COVID関連研究（微生物学）

new! 2022.8

An autopsy case of COVID-19-like acute respiratory distress syndrome after mRNA-1273 SARS-CoV-2 vaccination

新型コロナウィルスワクチン接種後に瀰漫性肺胞傷害を来たした一剖検例

病態病理学　奥寺 康司 准教授
法医学　井濱 容子 教授
微生物学　梁  明秀 教授

※横浜市立市民病院との共同研究発表です

【背景】目下、新型コロナウィルスワクチンの効果が明確に現れている一方、重篤な副作用の報告もある。これらの副作用の病理学的本態は不明なところが多い。我々は、COVID-19ワクチン摂取後に肺炎を来たした永眠した症例の剖検を経験し、その病理所見について報告した。

【症例】2回目のワクチン接種数日後に、呼吸苦が出現し入院。臨床所見・画像所見は、COVID-19肺炎に酷似するが、PCRは陰性、一方、抗体価は超高度に上昇していた。ARDSの状態でステロイドパルスを行うも、呼吸状態が回復せず、入院数日後に永眠、剖検となった。両肺全体にびまん性肺傷害が認められた。

【考察】発症のタイミングと抗体価の超高度上昇からワクチン関連肺傷害が示唆された。

 

2022.8.18

Enhancement of humoral and cellular immunity against SARS-CoV-2 by a third dose of BNT162b2 vaccine in Japanese healthcare workers

新型コロナウイルスワクチン3回接種前後における液性・細胞性免疫の推移

微生物学　梁  明秀  教授、宮川 敬 准教授
感染制御部　加藤英明 部長

本研究では、医療従事者85名を対象に、BNT162b2ワクチン3回目の接種前後におけるSARS-CoV-2に対する液性および細胞性免疫の推移を調べた。その結果、感染既往のない群では、3回目の接種により液性および細胞性免疫の両方が有意に増強された。しかし、感染既往のある群では、液性免疫はやや増強されたものの、細胞性免疫はほとんど増強されなかった。このことから、ワクチン接種や自然感染による3回の抗原刺激によって細胞性免疫がプラトーに達する可能性が示唆された。また、3回目の接種によりSARS-CoV-2に対する免疫が強化されていても、オミクロン株によるブレイクスルー感染例が複数確認されたことから、3回接種後も感染予防対策が引き続き必要であると考えられた。

2022.7.14

新型コロナウイルスを中和するアルパカ抗体
～オミクロンを 含む全ての変異株に有効～

A panel of nanobodies recognizing conserved hidden clefts of all SARS-CoV-2 spike variants including Omicron

微生物学　梁  明秀  教授、宮川 敬 准教授

新型コロナウイルスの「懸念される変異株（ VOC variant of concern）」である「オミクロン株 B.1.1.529, BA系統）」を 含む 全ての変異株に対して、これまで使用されてきたどの治療用抗体製剤よりも中和活性が高いナノボディ抗体 2を創出しました。 

2022.7.5

抗体と近⾚外光で病原体を選択的に駆除する⽅法を世界で初めて開発
新型コロナウイルスや薬剤耐性病原体の克服への期待

Antimicrobial strategy for targeted elimination of different microbes, including bacterial, fungal and viral pathogens

微生物学　梁  明秀  教授

多剤耐性株を含む細菌、真菌、ウイルス等の様々な微⽣物病原体を近⾚外光で選択的に除去することが可能となる世界初の治療戦略(photoimmuno-antimicrobial strategy, PIAS)を開発しました。本研究で新たに開発した⼿法では、薬剤耐性にかかわらず、また常在菌に影響を与えることなく狙った病原体のみを近⾚外光で除去することが可能となり、実験にて⻩⾊ブドウ球菌、カンジダ菌、新型コロナウイルスに対して効果が確認されました。

2022.7.1

Characterization and Utilization of Disulfide-Bonded SARS-CoV-2 Receptor Binding Domain of Spike Protein Synthesized by Wheat Germ Cell-Free Production System

コムギ胚芽無細胞タンパク質合成法により調製したジスルフィド結合を有する新型コロナウイルススパイクタンパク質の受容体結合ドメインの特性とその活用について

微生物学　梁  明秀  教授、宮川 敬 准教授
感染制御部　加藤英明 部長

新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）のスパイクタンパク質の受容体結合領域（RBD）は、治療薬やワクチン開発の重要な標的である。本研究では、無細胞タンパク質合成系を用いたRBDの合成法について検討し、翻訳反応液にprotein disulfide isomerase（PDI）とendoplasmic reticulum oxidoreductin-1-alpha（Ero1α）を添加することで、ACE2受容体との結合能を有するRBDを合成できた。合成したRBDは、血清中の抗体価の検出や、RBDの変異解析、RBDとACE2間の相互作用を標的とする薬剤スクリーニング系への応用が可能であった。したがって、本法はSARS-CoV-2の研究や治療薬の開発を進める上で有効な手法であると考えられた。

 

 2022.5.12

新型コロナウイルスの増殖性を⽴体臓器｢ミニ腸｣で検証
〜デルタ株とオミクロン株の全く異なる特性を発⾒〜

Reduced replication efficacy of SARS-CoV-2 Omicron variant in “mini-gut” organoids.

