【記事翻訳】
インフルエンザH5HAの実験的適応により、フェレットにおける再集合型H5HA/H1N1ウイルスへの呼吸器飛沫感染が起こる

今井正樹、渡辺登紀子、八田正人、Subash C. Das、小澤誠、新谷京子、Gongyun Zhong、Anthony Hanson、桂広明、渡辺真二、Chengjun Li、川上芙蓉、山田真哉、木曽真樹、鈴木康夫、Eileen A. Maher、Gabriele Neumann、川中幹大

高病原性鳥類HSNIインフルエンザAウイルスは時折ヒトに感染するが、現在のところヒト間で効率的に伝播することはない。ウイルスのハクマグルチニン（HA）タンパク質は、宿主特異的細胞レセプターへのウイルス結合を媒介するため、宿主範囲の決定因子として知られている。ここで我々は、H5亜型HAを持つウイルスが哺乳動物間で感染できるようになるためのHAの分子的変化を評価した。H5N1ウイルス由来のHS HAと2009年パンデミックHINIウイルス由来の残りの7つの遺伝子からなるH5HA/HINIウイルスがフェレットモデルで飛沫感染可能であることを同定した。感染可能なH5再類似ウイルスはヒト型レセプターを優先的に認識し、フェレットで効率的に複製し、肺病変と体重減少を引き起こしたが、病原性は高くなく、死亡率も示さなかった。これらの結果は、HS HAが哺乳動物において効率的なウイルス感染を支持するHAに変換できることを示している。
しかし、ここで同定されたHS HAにおける4つの変異が、完全に鳥類のHSNIウイルスを感染可能なものにするかどうかはわからない。残りの7つのウイルス遺伝子セグメントの遺伝的起源もまた、哺乳動物における感染性に決定的に寄与しているかもしれない。とはいえ、H5N1ウイルスが進化を続け、ヒトに感染するようになると、パンデミックの可能性を持つHSNIウイルスのレセプター結合型変異体（今回実験したような鳥-ヒト再集合型ウイルスも含む）が出現するかもしれない。今回の発見は、HS HAを持つインフルエンザウイルスによるパンデミックに備える必要性を強調するものであり、H5N1ウイルスが循環している地域でサーベイランスを行っている人々が、分離株のパンデミック可能性を予測する重要な残基を認識するのに役立つであろう。

パンデミックの前に。そこでわれわれは、H5-HAを持つウイルスが哺乳類で感染可能になるような分子的特徴を研究した。これまでの研究で、HAはA型インフルエンザウイルスの宿主域制限に大きな役割を担っていることが示唆されている。ヒト分離株のHAはガラクトースと26結合したシアル酸を優先的に認識する（Siax2,6Gal）のに対し、鳥類分離株のHAはガラクトースと12,3結合したシアル酸を優先的に認識する（Siax2,3Gal）。ヒトから分離された少数の鳥類H5N1ウイルスは、ヒト型レセプターへの結合が制限されているが、これはHAのいくつかのアミノ酸変化によってもたらされる特性である。HSNIウイルスはいずれもフェレットモデルで効率的に感染しなかったが、我々の論文が審査中であった間に、HSNIウイルスを背景にヒトウイルスの変異HS HAとノイラミニダーゼ（NA）を持つウイルスが、2頭の接触フェレットのうち1頭で呼吸器飛沫感染を起こしたという研究が報告された。ヒト型レセプター結合嗜好性を与える鳥類H5HAの新規変異を同定するために、我々はA/Vietnam/1203/2004 (HSNI; VN1203)HAの球状頭部（レセプター結合ポケットを含むアミノ酸120-259（H3番号））にランダム変異を導入した（補足図1）。このウイルスはヒトから単離されたが、そのHAは鳥類タイプのレセプター結合特性を保持している。我々はまた、多塩基性HA切断配列を非ウイルス型切断配列に置き換えたので、バイオセーフティーレベル2の封じ込めの中で研究を行うことができた(http://www.who.int/ cst/resources/publications/influenza/influenzaRMD2003 5.pdf)。変異
変異ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)産物を、VN1203 HA相補DNAを含むRNAポリメラーゼIプラスミドにクローニングした。無作為に選んだ48クローンの配列解析から、平均1.0アミノ酸の

(H5N1）ウイルスはCDCから入手した。この研究はビル・アンド・メリンダ・ゲイツ財団（Bill &
メリンダ・ゲイツ財団（助成金48339およびOPPGH5383）、Grant-in-Aid for

