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Antigenic and genetic analyses of avian influenza viruses isolated in Japan

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Please use this identifier to cite or link to this item:https://doi.org/10.14943/doctoral.r6753

Title: Antigenic and genetic analyses of avian influenza viruses isolated in Japan
Other Titles: 日本で分離された鳥インフルエンザウイルスの 抗原性と遺伝子の解析
Authors: Okamatsu, Masatoshi1 Browse this author
Authors(alt): 岡松, 正敏1
Issue Date: 24-Dec-2010
Abstract: H5 and H9 influenza virus isolates in Japan were genetically and antigenically characterized and the birds infected with the virus were pathologically examined. In 2005, H5N2 influenza viruses were isolated form layer chickens in Ibaraki Prefecture, Japan and the Ibaraki prefectural governor declared the end of the H5N2 outbreak in June, 2006, 1 year after the first detection. Sixteen H5N2 viruses were isolated from 9 farms of the affected 41 farms. Phylogenetic and antigenic analysis of the isolates showed that these isolates were closely related to the H5N2 strains prevalent in Central America that have been circulating since 1994. Experimental infection of chickens with the index isolate (A/chicken/Ibaraki/1/2005 (H5N2)) demonstrated that this virus replicated efficiently in the respiratory tract without clinical signs. Pathological findings of the chickens indicated that the virus efficiently replicated in salivary epithelial cells. The virus was transmitted among the chickens in separated cage. This result indicated that the infection to chickens spread by droplet transmission in the outbreaks. In 2008, H5N1 highly pathogenic avian influenza virus was isolated from whooper swans (Cygnus cygnus) found dead in Hokkaido, Japan. Pathological findings indicate that the swan died due to severe congestive edema in the lungs. Phylogenetic analysis of the HA genes of the isolates revealed that these are the progeny viruses of the isolates Clade 2.3.2 from poultry and wild birds in China, Russia, Korea, and Hong Kong. Antigenic analyses indicated that the viruses are different from the H5N1 viruses isolated from wild birds and poultry before 2007. The chickens vaccinated with A/duck/Hokkaido/Vac-1/2004 (H5N1) survived 14 days after challenge with the isolate, although small amount of the challenge virus was recovered from the tissues of the birds. These findings indicate that the H5N1 highly pathogenic avian influenza virus are circulating in wild birds in addition to domestic poultry in Asia and showing antigenic variation that may be due to vaccination. Recently, H9N2 influenza viruses were isolated from poultry and mammals in Asian countries. The hemagglutinins (HAs) of H9 influenza viruses isolated from birds and mammals of different species were antigenically and genetically analyzed. Based on the reactivity patterns with the panel of 8 monoclonal antibodies, 21 H9N2 virus strains isolated from birds and mammals were divided into 7 antigenically distinct groups. The present findings indicate that H9N2 viruses are genetically and antigenically varied. The vaccinations to poultry in some countries resulted in antigenic variation of H5 and H9 influenza viruses isolated in Asia. These result indicate that the stamping-out policy is most important to control for avian influenza.
日本で分離されたH5およびH9インフルエンザウイルスについて、遺伝子と抗原性を解析するとともに、宿主鳥の病理学的検索を実施した。2005年、茨城県下で採卵鶏に鳥インフルエンザが発生し、流行が終息するまでに一年を要した。感染が確認された41農場のうち9農場の鶏から16株のH5N2ウイルスが分離された。分離株の抗原性および遺伝子解析の結果、いずれも1994年から中米の家禽で流行しているH5N2ウイルスと極めて近縁であることが明らかになった。分離株A/chicken/Ibaraki/1/2005 (H5N2)を実験感染させたニワトリは、臨床症状を示さなかったが、呼吸器からウイルスが回収された。病理検索の結果、唾液腺上皮細胞でウイルスが効率よく増殖していることが判った。また、本ウイルスは隔離ケージ間のニワトリに伝播したことから、飛沫により鶏群に感染が拡大したと推察された。2008年、北海道のサロマ湖畔で発見された斃死オオハクチョウから、H5N1高病原性鳥インフルエンザウイルスを分離した。この斃死体の病理学的検索の結果、死因は重度の肺のうっ血性浮腫であった。分離ウイルス遺伝子の解析により、中国、ロシア、韓国および日本の秋田県、青森県で同年に分離されたウイルスと近縁であり、クレード2.3.2に属することが判った。分離ウイルスはこれまでに分離されたH5N1ウイルスの抗原性と大きく異なっていたため、国内備蓄Vac-1ワクチンの本ウイルスの攻撃に対するワクチンの防御免疫賦与効果を調べた。攻撃後、ワクチン接種ニワトリの組織の一部からウイルスが回収されたが、いずれの鳥も14日間症状を呈することなく生残した。すなわち、国内備蓄ワクチンは現在流行しているウイルスの感染に対しても、防御効果を示した。近年アジアの家禽や哺乳動物からH9N2インフルエンザウイルスが分離されている。そこで、アジアの家禽に流行しているウイルスに近縁なA/swine/HongKong/10/1998(H9N2)および野生水禽から分離されたA/duck/Hokkaido/13/2000 (H9N2)に対するモノクローン抗体を作出し、当研究室のインフルエンザウイルスライブラリーに保管されている21株のH9ウイルスの抗原性を解析した。その結果、調べたH9N2ウイルスは抗原性と遺伝子が多様であることが分かった。これらの鳥インフルエンザウイルスの抗原性が多様であることの理由として、一部の国で家禽にH5およびH9ウイルスワクチンが使用されていることが挙げられる。以上の成績は、家禽のインフルエンザは早期摘発淘汰を基本とする対策によって制圧されることを示している。
Conffering University: 北海道大学
Degree Report Number: 乙第6753号
Degree Level: 博士
Degree Discipline: 獣医学
Type: theses (doctoral)
URI: http://hdl.handle.net/2115/44513
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Submitter: 岡松 正敏

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