微生物学　梁  明秀  教授、宮川 敬 准教授 

ヒトiPS 細胞由来の腸管⽴体臓器「ミニ腸」を⽤いて、腸管組織における新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）変異株の感染性、増殖性および伝播効率について検証しました。その結果、デルタ株では腸管上⽪細胞における顕著なウイルス増殖と、それに伴う細胞傷害性および炎症性サイトカインの分泌が認められました。 

2022.3.30

Evasion of vaccine-induced humoral immunity by emerging sub-variants of SARS-CoV-2

SARS-CoV-2ベータ株亜種(Beta+R346K)はワクチン誘導性液性免疫から逃避する

微生物学　梁  明秀  教授、宮川 敬 准教授 

2021年8月にフィリピンで見つかったSARS-CoV-2ベータ株の亜種(Beta+R346K)が、ワクチンにより誘導される液性免疫から顕著に逃避することを見出した。現在、オミクロン株が世界的なパンデミックを引き起こしているが、今後、新たに流行する変異株をいち早く特定するため、分子疫学モニタリングと表現系解析を継続する必要がある。

 

2022.2.10

Molecular and Epidemiological Characterization of Emerging Immune-Escape Variants of SARS-CoV-2　

新型コロナウイルスSARS-CoV-2の新たな変異株の解析について

微生物学　梁  明秀  教授、宮川 敬 准教授 
感染制御部　加藤英明 部長

新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)の変異株は、現在まで継続的に検出され、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックにおいて重大な課題となっている。また、ワクチンや中和抗体薬治療が効果のない新たな変異体のさらなる出現も懸念されている。本研究において、ワクチン先進国で増加している変異株を同定するための疫学的調査を実施し、変異株に由来するスパイクタンパク質を模した標識ウイルス様粒子を作製して、ファイザー社製ワクチンといくつかの治療用抗体薬の中和効果を解析した。
その結果、ワクチン2回目接種後、95.2%の接種者が、従来株に対しては顕著な中和活性を示したが、Muおよびデルタ変異株に対して中和活性を示したのは、ワクチン接種者のそれぞれ73.8%および78.6%のみで、デルタ株のMu、βおよびγ変異株では、ワクチンの効果が下がることが判明した。また長期的な解析では、当初88.8%のワクチン接種者がデルタ株に対しては強い中和活性を示したが、接種後６ヶ月目には、31.6%に減少した。
さらに、これらの変異株にはいくつかの治療法の有効性の低下が示され、現在流行している変異株に対するパンデミックへの警告とワクチンの追加接種の必要性を示している。

2022.1.29

Phosphopeptide enrichment using Phos-tag technology reveals functional phosphorylation of the nucleocapsid protein of SARS-CoV-2  

Phos-tag技術を用いた新型コロナウイルスヌクレオカプシドタンパク質（NP）の機能的リン酸化部位の同定

先端医科学研究センター  プロテオーム解析センター   井野 洋子 特任助手、木村弥生 准教授
センター長　 梁  明秀　（微生物学 教授）

新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）のヌクレオカプシドタンパク質（NP）は、ウイルス粒子を構成するタンパク質の１つであり、様々な宿主タンパク質と相互作用することが知られています。宿主細胞内においてNPがリン酸化を受けることが知られていますが、実際にどの部位のリン酸化が、ウイルスの増殖性や感染性に寄与するかは解明されていませんでした。本研究では、Phos-tag精製という新しい技術を活用し、ウイルス粒子内のNPのリン酸化を調べました。その結果、NPの79番目のセリン残基がリン酸化を受け、その部位にPin1という宿主因子が結合することで、ウイルスの複製が維持されていることが明らかになりました。本研究成果は、新型コロナウイルスに対する新たな感染制御法の創出に役立つことが期待されます。

 

2021.12.27

Persistence of robust humoral immune response in COVID-19 convalescent individuals over twelve months after infection

