豚のインフルエンザAウイルスの追跡

インフルエンザAウイルス（IAV）は、豚にとって深刻な病原菌で、豚を病気にする。感染が広がると、たくさんの豚が病気になって、農家にとって大問題になる。IAVの変化や混合は、たいてい人間から豚に広がることが原因だって。アメリカでは、豚に見つかるIAVは主に人間の季節性インフルエンザウイルスから来てる。

人間から豚にウイルスが移ると、すぐに変異することがある。ウイルスのRNA部分が変異を可能にし、特にヘマグルチニン（HA）やノイラミニダーゼ（NA）というタンパク質で変わりやすい。さらに、同じ豚に2つ以上のインフルエンザウイルスが入ると、遺伝子を混ぜることもできて、さらに変化が進む。この変化は、ウイルスが豚の免疫をすり抜けて、豚の中で生き残るのを助ける。2009年のパンデミックを引き起こしたH1N1ウイルスの例が分かりやすいけど、これはその後豚の集団にも定着した。

IAVが進化して広がる方法のせいで、豚におけるウイルスをコントロールするためのワクチン使用は難しいんだ。ほとんどのワクチンは、ウイルスが豚を感染させるのを完全には止められない。部分的な保護は提供できるけど、豚が感染したり、ウイルスを広げたりするのを防げない。また、豚が以前に似たウイルスにさらされていた場合、ワクチンの効果に影響が出ることもある。

#ワクチン管理の課題

豚が過去の感染、ワクチン接種、母体の抗体から免疫を構築する能力は、豚のインフルエンザ管理を複雑にすることがある。アメリカではIAVの異なるグループが多く存在していて、これらのウイルスの変化が豚の群れの中での広がり方に影響を与えることが分かってきた。

農場の実践はウイルスの多様性に寄与し、ワクチンで病気をコントロールするのが複雑になる。豚農場のオーナーは、自分たちのニーズに特化したワクチンを使うことが多い。しかし、これらの多くのワクチンは、ウイルスの異なる株に対して効果がない場合がある。

監視データは、IAVが年間を通じて豚の集団に常に存在することを示している。集中生産システムや豚の移動により、異なる年齢層間でIAVの導入と広がりが促進され、コントロールがさらに複雑になる。

#豚農場の構造

北アメリカでは、豚農場は通常、マルチサイトの生産システムを持っている。これは、豚が異なる環境でさまざまな年齢で育てられることを意味する。最も価値の高い豚が飼育される繁殖農場は、最も多くの保護対策が取られている。しかし、これらの農場から豚が他の場所に移動されると、IAVが広がるリスクが高まる。

母豚農場には妊娠している雌豚がいて、ワクチン接種や以前の感染を通じてIAVの影響を受けることがある。この常にさらされる状態が、さまざまな免疫反応を生むことがある。しかし、子豚は免疫がないまま生まれるが、母親の抗体を通じて多少の保護を受けることができる。

これらの要因により、母豚農場でのIAVの検出率は大きく異なることがある。離乳後、子豚は育成施設に移され、その後市場体重に達するまで仕上げ場所に移動される。離乳から仕上げまでの場所は生産の最後の段階で、バイオセキュリティ対策が最も弱く、短期間で多くの豚が病気になるような流行が起こることがある。

#豚のIAV監視研究

この研究は、母豚農場とその関連する育成施設を積極的に監視することで、IAVがどのように広がるかを理解することに焦点を当てた。

ウイルスがどのように広がるか、どの管理 practicesがIAVの検出リスクを高めるかを特定するために、研究者は高度なモデリング技術を用いた。これは、ウイルスが母豚農場から育成施設に直接伝播することを示し、管理が農場におけるIAVリスクにどのように影響しているかを強調した。また、人間の接触がIAVの豚への感染の役割にも注目した。

研究は、豚の生産システム内でのIAV株の多様性を示し、これらの実践が管理戦略にどのように役立つかを評価した。

#研究のための農場選定

研究者は、IAVの循環を示す能力、現代の農業方法、そして異なる地理的な場所に基づいて4つの母豚農場と育成施設の組み合わせを選んだ。これらの農場は、いくつかの中西部の州に位置している。一つの農場は高価値の繁殖用豚を飼育している農場で、他は商業生産の群れを表している。

