コロナウイルス系統図におけるSARS-COV-2の起源をたどる

2022年2月27日 22:03

コロナウイルス系統図におけるSARS-COV-2の起源をたどる：総説
Erwan Sallard,1 José Halloy,2 Didier Casane,3,4 Etienne Decroly,#5 and Jacques van Heldencorresponding author

【解説】
１年前の論文ですが、ある事情から翻訳しました。

この論文では、新型コロナウイルスが自然発生したものか、人工的に作成されたものかを、ゲノム配列を分析することで、どちらの可能性が高いかを調査したものです。
ここで論じられている新型コロナウイルスは、2019年に武漢で採取された初代のコロナウイルスのことになります。

結論を先に述べると、論文の最後に以下のように記述されています。

「結論として、現在入手可能なデータに基づいて、SARS-CoV-2の出現が野生ウイルス株による人獣共通感染症の結果なのか、それとも実験株の偶然の脱出なのかを判断することは不可能である」

簡単に説明すると、以下のようになります。

自然発生したと断定できない理由は、有力な宿主が見つかっていないこと、既知のウイルスと武漢株のゲノムに大きな違いがあること、ゲノム配列に人工的な操作の可能性があるコドンの偏りがあること。よって自然界で偶然発生したとする証拠はない。

人工的に作成されたと断定できない理由、SARS-COV-2で見つかった４つの挿入のうち３つは、複数の宿主から同様の配列が見つかっているので、自然由来の可能性がある。４つの挿入の存在だけでは人工的に製作されたとは言えない。

ウイルス人工説には、いくつかの人工的な痕跡が指摘されています。

・新型コロナのゲノム配列には遺伝子操作する際に使われるpShuttleを挿入した痕跡が明確に残っているとする説。
・反発し合う正電荷を帯びたアミノ酸が４つも連続する箇所がある。自然界では３つでも滅多に起こらない事象
・この論文にも書かれているコドンの偏りがあること

一部のワクチン推進派の人は、必死にウイルスは自然由来と主張します。
でも、大した証拠はありません。
なぜ、眼の色変えて否定してくるのか不思議です。よっぽど都合が悪いことでも有るのでしょうか？

ワクチン推進派の人たちは、都合が悪い証拠は全て無視して、ワクチンは安全・安心という誤った情報を拡散しています。
それで、幼い子供たちが、何の意味もない、害しか無い注射を打たされています。

【補足】
ワクチン推進派の一部の人には、下記文章をもってウイルス人工説を全否定しようとする人がいます。しかし、以下の文章は論文全体の趣旨から「浮いた存在」の様に感じます。上記の論文の総括で述べていることと整合性が取れないからです。

「以上より、HIVのS遺伝子内部への挿入の仮説は否定できる。CoVスパイクでは挿入／欠失が頻繁に起こり、SARS様コロナウイルスの中でSARS-CoV-2に特異的なfurin切断部位が最も新しい挿入であることが系統樹で示された。この挿入はSARS-CoV-2の拡散に重要な役割を果たしているが、残念ながら現在得られているデータでは、この挿入がいつ、どこで、どのように出現したかを結論づけることはできない」

この部分だけ、なぜ論文全体の趣旨から浮いているのかといえば、論文掲載時の圧力と思います。
他にもワクチンの問題点を指摘しながら、ワクチン接種は有益だとする変な論文が散見されます。
主要な論文投稿先の科学誌のスポンサーに大手製薬会社がいることはご存知と思います。掲載するために、上記の一文を入れたと思います。
論文掲載時または査読時に修正圧力がかかるという指摘があります。

本論文の趣旨は「自然発生したと説明できる十分な証拠はない、人工的に作られたことを証明できる証拠もない」ということです。

概要

SARS-CoV-2は、2019年末に中国で出現した新しいヒト型コロナウイルス（CoV）で、12カ月で9700万人以上の感染者と200万人の死者を出したCOVID-19の世界的大流行の原因である。このウイルスの起源を理解することは重要な課題であり、今後の流行を抑制するためには、ウイルスの伝播のメカニズムを明らかにすることが必要である。本論文では、コロナウイルスの系統推定、配列解析、タンパク質の構造機能相関を基に、現在得られているウイルスに関する知識に基づいて、このウイルスの起源（天然または合成）について様々なシナリオを検討する。SARS-CoV2が人獣共通感染症から発生したのか、それとも実験室の株が偶然に逃げ出したものなのか、現在入手できるデータでは明確に断言することはできない。この問題は、生態系との相互作用のリスクと便益のバランス、野生動物と家畜の集中的な繁殖、いくつかの実験室での実践、科学政策やバイオセーフティ規制などに重要な影響を及ぼすため、解決されなければならない。COVID-19の起源にかかわらず、パンデミックウイルスの出現に関わる分子メカニズムの進化を研究することは、治療やワクチン戦略を開発し、将来の動物由来感染症を予防するために不可欠である。本稿は、Médecine/Sciences, August/September 2020に掲載されたフランス語論文を翻訳・更新したものです（10.1051/medsci/2020123）。

はじめに

SARS-CoV-2は、2002年のSARS-CoV（Drostenら2003）、2012年のMERS-CoV（Zakiら2012）に続き、過去20年間に発生した重症呼吸器症候群の原因となる3番目のヒトコロナウィルス（CoV）である。ヒトのCOVID-19病を引き起こすSARS-CoV-2は、2019年初頭にパンデミックにつながる広がりを見せました。2021年1月20日までに9700万人以上の感染が報告され、少なくとも140万人が死亡しています。COVID-19の病因はパンデミックの初期に急速に特定され、2020年1月26日までに10個のウイルスゲノムの配列が決定された（Lu et al.2020）。配列比較の結果、それらのゲノム間のペアワイズ同一性は99.98%であり、最近の出現に特徴的であることが明らかになった。

最初のSARS-CoV-2分離株の配列が決定されたとき、データベースで利用できる最も近いコロナウイルスは、2015年と2017年に中国東部の舟山地域のコウモリから分離されたbat-SL-CoVZXC21とbat-SL-CoVZC45株であり、そのゲノムはSARS-CoV-2と88%の同一性を示していました (Lu et al.2020年). SARS-CoV-2のゲノム配列は、これまでのヒトの流行を引き起こしたウイルスであるSARS-CoV（79％の同一性）およびMERS-CoV（50％の同一性）とはより離れていることが確認された。研究者らは、SARS-CoV-2はSARS-CoVファミリーに属する新しい感染症で、ヒトからヒトへの感染が可能であり、その動物のリザーバーはコウモリであると結論付けた（Zhouら2020a; Luら2020)。

