トリヒト感染の分子メカニズム2013/05/01 · Bewley CA et al. 2008 Stevens J. et al. (2004) ヒト由来ウイルスブタ由来ウイルストリ由来ウイルス

京都府立医科大学・医学研究科

感染病態学教室

中屋隆明

2013年４月２３日：中国における鳥インフルエンザＡ(H7N9)に係る医療関係者研修会

トリ-ヒト感染の分子メカニズム

(H2) (N2)

(H3)

H2N2 H3N2 H1N1

「インフルエンザのすべて」松本慶蔵編集/日本ロッシュを一部改変

H1N1 H3N2

H1N1 H1N1pdm H3N2 H5N1? (H2N2) H7N9?

H1-H12 X N1-N9

H4,5,7,9,10 N1,2,4,7

H7N7 H3N8

H1-H16 X N1-N9

家禽

産業動物（家畜）

H5N1

H1N1pdm H3N2v?

野鳥（水禽類）

ヒト

ウマ

H3N8

アザラシ

イヌ

ブタ

アヒル

ニワトリ

H7N9

インフルエンザウイルスの宿主動物（を改変

http://www.dex.ne.jp/mantan/search/std2_search_preview.jhtml?start=81&lastServiceTime=1119191676744&number=73http://www.dex.ne.jp/mantan/search/std2_search_preview.jhtml?start=23&lastServiceTime=1119192228405&number=13http://www.dex.ne.jp/mantan/search/std2_search_preview.jhtml?start=25&lastServiceTime=1119190955370&number=25http://www.dex.ne.jp/mantan/search/std2_search_preview.jhtml?start=16&lastServiceTime=1119191027436&number=13http://www.dex.ne.jp/mantan/search/std2_search_preview.jhtml?start=88&lastServiceTime=1119191069810&number=85http://matome.naver.jp/odai/2128833811540322401/2128834200440495503http://www.dex.ne.jp/mantan/search/std2_search_preview.jhtml?start=4&lastServiceTime=1119191915295&number=1http://www.google.co.jp/url?sa=i&source=images&cd=&docid=o4ecw4bBr0YXwM&tbnid=zxycsaIHrsRebM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://www.misaki.rdy.jp/illust/dog/sazaitext/mdax2/602.htm&ei=jH4HUcqpCMnUkgXwioCYAg&psig=AFQjCNET28cYE-EujDFFn1nwhxubWE29sg&ust=1359532044397062

インフルエンザウイルスパンデミックの歴史

2010 2000 1990 1980 1970 1960 1950 1920 1889 1900

年スペイン風邪

年アジア風邪

年香港風邪

年ブタインフルエンザ

トリ

年ロシア風邪

西暦（年）

Nakaya T. Neuroinfection 2013 を改変

トリ

どれくらいの種類があるのか？

A型インフルエンザウイルス

「HA」の血清型：1~16番 and

「NA」の血清型：１~9番

HA: ヘマグルチニン

ＮA: ノイラミニダーゼ

Nayak DP. et al. Virus Res. Vol.143 2009

H5N1ウイルス


「HA」の血清型：５番 and

「NA」の血清型：１番

H7N9ウイルス


「HA」の血清型：7番 and

「NA」の血清型：9番

理化学研究所HPより引用

ウイルスゲノムは８本（分節）

「インフルエンザのすべて」松本慶蔵編集/日本ロッシュを一部改変

Reassortant influenza viruses

7 + 1

Genome

Hybridization

Host Cell

Virus A Virus B

1 + 7

ハイブリッドウイルスの出現

Gao R. et al. N Engl J Med. 2013 Apr 11

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:%E5%86%99%E7%9C%9F%E3%81%AE%E6%92%AE%E3%82%8A%E6%96%B9-%E7%84%A1%E7%90%86-%E9%87%8E%E9%B3%A5%E5%86%99%E7%9C%9F-dsc22233.jpghttp://www.stephenburch.com/oxonpics/winter07.htm