農場で働く獣医は、施設、健康プロトコル、ワクチン接種履歴、およびバイオセキュリティ対策に関する情報を提供するための調査に回答した。

#サンプル収集プロセス

アクティブサンプリングは、2020年5月から2021年6月までの1年間、月に1回行われた。サンプルは母豚農場と育成施設の両方から収集された。母豚農場では、母豚のウエットティッシュと子豚の鼻拭きが収集された。育成施設では、離乳した豚から鼻拭きや体液が取られた。

サンプルは分析のために診断ラボに運ばれた。設定されたプロセスからの逸脱があった場合も記録された。研究の後半では、子豚の扱いが制限されている農場があった。

#サンプル分析とテスト

ラボに到着したサンプルは、テストのために準備された。さまざまな技術を用いてウイルスRNAを抽出し、IAVが存在するかどうかを調べるテストが行われた。研究者はまた、ウイルスをよりよく理解するために遺伝子配列の解析も行った。

彼らは、既存の豚におけるIAVの配列からデータをまとめ、アクティブモニタリングの結果をより広いデータセットと比較した。これにより、IAV株の広がりと進化を追跡する手助けとなった。

#農場でのIAV検出の予測

農場からのサンプルがIAV陽性になるかどうかを予測するために、ベイジアンネットワークと呼ばれる統計モデルが作成された。このモデルにより、研究者は複数の要因とそれぞれの相互作用を考慮できるようになった。

母豚農場と育成施設用に異なるモデルが構築され、結果は農場におけるIAV検出の履歴が今後の検出確率に影響を与えることを示した。

#農場管理の実践

農場ごとに豚のポピュレーション管理に明らかな違いがあり、特に離乳した子豚の混合に関しては、その管理スタイルがIAVの検出レベルに影響を及ぼした。

すべての農場が豚にワクチンを接種していたが、ワクチン接種の具体的な方法はさまざまだった。農場はまた、母豚の数や群れの構成などに違いがあった。

#IAV検出結果

ほとんどの農場は、研究の間にIAVの定期的な検出を経験し、育成施設は母豚農場よりも陽性ケースが多かった。結果は、育成施設におけるIAV陽性率が母豚農場に比べて高いことを示し、生産段階全体での監視の重要性を強調している。

データはIAV検出の一貫したパターンを示し、全ての生産段階を通じて包括的な監視の必要性をさらに強調している。

#IAV感染経路の理解

研究の結果、母豚農場と育成施設間でのIAV伝播経路が明らかになった。いくつかの例では、ウイルスが母豚農場から育成施設に広がったことが確認された。

しかし、関連するウイルスが母豚農場に見つからなかった育成施設での検出もあり、これは豚の混合、間接接触、または監視されていない移動などの要因によるものと考えられる。

#ウイルスの再配列の証拠

研究者たちは、ウイルスが再配列というプロセスを通じて変化する例を見つけた。これは異なるIAV株が遺伝物質を混合し、新しいウイルス株が出現する可能性を含んでいる。

研究では、この遺伝子混合によって農場で新しい遺伝子配列が現れた15の事例を記録していて、主に人間から豚への流出の後に起こった。

#IAV検出リスクのモデリング

統計モデルを使用して、研究者はさまざまな要因がIAV陽性検査の可能性にどのように影響するかを調べた。モデルは、過去の検出が重要な役割を果たし、特定の農業実践が検出率に影響を与えることを示した。

例えば、子豚が混合される育成施設では、IAV検出の陽性確率が高くなることが示された。これは、豚の混合を管理することが農場システム内でのIAVの広がりに大きな影響を与える可能性があることを示唆している。

#結論と提言

この研究は、豚の飼育システムにおけるIAV管理の複雑さを明らかにしている。IAVがこれらの生産システム内でどのように広がり、進化するかを理解するために、徹底した監視が重要であることを強調している。

生産サイクル全体を通じての監視の実施や、テストのためのプールサンプルの使用は、ウイルス検出の可能性を高めることができる。この研究は、豚の健康や公衆衛生全体のために、IAVの人間から豚への感染を制御することの重要性を強調している。

IAVがこれらの環境で持続的に存在することを考えると、豚におけるIAVの遺伝的多様性によって引き起こされる課題に対処するために、継続的で適応的な管理戦略が必要である。