アフリカにおける病原体ゲノミクスの可能性の実現

アフリカ大陸は流行に不慣れではなく、世界最大の病原体負荷を抱えており、毎年140を超える感染症の感染拡大が検出されています。最近の感染拡大の例としては、エボラ、チクングニア、デング熱、リフトバレー熱、黄熱、ラッサ熱などがあります。アフリカはCOVID-19パンデミックでも大きな被害を受けており、これまでに820万件の症例が報告されており、現在ではデルタ変異が牽引する新しい波となっています。SARS-CoV-2病原体との主な違いの1つは、SARS-CoV-2が世界の他の地域に影響を与えたため、パンデミックへの備えと、その枠組みにおける病原体ゲノムサーベイランスにおける次世代シーケンス（NGS）テクノロジーの役割に今注目が集まっていることです。その結果、アフリカではこれまでで最大のゲノミクス能力が構築され、COVID-19パンデミックと戦うだけでなく、感染拡大の進展に取り組まなければならない絶え間ない数の流行と闘うことに役立つものとなっています。 

ゲノミクスは、新しい世界的パンデミック監視システムの重要な一部であり、ウイルス変異を追跡し、ワクチンや自然感染からの免疫を回避する可能性のある新しいバリアントの早期警告システムとして機能する機能を提供します。COVID-19以前は、アフリカのゲノミクスは妊娠しており、数カ所の研究室に限定されていました。パンデミックの始まりに、SARS-CoV-2陽性サンプルをシーケンスできたアフリカの機関はごくわずかでした。他の大陸では、医療ソリューションに対する急速で実質的な需要が、政府や非政府組織からの投資の増加につながり、アフリカのCOVID-19への対応の最前線にゲノムサーベイランスが置かれました。

公衆衛生ツールとしての病原体ゲノムサーベイランスの使用
アフリカは準備中です。この9月、南アフリカでCentre for Epidemic Response and Innovation（CERI）が発売されました。これは、Patrick Soon-Shiong博士とNantAfricaの協力を得て設立された大規模なゲノミクス施設であり、NantWorksの部門であり、アフリカ全体の病原体サーベイランスとパンデミックへの対応を強化し、革新します。CERIの目標は、パンデミックになる前に、この大陸を病原体の同定と新たな脅威のモニタリングのリーダーにすることです。

CERIの創設者であり、ステレンボッシュ大学とクワズールナタール校の教授でもあるTulio de Oliveira教授は、未来への大胆な野心を強調しています。アフリカ大陸では、ゲノミクスサーベイランスをリードするために必要な最新のテクノロジーを備えた大規模なゲノミクス施設を持つことが重要になります。ヨーロッパ、米国、アジアと同じ価格、品質、スピードで独自のデータを生成したいと考えています。 

イルミナは、すべての国がゲノミクスの平等なアクセスと公平性を持つように、シーケンスの民主化を強く信じています。イルミナのエグゼクティブパートナーアカウントマネージャーであるWilly Pena Buttner氏は次のように述べています。チャネルパートナーである南アフリカの分離のおかげで、イルミナはアフリカの流行とパンデミックを追跡し、対応するためにゲノミクスをリアルタイムで適用するCERIプログラムをサポートできたことを嬉しく思います。

CERIは、KRISP（KwaZulu-Natal Research Innovation and Sequencing Platform）や、ナイジェリアのエデにあるACEGID（African Center of Excellence for Genomics in Infectious Diseases）のChristian Happi教授のチームなどの他の施設に加わります。これらのチームは、感染症の感染拡大との闘いからSARS-CoV-2のシーケンスの実施にいたるまでの専門知識を活用してきました。これまで、アフリカは世界中で伝播している懸念されるバリアント（VOC）や関心のあるバリアント（VOI）の多くを同定することができました。また、ゲノムサーベイランスの拡大は、アフリカ全土に蔓延するB.1.351として知られるバリアントに対する有効性が最小限であることがエビデンスで示された後、オックスフォード/アストラゼネカのワクチンの使用中止に関する意思決定にも使用されています。

