『SARS-CoV-2スパイクタンパク質の自然免疫システムへの影響： 総説 』（論文の翻訳）
https://doi.org/10.7759/cureus.57008
【序論と背景】
スパイクはホモ三量体構造であり、各単量体は1,273アミノ酸からなるタンパク質で、いくつかの機能ドメインと、1つのフリン切断部位と2つのカテプシンL（CSTL）切断部位を含むいくつかのタンパク質分解切断部位を持つ。N末端ドメイン（NTD）と受容体結合ドメイン（RBD）からなるスパイクのサブユニット1（S1）は、ウイルスと多くの細胞受容体または共受容体との結合を担っていることが一般的に認められている。スパイクのサブユニット2（S2）は、コロナウイルスの間で高度に保存されている特定のドメインを介して、標的細胞とSARS-CoV-2の融合を担っている。スパイクはまた、高度にグリコシル化されたタンパク質であり、抗体と抗原の相互作用を妨げる可能性があり 、特にS1サブユニットで容易に変異する 。これらの変異は、SARS-CoV-2亜種の免疫逃避機構だけでなく、感染力の増加にも関与していると考えられている 。最近、スパイクタンパク質、特にRBDにプリオン様ドメイン（PrD）が同定された。これらのドメインの変異は、スパイクの主要な受容体であるアンジオテンシン変換酵素2（ACE2）、特にデルタ変異体に対する親和性を高めているようである 。NTDの変異は、スパイクタンパク質と細胞膜の脂質ラフト成分であるガングリオシドとの親和性を高め、SARS-CoV-2がより迅速に細胞に感染することを可能にしているようである。
興味深いことに、多くのプロテアーゼはスパイクタンパク質上でタンパク質分解活性を発揮するようだ。例えば、基質上のタンパク質分解切断部位を予測し、優先順位をつけることができるバイオインフォマティクスツールを使って、Bollavaramの研究チームは、ほとんどのカテプシン（CTS）がスパイクタンパク質を加水分解する可能性があることを示した。文献の中では、好中球エラスターゼ、プラスミン、トリプシンなど、スパイクを切断できる他のプロテアーゼを見つけることができる。しかしながら、最も研究されているプロテアーゼは、もちろんフリンと膜貫通プロテアーゼ・セリン2（TMPRSS2）である。注目すべきは、TMPRSS2が2型膜貫通セリンプロテアーゼ（TTSP）ファミリーに属していることで、TMPRSS4、TMPRSS11d、TMPRSS13などのメンバーがおり、スパイクタンパク質上でタンパク質分解活性を示すように見える。
最後に挙げた2つのプロテアーゼ、すなわちTMPRSS11dと13は、in vitroでSARS-CoV-1とSARS-CoV-2の複製を促進するようである。それにもかかわらず、オミクロン分岐変異体のスパイクタンパク質に関する最近の研究では、フリンとTMPRSS2によるタンパク質分解能力が低下していることが示されている。これがSARS-CoV-2亜種の病原性が低い理由の一つであろうか？おそらくそうであろうが、この点については本稿で述べる。
SARS-CoV-2を介する感染は、無症状の症例から重症で生命を脅かす症例まで、幅広い臨床症状をもたらす「コロナウイルス病2019」（COVID-19）と呼ばれる病態を誘発する。一般に、COVID-19患者は、急性呼吸窮迫症候群（ARDS）に進行する可能性のある呼吸器障害に加え、肝臓や消化管、心臓、中枢神経系（CNS）、腎臓などの他の臓器にも障害を有する。ウイルスの侵入を可能にする、あるいはこの感染性疾患に関与する可能性のあるスパイクレセプターやコ・レセプターの数が非常に多いことが、臨床像の多様性の原因かもしれない 。
さらに、疾患の重症度のレベルは2つのメカニズムに関連している可能性がある 。そのメカニズムのひとつは、炎症亢進（サイトカインストームとも呼ばれる）であり、自然免疫系の過剰活性化とパイロトーシス（＊炎症反応に伴う細胞溶解の一種。パイロトーシスは、制御性ネクローシス（regulated necrosis）とも呼ばれ、特定の条件が揃うことで炎症性カスパーゼ（カスパーゼ1、カスパーゼ5）によって媒介される。パイロトーシスは、細胞膜を介したイオン濃度勾配の破綻と浸透圧の上昇を特徴とし、細胞膜の崩壊と細胞内容物の周囲への放出を生じる。）の併発である。この現象は、マクロファージやナチュラルキラー（NK）などの他の自然免疫エフェクターに警告を発する損傷関連分子パターン（DAMPs）の放出に伴う、インターロイキン-1β（IL-1β）やインターロイキン-18（IL-18）などの炎症促進性サイトカインの産生と、インフラマソームを介したウイルス感染細胞の死滅と定義できる。このプロセスは、正常な抗ウイルス免疫反応の開始を意味する。しかしながら、免疫逃避機構、特にスパイクタンパク質を介するもの、あるいはスパイクとACE2のようなその受容体などのの分子間相互作用は、後述するように免疫系の制御を乱す可能性がある 。そして、これらすべてのプロセスが問題となり、致死的な多臓器不全に至る可能性がある 。
さらに、SARS-CoV-2を介した感染の文脈では、インターフェロン（IFN）がウイルスとの闘いに重要な役割を果たしているようである。実際、Toll-like receptor（TLR）、特にToll-like receptor-3（TLR3）とToll-like receptor-7（TLR7）が欠損している人は、ウイルスに影響を受けやすいことが証明された。このような患者ではIFNの産生が低いため、重症型のCOVID-19を発症しやすい。さらに、ウイルスが免疫監視から逃れるメカニズムの一つは、IFN（IFN-I）産生を部分的に阻害することである。従って、疑問になるのは、"スパイクタンパク質はIFN-I応答の逃避に寄与するのか？"ということである。
第二のメカニズムは、炎症亢進プロセスに関連していると思われるが、免疫細胞の枯渇である 。ウイルスは免疫細胞に直接感染し、免疫細胞を溶解させるが、ある種のサイトカイン、II型IFN（IFN-γとも呼ばれる）や腫瘍壊死因子α（TNF-α）が別の現象を引き起こすことがある： PANoptosisである。
PANoptosisは、パイロトーシス、ネクロプトーシス、アポトーシス経路の共活性化と定義でき、その結果、PANoptosomeという分子複合体が形成される。Karkiと彼のチームによると、この現象はCOVID-19の重症例で観察される組織損傷を説明するだけでなく、リンパ球減少症にも関与している可能性がある。PANoptosisはスパイクタンパク質の効果に結びつくのか？この論文で述べたように、スパイクタンパク質はこれら2つのサイトカイン、IFN-γとTNF-αの産生を誘導することができるので、PANoptosisに関連していると考えられる。
COVID-19の重症例で観察されるリンパ球減少は、他にもいくつかの機序でも説明できる。Fasデスレセプター（Fas）/Fasリガンド（FasL）システム（Fas/FasLシステム）はその一つである。Fas/FasL系は活性化T細胞の細胞膜上の分化95のクラスター(CD95)とも呼ばれるるFasの発現で構成されている。FasLによって刺激されると、CD95はリンパ球の破壊を引き起こす。FasLの産生はその細胞毒性により高度に制御されているが、C-X-Cモチーフ・ケモカイン・リガンド10（CXCL10）の産生と相関して、この感染性疾患の重症度に応じて血漿中濃度が有意に上昇するようである。重要な観察を強調する必要がある：IFN-γとCXCL10の産生の増加が、修飾メッセンジャーリボ核酸（mRNA）脂質ナノ粒子の注射後に検出されたことである。今日、これらの新しいワクチンの投与後に、これらのサイトカインがどのように誘導されるかを理解できる研究はほとんどない。したがって、これらの抗COVID19注射後に体内で産生されるスパイクは、IFN-γとCXCL10合成の起源となりうるのだろうか？より広義には、リンパ球減少症を誘発するメカニズムにおけるスパイクの影響は何であろうか？
最後に、スパイクタンパク質はロングCOVID症候群に関与している可能性が高い。実際、感染後数ヵ月にわたって血中にスパイクタンパク質が持続していることを示す結果もあり、一部の患者では、この糖タンパク質の血漿中濃度がCOVID-19ワクチン投与と一致しているようである。しかし、著者らはどの種類のワクチンが使用されたかは明らかにしていない 。ここで問われる重要な疑問は、循環スパイクタンパク質の経時的持続性をどのように説明するかということである。通常、免疫システムのエフェクターによって除去されるはずである。なぜそうならないのだろうか？
パンデミックに対応して、ファイザーとモデナが販売する医薬品であるスパイクタンパク質をコードする新規のmRNA技術を使用して、世界中でワクチン接種キャンペーンが行われた。スパイクタンパク質をコードするこれらのCOVID-19注射から得られた改変mRNAには、986位と987位に2つのプロリンの配置につながる2つの置換コドンがあることに注意されたい。その目的は、前融合状態で産生されるスパイクタンパク質をブロックすることである。しかしながら、この修飾されたスパイクは、いくつかの文献では「スパイク2プロリン（S2P）」とも呼ばれ、ACE2と相互作用することができ、フリンプロテアーゼによって切断されることを示す研究が多い。さらに、いわゆる "ウイルス "スパイクタンパク質に比べ、いわゆる "ワクチン "スパイク、すなわち修飾mRNA脂質ナノ粒子の注射後に体内の細胞によって産生されるスパイクの構造、コンフォメーション、グリコシル化状態に関するデータはほとんどない。これらのデータは、戦略が最終的にスパイクに向けられた抗体を産生することであるため、これらの新しいワクチンの免疫原性、抗原性、有効性を確立するために必要である。
