学位論文の要旨
Genetic analyses of GII.17 norovirus strains in diarrheal diseases
outbreaks from December 2014 to March 2015 in Japan reveal
a novel polymerase sequence and amino acid substitutions
in the capsid region
(2014 年 12 月から 2015 年 3 月までの下痢症流行から
検出された新規ポリメラーゼ配列ならびに
カプシドでのアミノ酸置換を有する
ノロウイルス GII.17 の遺伝子学的解析)
Yuki Matsushima
松島 勇紀
Department of Microbiology and Molecular Biodefense Research
Yokohama City University Graduate School of Medicine
横浜市立大学 大学院医学研究科
医科学専攻 分子生体防御学
（
Doctoral Supervisor：Akihide Ryo, Professor ）
（ 指導教員：梁 明秀 教授 ）
学位論文の要旨
Genetic analyses of GII.17 norovirus strains in diarrheal diseases outbreaks from
December 2014 to March 2015 in Japan reveal a novel polymerase sequence
and amino acid substitutions in the capsid region
(
2014 年 12 月から 2015 年 3 月までの下痢症流行から検出された
新規ポリメラーゼ配列ならびにカプシドでのアミノ酸置換を有する
ノロウイルス GII.17 の遺伝子学的解析
) http://www.eurosurveillance.org/ViewArticle.aspx?ArticleId=21173 1. 序論 感染性胃腸炎の主要な原因病原体であるノロウイルスはゲノム変異率が高く，多様な遺 伝子型が存在することが感染拡大の防止を困難にさせる大きな要因となっている (de Graaf et al., 2016)．ノロウイルスの感染者数を減らすためには，(1) 疫学研究により流行遺伝子型 を調査し，感染性を変化させるゲノム変異を早期に探知・予測すること，(2) 基礎研究によ り遺伝子型間における感染性や病原性の違いを評価することで，迅速な注意喚起，効果的 な薬剤ならびにワクチン開発につなげることが必要である．本研究では，国内において流 行するノロウイルス遺伝子型の疫学調査から，これまでに検出報告がない新規遺伝子型 GII.P17-GII.17 の出現を早期に探知したため，感染性の観点から本ウイルスが今後流行を引 き起こす可能性について検討した． 2. 実験材料と方法 2013 年 1 月から 2016 年 8 月までの日本国内におけるノロウイルス感染事例の中か ら，異なる時期に検出された 6 株 の GII.17 の完全長ゲノム配列を次世代シークエンサー により解読し，Norovirus genotyping tool を用いて遺伝子型を決定した．また，時系列系統 樹解析により GII.P17-GII.17 と過去に検出されたノロウイルス株の遺伝子配列の類似関係 を調べた．さらに，B 細胞エピトープ解析ならびに立体構造解析により GII.17 が変異する 過程での感染性の変化を推定した (Larsen et al., 2006；Kroneman et al., 2011；Drummond et al., 2012；Kringelum et al., 2012；Webb and Sali, 2014)．3. 結果と考察
疫学調査の結果，過去には検出事例がほとんどない GII.17 が 2014 年 3 月に初めて検 出され，2015 年 2 月から 3 月にかけて主要な流行遺伝子型として検出された．本ウイル スの完全長ゲノム配列を解読した結果，構造タンパク質である VP1 領域では GII.17 に分 類されたが，非構造タンパク質である RdRp 領域においてはいずれの遺伝子型にも割り当 てられなかった．ノロウイルスの遺伝子型分類を決める Norovirus International committee と の議論の結果，本ウイルスの RdRp 領域に新規遺伝子型番号である GII.P17 が与えられた． 時系列系統樹解析の結果，GII.P17-GII.17 は主に 2005 年以前に検出されている GII.17 株 とゲノム配列が大きく異なっており，GII.P17-GII.17 遺伝子型内でもゲノム変異が認められ ていた．B 細胞エピトープ解析ならびに立体構造解析の結果，宿主接着因子である組織血 液型糖鎖抗原 (HBGA) とウイルスカプシドタンパク質の結合部分周辺に位置する抗体エ ピトープにおいて GII.17 遺伝子型内でのアミノ酸変異が確認された． 以上の結果から，GII.P17-GII.17 はゲノム変異による感染性の変化によって感染を拡大さ せた可能性が推察され，今後も流行を引き起こす恐れのあるウイルスであることが示唆さ れた．したがって，GII.P17-GII.17 の今後の動向を注意深く監視する必要があると考えられ る．
引用文献
de Graaf, M., van Beek, J., and Koopmans, M.P. (2016), Human norovirus transmission and evolution in a changing world, Nat Rev Maicrobiol, 14, 421-433.
