新型（豚）インフルエンザの通説を斬る（１１）：５つのインフルエンザの配列比較

＊この記事はFireFox だと図やアミノ酸が正しく表示されないので、Safari などで御覧下さい。
＊10/15 アミノ酸配列の比較図を追加しました。
＊研究者でない方にも分かりやすく・・という外岡先生のご要望がありましたので、10/23 に一部を別記事に分けています。

新型（豚）インフルエンザは「新型」と呼べるほどアミノ酸配列が異なるのか？という検証です。

６〜７月に行った１年生とのインフルエンザをテーマとしたセミナーでは、インフルエンザに関する資料を色々調べた最後に、新型（豚）インフルエンザ）のヘマグルチニン＝ＨＡタンパク質のアミノ酸を比較しました。

ＨＡタンパク質はウイルスの表面に露出しているタンパク質で、ウイルスが細胞に取り込まれる時に使われます。ＨＡタンパク質と細胞側のレセプターの立体構造が合わないとウイルスは取り込まれないので、ＨＡタンパク質は感染する動物種と感染する臓器を決めていると言われています。

また、日本で使われているインフルエンザのワクチンは精製したＨＡタンパク質が材料で（諸外国では生きている弱毒性のウイルスや、変性させたウイルス粒子を使うこともあるらしいです）、ＨＡタンパク質に対する抗体を得ることを目的としています。
つまり、ウイルスが細胞表面に取りついた時に抗体が存在すればウイルスが不活化されて侵入出来ないということです。

＜配列比較に用いたデータは以下のように選びました＞
○スペイン風邪は初めて遺伝子の解析に成功した Dr. Taubenburger の論文より引用しました。
○季節性インフルエンザは2009から2010年の北半球・2009年の南半球のワクチン推奨株であるA/Brisbane/59/2007 (H1N1)-like virus の配列です。
http://idsc.tokyo-eiken.go.jp/epid/2008/tbkj2904.html
○新型（豚）インフルエンザは大阪の機関がタミフル耐性を確認しながら、論文投稿を優先させた・・とニュースになった時の株の配列です。
○トリインフルエンザは実際にヒトに感染した株を選びました。
○従来の豚インフルエンザはこれといった考えはなく、最近流行した株を選びました。

青字：シグナルペプチド 赤字：HA 開裂部位

AF117241 (Spanish flu HA)ヒト・スペイン風邪（解析に成功した３人分の検体のうち１名分）　
MEARLLVLLCAFAATNADTICIGYHANNSTDTVDTVLEKNVTVTHSVNLLEDSHNGKLCKLKGIAPLQLGKCNIAGWLLGNPECDLLLTASSWSYIVETSNSENGTCYPGDFIDYEELREQLSSVSSFEKFEIFPKTSSWPNHETTKGVTAACSYAGASSFYRNLLWLTKKGSSYPKLSKSYVNNKGKEVLVLWGVHHPPTGTDQQSLYQNADAYVSVGSSKYNRRFTPEIAARPKVRDQAGRMNYYWTLLEPGDTITFEATGNLIAPWYAFALNRGSGSGIITSDAPVHDCNTKCQTPHGAINSSLPFQNIHPVTIGECPKYVRSTKLRMATGLRNIPSIQSRGLFGAIAGFIEGGWTGMIDGWYGYHHQNEQGSGYAADQKSTQNAIDGITNKVNSVIEKMNTQFTAVGKEFNNLERRIENLNKKVDDGFLDIWTYNAELLVLLENERTLDFHDSNVRNLYEKVKSQLKNNAKEIGNGCFEFYHKCDDACMESVRNGTYDYPKYSEESKLNREEIDGVKLESMGVYQILAIYSTVASSLVLLVSLGAISFWMCSNGSLQCRICI
AF116576 / AF116576（残り２名の検体）は塩基が１残基ずつ異なるのみでアミノ酸配列は同じ