本稿では、SARS-CoV-2ウイルスの系統推定、配列解析、コロナウイルス蛋白質の構造機能相関に基づき、利用可能なデータの再解析を行い、このコロナウイルスの起源を説明するための様々なシナリオを議論する。この問題に取り組むことは、パンデミックの原因を理解するために重要であるだけでなく、科学政策に関する意思決定において、ウイルスの起源における実際の出来事を考慮に入れるべきであるからである。

本稿は、2020年7月10日にmédecines/sciences（10.1051/medsci/2020123）に掲載されたフランス論文の英訳とアップデートである。本研究では、ゲノムおよびペプチド配列の完全な再解析を私たち自身が行ったため、この英訳版には "Materials and methods" のセクションが追加されています。また、図4のフェレットを追加し、いくつかの細かい修正を加え、各段落の最後に短い結論を加え、私たちの最初の発表の後に発表されたこのテーマに関するいくつかの重要な論文について考察しました。

新型ウイルスの進化的起源

CoVの人獣共通感染症としての起源はよく知られている。このウイルスファミリーは、500種以上のキイロテナガザル（1200種以上のコウモリからなる哺乳類目）に感染し、異なる株に共感染した動物におけるウイルスゲノムの組換えを可能にする、CoV進化の重要なリザーバーとなる（Huら2017；Lukら2019；Menacheryら2015）。CoVのヒトへの人獣共通感染症は、中間宿主種を介して起こることが一般に認められており、そこではヒトの受容体により適応したウイルスが選択され、それによって種の壁を越えることが容易になる（Cui et al.2019）。人獣共通感染症のベクターは、新型ウイルスとCoV出現地域に生息する動物種から分離されたウイルスの系統関係を調べることで特定することができる。

異なるCoVのフルゲノムアラインメントから作成した系統樹を示す図1aは、過去2回の流行の原因となったコロナウイルスと、ヒトへの感染前の最後の中間宿主から分離されたそれぞれの株：2003年のSARS-CoVについてはハクビシン（図1b）（Guan et al.2003；Songら2005）、MERS-CoVについてはラクダ（図1c）（Sabirら2016）が近い（ゲノム一致率99%）ことがわかる。後者の場合、いくつかの人獣共通感染症（動物宿主からヒトへの感染）が証明されている。

コウモリからヒトへの直接感染に関連する流行はこれまで確認されていないが、実験的研究により、60種類以上のキイロテナガザルCoVがヒト培養細胞に感染することが示されている（Luis et al.2013; Menachery et al.2015 ）。2017年にコウモリでSARS-CoVに非常に類似したウイルスが分離されたことから、キイロテナガザルからヒトへの直接感染の可能性が問題となり、これはウイルスのスパイクタンパク質の受容体結合ドメイン（RBD）の変異により宿主細胞への侵入が可能になったことに起因すると考えられる（Hu et al.2017年）。

まとめると、ウイルスの出現と拡散のメカニズムを解明する必要があり、分子系統学はコウモリからヒトへの感染の可能性のある経路に関する手がかりを提供することに貢献することができます。

SARS-CoV-2：雲南から武漢へ？

SARS-CoV-2の起源は議論のあるところである。バイオインフォマティクス研究により、Rhinolophus affinisコウモリの糞と肛門のサンプルから再構築されたCoVゲノム（RaTG13）と96.2％の同一性があることが判明した。興味深いことに、これらのサンプルは2013年に採取されたが、フルゲノム配列が発表されたのは2020年2月初旬である（Zhou et al.2020a）。残念ながら、サンプル採取の正確な場所は、原著論文にも配列データベースにも記されていない。しかし、今回の解析を主導した時点（2020年4月）で、RaTG13と、3人の鉱山労働者が非定型肺炎で死亡した後に雲南省の鉱山立坑から収集した分離株から配列決定した、BtCoV/4991ポリメラーゼ領域をコードする370塩基断片（KP876546）が完全に一致した（Geら2016; Wuら2014; Rissanenら2017)。したがって、この菌株はこの坑道から生じたと推察される。一方、RaTG13株の由来に関するこの情報の欠如について科学界から懸念が提起され、最近の出版物の補遺で我々の推論が確認されました（Zhou et al.2020b）。

さらに最近、2019年に雲南省で採取されたRhinolophus malayanusという種のコウモリ11匹の糞サンプルからメタゲノム（RmYN02）が組み立てられた。この配列は、SARS-CoV-2（ORF 1ab）ゲノムの最初の3分の2と97.2％の同一性を有しています。しかし、ゲノムの残りの3分の1では、特にS1タンパク質とORF 8のレベルで、かなり強く分岐している（図2）（Zhou et al.2020c）。

このように、ウイルス株配列の決定によりSARS-CoV-2に関連するいくつかのウイルスを同定することができたが、それらを近縁の祖先と考えるには、遺伝的距離がまだ高すぎるのである。

断片による進化の歴史

CoVのゲノムの長さは約3万塩基で、RNAウイルスとしては異例の長さである。(ちなみにエイズウイルスのゲノム長は約1万ヌクレオチド、エボラウイルスのゲノム長は約1万9千ヌクレオチド）CoVがこれほど長いゲノムを維持できるのは、変異率を制限する校正機構を確保するRNAウイルスの世界では珍しい複製エラー訂正システムのおかげだ（Eckerle et al.2010; Ferron et al.2018; Casane et al.2019)．ゲノムの最初の2/3は、ポリタンパク質前駆体をコードする1つの遺伝子ORF1abに対応し、このタンパク質は複製/転写複合体を形成する16のタンパク質に切断される。最後の3分の1には、ウイルスポリメラーゼによって合成されたサブゲノムRNAから生成されるタンパク質をコードする9つの遺伝子が含まれている（図2a）。

CoVのウイルスポリメラーゼは、通常のRdRp活性に加えて、複製中に異なるRNA鎖間をジャンプすることができる（テンプレートスイッチング）。この性質は、おそらくCoVの組み換え能力に重要な役割を果たし、その進化や宿主変更を促進する。ゲノム組み換えは、コウモリ属のCoVで頻発しており（Hu et al. 2017）、2002年のSARS-CoVの出現に一役買ったと考えられている（Graham and Baric 2010）。SARS-CoV-2ゲノムは、少なくとも2つの既存のCoVの断片からなる「モザイク」ゲノムであると考えられている。