エジプトのH5N1インフルエンザウイルス-懸念すべき原因か？
ガブリエレ・ノイマン'、キャサリン・A・マッケン²、アレクサンダー・I・カラシン'、ロン・A・M・フーチエ'、
河岡 義裕 14.5.47.
1 米国ウィスコンシン州マディソン、ウィスコンシン大学病理生物科学科、2 米国ニューメキシコ州ロスアラモス、ロスアラモス国立研究所理論部、3 オランダ、ロッテルダム、エラスムス医療センターウイルス科、4 日本、埼玉県、ERATO感染誘導宿主応答プロジェクト、 S東京大学医科学研究所国際感染症研究センター病原体研究部、東京、日本、6神戸大学微生物感染症学教室、兵庫、日本、7東京大学医科学研究所微生物免疫学部門ウイルス学分野、東京、日本

高病原性鳥インフルエンザウイルスH5N1が東南アジアと中東の一部で流行している。時折、これらのウイルスはヒトに感染し、重篤な呼吸器疾患や死亡者を引き起こす。現在のところ、これらのウイルスは人から人へは効率的に感染しないが、人から人への感染は限定的に起こっている可能性がある[1-4]。鳥インフルエンザウイルスの宿主範囲を決定する主要な要因は、ウイルスヘマグルチニン（HA）タンパク質である。
鳥インフルエンザウイルスの複製部位である。対照的にヒトウイルスHAは、ヒト上気道の上皮細胞上の主要なシアリルオリゴ糖であるSixx2,6Gal [5-7] [9,10]に対してより高い親和性を持つ。最近、Herfstら[11]と今井ら[12]は、インフルエンザウイルス感染研究のための確立された動物モデルであるフェレットの間で、呼吸飛沫を介して感染するHS HAを持つウイルスを同定した。Herfitら[11]によって同定されたHSNI感染性ウイルスは、意図的に導入された3つの変異（PB2-627K、これは哺乳類で効率的な複製をもたらす[13]、

Herfstウイルス」で同定）、ヒト型レセプター結合特異性を付与した。フェレットでウイルスを継代した結果、HAにさらに2つの変異が選択された。そのうちの1つ、HA-N154Dは "Herfst virus "のHA-T156Aと同じグリコシル化部位を失った；もう1つのT3141はHAの安定性に影響を与えた[12]）。HerfstとImaiの研究はそれぞれ異なる実験戦略を用い、HA/H5クレード2または1のウイルスをテストしたが、結果は驚くほど類似していた：伝達性変異HSウイルスはヒト型レセプターに結合し、HA-154-156のグリコシル化部位を失い、HAに付加的な変異を獲得した。
安定性を増加させたと思われる。さらに、この2つの研究、および他の研究者による所見[16-18]は、ヒト型レセプターと結合する特異性へのシフトは、H5N1ウイルスのマニュアル感染には必要であるが、十分ではないことを示唆している。2つの異なる変異を用いた、HA-154 156のグリコシル化部位の消失は特に注目に値する。多くのH5HAのアミノ酸154-156はN-グリコシル化部位(N-X(P-S/Tを除く))をコードしており、これはレセプター結合ポケットの近くに位置している。このグリコシル化部位の欠損はH5N1ウイルスのSiat2,6Galへの結合を増強し（Q2261/G228変異によってもたらされる

[19]）、モルモットにおけるH5N1ウイルスの感染性に重要である[20]。Herfstと今井の研究において、このグリコシル化部位の欠損はフェレットにおける最初のウイルス継代の間に起こったことから、この形質がフェレットにおけるH5ウイルスの感染性に必須であることが示唆された。HA154-156グリコシル化部位の欠如は哺乳動物におけるH5ウイルス感染に不可欠であるようなので、鳥類のHSNIウイルスについてもこの特徴を調べた。一般に入手可能なHS HA配列の系統樹から、これらのウイルスのかなりの数が、時代や地理的に分布して、このグリコシル化部位を欠いていることが示された。さらに詳しく調べると
2009-2011年のベトナム、インドネシア、エジプト（つまりヒトHSNI感染者が相当数いる国）のH5N1ウイルスを詳しく調べたところ、ベトナムの25％、インドネシアの0％、エジプトの70％以上の分離株はHA154-156糖鎖付加部位を欠いていた。現在エジプトで流行しているH5N1ウイルスは、2005年に中国の青海湖で野鳥（通常、インフルエンザウイルス感染には屈しない）を死に至らしめた、いわゆる青海湖ウイルスの子孫であり[21-23]、現在ではヨーロッパから中東、アフリカへと広がっている。次に、HA154-156糖鎖付加部位と最近のヒトH5N1ウイルス感染との相関を調べた。

資金提供： 資金提供は、ビル＆メリンダ・ゲイツ財団からの助成金（#OPPGH5383）（G.N.、Y.K.、C.M.）およびNIAID-NIH契約HHSN266200700010C（R.F.、G.N.、Y.K.）。資金提供者は、試験デザイン、データ収集および解析、発表の決定、原稿の作成には関与しなかった。

※人名については、河岡義裕氏以外は漢字の確認はしておりません。