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

• 研究課題/領域番号: 22K05981
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分42020:獣医学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 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)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 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

研究開始時の研究の概要

コウモリは遺伝的に極めて多様なコロナウイルスを保有することが知られている。本事業はアフリカのコウモリから検出された新規コロナウイルスの性状を解明し、コロナウイルス感染症制圧に向けた知的基盤の構築を目的とする。アフリカのコウモリから検出された新規ベータコロナウイルス (ノベコウイルス亜属) を主な対象とし、株化細胞や実験動物への感染性を評価し、その生物学的性状を明らかにする。スパイク蛋白質特異抗体を用いた研究では、ウイルスの抗原性および中和メカニズムの解明に取り組む。また、ウイルス感染に関与する宿主因子を特定し、ウイルス感染の分子メカニズムを明らかにする。

研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

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。

今後の研究の推進方策

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。

研究成果

• [国際共同研究] ザンビア大学/国立公衆衛生研究所(ザンビア)
• [国際共同研究] 国立生物医学研究所/中央獣医研究所(コンゴ民主共和国)
• [国際共同研究] ザンビア大学獣医学部/ザンビア観光・芸術省/ザンビア中央獣医学研究所(ザンビア)
• [雑誌論文] Seroprevalence of Bas-Congo virus in Mangala, Democratic Republic of the Congo: a population-based cross-sectional study (2024)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: The Lancet Microbe 巻: - 号: 6 ページ: e529-e537
  • DOI: 10.1016/s2666-5247(24)00021-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Detection of Extended-Spectrum Beta-Lactamase (ESBL)-Producing Enterobacteriaceae from Diseased Broiler Chickens in Lusaka District, Zambia (2024)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Antibiotics 巻: 13 号: 3 ページ: 259-259
  • DOI: 10.3390/antibiotics13030259
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Phylogenetic Analysis of Newcastle Disease Virus Isolated from Poultry in Live Bird Markets and Wild Waterfowl in Zambia (2024)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 12 号: 2 ページ: 354-354
  • DOI: 10.3390/microorganisms12020354
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of an Immunochromatography Assay to Detect Marburg Virus and Ravn Virus (2023)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Viruses 巻: 15 号: 12 ページ: 2349-2349
  • DOI: 10.3390/v15122349
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prevalence and Genomic Characterization of Rotavirus A from Domestic Pigs in Zambia: Evidence for Possible Porcine?Human Interspecies Transmission (2023)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Pathogens 巻: 12 号: 10 ページ: 1199-1199
  • DOI: 10.3390/pathogens12101199
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Expanding diversity of bunyaviruses identified in mosquitoes (2023)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 号: 1 ページ: 18165-18165
  • DOI: 10.1038/s41598-023-45443-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 85 号: 9 ページ: 942-949
  • DOI: 10.1292/jvms.23-0122
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Surveillance, Isolation, and Genetic Characterization of Bat Herpesviruses in Zambia (2023)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Viruses 巻: 15 号: 6 ページ: 1369-1369
  • DOI: 10.3390/v15061369
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Field-deployable multiplex detection method of SARS-CoV-2 and influenza virus using loop-mediated isothermal amplification and DNA chromatography (2023)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 18 号: 5 ページ: e0285861-e0285861
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0285861
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: eBioMedicine 巻: 91 ページ: 104568-104568
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2023.104568
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Detection of Old and New World Relapsing Fever Borreliae in Ornithodoros Ticks Collected from Warthog Burrows in Zambia (2023)
  • 著者名/発表者名: Qiu Y, Chambaro HM, Sato K, Squarre D, Simulundu E, Kajihara M, Changula K, Simbotwe M, Harima H, Ndebe J, Moonga L, Nakao R, Takada A, Hang’ombe BM, Sawa H, Kawabata H
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 11 号: 1 ページ: 200-200
  • DOI: 10.3390/microorganisms11010200
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Isolation and Characterization of Distinct Rotavirus A in Bat and Rodent Hosts (2023)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto M, Kajihara M, Tabata K, Itakura Y, Toba S, Ozono S, Sato Y, Suzuki T, Ito N, Changula K, Qiu Y, Mori-Kajihara A, Eto Y, Harima H, Mwizabi D, Hang’ombe BM, Hall WW, Takada A, Orba Y, Sawa H, Sasaki M