組換えゲノムは、参照ゲノムに対して異なるゲノムをアライメントして得られるPIP（Percent of Identical Position）プロファイルで検出することができる。組換え部位は、2つの異なる株のプロファイルが互いに交差することで証明される。SARS-CoV-2と他の近縁種ウイルスのゲノムPIPプロファイルを比較すると（図2a、b）、例えば、2,900-3,800、21,000-24,000、27,500-28,500など複数の領域に組み換えが見られる（黄色の背景で強調）。

このようなモザイクは、ゲノムに基づく系統樹に偏りを与える。なぜなら、推測される系統樹は、組換え断片の異なる進化史の組み合わせとなるからである。そこで、図2c-eに示すように、ORF1abポリタンパク質（図2c）、S1サブユニット（図2d）、受容体結合ドメイン（RBD）（図2e）のゲノム配列からそれぞれ進化木を推定し、それぞれの組み換え領域について系統樹を作成することが必要である。特にBtYu-RmYN02株は、ゲノム領域によって異なる位置を占めており、これらの木の間にいくつかの顕著な違いが見られる。

CoVのゲノムには組換えの痕跡があり、コロナウイルスの進化史はこのモザイクの観点から解釈されるべきものである。

コウモリと人間...そしてパンゴリン？

S遺伝子を拡大すると（図2b）、RBDをコードするゲノム領域で、コウモリ株RaTG13とSARS-CoV-2の間でPIPが減少していることがわかる。特に、この遺伝子の1200から1600の位置では、PIPは70%に低下しているが、ゲノムの残りの部分では96%以上の高い値を示している。同じ領域で、SARS-CoV-2に最も近い配列は、センザンコウのサンプルをアセンブルして得られたメタゲノム（MP789）のものである（Lam et al.2020）。

RBDの上流では、SARS-CoV-2とMP789の間のPIPはかなり低い（60％）のに対し、下流では90％を超えている。このことから、Xiaoと共同研究者（Xiao et al. 2020）は、SARS-CoV-2はコウモリとパンゴリンにそれぞれ感染したウイルス間の組み換えによって生じたのではないかという仮説を立てた（Fig. 1d）。しかし、パンゴリンにおいても、SARS-CoV-2とのPIPがRBD領域で89％を超える非ヒトCoVは現在知られていないことに注意が必要である。この同一性のレベルは、過去の人獣共通感染症の感染時に、ヒトのウイルスと最後の動物の中間体の株の間で観察された割合よりもはるかに低いものである。例えば、ヒトのSARS-CoVゲノムと最も近いハクビシン株のゲノムの間の同一性率は99.52%である。

そこで、SARS-CoV-2はコウモリとセンザンコウの異なるCoVが何度も組み替えられ、その後にヒトからヒトへの感染能力を高めるための適応が行われた結果、生まれたというのが最初の仮説であった。ヒトへの感染は、武漢の市場で売られている中間宿主との接触によってもたらされるであろう（Liu et al.2020）。しかし、この仮説には多くの疑問がある。一方では、最初に確認された患者は武漢の市場に通っていなかった（Huang et al.2020）。一方、この市場で売られている動物種のウイルスを探索したにもかかわらず（Zhang et al.2020）、コウモリのウイルスとセンザンコウのウイルスが組み替えたと考えられる中間ウイルスは、現在までに確認されていない。さらに、センザンコウのサンプルの出所もまだ不明であり、最近（2020年11月11日）、NatureのウェブサイトにXiaoの論文に関する警告が掲載され（Xiao et al. 2020）、"この問題が解決すれば追加の措置が取られる "と示されている。

最後の仮説の組換え体が特定され、そのゲノムの配列が決定されるまでは、この組換えがどの種で行われたのか、コウモリ、センザンコウ、別の種なのか、確かなことは分からないだろう。そして何よりも、どのような条件下で行われたのか？野生のセンザンコウやコウモリではなく、家畜や実験動物で組み替えが行われた可能性もある。前者の場合、ヒトへの感染は、より密接で頻繁な接触が好ましいと考えられます。さらに、SARS-CoV-2が細胞感染の受容体として利用しているヒトのACE2（アンジオテンシン変換酵素2）タンパク質は、パンゴリンやコウモリのACE2タンパク質よりも多くの家畜の同族タンパク質に近い（図4）。もう一つの仮説は、センザンコウとSARS-CoV-2のRBD配列が似ていることから、収斂進化を遂げたというものである。

多くの専門家が提唱している仮説は、このウイルスが人獣共通感染症に由来するというものである。この仮説は、SARS-CoV-2の起源を説明する2つの主要なシナリオを示唆する系統学的研究に依存している：（i）動物由来感染前の動物宿主における適応、または（ii）動物由来感染後のヒトにおける適応（Latinne et al.2020；Zhouら2020a； Lamら2020； Zhangら2020； Xiaoら2020； Andersenら2020）。しかし、ヒトに汚染される前の最後の動物中間体（ウイルスの「近位」起源）に関する証拠がないため、SARS-CoV-2は実験室で製造された（合成起源）可能性を示唆する著者もいました（Segreto and Deigin 2020; Relman 2020）。また、SARS-CoV-2が、実験動物モデルで他の種に適応した後、実験室から逃げ出したコウモリのウイルスに由来する可能性を示唆する者もいる（Sirotkin and Sirotkin 2020）。また、感染力を調べるために実験室でヒトの細胞で培養され、その条件下で最も高い拡散能力を持つウイルスの選択によって、徐々に「ヒト化」（ヒトに適応）したウイルス株から生まれることも想定されるかもしれない。

ウイルスの出現のメカニズムはともかく、どのようにして種の壁を越え、ヒトからヒトへ高い感染力を持つようになったかを理解することは、新たな感染症の発生を防ぐために重要である（Cheng et al.）結論として、人獣共通感染症の中間宿主としてパンゴリンを支持する証拠はほとんどなく、そのような証拠がない場合、コウモリからヒトへの感染経路を解明するために、野生地や動物園からウイルス株を追加収集する必要がある。

プロテインSはCoVの進化と種の壁を越えるための主要なプレーヤーである

S遺伝子はスパイクタンパク質をコードしている。スパイクタンパク質はウイルスエンベロープに存在し、ウイルス表面に特徴的な王冠状の構造を形成することから、コロナウイルスと呼ばれるようになった（図3a）。スパイクタンパク質は、宿主細胞のACE2受容体を認識し、ウイルスゲノムを細胞内に送り込むことができるため、ウイルスサイクルの開始において決定的な役割を担っている。この受容体はすべての哺乳類種に存在し、肺の肺胞細胞、小腸の腸管細胞、動脈および静脈の内皮細胞、ほとんどの臓器の動脈平滑筋細胞など、異なる種類のヒト細胞の外表面に位置している。また、ACE2メッセンジャーRNAは、大脳皮質、線条体、視床下部、脳幹で検出されます。ウイルス感染に反応して産生されるシグナル伝達タンパク質であるインターフェロンもACE2の発現を増加させ、それによってウイルスの全身拡散を促進する（Zieglerら、2020）。

