2013/7/17

人 類 存 亡 の 危 機
死亡者数未知

2003年中国，香港他

1940年代 旧満州2001年〜 アメリカ合衆国，カナダ

ニパウイルス脳炎

SARS

腎症候性出血熱ウエストナイル熱

105人
死亡

1986年イギリス

813人
死亡

プリオン病

「エボラ出血熱ウイルス」
・・・糸のような形の、やさしそうで怖いウイルスの話

600人以上
死亡

3000人
死亡
36人
死亡

2009年〜 メキシコ発

2009, 2012年 中国、日本

重症熱性血小板減少症候群

ブタ由来H1N1インフルエンザ

2001年〜 コンゴ共和国，ガボン

エボラ出血熱
185人
死亡

高田 礼人
（北海道大学人獣共通感染症リサーチセンター）

ー人獣共通感染症の脅威ー

1998年マレーシア

1000人以上
死亡

170人
死亡
2001年ウガンダ

2001年〜 アフリカ全域

エボラ出血熱リフトバレー熱

感染者
急増中
2013年 中国

H7N9インフルエンザ

22人
死亡
363人
死亡

ハンタウイルス肺症候群

2007年ウガンダ

エボラ出血熱2005年アンゴラ

マールブルグ出血熱

100人以上死亡

1993年〜 アメリカ合衆国，カナダ

279人死亡256人
死亡

1976年コンゴ民主共和国

2003年〜 アジア，アフリカ

エボラ出血熱H5N1インフルエンザウイルス

30人
死亡
1991年〜 ベネズエラ
ベネズエラ出血熱

みちのくウイルス塾
2013年7月13日

微生物の世界寄生虫、真菌、細菌、ウイルス
感染性・病原性ありなし

病原体

意外と種類が多くて複雑

12013/7/17

ウイルス
宿主（細胞）に寄生し続ける必要がある

ウイルスの分類
・遺伝子はDNAかRNA
・遺伝子は１本鎖か２本鎖か・１本鎖だった場合、プラス鎖かマイナス鎖か・遺伝子は１本か分節か・エンベロープ（脂質２重膜）を持つか・形、宿主→宿主が死ぬと自分も死ぬ

ウイルスに感染すると何故病気になるのか？
私達の身体の中には、多くの種類の細胞が存在している。それぞれの細胞は、複雑なネットワークを介して身体全体の生命活動のバランスを正常に保つために働いている。ウイルスに感染して細胞が死んだり、その細胞の働きに異常が生じると、・個々の細胞や臓器に障害が起こる。
・細胞間・臓器間のネットワークが損なわれる。
・免疫応答がおこる。
ウイルスの種類によって感染できる細胞は違う
感染する細胞によって症状はいろいろ

代表的なウイルス性出血熱とBSL-4病原体
ウイルス科

ウイルス

疾患

致死率 (%)

Arenaviridae

Lassa virus（ラッサウイルス）
Junin virus（フニンウイルス）
Machupo virus（マチュポウイルス）
Guanarito virus（グアナリトウイルス）
Sabia virus（サビアウイルス）

ラッサ熱
アルゼンチン出血熱
ボリビア出血熱
ヴェネズエラ出血熱
ブラジル出血熱2 - 20%15 - 30%
30%
25%
3 cases (1/3)

アレナウイルス

出血熱ウイルス

Bunyaviridae
ブニヤウイルス

Filoviridae
フィロウイルス

Flaviviridae
フラビウイルス

Biosafety level 4(BSL-4) agents

Rift Valley Fever virus
リフト・ヴァレー熱（リフト・ヴァレー熱ウイルス）
Crimean-Congo HF virus
クリミア・コンゴ出血熱（クリミア・コンゴ出血熱）
Hantaan virus（ハンターンウイルス）
腎症候性出血熱Sin Nombre virus（シン・ノンブレウイルス） ハンタウイルス肺症候群
Marburg virus（マールブルグウイルス）
Ebola virus（エボラウイルス）
Yellow Fever virus（黄熱ウイルス）
Dengue virus（デングウイルス）Omsk HF virus（オムスク出血熱ウイルス）
Kyasanur Forest disease virus（キャサヌール森林熱ウイルス）

