タンザニアの齧歯類におけるアルボウイルスの感染リスク
研究がタンザニアでM. natalensisが有害なアルボウイルスのホストであることを明らかにした。
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アフリカは公衆衛生や発展に影響を与える多くの感染症に直面してるんだ。中でも、アーバウイルスとして知られるウイルスのグループが、気候や環境の変化が続く中で脅威を増してる。アーバウイルスには、フラビウイルス科、トガウイルス科、ブニヤウイルス科、レオウイルス科などのいくつかのウイルスファミリーが含まれていて、デングウイルス、黄熱ウイルス、ジカウイルス、チクングニアウイルスが有名だよ。これらのウイルスは、主に血を吸う蚊やダニ、サンドフライなどの昆虫によって広がるんだ。これらの昆虫は人間だけじゃなく、動物や野生生物にも害を及ぼす可能性がある。
アーバウイルスの中には、人間に深刻な病気を引き起こすものもあれば、動物にも影響を与えるものがあるよ。たとえば、リフトバレー熱ウイルスはヤギやヒツジに影響を与え、西ナイルウイルスは鳥や馬に影響を与え、日本脳炎ウイルスは鳥や豚に影響を与える。これらのウイルスが増えているのは、都市の成長や世界中での人々のつながりの増加、そしてウイルスを広げる昆虫に影響を与える環境の変化が一因なんだ。アーバウイルスは人間や動物、環境の健康を脅かす可能性があるから、これらの問題を一緒に考えることが大切だよ。
でも、野生動物が人間に感染するウイルスを持っているかどうかや、これらのウイルスの自然な多様性についてはまだあまり知られていない。この知識の不足が、アーバウイルスの広がり方やどのように効果的にコントロールできるかを理解するのを難しくしてる。
ウイルスの貯蔵庫を特定する重要性
何年も前から、科学者たちはアーバウイルスの自然な貯蔵庫を見つけて、人間への感染リスクを監視・予防・コントロールしようと努力している。一部の研究では、非人間霊長類がアーバウイルスの重要なキャリアになる可能性があることが示唆されているんだ。というのも、彼らはウイルス抗体や遺伝子材料の証拠を示しているから。でも、小型哺乳類はこれらのウイルスの潜在的な宿主としてあまり注目されてこなかった。小型哺乳類におけるアーバウイルスの報告は少ないけど、それが彼らの役割をもっと詳細に研究する必要性を示してるよ。
齧歯類には、アーバウイルスを含むさまざまな病原体の重要な宿主になる可能性がある特徴がある。種類が多いし、個体数も多くて、人間の近くに住んでいることが多いから。これが病原体が人に飛び出すリスクを高めるんだよ。一般的な齧歯類の一種であるマストミス・ナタレンシス(多乳マウス)は、サハラ以南のアフリカの多くの地域、特に農地や都市近くに分布してる。東アフリカ、特にタンザニアでは、M. natalensisの個体数が季節の降雨に応じて変動するから、その数が大きく変わることがある。この齧歯類は多くの人獣共通感染症の宿主になりうるから、病気の伝染について心配なんだ。
M. natalensisにおけるアーバウイルスの研究は限られてるけど、ある研究ではウスツウイルスのRNAの証拠が見つかったんだ。他のアフリカの齧歯類種でもまれなアーバウイルスの発見があった。M. natalensisの特徴は、特に特定の季節に個体数が急増することから、アーバウイルスの伝播に関与している可能性があることを示している。これがタンザニアで人間に対するリスクを意味してるんだ。
過去の感染症の発生と現在の研究の目的
タンザニアでは、ここ数十年の間にチクングニアウイルス、リフトバレー熱ウイルス、西ナイルウイルス、デングウイルスのいくつかの発生が報告されてる。アーバウイルス感染症とマラリアとの症状の類似性から、多くのケースが報告されていない可能性があるんだ。これらの研究は、地元の人々がアーバウイルスにさらされていることを確認しているけど、これらのウイルスが地域でどのように広がっているのかは不明なままだよ。
この研究の目的は、野生のM. natalensisがその環境でアーバウイルスの宿主として機能するかどうかを調査すること。これを実現するために、研究者たちはタンザニアのモロゴロで採取したM. natalensisの血液サンプルから複数のアーバウイルスに対する抗体を検出するための特別な免疫テストを開発したんだ。
サンプルの収集と起源
この研究で分析されたサンプルは、2010年から2019年の間にモロゴロでさまざまな研究チームが行った以前の研究から得られたもの。サンプルは2回に分けて収集されて、最初の回では実験に使われた野生のマウスから約500の乾燥血液サンプルが含まれて、2回目では異なる年に捕獲されたマウスから800の乾燥血液サンプルが含まれていた。この収集は、個々の特性を考慮せずにランダムにサンプルを選ぶことを目的としていたんだ。
収集過程では、さまざまな環境、特に森林や農地でトラップを使ってM. natalensisを生きたまま捕まえた。マウスから血液を採取して、フィルターペーパーに保存したよ。性別や体重などの追加情報も記録された。
テスト方法と手順
収集したサンプルに対するアーバウイルス抗体をチェックするために、研究者たちは先進的な技術を使用した特別な免疫テストを設定した。彼らは免疫反応を引き起こすウイルスたんぱく質を準備し、それを特別なビーズに付けて検出できるようにした。また、自分たちの繁殖コロニーからマウスを使って陽性対照サンプルを作成した。
テストは、乾燥血液スポットを溶液に浸して免疫反応を測定することで、野生のM. natalensisからのサンプルを準備することから始まった。サンプルは、特定のタンパク質や抗体を加えて、マウスが特定のウイルスにさらされたかどうかを確認するために、正確な測定を確保するための複数のステップを経たよ。
テストから得られたデータは、抗体の存在を決定するために統計ソフトウェアを使って分析された。研究者たちは、マウスの年齢や性別などの要因を見て、これらの要因が抗体の有無にどのように影響を与えるかを理解しようとした。
発見:抗体陽性率と相関
