Title 農場内におけるブタA群ロタウイルスの動態に関する研究(内容と審査の要旨(Summary) ) Author(s) 宮﨑, 綾子 Report No.(Doctoral Degree) 博士(獣医学) 乙第126号 Issue Date 2013-09-24 Type 博士論文 Version ETD URL http://hdl.handle.net/20.500.12099/47372 ※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。
学位論文の内容の要旨 ロタウイルスは多くの哺乳類や鳥類の糞便から検出され, いずれも主に若齢期の下 痢の原因となる。本ウイルスは由来動物種ごとにヒトロタウイルス, ブタロタウイル スなどと呼ばれて区別されているが, 時に由来動物種の壁を越えて感染する。ロタウ イルスは抗原学的および遺伝学的違いにより A～H の 8 群に区別される。ブタにおける A 群ロタウイルス（RVA）病は, 哺乳豚および離乳豚の下痢や嘔吐を主徴とし, 発症子 豚の死亡だけでなく発育遅延や飼料効率の低下をもたらすことから, 養豚産業におい て経済的損失の大きな疾病の一つである。現時点までワクチンは国内に存在しないた め, 衛生管理の改善が本病の主な対策法であるが, 衛生管理上重要である農場内での ウイルス動態はほとんど不明である。以上のことから本研究では, ブタ RVA の農場内 での動態解明によって本病の防疫に資すること，また，本病の流行要因や本ウイルス の農場内存続機構を明らかにすることを主な目的とし, 以下の研究を実施した。 第１章では, 哺乳豚の RVA 病が繰り返し集団発生した一養豚場において本病の発生 要因を明らかにするため, 発生に関与した RVA の分子疫学的解析を行った。その結果, それぞれの発生毎に遺伝学的に異なる RVA が確認され, 同一農場においても RVA 病の 氏名（本（国）籍） 宮 﨑 綾 子（大阪府） 推 薦 教 員 名 岐阜大学 教授 杉 山 誠 学 位 の 種 類 博士（獣医） 学 位 記 番 号 獣医博乙第１２６号 学 位 授 与 年 月 日 平成２５年９月２４日 学 位 授 与 の 要 件 学位規則第３条第２項該当 研 究 科 及 び 専 攻 連合獣医学研究科 獣医学専攻 研究指導を受けた大学 岐阜大学 学 位 論 文 題 目 農場内におけるブタ A 群ロタウイルスの動態に関する研究 審 査 委 員 主査 岐 阜 大 学 教 授 杉 山 誠 副査 帯広畜産大学 教 授 猪 熊 壽 副査 岩 手 大 学 教 授 村 上 賢 二 副査 東京農工大学 教 授 竹 原 一 明 副査 岐 阜 大 学 教 授 浅 井 鉄 夫 副査 岐 阜 大 学 教 授 恒 光 裕 （５）
流行発生に関与するウイルスは遺伝学的に多様であることを明らかにした。また, 遺 伝学的多様性は外部からの新しい株の侵入だけでなく, 農場内株間での遺伝子再集合 によっても獲得される可能性を明らかにした。加えて, 下痢は集団発生であったこと, また, 発生毎に異なる G および P 遺伝子型の組み合わせを持つ RVA が主に検出された ことから, 遺伝学的に異なる株が分娩舎で出現することにより RVA 病が流行発生した と考えられた。さらに, ブタ RVA における新たな G 遺伝子型となる G26 を世界で最初 に同定し, その遺伝学的性状を明らかにした。 第２章では, ブタ RVA は哺乳豚や離乳豚だけでなく, 時に肥育豚や母豚からの検出 例も報告されていることから,一養豚場の様々な発育ステージのブタにおける RVA の分 布状況，G および P 遺伝子型などについて調査した。その結果, 農場内の様々な発育ス テージのブタに遺伝学的に多様な RVA が分布すること, また, 優勢に検出される RVA 株は発育ステージ毎および調査年毎に変化することを明らかにした。さらに, RVA の 遺伝学的多様性は, 農場内の異なる発育ステージ間での伝播や農場株間の遺伝子再集 合によっても獲得されている可能性を示した。 第３章では, 一養豚場のブタ 10 頭において出生から出荷までの RVA 遺伝子の排泄状 況を追跡調査し, 検出される RVA の分子疫学的解析を行った。その結果, RVA は同一豚 から繰り返し排泄され, それらのウイルスは遺伝学的に多様であることを明らかにし た。ウイルス排泄と遺伝子型の変化は主に豚舎移動の前後に起こる傾向が認められた ことから, 豚舎移動前後に様々な遺伝子型のウイルスに暴露される結果, RVA の排泄が 繰り返し起こると推測された。