SARS-CoV-2のスパイクタンパク質をコードする改変mRNAを含むワクチンは、投与後数週間でウイルススパイクを中和できる抗体の高い産生を誘導することが一般的に認められている。さらに、この実験結果は、抗COVID19注射がSARS-CoV-2 スパイクタンパク質のS1サブユニットに対して高親和性抗体を誘導するが、S2サブユニットに対しては効果が低いことを示しており、上述のプロリン修飾と一致している。我々の知る限り、抗原／抗体相互作用は、抗体のパラトープ（抗原結合部位）を介した直鎖状あるいは立体構造上の抗原エピトープの認識によるものである。従って、ウイルスのスパイクとワクチンのスパイク、これら2つのタンパク質は、これらの新しく修飾されたmRNAワクチンの投与後に産生される抗体の中和能力を正当化するために、十分に強い構造的および立体構造的相同性を有すると推論することが可能である。その結果、スパイクタンパク質の起源が何であれ、一般的な用語でスパイクタンパク質を語ることが可能になった。
そこで3つの指摘ができる。第一に、S2はコロナウイルス間で、特に融合ペプチドのレベルで高度に保存されたエピトープを持っているようである。さらに、スパイクのこの部分に向けられた抗体はスペクトルが広く、すなわち多種多様なオルソコロナウイルス科のウイルスを中和する。したがって、S2に対するワクチン戦略を検討するのは興味深いことだろうか？第二に、S1は最も変異が多いようであり、SARS-CoV-2亜型（特にオミクロン亜型）に対する感染または抗COVID19注射による細胞性および体液性免疫防御の低下、ならびにこれらの株の毒性と病原性の観察された変化を説明することができる。第三に、スパイクはヒトの分子と類似した配列を共有しているため、自己免疫プロセスを誘発したり、ノッチ受容体について示唆されているように分子間相互作用を破壊したりする可能性がある 。従って、このスパイクタンパク質の存在によって、病態生理学的そして分子レベル、特に免疫細胞の機能レベルにおいて、他にどのような影響が想定されるのだろうか？
この段階で、前述した2番目の点に注意を喚起することが重要である。もしS1の変異によってウイルスが免疫防御を回避できるのであれば、完全なワクチン接種を受けた被験者で2021年の初期に観察された感染エピソードを部分的に説明できるかもしれない。実際、前の段階で言及された抗体依存性増強（ADE）や免疫システムの細胞性エフェクターの枯渇を誘導するメカニズムなど、これらのブレークスルー感染には他の説明も可能である。
【レビュー】
①『スパイクタンパク質はサイトカインストームを引き起こす』
ウイルス感染の初期には、宿主細胞はパターン認識受容体（PRR）によって病原体の存在を検出することができる。これらのレセプターは細胞上や細胞内に広く分布しており、その活性化はウイルスに存在する病原体関連分子パターン（PAMPs）に依存する。病原体のカテゴリーの中で高度に保存されているPAMPsは、脂質、核酸、タンパク質からなる特異的な分子構造として説明することができる。自然免疫に属するPRRは、それぞれのリガンドに結合することでPAMPsを感知するセンサーと定義できる。現在の知見によると、これらのセンサーの多くは5つのタイプに分類される：トール様受容体（TLR）、ヌクレオチドオリゴマー化ドメイン受容体（NLR）、レチノイン酸誘導性遺伝子-I受容体（RLR）、C型レクチン受容体（CLR）、および、absent-in-melanoma-2(AIM2)受容体（ALR）である。一般的に、PRRの活性化は、核内因子κB（NF-κB）の核への転座とマイトジェン活性化プロテインキナーゼ（MAPK）経路の活性化をもたらし、IFNを伴う炎症促進性サイトカインの産生とその放出を誘導する。パイロトーシス、すなわち感染細胞の死滅につながるインフラマソームの発達は、IL-1β、IL-18、損傷関連分子パターン（DAMPs）の放出を誘導する。これらの分子、すなわちサイトカインやIFNはすべて、免疫細胞のリクルート、活性化、適応免疫応答の方向づけを介して、効率的な抗ウイルス免疫を開始することを目的としている 。
SARS-CoV-2の場合、自然免疫応答の活性化に関与するPRRを同定する研究はまだ進行中である。TLR、RLR、NLR、および環状GMP-AMP合成酵素（cGAS）-IFN遺伝子刺激因子（STING）経路（cGAS-STING経路）-細胞質内に核酸が存在する場合に誘導されるメカニズム-が活性化され、感染の初期段階に炎症促進性サイトカインとIFNの産生を誘発するようである。しかし、SARS-CoV-2にはPRRシグナル伝達を制限する分子兵器庫があり、炎症促進性サイトカインとIFNの産生を制限することで、ウイルスは免疫系から速やかに逃れることができる。このことは、少なくとも部分的には、病気の後期段階にウイルスが体内に広がり、その後サイトカインストームと呼ばれる自然免疫応答が大きくなることを説明している 。
②『ACE2とTLR4発現の増幅ループを引き起こす分子メカニズムはあるのか？』
SARS-CoV-2感染時のサイトカインストームに関連する主なサイトカインは、インターロイキン（IL-2、IL-4、IL-6、IL-7、IL-10、IL-8、IL-17）、IFN-γ、腫瘍壊死因子（TNF-α）、顆粒球コロニー刺激因子（G-CSF）、ケモカインである。他の2つのウイルスタンパク質、すなわちエンベロープ（E）とヌクレオキャプシド（N）がTLR2と相互作用する可能性があるとしても、スパイクタンパク質もその活性化に関与する可能性がある 。マクロファージと上皮細胞培養で行われた実験によると、これらの細胞はTLR2を介して組換えS1サブユニットとS2サブユニットの両方、または三量体スパイクタンパク質を感知し、NF-κB経路と、より低い程度ではあるがMAPK経路を活性化し、これらの種類の炎症促進性サイトカインとケモカインを産生することが示された。興味深いことに、ヒト白血病単球細胞由来マクロファージ（THP1由来マクロファージ）刺激後、I型またはII型IFNの産生は検出されず、TLR4はスパイク誘導性炎症には関与していないようであった。
それにもかかわらず、分子的根拠はまだ不明であるが、SARS-CoV-2 スパイクタンパク質とTLR4との直接的な相互作用が、表面プラズモン共鳴アッセイによって証明された 。TLR4は、中枢神経系（CNS）を含め、スパイクが介在する炎症プロセスにも関与している可能性があり、これらのデータはさまざまな論文によって裏付けられている。AboudounyaとHeads によると、スパイクとTLR4の相互作用は、第一に骨髄分化一次応答88（MyD88）によって開始され、NF-κB因子の転座をもたらす正準経路の活性化をもたらし、第二にトランスフォーミング増殖因子β（TGF-β）活性化キナーゼ1（TAK1）を介したMAPK経路の活性化をもたらし、炎症促進性サイトカインとケモカインを産生する。トール/インターロイキン-1受容体（TIR）ドメインを含むアダプター誘導βインターフェロン（TRIF）とTRIF関連アダプター分子（TRAM）システム（TRIF/TRAMシステム）を介した非正規経路の活性化も可能である。この分子カスケードは、IL-10のような抗炎症性サイトカインの産生を誘導し、とりわけIFN-Iの産生を誘導する。
このように、スパイク/TLR2またはスパイク/TLR4の相互作用は、事実上、NF-κBおよびMAPK経路の活性化を介して炎症プロセスに関与する可能性がある。
その後、オートクライン増幅ループにおいて、インターフェロンαβ受容体（IFNAR）に結合することにより、IFN-Iはインターフェロン刺激遺伝子（ISG）の発現を誘導する。議論の余地はあるが、ACE2発現とIFN-I経路の間にはおそらく直接的な関係が存在し、ISGは主要なスパイクタンパク質受容体であるACE2の発現を増加させる。これらの論文で報告された結果の違いは、使用された実験プロトコール、in vivo実験とin vitro実験との違い、使用された細胞株、注目されたISGの種類、そして何よりも病態生理学的背景によって説明できる。
興味深いことに、ウイルスのmRNAは、ミトコンドリアの抗ウイルスシグナル伝達タンパク質（MAVS）と相互作用するメラノーマ分化関連タンパク質5（MDA5）などのRLR（レチノイン酸誘導性遺伝子-I受容体）によって感知されることがある。このメカニズムはIFN応答を引き起こし、MAVSはISG（インターフェロン刺激遺伝子）として同定された。
ヒト細胞モデルを用いて、Yanと彼の同僚は、ウイルスRNA模倣poly(I:C)またはウイルスDNA模倣poly(dA:dT)でRLRを刺激すると、ACE2 mRNAとタンパク質の両方のレベルが上昇すること、13のISGがその発現を促進すること（特にISG95）、そして最終的に、そのうちの4つ（ISG10、ISG52、ISG71、ISG95）がNF-κBレベルを有意に高めることを発見した。これらのデータはすべて、ACE2がISGのように振る舞い、そのレベルがNF-κB活性と正の相関があることを示唆している。したがって、TLR4によるスパイクタンパク質の認識がIFN-I応答に関与し、その結果、ACE2の発現が改善される可能性がある。
もう1つ注目すべき点は、2022年9月付けの最近の発表で、研究者らがTLR4を含むマクロファージや末梢免疫細胞（PBMC）上に局在する様々なTLRをリポ多糖（LPS）で刺激した結果、ACE2とTMPRSS2がその表面に転座したことである。これらの細胞におけるグローバルなACE2合成は促進されないが、TLR4が刺激されると、スパイクタンパク質に対する感受性が高くなる可能性がある。
