Genomic epidemiological survey on cattle tick-borne diseases in Philippines and establishment of practical diagnosis

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20KK0154
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 田仲 哲也 鹿児島大学, 農水産獣医学域獣医学系, 教授 (00322842)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 草木迫 浩大 北里大学, 獣医学部, 助教 (10838220) ; 二神 泰基 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (60512027) ; 山崎 渉 京都大学, 東南アジア地域研究研究所, 教授 (70393262)
• Project Period (FY): 2020-10-27 – 2024-03-31
• Keywords: 牛マダニ媒介性感染症 / マダニ / ピロプラズマ症 / PCR / LAMP / RPA

Outline of Annual Research Achievements

マダニ媒介性感染症は、人や家畜に致死的な症状を引き起こし、地球規模で畜産業の脅威となっている。マダニ媒介性感染症の制御には、流行実態をグローバル(空間的)な視点により解明し、その地で現在流行しているマダニ媒介性感染症に適した「現地即応型」な診断対策を講じる必要がある。本研究では、我が国と畜産・農産品の輸入貿易が盛んなフィリピンに着目した。当国における遺伝的に多様なマダニ媒介性病原体の集団を対象とし、ゲノム疫学的手法に基づくマダニ媒介性感染症の流行実態の解明と、ゲノム情報に立脚した現地即応型のマダニ媒介性感染症における診断法の構築を目指す。 本成果は畜産業向上のための「国際貢献」につながる。
本共同研究はフィリピンにおける牛マダニ媒介性感染症の流行実態を明らかにし、フィリピンの診断対策の向上に資することを最終目標とした。しかし、COVID-19影響のため、フィリピンに行くことができず、鹿児島県で採取した牛の血液を用いて、以下の実験を行った。
・鹿児島県における牛マダニ媒介性感染症の疫学調査： 広範囲の疫学調査と主要流行マダニ媒介性病原体の特定
（202１-2022年）【国内ラボワーク 主担当：田仲・山崎・草木迫】
① 遺伝子診断法の構築：牛ピロプラズマ症について、現地で利用し易いLAMPやRPA解析用のプライマーを考案し、LAMP法やRPA法を確立した。
② DNAサンプル解析：2018年に採取した牛の血液DNAサンプルを用いて、牛ピロプラズマ症の遺伝子診断・解析を行った。

Current Status of Research Progress

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

Reason

COVID-19の影響下のため、フィリピンには渡航できなかったが、当初の期待と同程度の進捗および結果が得られており、順調に研究が進展していると考えるため。

Strategy for Future Research Activity

（2022-2023年）【現地フィールドワーク 主担当：田仲・山崎・草木迫・Galay・Divina・Pilapil-Amante・Talactac】
・フィリピンにおける牛マダニ媒介性感染症の疫学調査： 広範囲の疫学調査と主要流行マダニ媒介性病原体の特定
① 調査地域選定：フィリピン北部、中部、南部を調査地域として選定する。② サンプル採集：各地域において、牛・水牛農家を選定し、血液サンプルを採集し、PCR法による簡易診断を実施する。簡易診断結果に基づいて本格的調査の場所を決定する。③ 遺伝子診断：LAMP法による遺伝子診断を実施する。④ 流行株の特定と核酸の抽出：上記DNA診断結果に基づいて、主要流行株を特定する。次に、特定した牛・水牛より大量血液サンプルを採取後、全DNAを抽出し、日本に搬入する。
・主要流行株の全ゲノム解読とデータベースの構築
（2022-2023年）【国内ラボワーク 主担当：草木迫・二神・田仲】①次世代シークエンサによる各種病原体の全ゲノム解読：主要流行株の全ゲノムについて、次世代シークエンサーMiSeqやナノポアシークエンサーMinIONを用いて解読する。② 遺伝的多型の推定：ゲノム全体の遺伝的多型を最も良く反映する可変領域を全ゲノムの解析結果から特定する。③ データベースの解析・構築：ナノポアシークエンサーと次世代シークエンサーMiSeqで得られた結果から、主要流行株のゲノムデータベースを構築する。