マールブルグ出血熱
エボラ出血熱1 - 5%
30 - 60%
0.1 - 15%40 - 50%
23 - 88%
50 - 90%

5 - 7%
黄熱1 - 5%
デング出血熱・ショック症候群
0.5 - 10%
オムスク出血熱キャサヌール森林熱

2 - 10%2

2013/7/17

エボラウイルス• ヒトを含む霊長類に急性で重篤な出血熱を引き起こす。
• 効果的なワクチンや抗ウイルス薬はない。
• 自然宿主はコウモリ？サル？
• その研究にはBiosafety Level 4の施設が必要。

BSL-4
日本には稼働している施設がないウイルス性出血熱の現状と問題点

２．社会的背景・地球環境の変化によりアウトブレイク（突発的な流行）の頻度の増加及び交通手段の発展による輸入感染症としての懸念

１．人獣共通感染症（Zoonosis）・節足動物媒介性感染症である為に、根絶が困難

3

2013/7/17

３．高い病原性：ウイルス性出血熱の病態・臨床症候

４．多くの病原体が、血液を介してヒトからヒトへ伝搬する（実験的にはエアロゾルによっても伝播可能）

１．インフルエンザ様の症状
２．感染初期標的細胞：単球・マクロファージ、樹状細胞
３．広範囲な臓器・器官におけるウイルスの増殖
４．免疫抑制傾向
５．全身性の炎症性応答症候群
６．血管透過性の異常昂進
７．血液凝固系の破綻
８．多臓器不全・ショックー

致死的な転機を辿る

５．兵器化によるバイオテロリズムへ使用される懸念

エボラ出血熱１．非常に高い病原性：致死率50ー90％ (出血熱の中で最も高い）
２．実用化されているワクチン、抗ウイルス剤、治療法がない

フィロウイルス
エボラウイルス
マールブルグウイルス42013/7/17

フィロウイルス

Outbreaks of filovirus diseases
Genus

Enveloped RNA (-) virus

Species

Year

Country

Marburg marburgvirus

1967
1975
1980
1987
1998-2000
2004-2005
2007
2008
2008
2012

Germany, Yugoslavia
South Africa
Kenya
Kenya
Democratic Republic of Congo (DRC)
AngolaUgandaUSA
Netherlands
UgandaHuman case（mortality）
31 (7)
3 (1) a)
2 (1)
1 (1)
154 (128)
252 (227)
2 (2)1 (0)b)1 (1)c)12 (8)?

Zaire ebolavirus

1976
1977
1994
1995
1996
1996-1997
1996
2001-2002
2002-2003
2005
2007
2008-2009

DRC
DRC
Gabon
DRC
Gabon
Gabon
South Africa
Gabon, Republic of Congo (RC)RCRC
DRCDRC318 (280)1 (1)52 (31)315 (250)
37 (21)60 (45)2 (1)d)122 (96)
178 (158)
12 (9)
264 (187)
32 (15)

Sudan ebolavirus

1976
1976
1979
2000-2001
2004
2011
2012a
2012b

Sudan
UK
Sudan
UgandaSudan
UgandaUgandaUganda284 (151)
1 (0)e)34 (22)425 (224)
17 (7)1 (1)
24 (17)7 (4)Tai Forest ebolavirus

1994

Cote d’Ivoire

1 (0)Bundibugyo ebolavirus

2007-2008
2012

UgandaDRC

149 (37)
62 (34)?

Reston ebolavirus

1989
1990
1989-1990
1992
1996
2008

USAUSA
Philippines
Italy
USA, Philippines
Philippines

0 (0)f)
4 (0)g)
3 (0)g)0 (0)f)0 (0)f)
6 (0)h)Marburgvirus

・Ebola virus
・Marburg virus

Ebolavirus

フィロウイルスによる感染症の発生

フィロウイルスの種類と感染した動物
種

Filoviridae
Genus Marburg virus
Marburg marburgvirus
Genus Ebola virus
Zaire ebolavirus
Sudan ebolavirus
Tai forest ebolavirus
Bundibugyo ebolavirus
Reston ebolavirus
Newly proposed Genus
Cuevavirus Lloviu cuevavirus

動物

Marburg marburgvirus (2005)
Marburg marburgvirus (1980)
Zaire ebolavirus (1995)
Zaire ebolavirus (1976)
Bundibugyo ebolavirus (2008)
Tai Forest ebolavirus (1994)
Sudan ebolavirus (1976)
Sudan ebolavirus (1979)
Reston ebolavirus (1989)
Reston ebolavirus (1992)
Lloviu virus (2002)