驚くべきことに、スパイクとACE2の相互作用は、免疫の過剰活性化に大きく寄与している可能性がある。実際、これら2つの要素間の結合は、ACE2受容体がアンジオテンシンⅡの分解に利用できなくなることで、レニン-アンジオテンシン-アルドステロン系（RAAS）を混乱させる可能性がある。このことは、アンジオテンシンII1型受容体（AT1R）の過剰活性化と、IL-6、TNF-α、IFN-γなどの炎症促進性サイトカインの産生につながる可能性がある。冒頭で述べたように、TNF-αとIFN-γは相乗的にPANoptosisを誘導する。したがって、スパイクはACE2自体との相互作用を介してこの破壊的現象に直接関与することができ、その結果、アンジオテンシンIIが蓄積し、TNF-αとIFN-γの分泌が増幅される。IL-6はまた、この論文で以下で詳述する別の現象を引き起こす。
さらに、スパイクタンパク質がACE2に結合すると、ACE2が内在化し、ACE2の酵素活性が低下する。その結果、アンジオテンシンIIの増加だけでなく、ブラジキニンの蓄積も起こる。実際、ACE2は炎症機序にも関与するブラジキニンを除去することによって、キニンシステムも制御している。その結果、キニン系システムのバランスが崩れ、「キニンストーム」が起こる。
興味深いことに、アンジオテンシンIIはまた、免疫細胞を炎症部位に動員し、活性化させることによって、免疫細胞に対して直接的な活性を発揮する。アンジオテンシンIIはまた、本稿の文脈で非常に興味深い特定の受容体の発現を刺激する： TLR4である。これはすでに、スパイク/TLR4相互作用-IFN I活性化-ISG（インターフェロン刺激遺伝子）発現、ACE2アップレギュレーション/スパイク相互作用-アンジオテンシンII蓄積-TLR4発現増強という、スパイク誘導性炎症性反応の真の増幅ループである。
③『LPSとスパイクタンパク質のアミロイド特性が炎症において果たす役割とは？』
スパイクタンパク質、あるいはS1サブユニットとS2サブユニットはそれぞれ独立して、TLR4によって認識される細菌性LPSと相互作用することができるようである。LPSは、ポルフィロモナス・ジンジバリス（Porphyromonas gingivalis）、大腸菌（Escherichia coli）、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）などのグラム陰性細菌の外膜の成分であり、一般的な病原性細菌または片利共生菌である。Petrukたちはこう書いている： "LPSレベルといくつかの疾患や状態との関連に関するこれらの観察結果はすべて、重症のCOVID-19を発症するリスクとともに、COVID-19患者におけるエンドトキシンレベルの測定が重要な診断的意味を持ち、患者の管理と治療の決定に関連する可能性があることを示唆している。" この文章は、上で暴露されたデータに照らしてより真実味がある。
もう一つの注意点：LPSはスパイクタンパク質と凝集し、アミロイド構造の形成につながる。興味深いことに、好中球エラスターゼによって切断されたスパイクタンパク質はアミロイド線維を形成することができ、あるスパイク配列は特定の条件下でα-ヘリックス構造からβ-シートへとコンフォメーションを変化させ、凝集してハイドロゲル膜を形成することができる 。さらに、S1サブユニットは、SARS-CoV-2感染とは無関係に神経炎症を誘発することができる 。この神経炎症は、プリオンタンパク質の正常型であるPrPcの過剰発現と、アミロイド前駆体タンパク質（APP）の活性化を引き起こす。さらに、S2サブユニットは、APPからアミロイドβ42（Aβ42）が形成される過程に関与する酵素であるγセクレターゼと相互作用し、このタイプのフィブリルの産生を増加させることが示されている 。これらのデータを総合すると、スパイクは根底にある神経変性疾患を増強、あるいは加速し、その進行に寄与している可能性がある。スパイクはそれ自体がアミロイドであるだけでなく、他のアミロイド線維とも相互作用することができる。特にS1サブユニットはAβ42と結合することができる 。このS1/Aβ42相互作用は、ACE2の活性化を介して、COVID-19の重症型に見られる最も豊富な炎症性サイトカインの一つであるIL-6の産生を増加させるようである。実際、Aβ42との結合は、S1サブユニットの受容体との結合を阻害しない。TLR2やTLR4がアルツハイマー病などの神経変性疾患に関与していることも知られているが、この病態における役割についてはまだ研究中である。例えば、マウスモデルで行われたいくつかの実験によると、TLR2が欠損していると、炎症プロセスのためにTLR2が治療標的となっているにもかかわらず、神経細胞の喪失と白質損傷が悪化することが示された。TLR4もまたアミロイドβ（Aβ）凝集体を感知することができ、アルツハイマー病の進行につながる炎症反応に関与している。
このように、このタイプのフィブリルに結合することで、スパイクのS1サブユニット（またはスパイク全長）はTLR2とTLR4の両方を「過剰活性化」するのだろうか？そしてLPSは、S1/Aβ42複合体と結合した時、ACE2とTLR4の両方の活性化に介入するのだろうか？
④『そして、いわゆる "ワクチン “スパイクタンパク質は同じ効果を引き起こすのだろうか？』
”ワクチン "スパイクタンパク質の構造は、序章で説明したように、"ウイルス "スパイクの構造と非常によく似ている。また、ACE2と結合することができ、そして、2つのプロリン修飾によりLPSに対する親和性はウイルス性スパイクよりも高い。さらに、フリン切断部位を保持しているため、S1とS2の2つのサブユニットに解離することができる。2つのプロリン修飾を持つS2サブユニットがγセクレターゼと相互作用できるかどうかは、まだ証明されていない。しかしながら、このいわゆる「ワクチン」スパイクが、上述のものと同じ現象を引き起こす可能性はある。
さらにMDA5(melanoma differentiation-associated protein 5)は、脂質ナノ粒子中に存在する修飾mRNAの検出に関与している。マウスモデルでのノックアウト実験を用いて、Liたちは、BNT162b2による免疫に対するCD8+T細胞の反応には、MDA5以外のPRR（パターン認識受容体）は関与しておらず、IFN-IとIFN-IIの産生と相関していることを示した。彼らはまた、生物学的機能が未知のACE2の切断型アイソフォーム（dACE2）の産生に関与するISG15のアップレギュレーションも発見した。ACE2がISGとしてどのように反応し、なぜ切断型アイソフォームがおそらく産生されるのかを理解するためには、さらなる研究が必要である。
このタイプのPRRはIFN産生を誘導することができるので、ISG15の発現はMDA5によって媒介される可能性がある。ISG15は、ISGylationとして知られるメカニズムを通してMDA5の活性を促進するので、さらに重要である。簡単に説明すると、ISG15は2つのユビキチン様ドメインを持つ17 kDaの小さなタンパク質である。ISG15は急速に成熟した15 kDaフォームに変化し、特定のC末端モチーフを露出させる。その後、ISG15は酵素を介して、ISGylationと呼ばれるプロセスで、標的タンパク質と共有結合する 。Liuの研究チームが行った研究によると、MDA5はそのカスパーゼ活性化およびリクルートメントドメイン（CARDs）の23位と43位のリジン（K）残基でISG15と結合しており、このISGylationはこのPRRの活性化と活性に必要であり、IFNβ（I型IFN）産生を可能にする。
Nicholas A. Mathieuの論文によると、ISG15はそのすべての共役酵素を持つIFN-Iによって誘導される。E6-associated protein carboxyl terminus (HECT)およびregulator of chromosome condensation 1 (RCC1) -containing protein 5 (HERC5)と相同であるこれらの酵素の一つは、タンパク質のISGylation、特にウイルスタンパク質の共役において重要な役割を果たしているようである。実際、HERC5は翻訳中の新生タンパク質をISGylateする。現在有力な説は、HERC5が新しく翻訳されたウイルスタンパク質を標的とし、ISGylationによってその機能を破壊するのに役立つというものである。このことから、ナノ粒子に含まれる改変されたmRNAを取り込んだ細胞におけるISG15の発現が、スパイクタンパク質の産生に、ひいてはこのワクチンの文脈における抗スパイク抗体の産生に、どのような影響を及ぼすかという疑問が生じる。
さらに、ISG15は他の生物学的機能も表示する。実際、ISG15は重要な免疫調節因子であり、ユビキチン特異的プロテアーゼ-18（USP18）-タンパク質を脱ISGylateできる唯一の酵素、すなわち標的タンパク質からISG15を除去できる酵素-との相乗効果で、IFN-I応答の負の制御に関与している 。どちらもインターフェロン調節因子-9（IRF-9）の活性化と調節に関連している 。さらに、ISG15とその共役システム全体は、DNA損傷状況下で腫瘍タンパク質p53（p53）によって誘導される。その見返りとして、p53はISGylateされ、標的遺伝子のプロモーター領域と自身の遺伝子へのp53の結合を増加させ、増幅ループを作る 。単球、リンパ球、顆粒球から分泌されるISG15は、NK細胞やT細胞を含む免疫細胞によって発現される分子である白血球機能関連抗原-1（LFA-1）との相互作用を通して、IFN-γの合成と分泌を刺激するサイトカインとして働く。より正確には、ISG15はIL-12と協力して、NKによるIFN-γとIL-10の産生を誘導する。