Gao R. et al. N Engl J Med. 2013 Apr 11

http://www.stephenburch.com/oxonpics/winter07.htmhttp://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:%E5%86%99%E7%9C%9F%E3%81%AE%E6%92%AE%E3%82%8A%E6%96%B9-%E7%84%A1%E7%90%86-%E9%87%8E%E9%B3%A5%E5%86%99%E7%9C%9F-dsc22233.jpg

Eurosurveillance, Volume 18, Issue 15,

11 April 2013

Rapid communications

Genetic analysis of novel avian A(H7N9)

influenza viruses isolated from patients in

China, February to April 2013

T Kageyama1,2, S Fujisaki1,2, E Takashita1,

H Xu1, S Yamada3, Y Uchida4, G

Neumann5, T Saito4,6, Y Kawaoka3,5,7,8,

M Tashiro

ウイルス遺伝子

もっとも近縁なウイルス株相同性（％）

PB2 A/brambling/Beijing/16/2012 (H9N2) 99

PB1 A/chicken/Jiangsu/Q3/2010 (H9N2) 98

PA A/brambling/Beijing/16/2012 (H9N2) 99

HA A/duck/Zhejiang/12/2011 (H7N3) 95

NP A/chicken/Zhejiang/611/2011 (H9N2) 98

NA A/chicken/Czech Republic/13438-29K/2010 (H11N9)

96

M A/chicken/Zhejiang/607/2011 (H9N2) 98

NS A/chicken/Dawang/1/2011 (H9N2) 99

A(H7N9)インフルエンザウイルスのゲノム相同性

Kageyama T. et al. Eurosurveillance, Vol. 18, 11 April 2013 を改変

アミノ酸番号

A/H7N9 ヒト分離株

A/H7N9 トリ分離株

ヒト由来

トリ由来

1 2 3 4 5 6 7

PB2 627 K K K Nd E E E K E E627K：哺乳動物へのアダプテーション

HA

128/138 S A A A A A A A A S138A：ヒト型レセプターへの結合性増大

151/160 A A A A A A A K A T160A:：糖鎖付加配列の喪失ヒト型レセプターへの結合性増大

177/186 G V V V V V V G G G186V：ヒト型レセプターへの結合性増大

217/226 Q L L I L L L I Q Q226L：ヒト型レセプターへの結合性増大

NA

69-73 Deletion No deletion

69-73領域の欠損：マウスのおける病原性増大

289/294/

292

K R R R R R R R R R294K：オセルタミビル、ザナミビルの感受性低下


A(H7N9) ウイルスの重要な遺伝子型のまとめ

Stevens J. et al., (2006)