Sタンパク質は不活性な前駆体として合成されるが、生物学的機能を確保するためには、2回の連続したタンパク質分解による切断が必要である（図3b）。最初の切断は「プライミング」と呼ばれ、S1サブユニットとS2サブユニットを生成する。2回目の切断はS2内で起こり、S2'サブユニットのN末端に位置する融合ペプチドの末端を遊離させる。これらの2つのタンパク質分解切断は、それぞれfurinとTMPRSS2（膜貫通型プロテアーゼ2）などの他のプロテアーゼによって触媒されると考えられる（Hoffmann et al.2020）。Sタンパク質の切断は、ACE2受容体の認識を有利にし、ウイルス膜と細胞膜の融合を可能にするため、感染性ウイルス粒子の形成に必須である（図3a）。

フーリン (タンパク質) Wikipedia
フーリンはタンパク質であり、ヒトではFURIN遺伝子にコードされている[5][6][7][8]。その遺伝子は、FESとして知られているがん遺伝子の上流にあるので、FUR（FES Upstream Region）と呼ばれ、そのためそのタンパク質はフーリン（furin）と名付けられた。フーリンはPACE（Paired basic Amino acid Cleaving Enzyme）としても知られている。

機能
その遺伝子によってコードされるタンパク質は、酵素であり、サブチリシン様プロタンパク質転換酵素ファミリーに属する。このファミリーを構成するタンパク質は、活性がないタンパク質前駆体を生物学的に活性のある産物に加工するプロタンパク質転換酵素である。このコードされたタンパク質はカルシウム依存セリンエンドプロテアーゼであり、活性部位の対となる塩基性アミノ酸のところでタンパク質前駆体を効率的に切断する。その基質には、プロ副甲状腺ホルモン、形質転換増殖因ベータ1前駆体、プロアルブミン、プロβ-セクレターゼ、membrane type-1 matrixメタロプロテイナーゼ、プロ神経成長因子 βサブユニットおよびフォン・ヴィレブランド因子がある。フーリン様プロタンパク質転換酵素は原発性ヘモクロマトーシスと呼ばれる深刻な鉄の過剰蓄積に関係しているHJV（Hemojuvelin、RGMcとも呼ばれる）の加工に関わるとされてきた。GanzのグループとRotweinのグループは、フーリン様プロタンパク質転換酵素（PPC）が50 kDaのRGMcを保存されたポリ塩基性のRNRR部位をもつ40 kDのカルボキシル末端が切れタンパク質へ変換することを示した。これは、齧歯類とヒトの血液で見つかる可溶性タイプのHJV／hemojuvelin（s-hemojuvelin）が作られる機構を示唆する[9][10]。
フーリンはまたHIVウイルスの構築に先立ち、HIVエンベロープのポリプロテイン前駆体のgp160をgp120とgp41に切断するタンパク質分解酵素の一つであると考えられている。この遺伝子は腫瘍の進行でも役割を果たすと考えられている。この遺伝子のためのもう一つのポリアデニル化部位の利用が見つかっている[7]。
フーリンはゴルジ体に多い。ゴルジ体でフーリンは他のタンパク質を切断し、成熟型、または活性型に変換する[11]。フーリンは塩基性アミノ酸標的配列（標準的には、Arg-X-(Arg/Lys) -Arg）の直後にタンパク質を切断する。細胞の前駆体タンパク質を加工するのに加え、フーリンは多くの病原体にも利用される。例えば、HIV、インフルエンザおよびデング熱ウイルスのようなウイルスのエンベロープタンパク質は、十分機能するためにフーリンかフーリン様タンパク質分解酵素に切断される必要がある。炭疽菌毒素、シュードモナスのエクソトキシン、およびパピローマウイルスは、宿主の細胞に侵入を開始するときにフーリンによる加工が必要となる。フーリンの阻害剤は炭疽菌の感染の治療の治療薬として考慮されている[12]。
T細胞でのフーリンの発現は末梢の免疫寛容の維持に必要である[13]。

SARS-CoV-2 スパイクタンパク質の開裂活性化
SARS-CoV-2を含むコロナウイルスは、エンベロープ上の糖タンパク質であるスパイクタンパク質(Sタンパク質)によって、ヒト宿主細胞の細胞膜表面のACE2受容体と結合し、細胞膜と融合して感染する。
コロナウイルスのSタンパク質は、大きく分けてS1、S2という2つのサブユニットでできており、S1はACE2受容体との結合を、S2は宿主細胞膜との融合を担っている。Sタンパク質は宿主細胞内で合成された直後は1つの連続したタンパク質であるが、次の宿主細胞に感染するためには、どこかのタイミングで、S1サブユニットとS2サブユニットの境界であるS1/S2と、S2内部にあるS2'という2箇所の部位が、宿主の持つプロテアーゼによって開裂される必要があると考えられている。
SARS-CoV-2の際立った特徴の一つは、S1/S2部位に、SARS-CoVを含む近縁のコロナウイルスにはみられない4つのアミノ酸配列 [PRRA] の挿入が見られることである。これによって境界部位のアミノ酸配列はS[PRRA]R↓SVASになっており、宿主細胞内でSタンパク質が合成された後、宿主細胞外へウイルスとして放出されるまでの間に、フーリンまたは類似したプロテアーゼにより、S1/S2部位の開裂を受けると考えられている。なお、SARS-CoV などの通常のコロナウイルスでも、S1/S2部位の一部は、同様に宿主細胞外へ放出されるまでの間に、開裂を受けると考えられている。
フーリンによるS1/S2開裂を受けたSタンパク質を持ったウイルスでは、Sタンパク質が次の宿主細胞のACE2受容体に結合すると、受容体近傍の細胞膜上にある宿主細胞のプロテアーゼ TMPRSS2 によって S2'部位が開裂され、そのまま感染が成立する。
これに対して、S1/S2開裂を受けていないSタンパク質を持ったウイルスでは、Sタンパク質が次の宿主細胞のACE2受容体に結合したのち、ウイルス全体がエンドサイトーシスで宿主細胞内に取り込まれ、エンドゾーム内に存在するプロテアーゼであるカテプシンLによって、2箇所の境界部位が開裂され、エンドゾームの細胞膜と融合して感染するという手順を取る。
2020年に、米テキサス大学医学部を中心とする研究チームが、アミノ酸配列 [PRRA] がどの程度SARS-CoV-2のS1/S2開裂に寄与し、その結果どの程度ウイルスの感染力を強化しているのかを検証するために、SARS-CoV-2野生型オリジナルのRNA配列からSタンパク質の [PRRA] に対応する遺伝情報のみを削除したΔPRRAと名づけられた変異種を合成し、Calu-3細胞(実験用に培養したヒト肺線腫細胞)を用いて、SARS-CoV、SARS-CoV-2野生型、SARS-CoV-2ΔPRRA変異株の3種類のウイルスの感染実験を行い比較検討を実施した。 [18]
この研究によれば、感染細胞から放出される娘ウイルスのS1/S2開裂率は、SARS-CoVが1.4%、SARS-CoV-2野生型が87.3%、ΔPRRA変異株が33.1%であり、ΔPRRA変異株では [PRRA] 以外にS1/S2開裂を促進する機構があると考えられた。ウイルス価をベースとした感染力の比較では、野生型がΔPRRA変異株に対して約10倍感染力が高いことが示された。
2021年8月1日に発表された、米議会下院外交委員会・共和党議員団による報告書"THE ORIGIN OF COVID-19: An Investigation of the Wuhan Institute of Virology" [19] では、このテキサス大学を中心とする研究を引用し、さらに他の状況証拠を示して、SARS-CoV-2は、中国武漢ウイルス研究所で、コウモリを宿主とするコロナウイルス RaTG13 をソースとして、 [PRRA] の挿入やその他の遺伝子改変を行って、人為的に創り出されたウイルスであると主張している。

