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2020/04/18

【武漢ウイルス】「アビガン」の効果/RNAウイルスの増殖のメカニズム

公開:2020-04-18 09:57:45  最終更新:2020/04/20 6:37

日本で開発されたアビガンについて、日本政府は必要とする国に無償で提供することを発表し、備蓄のためにも増産体制に入ることとなりました。また、ドイツ政府は大量調達を決定しています。(下記記事参照)

このアビガンについて調べたことをブログ主の覚え書きとしてエントリーしておきます。

 


ドイツ政府が新型コロナウイルスの治療のため、富士フイルムホールディングス傘下の製薬会社(ブログ主註:富士フイルム富山化学)が開発した抗インフルエンザ薬「アビガン」を大量調達することが2日、わかった。独紙フランクフルター・アルゲマイネなどが報じた。購入の規模は数百万セットになるという。

報道によると、独政府は短期間でのアビガンの備蓄を目指している。軍の協力のもと大学病院などを通じて配布する。

(4月3日付日経『ドイツ、「アビガン」大量調達へ 新型コロナ治療に』より一部転載)

 

なお、原薬(薬の有効成分)の製造も中国から国内生産にシフトし、大手化学メーカーのカネカが供給を発表しました。

 


[東京 17日 ロイター] - カネカ<4118.T>は16日、新型コロナウイルス感染症への治療効果が期待される抗インフルエンザウイルス薬「アビガン」の原薬を供給することで富士フイルムと合意したと発表した。設備投資、人員配置転換や生産計画調整で製造体制を整え、7月から供給を開始する。

(4月17日付ロイター『カネカ、「アビガン」の原薬供給で富士フイルムと合意 7月から供給』より)

 

 

アビガンに関する基本的情報

アビガンについての基本的情報および現状は、4月19日付産経『治験や増産進む「アビガン」 早期投与で効果期待』によると、以下の通りです。

  • 富士フイルム富山化学が富山大名誉教授の白木公康氏と共同開発し(平成26年に新型インフル薬として承認)
  • ウイルスが細胞内で増殖するのに不可欠な遺伝子の複製を妨げる
  • 国内で既に350人以上に投与され、効果があるとの報告が相次ぐ(現時点で新型ウイルスは対象外の病気だが、医療機関の判断で投与)
  • 国は、70万人分となる現在の備蓄量を、今年度中に200万人分まで増やす予定。
  • インドネシアやチェコなど20カ国への無償供与が決まり、30カ国以上とも調整中。

 

アビガンやその他治療薬の効果(機能)

アビガン以外にも武漢ウイルス(COVID-19)の治療薬として複数の薬が期待されています。下の図は産経の記事『新型コロナ 複製ミスで変異、分身を増産』(2020.3.29)の図の一部を紙面からスキャンしたものですが、それぞれ、機能(効果)が異なる事が分かります。

 

20200329_sankei_coronavirus

 

よく見かける武漢ウイルスのイラストですが、突起物は「スパイク」と呼ばれ感染先の細胞にとりつく足がかりのような役目をします。ウイルスの表面(図では同心円状になっている外側の層)は「膜」で、これに含まれる脂質は石鹸で溶けます。内部の紐状の物は「RNA」(リボ核酸)で、武漢ウイルスは「RNAウイルス」の一種です。図では、ウイルスが増殖するステップで放出したRNAの複製を阻害するのがアビガンだと言うことを示しています。

他の治療薬候補については、「フサン」(膵炎〔すいえん〕治療薬)はウイルスが細胞内に侵入するのを阻害、「レムデシビル」(エボラ出血熱治療薬)はRNAの複製を、「カレトラ」(エイズ治療薬)はタンパク質の合成を阻害します。

 

以上は産経の記事の一部を要約したものですが、「RNAウイルス」と「DNAウイルス」の違いについても調べて見ました。

 

RNAウイルスとは(どのようなメカニズムで増殖するのか)

新型コロナウイルス検査 「PCR検査」と「抗体検査キット」の違いは?』〔柳田絵美衣 | 臨床検査技師(ゲノム・病理検査)、国際細胞検査士〕のPCR検査の解説の箇所で分かりやすく説明されています。

その箇所を以下に引用します。

 


■「PCR検査」とは?

ウイルスにはDNAウイルスとRNAウイルスの2種類に分類されるが、コロナウイルスはRNAウイルスに分類される。このため、「ウイルスが存在するか?」を確認するためにはウイルスのRNA(遺伝情報)の有無を確認することになる。しかし「PCR検査」のPCRはPolymerase Chain Reaction(ポリメラーゼ連鎖反応)の頭文字をとったもので、微量のDNA断片を増幅して検出する方法である。では、RNAウイルスはどのようにして検出するのか?

◆DNA、RNAとは?

