ウエストナイルウイルス

ウエストナイルウイルス（WNV ）は、ウエストナイル熱を引き起こす一本鎖RNAウイルスです。フラビウイルス科オルソフラビウイルス属に属し、ジカウイルス、デングウイルス、黄熱ウイルスも同じ属に属します。このウイルスは主に蚊、特にイエカ属の蚊によって媒介されます。WNVの主な宿主は鳥類であるため、ウイルスは「鳥－蚊－鳥」の伝播サイクル内に留まります。^{[ 1 ]}このウイルスは遺伝的に日本脳炎ウイルス科と関連があります。ヒトとウマはどちらもこのウイルスによる病気の症状を示しますが、他の動物では症状はまれです。

ウエストナイルウイルスは、ナイル川に直接ちなんで名付けられたのではなく、1937年にウイルスが最初に分離されたウガンダのウエストナイル地区にちなんで名付けられました。 ^{[ 2 ]}

他のほとんどのフラビウイルスと同様に、WNVは正二十面体対称性を持つエンベロープウイルスです。^{[ 3 ]} 電子顕微鏡による研究では、比較的滑らかなタンパク質殻で覆われた45～50 nmのビリオンが明らかになっています。この構造は、別のフラビウイルスであるデング熱ウイルスに似ています。^{[ 3 ]}タンパク質殻は、糖タンパク質Eと小さな膜タンパク質Mという2つの構造タンパク質で構成されています。 ^{[ 4 ]}タンパク質Eは、受容体結合、ウイルス付着、膜融合による細胞への侵入など、多くの機能を持っています。^{[ 4 ]} 

外側のタンパク質殻は、宿主由来の脂質膜であるウイルスエンベロープで覆われている。^{[ 5 ]}フラビウイルスの脂質膜にはコレステロールとホスファチジルセリンが含まれていることがわかっているが、膜の他の要素はまだ特定されていない。^{[ 6 ] [ 7 ]}脂質膜は、シグナル伝達分子として機能したり、細胞への侵入を促進したりするなど、ウイルス感染において多くの役割を果たしている。 ^{[ 8 ]}特にコレステロールは、WNVが宿主細胞に侵入する際に不可欠な役割を果たしている。^{[ 9 ]} 2つのウイルスエンベロープタンパク質、EとMは膜に挿入されている。^{[ 4 ]}

RNAゲノムは、105個のアミノ酸残基からなるカプシド（C）タンパク質に結合してヌクレオカプシドを形成する。カプシドタンパク質は、感染細胞内で最初に作られるタンパク質の1つである。^{[ 5 ]}カプシドタンパク質は構造タンパク質であり、その主な目的はRNAを発達中のウイルスにパッケージ化することである。^{[ 10 ]}カプシドはAkt経路に影響を与えることでアポトーシスを阻害することがわかっている。 ^{[ 5 ]}

ゲノム

WNVはプラス鎖一本鎖RNAウイルスである。ゲノムは約11,000ヌクレオチド長で、5'および3'非コードステムループ構造に挟まれている。^{[ 13 ]}ゲノムのコード領域は、3つの構造タンパク質と7つの非構造（NS）タンパク質をコードしている。NSタンパク質は、新しいウイルスの構造には組み込まれないタンパク質である。WNVゲノムは最初にポリタンパク質に翻訳され、その後、ウイルスおよび宿主プロテアーゼによって切断され、別々のタンパク質（NS1、C、Eなど）になる。^{[ 14 ]}

WNVが宿主動物の血流に正常に侵入すると、エンベロープタンパク質Eが宿主細胞上のグリコサミノグリカンと呼ばれる付着因子に結合します。 ^{[ 17 ]}これらの付着因子は細胞への侵入を助けますが、一次受容体への結合も必要です。^{[ 24 ]}一次受容体には、 DC-SIGN、DC-SIGN-R、インテグリンαvβ3が含まれます。_[ ^{25 ]これら}の一次受容体に結合することにより、WNVはクラスリン介在性エンドサイトーシス_を介して細胞に侵入します。^{[ 26 ]}エンドサイトーシスの結果、WNVはエンドソーム内で細胞に侵入します。

エンドソームの酸性度がエンドソーム膜とウイルス膜の融合を触媒し、ゲノムが細胞質に放出される。^{[ 27 ]} プラス鎖一本鎖RNAの翻訳は小胞体で行われ、RNAはポリタンパク質に翻訳され、その後、宿主およびウイルスのプロテアーゼNS2B-NS3によって切断されて成熟タンパク質が生成される。^{[ 28 ]}