ヘマグルチニン（ＨＡ）

プロテアーゼによる切断（開裂）

インフルエンザウイルス HA蛋白質の開裂部位配列は病原性を決定する重要な因子である

「インフルエンザのすべて」松本慶蔵編集/日本ロッシュを改変

細胞への侵入（－）細胞への侵入（+）

インフルエンザウイルス HA蛋白質の開裂部位配列はトリに対する病原性を決定する重要な因子である

「インフルエンザのすべて」松本慶蔵編集/日本ロッシュを改変

細胞への侵入（－）細胞への侵入（+）

トリインフルエンザウイルスHAタンパク質の開裂部位のアミノ酸配列

開裂部位

HA1 HA2

弱毒型H5ウイルス A/duck/Hong Kong/342/1978(H5N2) LVLATGLRNVPQRE--------TR GLFGAIAGFIEG

A/duck/Hong Kong/820/1980(H5N3) LVLATGLRNVPQRE--------TR GLFGAIAGFIEG

強毒型H5ウイルス A/goose/Guangdong/3/1997(H5N1) LVLATGLRNTPQRERRRKKR GLFGAIAGFIEG

A/Hong Kong/486/1997(H5N1) LVLATGLRNTPQRERRRKKR GLFGAIAGFIEG

A/crow/Kyoto/53 /04(H5N1) LVLATGLRNSPQRERR- KKR GLFGAIAGFIEG

トリインフルエンザウイルスHAタンパク質の開裂部位のアミノ酸配列

開裂部位

HA1 HA2

弱毒型H5ウイルス A/duck/Hong Kong/342/1978(H5N2) LVLATGLRNVPQRE--------TR GLFGAIAGFIEG

A/duck/Hong Kong/820/1980(H5N3) LVLATGLRNVPQRE--------TR GLFGAIAGFIEG

強毒型H5ウイルス A/goose/Guangdong/3/1997(H5N1) LVLATGLRNTPQRERRRKKR GLFGAIAGFIEG

A/Hong Kong/486/1997(H5N1) LVLATGLRNTPQRERRRKKR GLFGAIAGFIEG

A/crow/Kyoto/53 /04(H5N1) LVLATGLRNSPQRERR- KKR GLFGAIAGFIEG

強毒型H７ウイルス A/Netherlands/306/2003(H7N7) LLLATGMKNVPEIPKRRRR GLFGAIAGFIEN

A(H7N9)ウイルス A/Shanghai/1/2013(H7N9) LLLATGMKNVPEIPKG----R GLFGAIAGFIEG

A/Shanghai/2/2013(H7N9) LLLATGMKNVPEIPKG----R GLFGAIAGFIEG

A/Anhui/1/2013(H7N9) LLLATGMKNVPEIPKG----R GLFGAIAGFIEG

⇛トリに対して弱毒型

Stevens J. et al., (2006)

ヘマグルチニン（ＨＡ）

レセプター結合領域

a2-3 SA

a2-6 SA

Bewley CA et al.

2008

Stevens J. et al. (2004)

ヒト由来ウイルス

ブタ由来ウイルス

トリ由来ウイルス


a2,6型

a2,6型

a2,3型

a2,3型

インフルエンザウイルス２種類のレセプター

http://www.sciencemag.org/content/vol303/issue5665/images/large/zse0110423800004.jpeg

Stevens J. et al. (2004)

ヒト由来ウイルス

ブタ由来ウイルス

トリ由来ウイルス


a2,6型

a2,6型

a2,3型

a2,3型

H7

A/H7N9 (2013)

http://www.sciencemag.org/content/vol303/issue5665/images/large/zse0110423800004.jpeg

アミノ酸番号



ヒト由来

トリ由来

1 2 3 4 5 6 7


HA





NA



289/294/

292




Q217L/I

(Q226L/I)

G177V

(G186V)

A128S

(A138S)

H7 numbering

(H3 numbering)


H1N1 現在のH5N1 (Seasonal Flu) (Avian Flu)

Spreads slowly

Often fatal

Easily spread

Rarely fatal 伝播力無致死率無

伝播力小/無致死率大

これまでのH5亜型 (Avian Flu)

現在のH7N9

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b0/H1N1_versus_H5N1_pathology.png

変異H5N1 (Pandemic Flu！)

Spreads slowly

Often fatal

H5N1 (Avian Flu)

Spreads slowly

Often fatal Spreads slowly

Often fatal

Easily spread

Rarely fatal

Spreads slowly

Often fatal

Easily spread

Rarely fatal 伝播力小/無致死率大

伝播力大致死率大？

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b0/H1N1_versus_H5N1_pathology.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b0/H1N1_versus_H5N1_pathology.png

フェレットによるH5N1感染試験

H5N1が哺乳類間で空気・飛沫感染するようになるには、HA Q222L, G224S および新たに発見されたH103Y、T156AそれにPB2 E627K の5種類の変異があればいいということが明らかになった（空気感染ウイルス）。

空気・飛沫感染では実験中死んだフェレットは一頭もいなかった。106 TCID50という高濃度の空気感染ウイルスを気管から接種すると全頭死んだが、この現象は野生型 H5N1と同程度であり、空気感染性を獲得したことによる病原性の変化は見られなかった。

