感染症研究に使用するコア試薬

サル痘ウイルス（MPXV）は、poxviridaeファミリーのOrthopoxvirus属に属する、エンベロープを持った二本鎖DNAウイルスです。サル痘ウイルスには、細胞内成熟ウイルス（MV）と細胞外エンベロープウイルス（EV）の2つの感染性ビリオンがあります。ウイルスが宿主細胞に侵入して複製プロセスを完了すると、MV細胞表面結合タンパク質E8Lが細胞表面コンドロイチン硫酸塩に結合し、標的細胞に付着したウイルス粒子を出します。 A30Lは、サル痘ウイルスの研究において、ウイルスが宿主に侵入し、細胞間融合（シンシチウム形成）するためのエンベロープタンパク質としても重要な標的と見なされています。さらに、EVの表面のエンベロープ糖タンパク質A35Rは、ビリオンの細胞間拡散に影響を与えると予測されました。細胞表面のA29Lとヘパリンの結合は、ウイルス膜と宿主原形質膜の融合を促進します。また、B21Rはいくつかの重要な免疫優勢エピトープを持つ標的タンパク質であり、サル痘ウイルスの研究における焦点です。

デンマークのBavarianNordic社によって開発された天然痘とサル痘ワクチン「Jynneos」は、サル痘を防ぐために、これまでに承認されている唯一のワクチンです。天然痘が消えて以来、ワクチンの接種も止まっています。つまり、人間には天然痘とサル痘の免疫を持っていないということになっています。また、ウイルス学専門家の張栄山氏は、新型コロナの大流行によって、人間の免疫は影響され、天然痘が消滅した後の人間集団において、猿痘がこれまで以上に適応性を獲得した可能性があると述べています。そのため、サル痘の動向を深く注意しながら、ワクチンや抗ウイルス薬を確保する必要があります。

コロナウイルス（CoV）は広く存在し、風邪的な症状からより重症まで、様々な感染症を引き起こすウイルスです。 現在、8種類のコロナウイルスが見つかっており、そのうちHCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63、HCoV-HKU1は、一般的であり、病原性が低いです。 Sars-CoV、MERS-CoV、2019-nCoVは、伝染性が高いです。 最近、科学者たちによってマレーシアとハイチで犬のコロナウイルス（CCoV-HUpN-2018）は発見されました。SARS-COV-2に続く、8番目に発見されたコロナウイルスです。

コロナウイルスのスパイクタンパク質はウイルスの主要な抗原であり、受容体に結合してウイルス感染に重要な役割を果たしています。 したがって、Sタンパク質とそのサブユニットは、中和抗体とワクチンの設計において重要なファクターです。

インフルエンザウイルスはオルソミクソウイルス科に属します。ヒトインフルエンザウイルス感染症は、世界中で見られます。季節性インフルエンザは、毎年冬に北半球と南半球で定期的に発生し、全世界で年間約50万人が死亡していると推定されています。

インフルエンザウイルスは、エンベロープ、マトリックス、コアタンパク質で構成されています。 血球凝集素（HA）とニューラミニダーゼ（NA）は、エンベロープに埋め込まれた糖タンパク質で、ウイルスの侵入と放出のプロセスで重要な役割を果たしています。 したがって、NAとHAは、インフルエンザワクチンと治療薬の研究と開発における重要なターゲットとなっています。

狂犬病ウイルス（RABV）は人間や動物に狂犬病を引き起こす向神経性ウイルスであり、臨床症状が発生した場合の死亡率はほぼ100％です。 世界保健機関によると、狂犬病は150以上の国や地域で発生し、毎年約59,000人が死亡しています。

狂犬病ウイルスは、主に糖タンパク質、核タンパク質、ポリメラーゼ、またはラージタンパク質、ホスホタンパク質、マトリックスポテインで構成されています。その中で、Gタンパク質は、膜構造を越えてウイルスエンベロープに固定されている唯一のタンパク質です。アセチルコリン受容体と結合することによって、狂犬病ウイルスの神経食作用を決定できます。さらに、Gタンパク質は中和抗体を誘導するための鍵だと考えられており、狂犬病ワクチン開発の評価と接種試験に広く適用されています。

