HOME > 臨床検査分野 >COVID-19 > SARS-CoV-2スパイクタンパクの医学的価値

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SARS-CoV-2の検査を受け、ウイルスに感染したことがあり、免疫反応を起こした可能性のある人を特定する必要性が高まっています。しかし、血清学的検査の抗原としてどのウイルスタンパク質を使用するかについては疑問があります。これは新しいウイルスであるため、診断薬の開発チームは決定的であると断言することはができませんが、私たちが理解している範囲において、このウイルスタンパク質はその明白な候補であると認識されています。1

コロナウイルスには、スパイク(S)、エンベロープ(E)、膜(M)、およびヌクレオカプシド(N)タンパク質を含む4つの構造タンパク質が含まれています。

コロナウイルスは、冠のように見える突起のような突起物からその名前を得ています。これらのウイルスは、スパイクタンパクを使用して宿主細胞上のタンパク質に結合し、侵入します。 SARS-CoV-2の場合、スパイクタンパクはヒト細胞上のアンジオテンシン変換酵素2(ACE2受容体)に高い親和性で結合します。2

スパイクタンパクの価値

コロナウイルスは多くの異なるタンパク質を使用して細胞を複製および侵入しますが、スパイクタンパク(Sタンパク)は受容体に結合するために使用する主要な表面タンパク質です。スパイクタンパクがヒト細胞受容体に結合した後、ウイルス膜はヒト細胞膜と融合し、ウイルスのゲノムがヒト細胞に入り、感染を開始できるようになります。3

研究では、Sタンパクがウイルスの付着、融合、侵入に最も重要な役割を果たし、抗体、侵入阻害剤、ワクチンの開発のターゲットとして機能することも示されています。4–10

コロナウイルスのスパイクタンパクは、アンジオテンシン変換酵素2またはACE2,11と呼ばれる呼吸細胞上の受容体に付着することにより、宿主細胞への侵入を仲介します。それに対する抗体の存在は、SARS-CoV-2感染の中和を示唆する可能性があります。

これを評価するために、研究は偽ウイルス粒子ベースの中和アッセイを行い、偽ウイルスとSARS-CoV-2の間の中和抗体力価に有意な正の相関があったことを発見しました。この研究は、最近退院した患者がSARS-CoV-2に対して強い体液性免疫を持っていたことを示しています。12

また別の研究ではまた、Sタンパクが劇的なコンフォメーション変化を受けて、受容体結合が宿主細胞に侵入するためのRBD(receptor-binding domain;受容体結合ドメイン)および主要な残基を露出させることも示しています。 SARS-CoV-2の宿主細胞への侵入の開始におけるRBDの重要な役割を考えると、それは抗体を中和するための脆弱なターゲットになります。13

[SARS-CoV-2] Sタンパクは、ウイルスの付着、融合、侵入に最も重要な役割を果たし、抗体、侵入阻害剤、ワクチンの開発のターゲットとして機能します。14
TAI, W., HE, L., ZHANG, X. ET AL. CELL MOL IMMUNOL (2020)

Access SARS-CoV-2 IgG 抗体検査試薬(研究用)

SARS-CoV-2コロナウイルスに対する免疫獲得を識別するには、適切な抗体を標的とすることが重要です。
Access SARS-CoV-2 IgG 抗体検査試薬(研究用)は、スパイクタンパクのRBDに対する抗体を検出するように設計されています。これは、以下のような情報に基づき、重要なポイントであると考えられます。

  • 世界中から公開され、事前に公開されている予備調査
  • 一部のメーカーではウイルスのヌクレオカプシドを標的としていますが、スパイクタンパクを標的とすることを推奨した有数の対象分野の専門家との議論
  • 過去に経験した他のSARSウイルスに関する履歴情報

Access SARS-CoV-2 IgG 抗体検査試薬(研究用)は免疫獲得に関与する可能性が高いとされるウイルスのスパイクタンパクに対する抗体を検出します。



 



References

1Petherick, A. Developing antibody tests for SARS-CoV-2. April 04, 2020. Lancet. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30788-1
2Howes L. Structure of novel coronavirus spike protein solved in just weeks. Chemical & Engineering News. February 19, 2020. Vol. 98, Issue 8. https://cen.acs.org/analytical-chemistry/structural-biology/Structure-novel-coronavirus-spike-protein/98/i8. [Accessed: May 1, 2020]
3Saplakoglu Y. Coronavirus ‘spike’ protein just mapped, leading way to vaccine. LiveScience.com. https://www.livescience.com/coronavirus-spike-protein-structure.html. February 19, 2020. [Accessed May 1, 2020]
4Du, L., He, Y., Zhou, Y., Liu, S., Zheng, B. J. & Jiang, S. The spike protein of SARS-CoV-a target for vaccine and therapeutic development. Nat. Rev. Microbiol. 7, 226–236 (2009).
5Du, L., Yang, Y., Zhou, Y., Lu, L., Li, F. & Jiang, S. MERS-CoV spike protein: a key target for antivirals. Expert Opin. Ther. Targets 21, 131–143 (2017).
6Lu, L. et al. Structure-based discovery of Middle East respiratory syndrome coronavirus fusion inhibitor. Nat. Commun. 5, 3067 (2014).
7Du, L. et al. Introduction of neutralizing immunogenicity index to the rational design of MERS coronavirus subunit vaccines. Nat. Commun. 7, 13473 (2016).
8He, Y., Li, J., Heck, S., Lustigman, S. & Jiang, S. Antigenic and immunogenic characterization of recombinant baculovirus-expressed severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein: implication for vaccine design. J. Virol. 80, 5757–5767 (2006).
9Liu, S. et al. Interaction between heptad repeat 1 and 2 regions in spike protein of SARS-associated coronavirus: implications for virus fusogenic mechanism and identification of fusion inhibitors. Lancet 363, 938–947 (2004).
10Wang, Q., Wong, G., Lu, G., Yan, J. & Gao, G. F. MERS-CoV spike protein: targets for vaccines and therapeutics. Antivir. Res. 133, 165–177 (2016).
11Pappas S. Scientists figure out how new coronavirus breaks into human cells. Live Science. https://www.livescience.com/how-coronavirus-infects-cells.html. March 11, 2020. [Accessed: May 1, 2020]
12Nie, J., Li, Q., Wu, J., Zhao, C., Hao, H., Liu, H., Zhang, L., Nie, L., Qin, H., Wang, M., Lu, Q., Li, X., Sun, Q., Liu, J., Fan, C., Huang, W., Xu, M., & Wang, Y. (2020). Establishment and validation of a pseudovirus neutralization assay for SARS-CoV-2. Emerging microbes & infections, 9(1), 680–686. https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1743767
13Chen, X., Li, R., Pan, Z. et al. Human monoclonal antibodies block the binding of SARS-CoV-2 spike protein to angiotensin converting enzyme 2 receptor. Cell Mol Immunol (2020). https://doi.org/10.1038/s41423-020-0426-7
14Tai, W., He, L., Zhang, X. et al. Characterization of the receptor-binding domain (RBD) of 2019 novel coronavirus: implication for development of RBD protein as a viral attachment inhibitor and vaccine. Cell Mol Immunol (2020). https://doi.org/10.1038/s41423-020-0400-4



KATHLEEN ORLAND
Kathleen Orland currently serves as senior vice president and general manager for Beckman Coulter’s Clinical Chemistry Immunoassay (CCIA) business unit, leading product strategy and new product development programs across eight global sites.


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