2015年10月27日
イルミナの著名なサイエンティストであるGary Schrothは、エボラウイルスの伝播に関するNew England Journal of Medicineの最近の論文で共著者を務めました。ここでは、研究がどのように実施されたか、および調査結果の影響について説明します。
イルミナMiSeq®システムおよびカスタムバージョンのTruSeq® RNA Access Kitを使用して、リベリアにおけるエボラウイルスの性感染症例が確認されました。この研究に貢献したのは、米国陸軍医学研究所、リベリア生物医学研究所、疾病管理予防センター、世界保健機関、国立衛生研究所、リベリアの保健&社会福祉省の科学者でした。
New England Journal of Medicineの最近の号で発表されたこの症例は、エボラウイルスに感染した男性とその女性パートナーとの間のエボラウイルス伝播の分子的証拠を示しました。注意点：感染の155日前に、ヒトの血液はエボラ出血熱の検査を受けませんでした。研究者はどのようにして謎を解き、つながりを築いたのでしょうか？ 次世代シーケンスを使用。
複雑な状況
2014年9月23日、リベリアの男性がエボラウイルスで入院し、治療を受けた。9月29日までに、彼の血液はエボラ出血熱で陰性であり、10月7日に退院しました。5か月後、エボラ出血熱から20日後に亡くなった女性と無防備な性交をしました。2015年3月27日に女性が死亡した後、公衆衛生当局は定量的RT-PCRにより男性の精液サンプルを検査したところ、陽性であることがわかりました。しかし、この検査では、ウイルスRNAのレベルはほとんど検出できず、研究者は男性の精液がエボラに陽性であったことよりもはるかに多くはわかりませんでした。
その時点で科学者たちは、女性がこの男性に実際に感染したかどうか、そして感染が数カ月前に感染したのと同じウイルスによって引き起こされたかどうかの直接的なゲノムエビデンスを提供するために、より高度な方法が必要であることに気づきました。イルミナの著名なサイエンティストであり、NEJM論文の著者であるGary Schroth氏によると、イル"ミナのTruSeq RNA Access KitはMiSeqと併せて、qPCRの使用時にほとんど検出できないエボラの濃度の精液サンプルからほぼ完全な全ゲノムウイルスシーケンスを提供できる唯一の技術でした。
彼は、このほとんど検出できないウイルスレベルだけで、従来の手法でゲノムを取得したいと考えるよりも100～1,000分の1の濃度であったと付け加えました。そこで、RNA Accessテクノロジーがこのプロジェクトに不可欠でした。
つながりを築く
TruSeq RNA Accessキットで濃縮されたエボラRNAシーケンスを男性の精液から抽出し、女性の血液サンプルから抽出されたウイルスRNAとの類似性についてゲノムを比較しました。次世代シーケンスにより、研究者は女性の血液と男性の精液からのエボラウイルスゲノムが直接伝播と一致することを発見しました。
具体的には、シーケンスデータは2つの事実を裏付けていました。すなわち、ウイルスはその男性からその女性に性的に伝播し、10月に彼が持っていたウイルスは死亡時のウイルスと同じでした。そのため、彼は再感染ではなく、疾患発症後175日以上にわたってウイルスに感染していました。
研究者は、説得力のある分子学的エビデンスにより、研究結果に確信を持っていました。シーケンスを用いて、研究者は、西アフリカの他のエボラウイルスシーケンスでは見られなかった遺伝子置換が両サンプルで共通していることを知ることができました。
Schroth博士は、エボラウイルスの約10,000の塩基のうち、この男性には、最初に感染した系統に特異的な8つの固有のバリアントが、世界の他の系統と比較して存在していたと説明しています。また、これら8つのバリアントのうち7つが、女性を死滅させたウイルスの株で発見されました。これは、彼が彼女に感染し、10月のウイルスが3月のウイルスと同じであったという明白な分子的証拠です。変異がなかったり、別の菌株に再感染しなかったりしていました。
この調査結果は、ウイルスは精液中に存在する可能性がありますが、血液中には存在しない可能性がありますか？
Schroth博士によると、体の一部の領域は、免疫特権部位と考えられています。つまり、これらの部位では免疫反応が厳しく制御され、これらの部位は免疫システムとあまり相互作用しないため、免疫の除去が困難になります。
公衆衛生上の問題
研究結果は公衆衛生に重大な影響を及ぼしています。米国疾病予防管理センターと世界保健機関は、エボラウイルスが精液中にどのくらい持続できるかについてより明確な情報が得られるまで、性的接触に関する回復期の患者に対する推奨事項を変更しました。
公衆衛生上の懸念は：エボラ感染の根絶というこの概念の長期的な影響はどのようなものになるでしょうか？ この研究では、エボラ出血熱は長期間経過しても検出可能であるだけでなく、ウイルス量が少ない場合でも、ほとんど検出できない場合でも、誰かを死滅させることができることが示されています。
LIBRのオンサイトゲノムシーケンス機能のセットアップに尽力したUSAMRIIDのCPT Jeffrey Kugelman博士は、この研究でそのような機能が必要な理由が明らかになったと述べています。声明の中で、彼は次のように述べました。この研究は、病気の蔓延を管理および制御する方法に関して、より多くの情報に基づいた決定を可能にしました。感染拡大時に現場に立ち、医療従事者や公衆衛生当局がほぼリアルタイムのシーケンス情報を利用できる能力を持つことは、初めてです。
TruSeq RNA Accessを選ぶ理由
TruSeq RNA Accessキットとエボラに対して設計されたカスタムキャプチャープローブを使用して、エボラゲノムRNAの精液サンプルを濃縮することができました。基本的に、RNA Access法は、標準的なqPCRアッセイでほとんど検出できないエボラ濃度の精液サンプルからほぼ完全なゲノムウイルスシーケンスを提供できる唯一の手法でした。
Schroth博士が説明するように、従来の方法は、ウイルス量の多い感染率の高いサンプルを使用する場合に非常に優れていますが、TruSeq RNA Accessキットの前には、このようなケースで必要なように、これらのサンプルを非常に低いレベルのウイルスで実際に調べることはできませんでした。これにより、PCRでほとんど検出できないサンプルで全ゲノムを得ることができました。この手法は、他の利用可能な手法よりもゲノム情報の生成に感度が高い可能性があります。
Schroth博士は、この研究で使用するRNA AccessキットはTruSeq RNA Accessキットのカスタム使用であると述べています。私のグループは、RNA Access法の使い方について研究を行ってきました。現在、このキットはヒト遺伝子の濃縮に使用されていますが、ヒトプローブからウイルスプローブにプローブを変更しただけで、このキットとプロトコールはウイルス学で使用できることに気づきました。そこで、このエボラパネルはこれらの組織と共同で使用できるようにしましたが、イルミナの“Ebola RNA Access kit”はありません。
彼は、特別なプロジェクトに取り組み、世界的に有名な組織と協力して、独自の研究を進めるだけでなく、公衆衛生を改善することを望んでいます。結局のところ、サイエンティストが人間の健康を最終的に改善する研究を実施できるようにすることが私たちの目標です。
MiSeq®システムおよびTruSeq® RNAアクセスキットは研究専用です。診断手順用ではありません。