エボラウイルス（EBOV） クラスAのバイオテロエージェントであり、致死率が高く、極めて危険な感染症のエボラウイルス病（EVD）を引き起こします。世界で最も致命的なウイルス性出血熱だとされ、致死率は50%〜90%です。

エボラウイルスには、ヌクレオプロテイン（NP）、VP35、VP40、グリコプロテイン（GP）、VP30、VP24、L（RNAポリメラーゼ）の7つの構造タンパク質が含まれています。 GPは、標的細胞に結合し、感染するウイルスの能力に関与する重要なタンパク質であり、ワクチンと抗体治療薬の重要な標的として使用されています。

ヒト免疫不全ウイルス（HIV）は体の免疫システムを攻撃し、免疫不全を引き起こすレトロウイルスです。世界保健機関（WHO）によると、2020年には世界でHIVに感染している人は3020万～4510万人と推定され、約68万人がHIV関連の原因で死亡しています。 HIVは、遺伝子の特徴やウイルス抗原に基づいて、1型と2型（HIV-1、HIV-2）に分類されます。HIV-2は主に西アフリカに分布し、HIV-1は世界中に広く分布しており、AIDSの流行の主な原因となっています。

HIV-1ウイルス粒子は、コアとエンベロープタンパク質で構成されています。表面エンベロープ糖タンパク質（GP120）の三量体は、膜貫通タンパク質GP41の三量体によって膜に固定され、ウイルスと宿主細胞膜の融合と侵入に関与します。 この過程で、GP120はCD4とホスト細胞の共受容体に結合し、免疫機能を喪失させます。また、ウイルスに対するT細胞の免疫応答に影響を与えることでウイルスの生存期間を延長します。 そのため、GP120はHIVの予防と治療のための有効な標的であると考えられています。

水痘・帯状疱疹ウイルス（VZV）は、小児に多く見られ、感染力の強いエンベロープ型DNAウイルスです。小児の初感染で水痘を引き起こされ、回復後もウイルスは体内に潜伏します。少数の患者では大人になってから再発し、帯状疱疹を引き起こされることがあります。

VZVウイルスには、gE、gB、gH、gI、gC、gLの6つの糖タンパク質が含まれています。 感染した細胞では、gEはVZVによって発現される最も豊富なタンパク質であり、ウイルスの複製と細胞間の伝達に重要な役割を果たします。 認識可能な抗原として、gEはワクチン研究のターゲットとなっています。

ジカウイルス（ZIKV）によって媒介するフラビウイルスです。近年、南米、東南アジア、その他の地域でのジカウイルスの流行により、何百万もの感染者が出ています。 臨床分析によると、ジカウイルス感染症は、新生児の小頭症や成人のギランバール症候群などの神経障害と関連していることがわかりました。

ジカウイルスRNAは、3つの構造タンパク質（C、prM/M、E）と7つの非構造タンパク質（NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B、NS5）をコードしています。NS1は分泌タンパク質であり、高い免疫原性で宿主細胞と相互作用します。そのため、NS1はZIKV感染の診断マーカーとして、また実験的ワクチンの成分として使用されています。

RSウイルス（RSV） 中に広く分布し、主に乳幼児や高齢者に感染する呼吸器系の一般的なウイルスです。RSVに感染している5歳未満の子どもは世界で年間3,300万人超えていると記録され、発展途上国における乳幼児死亡の主な原因となっています。

RSVのウイルスゲノムは11のタンパク質をコードしており、そのうち融合タンパク質（F）と付着糖タンパク質（G）がウイルスの主要な保護抗原です。 Gタンパク質は主に感染の重症度に関連しており、宿主細胞との融合を促進する役割です。 Fタンパク質は、ウイルスキャプシドと宿主細胞膜の融合を引き起こし、RSV感染によって引き起こされる免疫病理学において重要な役割を果たします。 そのため、Gタンパク質とFタンパク質は、抗体、ワクチンや治療薬の開発のための抗原として注目されています。

ニパウイルス（NiV）たに発見された人獣共通感染症ウイルスの一つと考えられています。血管炎、発熱、激しい頭痛、髄膜炎などの症状を引き起こします。イギリスで発見された狂牛病、台湾で発見された豚の手足口病気、香港で発見された鳥類のインフルエンザに続いて、世界中に衝撃を与えた人獣共通感染症です。