ゲノムを複製するために、RNAポリメラーゼであるNS5は、他の非構造タンパク質と複製複合体を形成し、中間的な負鎖一本鎖RNAを生成します。負鎖は、最終的な正鎖RNAの合成のテンプレートとして機能します。^{[ 24 ]}正鎖RNAが合成されると、カプシドタンパク質CがRNA鎖を未成熟ビリオンに包み込みます。^{[ 25 ]}ウイルスの残りの部分は、小胞体とゴルジ装置に沿って組み立てられ、非感染性の未成熟ビリオンになります。^{[ 28 ]}次に、Eタンパク質がグリコシル化され、prMが宿主細胞プロテアーゼであるフリンによって切断されてMタンパク質になり、感染性の成熟ビリオンが生成されます。^{[ 13 ] [ 28 ]}成熟したウイルスは、細胞外に分泌されます。

WNV is one of the Japanese encephalitis antigenic serocomplex of viruses, together with Japanese encephalitis virus, Murray Valley encephalitis virus, Saint Louis encephalitis virus and some other flaviviruses.^[30] Studies of phylogenetic lineages have determined that WNV emerged as a distinct virus around 1000 years ago.^[31] This initial virus developed into two distinct lineages. Lineage 1 and its multiple profiles is the source of the epidemic transmission in Africa and throughout the world. Lineage 2 was considered an African zoonosis. However, in 2008, lineage 2, previously only seen in horses in sub-Saharan Africa and Madagascar, began to appear in horses in Europe, where the first known outbreak affected 18 animals in Hungary.^[32] Lineage 1 West Nile virus was detected in South Africa in 2010 in a mare and her aborted fetus; previously, only lineage 2 West Nile virus had been detected in horses and humans in South Africa.^[33]Kunjin virus is a subtype of West Nile virus endemic to Oceania. A 2007 fatal case in a killer whale in Texas broadened the known host range of West Nile virus to include cetaceans.^[34]

Since the first North American cases in 1999, the virus has been reported throughout the United States, Canada, Mexico, the Caribbean, and Central America. There have been human cases and equine cases, and many birds are infected. The Barbary macaque, Macaca sylvanus, was the first nonhuman primate to contract WNV.^[35] Both the American and Israeli strains are marked by high mortality rates in infected avian populations; the presence of dead birds—especially Corvidae—can be an early indicator of the arrival of the virus.

WNVの自然宿主は鳥と蚊です。^{[ 36 ]} 300種以上の鳥がこのウイルスに感染していることがわかっています。^{[ 37 ] [ 38 ]}アメリカガラス（Corvus brachyrhynchos）、アオカケス（Cyanocitta cristata）、オオセージライチョウ（Centrocercus urophasianus ） などの鳥は感染により死にますが、生き残る鳥もいます。^{[ 39 ] [ 40 ]}アメリカコマツグミ（Turdus migratorius）とイエスズメ（Passer domesticus）は、北米とヨーロッパの都市で最も重要な保有種の一つと考えられています。^{[ 41 ] [ 42 ]}チャイロツグミ（Toxostoma rufum）、ハイイロマネシツグミ（Dumetella carolinensis）、キタショウジョウコウカンチョウ（Cardinalis cardinalis）、キタマネシツグミ（Mimus polyglottos）、モリツグミ（Hylocichla mustelina）、ハト科などは、WNVに対する高レベルの抗体が発見された北米の一般的な鳥類である。^{[ 39 ]}

WNVは多数の蚊種で確認されているが、ウイルス伝播において最も重要なのは、鳥類を吸血するイエカ属（ Culex pipiens、C. restuans、C. salinarius、C. quinquefasciatus、C. nigripalpus、C. erraticus 、 C. tarsalisなど）である。^{[ 39 ]}また、軟ダニ媒介による実験的感染も確認されているが、自然伝播において重要となる可能性は低い。^{[ 39 ] [ 43 ]}

WNVは宿主範囲が広く、ヒト、一部の非ヒト霊長類^{[ 44 ]} 、ウマ、イヌ、ネコ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 41 ] [ 45 ]}を含む少なくとも30種の哺乳類に感染することが知られています。感染したヒトやウマの中には病気を発症する人もいますが、イヌやネコは症状を示すことはまれです^{[ 37 ]} 。爬虫類や両生類も感染する可能性があり、ワニ、アリゲーター、ヘビ、トカゲ、カエルなどの一部の種が含まれます^{[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]} 。哺乳類は、このウイルスの偶発的または終末宿主と考えられています。通常、哺乳類は、吸血する別の蚊に感染して伝播サイクルを継続するのに十分な量のウイルスを血液中に発生させません（ウイルス血症）。一部の鳥類も終末宿主です^{[ 39 ] 。}

通常の農村部または風土病的な伝播サイクルでは、ウイルスは鳥の宿主と蚊の媒介者の間で交互に伝播します。また、直接接触、感染した鳥の死骸を食べること、または感染した水を飲むことによって鳥間で伝播することもあります。^{[ 42 ]}雌と子孫の間での垂直感染は蚊で起こり、越冬において重要となる可能性があります。^{[ 49 ] [ 50 ]}都市部またはスピルオーバーサイクルでは、感染した鳥を吸血した感染した蚊がウイルスを人間に伝播します。これには、鳥と人間の両方を刺す蚊の種が必要であり、これらの蚊はブリッジベクターと呼ばれます。^{[ 42 ] [ 51 ] [ 52 ]}ウイルスは、まれに輸血、臓器移植、または妊娠中、出産時、授乳中の母親から赤ちゃんに伝播することもあります。^{[ 51 ]}鳥とは異なり、それ以外では人から人へ直接伝播することはありません。^{[ 53 ]}

