国立感染症研究所

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ザンビアにおける新規回帰熱ボレリアの発見とヒト感染例の報告

(IASR Vol. 40 p161-162:2019年9月号)

人獣共通感染症の多くは, 自然界で野生生物と共生関係を築いて静かに存続している微生物を病原とするので, その根絶は不可能である。人獣共通感染症対策としては, その発生を予測し流行を防止する「先回り戦略」が重要である。先回り戦略には, 病原微生物の起源と自然界における存続のメカニズム, 伝播経路および発症と流行に関与する諸要因を明らかにする必要がある。北海道大学 人獣共通感染症リサーチセンターは, 2007年にアフリカ ザンビア共和国のザンビア大学獣医学部内に高度封じ込め施設 (biosafety level- 3) の実験室を有する海外研究拠点(ザンビア拠点)を設置し, 先回り対策を執るための感染症研究に取り組んでいる。本拠点を活用して, 人獣共通感染症の一つである回帰熱の病原ボレリアのヒト感染例を確認し, その病原ボレリアを単離し, 新種であることを確認し, さらに動物の疫学調査により, その感染環を明らかにする成績を得たので報告する。

回帰熱は, 回帰熱ボレリアの感染によって引き起こされる細菌性人獣共通感染症である。回帰熱ボレリアは, マダニやシラミなどの吸血性節足動物によって媒介され, ヒトに感染すると1週間程度の潜伏期間を経て回帰熱を発症する。発症すると, 3日程度の発熱と7日程度の無熱期を繰り返すので, 回帰熱という名前の由来となっている。回帰熱は南ヨーロッパ, 中央アジア, 北アメリカ大陸, アフリカサハラ砂漠周辺で流行しており, なかでもサハラ砂漠周辺は患者数も多く, 公衆衛生上の重要な問題となっている。一方, アフリカ南部では, ナミビアで回帰熱ボレリアに感染したと推定される1症例が報告されているのみで, 回帰熱ボレリアの調査は実施されていない1)

回帰熱ボレリアは, 遺伝子の解析から, 北米大陸に分布する新世界型とそれ以外の地域に分布する旧世界型に分類されている。これまでに, アフリカ大陸において新世界型回帰熱ボレリアの遺伝子を検出した報告は有るが, 細菌の分離には成功しておらず, 自然界における媒介節足動物や保菌動物も不明である。この様に, 旧世界に分布する新世界型回帰熱ボレリアの詳細は不明である。

2016年12月末に, 人獣共通感染症リサーチセンターのザンビア拠点では, 野外活動中に洞窟でダニに刺咬され, その一週間後に39.6℃の熱発を主訴として, ザンビア大学内病院に来院した患者から採集した検体について, 病原体検査を依頼された。その後, ダニに刺咬されたことから, ボレリア感染が疑われたため, 患者血液からDNAを抽出し, ボレリア属細菌のフラジェリン蛋白ならびに16Sリボソーマル遺伝子を特異的に増幅するPCR法を用いて, ゲノムの増幅を試みた。また, 患者血液をBSK-M培地に接種し, ボレリア属細菌の分離も実施した。さらに, 刺咬した媒介節足動物を特定するため, 患者がダニに刺された洞窟においてマダニを採集し, DNAを抽出して患者血液と同様の検査を実施した。また, ボレリア感染症における, 自然宿主を特定するために, 洞窟に生息するコウモリを捕獲し, 脾臓・肝臓からDNAを抽出し, 同様にPCR法で病原体のゲノムを検索するとともに, コウモリの血液をBSK-M培地に接種し, ボレリア属細菌の分離を試みた。

その結果, 患者血液およびコウモリの臓器からボレリア属細菌を分離することに成功した。単離した細菌からDNAを抽出し, 次世代シーケンサー(MiSeq)を利用して, ボレリア属細菌のドラフトゲノムを取得した。得られたゲノム情報を用いてDNAバンクのボレリアの遺伝子配列と照合するとともに, 8個のハウスキーピング遺伝子を基にしたmulti-locus sequence analysis(MLSA)解析により, 分離された細菌のゲノムを同定した。

今回, ダニに刺咬された不明熱患者の血液から抽出したDNAを用いて, ボレリア属細菌の遺伝子を検出し, ボレリア感染症であることを確定診断し, さらに, 患者血液からボレリア属細菌を分離した。細菌の感染環を検索するために洞窟で採集したマダニ(Ornithodoros faini)50匹中20匹から患者から検出したボレリア属細菌と同じ遺伝子を検出した。また, 洞窟内で捕獲したコウモリの脾臓・肝臓の乳剤237検体中, 64検体から, 同じボレリア属細菌の遺伝子を検出し, 3匹のコウモリ(Rousettus aegyptiacus)の血液検体から, ボレリア属細菌の分離に成功した。MLSA解析の結果から, 患者とコウモリの血液から分離されたボレリア属細菌は, 北米に分布するボレリア属細菌と同じ, 新世界型回帰熱ボレリアに属する新種であることが判明した()。今回の研究で単離に成功した新種のボレリア属細菌をBorrelia fainiiと命名し報告した2)

結 語

本研究により, 南部アフリカにも回帰熱が存在することが明らかとなり, 南部アフリカにおいても, マラリア等の熱性疾患と抗生剤によって治癒する回帰熱の鑑別診断が重要であることを示した。また, ザンビアで単離されたBorrelia fainiiは, 洞窟内に生息するマダニが媒介節足動物, 洞窟に生息するコウモリが自然宿主であることを明らかにした。さらに, MLSA解析の結果から, Borrelia fainiiは北米大陸に分布するボレリア属細菌と同じグループである新世界型回帰熱ボレリアに分類された。単離されたBorrelia fainiiの遺伝子と生物性状の知見は, 回帰熱ボレリアの進化・系統・分布に関する基礎的情報を提供するものである。

 

参考文献
  1. Fingerle V, et al., PloS Negl Trop Dis 10(3): e0004559, 2016
  2. Qiu Y, et al., Clin Infect Dis 69(1): 107-112, 2019
 
 
北海道大学人獣共通感染症リサーチセンター
 邱 永晋

Copyright 1998 National Institute of Infectious Diseases, Japan

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