興味深いことに、IL-12、IL-10、IFN-γは、TNF-αや他のサイトカインを伴って、修飾mRNAナノ粒子を注射したマウスの筋肉単独、または血清中、あるいは筋肉と血清の両方で検出された。さらに、脂質ナノ粒子に封入した修飾mRNA、特にBNT162b2（ファイザー社製）を注射した人の血清中に検出された主なサイトカインは、IL-6、TNF-α、IFN-γ、CXCL10（C-X-Cモチーフケモカインリガンド10）であった。また、ある種の単球集団は、エピジェネティックに、IFN-γとCXCL10の産生を増加させ、ワクチンブースタードーズにより強く反応するように条件付けされているようである。同様に、TNF-αレベルも、IFN-γや抗スパイク抗体産生と同時に、ブースター投与後に有意に増加する。したがって、特に脂質ナノ粒子の反復注射とスパイクタンパク質合成の後に、PANoptosis現象が起こる可能性がある。この注射によって誘発される多系統炎症症候群（MIS）は、成人でも小児でも科学文献で報告されているように、ウイルスによって誘発されるものと同様に危険である。
CXCL10産生に関連したスパイクタンパク質および/または抗COVID19注射への曝露に関連した懸念されるもう一つの病態として、心筋炎がある。主にTリンパ球からなる心筋内膜への免疫浸潤、時にはマクロファージとの関連、さらに稀に好酸球の浸潤が研究で示されており、これはCXCL10の合成と一致している。
⑤『スパイクタンパク質はI型IFN応答を妨害する』
この論文では、IFN-Iに焦点を当てる。なぜなら、IFN-Iは、抗ウイルス状態の生成から、自然免疫応答と適応免疫応答の制御まで、抗ウイルス過程に関与しているからである。分泌されたIFN-I型は、受容体であるヘテロ二量体IFN-I受容体（IFNAR）に結合し、ヤヌスキナーゼ（JAK）/signal transducers and activators of transcription（STAT）シグナル伝達経路（JAK/STATシグナル伝達経路）を引き起こし、抗ウイルス遺伝子の発現を導く。このようにして、特定の細胞内翻訳プロセスがブロックされ、ウイルスが細胞内で複製することが困難になる。IFN-Iはウイルスに対する細胞抵抗性の状態を引き起こすだけでなく、近隣の汚染されていない細胞に警告を発し、免疫システムに警告を発するためにサイトカイン産生を誘導する。実際、IFN-Iは抗原提示の開始と増強においても重要な役割を果たし、またT細胞やB細胞に直接的、間接的に作用して適応免疫応答を引き起こす。
Lukheleとそのチームによる発表を概略的に要約すると、先に述べたMDA5を含むPRR（パターン認識受容体）の活性化は、IRF-3のリン酸化、活性化、二量体化、およびNF-κBの放出を誘導する。その後、IRF-3とNF-κBは核に移動し、IFN-I（特にIFNβ）と炎症促進性サイトカインの転写を誘導する。細胞環境に放出されたIFN-Iは、受容体(IFNAR)を介してオートクラインおよびパラクライン的に作用し、IFN-I産生の第二バーストにおいてIFN-Iファミリーの様々なメンバーの合成を誘発する正のフィードバックループを作り出す。この文脈において、IRF-9は、「インターフェロン刺激遺伝子因子3」またはISGF3と呼ばれる分子複合体を介して、IFN刺激遺伝子発現（ISG）の誘導に関与している。そこで、私たちは2つの要素に注目する： IRF-3とIRF-9である。
⑥『スパイクタンパク質はIRF-3（インターフェロン調節因子３）を特異的に標的とするのか？』
組換えスパイクタンパク質は、初代マカク気管支肺胞洗浄（BAL）細胞とインキュベートすると、IFN-Iを抑制することができるようである。特筆すべきことに、Suiらは、IFN-Iの阻害がACE2の発現低下を誘導することを証明したが、これはこの総説の最初の部分で行われた解析と一致している。他の解析でも、スパイクがIRF-3の発現を特異的に抑制する一方、転写因子NF-κBとSTAT-1のレベルはそのままであることが示された。従って、スパイクはIFN-Iをブロックし、自然免疫を部分的に破壊するが、炎症性サイトカインの合成は維持する可能性がある。
興味深いことに、Freitasたちは、完全長のスパイクタンパク質またはS2サブユニットがプロテアソームでIRF-3の分解を誘導できるかを決定することができなかった。
最も興味深いことに、プロテアソーム阻害はスパイクの存在下でIRF-3の発現を回復させるだけでなく、スパイクの発現を増加させ、そのタンパク質分解切断を最小化した。プロテアソーム阻害剤の使用は、SARS-CoV-2の複製を阻害し、サイトカインストームを抑えることも示唆されている。したがって、スパイクがプロテアソームで宿主細胞を介した分解を受け、活性化につながった可能性がある。この仮説は、プロテアソームのトリプシン様活性によって補強される。実際、スパイクのトリプシン切断は、in vitroで標的細胞とのウイルス融合を引き起こす。
従って、スパイクタンパク質は、IFN-I応答を阻害しながら、プロテアソームで活性化される可能性がある。
スパイクの融合特性によってシンシチウムが形成されることを報告した論文は数多くある。シンシティアは、複数の細胞の「融合」によって形成される構造体であり、これらは「細胞内構造体」（CIC）と呼ばれ、文字通り "細胞内の細胞の構造体 "である。注目すべきは、これらの構造物はリンパ球を統合し、内在化して破壊することができるため、リンパ球減少症の発症に寄与することである。Zhangたちはまた、異型CIC構造の形成が、Tリンパ球やNKなどの機能的免疫細胞を消費することによる腫瘍の免疫回避メカニズムを構成していることにも言及している。
興味深いことに、細胞合胞体の形成がcGAS-STING経路を介してIRF-3、ひいてはIFN-Iを再活性化することを示した研究がある。実際、Liuと彼の研究チームは、スパイクタンパク質が細胞表面で産生されると、細胞融合が起こり、核膜の破裂と小核の形成につながることを示した。これらの小核はcGASによって検出され、それはSTINGを活性化し、IRF-3のリン酸化とIFN-Iの産生を引き起こす。これに続いて、制限因子のファミリーであるインターフェロン誘導性膜貫通タンパク質（IFITMs）が誘導され、スパイクを介した細胞融合が阻害される。しかしながら、セリンプロテアーゼTMPRSS2は、融合プロセスを加速することによって合胞体形成を促進し、IFITMsの抗ウイルス効果を打ち消す。
さらに、スパイクタンパク質がIFITMと相互作用し、SARS-CoV-2感染に寄与しているという研究もある。したがって、Hoangのチームによるプレプリントで示唆されているように、この免疫応答を調節する別の治療戦略が用いられない限り、I型IFNを介した自然免疫は、ウイルスと細胞融合現象に対抗するのに有効ではないと考えるのが妥当である。
ListaとWinstoneによると、I型IFNやIFITMに対する耐性は、スパイクタンパク質に影響を与える変異体や突然変異に依存している。例えば、α変異体はIFN-Iに対してより耐性であり、IFITM-3によって感染が促進されるようであるが、これはスパイク上のP681H変異（furin切断部位近傍）によるものである。この変異はウイルスのトロピズムにも影響し、IFITM-2が存在するエンドソームコンパートメントを回避することができる。興味深いことに、オミクロンバリアントのスパイクは、アルファバリアントのスパイクと同じP681H変異を示す。しかしながら、オミクロン系統のスパイクタンパク質に影響を与える全ての変異は、IFITM-1、IFITM-2、IFITM-3、そしてグアニル酸結合タンパク質2や5のようなISGに属する他の制限因子に対して感受性であり、IFITM耐性の発現に影響を与えることが研究で示されている。従って、通常、オミクロンウイルスを介した感染は、IFN-I応答によって減弱する傾向がある。不思議なことに、これは事実ではなく、オミクロン系統の変種は、逆にIFN-Iに対する抵抗性を高めている。
もちろん、IFN-Iエスケープは、ヌクレオタンパク質Nや非構造タンパク質（NSP）のような他のSARS-CoV-2タンパク質に影響を与える変異によるものかもしれないし、他のメカニズムによるものかもしれない。しかし、上記のデータを分析することで、スパイクタンパク質の変異がIRF-3との相互作用を破壊するのか、あるいは増強するのかを問うことができる。この疑問については調査が必要である。また、オミクロン変異体のスパイクがどのようにIFN-I逃避に関与しているのかという疑問もあるだろう。
ある論文で、研究者たちは、単離されたスパイクが、すなわちエンドトキシンの存在なしに、TLR4を特異的に活性化するが、特定の細胞内シグナルを媒介するTLR、特にTLR3およびTLR4で使用されるアダプター分子であるTIRドメイン含有アダプター誘導βインターフェロン（TRIF）は誘導しないことを証明している。TRIFが活性化されないということは、IRF-3（インターフェロン調節因子３）を介したIFNβ発現が誘導されないことを意味する。この現象は、スパイク/TLR4相互作用だけではIFN-I産生を誘導できないため、TLR3の欠損がSARS-CoV-2感染の悪化因子であることを説明する。
同時に、MyD88を介してTLR4によって開始されたシグナル伝達は維持され、NF-κBのトランスロケーション、ひいては炎症促進性サイトカインの産生につながる。TLR4は細胞表面とエンドソームコンパートメントの両方に存在し、TRIFの活性化はエンドソームに起因することから、これらのデータは重要である。スパイクタンパク質のタンパク質分解切断により、このPRR（パターン認識受容体）との相互作用が失われるため、スパイクタンパク質は細胞表面でTLR4によって検出され、エンドソームでは検出されないということになる。したがってスパイクとTLR4の相互作用は、S1サブユニットに優先的に局在すると考えられる。この仮説は様々な研究によって確認されているが、スパイクタンパク質によるTLR4活性化のメカニズムは十分に解明されておらず、さらなる研究が必要である。