Drummond, A.J., Suchard, M.A., Xie, D., and Rambaut, A. (2012), Bayesian phylogenetics with BEAUti and the BEAST 1.7 Mol Biol Evol, 29, 1969-1973.
Kringelum, J.V., Lundegaard, C., Lund, O., and Nielsen, M. (2012), Reliable B cell epitope predictions: impacts of method development and improved benchmarking, PLoS Comput Biol, 8, e1002829.
Kroneman, A., Vennema, H., Deforche, K., v d Avoort, H., Peñaranda, S., Oberste, M.S., Vinjé, J., and Koopmans, M. (2011), An automated genotyping tool for enteroviruses and noroviruses, J Clin
Virol, 51, 121-125.
Larsen, J.E., Lund, O., and Nielsen, M. (2006), Improved method for predicting linear B-cell epitopes, Immunome Res, 2, 2.
Webb, B., and Sali, A. (2014), Protein structure modeling with MODELLER, Methods Mol Biol, 1137, 1-15.
論 文 目 録
I. 主論文
Genetic analyses of GII.17 norovirus strains in diarrheal disease outbreaks from December 2014 to March 2015 in Japan reveal a novel polymerase sequence and amino acid substitutions in the capsid region
Yuki Matsushima, Mariko Ishikawa, Tomomi Shimizu, Ayako Komane, Shizuko Kasuo, Michiyo
Shinohara, Koo Nagasawa, Hirokazu Kimura, Akihide Ryo, Nobuhiko Okabe, Kei Haga, Yen Hai Doan, Kazuhiko Katayama and Hideaki Shimizu：
Euro Surveill. 20(26), pii=21173, 2015
II. 副論文
Complete genome sequence of a recombinant GII.P16-GII.4 norovirus detected in Kawasaki City, Japan, in 2016
Yuki Matsushima, Tomomi Shimizu, Mariko Ishikawa, Ayako Komane, Nobuhiko Okabe, Akihide
Ryo, Hirokazu Kimura, Kazuhiko Katayama and Hideaki Shimizu： Genome Announc. 4(5), e01099-16, 2016
III. 参考論文
１ Molecular evolution of the capsid gene in human norovirus genogroup II
Miho Kobayashi, Yuki Matsushima, Takumi Motoya, Naomi Sakon, Naoki Shigemoto, Reiko Okamoto-Nakagawa, Koichi Nishimura, Yasutaka Yamashita, Makoto Kuroda, Nobuhiro Saruki, Akihide Ryo, Takeshi Saraya, Yukio Morita, Komei Shirabe, Mariko Ishikawa, Tomoko Takahashi, Hiroto Shinomiya, Nobuhiko Okabe, Koo Nagasawa, Yoshiyuki Suzuki, Kazuhiko Katayama* and Hirokazu Kimura*：
Sci Rep. 6, 29400, 2016
*These authors are corresponding authors.