KRISP、ACEGID、そして今ではCERIは、営利企業である54Geneに加えて、アフリカで迅速かつ手頃な価格のゲノムデータを提供できる少数の高度に専門的なゲノミクス施設の一つです。アフリカ連合の公衆衛生機関であるAfrican Centres for Disease Control and Prevention（CDC）は、NGS機能を持つ機関のネットワークを拡大し、国境を越えたサンプルの出荷を必要とせずに、SARS-CoV-2の感染拡大サンプルを迅速に特徴づける権限を各国に与えています。南アフリカの国立伝染病研究所（NICD）、ケニア医学研究所（KEMRI）、セネガルのパスツール研究所などの地域センターは、自国と近隣諸国でパンデミックへの対応を行っています。アフリカ連合の54加盟国の国家公衆衛生機関と研究所は、時間の経過とともに、地域の感染拡大や流行に迅速に対処することに重点を置きます。

最近Science に発表されたCERIの専門家による疫学研究では、アフリカにおけるSARS-CoV-2パンデミックの展開について説明しています。データは、ヨーロッパとアフリカの間に強い関連性があることを示唆しており、ウイルスの輸入の約3分の2はヨーロッパを起源としています。パンデミックが進行し、旅行制限が緩和されるにつれ、多くのアフリカ諸国における感染が、多くのVOIやVOCの出現と拡大につながりました。

De Oliveiraは、CERIのハイスループットイルミナシーケンステクノロジーにより、バリアントの同定と遺伝的多様性の間のターンアラウンドタイムが短縮されるだけでなく、将来のパンデミックに備えるための包括的なアプローチも可能になることに期待しています。この包括的なアプローチは、アフリカCDCおよびWHOアフリカ地域局（AFRO）によって歓迎されています。“私たちは、何千人でもなくても数百人の科学者が自国でハイスループットシーケンス技術を使用してシーケンスの取り組みを確立できるように、確実にトレーニングを行うことで、感染性疾患のシーケンスがアフリカで広く普及できるようにすることに情熱を注いでいます”とDe Oliveira氏は述べています。

ロックフェラー財団の支援を受けて、CERIはゲノミクスアフリカフェローシッププログラムを立ち上げ、科学分野の労働力のスキルアップを支援するシステムを提供し、今年は12か国以上の約100人のフェローがCERIに歓迎されました。

さらに、同財団はCERIがアフリカ全土でサンプル採取の調整を支援しており、すでにアフリカの10カ国からサンプルを受け取っています。de Oliveira氏によると、世界の多くが認識していない重要な事実の1つは、アフリカには最も高度なサンプル輸送システムがあるということです。その理由はシンプルです。多くの国では、南アフリカ、ナイジェリア、ケニア、ウガンダなどの大規模な病理学ラボを一般的な病原体検査と診断に利用しており、これらのラボのターンアラウンドタイムが短いため、サンプルの移動に適したネットワークが確立されています。多くの助けとなるのは、サンプルが大陸に留まると、ゲノミクスサンプルが大陸を離れなければならない数十年前に起こったものと比べて、輸出許可がより簡単になることです。

将来を見据える
アフリカのゲノムは最も古いヒトゲノムであり、アフリカには他のどの大陸よりも多くの遺伝的多様性があります。それにもかかわらず、解析されたゲノムの3%未満がアフリカ人であるため、健康診断の研究開発のための新しい遺伝情報の非常に豊富な情報源となる可能性があります。病原体サーベイランスの優先技術であるNGSの能力強化は、アフリカのエコシステムが現在および将来の疾患の脅威により良く対応し、ひいては世界に利益をもたらすことを可能にするために不可欠です。1か所で病原体の脅威があらゆる場所で迅速に脅威になる可能性があります。

さらに、この大陸は、がん、心血管疾患、その他のライフスタイル条件などの非感染性疾患の発生率が高まっており、大陸全体で“2倍の疾病負担”を生じさせています。これは、持続可能な開発目標の達成を目指す医療システムにとって大きな課題です。

NGSの比較的新しい人として、アフリカはゲノミクスの標準治療を確立することでヘルスケアの進歩を飛躍させる機会があります。結核やHIVなどの感染症の管理において、特に患者の治療の喪失に関する多くの医療上の課題に対処する可能性があります。イルミナのアフリカ担当カントリーマネージャーであるBridget Mogale氏は、早期警告システムや早期がん検出を実施する可能性もあると述べています。