特筆すべき点として、オミクロンスパイクタンパク質のTLR4に対する結合親和性は、「野生型」スパイクタンパク質よりも低いようであり、そのため炎症プロセスの誘導の危険性は低いようである。オミクロン・バリアントのスパイク・タンパク質はLPSとの親和性も低く、それがこのウイルス株の病原性の低さに寄与している。しかし、オミクロン変異体BA.1およびBA.2のスパイクタンパク質のアミロイド形成特性は、RBDドメインに影響を及ぼす変異によって増強される。その結果、スパイクタンパク質は「アップ」コンフォメーションで安定化し（したがってACE2レセプターに対する親和性が高くなる）、熱安定性が向上し、アミロイド相互作用、特にヘパリンやフィブリノーゲンとの相互作用が顕著になる可能性があり、凝固に影響を及ぼす可能性がある。
オミクロンバリアントのスパイクタンパク質に含まれるアミロイドペプチドは、特にAβ42のような他のフィブリルとの相互作用や、免疫システム、特にTLR4の活性化に対する影響に焦点を当てた、さらなる研究が必要である。
⑦『オミクロン株のスパイクタンパク質の危険性は低いか？』
オミクロン株のスパイクタンパク質は、変異により膜貫通型セリンプロテアーゼ、特にTMPRSS2、TMPRSS11d、TMPRSS13の作用に対する感受性が低下している可能性があり、そのため融合能力が低下しているようである。研究では、オミクロンの変異体は、細胞膜での融合よりもエンドソームへの侵入経路を好むことが示される傾向があるが、特にBA.2.86については、TTSP(type II transmembrane serine protease)からのスパイクタンパク質の独立性が疑問視されるかもしれない。
実際、オミクロン株の感染方法を調査するために、別の分子メカニズムを探求することができる。すなわち、マトリックスメタロプロテアーゼ14（MMP14）とも呼ばれる膜型1マトリックスメタロプロテアーゼ（MT1-MMP）を介した膜型ACE2の切断は、このスパイクの受容体を可溶性形態であるsolACEに放出する。この現象は、受容体を介したエンドサイトーシスを通じてSARS-CoV-2の細胞への侵入を促進することができ、スパイク/solACE2複合体がAT1Rまたはアルギニン・バソプレシン受容体1B（AVPR1B）と融合することにより、はるかに強化される。
エンドソームでは、スパイクタンパク質はカテプシン（CTS）、特にCTSLによって処理されることができる。実験データは、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質が、furinとTMPRSS2以外の多くの異なる切断部位を示し、CTSLによって効率的にタンパク質分解され、CTSL切断後に融合活性が明らかに発現することを示した。さらに、オミクロン株スパイクタンパク質のH655Y置換は、カテプシンLとカテプシンBの使用率を一貫して増加させた。最後に、N679KとP681Rの変異は、オミクロン変異体のスパイクタンパク質に新たな切断部位を与え、好中球が産生するカテプシンGなどの他のプロテアーゼに対して感受性を高めているようである。
興味深いことに、Zhaoたちは、SARS-CoV-2はおそらく未知のメカニズムによってCTSL（カテプシンL）の発現をアップレギュレートすることができると結論づけている。実際、CTSLの発現は、低分子ノンコーディングRNAであるマイクロRNA-200c（miR-200c）によって低下し、このRNAはCOVID-19の疾患進行にも関与している。重症患者の血液サンプルを用いて行われた解析では、回復した患者と比較して死亡した患者では、このマイクロRNA（miR）であるmiR-200cが有意に上昇していることが示され、このテーマに関する過去のデータが確認された。研究者らは、miR-200cがACE2の発現をダウンレギュレートし、感染症の文脈で、アンジオテンシンII/AT1R軸を介して、細胞表面におけるACE2の枯渇と炎症亢進を増加させることを示唆した。
しかしながら、miR-200cの発現は、LPSまたはリポテイコ酸（LTA）によって、それぞれTLR4およびTLR2の活性化を通じてアップレギュレートされ、NF-κBのトランスロケーションとこのマイクロRNAの合成につながる。miR-200cは炎症過程にリンクすることができる。不思議なことに、別の研究では、入院したSARS-CoV-2感染患者ではmiR-200cレベルが低下しており、このmiR-200cの低下はIL-6の血中レベルの上昇と関連している。退院した患者は、健常者よりもIL-6濃度が高く、miR-200c濃度が低かった。これらのデータを解釈するためには、議論の部分で説明されているように、いくつかの要素の依存する可能性のあるコンテキストであるスパイクタンパク質の活性を文脈化する必要がある。
興味深いことに、miR-200cがコンタクティン-1（CNTN1）の発現をダウンレギュレートし、RLR（レチノイン酸誘導性遺伝子-I 受容体）を介したIFN-Iシグナル伝達経路に影響を与えることが示された。CNTN1は、ユビキチン特異的プロテアーゼ-25（USP25）との相乗効果でMAVSプロテアソーム分解を誘導し、IFNβおよびIFN刺激遺伝子、特にISG15の発現を減少させる。Xuたちは、CNTN1がTBK1とIRF-3の活性化を阻害することも示唆した。CNTN1は様々な生物学的機能を担っている： 細胞膜レベルでは、この分子は細胞接着に関与し、中枢神経系で高度に発現している。
興味深いことに、スパイクタンパク質は受容体結合ドメイン（RBD）を介してCNTN1と相互作用し、ACE2を介してウイルス感染を増強するようである。この研究では、CNTN1の発現がCOVID-19患者のウイルス量と有意に相関していることも示された。しかしながら、スパイク/CNTN1の相互作用は細胞内レベルでは検証されていない。従って、上記のデータを分析することにより、I型IFNと関連した免疫応答において、このスパイク/CNTN1相互作用はどのような影響を及ぼすのだろうか？ と疑問に思うかもしれない。
⑧『ワクチン “スパイクタンパク質はIRF-3（インターフェロン調節因子３）と相互作用するのか？』
この質問は調査する必要がある、というのも、mRNAの細胞へのトランスフェクション後、産生されたスパイクタンパク質の一部はプロテアソームで確実に処理され、主要組織適合性複合体I（MHC I）上で抗原ペプチドの提示を可能にするからである。ファイザー社のBNT162b2のような、改変されたmRNAを含む脂質ナノ粒子の注射は、さらに、2型Tヘルパー細胞（Th2）応答ではなく、1型Tヘルパー細胞（Th1）免疫応答を誘導するようである。
これらのデータは互いに一致しており、SARS-CoV-2ウイルスタンパク質の安定性研究や主要組織適合複合体（MHC）の抗原プライミングメカニズムとも一致している。では、改変されたmRNAのトランスフェクション後に産生されたスパイクタンパク質の一部がプロテアソームで処理された場合、それらはIRF-3と相互作用して分解されるのだろうか？この質問は解明することが重要である。IRF-3は、I型IFN応答の第二段階において、IRF-7を増幅し協調している。そして、IRF-7は炎症促進・抗炎症の両過程に関与する重要な調節因子として知られている。
興味深いことに、IRF-7の発現を増加させるI型IFN応答の増幅ループには、IRF-9と転写シグナル伝達および活性化因子１および2（STAT1およびSTAT2としても知られている）からなるISGF3という別の分子複合体が関与している。
⑨『IRF-9、スパイク、miR-148aの関係：これも炎症促進プロセスか？』
SARS-CoV-2スパイクタンパク質をコードするプラスミドを用いた細胞トランスフェクション技術を用いて、MishraとBanerjeaは、スパイクがマイクロRNA（miRNA)を持つエクソソーム中に放出されることを発見した。マイクロRNAは、約20ヌクレオチド長の小さなノンコーディングRNAで、ゲノム発現に由来し、転写後の制御に関与している 。これらの著者は、特にmiR-148aとmiR-590を同定した 。「脳に常在するマクロファージ」であるヒトのミクログリアによって内在化されると、miR-590はIRF-9を直接標的とし、一方miR-148aはユビキチン特異的ペプチダーゼ33（USP33）の発現をダウンレギュレートし、それによってこれらの免疫細胞におけるIRF-9のレベルを不安定化する。しかし、これはISGF3の形成を破壊し、IRF-7の発現を低下させることを意味するのだろうか？IRF-7は、活性化ミクログリア細胞の炎症性M1様表現型から抗炎症性M2様表現型への移行に関与している。実際、IRF-7のレベルが低下すると、M1型表現型でそれらをブロックし、CNSにおける神経炎症と病変を引き起こす。
標的遺伝子のプロモーターにあるIFN刺激応答エレメント（ISRE）に結合することで、ISGF3複合体は、ISG15、USP18、p53を含むいくつかの分子の発現において重要な役割を果たす。ISG15と共役したUSP18は、STAT2との相互作用を介してI型IFNシグナル伝達を阻害し、IFN-α/β受容体2（IFNAR2）複合体を調節して、活動過多のI型IFNシグナル伝達を回避し、この現象は1型インターフェロン病に関与している。では、miR-148aを介してIRF-9を標的とすることで、ウイルスのスパイクタンパク質はインターフェロン障害を誘導するのだろうか？その可能性はある。
さらに、IRF-9はp53と特異的な関係を示す。要約すると、IRF-9がISGF3を介してp53の発現を誘導することができれば、p53は今度はIRF-9の発現を誘導することができる。加えて、IRF-9は、p53の抑制に関与しているsilent mating-type information regulator two homolog 1（SIRT1）の遺伝子発現を抑制する。従って、miR-148aを介してIRF-9を標的とすることで、ウイルスのスパイクタンパク質はp53の発現と活性を阻害することができるのだろうか？p53の欠損は、特に肺における炎症を悪化させる可能性があり、この質問は大きな関心を持たれる。そして、スパイクタンパク質のS2サブユニットはp53と相互作用する可能性がある。