SARS-CoVおよびSARS-CoV-2のS1タンパク質は、RBDドメイン（図3b、b,4）4）を含み、ウイルスによるACE2受容体の認識を確実にする（Wrapp et al.2020; Wu et al.2020; Lam et al.2020) 。また、感染宿主が産生する抗体によって認識されうる主要な抗原を含む、ウイルス表面の露出部位のほとんどを担っている（図3c）（Ni et al.2020）。これらの露出部位の配列は、ウイルス種間で大きなばらつきがあり、これは、ウイルスが免疫反応から逃れるための変異が選択された結果であると考えられている。

ACE2の認識に直接関与するRBD残基もまた、進化的に強い制約を受けている（図4）。いくつかの重要な残基は、中間宿主であるコウモリやヒトへの効率的な感染に必要であり（Lu et al. 2015; Letko et al. 2020; Yan et al. 2020）、SARS-CoV-2はこれらの重要な残基の変異によって流行性を獲得したのかもしれない。したがって、Sタンパク質の系統解析は、CoVの進化と種の壁を越える能力を理解するために特に有益である。

このような背景から、マラヤのパンゴリンから分離された新しいSARS-CoV-2様コロナウイルス配列の同定は重要な前進であった。実際、これらのウイルスとSARS-CoV-2の全ゲノムPIPは89%（図2a、MP789株）対RaTG13の96%を超えないものの、RBDドメインではアミノ酸の同一性が98%もあります（Xiao et al.、2020）。この核酸とタンパク質の類似性の違いは、この領域のほぼ全ての変異が同義であることから説明でき、おそらく感染におけるRBDの重要な機能に関連した強い選択圧があることが示唆される。したがって、パンゴリンに感染するCoVの中には、SARS-CoV-2に非常に近いRBDドメインを持ち、その結果、ヒトACE2受容体に強い親和性を持ち、コウモリウイルスよりも効率よくヒト細胞に感染する可能性があると考えられる（図4a）。

SARS-CoV-2の進化的起源については、現在入手可能な配列では、完全なウイルスゲノムの系統樹に基づく解析では十分な結論が得られない。このため、このウイルスの合成的起源に関する様々な代替仮説が立てられている。例えば、SARS-CoV-2はコウモリの糞便サンプルから得られたメタゲノム配列から再構築されたという説がある。また、種の壁を越えるメカニズムを理解するために行われるウイルスの遺伝子操作についても懸念が持たれている。実際、モデル動物や培養細胞間での連続継代実験では、自然突然変異による適応形質が選択され、速い進化を遂げることになる（Sirotkin and Sirotkin 2020）。

ウイルスの遺伝子操作と機能獲得実験

SARS-CoV-2の起源が天然か合成かは、入手可能な証拠に基づいてより詳細に検討されるに値する。仮説の検証は、現在研究室で行われている遺伝子操作の種類を知った上で行わなければならない。実際、病原性のあるウイルスのゲノムを操作することは、これらのウイルスの複製や出現のメカニズムを理解し、新しい抗ウイルス剤やワクチン戦略を開発することを目的とした一般的な行為である。新しい宿主（特にヒト）への予期せぬ種の交差汚染や、人工組換えウイルスの偶発的な拡散の危険性があるため、これらの研究は厳重な管理と透明性のある手順で、安全性の高い実験室（BSL3またはBSL4）で実施されている。

機能獲得実験（遺伝子操作によるウイルスの病原性や感染力の増加）に関する論争は、2011年にRon Fouchier (Russell et al. 2012) と川岡義博 (Imai et al. 2012) のチームによるインフルエンザウイルスに関する研究をきっかけに始まり、現在に至っています。インフルエンザの病原因子を理解するために、これらの研究者は、さまざまな動物モデルでH5N1ウイルスの感染性を高める可能性のある変異の効果を検証していた。2011年12月にこれらの実験に警告を発した米国保健省の生物安全保障国家科学諮問委員会（NSABB）は、これらのウイルスが実験室から意図的（バイオテロ）または偶然に放出された場合に、重大な死者が出ることが予想されるため、この研究結果を公表しないよう雑誌「Nature」と「Science」に要請しました。公衆衛生と研究コミュニティにとっての結果の重要性から、NSABBは最終的に一般的な知見を公表するよう勧告したが、原稿には「危害を加えようとする者が実験を再現できるような方法論やその他の詳細」を記載しないよう推奨した（Institute of Medicine and National Research Council 2013）。

パンデミックとなりうる新たな病原体が誤って流出するリスクは、人口密集地に高バイオセーフティ実験施設（BSL-3およびBSL-4）が普及することによって高まっている（Van Boeckel et al.）また、鳥インフルエンザウイルスやSARSなど、現在ヒトに感染できないキイロテナガザル由来のウイルスの実験がBSL-3の実験室で許可されている。これらのウイルスは、淘汰や変異により流行する可能性があるため、事故のリスクが高まる（Enserink 2003; Normile 2004; Henkel et al.2012）。

