します。[ 129 ]特に獣医学および人獣共通感染症に関心のあるウイルス学者によって、これらの動物コロナウイルスのウイルス病原性の解明に多大な研究努力が注がれてきました。[ 130 ]
コロナウイルスは家禽に感染します。[ 131 ] コロナウイルスの一種である伝染性気管支炎ウイルス（IBV）は、鳥類伝染性気管支炎を引き起こします。[ 132 ]このウイルスは、感染による死亡率が高く、急速に広がり、生産に影響を与えるため、養鶏業界にとって懸念事項となっています。 [ 128 ]このウイルスは、食肉生産と卵生産の両方に影響を与え、大きな経済的損失を引き起こします。[ 133 ]鶏では、伝染性気管支炎ウイルスは呼吸器系だけでなく泌尿生殖器系も標的とします。このウイルスは鶏のさまざまな臓器に広がる可能性があります。[ 132 ]このウイルスは、エアロゾルと糞便で汚染された食品によって伝染します。IBVに対するさまざまなワクチンが存在し、ウイルスとその変異株の拡散を制限するのに役立っています。[ 128 ]伝染性気管支炎ウイルスは、鳥類コロナウイルス種の多くの株の1つです。[ 134 ]鳥類コロナウイルスの別の株は七面鳥コロナウイルス（TCV）であり、七面鳥に腸炎を引き起こす。[ 128 ]
コロナウイルスは、豚の飼育や牛の飼育など、畜産業の他の分野にも影響を及ぼします。 [ 128 ]コウモリコロナウイルス HKU2に関連する豚急性下痢症候群コロナウイルス(SADS-CoV) は、豚に下痢を引き起こします。[ 135 ]豚流行性下痢ウイルス(PEDV) は、最近出現したコロナウイルスで、同様に豚に下痢を引き起こします。[ 136 ]アルファコロナウイルス 1種に属する伝染性胃腸炎ウイルス(TGEV )は、子豚に下痢を引き起こす別のコロナウイルスです。[ 137 ] [ 138 ] [ 139 ]牛産業では、ベータコロナウイルス 1種に属し、HCoV-OC43 に関連する牛コロナウイルス( BCV) が、子牛に重度の多発性腸炎を引き起こします。[ 140 ] [ 128 ]
コロナウイルスは、猫、犬、フェレットなどのペットに感染します。[ 131 ]猫コロナウイルスには2つの形態があり、どちらもアルファコロナウイルス1種に属します。[ 137 ]猫腸コロナウイルスは臨床的に重要性の低い病原体ですが、このウイルスの自然突然変異により、死亡率の高い猫伝染性腹膜炎（FIP）を引き起こす可能性があります。[ 128 ]犬に感染するコロナウイルスは2種類あります。アルファコロナウイルス1種に属する犬コロナウイルス（CCoV） [ 137 ]は、軽度の胃腸疾患を引き起こします。[ 128 ]ベータコロナウイルス1種に属し、HCoV-OC43に関連する犬呼吸器コロナウイルス（CRCoV） [ 140 ]は、呼吸器疾患を引き起こします。[ 128 ]同様に、フェレットに感染するコロナウイルスは2種類あります。[ 141 ]フェレット腸管コロナウイルスは、流行性カタル性腸炎（ECE）として知られる胃腸症候群と、フェレット全身性コロナウイルス（FSC）として知られる、より致死性の高い全身性ウイルス（猫のFIPなど）を引き起こします。[ 142 ] [ 143 ]
コロナウイルスは実験動物に感染します。[ 128 ]マウス肝炎ウイルス（MHV）は、マウスコロナウイルス種に属し、[ 144 ]特に実験用マウスのコロニーで高い死亡率を伴う流行性のマウス疾患を引き起こします。 [ 145 ] SARS-CoVが発見される前は、MHVは生体内および試験管内、そして分子レベルの両方で最もよく研究されたコロナウイルスでした。MHVのいくつかの株は、マウスに進行性の脱髄性脳炎を引き起こし、多発性硬化症のマウスモデルとして使用されてきました。[ 130 ]唾液腺炎ウイルス（SDAV）は、マウスコロナウイルス種の株であり、[ 144 ]実験用ラットの非常に感染力の強いコロナウイルスで、直接接触およびエアロゾルによる間接的な感染によって個体間で伝染します。ウサギ腸管コロナウイルスは、若いヨーロッパウサギに急性胃腸疾患および下痢を引き起こします。[ 128 ] 死亡率は高い。[ 146 ]