また, 複数株による RVA の混合感染が確認され, 遺伝 子再集合体の発生も示唆されたことから, 混合感染と遺伝子再集合により農場内にお ける RVA の遺伝学的多様性が維持されると考えられた。 本研究により，農場内には遺伝学的に多様な RVA が様々な発育ステージのブタに分 布し, 異なる発育ステージのブタ間でも時にウイルス伝播が起きることを明らかとな った。また, ブタ RVA の農場内存続機序として，異なる発育ステージ間の伝播, 混合 感染, 遺伝子再集合による遺伝学的多様性の獲得が重要であることが示された。加え て, 遺伝学的性状の異なる株の出現が本病の流行発生の要因となっていることが明ら かとなった。以上, 本研究で得られた RVA の動態に関する知見は, 農場内における本 ウイルスの感染環遮断など衛生管理手法の開発において極めて有益な情報であると考 える。
審 査 結 果 の 要 旨 ブタにおけるA 群ロタウイルス（RVA）病は, 哺乳豚および離乳豚の下痢や嘔吐を主 徴とし, 発症子豚の死亡だけでなく発育遅延や飼料効率の低下をもたらすことから, 養豚産業において経済的損失の大きな疾病となっている。現時点まで国内でワクチン は販売されていないため, 衛生管理の改善が本病の主な対策法であるが, 衛生管理上 重要である農場内でのウイルス動態はほとんど未解明である。以上のことから本研究 では, ブタ RVA の農場内での動態解明の実施により本病の防疫に資すること，また， 本病の流行要因や本ウイルスの農場内存続機構を明らかにすることを目的とし, 以下 の課題に取り組んだ。 第１章では, 哺乳豚の RVA 病が繰り返し集団発生した一養豚場において本病の発生 要因を明らかにするため, 発生に関与した RVA の分子疫学的解析を行った。その結果, それぞれの発生毎に遺伝学的に異なるRVA が確認され, 同一農場においても RVA 病の 発生に関与するウイルスは遺伝学的に多様であることを明らかにした。また, 遺伝学的 多様性は外部からの新しい株の侵入のみならず, 農場内株間での遺伝子再集合によっ ても獲得される可能性を明らかにした。さらに, ブタ RVA における新たな G 遺伝子型 となるG26 を世界で初めて同定してその遺伝学的性状を明らかにした。 第２章では, 一養豚場の各発育ステージのブタにおいて RVA の分布，G および P 遺 伝子型などについて調査した。その結果, 農場内の様々な発育ステージのブタに遺伝学 的に多様なRVA が分布すること, また, 優勢に検出される RVA 株は発育ステージ毎お よび調査年毎に変化することを明らかにした。さらに, RVA の遺伝学的多様性は，農 場内の異なる発育ステージ間での伝播や農場株間の遺伝子再集合によっても獲得され ている可能性を示した。 第３章では, 一養豚場において出生から出荷までの RVA 遺伝子の排泄状況を追跡調 査し, 検出される RVA の分子疫学的解析を行った。その結果, ブタは繰り返し遺伝学 的に多様なRVA を排泄することを明らかにした。ウイルス排泄と遺伝子型の変化は主 に豚舎移動の前後に起こる傾向が認められたことから, 豚舎移動前後に様々な遺伝子 型のウイルスに暴露される結果, RVA の排泄が繰り返し起こると推測した。 本研究により，農場内には遺伝学的に多様なRVA が様々な発育ステージのブタに分 布し, 異なる発育ステージのブタ間でも時にウイルス伝播が起きることが明らかとな った。また, ブタ RVA の農場内存続機序として，外部からのウイルス侵入だけでなく, 異なる発育ステージ間の伝播, 混合感染, 遺伝子再集合などによる遺伝学的多様性の 獲得が重要であることが示された。加えて, 遺伝学的性状の異なる株の出現が本病の流 行発生の要因となっていることが明らかとなった。本研究で得られたRVA の動態に関 する知見は, 衛生管理手法により RVA の制御を行う上で極めて有益な情報であり, 本
病の発生低減に大きく寄与できるものと考える。
以上について，審査委員全員一致で本論文が岐阜大学大学院連合獣医学研究科の学 位論文として十分価値があると認めた。
基礎となる学術論文
１）題 目： Genetic diversity of group A rotaviruses associated with repeated outbreaks of diarrhea in a farrow-to-finish farm: identification of a porcine rotavirus strain bearing a novel VP7 genotype, G26
著 者 名： Miyazaki, A., Kuga, K., Suzuki, T., Kohmoto, M., Katsuda, K. and Tsunemitsu, H.