東大医科研・河岡義裕教授ら

（オランダ）エラスムス大学・Fouchier RA教授ら

＜得られた変異セットのまとめ：H5N1＞

○共通なもの（HA）：シアル酸レセプター特異性（トリ型→ヒト型） Science: Q222L + G224S Nature: Q222L + N220K

N-グリコシル化部位→非グリコシル化 Science: T156A

Nature: N154D

○異なるもの（HA）： Science: H103Y 三量体インターフェース Nature: T318Y 構造安定化 ○HA以外： Science: PB2 E627K

Nature: 2009pdm H1N1 7つのRNA分節

Yoshiko Okamoto ＜J-GRID＞

＜得られた変異セットのまとめ：H5N1 ＞

○共通なもの（HA）：シアル酸レセプター特異性（トリ型→ヒト型） Science: Q222L + G224S Nature: Q222L + N220K

N-グリコシル化部位→非グリコシル化 Science: T156A

Nature: N154D

○異なるもの（HA）： Science: H103Y 三量体インターフェース Nature: T318Y 構造安定化 ○HA以外： Science: PB2 E627K

Nature: 2009pdm H1N1 7つのRNA分節

Yoshiko Okamoto ＜J-GRID＞

アミノ酸番号



ヒト由来

トリ由来

1 2 3 4 5 6 7


HA





NA



289/294/

292




まとめ（１）：ヒト分離ウイルス

１．今回のA（H7N9）ウイルスは3種類の異なるトリインフルエンザウイルスの遺伝子交雑体であると考えられる。

２．ヒト分離ウイルス4株は互いに非常に類似していたが、そのうちの1株（A/Shanghai/1/2013）は、塩基配列上では他の3株とは区別され、共通の祖先から分岐した別系統の近縁ウイルスが同時期に伝播していたことが示唆された。

３．ヒト分離ウイルス4株全てのHA遺伝子は、ヒト型のレセプターへの結合能を上昇させる変異を有していた。またヒト分離株全てのPB2遺伝子には、RNAポリメラーゼの至適温度を鳥の体温(41℃)から哺乳類の上気道温度(34℃)に低下させる変異が観察された。これらの株については、ヒト上気道に感染しやすく、また増殖しやすいように変化している可能性が強く示唆された。

（国立感染研による所見を一部改変）

まとめ（２）：抗インフルエンザ薬の感受性

４．NA遺伝子の塩基配列からは、ヒト分離株のうちの1株A/Shanghai/1/2013が、抗インフルエンザ薬のオセルタミビルおよびザナミビルに対する感受性が低下している可能性が指摘された。しかし、現時点での酵素活性測定結果では、オセルタミビル、ザナミビルには感受性があるとされている。

５．M遺伝子については、解析した全てのウイルスが、アマンタジン、リマンタジンに対して耐性であると判断された。

まとめ（３）：トリ分離ウイルス

６．上海市鳥市場のハト、ニワトリおよび環境からの分離ウイルス3株は、上記ヒト分離ウイルスのうちの3株と同系統のウイルスと考えられる。しかし、両者の間には、明らかに異なる塩基配列もあり、今回報告されたトリ分離ウイルスが、今回報告された患者に直接に感染したものであるとは考えにくい。

７．鳥、環境からの分離ウイルス3株のHA遺伝子の解析では、ヒト型のレセプターへの結合能が上昇していたが、RNAポリメラーゼの至適温度を低下させる変異（PB2:E627K）は観察されなかった。

８．これらの鳥由来ウイルスは鳥に対して低病原性であり、家禽、野鳥に感染しても症状を出さないと考えられる。また一般的に、H7亜型のインフルエンザウイルスはブタにおいても不顕性感染であることが知られている。従って、この系統のウイルスがこれらの哺乳動物の間で症状を示さずに伝播され、ヒトへの感染源になっている可能性がある。

Documents

トリ ヒト感染の 分子メカニズム2013/05/01 · Bewley CA et al. 2008 Stevens J. et al. (2004) ヒト由来 ウイルス ブタ由来 ウイルス トリ由来 ウイルス

トリヒト感染の分子メカニズム2013/05/01 · Bewley CA et al. 2008 Stevens J. et al. (2004) ヒト由来ウイルスブタ由来ウイルストリ由来ウイルス