COVID-19科学の激動の世界とシアトルの研究者による意外な発見
リサ・スティフラー著
キアヌ・リーブス主演のスリラー映画『スピード』にCOVID-19を題材にした続編があるとしたら、ジェームズ・ヒースは主役にふさわしい候補だろう。シアトルのシステム生物学研究所所長であるヒースは、新型コロナウイルスの理解と治療の進展を目指し、その生物学的秘密を解き明かすべく猛烈なスピードで研究を重ねてきた。彼が比喩的なレーシングバスに乗り込んだのは9ヶ月前のことだ。
「本当に大変でした」とヒース氏は語った。パンデミック以前は、化学者でありバイオテクノロジー起業家でもある彼は、最先端のがん研究を行っていた。「がん免疫療法は急速に進歩していますが、今と比べると本当に眠いです。私たちのほとんどは3月以来、一日も休んでいません。日曜日さえも。一日たりとも休んでいません」と彼は言った。
ヒース氏らは、感染症と診断された直後から患者から血液サンプルを採取し、生存者を回復まで追跡調査してきた。軽症から入院までを含む139人の感染者と追加の対照群を対象とした研究結果は、今週、査読付き学術誌「Cell」に掲載された。軽症患者を対象とした別の論文も審査中である。
科学者たちは、血液と血漿中に存在する数千ものマーカーを研究することで、COVID-19に対するヒトの生物学的反応を解明しようとしています。マーカーには、タンパク質、代謝物、免疫系細胞に存在する受容体の遺伝子配列などが含まれます。その目的は、例えば特定の免疫細胞群に焦点を当てるのではなく、より広範囲に網を張り巡らせることで、何が起こっているのかという全体像を把握することです。このアプローチは、様々な臓器の機能や免疫反応についての知見をもたらします。
また、膨大な量の情報も生成されます。システム生物学研究所の科学者たちは、患者との研究調整、臨床データの収集、そして膨大なデータポイントの処理にAmazon Web Services（AWS）を利用しています。クラウドリソースは、他の研究者との共同研究にも役立っています。
このプロジェクトは、COVID-19対策に特化したAWS診断開発イニシアチブから支援を受け、AWSの現物クレジットと技術サポートを提供しました。Amazonは支援の金額を明らかにしていません。
ヒース氏によると、この研究結果はいくつかの驚きをもたらしたという。軽度の感染症と中等度または重度の感染症では、免疫反応に明確な違いが見られた。重症患者では、予想されるあらゆる種類の免疫細胞に加え、新規のものや機能不全の細胞も確認された。また、入院患者の代謝産物にも異常が見られた。
「ウイルス感染は患者にますます強い免疫反応を要求しているが、代謝物は消滅しつつある」とヒース氏は語った。
この結果は、病気の患者を助ける可能性のある非薬理学的サプリメントが存在する可能性を示唆しているが、それが何であるかはまだ明らかではない。また、不適切なサプリメントを摂取すると症状が悪化するリスクもある。ヒース氏は、この効果の影響を理解するために栄養士と協議していると述べた。
ヒース氏の研究室は、20年の歴史を持つ非営利の生物医学研究機関であるシステム生物学研究所での研究活動において、「根本的な科学的ボトルネック」の解決に取り組んでいると自称しています。COVID-19の分野において、同研究グループは今後、以下の3つの分野に重点を置いています。
- COVID患者がどのように回復し、なぜ一部の患者が長期にわたる「ロング・ホーリー」症状に陥るのかを研究しています。ヒース氏は、1918年のスペイン風邪の際には、この病気の長期的な悪影響を経験した人々が報告されていたことを指摘しました。
- データセットを他の 2 つの研究コホートと組み合わせることで、患者の民族的多様性を高め、ヒスパニック系および黒人系の症例を含めることで、疾患反応における遺伝学の潜在的な役割に関する情報が得られます。
- COVID-19の生物学的影響を他の感染症と比較して理解することは、エボラ出血熱やライム病の治療に役立つ可能性があり、次のパンデミックに備える上でも役立つ可能性があります。
COVID-19との長い闘いの日々を通して、ヒース氏は研究分野に永続的な利益をもたらすと期待していると述べた。事態の緊急性を考慮し、彼の組織は血液サンプル採取のための新たなプロトコルを開発し、将来のプロジェクトへの研究参加者募集を容易にするだろう。パンデミックは、研究機関と薬理学部門の連携が新たなレベルに達したことを実証した。また、この研究は研究者が細胞レベルで疾患を新たな視点で考察するのに役立ち、ヒース氏のチームは既にこれを老化の概念に応用している。
達成されたことは注目に値する。ヒース氏は、科学者たちは6か月間で、他のどの病気よりも多くのことをCOVIDについて学んだと語った。
「自分の病気を選んで、それを研究するのです」と彼は言った。「このプログラムを通して、自分の可能性について人々の視野が本当に広がりました。」