様々な研究から、COVID-19の重症型患者ではmiR-148aがアップレギュレートされていることが示されている。興味深いことに、de Gonzalo-Calvoたちは、miR-148aの調節不全と好中球、血小板、CRP、そして最も重要な白血球数との間に相関があることを発見した。しかしながら、これらのパラメータについてはさらなる研究が必要である。
MiR-148aはM1様マクロファージでアップレギュレートされ、マクロファージ貪食のネガティブレギュレーターであるシグナル制御タンパク質α（SIRPα）を阻害する。しかしながら、スパイクタンパク質はマクロファージにおいてmiR-148aの発現を誘導するのだろうか？miR-148aの発現は、Notchシグナル伝達によってアップレギュレートされ、単球からマクロファージへの分化や、M1様表現型へのマクロファージ極性化に関与していることが示された。ノッチがSARS-CoV-2感染に関与し、フリン合成を促進し、ディスインテグリン・メタロプロテアーゼ17（ADAM17）をダウンレギュレートすることで細胞内へのウイルス侵入を促進し、ノッチ／IL-6のポジティブフィードバックループで炎症を悪化させ、最終的に肺の再生を阻害するというモデルが提示された。
スパイクタンパク質はアンジオテンシンII/AT1R軸を介してIL-6産生を誘導することができるので、ノッチを活性化することができる。ノッチの活性化は、γセクレターゼ複合体にも依存することが知られている。ここでも、S2/γ-セクレターゼの相互作用に疑問が投げかけられている。興味深いのは、クルクミン、レチノイン酸、その他の分子がNotchシグナル伝達システムを調節する可能性があることである。
⑩『miR-148aのダウンレギュレーションによる寛容効果はあるのか？』
別の研究では、SARS-CoV-2に感染した人々の鼻咽頭組織サンプルにおいて、miR-148aがわずかに減少していることを発見した。特に免疫学では、粘膜は必ずしも全身環境を代表するものではないため、サンプリング部位によってこの結果が説明できるかもしれない。
しかしながら、miR-148a発現のダウンレギュレーションは、免疫応答の重要な免疫調節因子であるヒト白血球抗原G（HLA-G）をアップレギュレートする可能性がある。HLA-Gは、CD8+ T細胞、NK細胞、B細胞、樹状細胞（DC）を抑制することにより、健常な状態でも病的な状態でも、自然免疫応答と適応免疫応答を調節する重要な役割を担っている。HLA-Gは細胞表面に発現しているが、可溶性アイソフォームとして産生されることもある。
様々な免疫細胞がその表面にHLA-Gを発現し、HLA-G+細胞亜集団として特徴づけられる。特に、抗炎症性サイトカインであるIL-10を産生する能力からDC-10と呼ばれるDCのある亜集団は、HLA-Gも発現し、1型制御性T細胞（Tr1）を誘導する。HLA-Gの発現は、炎症促進性サイトカインを含む様々な因子によって刺激されるが、IL-10は重要な誘導因子であるようである。
興味深いことに、Seligerたちは、SARS-CoV-2感染の初期段階において、宿主はHLA-Gの発現につながるIL-10を産生することを序文で説明した。彼らの実験データは、SARS-CoV-2感染患者における肺特異的HLA-G発現の増加、HLA-G発現レベルと免疫細胞浸潤との正の相関、ヌクレオカプシドの検出および局在化と相関するHLA-G発現のわずかな減少、感染後7日以内に死亡した患者におけるHLA-G発現の低下を示した。注目すべきは、miR-148aはSARS-CoV-2によるHLA-G発現には関与していないようであるが、Seligerのチームが得た結果は、スパイクタンパク質については不明であり、世界的な感染状況の一部である。
さらに、スパイクタンパク質またはS1サブユニット単独で、マクロファージまたは単球をTNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10の産生を伴う炎症促進性表現型（M1）に偏極させることが示されている。骨髄細胞では、特にMAPK経路を介したPRRの活性化に続いてIL-10の発現が誘導されるため、これは異常ではない。つまり、TLR4またはTLR2との相互作用を介して、スパイクタンパク質またはスパイク/LPS複合体は、MAPKを活性化することによってIL-10産生を誘導することができる。
スパイクはまた、分化4クラスタ（CD4）とも相互作用し、CD4＋Tリンパ球の感染を可能にし、IL-10産生を誘発することができる。これは、IL-10やHLA-Gのような強力な免疫調節因子の発現により、リンパ球減少症と免疫応答の消滅を引き起こす可能性がある。
⑪『改変されたmRNA産物はmiR-148aをダウンレギュレートするか？』
BNT162b2の注射を2回受けた患者から血液サンプルを採取した後、宮下たちは、エクソソーム、エクトソーム、アポトーシス小体を含む細胞外小胞を抽出し、それらのmiRNA含量を特徴付けた。興味深いことに、彼らはmiR-148aのわずかな減少も発見した。興味深いことに、彼らはmiR-148aのこの減少とファイザーの抗COVID-19製品の投与後に産生された抗体のレベルと相関させている。
2つのポイントが考えられる。一つ目は、miR-148aの減少により、上述の免疫調節メカニズムが働く可能性があるということである。第二のポイントは、通常、胚中心におけるB細胞の活性化、成熟、分化に伴って、miR-148aのレベルが上昇するということである。
Prachtらによって行われた実験では、mi-R148aが体液性免疫応答の確立と維持、特に長寿命の形質細胞（体液性防御の長期持続に不可欠）にとって不可欠な役割を果たしていることが示された。さらに、miR-148aは、粘膜免疫防御に属する抗体の一種である免疫グロブリンA（IgA）を産生する腸形質細胞の成熟に関与している可能性がある 。したがって、ファイザー社やModerna社から販売されているような修飾mRNA脂質ナノ粒子を投与されている、または投与された人々のB細胞におけるmiR-148aレベルを評価することは興味深い。特筆すべきは、miR-148aはT-box転写因子（T細胞で発現するT-boxとも呼ばれ、T-betとしても知られている）とTwist1、2つのTh1細胞の転写因子によって誘導され、アンタゴミルによって阻害されるとT細胞のアポトーシスにつながることが実証されていることである。
さらに、グローバルなmiR-148aの発現がニューロピリン-1（NRP-1）の発現に影響を与えるという研究もある 。今日、S1サブユニットは、そのC末端とこの受容体のb1ドメインとの相互作用を通して、ニューロピリン-1（NRP-1とも呼ばれる）と結合できることがよく知られている。このレセプターまたはコアセプターがウイルスによって利用される方法については、まださらなる研究が必要であるが、ニューロピリン-1はこの感染において役割を果たしている。
Gudowska-SawczukとMroczkoが詳述しているように、NRP-1は、細胞増殖、中枢神経系と血管の生理と発達、凝固、免疫などを含む、多くの生物学的機能を発揮している。樹状細胞やマクロファージからリンパ球集団に至るまで、多くの免疫細胞がNRP-1を発現している。肺胞マクロファージにも存在することから、ウイルスがNRP-1を介してこれらの細胞に感染し、その細胞を使って肺に広がり、その過程で呼吸困難を引き起こす可能性が高い。
実際、重症のCOVID-19患者のBALサンプルに存在するマクロファージでは、ウイルスとそれに関連するSタンパク質が検出されており、おそらくこれらのマクロファージが失われ、その結果、肺感染症に対する感受性が高まり、炎症性亢進が発症するのであろう。
NRP-1は、免疫シナプスの確立や免疫システムの恒常性維持にも関与している。したがって、スパイクとNRP-1の相互作用は、免疫細胞とその機能に直接的な影響を及ぼす可能性がある。最後に、オミクロン株のスパイクタンパク質は、NRP-1に対してより高い結合親和性を示すらしい。では、miR-148aが世界的に減少することで、NRP-1の発現をアップレギュレートすることでウイルスが生物に感染し、さらに免疫システムの要素に作用することが可能になるのだろうか？
【上記のデータについての解釈と考察】
『提示された全データの概要図』
1. TLR4/MDA5-1型インターフェロン（ISG）-ACE2/スパイク-アンジオテンシンII-増幅ループとしてのTLR4。
2. Notchを介したMiR-148a誘導は、潜在的なIFN-1調節不全につながる。
3. PANoptosisにおけるISG15の関与。
4. IL-10を介したHLA-G発現誘導とmiR-148a発現減少による寛容活性の発達は、NRP-1発現を促進する可能性がある。
5. miR-200c発現の結果も示されている。
6. スパイクタンパク質の分子間相互作用の可能性をクエスチョンマークで表している。
声明： 原図：Annelise Bocquet-Garçon, PhD
この図は、スパイクタンパク質が寛容活性と炎症活性の両方を発現できることを示している。
実際には、LPSの存在下または非存在下でTLR4とTLR2が活性化されるかどうかにすべてがかかっている。LPSの存在下では、TRIF/TRAMの活性化とMDA5の活性化が組み合わされ、IFN-I応答と、上で詳述した増幅ループ、すなわち「TLR4-IFN I (ISG)-ACE2/Spike-angensiotensin II-TLR4」ループが誘導される。注意点として、スパイクタンパク質単独では非正規TLR4経路を活性化しないことが示されている。
