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Molecular epidemiological study of protozoan and other zoonotic diseases from two countries in Africa

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Title: Molecular epidemiological study of protozoan and other zoonotic diseases from two countries in Africa
Other Titles: アフリカ2か国における原虫ならびにその他の人獣共通感染症の分子疫学的研究
Authors: Nakayima, Jesca Browse this author
Issue Date: 25-Sep-2014
Abstract: Human African trypanosomiasis (HAT), also known as sleeping sickness, is a neglected tropical disease that impacts 70 million people distributed over 1.55 million km2 in sub-Saharan Africa. Trypanosoma brucei gambiense accounts for almost 90% of the infections in central and western Africa, the remaining infections being from T. b. rhodesiense in eastern Africa. Furthermore, the animal diseases caused by trypanosomes inflict major economic losses to countries already strained. The parasites are transmitted to the mammalian hosts through the bite of an infected tsetse fly. Additionally, zoonoses are infections or diseases that can be transmitted directly or indirectly between animals and humans. This study assessed the molecular epidemiology of human and animal trypanosomes, in addition to zoonotic pathogens in non-human primates in Zambia. The first chapter of this thesis describes results of molecular epidemiological study on trypanosomiases which were carried out in two tsetse-infested areas of Ghana. The samples included tsetse flies, and cattle and pig blood, and were analyzed by using multiple polymerase chain reaction tests. Trypanosoma vivax was the most prevalent trypanosome species, followed by T. congolense and T. brucei brucei. Two subspecies causing HAT, T. b. gambiense, and T. b. rhodesiense were not detected in animals and flies in this study, which confirms that the country having been formally a HAT focus has been free of HAT since 2000. The results in this study may be reflected by the fact that T. vivax can be mechanically transmitted by biting flies in addition to biological transmission by tsetse fly, hence its distribution outside the tsetse fly belt of Africa. The second chapter describes results on the genetic characterization of T. vivax strains from different geographical regions based on sequence comparison of Cathepsin L-like gene. T. vivax from Ghana clustered with West African and South American strains while T. vivax from Zambia clustered with East and Southern African strains. These results revealed genetic diversity of T. vivax in Africa. In the third chapter, molecular epidemiological studies on zoonotic pathogens in non-human primates in Mfuwe in South Luangwa National Park, Zambia were carried out. This area is a HAT endemic focus with wildlife-livestock-human interface, hence the risk for zoonotic disease transmission is very high. Three species of zoonotic pathogens, Rickettsia africae, Anaplasma phagocytophilum and Babesia microti were detected among 9 pathogenic species/genera tested by PCR. These zoonoses detected in Zambia could be endemic in Zambian primates and possibly transmitted to humans but simply misdiagnosed as malaria due to their febrile nature. Zoonoses in Africa are not just an African problem, since recent studies reveal an increase in these zoonotic infections in non endemic countries, especially in returning tourists from African national parks. Therefore, zoonotic disease control requires a multi-sectoral approach involving participants from the health, veterinary, entomology and environment professions because zoonosis transmission involves interaction between the pathogen, host, vector and environment.
眠り病として知られているヒトアフリカトリパノソーマ症(Human African trypanosomiasis;HAT)は、155万km2に及ぶサブサハラアフリカ諸国で発生があり、7000万人に及ぶ人々の脅威となっている「顧みられない感染症」である。中部~西部アフリカでは原因の90%以上がTrypanosoma brucei gambienseによるものである一方、東部アフリカではT. b. rhodesienseが主原因となっている。本原虫はツェツェバエにより媒介される。これに加えて、動物からヒトに直接あるいは間接的に伝播する人獣共通感染症も存在する。本研究ではヒトと動物のトリパノソーマ症、ならびにザンビアに生息する非人類霊長類(Non human primate: NHP)における人獣共通感染症病原体の分子疫学的研究を実施し取りまとめた。 第一章では、ガーナにおける家畜のトリパノソーマ感染症について、2か所の地域での調査研究の結果をとりまとめた。本研究では牛および豚血液DNAならびにツェツェバエDNAを試料として、トリパノソーマ属原虫の検索をPolymerase chain reaction(PCR)で実施した。その結果、検出率はT. vivax、T. congolense、T. bruceiの順であった。ガーナでは2000年以来HATの報告はないが、本研究でもヒトに感染性を有するT. brucei rhodesiense, T. brucei gambienseは検出されなかった。T. vivaxはツェツェバエによる生物学的媒介に加えて、吸血バエによる機械的伝播もされることから、ツェツェバエが分布する地域以外でも高率に検出されるものと考えられた。第二章では、Trypanosoma vivaxのCathepsin L様遺伝子の塩基配列比較により、ザンビアおよびガーナに分布する株の遺伝学的多様性を明らかにした。その結果、ガーナ由来試料は全て同一の遺伝子配列を有しており、西部と南部アフリカで検出された株の遺伝子配列と同一クラスターに分類された。ザンビア由来検体では、東部と南部から検出される本種の遺伝子型と一致した。本研究の結果、アフリカ大陸に分布するT. vivaxの遺伝的多様性が明らかになった。 第三章ではザンビアのサウスルアンガ国立公園ムフエ地域で捕獲されたNHP検体を対象に人獣共通感染症病原体を検索した。この地域ではヒトー家畜ー野生動物が接触する機会が多く、HATの流行地でもあることから、人獣共通感染症の感染リスクも非常に高い。本研究で検索した9種/属の病原体のうち、Rickettsia africae, Anaplasma phagocytophilum およびBabesia microtiの3種類が検出された。このことから、同地域ではこれらの病原体はザンビアのNHPに保有されており、ヒトへの感染の可能性もあり、患者は熱性疾患であるマラリアと誤診されている可能性もあると考えられた。 人獣共通感染症は、アフリカに止まる問題ではなく、特にアフリカの自然公園を訪れた観光客の感染例が報告されている様に、非流行地域での発生例も多くなってきている。人獣共通感染症の発生には、病原体に加えて宿主、媒介生物、環境等の要因が絡み合っていることから、保健衛生、獣医療、昆虫学、環境の専門家を含む多角的アプローチがその制圧に必要であると考えられる。
Conffering University: 北海道大学
Degree Report Number: 甲第11516号
Degree Level: 博士
Degree Discipline: 獣医学
Examination Committee Members: (主査) 教授 杉本 千尋, 教授 大橋 和彦, 教授 片倉 賢, 教授 鈴木 定彦
Degree Affiliation: 獣医学研究科(獣医学専攻)
Type: theses (doctoral)
Appears in Collections:学位論文 (Theses) > 博士 (獣医学)
課程博士 (Doctorate by way of Advanced Course) > 獣医学研究科(Graduate School of Veterinary Medicine)

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