[論文レビュー] Understanding the Origins of a Pandemic Virus

Carlos X. Hernández, Joseph M. Chan+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2011

Influenza Virus Research Studies参考文献 7被引用数 1

ひとこと要約

本論文は、パンデミックウイルスの起源を解明するうえで、パンデミック発生以前のウイルスゲノム解析の重要性を強調している。特にH1N1pdm株に関しては、パンデミック以前のインフルエンザウイルスのゲノム解析を促進する国際的連携を提唱することで、家畜由来のウイルスが人間に感染拡大するようになった最小限の遺伝的変化を特定する科学的基盤を提供する。

ABSTRACT

Understanding the pre-pandemic conditions and the origin of infectious diseases provides scientifically based rationales for implementing public health measures that help to avoid, or at least to mitigate, future epidemics. The recent ancestors of a pandemic virus provide an invaluable information about the set of minimal genomic alterations that transformed a zoonotic agent into a full human pandemic. Since the first confirmed cases of the H1N1pdm virus in the spring of 2009 several hypotheses about the strain's origins have been proposed. However, how, where, and when it first infected humans is still far from clear. The only way to piece together such an epidemiological puzzle relies on the collective effort of the international scientific community to increase genomic sequencing of influenza isolates, especially ones collected in the months prior to the origin of the pandemic.

研究の動機と目的

• パンデミック以前の状況が、家畜由来ウイルスがどのようにパンデミックに発展したかを理解すること。
• H1N1pdmウイルスが人間に出現する原因となった最小限のゲノム変異を特定すること。
• 2009年のパンデミックのウイルス学的・疫学的起源を再構築することで、公衆衛生戦略を支援すること。
• パンデミック発生以前に収集されたインフルエンザウイルスのシーケンシングにおける国際的連携を促進すること。

提案手法

• パンデミック以前のインフルエンザウイルス分離株を、世界的な監視ネットワークから系統的に収集・分析すること。
• 家畜由来の祖先株とパンデミックH1N1pdm株との間で最小限の遺伝的変化を同定するための比較ゲノム解析を実施すること。
• 疫学的データとウイルスゲノム配列を統合し、感染経路を追跡すること。
• パンデミック以前の段階におけるゲノム監視を強化するため、国際的なデータ共有を促進すること。
• 系統発生解析を用いて、ウイルス分離株間の進化的関係を推定すること。
• 2009年のパンデミック発生に先立つ数か月間に収集された分離株を優先的にシーケンシングすること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 H1N1pdmウイルスが人間に出現するにあたり、パンデミック以前の遺伝的および生態的条件は何か？
• RQ2 家畜由来インフルエンザウイルスが人間用パンデミック株に変容させるために必要な最小限のゲノム変化は何か？
• RQ3 H1N1pdmウイルスの最初のヒト感染は、どこで、いつ発生したか？
• RQ4 グローバルなゲノム監視をどのように強化すれば、パンデミックの発生を検出する前に対象の起源を理解できるか？
• RQ5 ウイルスのシーケンシングにおける国際的連携が、パンデミックの起源を再構築するうえで果たす役割は何か？

主な発見

• H1N1pdmウイルスの起源は、複数の仮説が提示されているものの依然として不明であり、パンデミック以前の監視におけるギャップを示している。
• パンデミック以前のウイルス分離株は、人間への感染拡大を可能にする最小限の遺伝的変化を特定するうえで不可欠である。
• パンデミック以前の期間に収集されたウイルス分離株の国際的シーケンシング連携は、ウイルスの出現を再構築するうえで極めて重要である。
• 2009年以前の包括的なゲノムデータの不足は、パンデミックの正確な発生源および発生時期の特定を妨げる。
• 国際的な共同シーケンシング努力により、公衆衛生対策の科学的根拠を提供できる。
• ゲノムを用いたウイルスの起源理解により、今後のパンデミックの緩和が可能になる。