CY030232 (A/Brisbane/59/2007)ヒト・季節性インフルエンザ（ワクチン推奨株）
MKVKLLVLLCTFTATYADTICIGYHANNSTDTVDTVLEKNVTVTHSVNLLENSHNGKLCLLKGIAPLQLGNCSVAGWILGNPECELLISKESWSYIVEKPNPENGTCYPGHFADYEELREQLSSVSSFERFEIFPKESSWPNHTVTGVSASCSHNGESSFYRNLLWLTGKNGLYPNLSKSYANNKEKEVLVLWGVHHPPNIGIQKALYHTENAYVSVVSSHYSRKFTPEIAKRPKVRDQEGRINYYWTLLEPGDTIIFEANGNLIAPRYAFALSRGFGSGIINSNAPMDKCDAKCQTPQGAINSSLPFQNVHPVTIGECPKYVRSAKLRMVTGLRNIPSIQSRGLFGAIAGFIEGGWTGMVDGWYGYHHQNEQGSGYAADQKSTQNAINGITNKVNSVIEKMNTQFTAVGKEFNKLERRMENLNKKVDDGFIDIWTYNAELLVLLENERTLDFHDSNVKNLYEKVKSQLKNNAKEIGNGCFEFYHKCNDECMESVKNGTYDYPKYSEESKLNREKIDGVKLESMGVYQILAIYSTVASSLVLLVSLGAISFWMCSNGSLQCRICI

GQ365444 (H1N109, Osaka, HA)ヒト・大阪・09 年型新型（豚）インフルエンザ（タミフル耐性を獲得したものですが、変異は HA ではなく NA に入っています）
MKAILVVLLYTFATANADTLCIGYHANNSTDTVDTVLEKNVTVTHSVNLLEDKHNGKLCKLRGVAPLHLGKCNIAGWILGNPECESLSTASSWSYIVETSSSDNGTCYPGDFIDYEELREQLSSVSSFERFEIFPKTSSWPNHDSNKGVTAACPHAGAKSFYKNLIWLIKKGNSYPKLSKSYINDKGKEVLVLWGIHHPSTSADQQSLYQNADAYVFVGSSRYSKKFKPEIAIRPKVRDQEGRMNYYWTLVEPGDKITFEATGNLVVPRYAFAMERNAGSGIIISDTPVHDCNTTCQTPKGAINTSLPFQNIHPITIGKCPKYVKSTKLRLATGLRNVPSIQSRGLFGAIAGFIEGGWTGMVDGWYGYHHQNEQGSGYAADLKSTQNAIDEITNKVNSVIEKMNTQFTAVGKEFNHLEKRIENLNKKVDDGFLDIWTYNAELLVLLENERTLDYHDSNVKNLYEKVRSQLKNNAKEIGNGCFEFYHKCDNTCMESVKNGTYDYPKYSEEAKLNREEIDGVKLESTRIYQILAIYSTVASSLVLVVSLGAISFWMCSNGSLQCRICI

EU604689 (A/swine/OH/511445/2007)豚H1N1・オハイオ州で 2007 年に回収された株
MKAILVVLLYTFTTANADTLCIGYHANNSTDTVDTVLEKNVTVTHSVNLLENRHNGKLCKLRGVAPLHLGKCNIAGWLLGNPECESLSTASSWSYIVETSNSDNGTCYPGDFINYEELREQLSSVSSFERFEIFPKTSSWPNHDTNRGVTAACPHAGTNSFYRNLIWLVKKGNSYPKINKSYINNKEKEVLVLWAIHHPSTSADQQSLYQNADAYVFVGSSRYSRKFEPEIATRPKVRDQAGRMNYYWTLVEPGDKITFEATGNLVVPRYAFALKRNSGSGIIISDTSVHDCDTTCQTPNGAINTSLPFQNIHPVTIGECPKYVKSTKLRMATGLRNIPSIQSRGLFGAIAGFIEGGWTGMIDGWYGYHHQNEQGSGYAADLKSTQNAIDGITNKVNSVIEKMNTQFTAVGKEFSHLERRIENLNKKVDDGFLDIWTYNAELLVLLENERTLDYHDSNVKNLYEKVRSQLKNNAKEIGNGCFEFYHKCDDTCMESVKNGTYDYPKYSEEAKLNREEIDGVKLESTRIYQILAIYSTVASSLVLVVSLGAISFWMCSNGSLQCRICIH1