DNA(デオキシリボ核酸、deoxyribonucleic acid)とRNA(リボ核酸、ribonucleic acid)は「核酸」と呼ばれ、核酸にはウイルスの遺伝子が含まれている。つまり、ウイルスの増殖に必要な設計図のようなものが含まれている。

DNAには、生物の体を構成する設計図(遺伝情報)が書き込まれている。DNAは、鎖のような構造をした物質に書き込まれており、DNAは二本の鎖が対になってらせん状の構造をしており、安定した状態にある。

図:DNAらせん構造ー省略

体を構成する際には、この遺伝情報をコピーすることから始まる。

DNAの二本の鎖を解いて一本鎖にし、その鎖をコピーしていく。これを「転写」と呼び、このときコピーされたものがRNAである。このコピーをもとにして蛋白質が作られ、体を構成していくのだ。

図:DNAとRNAの関係ー下図

20200403_rna_dna02

 

RNAは一本の鎖のみであり、DNAに比べて不安定な構造をしている。RNAを遺伝物質として持つRNAウイルスは、遺伝子としての安定性が低いことになる。しかし、不安定であるがため、変異スピードが速いことが特徴の一つでもある。つまり、RNAウイルスは変異スピードがDNAウイルスよりも速いのだ。

表:DNAウイルスとRNAウイルスー省略

RNAは不安定な物質であるため、取り扱いが難しい。そのため、RNAウイルスを調べるためのPCR検査では、まずRNAを安定したDNAに変換してから検査を行う。つまり、RNAウイルスの有無を検査するには、まずRNAをDNAに変換することから始まる。これを「逆転写」と呼ぶ。

DNAやRNAは目に見えず、非常に小さな物質であるため、その存在を確認するには、ある程度の量が必要となる。そのため、次に、量を増やす工程である「増幅」を行うのだ。

順番は、「採取された検体に含まれるRNAをDNAに変換(逆転写)」→「そのDNAを増幅」となる。

DNAの数は1サイクルのPCRでおよそ2倍に増えていく。したがって、20サイクルのPCRにより、最初に存在したDNAのおよそ100万(2の20乗)になる。仮に、ウイルスのDNAが検体の中に存在していなければ、何度PCRを行ったとしても”0”ということになる。

これにより、採取された検体の中に新型コロナウイルスのRNAが含まれていれば、RNAから変換されたDNAが増幅されて陽性となり、検体の中にRNAが含まれていなければ何も増幅されないので陰性となるのだ。

PCR検査では、この増幅工程に時間を要するため、検査結果が判明するまでに数時間要するのだ。

一方、多くの企業や研究所が開発や輸入・販売している「(抗体)検査キット」は、10~20分程度で結果が判明する。

 

RNAウイルスがなぜ「変異」しやすいのかが理解できます。

 

PCR検査の方法として、「採取された検体に含まれるRNAをDNAに変換(逆転写)」と書かれています。ブログ主の勝手な解釈ですが、「圧縮ファイル」(RNA)を「解凍」して元に戻す(DNA)ようなものでしょうか。

人体の細胞内でウイルスが増殖するのも同じ原理のようです。

『ブリタニカ国際大百科事典』(電子辞書)の「RNAウイルス」の説明によると、

 

(RNAのみを持つRNAウイルスは)RNAを基準としてDNAを合成する逆転写酵素(ブログ主註:生物体内に起こる化学反応の触媒となる たんぱく質)、またはRNA依存性DNAポリメラーゼが働いて、細胞内でDNA暗号に戻った後、通常と同様に解読され、タンパク質合成の司令に用いられる。

 

とあります。つまり、RNAが単に複写されるのではなく、ウイルスとなるためには一旦DNAに変換されるというプロセスを経ているようです。

では、アビガンは具体的にどのような作用をするのか、ということについては、日本医事新報社のサイトに『医事新報』(2020年03月28日発行)に掲載された白木公康名誉教授 (千里金蘭大学副学長,富山大学名誉教授(医学部)) の論文が転載されているので、一部引用します。

 


緊急寄稿(2)新型コロナウイルス感染症(COVID-19)治療候補薬アビガンの特徴(白木公康)

3. アビガンの抗インフルエンザウイルス活性

アビガンの化学構造は図1(省略)に示したように,アビガンにリボースが付加されると,生体内に存在するAICARに構造が似る。AICARはRNAの材料となるグアノシンやアデノシンの前段階のイノシンに至る前駆物質である。そのため,ウイルスのRNA依存性RNA合成酵素(RdRp)は,伸長中のウイルスRNAに,アビガンをグアノシンやアデノシンと間違えて取り込んでしまい,そこで,RNA合成が停止する。すなわち,アビガンは,RNAウイルスのRNA複製の際に,RNA鎖に取り込まれたところで,RNAの伸長を停止する。この機構は,アシクロビルと同じように,伸長阻止薬(chain terminator)として作用する。そして,アビガンの阻害活性はインフルエンザウイルスだけでなく,ほとんどのRNAウイルスのRdRpに対して,伸長を停止する活性を有する。

 

全てを理解することはできませんが、メカニズムはなんとなく理解できます。

再びブログ主の勝手な解釈ですが、「圧縮ファイル」そのものを変えてしまうので、正しく「解凍」できない、という感じでしょうか。

 

なお、上記サイトには他の薬剤についても解説がなされています。

 

 

  


 

 

 

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