呼吸器内でのインフルエンザウイルス集団の分散が進化ポテンシャルを規定する

概要

バーコード化H1N1を用いたフェレット実験により、鼻腔・気管では適応進化に有利な高い多様性が維持される一方、肺ではシーディングのボトルネックにより乏クローン性で遺伝的に異なる集団が形成されることが示された。接種経路は肺内集団構造に影響し、時間経過とともにバーコード多様性は低下する一方で局所的な新規変異により部位間の分岐が進行した。

主要発見

• 接種経路にかかわらず、鼻甲介と気管は類似した高多様性のバーコード組成を示し、上気道での成立と下降に大きな制約がないことを示した。
• 肺感染では強いシーディング・ボトルネックにより乏クローン性で遺伝的に異なる集団が形成され、エアロゾル接種では肺部位ごとに異なる集団が生じた。
• 呼吸器全体で時間とともに多様性は低下する一方、局所で新規変異が生じ、空間的に異質な進化軌道が形成された。

臨床的意義

サンプリング部位を考慮したサーベイランスの必要性、エアロゾル感染が肺シーディングに与える影響とボトルネックの存在、耐性化や伝播モデルの構築に示唆を与える。

限界

• フェレットモデルはヒトの呼吸器動態を完全には再現しない可能性がある
• 観察期間が短く（1–4日）、長期的な進化過程の推定に限界がある

今後の方向性

ヒト臨床サンプルと長期観察への拡張、免疫微小環境のプロファイリングを統合し、空間的進化と選択圧の連関を解明する。