NiVゲノムには、ヌクレオカプシドタンパク質（N）、リン酸化タンパク質（P）、マトリックスタンパク質（M）、融合タンパク質（F）、付着糖タンパク質（G）、ラージタンパク質またはRNAポリメラーゼタンパク質（L）の6つの構造タンパク質がコードされています。 Gタンパク質とFタンパク質は、ウイルスが宿主細胞に侵入する過程と中和抗体を誘導する過程で重要な役割をしています。Gタンパク質は細胞受容体に付着し、膜融合のためにF糖タンパク質を誘発し、通常は、NiVのワクチン開発や予防の標的として使用されます。また、in vitroで発現されたFタンパク質は、NiVのモニタリングや検出のための診断用抗原として使用できます。

重症血小板減少症候群ブニヤウイルス（SFTSV） keywords-SFTS.html）は、ダニ媒介性の急性感染症で、4月から9月に流行のピークです。臨床症状としては、血小板減少を伴う発熱が特徴です。少数の重症者では急速に発症し、多臓器不全で死亡したケースもあります。

現在では、重症血小板減少症候群ウイルス（SFTSV）には、抗ウイルス薬もワクチンもありません。ウイルスの表面にあるエンベロープタンパク質糖タンパク質N（gN）は、細胞受容体に付着し、膜融合のための融合糖タンパク質（F）を誘発することができる主要な抗原成分です。 そのため、gNは中和抗体によって広く識別されており、理想的なワクチンターゲットです。

Millions of people worldwide are exposed to herpes simplex virus(HSV) annually. Post-exposure, the virus may remain asymptomatic or cause mild to life threatening complications. HSV can be broadly divided into two serotypes: HSV-1 and HSV-2. HSV-1 and HSV-2 belong to the alpha-herpesvirus subfamily, which generally has a short replicative cycle and is capable of infecting broad range of hosts.

Mature HSV is covered by an envelope that expresses at least 12 different glycoproteins: gB, gC, gD, gE, gG, gH, gI, gJ, gK, gL, gM, and gN on their surface, in distinct shapes and sizes. Some exist as heterodimers (gH/gL and gE/gI), while most exist as monomers.

Viruses attach to cell surface receptors heparan sulfate proteoglycan (HSPGs) of the host via viral glycoproteins gB and/or gC. Glycoproteins gD, gH/gL, and gB bind to cell membrane receptors that subsequently trigger membrane fusion. Cell membrane receptors using gD, gH/gL, and gB glycoproteins triggers direct membrane fusion. As such, Glycoprotein gD is a common target of host cellular humoral and cellular immunity, as such, remains an important target for vaccine design.

Epstein-Barr virus (EBV) is a ubiquitous member of the γ-herpesvirus subfamily, which establishes lifelong latency in 95% of the human population. EBV infections during childhood and adolescence are usually asymptomatic but may cause infectious mononucleosis (IM). As an oncogenic virus, EBV is associated with approximately 200,000 new cases of malignancies and causes 140,000 deaths each year worldwide. However, effective vaccines and therapeutics against EBV infection remain unavailable.

EBV enters epithelial cells at the plasma membrane, but endocytosis is needed for B cell infection. B cell entry is initiated by gp350/gp220 binding to the complement receptor-2 (CR2) or to CR1, and then gHgL/gp42 binds to HLA-II to trigger pre-fusion gB. During entry into epithelial cells, BMRF2 binds to integrins and then gHgL binds to EphA2 to activate pre-fusion gB. Glycoprotein B (gB) is the primary fusogen essential for EBV entry into host cells. gH/gL and gB proteins coordinate to mediate EBV fusion and entry into B cells and epithelial cells, suggesting that inoculation with these proteins may trigger antibodies that prevent EBV infection.

Hendra virus (HeV) is a member of the paramyxovirus family, genus Henipar virus. Infection with HeV in humans may present as a mild flu-like illness in mild cases or cause encephalitis, fatal respiratory or neurological disease in more severe cases. Currently, there are no approved HeV antiviral therapeutics or vaccines for human use. The viral envelope carries surface projections composed of the viral transmembrane anchored fusion (F) and attachment (G) glycoproteins which have been the major target of antiviral strategies. G glycoprotein is a type II membrane glycoprotein consisting of a stalk and globular head domain which binds ephrin receptors. The fusion (F) glycoprotein mediates the membrane fusion process between the virion and host cell.  Following virus attachment to an ephrin receptor-bearing host cell, the fusion-promoting activity of G is initiated through its binding to receptor which facilitates the triggering of conformational changes in F, transitioning the molecule from its pre-fusion to post-fusion form. This drives the membrane fusion process between the virion and host cell delivering the viral nucleocapsid into the cytoplasm.