約1,280のサンプルをテストした結果、M. natalensisのほぼ24%が調査したウイルスの少なくとも1つに対する抗体を持っていることがわかった。フラビウイルス科などの特定のウイルスファミリーでは、約20%という印象的な抗体陽性率が見られた。特定のウイルスについての個々の抗体陽性率は異なり、DENV2では約8%の陽性サンプルがあり、他のウイルスはそれより低い率だった。
テストしたウイルス間の相関分析では、特定のウイルス間に関連があることが示された。たとえば、WSLVとUSUVは高い相関率を示し、DENV1とCHIKVも似た関係があった。これは、特定のウイルスが遺伝的関係から類似した免疫応答を引き起こす可能性があることを示唆してるよ。
年齢と性別の要因
この研究では、メスのM. natalensisがオスに比べていくつかのウイルスの検査で陽性になる可能性が高いことがわかった。これは、性別間で免疫応答に違いがあることによるかもしれないね。以前の研究でも、メスは通常、より強い免疫系を持っていることが指摘されているんだ。
年齢も重要な役割を果たし、年長のマウスは多くのアーバウイルスに対する抗体の陽性率が高いことが判明した。これは、これらのウイルスにさらされることで、個体が年を重ねるにつれて免疫が発達することを示しているよ。若いマウスは免疫的にナイーブだから、ウイルス伝播を維持するために重要で、感染を撃退するための抗体がないんだ。
公衆衛生への影響
この研究の結果は、M. natalensisがアーバウイルスに頻繁にさらされていて、これらのウイルスの宿主になりうる可能性があることを強く示唆してる。タンザニアの環境では、M. natalensisの季節ごとの個体数の急増と昆虫の繁殖に最適な条件があるため、アーバウイルスの発生の可能性が高くなるかもしれないよ。
同じ地域の以前の健康調査では、チクングニアウイルスに対する抗体の重要な存在が示されたことから、アーバウイルスが人間に対する脅威であることがさらに強調されている。今回の研究の結果は、齧歯類と人間が同様のウイルスにさらされていることを示す他の研究と一致しているんだ。
結論
結論として、M. natalensisにおけるさまざまなアーバウイルスに対する抗体の存在は、これらの齧歯類が一般的に感染していて、ウイルス伝播サイクルに大きく寄与する可能性があることを示している。この研究でのメスおよび年長者の抗体陽性率の高さは、アーバウイルス感染のダイナミクスを理解する上での性別、年齢、免疫の複雑な相互作用を示しているね。
M. natalensisにおける特定のウイルスを識別するためのより高度なテストを含むさらなる研究が、アーバウイルス伝播における彼らの役割を明確にし、東アフリカでのこれらの病気を制御するための公衆衛生戦略に役立つことが必要だ。これらの齧歯類の生態的および個体群動態を理解することは、アーバウイルス病の潜在的な発生を予測し管理するための鍵になるだろうし、この地域の人間の健康を守るために重要なんだ。
タイトル: Antibodies against medically relevant arthropod-borne viruses in the ubiquitous African rodent Mastomys natalensis
概要: Over the past decades, the number of arthropod-borne virus (arbovirus) outbreaks has increased worldwide. Knowledge regarding the sylvatic cycle (i.e., non-human hosts/environment) of arboviruses is limited, particularly in Africa, and the main hosts for virus maintenance are unknown. Previous studies have shown the presence of antibodies against certain arboviruses (i.e., chikungunya-, dengue- and zika virus) in African non-human primates and bats. We hypothesize that small mammals, specifically rodents, may function as amplifying hosts in anthropogenic environments. The detection of RNA of most arboviruses is complicated by the viruss short viremic period within their hosts. An alternative to determine arbovirus hosts is by detecting antibodies, which can persist several months. We developed a high-throughput multiplex immunoassay to detect antibodies against 15 medically relevant arboviruses. We used this assay to assess almost 1,300 blood samples of the multimammate mouse, Mastomys natalensis from Tanzania. In 24% of the samples, we detected antibodies against at least one of the tested arboviruses, with high seroprevalences of antibodies reacting against dengue virus serotype one (7.6%) and two (8.4%) and chikungunya virus (6%). Seroprevalence was higher in females and increased with age, which could be explained by inherent immunity and behavioral differences between sexes and the increased chance of exposure to an arbovirus with age. We evaluated whether antibodies against multiple arboviruses co-occur more often than randomly and found that this may be true for some members of the Flaviviridae and Togaviridae. In conclusion, the development of an assay against a wide diversity of medically relevant arboviruses enabled the analysis of a large sample collection of one of the most abundant African small mammals. Our findings suggest a role in the transmission of multiple arboviruses by this ubiquitous rodent and provide a solid foundation for future molecular screening to elucidate the role in the arbovirus transmission cycle. Author summaryOne of the main causes of zoonotic related human morbidity and mortality is the transmission of arthropod-borne viruses such as dengue virus, Yellow Fever virus, and chikungunya virus. These viruses cannot only infect humans but also livestock, pets, and wildlife, though our understanding of their non-human hosts remains limited. Rodents are thought to be an interesting host for these viruses because they can be abundant, often live near humans and some are already known to be viral hosts. However, research has focused on non-human primates, neglecting other potential hosts. To address this gap, we have developed a high-throughput antibody test to screen rodent blood against 15 different arboviruses. Our findings reveal that a proportion of Mastomys natalensis, a common African rodent species, carry antibodies that (cross-)react against these viruses. We hypothesize that immunologically naive juveniles may drive transmission, particularly during population outbreaks. These outbreaks coincide with environmental conditions that are favorable for mosquitoes, the vectors of these viruses. Thus, increasing the risk of spillover to humans, livestock, and wildlife. Understanding the role of rodents in arbovirus transmission dynamics is crucial for mitigating zoonotic disease risks.
著者: Wim De Kesel, B. Vanden Broecke, B. Borremans, L. Fourchault, E. Willems, A. Ceulemans, C. Sabuni, A. Massawe, R. H. Makundi, H. Leirs, M. Peeters, E. Verheyen, S. Gryseels, J. Marien, K. K. Arien
最終更新: 2024-05-28 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.23.595460
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.23.595460.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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