日本脳炎ウイルスの脅威
日本脳炎ウイルスは、影響を受けている地域で深刻な健康リスクを引き起こす。
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目次
日本脳炎ウイルス(JEV)は、蚊に刺されることで広がるウイルスだよ。主にアジアやオセアニアの地域に存在するんだ。JEVは人間に脳の腫れ、つまり脳炎を引き起こすことで知られてる。これが原因で健康問題が深刻化し、感染した人の約30%が命を落とすこともある。生き残った人でも、心身に長期的な問題を抱えることがあるんだ。
JEVはどうやって広がるの?
JEVは、感染した動物、例えば鳥や豚を刺す蚊を通じて広がるんだ。アジアでJEVを運ぶ主な蚊の種類は、Culex tritaeniorhynchusって言うんだ。このウイルスは、蚊と動物の両方で成長しないと、ライフサイクルを続けられないんだ。鳥がJEVの主な宿主だけど、豚も重要な役割を果たしていて、豚の血中には大量のウイルスが含まれることがあるから、他の動物に感染させることもあるんだ。
豚が重要な理由は?
感染する動物の中でも、特に豚は重要なんだ。豚はウイルスをたくさん運べるし、農場で人間の近くに飼われることが多いから、JEVが人間に広がる危険性が高まるんだよ。豚はくしゃみや他の体液を通じてウイルスを伝染させることができるからね。
直接感染のリスク
最近の研究では、JEVに感染した豚が蚊を介さずに他の豚に直接ウイルスを広げることができることが示されたんだ。これは公衆衛生や動物の健康にとって心配な進展だよ。これらの直接感染は普通の条件下ではあまり一般的じゃないけど、もしJEVが豚がこれまでに感染したことのない新しい地域に広がったら、アウトブレイクのリスクが高まるんだ。
オーストラリアにおけるJEVの拡がり
2021年と2022年にJEVがオーストラリアに上陸して、豚が感染し、人間も病気になったんだ。このアウトブレイクが原因で、いくつかの人間に脳炎が発生し、その中には致命的なものもあった。
研究の目的
リスクを考慮して、豚同士の直接感染がウイルスの動きや広がりにどんな影響を与えるのかを調査するための研究が行われたんだ。研究者たちは、この感染を通じてウイルスに起こる変化が、豚や人間との相互作用に影響を与える可能性があると思っていたんだ。
設定と方法
倫理と動物福祉
すべての実験は厳格な健康と安全の規則の下で行われたんだ。研究は、関係する健康当局によって承認されて、動物の福祉が確保されているよ。
ウイルスの準備
研究者は、数年前の人間の症例から採取した特定のJEV株を実験に使用したんだ。このウイルスは特別な細胞で育てられて、豚に感染させるために使われたんだ。
豚の感染
直接感染の際のウイルスの変化を研究するために、研究者は豚でいくつかの実験を行ったんだ。彼らは豚のグループに感染させ、血液サンプルを集めて、毎日動物の健康状態を観察したんだ。一定期間後、豚は人道的に安楽死させられて、さらなる研究のために組織が集められたよ。
研究結果
健康観察
JEVに感染した豚を繰り返し観察したとき、ほとんどの豚が体温が上がったり、食欲が減ったりする病気の兆候を示したんだ。これらの症状は、ウイルスが複数回の感染を経た豚でより顕著だったよ。
ウイルスレベル
豚の血液や体液中のウイルスの量は、直接感染の過程で増加したんだ。これは、ウイルスが豚から豚へと移動する際に鼻の分泌物を通じて広がる能力が高まったことを示唆しているよ。
免疫反応
研究者たちはまた、ウイルスに対する豚の免疫反応も測定したんだ。彼らは、直接感染が何度も行われた後、豚の免疫反応が強くなることを発見したよ。この中には、感染と戦うのを助ける特定のタンパク質のレベルが高まることも含まれていたんだ。
ウイルスの進化
遺伝的変化
研究は、ウイルスが豚の体を通過する際に遺伝的変化をすることを示したんだ。一部のウイルス変異が選択されていて、これがウイルスが豚の中で生き残ったり広がったりするのを助ける可能性があるんだ。特定のウイルスの特徴も進化して、動物の中での複製能力が高まっているんだ。
ウイルスの挙動への影響
これらの適応にもかかわらず、JEVは豚同士の感染の仕方や健康への影響に関する基本的な特徴は変わらないようだったよ。しかし、研究者たちは、ウイルスが特定の条件下でまだ直接感染が可能であることに気づいたんだ。特に、混雑した農場環境ではそのリスクが高まるんだ。
結論
この研究は、JEVの振る舞いや広がりの複雑さを強調しているよ。ウイルスは豚の中で適応し、複製能力が高まったけど、直接豚同士で広がる能力は相対的に変わらなかったんだ。これは、ウイルスが時間と共に進化することはあっても、その基本的な性質や宿主との相互作用の仕方が大きく変わらないことを示唆しているよ。
公衆衛生への影響
この研究は、特に都市化や気候変動がJEVを新しい地域に持ち込む可能性がある中でのリスクを強調しているんだ。JEVがどのように進化し、宿主間でどう伝染するかを理解することは、アウトブレイクを管理し、公衆衛生を守る上で重要なんだ。
今後の研究方向
JEVが他の宿主に適応したり、豚同士でより効果的に広がる可能性を探るために、さらなる研究が必要だよ。今後の研究では、さまざまな農業慣行がJEVの感染に与える影響や、このウイルスに関連する公衆衛生リスクを軽減するための最良の方法を調査するべきだね。
まとめ
日本脳炎ウイルスは、活発な地域では深刻な懸念事項なんだ。鳥や豚を通じて、蚊に刺されることで広がるJEVは、公衆衛生に対して脅威をもたらしている。豚同士での直接感染を通じてJEVがどう進化するかを理解することで、アウトブレイクを制御する戦略やコミュニティを守るための手助けができるんだ。JEVの広がりを防ぐための継続的な監視と研究が重要だよ。
タイトル: Fitness adaptations of Japanese encephalitis virus in pigs following vector-free serial passaging