Dengue virus (DENV)belongs to the family Flaviviridae, genus Flavivirus, which is a single-stranded ribonucleic acid virus. It infects approximately 5-20 billion people each year, putting more than 300 million people at risk and causing 60,000 deaths each year. The efficacy of the only licensed dengue vaccine, Dengvaxia, against all four dengue serotypes has been less than ideal in real-world settings. In addition, there is a lack of clinically approved antiviral drugs against dengue virus.

The DENV genome encodes a single polyprotein that is processed into three structural proteins: capsid (C), precursor membrane (prM) and envelope (E), and seven non-structural proteins required for viral replication. The E protein is the major envelope glycoprotein, located in the lipid bilayer of the viral particle, constitutes the protrusion on the surface of the viral particle, contains a variety of B-cell and T-cell antigenic epitopes, and is the main protective antigen of dengue virus. NS1 protein is an important non-structural protein encoded by dengue virus. It has been shown that the non-structural protein NS1 cannot induce ADE(Antibody-Dependent Enhancement) action, so the preparation of non-structural protein NS1 subunit vaccine or genetically engineered vaccine by DNA recombinant technology may obtain satisfactory immune effect.

Group A Rotaviruses (RVs) are small bowel pathogens that infect the young of many avian and mammalian species and remain the most common cause of acute, severe gastroenteritis among infants and young children worldwide. RVs cause between 128,000 and 215,000 deaths each year. However, there are few types of rotavirus vaccines, which can be said to be in short supply. In addition, the high requirements for the number of doses and the age of vaccination of rotavirus vaccines pose challenges to the operation capacity of prevention systems in different countries, and the inevitable problem arises: the rotavirus vaccine coverage in different regions is not equal，and it is necessary to develop rotavirus

RVs belong to the Reoviridae family and are comprised of a variety of icosahedral, nonenveloped multisegmented double-stranded RNA viruses. RVs have three concentric layers of proteins that surround the 11 dsRNA segments encoding six structural (VP) and six nonstructural proteins (NSP). The outermost capsid layer is formed by trimers of VP7 that constitute the smooth surface of the virion and by trimers of the spike protein VP4, which serves as the RV cell attachment protein. VP7 and VP4 cause neutralizing antibody production in the host and are thought to be important for protective immunity.

Coxsackievirus A16 (CVA16) is the major etiological agent responsible for Hand, foot, and mouth disease (HFMD). HFMD has been prevalent in the Asia-Pacific region, causing significant morbidity and mortality, particularly in infants and young children. Accumulating reports suggest that CA16 infections can be associated with serious complications like myocarditis, irreversible shock, aseptic meningitis, and even death. However, there are no effective vaccines or therapeutic drugs available for CVA16 infection. Development of a safe and effective vaccine has been of high priority in vaccine research.

CVA16 is a nonenveloped virus of 30 nm in diameter with a single-stranded, positive-sense RNA genome of 7.4 kb in length packaged in a protein shell termed capsid14. The viral genome encodes a large polyprotein precursor, which is subsequently processed into structural protein P1 and nonstructural proteins P2 and P314. P1 can be further cleaved by a viral protease to yield capsid subunit proteins VP0, VP1, and VP3, among which VP0 undergoes autocleavage to produce VP2 and VP4 which stabilizes the capsid structure and results in infectious viral particles. It has been reported that immunization with VLPs containing VP0, VP1, VP3 potently elicited CVA16-specific serum antibody responses in mice, making it a potential target to combat CVA16.

Human cytomegalovirus (HCMV) infection, the most common cause of congenital disease globally, affecting an estimated 1 million newborns annually, can result in lifelong sequelae in infants, such as sensorineural hearing loss and brain damage. Hence, an effective HCMV vaccine is urgently needed to prevent infection and HCMV-associated diseases.