I型IFN応答は、ISG95が（NF-kBレベルを上昇させながら）ACE2の発現を誘導し、マクロファージや末梢血免疫細胞のように、本来はウイルスがアクセスできなかったかもしれない細胞への感染を可能にするため、さらに有害になる可能性がある。I型IFN応答によるもう一つの潜在的な有害作用は、ISG15を介したACE2の切断型（dACE2）の産生である。このdACE2は、スパイクタンパク質、特に新しいオミクロン系統の変異体と結合し、ATIRまたはAVPR1Bレセプターを介してエンドサイトーシスを誘導するのだろうか。この疑問は、以前から科学者の興味をそそるものであった。さらに、分泌されたISG15はNKによってIFN-γを誘導することができる。この産生は、アンジオテンシンII/AT1R軸の過剰活性化によって誘導される産生と一致しているかもしれない。従って、I型IFN応答は、IFN-γ/TNF-αの組み合わせによって引き起こされる現象であるPANoptosisに関与し、潜在的なリンパ球減少をもたらす可能性がある。
次に、炎症プロセスはIL-6の産生を引き起こし、NotchとmiR-148aの合成を活性化する。miR-148aはIRF-9をターゲットにして、ミクログリア細胞のレベルを低下させる。その結果、CNSの免疫恒常性の重要な担い手であるこれらのマクロファージは、有害なM1表現型となる。しかしながら、最も重要なことは、IRF-9の枯渇が、I型IFN応答制御に関与する2つの分子であるISG15とUSP18の発現を障害することである。
インターフェロンに対する過剰応答は、インターフェロン障害を引き起こすことが知られている。興味深いことに、SARS-CoV-2は、胎児や新生児、特にI型IFNが関与している可能性のある中枢神経系の発達に深刻な影響を及ぼす「Toxoplasma gondii, other agents, Rubella, Cytomegalovirus, herpes simplex」(TORCH)病原体グループに加わる可能性がある。
さらに、IRF-9の破壊は、p53の障害とNF-kB/p53関係の不均衡を引き起こす可能性がある。NF-κBとp53の両方が、murine double minute-2（MDM2：マウス二重微小染色体がん遺伝子。p53の活動を抑制的に調節するタンパク質）の発現を誘導し、互いを阻害することで、両者の生物学的活性の間に均衡が生まれることが証明された。加えて、SIRT1の発現はp53を抑制し、この遺伝子はIRF-9によって制御されている。従って、IRF-9の枯渇はNF-kB活性を亢進させ、p53の遮断を介して炎症亢進状態が出現する可能性がある。このような観点から、p53とスパイクの相互作用を集中的に調べる必要がある。SARS-CoV-2とそのタンパク質がNF-KB/p53のクロストークに与える影響については、Milaniの研究チームによってすでに十分に検討されているが、これらのメカニズムにおけるスパイクタンパク質の役割についてはまだ不明である。注目すべきは、ポリフェノールのようないくつかの化合物がp53レベルをアップレギュレートし、このように抗炎症活性を示すことである。
興味深いことに、miR-200cの発現はp53活性と関連している可能性があり、Abdolahiらによる解析は興味深い。彼らは、炎症状態に特徴的なIL-6量の上昇を伴って入院したCOVID-19患者において、miR-200cレベルの有意な減少を示した。これらの所見は、p53の機能障害を示しているが、関連するグラム陰性細菌感染がなかったり、オミクロン系統のような炎症性の低いSARS-CoV-2変異体による感染など、他の要因によるものである可能性もある。
さらに、LPSは単独でmiR-200cの発現を直接誘導し、ACE2の発現を低下させるが、この現象はアンジオテンシンII/AT1Rの過剰活性化をもたらし、サイトカインストームを引き起こす可能性がある 。したがって、このマイクロRNAを研究している研究者たちが得たデータは、呼吸器感染時の抗生物質が健康プロトコルから削除されたため、スパイク/LPSの組み合わせによる、関連した細菌性共同感染であったことを示唆する可能性がある。この仮説については、さらなる調査が必要である。注目すべきは、CNTN1を阻害するとMAVSが持続することから、miR-200cはI型IFN過剰活性化のメカニズムにも関与している可能性がある。
いわゆる "ワクチン "スパイクタンパク質も、特に986位と987位の2つのプロリン修飾によって、より効率的にLPSと結合し、ACE2と相互作用することができるため、炎症促進性増幅ループの引き金となる可能性がある。このことは、抗COVID-19注射（ファイザーまたはモデナ）の修飾mRNAがMDA5によって検出されるという事実によって補強されている。炎症プロセスとその結果生じるサイトカイン産生は、本文で述べたようなCXCL10に関連した病態、すなわち多系統炎症症候群（MIS）や心筋炎、さらには水疱性類天疱瘡のような自己免疫病態の発症につながる可能性がある。
CXCL10(C-X-C motif chemokine ligand 10)は、その受容体であるCXCR3と結合することにより、好中球、好酸球、およびリンパ球、NK、単球、肥満細胞などの多くの免疫細胞を動員することがよく知られている。水疱性類天疱瘡では、リンパ球、肥満細胞、好酸球、好中球が関与しているが、後者が支配的な役割を果たしているようである。実際、この病態は、230kD（BPAG1またはBP-230）および180kD（BPAG2またはBP-180）タンパク質を有する水疱性類天疱瘡抗原（BPAG）として知られるヘミデスモソームの主要成分に対する自己抗体の産生と、好中球によって本質的に産生される特異的酵素であるMMP-9およびエラスターゼの分泌を導く炎症カスケードによって開始される。これら2つの分子は、真皮-表皮接合部の細胞外マトリックスを破壊し、皮膚表面に水疱性小胞を形成する。もちろん、抗COVID-19注射後の水疱性類天疱瘡の症例も文献に報告されている。
この段階で、3つの意見を明確に述べることができる。
第一に、分化147クラスタ（CD147）を標的とすることは興味深い。Behlと彼のチームの発表を参照すると、CD147がCOVID-19の病理に関与しているという仮説を支持し、立証する多くの論拠がある。バシギンまたは細胞外マトリックスメタロプロテアーゼ誘導因子（EMMPRIN）とも呼ばれるCD147は、高度にグリコシル化された膜貫通タンパク質で、同じ細胞内に存在する分子、特に同じ膜に存在する分子（シス認識）と細胞外に存在する分子（トランス認識）の認識に関与している。実際、このレセプターは、シクロフィリン、インテグリン、γセクレターゼ複合体,
その他の分子など多くのリガンドを持っている。さらに、ガレクチン-3はポリ-N-アセチルラクトサミンと呼ばれるガラクトースとN-アセチルグルコサミンの繰り返し構造という特殊な糖鎖モチーフを認識してCD147に結合するらしい。この現象は、CD147クラスターの形成を誘導したり、β1-インテグリンとの相互作用をシス、トランス両方の様式で促進し、MMP9やMMP14を含むMMPの産生につながる。興味深いことに、S1スパイクサブユニットのNTDには「ガレクチン-3様」配列があり、スパイクとCD147の直接的な相互作用を示唆している。細胞培養やマウスモデル（hCD147マウス）で行われた試験で証明されたとしても、スパイクとCD147の相互作用についてはまだ議論の余地がある。実際、ある研究では、これら2つの分子間の直接的な関連性の仮説を無効とする傾向がある。しかし、先に説明したように、スパイクとCD147の相互作用はRBDを介してではないかもしれない。さらに他の研究では、SARS-CoVのヌクレオカプシド（N）および/またはシクロフィリンA（CyPA）を介した間接的な相互作用が示唆されている。
しかしながら、オミクロン株に対するMMP14のような他のMMPと同様に、MMP9もSARS-CoV-2感染中に関与する可能性がある。特定の細胞培養、特に腎臓細胞株（A704）、子宮内膜細胞株（HEC50B）、卵巣細胞株（OVTOKO）培養で行われたin vitro実験では、メタロプロテアーゼがスパイクを介した融合プロセスに関与していることが証明されている。最後に、CD147の発現は、網膜色素上皮（RPE）細胞において、アンジオテンシンII/AT1R軸を介して（も）誘導されうる。
第二に、以前に報告されたように、MMP9は他のプロテアーゼ、特にエラスターゼとともに好中球から分泌される。興味深いことに、Verasらは、ウイルスのスパイクタンパク質が、そのACE2レセプターと相互作用し、TMPRSS2によって切断されることによって、NETosisを誘導できることを示した。簡単に説明すると、この現象は好中球自殺の一形態であり、好中球細胞外トラップ（NET）の放出によって引き起こされた死、すなわちDNA、ヒストン、抗菌ペプチド、エラスターゼやMMPなどのタンパク質分解酵素のネットワークである。もちろんこれは、重篤な組織損傷を誘発する炎症誘発性メカニズムである。NETosisはCOVID-19の重症型で同定されており、Tヘルパー17（Th17）免疫反応と関連している 。しかし、好中球エラスターゼによるスパイクタンパク質の分解はアミロイド線維につながる 。アミロイドーシス疾患は、アミロイドフィブリルを形成する異常に折り畳まれたタンパク質によって引き起こされる。これらの不溶性、非分解性の線維は様々な組織や臓器に蓄積し、時には臓器の機能障害や機能不全、死に至る。アルツハイマー病は、これらのアミロイド線維に関連する最も特徴的で研究されている病気である。しかし、アミロイドーシスは心血管系や腎臓にも影響を及ぼす。