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 97 号: 1
  • DOI: 10.1128/jvi.01455-22
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Current status and molecular epidemiology of rabies virus from different hosts and regions in Malawi (2023)
  • 著者名/発表者名: Kainga H, Chatanga E, Phonera MC, Kothowa JP, Dzimbiri P, Kamwendo G, Mulavu M, Khumalo CS, Changula K, Chambaro H, Harima H, Kajihara M, Mkandawire K, Chikungwa P, Chulu J, Njunga G, Chitanga S, Mubemba B, Sasaki M, Orba Y, Qiu Y, Yamagishi J, Simulundu E, Takada A, Namangala B, Sawa H, Muleya W
  • 雑誌名: Archives of Virology 巻: 168 号: 2 ページ: 61-61
  • DOI: 10.1007/s00705-022-05635-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Seroprevalence and Associated Risk Factors of Rift Valley Fever in Livestock from Three Ecological Zones of Malawi (2022)
  • 著者名/発表者名: Kainga H, Phonera MC, Chatanga E, Kallu SA, Mpundu P, Samutela M, Chambaro HM, Kajihara M, Shempela DM, Sikalima J, Muleya W, Shawa M, Chulu J, Njunga G, Simuunza M, Takada A, Sawa H, Simulundu E, Saasa N
  • 雑誌名: Pathogens 巻: 11 号: 11 ページ: 1349-1349
  • DOI: 10.3390/pathogens11111349
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Single Nucleotide Variants of the Human TIM-1 IgV Domain with Reduced Ability to Promote Viral Entry into Cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Hattori T, Saito T, Miyamoto H, Kajihara M, Igarashi M, Takada A
  • 雑誌名: Viruses 巻: 14 号: 10 ページ: 2124-2124
  • DOI: 10.3390/v14102124
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genomic Surveillance of SARS-CoV-2 in the Southern Province of Zambia: Detection and Characterization of Alpha, Beta, Delta, and Omicron Variants of Concern (2022)
  • 著者名/発表者名: Katowa B, Kalonda A, Mubemba B, Matoba J, Shempela DM, Sikalima J, Kabungo B, Changula K, Chitanga S, Kasonde M, Kapona O, Kapata N, Musonda K, Monze M, Tembo J, Bates M, Zumla A, Sutcliffe CG, Kajihara M, Yamagishi J, Takada A, Sawa H, Chilengi R, Mukonka V, Muleya W, Simulundu E
  • 雑誌名: Viruses 巻: 14 号: 9 ページ: 1865-1865
  • DOI: 10.3390/v14091865
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Human ACE2 Genetic Polymorphism Affecting SARS-CoV and SARS-CoV-2 Entry into Cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Hattori T, Saito T, Okuya K, Takahashi Y, Miyamoto H, Kajihara M, Igarashi M, Takada A
  • 雑誌名: Microbiology Spectrum 巻: 10 号: 4
  • DOI: 10.1128/spectrum.00870-22
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detection of Tick-Borne Bacterial and Protozoan Pathogens in Ticks from the Zambia-Angola Border (2022)
  • 著者名/発表者名: Qiu Y, Simuunza M, Kajihara M, Ndebe J, Saasa N, Kapila P, Furumoto H, Lau ACC, Nakao R, Takada A, Sawa H
  • 雑誌名: Pathogens 巻: 11 号: 5 ページ: 566-566
  • DOI: 10.3390/pathogens11050566
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Tracking Egyptian rousette bats as the natural reservoir host of Marburgvirus (2024)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 8th International Bio-Logging Science Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 第70回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Cross-species Infection of Nairovirus and Borrelia species in Bat Population in Zambia (2022)
  • 著者名/発表者名: Kajihara M, Qiu Y, Katendi C, Mori-Kajihara A, Okuya K, Nao N, Nakao R, Sato K, Eto Y, Harima H, Sawa H, Simulundu E, Mwizabi D, Hang'ombe BM, Kawabata H, Sawa H, Takada A
  • 学会等名: 19th International Bat Research Conference
  • 国際学会
• [学会発表] アフリカのコウモリが保有するフィロウイルス・ナイロウイルス (2022)
  • 著者名/発表者名: 梶原 将大
  • 学会等名: 第165回日本獣医学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Marburgvirus in Egyptian fruit bats in Zambia (2022)
  • 著者名/発表者名: Kajihara M, Changula K, Hang’ombe B, Qiu Y, Mori-Kajihara A, Miyamoto H, Eto Y, Harima H, Ogawa H, Mwizabi D, Sawa H, Mukonka V, Simulundu E, Takada A
  • 学会等名: 10th international Filovirus Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Surveillance of Zoonoses in Zambia (2022)
  • 著者名/発表者名: Kajihara M
  • 学会等名: Africa symposium Acceleration of the malaria elimination in tropical Africa: the post―COVID―19 pandemic challenges
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 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)
  • 著者名/発表者名: コウモリの会、佐野明、福井大
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 文一総合出版
  • ISBN: 9784829972472