HCMV infection causes persistent, life-long infection in broad types of host cells mediated by four major envelope glycoprotein complexes (GCs): glycoprotein B (gB) oligomer, gM/gN dimer, gH/gL/gO trimer, and gH/gL/UL128/UL130/UL131A pentamer complex (PC) through distinct entry mechanisms. gB is essential for HCMV viral fusion and is required for entry into all permissive cell types and for cell-to-cell spread, has been identified as one of the major vaccine targets due to its ability to elicit both NAb and non-NAb responses. HCMV gH/gL/gO trimer was demonstrated to promote gB fusion on all cell types. Hence, gH/gL/gO trimer is a potential target for HCMV vaccine and potentially preventing HCMV from escaping current clinically tested vaccine-elicited NAbs.

The mumps virus(MuV) is the virus that causes mumps. MuV contains a single-stranded, negative-sense genome made of ribonucleic acid (RNA). The genome of the mumps virus is encased by N proteins to form a flexible, loosely coiled helical ribonucleoprotein (RNP) complex consisting of the genome surrounded by a nucleocapsid that RdRp is bound to. RNPs are surrounded by an envelope, a lipid membrane, which contains two types of spikes on its surface that correspond to the HN and F glycoproteins.

Together, the HN and F proteins mediate virus-to-cell and cell-to-cell fusion, thereby enabling the virus to spread. MuV first interacts via the HN protein binds to sialic acid receptors on the surface of host cells. Following attachment, the F protein is triggered and begins fusing the viral envelope with the host cell's membrane. The F protein does so by changing from a metastable state to refolding to a more stable hairpin structure, which allows the contents of the virion, including the RNP, to be released into the host cell's cytoplasm. Therefore, HN glycoprotein and the F protein are currently the main targets for MuV vaccine development.

Human metapneumovirus (hMPV), a pneumovirus discovered in 2001, is a leading cause of hospitalizations due to acute lower respiratory tract infections. Primary exposure to hMPV typically occurs before age 5 and is responsible for 6%–40% of respiratory infections among hospitalized and outpatient children , second only to respiratory syncytial virus (RSV). However, there are currently no vaccines or specific anti-viral therapies approved for the prevention or treatment hMPV-associated disease.

Similar to RSV, hMPV encodes three surface glycoproteins: the attachment (G), small hydrophobic (SH), and the fusion(F) glycoproteins. The hMPV F glycoprotein is required for infection and is the only known target of neutralizing antibodies. HMPV F is synthesized as an inactive precursor, F0, that is cleaved by trypsin-like proteases to generate two subunits, F2 and F1, that remain covalently linked by disulfide bonds. Mature hMPV F is a trimer of disulfide-linked heterodimers that adopts a metastable pre-fusion (preF) conformation, and neutralizing antibodies inhibit its transition to an energetically favored post-fusion (postF) conformation, thereby preventing viral fusion with host cells. Recent research identified rare, highly potent broadly neutralizing antibodies that recognize pre-fusion-specific epitopes and structurally characterized an antibody that targets a site of vulnerability at the pre-fusion F trimer apex, this study provides promising monoclonal antibody candidates for passive immunoprophylaxis and informs the rational design of hMPV vaccine immunogens.

Japanese encephalitis virus (JEV) is one of the most important causes of human viral encephalitis, mainly prevalent in eastern and southern Asia. The WHO estimates that there are approximately 68,000 cases of Japanese encephalitis (JE) worldwide each year, resulting in approximately 30% mortality. JEV is an enveloped RNA virus with a single-stranded, positive-sense RNA genome of ~11 kb in length. Its genome encodes a single polyprotein, which is cleaved into three structural proteins (C, prM, and E) and seven nonstructural proteins (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B, and NS5) by host and virus-encoded proteases. JEV relies on various attachment or entry co-factors to enter host cells. Among these co-factors, hTIM-1 has been identified as an attachment factor to promote JEV infection through interacting with phosphatidylserine (PS) on the viral envelope. Recent research showed that hTIM-1 directly interacts with JEV E protein, in which the PS binding sites of hTIM-1 and K38 in E protein play an important role, the interaction between hTIM-1 and E protein mediates JEV infection. Therefore, JEV E protein is a potential target for new generation vaccine.