2002年以前は、CoVは家畜で大流行を起こしたものの、季節性風邪のような良性の疾患を主に引き起こすため、公衆衛生上の意義は低いウイルスと考えられていた。2002年のSARS-CoVの出現以降、米国や中国で行われた研究では、コウモリCoVのヒトへの人獣共通感染症の可能性を検証し、新しい病原体の出現につながるプロセスの解明を試みています（Ren et al.2008；Zengら2016；Menacheryら2015；Huら2017）。

米国および中国の研究所において、コウモリのRBDをヒトSARS-CoVのRBDと置き換えることなどにより、ヒトに適応する可能性のある組換えウイルスがコウモリのCoVから構築されている（Zengら、2016；Menacheryら、2015；Huら、2017）。他の発見の中でも、これらの実験は、それにもかかわらず、Sタンパク質の活性化には特定のタンパク質分解が必要であり、ヒト細胞では不完全に行われるため、ヒト細胞への感染がしばしば制限されることを明らかにしました（図3b）。この困難は、ウイルスをトリプシンで処理するか（Menachery et al.2020）、S1/S2プロセッシング部位のRBDドメインの下流に、ヒト細胞で切断可能なフリンタンパク質分解部位を加えることで回避できる（Follis et al.2006; Belouzard et al.2009）．これらの調査は、コウモリウイルスをヒト細胞または様々な動物モデルに感染するように適応させることが可能であり、特に、適応したタンパク質分解部位を獲得した場合、わずかな変異または塩基性アミノ酸に富む短い配列の挿入だけでヒトへの直接人獣共通感染症の可能性があることを予想通りに示している（Hu et al.2017）。この仮説は、シロトキンとシロトキンによって提唱され、ウイルスは連続継代、および実験室からの偶然の脱出から発生したのではないかという仮説を展開しました（Sirotkin and Sirotkin 2020）。

過去20年間の合成生物学と逆遺伝学手法の目覚ましい進歩も、機能獲得実験に伴うリスクを増大させる。現在では、1つ以上の野生ウイルスゲノムの配列に基づいて合成した異なるDNA断片から約10日間でウイルスゲノムを組み立てることができ、1カ月以内に「新しい」ウイルスを手に入れることができる（Zengら 2016; Thaoら 2020; Iseni and Tournier 2020）。
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SARS-CoV-2 S遺伝子に挿入されたHIV配列とfurin切断部位？

SARS-CoV-2の人獣共通感染症起源に関する疑念は、S1タンパク質内に4つの短い配列（図2b、b、3c3cおよび5a-d）5a-dでi1〜i4と記した）が挿入されていることが観察された後に提起された。特に4番目の挿入（i4）は、SARSグループのすべてのコロナウイルスの中でユニークであり、タンパク質に特定の性質を与えるため、注目される（Coutard et al 2020）。この挿入により、S1とS2の間の正確な切断部位、アルギニンのすぐ上流に4アミノ酸が追加され（図5d）、フリンプロテアーゼのコンセンサス認識モチーフに相当する配列RRARが形成されている。ウイルスのエンベロープタンパク質の切断部位に同様の変化があると、様々な呼吸器系ウイルス（例：インフルエンザやセンダイ）の感染性が促進され、気道での感染や全身への拡散が容易になることが知られている（Moulard and Decroly 2000; Sun et al.2010）。

SARS-CoV-2のスパイクタンパク質に存在するこのfurin切断部位は、ヒト集団に循環するSARS-CoV-2のすべての分離株で保存されていることと同様に、種の壁を越えること、あるいは祖先ウイルスがヒトからヒトへ感染するウイルスに進化することを可能にしないまでも、有利にしたことが示唆される。ヒトからヒトへの感染に対するこの保存の重要性は、さらに2つの観察によって裏付けられている。第一に、このタンパク質分解部位は、ウイルスをいくつかの培養シミアン細胞（VeroE6株）で培養すると不安定になること、第二に、ハムスターの実験では、フリン部位を削除すると症状の重症度が低下することが示されている（Lau et al.2020）。このことから、SARS-CoV-2がヒトに伝播するためには、このfurin部位に強い選択圧がかかっていることが考えられる。

また、ヒトのCoVにfurin切断部位が出現することは、例外的な出来事ではないことに注意する必要がある。同様の部位は、MERS、HKU1、OC43など、SARS-CoVグループ以外の他のヒトCoVでも観察されている（Matsuyama et al.2018; Coutard et al.2020）。このような挿入は、furin切断部位の周囲に見られる回文配列の存在に起因すると考えられ、それにより、タンパク質分解切断部位の挿入を説明する自然なメカニズムが得られる（Gallaher 2020）。

他に3つの挿入が確認された（図5a-c）。これらの短い配列はSARS-CoV-2には存在するが、いくつかのコウモリ分離株（すなわちCoVZC45およびCoVZXC21）およびSARS-CoVには存在しないものである。プレ発表（Pradhan et al. 2020）の著者らは、彼らが不気味だと思う事実を指摘した：これらの4つの挿入部で、SARS-CoV-2のSタンパク質は、HIV-1ウイルスのENVおよびGAGタンパク質の断片と類似性を示しているのである。しかし、方法論や解釈の弱点に関する批判的なコメントを受け、著者らはbioRxivのサイトから原稿を取り下げた。

したがって、この「不気味な事実」は逸話にとどまるはずだった。ところが、2020年4月、HIVの発見への貢献で2008年医学ノーベル賞を受賞したリュック・モンタニエ教授が、複数のメディアで、これらの挿入は自然の組み換えや事故によるものではなく、おそらくHIVワクチンの開発を目的とした研究の一環として意図的に行われた人工的な遺伝子操作によるものだと主張して、大きな話題となったのである。しかし、HIVとSARS-CoV-2の類似配列は非常に短く（3万個のゲノムのうち約30塩基）、偶然の一致である可能性が高いという反論が、多くの科学者から出された。この論争は、米国大統領が中国が武漢のBSL-4実験室からウイルスを逃がしたとして非難するという政治的に緊迫した状況の中で、さらに増幅された。

このような論争的な風潮は、事実の合理的な分析を好まず、逆説的なことに、これらの挿入の起源に関する詳細な分析は今日まで発表されていない。しかし、以下に示すように、バイオインフォマティクスと分子系統学的アプローチによって、興味深い新情報を得ることができるのである。

図６
S遺伝子とHIVゲノムのマッチング a S遺伝子とHIVゲノムのトップランキングアライメント b ランダムクエリ配列（シャッフル塩基）とHIVゲノムのトップランキングアライメント。期待スコアの値に注意。これは、偶然に予想される偽陽性の数を示す。この比較から、Sタンパク質のコード配列とHIVゲノムの間のアラインメントは、expectスコアが1より高く、実際の遺伝子ではランダムな配列よりさらに高いので、有意ではないことがわかる。アラインメントはNCBI BLASTサーバ(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)で行った。