概要: Japanese encephalitis virus (JEV) is a zoonotic mosquito-transmitted Flavivirus circulating in birds and pigs. In humans, JEV can cause severe viral encephalitis with high mortality. Considering that vector-free direct virus transmission was observed in pigs, JEV introduction into an immunologically naive pig population could result in a series of direct transmissions disrupting the alternating host cycling between vertebrates and mosquitoes. To assess the potential consequences of such a realistic scenario, we passaged JEV ten times in pigs. This resulted in higher in vivo viral replication, increased shedding, and stronger innate immune responses in pigs. Nevertheless, the viral tissue tropism remained similar and frequency of direct transmission was not enhanced. Next generation sequencing showed single nucleotide deviations in 10% of the genome during passaging. In total, 25 point mutations were selected to reach a frequency of at least 35% in one of the passages. From these, six mutations resulted in amino acid changes located in the precursor of membrane, the envelope, the non-structural 3 and the non-structural 5 proteins. In a competition experiment with two lines of passaging, the mutation M374L in the envelope protein and N275D in the non-structural protein 5 showed a fitness advantage in pigs. Altogether, the interruption of the alternating host cycle of JEV caused a prominent selection of viral quasispecies as well as selection of de novo mutations associated with fitness gains in pigs, albeit without enhancing direct transmission frequency. Author summaryJapanese encephalitis virus (JEV) represents a major health threat in parts of Asia and Oceania. Primary vertebrate hosts are birds and pigs, but human infection also occurs and can cause severe encephalitis with high mortality. Like other Flaviviruses transmitted by insect bites, JEV requires replication in alternating cycles between mosquitoes on one side and birds or pigs on the other side. However, we previously reported that direct transmissions between pigs in absence of mosquitos can occur. Considering the increased risks for such events after the spread of JEV to a new region with immunologically naive pigs, the present study was performed to understand if and how a series of direct transmissions would promote JEV adaptations to pigs and change virus-host interactions. Pigs infected with JEV passaged ten times showed enhanced clinical symptoms and stronger antiviral immune response, but luckily no increase in direct transmission was observed. Nevertheless, genomic analysis demonstrated a complete change in dominant virus variants, as well as selection of six viral amino acid changes. This indicates that interruptions of the alternating lifestyle of JEV causes a strong evolutionary pressure, which through fitness adaptations can change the viral characteristics.
著者: Artur Summerfield, A. Marti, A. Nater, J. Pego Magalhaes, L. Almeida, M. Lewandowska, M. Liniger, N. Ruggli, L. Grau-Roma, F. Alnaji, M. Vignuzzi, O. Garcia-Nicolas
最終更新: 2024-02-20 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.20.581151
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.20.581151.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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