100エボラウイルスの電子顕微鏡像

ヒト、サル、食果コウモリ
ヒト、サル（食果コウモリ、ダイカー、イヌ）
ヒト
ヒト、サル
ヒト
サル、ブタ（ヒト、食果コウモリ）
食虫コウモリエボラウイルスの粒子およびゲノム構造
VP24: Functional NC stabilization and incorporation in virion

GP: Viral entry (attachment, fusion)

NP

VP30
VP35
Nucleocapsid (NC)RNP complex

L

VP40: Matrix protein, virion assembly and budding

Genome: Non-segmented negative-stranded RNANP

VP35 VP40 sGP/GP

VP30

VP245’3’trailerleader

All bars; 100nmLOverlapEditingsite

Overlap

Overlap
Intregenic
region5

2013/7/17

エボラ出血熱の発症機序モデル

フィロウイルスの細胞内増殖過程

感染初期における自然免疫・炎症性応答の抑制
初期感染細胞広範囲の臓器（肝臓、リンパ器官等）におけるウイルスの増殖と、それに伴う臓器障害

出芽Dendritic cells

リンパ器官及び血中におけるリンパ球の細胞死
会合

RNA (-)

吸着

Macrophages

全身性の過剰な炎症性応答（SIRS）
サイトカインストーム

遺伝子複製
ウイルス蛋白質

Nucleus

血管透過性の異常昂進

RNA (+)

侵入mRNA

転写/翻訳

膜融合

血液凝固系・繊溶系の破綻（DIC）

多臓器不全・ショック症状による患者の死

エボラウイルスと出血熱の発症

ウイルスはふだんどこにいるの？
自然宿主

ヒトに対して致死性が高い → 終宿主

自然宿主って？
感染しても致死的な病気にならない宿主

エボラウイルスの自然宿主

不顕性感染
自然宿主体内あるいは集団内にウイルスが維持されている
アレナウイルス、ブニヤウイルス → げっ歯類

62013/7/17Nature 438, 575-576 (1 December 2005)

フィロウイルスの自然宿主と伝播経路？

Fruit bats as reservoirs of Ebola virus
Eric M. Leroy, Brice Kumulungui, Xavier Pourrut, Pierre Rouquet,
Alexandre Hassanin, Philippe Yaba, André Délicat, Janusz T.
Paweska, Jean-Paul Gonzalez and Robert Swanepoel
Bat species eaten by people in central Africa show evidence ofsymptomless Ebola infection.
The first recorded human outbreak of Ebola virus was in 1976, but the wild
reservoir of this virus is still unknown. Here we test for Ebola in more than athousand small vertebrates that were collected during Ebola outbreaks inhumans and great apes between 2001 and 2003 in Gabon and the Republicof the Congo. We find evidence of asymptomatic infection by Ebola virus inthree species of fruit bat, indicating that these animals may be acting as areservoir for this deadly virus.

・ウイルスが分離されていない・たまたま感染していただけかもしれないので、自然宿主であるとは断言できない

フィロウイルスの自然宿主は？

ザンビアの野生動物からフィロウイルスを探す。
まずは、Fruit bats。

ホットゾーン7

2013/7/17

Eidolon helvum

Serum dilution 1:100

OD value

Zaire＊＊＊＊＊＊ ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊Sudan＊＊＊＊

＊＊

＊

＊

＊

＊

＊＊

Tai forest＊＊＊＊＊＊＊ ＊＊＊＊＊＊＊＊

Bundibugyo＊

・臓器→ウイルス遺伝子検出、ウイルス分離・血清→特異抗体検出＊＊＊ ＊＊＊＊＊ ＊＊＊＊Reston＊＊＊＊

＊ ＊ ＊

＊

＊Marburg＊＊

2006

ザンビアのコウモリから検出されたフィロウイルスに対する抗体の特異性
Absorbance (450nm)

21.5

2.5

322.5

＊
＊

＊＊

2007

2008

コウモリ抗体の相対的な割合

1

10.5

0.5

0001.5

Absorbance (450nm)