EU499372.1　(A/Laos/Nong Khai 1/2007(H5N1))　タイでヒトが感染したH5N1
MEKIVLLLAIVSLVKSDQICIGYHANNSTEQVDTIMEKNVTVTHAQDILEKTHNGKLCDLDGVKPLILRDCSVAGWLLGNPMCDEFINVPEWSYIVEKANPANDLCYPGNFNDYEELKHLLSRINHFEKIQIIPRSSWSDHEASSGVSSACPYQGTPSFFRNVVWLIKKNNTYPTIKRSYNNTNQEDLLILWGIHHSSDAAEQTKLYQNPTTYISVGTSTLNQRLVPKIATRSKVNGQSGRMDFFWTMLRPNDAINFESNGNFIAPEYAYKIVKKGDSAIMKSEVEYGNCNTKCQTPIGAINSSMPFHNIHPLTIGECPKYVKSNKLVLATGLRNSPLRERRRKRGLFGAIAGFIEGGWQGMVDGWYGYHHSNEQGSGYAADKESTQKAIDGVTNKVNSIIDKMNTQFEAVGREFNNLERRIENLNKKMEDGFLDVWTYNAELLVLMENERTLDFHDSNVKNLYDKVRLQLRDNAKELGNGCFEFYHKCDNECMESVKNGTYDYPQYSEEARLKREEISGVKLESIGTYQILSIYSTAASSLALAIMVAGLSLWMCSNGSLQCRIC

アミノ酸一つの変化でタミフル耐性を獲得することもあるので、配列だけで語れることは少ないかも知れませんが、このデータから何か読み取れる方がいらしたら、コメントお願いします。

私と学生の考察は別の記事にまとめ直しました。
http://blogs.yahoo.co.jp/bloom_komichi/62468444.html

[bloom＠花咲く小径]

このデータから私が読み取っていることは「季節性インフルエンザの予防接種を打ち続けた人は新型（豚）インフルエンザに感染しづらく、症状も軽い」という最近の報告があながちガセではないかな・・ということです。

「季節性インフルエンザの予防接種が新型（豚）インフルエンザの予防には役に立たない」という話は、アミノ酸配列が１割くらい違うので本当だと思います。

反面、９割が同じなので、予防接種を受けた人の体内で作られる抗体（１５アミノ酸くらいを一つの抗原として認識している）の中には、両者を共通して認識するものがあると思います。
それが感染は防がなくとも症状を緩和する可能性は考えられます。

これは、インフルエンザの感染履歴が少なく、予防接種も定着していない先住民族で新型（豚）インフルエンザの症状が悪化しやすい・・という報告とも論理的に合うんですね。

とりあえず、４年連続で接種を受け続けた我が家はイギリスで発症したらしい長女を除き、まだ誰も倒れていません。

[bloom＠花咲く小径]

Dr. びんさんより以下のコメントが禁止語句を含んでいるとかで、書き込み出来なかったとお知らせがありました。

「アミノ酸配列のご提示ありがとうございます。まったくちんぷんかんぷんですが、とってもかっこいいです。科学者だなあーって感じですね。アミノ酸配列がどれくらい同じなのか、塩梅がわからないのでなんともいえないのですが、そういっていることで、もうすでにだめな感じがします。

インフルエンザとひとまとまりにして考えていますが、臨床像から見ると、鳥インフルエンザはかけ離れているわけですし、今回の新型（豚）と季節はどうも似通っているようです。」

この中に問題の語句は無さそうですけどね・・確かに配列だけ出されても困ると思って Clustal で簡単にまとめた図をアップしました。

[bloom＠花咲く小径]