ヒトコロナウイルスSARS-CoV-2に対しては、さまざまな方法を用いた多数のワクチンが開発されている。[ 147 ] [ 148 ]また、ウイルスプロテアーゼ、ポリメラーゼ、侵入タンパク質など、ヒトコロナウイルスに対する抗ウイルス標的も特定されている。これらのタンパク質やウイルス複製のさまざまな段階を標的とする薬剤が開発中である。[ 149 ] [ 148 ]
動物コロナウイルスIBV、TGEV、およびイヌコロナウイルスに対するワクチンは入手可能ですが、その有効性は限られています。PEDVなどの伝染性の高い動物コロナウイルスの発生の場合、他の群れへの感染を防ぐために、豚の群れ全体を殺処分するなどの措置が用いられることがあります。[ 52 ]
2025年12月、世界保健機関は、COVID-19パンデミック、SARS、MERS、その他の呼吸器ウイルスに対する取り組みを基に、あらゆる種類のコロナウイルス感染症の脅威を管理するための初の統一戦略計画を発表した。[ 150 ]
保有しています（図1）[2,13,16]。
丸みを帯びた、または花びら状の突起の 200 Å の長さの「縁」も特徴的です...太陽コロナを
思わせるこの外観は、マウス肝炎ウイルスと、最近ヒトから分離されたいくつかのウイルス、すなわち株 B814、229E およびその他いくつかのウイルスに共通しています。
私たちは新しいウイルスの外観を詳しく調べ、それらの周りに一種の光輪のようなものがあることに気づきました。辞書を引いたところ、ラテン語の同義語である「コロナ」が見つかり、こうしてコロナウイルスという名前が誕生しました。
これらのウイルスは、宗教美術における
コロナ・スピナルム
のように、王冠に似た、大きくて特徴的な花びら状のペプロマーまたはスパイクの縁取りを示しました。そのため、コロナウイルスという名前が付けられました。
も抵抗性を示した。これらの異なるウイルスはその後失われ、実際には最近再発見された可能性がある。
平均直径は 78 nm であった (図 1A)。
図 10 を参照。
セクション: ビリオン構造を参照。
二重殻については
図 1 も参照してください。
参照。
図 1 を参照。
参照。
最後に、これらの結果は、以前の研究（33、44）の結果と合わせて、CoVが忠実性に関与する少なくとも3つのタンパク質（nsp12-RdRp、nsp14-ExoN、およびnsp10）をコードしていることを示唆しており、以前に説明したように、多タンパク質レプリカーゼ忠実性複合体の組み立てを支持しています（38）。
ライフサイクル—組み立てと放出
複数の宿主から分離された異なるSARS-CoV株は、ヒトACE2への結合親和性、ひいてはヒト細胞への感染性が異なる76, 78（図6b）
アルファコロナウイルスとベータコロナウイルスは哺乳類のみにみられますが、ガンマコロナウイルスとデルタコロナウイルスは主に鳥類に感染します。
コロナウイルスはげっ歯類に宿主がいる可能性がある[2] 。
これらの予測が正しければ、この観察結果は、HCoV-NL63 が西暦 1190 年から 1449 年の間にコウモリから発生した可能性があることを示唆しています。
西暦 1686 ～ 1800 年頃に存在していました。
を参照。
しかし、1889～1890 年のパンデミックは、ウシコロナウイルスがヒトに種間伝播した結果、HCoV-OC43 が出現したという別の仮説を推測したくなる。
参照。
{{cite journal}}: CS1メンテナンス: DOIは2025年12月現在非アクティブです（リンク）