新型コロナウイルス感染から1年後における抗ウイルス抗体および中和抗体の持続性に関する調査結果

微生物学   梁 明秀 教授、宮川 敬 准教授 
データサイエンス研究科   後藤 温 教授

新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)に感染し回復した方の、6ヶ月後および1年後における血清の解析を行い、感染から1年後でも多くの方が検出可能な量の抗ウイルス抗体と中和抗体を有していることを報告しました。しかしながら、軽症例の一部(約20〜30%)では、感染6ヶ月後には既に変異株に対する中和活性が失われており、一方で、重症例では、感染1年後でも全ての変異体に対する中和抗体を維持していることもわかりました。

本研究は、横浜市立大学が主導した「新型コロナウイルス感染症回復者専用抗体検査PROJECT」の一貫として行われ、本年5月に中間報告をした研究成果の最終報告となります。

 

2021.12.24

Antibody titers against the Alpha, Beta, Gamma, and Delta variants of SARS-CoV-2 induced by BNT162b2 vaccination measured using automated chemiluminescent enzyme immunoassay

新型コロナウイルスワクチン 接種6週間後までの抗体価に関する調査報告

感染制御部   加藤英明 部長
微生物学   梁 明秀 教授、宮川 敬 准教授　 
データサイエンス研究科   後藤 温 教授
血液・免疫・感染症内科学   中島秀明 教授

ファイザー社の新型コロナウイルスのワクチンを2回接種 (初回の接種は2021年3月15日~22日、2回目の接種は4月5日~13日)した医療従事者168名の血液を採取し、初回ワクチン接種6週間後 (2回目接種3週間後) までの抗体価を測定して、影響を及ぼす背景因子の解析や、変異株に対する抗体価との比較を行いました。また、ウイルスの感染阻害能を示す中和抗体価についても、シュードウイルスを用いて定量的に測定し分析を行いました。

その結果、2回目接種3週間後に十分な免疫が誘導されると考えられること、年齢が高い人ほど、接種後の抗体価が低いことが判明しました。

2021.10.20

新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の 血清予後予測マーカータンパク質を発見

先端医科学研究センター  プロテオーム解析センター  木村弥生 准教授
センター長　 梁  明秀　（微生物学 教授）
救急医学        竹内一郎 教授
臨床統計学     山本紘司 准教授
免疫学            田村智彦 教授
呼吸器病学     金子   猛 教授

質量分析計を利用したプロテオーム解析技術を用いて、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の重症患者の予後と密接に関連する血清タンパク質を明らかにしました。これらのタンパク質の測定は、予測される予後に基づいた適切な治療の提供に役立つことが期待されます。 

2021.8.23

All-Trans Retinoic Acid Exhibits Antiviral Effect against SARS-CoV-2 by Inhibiting 3CLpro Activity　

微生物学　梁  明秀  教授

SARS-CoV-2によるCOVID-19のパンデミックは、世界的な制圧努力にもかかわらず、今もなおオミクロン株などの変異株が広がり続けています。SARS-CoV-2の主要なプロテアーゼである3C様プロテアーゼ（3CLpro）は、SARS-CoV-2変異株間でアミノ酸の保存性が高く、ウイルスの複製に重要な役割を果たすことから、抗ウイルス薬開発において最も興味深いターゲットの一つと考えられます。本研究では、AlphaScreenを用いたSARS-CoV-2 3CLpro阻害剤のハイスループットスクリーニングを構築し、天然物化合物をスクリーニングした結果、FDA承認薬であるall-trans retinoic acid (ATRA)が3CLpro活性を阻害することを見いだしました。ATRAはトレチノインとして抗白血病薬として欧米等で承認されている薬剤であるため、今後、本化合物のCOVID-19への適応について検討を行う予定である。 

2021.6.24

Development of highly sensitive and rapid antigen detection assay for diagnosis of COVID-19 utilizing optical waveguide immunosensor

微生物学 梁 明秀 教授

COVID-19のパンデミックの拡大を防ぐには、適切な診断と治療が不可欠です。現在、新型コロナウィルス感染症の検査のほとんどはRT-PCR法などの核酸増幅法に依存していますが、RT-PCR法は高価な装置と時間を要し、一般のクリニックではなかなか行えないため、それに代わる迅速かつ簡便な抗原検査の開発が望まれています。新型コロナウィルス（SARS-CoV-2）の迅速抗原検出検査は、鼻咽頭や鼻腔ぬぐい液中のウイルス抗原蛋白質を直接検出する方法で、どこでも短時間で簡便に検査することが可能で、コストも低い利点があります。一方、現在普及している抗原検査は、イムノクロマト法による目視の検査が主流であり、PCR法と比較して十分な感度が得られないとう問題がありました。
 

