現在日本で流行のドミナントになっているο株 BQ.1.1 から今後置き換わって再度の大流行を引き起こすことがほぼ確実な XBB.1.5 について、東大の佐藤佳教授が率いるG2P-Japanで最新の研究成果をプレプリント公表前に概略をリリースしました。
アメリカ産のオミクロン亜株 XBB.1.5、もう SARS-3 にした方がよくないかな?
・・・というのはともかく、佐藤教授のグループがこうして次々と世界最先端の研究成果を上げ続けているのに、これをまったく活用せずガン無視している政府与党と厚労省・医師会は万死に値しますね。
#拡散希望 速報🔔 G2P-Japan🇯🇵の最新作「オミクロン亜株XBB.1.5の性状解析」を、論文/プレプリント公開前に速報します(図はメイキング)。本研究では、流行拡大中の#オミクロン XBB.1.5株(通称 #クラーケン)の性質を解明しました🔥 1/
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) January 15, 2023
2022年末にアメリカ🇺🇸で突如感染爆発を始めたのがXBB.1.5株です。この株は、↓で我々が報告しているXBB.1株(G2P-Japan🇯🇵プレプリント第15弾)が、スパイクに #F486P という変異を獲得したものです。2/https://t.co/TrMV58Iv0F
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) January 15, 2023
それに加え、XBB系統が持っていた #Y144del という欠損が復帰したXBB.1.5株(XBB.1.5+ins144Y)も確認されています。Y144del という変異は、ブレイクスルー血清への抵抗性の上昇と、ウイルスの感染力の減少に作用する変異です(G2P-Japan🇯🇵プレプリント第15弾より)。3/ pic.twitter.com/0TmuI17g3E
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) January 15, 2023
アメリカ🇺🇸におけるXBB.1.5株の伝播力(実効再生産数Re)を推定した結果、XBB.1.5株の伝播力は、親株であるXBB.1株よりも1.2倍以上高い(❗️)ことがわかりました。4/ pic.twitter.com/2Oqp6mvDlt
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これは、BA.1とBA.2、BA.2とBA.5の間の差に匹敵する差であり、これからXBB.1.5株が世界で流行拡大していくことが強く示唆されます。なお、ins144Y変異を追加で獲得することによる実効再生産数の上昇は見られませんでした。5/
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次に、#F486P と #ins144Y がスパイクのACE2結合力とシュードウイルスの感染力に与える影響を評価しました。#F486P は、ACE2結合力を爆上げし(結合係数KDを爆下げし)、シュードウイルスの感染力も3倍以上上昇させました。6/ pic.twitter.com/10Jhbkpgue
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一方、#ins144Y は、それ単独ではシュードウイルスの感染力を約2倍上昇させました(XBB.1 < XBB.1+ins144Y)。しかし、#F486P との相加効果は確認されませんでした(XBB.1.5 = XBB.1.5+ins144Y)。7/
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一方、#ins144Y は、それ単独ではシュードウイルスの感染力を約2倍上昇させました(XBB.1 < XBB.1+ins144Y)。しかし、#F486P との相加効果は確認されませんでした(XBB.1.5 = XBB.1.5+ins144Y)。7/
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最後に、BA.2, BA.5ブレイクスルー血清を用いた中和試験の結果、XBB.1.5株はXBB.1株と同様、それぞれのブレイクスルー血清に対してきわめて高い抵抗性を示しました。一方、#ins144Y によって、中和抗体抵抗性は減弱しました。8/ pic.twitter.com/lGknjnmZUY
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補足です。
XBB.1.5株のBA.2ブレイクスルー血清に対する抵抗性は、従来株(B.1.1)の41倍、BA.2の20倍で、13人中8人の血清がXBB.1.5に対する中和活性なし。
XBB.1.5株のBA.5ブレイクスルー血清に対する抵抗性は、従来株(B.1.1)の32倍、BA.2の9.5倍で、20人中12人の血清が中和活性なし。9/— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) January 15, 2023
以上の結果より、XBB.1.5株は、ワクチン血清やブレイクスルー血清による中和作用がすでにほぼ効かないXBB.1株が、#F486P という変異を獲得することにより、ACE2結合力を爆上げしたことによって伝播力を爆上げした変異株だと言えます🔥 10/10
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) January 15, 2023
#拡散希望 速報🔔 G2P-Japan🇯🇵のプレプリント第15弾「組換えオミクロンXBBの性状解析」を、bioRxiv @biorxivpreprint に発表しました。本研究では、#遺伝子組換え で誕生した #オミクロン XBB株(通称 #グリフォン)の性質を解明しました。https://t.co/zioJeDuT6p
以下、本研究の概要です。1/
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) December 27, 2022
2022年後半になり、BA.5株以降、世界を席巻する新しい変異株の出現が見られず、また逆に、世界中でさまざまな #オミクロン亜株 が出現し、多様化しています。2/https://t.co/wLNf5K5HR6
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) December 27, 2022
たとえば、スパイクの5つの収斂進化変異(R346T, K444T, L452R, N460K, F486V)をコンプリートしたBQ.1.1株については、我々の先行プレプリント⬇️で、その誕生原理とウイルス学的な性状を報告しています。3/https://t.co/mgtJF6CPgt
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) December 27, 2022
本研究ではまず、@jampei2 と@SpyrosLytrasによる分子系統学と流行ダイナミクスの学際融合解析によって、XBBは、2022年、夏、インド周辺において、BJ.1とBM.1.1.1(BA.2.75の子孫)というふたつのオミクロン亜株の組換えによって誕生したことを明らかにしました。4/ pic.twitter.com/DZfJiQCLLw
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) December 27, 2022
XBBの実行再生産数(Re)は、もうひとつの現在進行形流行株BQ.1.1と同程度に高いものの、流行地域が異なることを明示しました。現在までの状況としては、BQ.1.1系統では西半球で、XBB系統は東半球でそれぞれ流行拡大していることがわかります。5/ pic.twitter.com/Sau9LZttrI
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) December 27, 2022
中和実験の結果、XBBはBA.2に比べ、BA.5ブレイクスルー血清に対しては13倍(❗️)、BA.2ブレイクスルー血清に対しては30倍(‼️)というきわめて顕著な抵抗性を示す株であることを明らかにしました。6/ pic.twitter.com/nStZ63kFol
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) December 27, 2022
さらに、XBB株の融合力は、BA.2.75株よりも2.2倍高いことを明らかにしました。
G2P-Japanによるデルタ株(第5弾@Nature)、オミクロンBA.1株(第7弾@Nature)、BA.5株(第12弾@CellCellPress)などの研究から、スパイクの融合力とハムスターでの病原性には正の相関があることを見出しています。7/ pic.twitter.com/PMSoFpoLcK
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) December 27, 2022
