アフリカのコウモリが保有する病原性未知の新規コロナウイルスに関する研究

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K05981
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 梶原 将大 北海道大学, 人獣共通感染症国際共同研究所, 准教授 (70711894)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: コウモリ / ウイルス / コロナウイルス / アフリカ / 人獣共通感染症 / 新興感染症

Outline of Annual Research Achievements

コウモリは遺伝的に多様なコロナウイルスを保有する。新型コロナウイルスがそうであったように、コウモリが保有する病原性未知のコロナウイルスが次なるパンデミックを引き起こすというシナリオは十分に考えられる。これまでの研究で、ザンビアの洞窟に生息するエジプトルーセットオオコウモリ (ERB) からベータコロナウイルス属ノベコウイルス亜属に分類される新規ウイルスを検出した。本年度はノベコウイルスの自然界における生存メカニズムを明らかにする目的で、ERBが生息する洞窟で捕獲された他種コウモリであるカタジロカグラコウモリ105個体の口腔・直腸スワブを対象に、コロナウイルスを広く検出可能なRT-PCRを用いてコロナウイルスゲノムのスクリーニングを実施した。その結果、2個体において遺伝子の増幅が確認された。サンガー法による増幅産物のシークエンス解析およびBLAST検索の結果、いずれの個体からもノベコウイルスは検出されなかった一方で、ヒベコウイルスのゲノムの一部が検出された。ヒベコウイルスはベータコロナウイルス属に属するウイルスであり、これまで中国とアフリカのカグラコウモリ属のコウモリからのみ検出が報告されている。ザンビアにおいても同ウイルスがカグラコウモリの一種から検出されたことから、ヒベコウイルスはカグラコウモリに対して適応的な進化を遂げていることが伺える。今後、ヒベコウイルスについてもノベコウイルスと並行して生物学的性状解析を進め、感染性ウイルスの分離を試みる。また、日本のコウモリにおけるこれらコロナウイルスの分布を調べる目的で、日本固有種であるカグラコウモリ (Hipposideros turpis) 約60頭分の口腔・直腸スワブ検体を入手した。今後、これらの検体もコロナウイルスのスクリーニングを実施し、我が国におけるコロナウイルスの分布および遺伝的多様性に関する知見を得る予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は当初申請書には記載されていなかったヒベコウイルスの解析に多くの労力を費やした。当初想定していなかった追加的成果ではあるものの、本研究の重要性を底上げする成果が得られたと考えている。最終年度は、ノベコウイルスおよびヒベコウイルスを対象に研究を進めることで、計画通りの研究を実施できると考えている。

Strategy for Future Research Activity

ノベコおよびヒベコウイルスのS遺伝子を保有する水疱性口内炎ウイルスをプラットフォームとしたキメラウイルスおよびシュードタイプウイルスを作成する。これらの組換えウイルスを用いて、コウモリ細胞を含む多様な培養細胞におけるSタンパク質依存的なウイルス感染効率を比較解析する。同試験で特定した高感受性細胞に対してノベコおよびヒベコウイルス陽性検体を接種しウイルスの分離を試みる。ウイルス分離に成功した場合、ハムスターを始めとする実験動物を用いて感染実験を実施し、コウモリ以外の哺乳類に対する感染性および病原性について評価する。また、CRISPR/Cas9システムに基づく網羅的な遺伝子ノックアウトあるいは発現増強細胞ライブラリに対して、上記の分離ウイルスあるいは組換え水疱性口内炎ウイルスを接種し、ウイルス感染抵抗性細胞の次世代シークエンス解析により、ノベコおよびヒベコウイルスの感染・増殖に関与する宿主因子を同定する。また、精製分離ウイルスあるいはウイルス様粒子をBALB/Cマウスに投与し、免疫血清を調整し、コウモリ由来コロナウイルスと既知のコロナウイルスとの抗原性を比較する。