おかげで懸案だった clustal Ver2.0.12・TreeX・NJ-Tree の導入が出来ました。これまでは PoweBook に入れていたクラシック版か、学生用のウィンドウズ版で解析していました。

clustal Ver2.0.12：ウィンドウズで動かしていた元データの改行コードが原因（新しい版はUNIX改行コードに限定だそうです）で読み込めなかったのですが、耳かきエディットで解決しました。
http://www.mimikaki.net/ttp://www.mimikaki.net/
http://www4.atwiki.jp/yotagarao/pages/102.html

TreeX は新バージョンで outgroup の指定が出来なくなっていることに驚き、系統樹のソフトを NJ-Tree に変更しました。
http://lbm.ab.a.u-tokyo.ac.jp/~omori/h_phylogeny/

使いこなせていないので、美しくない図ですが、トリの H5N1 以外の４つはかなりアミノ酸が似ていることが分かると思います。

[bloom＠花咲く小径]

トリは HA 開裂部位に R・K の連続があり（カラフルな図の３段目）、これが強毒性に関与すると言われています。その説を信じるなら、今回の新型（豚）インフルエンザは弱毒性である可能性が高く、またトリ型の強毒性株に変異するにはアミノ酸が３個増えるような変異が必要です。

点変異は複製の過程で簡単に入りますが、アミノ酸が増えるような挿入変異は確率が非常に低いです。

同じ論理で感染症研究所の田代先生（←胡散臭い人ですけど）が「トリインフルエンザが欠失変異を起こして強毒性が弱毒性に変化する可能性は低い」と説明している下りがあります。
http://www.nikkeibp.co.jp/sj/2/interview/90/index3.html

私はこのアミノ酸配列比較から「強毒性とも思えないし、この先致死性が上がるとも思えない」という印象を受けましたが、記事内に書いたようにアミノ酸配列と感染性や致死性の関係について十分な知識が無いので（・・というより、研究分野としてはまだ分かっていないことが多いと思います）、断定してはいけないと思っています。

[Dr.びん]

bloom@花咲く小径さま、Ｄｒ．びんです。
アミノ酸配列のご提示ありがとうございます。このように比較していただくと、私にもよくわかりますというか、そんな気がしてかなり感動しました。
強毒性になるためには、アミノ酸が挿入される3個ですので、ＤＮＡが正しい位置に、正しく9個増えなくてはいけない、だから難しいという事でよいのですよね。
あと、下の樹形図（トーナメント表みたいなやつ）ですが、100とか、56の数字の意味を教えていただけますでしょうか。

[twi*kl*c*mets]

配列で注目すべき箇所があります。

アラインメントした図の２段目、H5N1で２００残基付近、DAAEというのがあります。
Swine でTSAD、SpanishでTGTD のところです。
そのD（アスパラギン酸）がポイントです。

また、その３５残基くらい先、H5N1でVNGQというのがあります。
Swine, SpanishともにVRDQのところです。そのDもポイントです。

ここの両方がDになると、もはや豚や鳥ではなく、人に感染しやすくなる、
即ちヒトのウイルスと考えられています。SwineH1N1は、両方Dですね。
要するにもう豚インフルエンザウイルスではなく、ヒトインフルエンザウイルス
だと考えられるのです。
この元になった豚のウイルスがどうだったかわかりませんが、少なくとも
1930年に流行した豚インフルエンザは、左がD、右がG（グリシン）でした。

[twi*kl*c*mets]

ここからは想像ですが、豚あるいは人の中で、いつかはわかりませんが、
とにかくどこかで右側のGが、Dに変異したため、急激にヒトに感染しやすく
なったと考えられると思います。

また、ここに挙げられているSpanishは、両方Dですが、他のスペイン風邪
由来の配列をみると、片方Gのものも混在していたことがわかります。

[bloom＠花咲く小径]

