Research press release

疫学:季節性H1N1インフルエンザウイルスが1918年のパンデミック株に由来している可能性

Nature Communications

Epidemiology: Seasonal H1N1 flu may be descended from 1918 pandemic strain

季節性H1N1インフルエンザウイルスは、1918年にインフルエンザの世界的な大流行(パンデミック)を引き起こしたインフルエンザ株に直接由来している可能性があることを示唆した論文が、Nature Communications に掲載される。今回の知見は、1918年のパンデミックの際にヨーロッパで収集された標本のゲノム解析にに基づいている。

1918年のパンデミックでは、全世界で5000万~1億人の死者が出たと推定されている。このパンデミックの時期と広がりに関する我々の理解は、パンデミックが1918年秋にピークに達し、1919年冬まで続いたことを示す歴史的記録と医療記録に基づいている。しかし、このパンデミックがウイルス起源であることが確認されたのは1930年代になってからであり、その後の研究で、このウイルスはH1N1亜型のA型インフルエンザウイルス(IAV)であったことが示唆された。1918年のインフルエンザウイルスのゲノム解析は、その時期のウイルスの塩基配列が希少であるために難しくなっている。

今回、Sébastien Calvignac-Spencerたちは、ドイツとオーストリアの博物館の歴史的アーカイブに保管されていた、1901~1931年に収集された複数の個人由来の13点の肺標本(そのうちの6点は1918~1919年に採取された)を解析した。Calvignac-Spencerたちは、これらの標本のうち、1918年6月にベルリンで採取された標本から部分的なゲノム塩基配列2点と、1918年にミュンヘンで採取された標本から完全なゲノム塩基配列を得た。Calvignac-Spencerたちは、これらの標本に由来するゲノムの多様性が、ウイルスの局所的伝播事象と長距離分散事象の両方が起こったことと矛盾しないという見解を示している。また、パンデミックのピークの前後のゲノムを比較した結果、抗ウイルス応答に対する耐性に関連する核タンパク質遺伝子が多様化したことが示唆された。これによりインフルエンザウイルスがヒトに適応したのかもしれない。また、Calvignac-Spencerたちは、進化の時間スケールを推定する方法である分子時計モデル化も実施し、季節性H1N1インフルエンザウイルスの全てのゲノム分節が最初の1918年のパンデミック株に直接由来しているかもしれないと示唆した。この知見は、季節性ウイルスが再集合(異なるウイルス間でのゲノム分節の交換)によって出現したことを示唆する他の仮説と相いれない。

Calvignac-Spencerたちは、試料の数がまだ不足しているが、今回の研究で得られた1918年のインフルエンザパンデミックの進化と進行に関する知見は、歴史的アーカイブを調査することの価値を明確に示している。

The seasonal H1N1 flu virus may be a direct descendant of the 1918 influenza strain that caused a global flu pandemic, suggests a paper published in Nature Communications. The findings are based on the genomic analysis of samples that were collected in Europe during the 1918 pandemic.

The 1918 pandemic is estimated to have cost the lives 50 to 100 million people worldwide. Our understanding of its spread and timing is based on historical and medical records, which indicate its peak occurred in the autumn of 1918 and it continued through to winter 1919. However, it was only in the 1930s that it was confirmed to be of viral origin, while more recent research has since suggested the virus was an influenza A virus (IAV) of the H1N1 subtype. Genomic analysis of the 1918 virus is difficult due to the rarity of viral sequences from the time period.

Sébastien Calvignac-Spencer and colleagues analysed 13 lung specimens from different individuals stored in historical archives of museums in Germany and Austria, collected between 1901 and 1931, which included 6 samples collected in 1918 and 1919. From these they were able to sequence two partial genomes collected in Berlin in June 1918 and a complete genome collected in Munich in 1918. The authors suggest that the genomic diversity of the samples is consistent with a combination of local transmission and long-distance dispersal events. They compared genomes from before and after the pandemic’s peak and suggest there is a variation in the nucleoprotein gene which is associated with resistance to antiviral responses and could have enabled the virus’ adaptation to humans. The authors also conducted molecular clock modelling, a method which allows evolutionary timescales to be estimated, and suggest that all genomic segments of the seasonal H1N1 flu could be directly descended from the initial 1918 pandemic strain. This contradicts other hypotheses which suggest the seasonal virus emerged through reassortment (the exchange of genomic segments between different viruses).

The authors highlight that samples are still scarce but the insights gained here into the evolution and progress of the 1918 flu pandemic show the value of prospecting historical archives.

doi: 10.1038/s41467-022-29614-9

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