Causes of Carryover

[次年度使用額が生じた理由] COVID-19の影響のため、フィリピンに渡航できず、消耗品ならびに旅費が消化できず、次年度使用額が生じた。
[消耗品費] 遺伝子クローニング、大腸菌培養、塩基配列解読、遺伝子診断法などに必要な遺伝子工学試薬・一般試薬類・培地類などに使用する。[旅費] 研究代表者・分担者の国内研究打合せやフィリピン渡航費・滞在費のために使用する。[謝金] サンプル処理や遺伝子解析などの研究補助に対する謝金として使用する。[その他] サンプル送料、データ解析料、論文掲載料などに使用する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] フィリピン大学・獣医学部/カヴィテ州立大学・獣医生命科学部(フィリピン)
  • Country Name: PHILIPPINES
  • Counterpart Institution: フィリピン大学・獣医学部/カヴィテ州立大学・獣医生命科学部
• [Journal Article] Molecular Survey and Spatial Distribution of Rickettsia spp. in Ticks Infesting Free-Ranging Wild Animals in Pakistan (2017-2021) (2022)
  • Author(s): Ali, A., Shehla, S., Zahid, H., Ullah, F., Zeb, I., Ahmed, H., da Silva Vaz, I Jr. and Tanaka, T.
  • Journal Title: Pathogens Volume: 11 Pages: 162～162
  • DOI: 10.3390/pathogens11020162
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Rapid Spread of Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome Virus by Parthenogenetic Asian Longhorned Ticks (2022)
  • Author(s): Zhang, X., Zhao, C., Cheng, C., Zhang, G., Yu, T., Lawrence, K., Li, H., Sun, J., Yang, Z., Ye, L., Chu, H., Wang, Y., Han, X., Jia, Y., Fan, S., Kanuka, H., Tanaka, T., Jenkins, C., Gedye, K., Chandra, S., Price, D. C., Liu, Q., Choi, Y. K., Zhan, X., Zhang, Z. and Zheng, A.
  • Journal Title: Emerging Infectious Diseases Volume: 28 Pages: 363～372
  • DOI: 10.3201/eid2802.211532
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Host Immune Responses to Salivary Components - A Critical Facet of Tick-Host Interactions (2022)
  • Author(s): Ali, A., Zeb, I., Alouffi, AS., Zahid, H., Almutairi, M., Alshammari, FA., Termignoni, C., da Silva Vaz, I Jr. and Tanaka, T.
  • Journal Title: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology Volume: 12 Pages: 809052
  • DOI: 10.3389/fcimb.2022.809052
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Molecular Detection and Characterization of Babesia and Theileria in Cattle and Water Buffaloes from Southern Luzon, Philippines (2022)
  • Author(s): Prado, I. C. B., Capuno Jr, L. X. B., Collera, P. D. L. P., Cabralda, A. P. D., De Ramos, K. A. S., Bernardo, J. M. G., Divina, B. P., Masatani, T., Tanaka, T. and Galay, R. L.
  • Journal Title: Microorganisms Volume: 10 Pages: 678
  • DOI: 10.3390/microorganisms10040678
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Morphological identification and molecular characterization of economically important ticks (Acari: Ixodidae) from North and North-Western Egypt (2022)
  • Author(s): Senbill, H., Tanaka, T., Karawia, D., Rahman, S., Zeb, J., Sparagano, O., Baruah, A.
  • Journal Title: Acta Trop. Volume: 231 Pages: 106438
  • DOI: 10.1016/j.actatropica.2022.106438
