プラス鎖RNAウイルスとコロナウイルス

プラス鎖一本鎖RNAウイルスは、メッセンジャーRNAとして直接機能するゲノムを持っており、侵入したゲノムは宿主のリボソームによって直ちに翻訳され、感染を開始します。この大規模で医学的に重要なグループには、ピコルナウイルス（ポリオウイルス、ライノウイルス、A型肝炎）、フラビウイルス（デング熱、ジカ熱、黄熱病、C型肝炎）、トガウイルス、そしてSARS、MERS、COVID-19の原因となるコロナウイルスが含まれます。

Definition

プラス鎖RNAウイルスとは、一本鎖ゲノムがメッセンジャーRNAと同じ極性を持ち、細胞に侵入すると宿主のリボソームによって直接翻訳され得るRNAウイルスのことです。ヒトにおいては、ピコルナウイルス科、フラビウイルス科、トガウイルス科、コロナウイルス科などが含まれます。

Scope

本項目では、プラス鎖RNAウイルスの科、その特徴的な複製戦略、およびそれらが引き起こすヒトの疾患について紹介し、特に最近の流行病やパンデミックの原因であるコロナウイルスに焦点を当てます。これはウイルス生物学と疫学の参照概要であり、臨床管理や治療の指針を提供するものではありません。

Core questions

• なぜプラス鎖RNAウイルスのゲノムは、直接メッセンジャーRNAとして機能できるのでしょうか？
• コロナウイルスの種間伝播と出現能力の根底にある特徴は何ですか？
• RNAウイルスの高い変異率は、疾患と制御にどのように影響しますか？

Key concepts

• プラス鎖一本鎖RNAゲノム
• ゲノムの直接翻訳
• RNA依存性RNAポリメラーゼ
• 高い変異率と組換え率
• ピコルナウイルス科（ポリオウイルス、ライノウイルス、A型肝炎）
• フラビウイルス科（デング熱、ジカ熱、C型肝炎）
• コロナウイルス科（SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2）
• 人獣共通感染症の出現

Key theories

コロナウイルスの人獣共通感染症起源と進化

比較研究と系統発生学的研究は、主要な病原性ヒトコロナウイルスが動物宿主、主にコウモリに由来し、スピルオーバーと適応によってSARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2が生じたことを示しています。

Mechanisms

プラス鎖RNAウイルスは、そのゲノムがメッセンジャーセンスの極性を持つため、細胞に侵入すると直ちに翻訳され、ゲノムの複製に必要なタンパク質を産生します。これには、多くの科で校正機能を持たず高い変異率を生み出すウイルスコードのRNA依存性RNAポリメラーゼが含まれます。コロナウイルスは、RNAウイルスの中でも例外的に校正機能を持つエキソヌクレアーゼと大きなゲノムを持ち、サブゲノムメッセンジャーRNAのネストされたセットを介して複製します。そのスパイクタンパク質は受容体結合と侵入を媒介し、このタンパク質の変化は宿主範囲と伝播性に影響を与え、人獣共通感染症の出現に寄与します。

Clinical relevance

プラス鎖RNAウイルスは、一般的な風邪やポリオからデング熱、ウイルス性肝炎、コロナウイルスによる重度の呼吸器疾患まで、幅広いヒトの疾患を引き起こします。その生物学は、なぜ一部が急性で自己限定的な疾患を引き起こし、他のものが慢性感染を確立したり、流行を引き起こしたりするのかを説明します。本項目はメカニズムと疾患の関連性を記述するものであり、個別の診断や治療の根拠となるものではありません。

Epidemiology

このグループには、世界中に分布する風土病ウイルスや、主要な流行病およびパンデミックの原因となる病原体が含まれます。コロナウイルスは2003年のSARSアウトブレイク、MERS、そしてCOVID-19パンデミックを引き起こし、デング熱のようなフラビウイルスは熱帯地域で大規模な再発性流行を引き起こしています。

Evidence & guidelines

SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2を特徴づけるゲノムおよび臨床報告は、参照ウイルス学テキストとともに、これらのウイルスの生物学と出現を文書化しています。2020年のSARS-CoV-2の迅速なゲノム同定は、プラス鎖RNAウイルスの発生が現在どのように調査されているかを示す一例です。

History

ピコルナウイルスの一種であるポリオウイルスは、RNAウイルスの初期の分子研究と、ワクチン接種の偉大な成果の一つにおいて中心的な役割を果たしました。コロナウイルスは、2003年のSARS流行、その後のMERSの出現、そして2019年から2020年にかけてのSARS-CoV-2の同定により、比較的軽微な呼吸器病原体から世界の健康の最前線へと移行し、人獣共通感染症のプラス鎖RNAウイルスのパンデミックの可能性を浮き彫りにしました。

Key figures

• Vincent Racaniello
• Zheng-Li Shi
• David Baltimore

Seminal works

• cui-2018
• zhu-2020
• ksiazek-2003

Frequently asked questions

ウイルスを「プラス鎖」にするものは何ですか？

そのRNAゲノムがメッセンジャーRNAと同じ極性を持っているため、細胞内に入ると、まず相補鎖にコピーされることなく、宿主のリボソームによって直接翻訳されることができます。

なぜコロナウイルスは最近、いくつかの流行病を引き起こしたのですか？

コロナウイルスはコウモリなどの動物宿主で循環しており、新しい宿主に適応することができます。そのスパイクタンパク質の変化により、SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2で見られたように、ヒトへのスピルオーバーが可能になります。