学術雑誌名： Veterinary Research 巻・号・頁・発行年：42: 112, 2011
２）題 目： Analysis of the excretion dynamics and genotypic characteristics of rotavirus A during the lives of pigs raised on farms for meat production
著 者 名： Miyazaki, A., Kuga, K., Suzuki, T. and Tsunemitsu, H. 学術雑誌名： Journal of Clinical Microbiology
巻・号・頁・発行年：50(6): 2009-2017, 2012
３）題 目：Annual changes in predominant genotypes of rotavirus A detected in the feces of pigs in various developmental stages raised on a conventional farm
著 者 名： Miyazaki, A., Kuga, K., Suzuki, T., Kohmoto, M., Katsuda, K. and Tsunemitsu, H.
学術雑誌名：Veterinary Microbiology
巻・号・頁・発行年：163(1-2): 162-166, 2013
既発表学術論文
１） 題 目： Different fecal shedding patterns of two common strains of hepatitis E virus at three Japanese swine farms
著 者 名：Nakai, I., Kato, K., Miyazaki, A., Yoshii, M., Li, T. C., Takeda, N., Tsunemitsu, H. and Ikeda, H.
学術雑誌名：American Journal of Tropical Medicine and Hygiene 巻・号・頁・発行年：75(6): 1171-1177, 2006
a calf with diarrhea
著 者 名：Kuwabara, M., Wada, K., Maeda, Y., Miyazaki, A. and Tsunemitsu, H.
学術雑誌名：Clinical and Vaccine Immunology 巻・号・頁・発行年：14(8): 998-1004, 2007
３）題 目：Immunohistochemical detection of porcine teschovirus antigen in the formalin-fixed paraffin-embedded specimens from pigs experimentally infected with porcine teschovirus
著 者 名：Yamada, M., Kaku, Y., Nakamura, K., Yoshii, M., Yamamoto, Y., Miyazaki, A., Tsunemitsu, H. and Narita, M.
学術雑誌名：Journal of Veteterinary Medicine Series A 巻・号・頁・発行年：54(10): 571-574, 2007
４）題 目：Immunohistochemical distribution of viral antigens in pigs naturally infected with porcine teschovirus
著 者 名：Yamada, M., Kozakura, R,, Kaku, Y., Nakamura, K., Yamamoto, Y., Yoshii, M., Miyazaki, A., Tsunemitsu, H. and Narita, M.
学術雑誌名：The Journal of Veterinary Medical Science 巻・号・頁・発行年：70(3): 305-308, 2008
５）題 目：Genetic polymorphism of the nsp2 gene in North American type-porcine reproductive and respiratory syndrome virus
著 者 名：Yoshii, M., Okinaga, T., Miyazaki, A., Kato, K., Ikeda, H. and Tsunemitsu, H.
学術雑誌名：Archives of Virology
巻・号・頁・発行年：153(7): 1323-1334, 2008
６）題 目：Detecting avian influenza virus (H5N1) in domestic duck feathers 著 者 名：Yamamoto, Y., Nakamura, K., Okamatsu, M., Miyazaki, A., Yamada,
M. and Mase, M.
学術雑誌名：Emerging Infectious Diseases 巻・号・頁・発行年：14(10): 1671-1672, 2008
７） 題 目：Evaluation of unexpected positive results from a commercial ELISA for antibodies to PRRSV
著 者 名：Okinaga, T., Yamagishi, T., Yoshii, M., Suzuki, T., Miyazaki, A., Takagi, M. and Tsunemitsu, H.
