数理科学を駆使した異分野融合生物学研究の最前線
2021-03-23 九州大学,京都大学,東京大学 国際高等研究所 ニューロインテリジェンス国際研究機構,科学技術振興機構,日本医療研究開発機構
九州大学 大学院理学研究院のキム・クァンス（Ｋｗａｎｇｓｕ Ｋｉｍ）特任助教、岩見 真吾 准教授は、米国 インディアナ大学 公衆衛生大学院の江島 啓介 助教らとの共同研究により、新型コロナウイルス感染症（ＣＯＶＩＤ－１９）に対する抗ウイルス薬剤治療が他のコロナウイルス感染症と比較して困難である理由の１つを解明しました。数理科学を駆使した今回の解析結果は、今後の臨床結果と比較することで検証を行い、データ解析の精度をさらに向上させます。
一般的に細胞から上気道（鼻・咽頭・喉頭）へ排出されるウイルス量がピークを迎える前に、ウイルス複製阻害薬剤の投与を開始することが、体内のウイルス排出量を減少させるために重要であることは、インフルエンザなどの臨床試験からも知られています。
研究グループは、ＣＯＶＩＤ－１９に加えて、過去に流行した中東呼吸器症候群（ＭＥＲＳ）および重症急性呼吸器症候群（ＳＡＲＳ）の臨床試験データを収集・分析しました。症例間の不均一性を考慮した上で、生体内でのウイルス感染動態を記述する数理モデルを用いて解析した結果、ＣＯＶＩＤ－１９では過去のコロナウイルス感染症であるＭＥＲＳやＳＡＲＳと比較して、早期にウイルス排出量がピークに達することを明らかにしました。さらに、開発したコンピューターシミュレーションによる網羅的な分析から、たとえ使用するウイルス複製阻害薬剤やウイルス侵入阻害薬剤が強力であったとしても、ピーク後に治療を開始した場合、ウイルス排出量を減少させる効果は極めて限定的であることを見いだしました。
今回明らかにしたＣＯＶＩＤ－１９の生体内の感染動態は、治療戦略を開発する上で極めて重要な定量的知見であり、現在本研究に基づいてデザインされた医師主導治験（ｊＲＣＴ２０７１２０００２３）が国内で実施されています。
本研究の成果は２０２１年３月２３日（日本時間）、国際学術雑誌「ＰＬＯＳ Ｂｉｏｌｏｇｙ」に掲載されます。
本研究の一部は、ＪＳＴ 未来社会創造事業 探索加速型「共通基盤」領域、ＡＭＥＤ 新興・再興感染症研究基盤創生事業 多分野融合研究領域に支援されたものです。
＜論文タイトル＞
- “A quantitative model used to compare within-host SARS-CoV-2, MERS-CoV and SARS-CoV dynamics provides insights into the pathogenesis and treatment of SARS-CoV-2”
- ＤＯＩ：10.1371/journal.pbio.3001128
＜お問い合わせ先＞
＜研究に関すること＞
岩見 真吾（イワミ シンゴ）
九州大学 大学院理学研究院 生物科学部門 准教授
京都大学 高等研究院 ヒト生物学高等研究所 連携研究者
合原 一幸（アイハラ カズユキ）
東京大学 特別教授
東京大学 国際高等研究所 ニューロインテリジェンス国際研究機構 副機構長
＜ＪＳＴの事業に関すること＞
水田 寿雄（ミズタ ヒサオ）
科学技術振興機構 未来創造研究開発推進部
＜ＡＭＥＤの事業に関すること＞
日本医療研究開発機構 疾患基礎研究事業部 疾患基礎研究課
＜報道担当＞
九州大学 広報室
東京大学 国際高等研究所 ニューロインテリジェンス国際研究機構 広報担当
科学技術振興機構 広報課