Dr. びんさん、

＞ＤＮＡが正しい位置に、正しく9個増えなくてはいけない、だから難しいという事でよいのですよね。

はい、その通りです。田代委員は逆に「９個きれいに塩基が抜けるのは無理だから、強毒性がヒトに感染するようになったら弱毒性に変化する可能性は低い」と言っています。

枝分かれの根本にある数字ですが、アバウトに説明すると「１００％の確率で、同じグループですよ」「５６％の確率で仲間と言えるのではないでしょうか・・」ということです。
５０を切ってしまう時は、もう少し進化の間をつなぐようなメンバーを探す必要があります。
今回は分かりやすくするために５つのインフルエンザを選びましたが、この分岐に至るまで色々な株が出ています。

[bloom＠花咲く小径]

この系統樹からは長らく豚で受け継がれていたインフルエンザ株がヒトに感染するようになったんだな・・ということが推測されますね。
でも他の７つの遺伝子についても同様の解析が必要だと思います。

ちなみにスペイン風邪は系統樹ではややトリ寄りに出るので、トリ→豚→ヒト・・と宿主を変えたのではないか？という説が出ていますが、スペイン風邪にかなり近いトリウイルス、というのは当時のトリサンプルからは見つからなかったと聞きました。

でもＤＮＡが発見される４０年くらい前の、１９１８年の話ですから「当時のサンプル」も十分ではなかったと思います。

今は豚からヒトへの感染を（その逆も）警戒して、日本の色々な畜産試験場が豚インフルエンザのサンプルを毎年集めています。
その中にはヒトとほとんど同じ、という配列のものもあるそうで、豚とヒトは元々感染を言ったり来たりしているんじゃないかと思います。

[bloom＠花咲く小径]

twinklecomet さんのご指摘のように、最近は「このアミノ酸が○になったら宿主が変わる」という研究がさかんです。でもセミナーで調べてきた学生によるとまだ分かっていないことがたくさんあるそうです。

同様に毒性も「ここが変わったら強毒性に！」という研究はまだ十分ではないそうです。

タンパク質はくねくねに折りたたまれているので、全く離れた場所のアミノ酸どうしが立体構造では近い場所に来ることがあるんですよね。
だから研究者が「このアミノ酸が△に変わったのが意味があるんです！」と論文を出しても、実験が不十分だと感じたら私は話半分くらいに聞いています。

でも最近は立体構造データベースも充実してきたので、将来的にはアミノ酸配列から性質を推定出来るようになると思います。

[紅葉]

はじめまして。
大阪市在住の2人の子供を持つ母親です。
少し前の記事に返信させていただくことになって申し訳ありません。
季節性ワクチンを打ち続けたら・・・というお話を興味深く読ませていただきました。
子供の学校でも塾でも何人かの方が罹患されており
いろいろワクチン履歴について聞いてみると
4,5年打ち続けている程度では何人も罹った人はいらっしゃいました。（咳程度〜38度台くらいの症状）
7,8年辺りから10年超えの人ではまだ周りでは
濃厚接触をしたのにも関らず罹ったという話は聞きません。
たまたま偶然なんでしょうか。
アンケート調査でもあれば面白いのになと思ったりもします。

[bloom＠花咲く小径]

紅葉さん初めまして。
ワクチン履歴と感染率（正確には発症率）と発症した時の症状については諸説あるようで、この次の記事でも話題になっています。
http://blogs.yahoo.co.jp/bloom_komichi/62468444.html
もし疑問に感じることがあったら次の記事の方にコメントお願いしますね。

私の見聞きした範囲だと４〜５年接種した人は症状が軽いような気がするんですけどね・・学級閉鎖の効果を含め、こういう時しか取れないデータがあるのだからもったいないと思います。

はじめまして。

BioEditでアライメントして、TreeViewで表示したデータですか？
ハプロタイプ ブロックで解析してみたいですねーー

まだ、あまり記事を読んでいないのですが、面白いブログですね！！

[bloom＠花咲く小径]

LOHAS さん、初めまして。
clustal で解析した生データを手動補正はせずに NJ-Tree に持って行きました。

ハプロタイプブロックについては私はそう詳しくないのですが、山ほど配列が登録されているので可能だとは思います。

ただ、研究業界のインフルエンザ・バブルは終わりつつある印象ですね。製薬業界は結構儲けたと聞きました。