米国疾病予防管理センターによると、ウエストナイルウイルス感染症は温帯地域では季節性がある。米国やヨーロッパなどの温帯気候で​​は、7月から10月がピークシーズンとなる。ピークシーズンは地理的な地域によって異なり、温暖で湿潤な気候ではピークシーズンが長くなることがある。^{[ 60 ]}感染する可能性はどの年齢層でも同程度だが、60～89歳の人ではウエストナイルウイルスによる死亡率と神経侵襲​​性感染率が高い。^{[ 60 ]}高齢者は悪影響を受けやすい。

感染経路はいくつかあるが、ヒトにおける最も一般的な感染原因は、感染した蚊に刺されることである。その他の感染経路としては、輸血、臓器移植、母乳育児、経胎盤感染、実験室での感染などがある。これらの代替感染経路は極めてまれである。^{[ 61 ]}

西ナイルウイルス（WNV）に対する予防対策は、主に感染した蚊との接触や蚊に刺されることを防ぐことに重点を置いています。これは、まず個人の保護対策と蚊の駆除対策の2つの側面から成ります。WNVが発生している地域にいる場合は、屋外活動を避けることが重要であり、外出する場合はDEET入りの虫よけ剤を使用する必要があります。^{[ 61 ]}また、長袖や長ズボンなど、肌を覆う衣服を着用することもできます。蚊の駆除は地域レベルで行うことができ、監視プログラムや殺虫剤の使用、蚊の生息地の削減などの駆除プログラムが含まれます。これには、溜まった水を排水することも含まれます。鳥類の監視システムは特に有用です。^{[ 62 ]}近隣で死んだ鳥が見つかった場合は、地方自治体に報告する必要があります。これにより、保健当局が監視を行い、鳥が西ナイルウイルスに感染しているかどうかを判断するのに役立つ可能性があります。^{[ 63 ]}

馬用の獣医用ワクチンは4種類市販されているにもかかわらず、ヒト用ワクチンは第II相臨床試験を超えて進展していない。^{[ 59 ] [ 51 ] [ 64 ]}ヒト用ワクチンの開発が進められており、いくつかの候補が開発されているが、いずれも使用許可は得られていない。^{[ 61 ] [ 64 ]}感染リスクを減らす最善の方法は、蚊に刺されないようにすることである。^{[ 51 ]}これは、古いタイヤ、バケツ、雨どい、プールなどの溜まり水をなくすことで実現できる。^{[ 51 ]}蚊よけ、網戸、蚊帳、蚊の発生場所を避けることも有効である。^{[ 51 ] [ 53 ]}

気候変動により蔓延が拡大すると予想される他の熱帯病と同様に、気象条件の変化によりウエストナイルウイルスの蔓延が拡大するのではないかという懸念がある。気候変動は疾病の発生率、範囲、季節性に影響を与え、ウエストナイルウイルスの分布にも影響を与える。^{[ 65 ]}

洪水頻度と深刻度の予測される変化は、洪水リスク管理に新たな課題をもたらし、都市部での蚊の個体数の増加につながる可能性があります。^{[ 66 ]}気温、降水量、風などの気候変動の影響を受ける気象条件は、蚊の生存率と繁殖率、適切な生息地、分布、および個体数に影響を与える可能性があります。周囲の気温は、蚊のピークシーズンと地理的変動に影響を与えることで、蚊の複製率とWNVの伝播を促進します。たとえば、気温の上昇は、ウイルスの複製率、ウイルスの進化速度、およびウイルスの伝播効率に影響を与える可能性があります。さらに、冬の気温が高く、春が暖かいと、夏の蚊の個体数が増加し、WNVのリスクが高まる可能性があります。同様に、降雨量も蚊の複製率を促進し、ウイルスの季節性と地理的変動に影響を与える可能性があります。研究では、大雨と報告されたWNVの発生率の上昇との関連性が示されています。同様に、風は蚊の分散メカニズムとして機能するもう1つの環境要因です。^{[ 65 ]}

蚊は非常に広い環境耐性を持ち、南極大陸とアイスランドを除くすべての主要な陸地に生息する、ほぼ普遍的な地理的分布を持っています。しかしながら、生態学的時間スケールでの気候や土地利用の変化は、その分布パターンを拡大または分断する可能性があり、結果として人間の健康に対する懸念を引き起こします。^{[ 67 ]}

• ウエストナイル熱
• 米国におけるウエストナイルウイルス

• 種のプロファイル - ウエストナイルウイルス、米国国立侵略的外来種情報センター、米国国立農業図書館。ウエストナイルウイルスに関する一般的な情報とリソースを掲載しています。