Causes of Carryover

本年度は想定よりも物品費の支出が少なかったため当該助成金が生じた。本年度は、すでに保存していた生物学的検体を有効活用することによって効率よく研究を進めていたため、予定よりも予算の使用額が少なかった。また、国内のコウモリ検体についても共同研究者から貰い受けることができたため、旅費等の支出も生じなかった。次年度は、ノックイン/ノックアウト細胞ライブラリを用いた ウイルス感染に関わる宿主因子の特定のために、次世代シークエンス解析などの高額解析を実施する予定である。また、本年度使用する消耗品・試薬等は購入する必要があり、予定通りの経費執行を予定している。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ザンビア大学/国立公衆衛生研究所(ザンビア)
  • Country Name: ZAMBIA
  • Counterpart Institution: ザンビア大学/国立公衆衛生研究所
• [Int'l Joint Research] 国立生物医学研究所/中央獣医研究所(コンゴ民主共和国)
  • Country Name: DEM. REP. OF CONGO
  • Counterpart Institution: 国立生物医学研究所/中央獣医研究所
• [Journal Article] Seroprevalence of Bas-Congo virus in Mangala, Democratic Republic of the Congo: a population-based cross-sectional study (2024)
  • Author(s): Munyeku-Bazitama Y, Okitale-Talunda P, Hattori T, Saito T, Lombe BP, Miyamoto H, Mori-Kajihara A, Kajihara M, Nkoy AB, Twabela AT, Masumu J, Ahuka-Mundeke S, Muyembe-Tamfum JJ, Igarashi M, Park ES, Morikawa S, Makiala-Mandanda S, Takada A
  • Journal Title: The Lancet Microbe Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1016/S2666-5247(24)00021-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Detection of Extended-Spectrum Beta-Lactamase (ESBL)-Producing Enterobacteriaceae from Diseased Broiler Chickens in Lusaka District, Zambia (2024)
  • Author(s): Chileshe C, Shawa M, Phiri N, Ndebe J, Khumalo CS, Nakajima C, Kajihara M, Higashi H, Sawa H, Suzuki Y, Muleya W, Hang’ombe BM
  • Journal Title: Antibiotics Volume: 13 Pages: 259～259
  • DOI: 10.3390/antibiotics13030259
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Phylogenetic Analysis of Newcastle Disease Virus Isolated from Poultry in Live Bird Markets and Wild Waterfowl in Zambia (2024)
  • Author(s): Kalonda A, Saasa N, Kajihara M, Nao N, Moonga L, Ndebe J, Mori-Kajihara A, Mukubesa AN, Sakoda Y, Sawa H, Takada A, Simulundu E
  • Journal Title: Microorganisms Volume: 12 Pages: 354～354
  • DOI: 10.3390/microorganisms12020354
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of an Immunochromatography Assay to Detect Marburg Virus and Ravn Virus (2023)
  • Author(s): Changula K, Kajihara M, Muramatsu S, Hiraoka K, Yamaguchi T, Yago Y, Kato D, Miyamoto H, Mori-Kajihara A, Shigeno A, Yoshida R, Henderson CW, Marzi A, Takada A
  • Journal Title: Viruses Volume: 15 Pages: 2349～2349
  • DOI: 10.3390/v15122349
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Prevalence and Genomic Characterization of Rotavirus A from Domestic Pigs in Zambia: Evidence for Possible Porcine?Human Interspecies Transmission (2023)
  • Author(s): Ndebe J, Harima H, Chambaro HM, Sasaki M, Yamagishi J, Kalonda A, Shawa M, Qiu Y, Kajihara M, Takada A, Sawa H, Saasa N, Simulundu E
  • Journal Title: Pathogens Volume: 12 Pages: 1199～1199
  • DOI: 10.3390/pathogens12101199
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Expanding diversity of bunyaviruses identified in mosquitoes (2023)
  • Author(s): Orba Y, Abu YE, Chambaro HM, Lundu T, Muleya W, Eshita Y, Qiu Y, Harima H, Kajihara M, Mori-Kajihara A, Matsuno K, Sasaki M, Hall WW, Hang’ombe BM, Sawa H
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Pages: 18165
  • DOI: 10.1038/s41598-023-45443-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Susceptibility of common dabbling and diving duck species to clade 2.3.2.1 H5N1 high pathogenicity avian influenza virus: an experimental infection study (2023)
  • Author(s): Soda K, Tomioka Y, Usui T, Ozaki H, Ito H, Nagai Y, Yamamoto N, Okamatsu M, Isoda N, Kajihara M, Sakoda Y, Takada A, Ito T
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 85 Pages: 942～949
  • DOI: 10.1292/jvms.23-0122
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Surveillance, Isolation, and Genetic Characterization of Bat Herpesviruses in Zambia (2023)
  • Author(s): Harima H, Qiu Y, Yamagishi J, Kajihara M, Changula K, Okuya K, Isono M, Yamaguchi T, Ogawa H, Nao N, Sasaki M, Simulundu E, Mweene AS, Sawa H, Ishihara K, Hang’ombe BM, Takada A
  • Journal Title: Viruses Volume: 15 Pages: 1369～1369
  • DOI: 10.3390/v15061369
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Field-deployable multiplex detection method of SARS-CoV-2 and influenza virus using loop-mediated isothermal amplification and DNA chromatography (2023)
  • Author(s): Hayashida K, Garcia A, Moonga LC, Sugi T, Takuya K, Kawase M, Kodama F, Nagasaka A, Ishiguro N, Takada A, Kajihara M, Nao N, Shingai M, Kida H, Suzuki Y, Hall WW, Sawa H, Yamagishi J
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 18 Pages: e0285861
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0285861
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Head-to-head comparison of diagnostic accuracy of four Ebola virus disease rapid diagnostic tests versus GeneXpert? in eastern Democratic Republic of the Congo outbreaks: a prospective observational study (2023)
  • Author(s): Mukadi-Bamuleka D, Bulabula-Penge J, Jacobs BKM, De Weggheleire A, Edidi-Atani F, Mambu-Mbika F, Legand A, Klena JD, Fonjungo PN, Mbala-Kingebeni P, Makiala-Mandanda S, Kajihara M, et al.
  • Journal Title: eBioMedicine Volume: 91 Pages: 104568～104568
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2023.104568
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Tracking Egyptian rousette bats as the natural reservoir host of Marburgvirus (2024)
  • Author(s): Kajihara M, Fujioka E, Changula K, Qiu Y, Kajihara A, Teshima Y, Ndebe J, Moonga L, Nao N, Ohari Y, Hayashida K, Hang’ombe MB, Kawabata H, Sawa H, Hiryu S, Takada A
  • Organizer: 8th International Bio-Logging Science Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マールブルグウイルスおよびエジプトルーセットオオコウモリの生態学的調査 (2023)
  • Author(s): 梶原 将大、藤岡 慧明、Katendi Changula、邱 永晋、梶原 亜紀奈、手嶋 優風、Joseph Ndebe、Ladslav Moonga、直 亨則、尾針 由真、林田 京子、Bernard M. Hang’ombe、川端 寛樹、澤 洋文、飛龍 志津子、高田 礼人
  • Organizer: 第70回日本ウイルス学会学術集会
• [Book] 識別図鑑 日本のコウモリ「日本のコウモリ研究最前線③コウモリが持つウイルスを追跡する」 (2023)
  • Author(s): コウモリの会、佐野明、福井大
  • Total Pages: 2
  • Publisher: 文一総合出版
  • ISBN: 978-4-8299-7247-2