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Chromosome-Level Genome Sequence of Aspergillus puulaauensis MK2, a Fungus Isolated from a Dead Hard Tick (2021)
  • Author(s): Futagami, T., Mori, K., Kadooka, C., Niihara, H., Tashiro, K., Tamaki, H. and Tanaka, T.
  • Journal Title: Microbiology Resource Announcements Volume: 10 Pages: e00372-21
  • DOI: 10.1128/MRA.00372-21
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay targeting the mitochondrial cytochrome b gene for the rapid detection of alveolar echinococcosis in hepatic nodules of horses (2021)
  • Author(s): Hifumi, T., Akioka, K., Tanaka, T. and Miyoshi, N.
  • Journal Title: Veterinary Parasitology Volume: 299 Pages: 109573～109573
  • DOI: 10.1016/j.vetpar.2021.109573
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular Prevalence of Anaplasma marginale and Ehrlichia in Domestic Large Ruminants and Rhipicephalus (Boophilus) microplus Ticks From Southern Luzon, Philippines (2021)
  • Author(s): Galay, R. L., Llaneta, C. R., Monreal, M. K. F., Armero, A., Baluyut, A. B., Regino, C. M., Sandalo, K. A., Divina, B. P., Talactac, M. R., Tapawan, L. Mojares, M. C., Alvarez, C., Mago, E., Encarnacion, N. Andoh, M. and Tanaka, T.
  • Journal Title: Frontiers in Veterinary Science Volume: 8 Pages: 746705
  • DOI: 10.3389/fvets.2021.746705
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Life cycle of the tick, Haemaphysalis (Kaiseriana) bispinosa (Acari: Ixodidae) under laboratory conditions (2021)
  • Author(s): Senbill, H., Borah, D. K., Baruah, A., Tanaka,T. and Rahman, S.
  • Journal Title: International Journal of Acarology Volume: 48 Pages: 7～14
  • DOI: 10.1080/01647954.2021.2009566
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 馬の多包虫症におけるLAMP法を用いた迅速的な診断方法の開発 (2022)
  • Author(s): 一二三達郎, 秋岡幸兵, 田仲哲也, 三好宣彰
  • Organizer: 令和3年度日本獣医師会獣医学術学会年次大会 日本獣医師会
  • Invited
• [Presentation] 高濃度のウイルス血症を伴った猫の致死的SFTSにおける臨床および病理学的解析 (2021)
  • Author(s): 松鵜 彩, 畑井 仁, 一二三達郎, 田仲哲也, 濱久保咲夢, 嶽 真帆, 桃井康之, 遠藤泰之, 川畑貴裕
  • Organizer: 第3回SFTS研究会学術集会
• [Presentation] 鹿児島県におけるTheileria orientalisの分子系統解析 (2021)
  • Author(s): 樋ノ口 峰大, 叶 有斗, 志賀 慧, 一二三 達郎, 田仲哲也
  • Organizer: 第73回日本寄生虫学会南日本支部大会・第70回日本衛生動物学会南日本支部大会合同大会
• [Presentation] 馬の多包虫症を迅速に検出するための多包条虫のミトコンドリア・シトクロムb遺伝子を標的とするLAMP法の開発 (2021)
  • Author(s): 一二三達郎, 秋岡幸兵, 田仲哲也, 三好宣彰
  • Organizer: 第73回日本寄生虫学会南日本支部大会・第70回日本衛生動物学会南日本支部大会合同大会
• [Presentation] 馬の多包虫症におけるLAMP法を用いた迅速的な診断方法の開発 (2021)
  • Author(s): 一二三達郎, 秋岡幸兵, 田仲哲也, 三好宣彰
  • Organizer: 令和3年度日本獣医公衆衛生学会(九州地区) 一般社団法人宮崎県獣医師会
• [Remarks] 鹿児島大学共同獣医学部獣医学科病態予防獣医学講座感染症学分野
  • URL: http://www.vet.kagoshima-u.ac.jp/kadai/V-Infection/index.html
• [Remarks] 研究者総覧
  • URL: https://ris.kuas.kagoshima-u.ac.jp/search?m=home&l=ja