Luc Montagnierの仮説は、SARS-CoV-2のS遺伝子断片とHIVゲノムの間の配列の類似性の分析に基づくものである。この解析を再現して得られた最も有意なアライメントを図6aに示す。アラインメントの重要度は、BLAST expect scoreによって反映される。これは、統計的期待値、すなわち、ランダムな配列をクエリーとして用いた場合に、同じレベルの類似性のマッチが何件見つかるかを推定するものである。例えば、相同遺伝子配列の比較では、10-150程度のスコアがよく見られる。一方、今回のように期待スコアが1より高い場合は、共通祖先由来であることを裏付けるには不十分な類似性であることを意味する。したがって、HIVとSARS-CoV-2の配列のアラインメントは、7.5という期待値では、相同性の兆候を示さないことになる。これは、S遺伝子の残基をシャッフルして得たランダム化配列で同じクエリーを実行することで容易に検証できる。図6bは、このテストの結果を示している。ランダムな配列は、実際のコロナウイルス遺伝子（図6a）と同程度の有意なマッチングを返す。このことから、コロナウイルスとHIVの類似性は大きくないことが確認された。

また、挿入部近傍で行われた系統推論（図5）により、SARS-CoV-2で見つかった4つの挿入部はコロナウイルス株の異なるサブグループをカバーしており、コロナウイルス多様化の異なる時期に独立して発生したことが示唆された。特に、最初の3つの挿入は、ヒトやコウモリ（RaTG13）だけでなく、中国やマレーシアのパンゴリンから分離されたウイルス配列でも観察される。これらの挿入が最近の実験的操作の結果であるという仮説では、異なる場所で収集された異なる種からの複数のウイルス分離株におけるこれらの配列の存在を説明できない。特に、これらの挿入はこれらのウイルス株の進化の過程で異なる時期に生じたものである。

このような状況において、これらの挿入配列の出現と機能をどのように理解すればよいのだろうか？Sタンパク質のアラインメントを解析すると、コロナウイルスのS遺伝子には非常に頻繁に挿入が起こっていることがわかる。さらに、電子凍結顕微鏡で解像したその構造（Wrapp et al. 2020）から、SARS-CoV-2の4つの挿入部はその表面に位置しており（図3c）、抗ウイルス免疫による感染制御へのウイルスの逃避に関与している可能性が示唆された。

以上より、HIVのS遺伝子内部への挿入の仮説は否定できる。CoVスパイクでは挿入／欠失が頻繁に起こり、SARS様コロナウイルスの中でSARS-CoV-2に特異的なfurin切断部位が最も新しい挿入であることが系統樹で示された。この挿入はSARS-CoV-2の拡散に重要な役割を果たしているが、残念ながら現在得られているデータでは、この挿入がいつ、どこで、どのように出現したかを結論づけることはできない。人獣共通感染症になる前の近縁の宿主を特定することで、この疑問に対する答えが得られるかもしれない。

現在の状況：審査はまだ終わっていない

不可解なのは、RBDの特異的特徴の起源である。SARS-CoVのRBDは、PIPプロファイルやCoV RBDドメインの系統解析で示されるように、SARS-CoV-2と遺伝的に非常に離れているため（図2b、e）、このRBDが2002年のSARS-CoVウイルスに由来しないことは明らかである。さらに、ACE2受容体の認識に重要な役割を果たすSARS-CoV-2の残基は、SARS-CoVでは保存されていない(Fig.4)。これらの配列の違いは、SARS-CoV-2の受容体に対する親和力がSARS-CoVの20倍高いことを伴う（Walls et al.2020）。しかし、SARS-CoV-2の標的細胞への結合は、ウイルス表面のタンパク質においてRBDのアクセス性が最適でないため、SARS-CoVと同程度である（Shang et al.2020a, b）。

SARS-CoV-2の自然起源の証明として、「SARS-coV-2の近縁起源」（Andersen et al.2020）という論文が再三出されている。しかし、彼らの推論は、人獣共通感染症起源の実際の肯定的な証明に依拠しているわけではない。実際、上述のように、RaTG13とSARS-CoV-2の分岐は数十年前から始まっており、近縁のウイルス株を保有する動物の候補はまだ見つかっていない。むしろ、この論文の理論的根拠は、暗黙のうちに網羅的に考えられている2つの互いに排他的な選択肢、すなわち、「自然近接起源」（すなわち、最近の動物由来）、または、先行知識に基づいて意図的に設計され、リバースエンジニアリングによって構築されたウイルス（設計仮説）に反対することから構成されている。彼らは、設計仮説に対する2つの反論（事前知識はRBDを考え出すには不十分であり、ゲノムにはリバースエンジニアリングの痕跡はない）を提示し、したがって、このウイルスは自然起源でなければならないと結論付けている。しかし、この推論は、他のいくつかの仮説が考えられるにもかかわらず、二者択一に限定しているため、欠陥がある。特に、著者らは、センザンコウの仮説がより簡潔であると考え、動物種や細胞間の継代を通じて実験室内で選択された結果、ウイルスが発生したという可能性を排除している。しかし、この2つの仮説はあまりにも異なるので、最大公約数的に評価することはできない。むしろ、それぞれの尤度に基づいて比較されるべきであるが、主要な情報、特にパンデミック前に中国で行われた近縁のウイルスに関する正確な実験がないため、現時点では推定が非常に困難であろう。その上、センザンコウ仮説は現在、強く疑問視されている（Lee et al.2020; Choo et al.2020; Frutos et al.2020）。リバースエンジニアリングの仮説については、事後的に痕跡を特定することが明らかでないにもかかわらず、現在、遺伝子工学には痕跡のない選択肢がいくつか存在する。結論として、自然近縁起源を支持する議論は今のところ結論が出ておらず、この仮説は科学界で広く支持されているものの（Calisher et al.2020）、実験室起源の可能性に関する代替仮説を正式に排除することはできない（Relman 2020）。したがって、この問題は再調査され、すべての仮説が評価され、私たちが自由に使えるさまざまな情報の要素に従って重み付けされるべきです。