本研究において、産学連携の共同研究により、光導波路センサーを用いた高感度な新型コロナウイルス抗原検出法を用いて、特異的かつ高感度の抗原検査法を開発しました。COVID-19の診断のほか、感染源となるうる人の迅速検査にも使用可能で、タイムリーで適切な治療または予防措置を講じる手助けとなります。 

2021.6.14

Highly specific monoclonal antibodies and epitope identification against SARS-CoV-2 nucleocapsid protein for antigen detection tests

新型コロナウイルス抗原を特異的に検出できるモノクローナル抗体の開発とその実用化~高精度な抗原検出キットの普及へ~

微生物学   梁 明秀 教授、宮川 敬 准教授
微生物学   山岡 悠太郎 客員研究員  (関東化学株式会社所属)

昨年、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)の抗原を特異的に検出できるモノクローナル抗体の開発に成功し、この抗体のさらなる性状解析および、抗体を用いた実証研究を、横浜市衛生研究所、国立感染症研究所などとともに進めてきました。そして、本抗体により、感染拡大傾向にある様々な新型コロナウイルス変異株も、従来株と同様に検出できる、高精度な抗原検出キットの開発が可能であることを明らかにしました。これらの研究成果は、Cell Press社の刊行する学術雑誌である「Cell Reports Medicine」に掲載されました。

 

 

2021.5.20

新型コロナウイルス感染から約1年後における 抗ウイルス抗体および中和抗体の保有状況に関する調査

臨床統計学 山中 竹春 教授
微生物学    梁 明秀 教授
データサイエンス研究科   後藤 温 教授

研究グループは、昨年8月より「新型コロナウイルス感染症回復者専用抗体検査PROJECT」を実施し、昨年12月には回復者のほとんどが6か月後も従来株に対する抗ウイルス抗体および中和抗体を保有していることを報告しました。

今回、2021年3月末までに採血を実施した約250例のデータを解析し、感染から6か月後と1年後において（1）抗ウイルス抗体および中和抗体の量はいずれも6か月時点より緩やかに減少する傾向にあることを確認しました。一方で（2）依然として多くが抗ウイルス抗体および検出可能な量の中和抗体を有しているという結果も得られました。さらに拡大傾向にある変異株に対する中和抗体の保有割合についても評価を行ったところ、6・12か月時点の中和抗体保有割合は従来株に比べて低下傾向にあることが示されました。

2021.5.12

Rapid detection of neutralizing antibodies to SARS-CoV-2 variants in post-vaccination sera

新型コロナ変異株に対するワクチン接種者の約9割が 流行中の変異株に対する中和抗体を保有することが明らかに

臨床統計学 山中 竹春 教授
微生物学    梁 明秀 教授, 宮川 敬 准教授
附属病院  感染制御部   加藤 英明 部長

研究グループは、現在接種が進められている新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)ワクチンが、従来株のほか、様々な変異株に対しても中和抗体の産生を誘導し、液性免疫の観点から効果が期待できることを明らかにしました。現在、日本でワクチンの接種が進められているところですが、接種をされる方々にとっての重要な基礎データとなります。

2021.4.1

Whole Nucleocapsid Protein of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 May Cause False-Positive Results in Serological Assays　(2021.4.1)

微生物学　梁  明秀  教授、山岡 悠太郎 客員研究員 (関東化学株式会社所属)　

新型コロナウイルスの抗体検査法に用いられる抗原タンパク質の一つであるヌクレオカプシドタンパク質に、感冒様疾患を引き起こすヒトコロナウイルスと相同なアミノ酸配列が認められることを見出しました。そして、本相同領域を除いた部分タンパク質を抗原に用いることで、抗体検査の特異度を向上できる可能性があることを明らかにしました。本研究成果は、高性能な新型コロナウイルスの抗体検査試薬の開発に寄与しました。

2020.12.2

新型コロナウイルスに対する4種類の抗体検出試薬の開発に成功

微生物学   梁 明秀 教授

東ソー株式会社、関東化学株式会社との共同研究において、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)に対する抗体を検出できる4種類の抗体検出試薬の開発に成功しました。東ソー株式会社の「全自動化学発光酵素免疫測定装置AIA-CL2400」と組み合わせることにより、1時間で最大240テストの検体測定が可能となり、さらに結果報告の短時間化を達成しました。

