呼吸器病原体以上のサーペントウイルス

Serpentoviruses, more than respiratory pathogens.

• Eva Dervas
• Jussi Hepojoki
• Teemu Smura
• Barbara Prähauser
• Katharina Windbichler
• Sandra Blümich
• Antonio Ramis
• Udo Hetzel
• Anja Kipar

抄録

近年、ニドウイルスは爬虫類の重要な呼吸器病原体として浮上し、飼育下のパイソン個体群に影響を与えています。パイソンでは、ニドウイルス（最近ではセルペントウイルスとして再分類されています）の感染は、上気道や消化管の炎症を誘発し、重度の、しばしば致命的な増殖性肺炎に発展する可能性があります。我々は、スイスとスペインに生息する様々な種の30匹のセルペントウイルスRT-PCR陽性パイソンの死後の完全検査において、呼吸器系以外の臓器系での膿肉腫性病変とフィブリノ壊死性病変を観察した。この観察から、まだ報告されていない広範囲の病変分布が未知のセルペントウイルスやセルペントウイルスゲノムの変化と関連しているのかどうかを研究することになりました。RT-PCRと細胞培養物の接種により，症例を募集し，ウイルス分離株を得た．セルペントウイルス核タンパク質に対する免疫組織化学および免疫蛍光染色の結果、セルペントウイルスは幅広い上皮（呼吸器上皮、消化器上皮、肝細胞、腎細管、膵管など）だけでなく、血管内単球、血管内マクロファージ、内皮細胞にも感染していることが明らかになった。次世代シークエンシングにより、スイスで流通している新種のサーペントウイルスの全ゲノムを取得しました。呼吸器疾患や全身疾患を示すパイソンから回収したウイルスのゲノムを解析しても、表現型との関連性は明らかにされなかったが、この観察を確認するためには、異なる菌株を用いた機能研究が必要であることがわかった。この結果は、セルペントウイルスが幅広い細胞と組織のトロピズムを持っていることを示しており、単球が媒介するウイルスの全身拡散の結果として、感染の経過が変化し、広範囲の組織や臓器系に病変をもたらす可能性を示唆しています。過去数年の間に、パイソンニドウイルス（現在はセルペントウイルスとして再分類）は、パイソンの致命的な病気の主な原因となっています。サーペントウイルスは急速に蔓延し、高い罹患率と死亡率を伴うため、飼育下のヘビのコレクションにとって脅威となっています。我々の研究では、これまでの証拠とは異なり、このウイルスは気道だけに影響を与えるのではなく、血液単球で全身に広がり、標的細胞のスペクトルが広く、様々な病変を誘発しうることが示されている。ニドウイルスは、MERS-CoV、SARS-CoV、SARS-CoV-2などの重要な人獣共通感染症病原体を危険にさらす動物・ヒトウイルスの一種である。セルペントウイルスは，上述のヒトウイルスと同じ目に属し，類似した特徴（急速な伝播，呼吸器・消化器系への移行性など）を示す．本研究は、ニドウイルス目のウイルスの複雑性をよりよく理解するために、自然動物の病気との関連性を確認するものである。

In recent years nidoviruses have emerged as important respiratory pathogens of reptiles, affecting captive python populations. In pythons, nidovirus (recently reclassified as serpentovirus) infection induces an inflammation of the upper respiratory and alimentary tract which can develop into a severe, often fatal proliferative pneumonia. We observed pyogranulomatous and fibrinonecrotic lesions in organ systems other than the respiratory tract during full post mortem examinations on 30 serpentovirus RT-PCR positive pythons of varying species originating from Switzerland and Spain. The observations prompted us to study whether this not yet reported wider distribution of lesions is associated with previously unknown serpentoviruses or changes in the serpentovirus genome. RT-PCR and inoculation of cell cultures served to recruit the cases and obtain virus isolates. Immunohistochemistry and immunofluorescence staining against serpentovirus nucleoprotein demonstrated that the virus not only infects a broad spectrum of epithelia (respiratory and alimentary epithelium, hepatocytes, renal tubules, pancreatic ducts etc.), but also intravascular monocytes, intralesional macrophages and endothelial cells. By next-generation sequencing we obtained full length genome for a novel serpentovirus species circulating in Switzerland. Analysis of viral genomes recovered from pythons showing serpentovirus infection associated respiratory or systemic disease did not reveal sequence association to phenotypes, however, functional studies with different strains are needed to confirm this observation. The results indicate that serpentoviruses have a broad cell and tissue tropism, further suggesting that the course of infection could vary and involve lesions in a broad spectrum of tissues and organ systems as a consequence of monocyte-mediated viral systemic spread. During the last years, python nidoviruses (now reclassified as serpentoviruses) have become a primary cause of fatal disease in pythons. Serpentoviruses represent a threat to captive snake collections, as they spread rapidly and can be associated with high morbidity and mortality. Our study indicates that, different from previous evidence, the viruses do not only affect the respiratory tract, but can spread in the entire body with blood monocytes, have a broad spectrum of target cells, and can induce a variety of lesions. Nidovirales is an order of animal and human viruses that compromise important zoonotic pathogens such as MERS-CoV, SARS-CoV, and SARS-CoV-2. Serpentoviruses belong to the same order as the mentioned human viruses and show similar characteristics (rapid spread, respiratory and gastrointestinal tropism, etc.). The present study confirms the relevance of natural animal diseases to better understand the complexity of viruses of the order nidovirales.

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