学術雑誌名：Veterinary Record
８）題 目：Pathological changes in pigs experimentally infected with porcine teschovirus
著 者 名：Yamada, M., Kozakura, R., Nakamura, K., Yamamoto, Y., Yoshii, M., Kaku, Y., Miyazaki, A., Tsunemitsu, H. and Narita, M.
学術雑誌名：Journal of Comparative Pathology 巻・号・頁・発行年：141(4): 223-228, 2009
９）題 目： Genetic diversity and classification of the outer capsid glycoprotein VP7 of porcine group B rotaviruses
著 者 名：Kuga, K., Miyazaki, A., Suzuki, T., Takagi, M., Hattori, N., Katsuda, K., Mase, M., Sugiyama, M.and Tsunemitsu, H.
学術雑誌名：Archives of Virology
巻・号・頁・発行年：154(11): 1785-1795, 2009
10） 題 目：Prevalence of antibodies against transmissible gastroenteritis virus and porcine respiratory coronavirus among pigs in six regions in Japan
著 者 名：Miyazaki, A., Fukuda, M., Kuga, K., Takagi, M. and Tsunemitsu, H. 学術雑誌名：The Journal of Veterinary Medical Science
巻・号・頁・発行年：72(7): 943-946, 2010
11）題 目：Mutation in the cytoplasmic retrieval signal of porcine epidemic diarrhea virus spike (S) protein is responsible for enhanced fusion activity
著 者 名：Shirato, K., Maejima, M., Matsuyama, S., Ujike, M., Miyazaki, A., Takeyama, N., Ikeda, H. and Taguchi, F.
学術雑誌名：Virus Research
巻・号・頁・発行年：161(2): 188-193, 2011
12）題 目：Characterization of epidemic diarrhea outbreaks associated with bovine torovirus in adult cows
著 者 名：Aita, T., Kuwabara, M., Murayama, K., Sasagawa, Y., Yabe, S., Higuchi, R., Tamura, T., Miyazaki, A. and Tsunemitsu, H.
学術雑誌名：Archives of Virology
巻・号・頁・発行年：157(3): 423-431, 2011
13）題 目：Genetic divergence and classification of non-structural protein 1 among porcine rotaviruses of species B
著 者 名：Suzuki, T., Kuga, K., Miyazaki, A. and Tsunemitsu, H. 学術雑誌名：Journal of General Virology
巻・号・頁・発行年：92(12): 2922-2929, 2011
14）題 目：In situ hybridization and immunohistochemistry for the detection of porcine cytomegalovirus
著 者 名：Sekiguchi, M., Shibahara, T., Miyazaki, A., Tajima, T., Shimizu, S., Kabali, E., Takano, Y., Sasaki, Y. and Kubo M.
学術雑誌名：Journal of Virological Methods 巻・号・頁・発行年：179(1): 272-275, 2012
15） 題 目：Development and application of one-step multiplex reverse
transcription PCR for simultaneous detection of five diarrheal viruses in adult cattle
著 者 名：Fukuda, M., Kuga, K., Miyazaki, A., Suzuki, T., Tasei, K., Aita, T., Mase, M., Sugiyama, M. and Tsunemitsu, H.
学術雑誌名：Archives of Virology
巻・号・頁・発行年：157(6): 1063-1069, 2012
16）題 目：Induction of a cross-reactive antibody response to influenza virus M2 antigen in pigs by using a Sendai virus vector
著 者 名：Hikono, H., Miyazaki, A., Mase, M., Inoue, M., Hasegawa, M. and Saito, T.
学術雑誌名：Veterinary Immunology and Immunopathology 巻・号・頁・発行年：146(1): 92-96, 2012
17） 題 目：Sequence and phylogenetic analyses of nonstructural protein 2 genes of species B porcine rotaviruses detected in Japan during 2001-2009 著 者 名：Suzuki, T., Soma, J., Kuga, K., Miyazaki, A. and Tsunemitsu, H.
学術雑誌名：Virus Research
巻・号・頁・発行年：165(1): 46-51, 2012
18）題 目：Phylogenetic analysis of nonstructural protein 5 (NSP5) gene sequences in porcine rotavirus B strains
著 者 名：Suzuki, T., Soma, J., Miyazaki, A. and Tsunemitsu, H. 学術雑誌名：Infection, Genetics and Evolution