考察と展望

以上、バイオインフォマティクス解析により、COVID-19のパンデミックを引き起こしたウイルスであるSARS-CoV-2の起源と考えられるものを明らかにすることができることを紹介した。この記事は予備的な解析結果を報告したに過ぎず、現在、研究所でさらに研究を進め、利用可能なデータを掘り下げ、関連するすべての情報を抽出しているところである。答えのない残りの問題を解決する新しいデータがすぐに利用できるようになることが期待される。したがって、現在の理解は不完全で暫定的なものであるが、入手可能なデータに基づいてすでにどのような結論が導き出せるか、またどのような新しい結果や分析があれば追加情報が得られるか、さらにはウイルスの起源を確認することができるかを考えてみることは有用である。

最初の疑問は、人間以前の最後の宿主である動物についてである。系統学的解析によると、キイロテナガザル由来のCoVは異なるコウモリ種の間で頻繁に循環し、時には他の哺乳類に感染することが分かっている。宿主との共進化や新しい宿主への適応には、点突然変異だけでなく、コロナウイルスでは頻繁に起こる組換えが必要である。コロナウイルスでは組み換えが頻繁に起こる。全ゲノムに基づく系統推定では、異なるゲノム断片がたどった進化の軌跡が混在してしまうため、モザイクの影響を受けやすく、特に困難である。そのため、遺伝子組換え断片を特定し、それぞれについて個別に系統推定を行うことが重要である。現在得られているデータから、SARS-CoV-2は、間違いなくウイルスの主要なレザボアであるキイロタマウマのCoV間の複数の組み換え事象に由来していることが示唆される。Sタンパク質は宿主のACE2タンパク質との相互作用やウイルス侵入に重要な役割を果たすため、組換えの効果はSタンパク質の適応性にとって特に重要である。

センザンコウ由来のCoVで同定されたRBDが重要である可能性は確立されているものの、センザンコウイルスとSARS-CoV-2の強い類似性の領域は短く、センザンコウからヒトへの感染の可能性は非常に低い可能性があり、この過程におけるセンザンコウイルスの役割はまだ不明である。さらに、SARS-CoV-2に最も近いセンザンコウのウイルス（MP789など）や、そのコウモリCoVの近縁種（特にRaTG13とRmYN02）でも、SARS-CoV-2と比較的低い同一率を示しており、より近縁で潜在的により新しい中間宿主がまだ発見されていないことが示唆されている。SARS-CoV-2と非常に高い類似性を持つ動物ウイルスが発見されれば、その自然起源を証明することができる。したがって、人獣共通感染症に関与する可能性のある新しいCoVのゲノム配列の決定が求められている（節足動物およびヒトと接触する種で循環しているもの）。その際、ACE2受容体が、ブタ、ヤギ、ヒツジ、ウシ、ネコなど、両生類よりもヒトの受容体の主要な特徴とよく一致する哺乳類種に主に注目する必要があるだろう（図4b）。自然の中や農場で野生動物と触れ合うことで、野生動物の売買や森林破壊も問われるはずです。中国では、センザンコウの養殖場やミンクやタヌキの集中飼育が広がっており、こうした家畜化の実現性への疑問を超えて、新たな健康問題が浮上している（Hua et al.2015）。さらに、これらの新しいエキゾチックファームは、家畜（家禽、豚など）のあらゆる集約的農業と並行して行われており、人間の密度が高い地域では、ウイルス（インフルエンザなど）の貯蔵庫も作られている（Gibbs et al.2009）。

結果の信頼性は、シーケンスの質、メタゲノム再構築、データの公開性、配列データベースのアノテーションの正確さに依存することを念頭に置く必要がある（Hassanin 2020）。

Sタンパク質のS1サブユニットとS2サブユニットの間に挿入されることにより、フリン感受性のタンパク質分解切断部位が生じ、これがヒトへの感染性や流行性に寄与しているようである。この挿入部位は、SARS-CoV-2の近縁種には存在しないので、最近のものであると思われる。この部位は、おそらく種の壁を越える際や、伝染病発生の必須条件であるヒトからヒトへの感染効率に重要な役割を果たすと考えられるため、この観察は極めて重要である。

いくつかの研究室がコロナウイルスRBDとACE2などの膜貫通型受容体の相互作用を明らかにするために機能獲得実験を行い、発表していることを知って、SARS-CoV-2はRaTG13型の動物ウイルスを「ヒト化」する実験から生まれたのではないかと言われている。現在までのところ、科学界が行った初期の研究からは、説得力のある証拠は報告されていない。しかし、バイオインフォマティクス解析により、何らかの遺伝子操作を反映している可能性のあるコドン使用量の偏りが明らかになった（Gu et al.2020）。SegretoとDeiginは、分子工学によって改変されたゲノムという仮説を展開している（Segreto and Deigin 2020）。この問題を明らかにするためには、より徹底した分析が必要である。

既存の国内規制（例えばフランスでは微生物および毒物規制、MOT）の枠を超えて、世界レベルでは、人獣共通感染症を防ぐために、これらの新しい呼吸器ウイルスの同定、分離、培養は、最も安全な実験条件のもとで、疑問の余地のないトレーサビリティで実施されなければならない。感染リスクの影響を考慮すると、市民社会と科学界は、動物の中間宿主で培養されたウイルス株を実験室で機能獲得実験やヒトへの適応を行うことを再検討する必要があるだろう。2015年、この問題を認識した米国連邦機関は、これらの実験を含む新たな研究への資金提供を凍結した（「Statement on Funding Pause on Certain Types of Gain-of-Function Research」2015）。このモラトリアムは2017年に終了した（Burki 2018）。これらの実践のリスク対潜在的利益の新たな評価を行うべきである。もちろん、規制が厳しすぎて、ウイルスの感染に関わる分子メカニズムの研究が妨げられ、それによって抗ウイルス薬やワクチンの開発ができなくなるという落とし穴は避けることが望まれる。その起源が何であれ、パンデミックとなりうるウイルスの出現に関わる分子メカニズムの研究は、治療やワクチン戦略を開発するために不可欠であり、今後もそうあり続けるだろう。

結論として、現在入手可能なデータに基づいて、SARS-CoV-2の出現が野生ウイルス株による人獣共通感染症の結果なのか、それとも実験株の偶然の脱出なのかを判断することは不可能である。この疑問に答えることは、今後の予防とバイオセーフティに関する方針を確立するために極めて重要である。実際、最近の人獣共通感染症は、新たな流出を防ぐために、自然の生態系や農場、繁殖施設でのサンプリングを強化することを正当化するだろう。逆に、実験室からの脱出という観点からは、バイオセーフティ規制の施行と同様に、いくつかの実験室でのリスクと利益のバランスを徹底的に見直すことが求められるだろう。SARS-CoV-2の起源を調査するためにWHOが任命した10人の国際専門家チームが中国に入ったので（Mallapaty 2020）、すべての合理的な仮説がオープンマインドで想定されなければならない。