ウイルス変異株に対する迅速抗原検査の仕組み

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ある研究では、迅速抗原検査により、過去および現在のSARS-CoV-2変異株と、将来の潜在的な変異株の99％以上のNタンパク質変異を認識することができた。

時間の経過とともに、SARS-CoV-2 (新型コロナウイルス感染症の原因となるウイルス) の多くの新たな変異種が出現しており、将来的にはさらに多くの変異種が発生することが予想されます。現在使用されている迅速抗原検査は、元の SARS-CoV-2 株に基づいて開発されました。将来の変異種は迅速抗原検査による検出を逃れる可能性があるとの懸念があった。

NIH の診断迅速化 (RADx®) 技術プログラムの資金提供を受けた研究で、研究チームは、市販の迅速抗原検査で過去および現在の懸念される変異株を検出できることを発見しました。研究チームはまた、潜在的なウイルスの変異が将来の検査パフォーマンスにどのような影響を与えるかを測定する方法も開発した。

迅速抗原検査は、抗原として知られる SARS-CoV-2 によって作られるタンパク質を検出します。この検査では通常、私たちの免疫システムが行うのと同じ方法で、この目的のために設計および製造された抗体を使用して、これらの抗原を検出します。ほとんどの抗原検査は、ヌクレオカプシドタンパク質 (N タンパク質) と呼ばれるタンパク質を対象としています。スパイクタンパク質を標的とするものもあります。市販の検査の多くは 2 つ以上の異なる抗体を使用します。

時間の経過とともにウイルスが変異すると、N タンパク質を構成する長い鎖の個々のアミノ酸が他のアミノ酸に置き換わる可能性があります。これらの変化の一部は、迅速検査の抗体がタンパク質に結合しなくなることを意味する可能性があります。

研究者らは、SARS-CoV-2 Nタンパク質のさまざまなバージョンの巨大なライブラリを作成した。彼らのライブラリには 8,000 近くの単一アミノ酸置換があり、これは N タンパク質の考えられるすべての変異の 99.5% 以上に相当します。

次に、それらの N タンパク質が 11 の市販の迅速抗原検査で使用される 17 の異なる抗体とどのように相互作用するかを測定しました。研究者らは、17 種類の抗体それぞれについて、N タンパク質のどの変異が抗体のタンパク質認識能力に影響を与えるかを文書化しました。

研究者らはまた、オミクロンBA.1までの多数の変異株に感染した新型コロナウイルス感染症患者のサンプルに対する迅速抗原検査もテストした。

この結果は、迅速抗原検査で使用された 17 個の抗体すべてが、過去および現在の懸念される変異体の N タンパク質変異を認識できたことを示しています。研究者らはほぼすべての考えられるNタンパク質変異に対する抗体をテストしたため、迅速なテストにより将来のウイルス変異体も認識できるはずだ。この迅速検査は、既知のSARS-CoV-2変異型を有する患者から採取したサンプルにも適用された。

迅速抗原検査は、新型コロナウイルス感染症の蔓延を遅らせるための重要なツールです。人々は自分が感染していると分かると、他の人へのウイルスの拡散を避けるために特別な措置を講じることができます。この研究からの情報は、特定の新しい SARS-CoV-2 変異株を認識しない可能性のある検査にフラグを立てるのに役立ちます。

研究者らは個々の変異の影響を調べたが、懸念される変異体の多くはNタンパク質に複数の変異を持っている。将来の研究では、複数の N タンパク質変異が抗体のタンパク質認識能力にどのような影響を与えるかを評価できる可能性があります。

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フランク、F.、キーン、MM、ラオ、A.、バシット、L.、リュー、X.、バウワーズ、HB、パテル、AB、カトー、ML、サリバン、JA、グリーンリーフ、M.、ピアンタドシ、A.、ワシントン州ラム、ウィスホ州ハドソン、EA オルトランド（2022 年）。深い変異スキャンにより、現在利用可能な迅速抗原検査の SARS-CoV-2 ヌクレオカプシド回避変異が特定されます。セル、185(19)、3603–3616.e13。 https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.08.010