2010

報告された出血熱の発生

2007 DRC, Zaire ebolavirus

200712007 Uganda, Marburgvirus
2007-8 Uganda, Bundibugyo ebolavirus

2008-9 DRC, Zaire ebolavirus

2009

211.5

2010

0.5

10.50.500

2011 Uganda, Sudan ebolavirus

201102012 Uganda, Marburgvirus
2012 Uganda, Sudan ebolavirus

20120%Zaire

＊ ＊

2006

2008
2.5

＊
＊

2009

2005 DRC, Zaire ebolavirus

1.50.5＊＊

中央アフリカで優勢なフィロウイルス種の割合と実際の出血熱の発生頻度に相関がある？

21.5

1

＊ ＊SudanTai Forest

Bundibugyo

RestonAngolaZaire

2012 DRC, Bundibugyo ebolavirus
50%
Sudan

100%
Tai Forest

Bundibugyo

RestonAngola82013/7/17(Chlorocebus pygerythrus and Papio ursinus)
OD value

Serum dilution 1:100Zaire

Sudan

Côte d’Ivoire

Bundibugyo

RestonMarburg200820092010

インドネシアのオラウータンから検出された
フィロウイルスに対する抗体の特異性
OD450

33

3#116

32

111

1000

VP40

#307

220GP
NP

＊

＊

#340

3

＊3

#182

32＊ 2

11

1000

2

2

#304
＊#214
＊
＊＊

5 66 77 11 22 33 46 75 65 66 74556
6 7
11 22 33 44 55 6
7 11 22 33 44 55 6
6 77 11 22 33 44 56 77 250
7 11 22 33 44 57 11 22 33 44 5150
1007550371234567 1234567 1234567 1234567 1234567 1234567

Upper panel: GP-based ELISA
Lower panel: Western blotting with virus-likeparticle consisting of GP, VP40,and NP

1: ZEBOV
2: SEBOV
3: TFEBOV
4: BEBOV
5: REBOV
6: MARV
7: NC

Nidom, CA. et al. (2012) PLoS ONE 7: e40740.

Positive rates
Area
East
Kalimantan

ZEBOV

SEBOV

TFEBOV BEBOV REBOV

5.3%

5.8%

1.1%

3.7%

1.6%

MARV
2.6%

CentralKalimantan

14.1%

1.8%

1.2%

1.2%

1.2%

0.6%

Total

9.3%

4.0%

1.1%

2.6%

1.4%

1.7%

複数のフィロウイルスの存在？
アフリカで見つかっているフィロウイルスと似たウイルスの存在？
フィロウイルスに血清学的に似たウイルスの存在？
Nidom, CA. et al. (2012) PLoS ONE 7: e40740.

9

2013/7/17

フィロウイルスの生態？

?

Lloviu virus¾ 2002にフランス、スペイン、ポルトガルの洞窟に棲むコウモリ(Miniopterus schreibersii)の大量死が起きた。
¾ 肺、肝臓、脾臓、結腸からフィロウイルスと相同性の高い遺伝子が検出された。
¾ エボラウイルスでもない、マールブルグウイルスでもない新しいフィロウイルスのメンバーとして、Lloviu virus と名付けられた。

?

?
サルで抗体陽性率が高いのは何故?
コウモリからウイルスが分離されないのは何故?

サル・ヒトに致死的サル・ヒトに病原性低い

フィロウイルスの生態？

Ecology of filoviruses?
インフルエンザウイルスの生態？
ヒトのウイルスとして独立した系統

家禽のウイルスとして独立した系統?

ブタのウイルスとして独立した系統?
サル・ヒトに致死的サル・ヒトに病原性低い

これから明らかにしなければならないこと• フルーツバットは本当にフィロウイルスの自然宿主なのか？
• 霊長類にそれほど病原性を示さない（不顕性感染？）フィロウイルスが存在するのか？もそのようなウイルスは野生の霊長類間で維持され得るのか？
• フィロウイルスのヒトへの伝播経路として、ある種の家畜（ブタ等）が関与しているのか？
• 様々なフィロウイルスが（未知のウイルスも含めて）、アフリカだけではなく、アジアやヨーロッパに広く分布しているのか？

馬のウイルスとして独立した系統

Lethal to primates
ヒトに対して病原性有り
Nonlethal to primates
ヒトに対して病原性無し

今日のキーワード• 人獣共通感染症• ウイルス性出血熱• Biosafety Level 4• 自然宿主• 不顕性感染• ウイルス特異的抗体• ウイルスの生態10