2020.11.26

Potent antiviral effect of silver nanoparticles on SARS-CoV-2

微生物学   梁 明秀 教授

The pandemic of COVID-19 is spreading unchecked due to the lack of effective antiviral measures. Silver nanoparticles (AgNP) have been studied to possess antiviral properties and are presumed to inhibit SARS-CoV-2. Due to the need for an effective agent against SARS-CoV-2, we evaluated the antiviral effect of AgNPs. We evaluated a plethora of AgNPs of different sizes and concentration and observed that particles of diameter around 10 nm were effective in inhibiting extracellular SARS-CoV-2 at concentrations ranging between 1 and 10 ppm while cytotoxic effect was observed at concentrations of 20 ppm and above. Luciferase-based pseudovirus entry assay revealed that AgNPs potently inhibited viral entry step via disrupting viral integrity. These results indicate that AgNPs are highly potent microbicides against SARS-CoV-2 but should be used with caution due to their cytotoxic effects and their potential to derange environmental ecosystems when improperly disposed.

COVID-19のパンデミックは、効果的なウイルス対策が行われないため、拡大している。銀ナノ粒子(AgNP)は抗ウイルス特性を有することが知られており、SARS-CoV-2を阻害すると推定され、この抗ウイルス効果を検討した。異なるサイズと濃度の多量のAgNPを評価し、粒子の直径が10nm前後、1～10ppmの範囲の濃度では、SARS-CoV-2の阻害に有効である一方、20ppm以上の濃度では、細胞毒性効果が観察された。ルシフェラーゼ酵素ベースのシュードウイルス中和アッセイでは、AgNPがウイルスを破壊することで強力に阻害することを確認した。これらの結果から、AgNPはSARS-CoV-2に対する強力な殺菌剤であるが、細胞毒性作用や不適切な取扱いをした場合に生態系を乱す可能性があるため、注意して使用すべきであることが判明した。

   

2020.7.28

新型コロナウイルスに対する中和抗体を簡便かつ迅速に測定できる新たな手法の開発に成功

微生物学   梁 明秀 教授

新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)に対する中和抗体を、感染性ウイルスを用いることなく、簡便かつ迅速に測定できる新しい手法の開発に成功しました。今回開発した方法は、感染性を有する生ウイルスやゲノムを含んだ擬似ウイルスを使用しないため、危険な操作が不要で、３時間以内に中和抗体の量を測定することが可能です。これまで多検体の解析が困難であった新型コロナウイルスに対する中和抗体の測定が、簡便かつ短時間に可能となることが期待されます。

   

2020.5.6

Interpreting Diagnostic Tests for SARS-CoV-2　

微生物学   梁 明秀 教授

The pandemic of coronavirus disease 2019 (COVID-19) continues to affect much of the world. Knowledge of diagnostic tests for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is still evolving, and a clear understanding of the nature of the tests and interpretation of their findings is important. This Viewpoint describes how to interpret 2 types of diagnostic tests commonly in use for SARS-CoV-2 infections—reverse transcriptase–polymerase chain reaction (RT-PCR) and IgM and IgG enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)—and how the results may vary over time.

新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)の診断検査は、その検査の性質についての明確な理解と所見の解釈が非常に重要です。RT-PCR法（核酸検査）とELISA法(抗体検査)の２種類の診断検査の解釈法と、その結果が経時的にどのように変化するかについて検討しています。 

   

2020.4.20

新型コロナウイルス抗原を特異的に検出できる モノクローナル抗体の作製に成功〜国産初の抗原簡易検査キット開発を目指す〜

微生物学   梁 明秀 教授

大学院医学研究科の梁明秀教授を中心とした共同研究グループは、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)抗原を特異的に検出できるモノクローナル抗体の開発に成功しました。今回、作製した抗体は、近縁のSARSコロナウイルスや風邪の原因となるヒトコロナウイルスとは交差反応を示さず、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)だけに反応します。今後、本抗体を用いることで、簡便かつ短時間に新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)だけを正しく検出できるイムノクロマトキットの開発を目指します。新型コロナウイルスであることを迅速に特定して即時対応ができるようになれば、適切な医療や感染の拡大阻止につながります。

  

2020.3.9

新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の患者血清中に含まれる抗ウイルス抗体の検出に成功

微生物学   梁 明秀 教授

学術院医学群 微生物学 梁 明秀教授を中心とする研究グループは、ELISA法とイムノクロマト法を用いて、新型コロナウイルス患者血清中に含まれる抗ウイルス抗体(IgG)の検出に成功しました。今後、これらの検出法について臨床的意義などの有用性を多数の患者検体で検証し、診断法の確立や試薬キットの開発、実用化を目指します。

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