しかし予想に反し、オミクロンBA.2一族のもうひとつの末裔であるBQ.1.1(⬆️のプレプリント第14弾参照)と同様、XBBの病原性は、その先祖の片割れのBA.2.75と同程度か、それよりも低いことがわかりました。8/ pic.twitter.com/YylvflxDeZ
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) December 27, 2022
XBBは、#組換え によって流行拡大に成功した初めての株と言えます。本邦における頻度も増えてるし、BQ系統が主流だったアメリカでも爆増してます。オミクロンの進化の方向性を予想するのは難しいですが、今後の流行動向は、やはりみなさんの感染対策次第かと思います🙏 9/9https://t.co/KQhjkXiJhH
— The Sato Lab (Kei Sato) (@SystemsVirology) December 27, 2022
◆Virological characteristics of the SARS-CoV-2 XBB variant derived from recombination of two Omicron subvariants【bioRxiv 2022年12月27日】
Abstract
In late 2022, the SARS-CoV-2 Omicron subvariants have highly diversified, and XBB is spreading rapidly around the world. Our phylogenetic analyses suggested that XBB emerged by recombination of two co-circulating BA.2 lineages, BJ.1 and BM.1.1.1 (a progeny of BA.2.75), during the summer of 2022 around India. In vitro experiments revealed that XBB is the most profoundly resistant variant to BA.2/5 breakthrough infection sera ever and is more fusogenic than BA.2.75. Notably, the recombination breakpoint is located in the receptor-binding domain of spike, and each region of recombined spike conferred immune evasion and augmented fusogenicity to the XBB spike. Finally, the intrinsic pathogenicity of XBB in hamsters is comparable to or even lower than that of BA.2.75. Our multiscale investigation provided evidence suggesting that XBB is the first documented SARS-CoV-2 variant increasing its fitness through recombination rather than single mutations.
Introduction
The SARS-CoV-2 Omicron variant is the current variant of concern since the end of 2021 (ref.1). As of December 2022, recently emerging Omicron subvariants are under convergent evolution: recently emerging variants acquired substitutions at the same residues of the spike (S) protein, such as R346, K444, L452, N460, and F486. For instance, Omicron BQ.1.1 variant, which is a descendant of Omicron BA.5 and is currently becoming predominant in the Western countries1, possesses all convergent substitutions, such as R346T, K444T, L452R, N460K, and F486V. Recent studies including ours suggested that L452R, N460K, and R346T increase the binding affinity of SARS-CoV-2 S protein to human angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), the receptor for viral infection, while R346T, K444T and F486V contribute to evade antiviral humoral immunity induced by vaccination and natural SARS-CoV-2 infection. Similar to the observations in BA.5 (ref.5) and BA.2.75 (ref.10), combinational substitutions in S protein (1) to evade antiviral humoral immunity in exchange for the decrease of ACE2 binding affinity (e.g., F486V) and (2) to enhance ACE2 binding affinity to compensate the decreased affinity by immune evasion substitution (e.g., L452R and N460K) has been frequently observed in recently emerging Omicron subvariants including BQ.1.1. These observations suggest that acquiring these two types of substitutions in the S protein is a trend for recently emerging Omicron subvariants to spread more efficiently than prior ones.
In addition to the diversification and subsequent convergent evolution of emerging Omicron subvariants (e.g., BQ.1.1), a recombinant variant, called XBB, has recently emerged. The Omicron XBB variant likely originated by the recombination of two BA.2 descendants, BJ.1 and BM.1.1.1 (a progeny of BA.2.75). While the BQ.1 lineage is becoming predominant in Europe, XBB has become predominant in India and Singapore and is spreading several countries. As of October 28, 2022, the WHO classifies XBB as an Omicron subvariant under monitoring. Recent studies including ours have revealed the virological features of BQ.1 (refs.2, 13, 18). However, the features of XBB, another Omicron subvariants of concern, are not fully elucidated. In this study, we elucidated the virological characteristics of XBB, particularly its transmissibility, immune resistance, ACE2 binding affinity, infectivity, fusogenicity and intrinsic pathogenicity in a hamster model.