アミロイドーシスのメカニズムについて、ウイルスとの関連で、あるいはmRNA修飾注射との関連で、2つの価値ある論文が報告されている： 「COVID-19感染とワクチン接種、そしてアミロイドーシスとの関係： Wing Yin Leungらによって書かれた "What Do We Know Currently?" と、Douglas B. KellとEtheresia Pretoriusによって書かれた "The Potential Role of Ischaemia-Reperfusion Injury in Chronic, Relapsing Diseases Such As Rheumatoid Arthritis, Long COVID, and ME/CFS: Evidence, Mechanisms, and Therapeutic Implications" である。
第三に、S1/Aβ42複合体を含むスパイクタンパク質の神経炎症活性は、神経疾患と水疱性類天疱瘡の両方に関与している可能性がある。実際、アルツハイマー病などの変性病状に苦しむ人々は、BP-180とも呼ばれるBPAG2が、基底ケラチノサイトと中枢神経系、特にアルツハイマー病変が観察されている基底核と海馬の両方に存在するため、水疱性類天疱瘡を発症する傾向が10倍高いようである。CNSの病変や変化によって神経細胞のBP180形態が露出し、免疫応答が誘発され、それが交差反応（皮膚BP-180/脳BP-180）とともに水疱性類天疱瘡のエピソードを引き起こす可能性がある。では、S1/Aβ42複合体はどの程度炎症メカニズムに寄与し、どのような結果をもたらすのだろうか。オミクロン変異体のスパイクタンパク質はアミロイド特性を増強しているようなので、このことはさらに重要である。
炎症亢進とは対照的に、スパイクタンパク質は異なるプロセスを介して、免疫応答を完全なシャットダウンを演出させることができる。
最初のものは、IRF-3との相互作用を介したI型IFN応答の変化であるが、より可能性が高いのはCNTN1との相互作用である。実際、ISG15はIRF-3のウイルス依存性分解を阻止する。このように、通常、スパイクとIRF-3の相互作用は、ウイルスのパパイン様タンパク質がISG15をしりぞけるため、少なくともmRNAで修飾されたワクチンにおいては、IFN-Iに悪影響を及ぼさない。しかし、スパイクが上流で作用し、例えばMAVSシグナル伝達をブロックするのであれば、修飾されたmRNAワクチンの文脈で、再び免疫応答の開始に重大な影響を及ぼす可能性がある。我々の知る限り、MDA5だけがこの改変mRNAを検出し、MAVSを介して自然免疫応答を開始することができる。しかし、ここでもさらなる調査が必要である。
さらに、ウイルスはスパイクタンパク質を変異させ、IRF-3のようなIFN-I応答の要素を利用し、プロテアソームで自身を活性化する。また、α変異体のスパイクタンパク質のように、IFITMを有利にハイジャックすることもできる。いずれにせよ、I型IFNに対するスパイクの活性を予測するために、出現しつつある変異体からのスパイクの機能研究をできるだけ早く行う必要がある。
免疫応答を阻害する第二のメカニズムは、リンパ球減少症を誘導することである。簡単に言えば、スパイクタンパク質の融合能と「細胞内」構造の形成により、リンパ球が減少する可能性がある 。上で説明したように、I型IFNはこれを阻止する力がないように見えるので、これは重要な病理学的メカニズムである。最近の株では、スパイクの融合能はそれほど重要ではなさそうであるが、好中球カテプシンGの切断部位を含む新しい切断部位が確立され、タンパク質分解に対してより敏感になっているようである。トリプシン、プラスミン、プロテイナーゼ3など、他のプロテアーゼもスパイクの融合活性に関与している。アミロイドや炎症能力、あるいは融合原性など、これらの切断によってスパイクタンパク質に付与される特性を調べることが不可欠である。
リンパ球減少症は、SARS-CoV-2によるBリンパ球やTリンパ球を含む免疫細胞の直接感染によっても起こりうる。ここでもまた、そのメカニズムは複数あるようであるが、最近のプレプリントで、科学者チームが抗体依存性増強（ADE）現象を介してSARS-CoV-2（B細胞を含む）による免疫細胞の感染を実証しようとした。しかし、ADE現象だけでは、短期間におけるウイルス感染の促進を説明することはできない。スパイクとCD4の相互作用だけでなく、ACE2やNRP-1レセプターのアップレギュレーションもSARS-CoV-2感染の増加につながる可能性がある。この文脈では、ACE2の発現を止めるものは何もないので、Abdolahiと彼のチームによって得られた結果は憂慮すべきものである。さらに、miR-148aの発現低下はNRP-1の過剰発現につながる可能性がある。これらの分子メカニズムは、繰り返されるウイルス感染への道を開く可能性がある。
最後に、3つ目のプロセスとして、スパイクタンパク質の寛容促進活性が含まれる。結果のセクションの最後に示したデータによると、miR-148a発現のダウンレギュレーションではなく、IL-10がHLA-Gの発現を誘導することができる。スパイクはIL-10の産生を誘導することができる。それは、その炎症促進能力-炎症を制御しようとする免疫システムによる一種の試み-を通してか、CD4やリンパ球感染との相互作用を通してか、ISG15の分泌を通してか、あるいは免疫細胞の特定の集団、骨髄由来抑制細胞（MDSC）または顆粒球性骨髄由来抑制細胞（G-MDSC）に対する活性を通してかのいずれかである。このクラスの免疫細胞は、アルギナーゼ-1、酸素ラジカル、IL-10、トランスフォーミング増殖因子-β（TGFβ）、プロスタグランジンなどの物質を放出することにより、CD4＋およびCD8＋T細胞のクローン性増殖を制限することができる。これらの因子は共に、活性リンパ球の増殖を抑制するが、制御性T細胞（Treg）の増殖を促進する。IL-6、IL-8、IFN-γ、TNF-αなど、MDSCのリクルート、分化、増殖にはいくつかの因子が関与しており、これらのサイトカインはすべてSARS感染または抗COVID-19注射後に検出され、この論文で広く説明されているスパイク活性に関連している。
最近、マウスを使った研究で、スパイクで繰り返し免疫すると免疫寛容になり、IL-10が産生され、Treg数が増加することが示された。さらに、MDSC（骨髄由来免疫抑制細胞）探索への道を開いた手がかりの一つは、重症型のコロナウイルスに罹患した人のサンプル中のIL-10のレベルである。実際、このサイトカインの産生は、病態の重症度を予測するマーカーである。さらに、好中球はSARS-CoV-2に感染した患者の気管支肺胞洗浄サンプル中の細胞の約50％を占めている。ウイルスの重症感染者では、好中球G-MDSCsが増殖していることが研究で証明されており、この増殖はリンパ球減少症とも関連している。
おそらくIL-10を介して発症する免疫寛容のもう一つの指標は、IgG4の検出である。IgG4はその特性上、2つの半分子、すなわち1つの重鎖と1つの軽鎖に解離し、別のIgG4の半分子と再結合することができる。このメカニズムは「Fabアーム交換」と呼ばれ、その結果、IgG4は一価で作用し、大きな免疫複合体を形成することができない。
さらに、IgG4抗体は補体成分1q（C1q）に対する親和性が低いため、古典的補体経路を活性化することができず、阻害機能を示す唯一のFcγ受容体であるFcγRIIbを除き、抗体結合性結晶化可能フラグメント（Fc）γ（γ）受容体（Fcγ受容体またはFcγR）に対する結合親和性が低下している 。興味深いことに、IgG4はアレルギー性曝露を繰り返すと産生されることがあり、SARS-CoV-2感染、特に重症型のCOVID-19では、抗スパイクIgE抗体が特徴的であった。興味深いことに、このIgG4産生は、SARS-CoV-2感染後および抗COVID-19製剤投与後に検出され、スパイクタンパク質のアレルギー誘発性および寛容性の両側面、ひいてはこのウイルス成分への反復暴露によるこの種の抗体の産生を完全に示唆している。
もう一つ言及すべき点は、S1サブユニットによるNKの直接的阻害である。実際、ある研究によると、S1はある種のHLAの発現を低下させ、細胞がMHC-I上のウイルス抗原を提示する能力を低下させるが、NKを不活性化するHLA-Eの発現を増加させることが示されている。
スパイクがそれ自体で誘導できるリンパ球減少と寛容化活性は、感染やmRNA修飾ワクチンの注射後、数ヶ月にわたって体内に持続することの説明になるかもしれない。実際、抗COVID-19注射を受けた人と、感染後にロングCOVID症候群を発症した人の血液中には、同様の割合でスパイクタンパク質が検出された。さらに、緒方らの論文では、スパイクタンパク質は血液中に3ヶ月間持続するようであり、これは抗原としては比較的長い期間である。さらに、いわゆる「ワクチン」スパイクタンパク質は、その2つのプロリン修飾により、mRNAワクチン投与後6ヶ月まで、質量分析により患者から検出された。同じ抗原に長期間さらされると、T細胞の機能が損なわれる可能性があることは認められている。このことは、慢性リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス（LCMV）やヒト免疫不全ウイルス-1（HIV-1）について研究され、抗原に2～4週間も長期間暴露されると、不可逆的にT細胞が枯渇することが示された。CD8+T細胞の枯渇は、SARS-CoV-2感染後、および最初のブースター投与、すなわちmRNA-1273ワクチン、別名Modernaの3回目の注射後にも観察された。
これらの結果はまだ査読を受けておらず、がん患者の免疫状態には偏りがあるが、スパイクタンパク質の組換えRBDドメインを用いた反復免疫実験では、マウスモデルにおいて、抗体産生の低下と枯渇に特徴的な特異的リンパ球の表現型の減少が示されたようである。このようなリンパ球の表現型は、フローサイトメトリーや、細胞傷害性機能の阻害因子である特定の膜マーカーに対する抗体を用いるなどの技術によって同定することが可能である。T細胞は免疫応答欠如の状態になり、病原体やそれに付随する抗原と効果的に闘うことができなくなる。