Predicted domination of variant Delta of SARS-CoV-2 before Tokyo Olympic games, Japan
Kimihito Ito, Chayada Piantham, Hiroshi Nishiura
https://doi.org/10.1101/2021.06.12.21258835
概要
日本で採取されたSARS-CoV-2株のヌクレオチド配列を用いて、日本で流通している他の株に対するR.1、Alpha、Deltaの相対的な瞬間再生産数をそれぞれ1.256、1.449、1.776と推定した。想定される発症間隔の分布に応じて、R.1は1.198〜1.335、Alphaは1.342〜1.596、Deltaは1.557〜2.00の範囲になると考えられる。日本では2021年7月12日頃に、Deltaの頻度がAlphaに引き継がれると予想される。
COVID-19の原因ウイルスであるSevere acute respiratory syndrome coronavirus 2（SARS-CoV-2）は、2019年にヒト集団に出現して以来、適応進化を遂げている。2021年5月31日、世界保健機関（WHO）は、SARS-CoV-2の4つの変異株をVariants of Concerns（VOC）に指定した。Alphaはイギリスで初めて報告された変異株の系統、Betaは南アフリカ、Gammaはブラジル、Deltaはインドである（World Health Organization, 2021）。Volzらは、イギリスのデータを用いて、同じくAlpha変異株の𝑅が50～100％増加すると推定している（Volzら、2021年）。
我々の前の論文では、イングランドで収集されたGISAID配列データを用いて、イングランドにおけるアルファ変異株の選択的優位性は既存の株よりも26～45%高いと推定した（Piantham, Linton, Nishiura, & Ito, 2021）。これらの分析では、2つの循環する変異株を想定したモデルを使用している。
2021年6月9日現在、日本の東京都、京都府、大阪府、兵庫県、愛知県、福岡県、北海道、岡山県、広島県、沖縄県の10都府県で緊急事態宣言が出されている。VOCは感染力が高いため、地域限定株からアルファ、デルタ型への置き換えが進み、日本では深刻な公衆衛生上の脅威となっている。このように複数の変異株が混在している状況では、複数の変異株間の適応進化を記述するモデルが必要となる。
日本から提出されたGISAIDデータベース（Shu & McCauley, 2017）のSARS-CoV-2のヌクレオチド配列と、西浦らが推定したCOVID-19の直列間隔（Nishiura, Linton, & Akhmetzhanov, 2020）を用いて、日本で流通している他の株に対するR.1、Alpha、Deltaの各変異株の相対的な瞬間的再生産数を推定する。また、2021年8月初旬までの日本におけるSARS-CoV-2の変異株頻度の予想される時間的変化を示した。
図1. 2020年12月1日から2021年8月6日までに日本で流通しているR.1（紫）、Alpha（青）、Delta（緑）、その他（黄）の変異株頻度の時間的変化。丸、三角、プラス、十字はそれぞれ、2020年12月1日から2021年5月8日までに日本で採取されたR.1、Alpha、Delta、その他のSARS-CoV-2の配列の日ごとの頻度を示す。実線は、2020年12月1日から5月8日までに日本で収集された配列データを用いて、変異株の頻度を最尤推定したものを示す。破線は、2021年5月8日以降の予測される変異株頻度を示す。点線は、推定変異株頻度の95%CIの下限と上限を示す。
図2. 日本で12月1日以前に流通していた菌株に関する相対的な瞬間再生産数の集団平均値の時間的変化。実線（2021年5月8日まで）と破線（2021年5月8日以降）は、𝒔𝑹.𝟏 = 𝟎. 𝟐𝟓𝟔、𝒔𝑨𝒍𝒑𝒉𝒂 = 𝟎. 𝟒𝟒𝟗、𝒔𝑫𝒆𝒍𝒕𝒂 = 𝟎.𝟕𝟕𝟔 の対数正規直列間隔分布を仮定して計算した。μ=1.𝟑𝟖、𝜎 = 𝟎. 𝟓𝟔𝟑. 下の点線は、相対的な瞬間再生産数の母集団平均を示している。sR.1=𝟏𝟗𝟖, 𝒔𝑨𝒍𝒑𝒉𝒂 = 𝟎. 𝟑𝟒𝟐と𝒔𝑫𝒆𝒍𝒕𝒂 = 𝟎.𝟓𝟓𝟕は、𝒔𝑹.𝟏、𝒔𝑨𝒍𝒑𝒉𝒂の下限値であり、対数正規直列間隔分布の 95%信頼領域をもとに算出した 。上の点線は、𝒔𝑹.𝟏 = 𝟎.𝟑𝟑𝟓, 𝒔𝑨𝒍𝒑𝒉𝒂 = 𝟎. 𝟓𝟗𝟔と𝒔𝑫𝒆𝒍𝒕𝒂 = 𝟏.𝟎𝟎は、同じように計算した上限値である（図2）。
東京オリンピック
デルタ型がアルファ型よりも明らかに大きな伝播性を持つことを示した。12月1日以前に日本国内で流通していた系統に対するα型の相対的な瞬間再生産数は1.449、デルタ型は1.776と推定された。これは、デルタ型の感染力がアルファ型の1.226倍であることを意味している。この5ヶ月の間に、日本ではα型が他の型に取ってかわったばかりだが、デルタ型がα型を含む他の型に取ってかわるのも時間の問題であろう。このrapid communication の重要な学習点は、残念ながら、2021年7月23日から始まる東京オリンピックの前に置き換えが行われる可能性が高いということである。
リスク評価では、大会期間中にかなりの数の外国人旅行者が、デルタ変異株にさらされるという事実を考慮しなければならない。また、移動性が高まることで、感染力の高いこの変異株によって引き起こされるCOVID-19がさらに世界中に広がる可能性がある。
すでに、Alpha型への介入を強化しなければならないことがわかった。過去1年間、非常に効果的であった飲食サービスへの集中的な介入は、再生産数を1の値よりも大幅に減少させる効果がないことを示したばかりである。しかし、デルタ変異株ではさらに多くのものが必要になるかもしれない。
ニューロドクター乱夢随想録 