ウイルス潜伏

ウイルス潜伏（Virus Latency）

ウイルス潜伏とは、病原性ウイルスが感染した宿主細胞内で、ウイルス粒子を新たに増殖させずに休眠状態で存在し続ける能力を指します。これはウイルスのライフサイクルにおいて「溶原性」と呼ばれる段階であり、ウイルスが細胞内で活発に複製し、細胞を破壊して広がる「溶菌サイクル」とは対照的です。ウイルス潜伏は、ウイルスが完全に排除されたわけではなく、その遺伝情報が宿主細胞内に残り続ける持続感染の一種ですが、ウイルスが常に活発に複製・排出される慢性ウイルス感染症とは区別されます。一度潜伏状態に入ったウイルスは、適切な条件下で再び活性化し、新たなウイルス粒子を大量に産生する溶菌サイクルに移行する可能性があります。

ここで注意すべきは、ウイルス潜伏が、ウイルスが体内に侵入してから病気の症状が現れるまでの期間である「潜伏期間（incubation period）」とは全く異なる概念であるという点です。潜伏期間中のウイルスは休眠しているわけではなく、体内で増殖を続けている段階です。

ウイルス潜伏のメカニズム

ウイルス潜伏には主に二つの主要なメカニズムがあります。

1. エピソーム潜伏（Episomal Latency）

エピソーム潜伏では、ウイルスの遺伝子（ゲノム）が宿主細胞の核や細胞質内に、宿主の染色体とは独立した形で存在します。この独立したウイルスゲノムは「エピソーム」と呼ばれ、しばしば環状や線状、あるいはラリアット状の構造をとります。

このタイプの潜伏は、プロウイルス潜伏（後述）と比較して、宿主細胞が持つ遺伝子分解酵素などによってウイルス遺伝子が分解されやすいという脆弱性があります。しかし、ウイルスが宿主の核内へ侵入する過程を回避できる場合があり、その過程で活性化される可能性のある宿主の防御機構（例えば、核ドメイン10（ND10）を介したインターフェロン応答）を避けることができるという利点もあります。

エピソーム潜伏の代表的な例はヘルペスウイルス科に見られます。単純ヘルペスウイルス（HSV）や水痘帯状疱疹ウイルス（VZV）は神経細胞においてエピソーム潜伏を確立します。エプスタイン・バール・ウイルス（EBV）のようなガンマヘルペスウイルスは、主にB細胞などの免疫系の細胞に潜伏します。サイトメガロウイルス（CMV）は骨髄系前駆細胞などに潜伏することが知られています。これらの潜伏ウイルスは、ストレス、紫外線、化学療法、免疫抑制、炎症などの様々な要因によって再活性化される可能性があります。

2. プロウイルス潜伏（Provirus Latency）

プロウイルス潜伏では、ウイルスの遺伝子が宿主細胞の染色体DNAに組み込まれます。このように宿主ゲノムに組み込まれたウイルス遺伝子は「プロウイルス」と呼ばれます。

このメカニズムの大きな利点は、宿主細胞が分裂・増殖する際に、ウイルスの遺伝情報も同時に複製されることです。これにより、ウイルスは自身のゲノムを安定的に維持し、子孫細胞に受け継がせることができます。また、宿主ゲノムに組み込まれたプロウイルスを細胞から完全に除去することは非常に困難であり、これもウイルスの持続性を高める要因となります。一方、このタイプの潜伏を確立するためには、ウイルスが宿主細胞の核内に入り、ゲノムに組み込む複雑な過程を経る必要があります。

プロウイルス潜伏の最もよく知られた例は、ヒト免疫不全ウイルス（HIV）です。HIVは自身のRNAゲノムを逆転写酵素を用いてDNAに変換し、そのDNAを宿主の細胞（特にCD4陽性T細胞）の染色体DNAに組み込みます。HIVのプロウイルス潜伏は、ウイルスが免疫システムや現在の抗レトロウイルス薬から逃れることを可能にし、潜伏中は通常症状を引き起こしません。このため、プロウイルスとして潜伏しているHIVを抗レトロウイルス薬で標的とし、根絶することは極めて難しい課題となっています。

潜伏状態の維持

エピソーム型、プロウイルス型にかかわらず、ウイルスは潜伏状態を維持するために様々な戦略をとります。多くの場合、潜伏期に特異的に発現するウイルスの遺伝子産物（RNAやタンパク質）が、ウイルスゲノムが細胞によって分解されたり、免疫系に認識されたりするのを防ぐ役割を果たします。また、これらの遺伝子産物の中には、感染細胞のアポトーシス（プログラム細胞死）を阻害したり、細胞の増殖や分裂を促進したりすることで、ウイルスが潜伏する細胞が長く生存したり、増えたりするように仕向けるものもあります。例えば、単純ヘルペスウイルスが神経細胞で発現するLAT（latency associated transcripts）と呼ばれるRNAは、宿主の免疫応答に関わる分子の発現を抑制したり、アポトーシス経路を妨害したりすることが知られています。

再活性化と臨床的影響

ウイルスが潜伏している間は、原則としてウイルス粒子の排出はなく、感染した宿主は無症状です。しかし、前述のようにストレス、紫外線、免疫抑制、ホルモンバランスの変化など、様々な外部または内部の刺激をきっかけにウイルスが再活性化し、増殖を開始して再び急性感染症と同様の症状を引き起こすことがあります。

一般的な例としては、単純ヘルペスウイルスが再活性化して口唇ヘルペスや性器ヘルペスを引き起こす場合や、水痘（水ぼうそう）の原因ウイルスである水痘帯状疱疹ウイルスが、長年の潜伏を経て帯状疱疹として再活性化する場合があります。これらの再活性化による症状は、特に免疫が低下している場合に重症化しやすい傾向があります。

ウイルス潜伏のより深刻な影響として、潜伏ウイルスの再活性化や、場合によっては潜伏そのものが細胞の異常な増殖（形質転換）を引き起こし、癌（がん）の発生に関与するケースがあります。例えば、ヒトパピローマウイルス（HPV）は子宮頸がんの主要な原因ウイルスとして知られており、特に持続的な感染が細胞の悪性化につながることがあります。また、HIVのように宿主ゲノムに組み込まれるプロウイルス型のウイルスは、組み込まれた場所によって宿主の遺伝子発現に影響を与え、細胞の制御不能な増殖を引き起こすリスクもゼロではありません（かつてレトロウイルスベクターを用いた遺伝子治療で、挿入部位の近くにあったがん関連遺伝子を活性化させてしまい、白血病様症状を引き起こした事例があります）。

HIV感染症におけるプロウイルス潜伏は、特に休止状態のCD4陽性T細胞などの特定の長寿命細胞に存在することで、「ウイルスリザーバー」と呼ばれる潜在的なウイルスの貯蔵庫を形成します。これらのリザーバー細胞は、現在の抗レトロウイルス療法ではウイルスを排除することが非常に困難であり、治療を中断するとウイルスが再活性化・増殖して病状が進行する原因となります。このウイルスリザーバーの存在が、HIV感染症の完全治癒を妨げる主要な要因の一つとなっています。

ウイルス潜伏は、ウイルスが厳しい環境下や免疫系の監視下で生存するための効果的な戦略であり、多くのウイルス感染症の病態や治療の難しさを理解する上で極めて重要な概念です。

もう一度検索