２ H11/HSPB8 restricts HIV-2 Vpx to restore the anti-viral activity of SAMHD1
Ayumi Kudoh, Kei Miyakawa, Satoko Matsunaga, Yuki Matsushima, Isao Kosugi, Hirokazu Kimura, Satoshi Hayakawa, Tatsuya Sawasaki and Akihide Ryo：
３ Molecular evolution of the fusion protein gene in human respiratory syncytial virus subgroup A Hirokazu Kimura, Koo Nagasawa, Hiroyuki Tsukagoshi, Yuki Matsushima, Kiyotaka Fujita, Lay Myint Yoshida, Ryota Tanaka, Haruyuki Ishii, Naoki Shimojo, Makoto Kuroda and Akihide Ryo： Infect Genet Evol. 43, 398-406, 2016
４ Development of monoclonal antibody and diagnostic test for Middle East Respiratory Syndrome coronavirus using cell-free synthesized nucleocapsid antigen
Yutaro Yamaoka, Shutoku Matsuyama, Shuetsu Fukushi, Satoko Matsunaga, Yuki Matsushima, Hiroyuki Kuroyama, Hirokazu Kimura, Makoto Takeda, Tomoyuki Chimuro and Akihide Ryo： Front Microbiol. 7, 509, 2016
５ Survey for human polyomavirus in cancer
Tuna Toptan, Samuel A. Yousem, Jonhan Ho, Yuki Matsushima, Laura P. Stabile, Maria-Teresa Fernandez-Figueras, Rohit Bhargava, Akihide Ryo, Patrick S. Moore and Yuan Chang：
JCI Insight. 1(2), e85562, 2016
６ Construction of new primer sets for corresponding to genetic evolution of human adenoviruses in major capsid genes through frequent recombination
Yuki Matsushima, Etsuko Nakajima, Mariko Ishikawa, Atsuko Kano, Ayako Komane, Tsuguto
Fujimoto, Nozomu Hanaoka, Nobuhiko Okabe and Hideaki Shimizu： Jpn J Infect Dis. 67, 495-502, 2014
７ Wheat germ cell-free system-based production of hemagglutinin-neuraminidase protein of human parainfluenza virus type 3: generation and characterization of monoclonal antibody
Satoko Matsunaga, Shiho Kawakami, Izumi Matsuo, Akiko Okayama, Hiroyuki Tsukagoshi, Ayumi Kudoh, Yuki Matsushima, Hideaki Shimizu, Nobuhiko Okabe, Hisashi Hirano, Naoki Yamamoto, Hirokazu Kimura and Akihide Ryo：
Front Microbiol. 5, 208, 2014
８ Evaluation of new immunochromatographic assay kit for adenovirus detection in throat swab: Comparison with culture and real-time PCR results
Iwata and Kimiko Ubukata：
J Infect Chemother. 20(5), 303-6, 2014
９ アデノウイルス胃腸炎.
藤本嗣人，井手 忍，柴原乃奈，加納和彦，花岡 希，松 島 勇 紀 ，清水英明.： 臨床と微生物．40(2), 161-4, 2013
１０ Genome sequence of a novel virus of the species human adenovirus D associated with acute gastroenteritis
Yuki Matsushima, Hideaki Shimizu, Atsuko Kano, Etsuko Nakajima, Yoko Ishimaru, Shuvra Kanti
Dey, Yuki Watanabe, Fuyuka Adachi, Kohnosuke Mitani, Tsuguto Fujimoto, Tung Gia Phan and Hiroshi Ushijima：
Genome Announc. 1(1), e00068-12, 2013
１１ Genome sequence of an unusual human G10P[8] rotavirus detected in Vietnam
Yuki Matsushima, Etsuko Nakajima, Tuan Anh Nguyen, Hideaki Shimizu, Atsuko Kano, Yoko
Ishimaru, Tung Gia Phan and Hiroshi Ushijima： J Virol. 86(18), 10236-7, 2012
１２ A molecular epidemiologic study of human adenovirus type 8 isolates causing epidemic keratoconjunctivitis in Kawasaki City, Japan in 2011
Tsuguto Fujimoto*, Yuki Matsushima*, Hideaki Shimizu, Yoko Ishimaru, Atsuko Kano, Etsuko Nakajima, Arun Kumar Adhikary, Nozomu Hanaoka and Nobuhiko Okabe：
Jpn J Infect Dis. 65(3), 260-3, 2012
* These authors contributed equally to this work.
１３ Novel human adenovirus strain, Bangladesh
Yuki Matsushima, Hideaki Shimizu, Atsuko Kano, Etsuko Nakajima, Yoko Ishimaru, Shuvra Kanti
Dey, Yuki Watanabe, Fuyuka Adachi, Keiichiro Suzuki, Kohnosuke Mitani, Tsuguto Fujimoto, Tung Gia Phan and Hiroshi Ushijima：
１４ Genomic characterization of a novel human adenovirus type 31 recombinant in the hexon gene
Yuki Matsushima, Hideaki Shimizu, Tung Gia Phan and Hiroshi Ushijima：
