東アジアにおける HTLV-1の起源と進化の解明 ～ 八重山のHTLV-1株の系統学的位置づけ ～ 履修番号：307127　　　氏名：本田徳鷹 所属教室：熱帯医学研究所　 　　　　　　　国際保健学分野　　　　　　　　　　　　　 担当教員：江口克之、山本太郎

目的 ? 南西諸島の西端に位置する八重山諸島から得られたHTLV-1株について、系統学的な位置づけを明らかにする。 主要な移動ルート：樺太→北海道、朝鮮半島→西日本、南西諸島→九州南部 東アジアにおけるHTLV-1の研究の中で、南西日本と北海道に分布の偏りを見つけた。これは、人－人感染によるものであり、その感染ルートの中で重要な八重山諸島から得られたHTLV-1株について、系統学的な位置づけを明らかにする。 ? (Hinuma et al. 1982)

背景 ヒトのT細胞に感染するレトロウイルス 感染様式：大量の感染細胞の存在が必要 感染経路： １．母子感染 ２．性的接触による感染 　　　　　　　　　２．性的接触による感染 　　　　　　　　　３．輸血による感染 病原性：成人T細胞白血病（ATL）、HTLV-1関連脊髄症（HAM） 世界的流行地域：アフリカ、メラネシア、日本、中南米 日本国内における流行地域：南西日本 亜型：中央アフリカ亜型 　　　　　　メラネシア亜型 　　　　　　コスモポリタン亜型 （大陸横断亜群、日本亜群など３～５群）

具体的な研究目標 八重山のHTLV-1株の系統学的位置づけを行う。 日本におけるHTLV-1の起源に対する考察を試みる。

対象 検体：沖縄県八重山諸島から得られたHTLV-１株 解析領域：近縁なウイルス株の系統関係の解明を目指しているため、進化速度が比較的速いと考えられているLTR領域を解析対象とした。

方法（１） １．DNA抽出 ２．PCR法 （Primer BLASTを用いて設計したプライマー） ３．Exosap処理 ４．サイクルシークエンス反応 （２～４を２～３回） ５．塩基配列決定 ６．系統解析

方法（２） 国際保健学分野がすでに読み取った日本各地のHTLV-1株のシークエンスを含めて、、、 ClustalWを用いてアラインメント Phymlを用いて最尤法系統解析 Mega4を用いて解析結果を視覚化 西アフリカ亜型（HTLV-1d）に属するウイルス株（L76310）を外群として有根樹とした

結果（１） 系統解析 大陸横断亜群 日本亜群 E株 D株 赤：検体、黒：JSPFADより提供された日本各地のHTLV-1ウイルス株 47011003沖縄 47011001沖縄 4701100沖縄 4701059沖縄 4701054沖縄 4701096沖縄 4701052沖縄 4701078沖縄 47011009沖縄 4701070沖縄 4701053沖縄 B株 47011002沖縄 4701073沖縄 4701066沖縄 3902037高知 01011056北海道 04080801加計呂麻島 43011017KM 0101024北海道 39021003高知 01011023北海道 14080801加計呂麻島 16080802加計呂麻島 04080807加計呂麻島 08080801加計呂麻島 14080806加計呂麻島 47010040沖縄 3902028高知 3902025高知 3902038高知 E株 A株 3902014高知 14080803加計呂麻島 42030603長崎 07080804加計呂麻島 C株 01011055北海道 3902009高知 3902021高知 03011004岩手 03011001岩手 03011005岩手 J02029 03011002岩手 08080802加計呂麻島 D株 85 82 92 97 93 大陸横断亜群 日本亜群 赤：検体、黒：JSPFADより提供された日本各地のHTLV-1ウイルス株

結果（２） 分岐年代推定 E株 D株 B株 C株 D株 E株 A株 14116(年) 3382 4040 4251 47011003沖縄 47011001沖縄 4701100沖縄 4701059沖縄 4701054沖縄 4701096沖縄 85 4701052沖縄 4701078沖縄 47011009沖縄 4701070沖縄 A株と他４検体の間で塩基の違いのあった場所の数を数えた。 B株：15/690（変異/塩基） C株：3/576 （変異/塩基） D株：4/643 （変異/塩基） E株：4/611 （変異/塩基） 先行論文（Van　Dooren　et al 2001)に従い、LTR領域の進化速度を1.54×10⁻⁶変異/塩基/年と仮定した。 上記の変異に要した期間を計算した。 B株 4701053沖縄 82 47011002沖縄 4701073沖縄 4701066沖縄 3902037高知 01011056北海道 04080801加計呂麻島 43011017KM 0101024北海道 93 39021003高知 01011023北海道 92 14080801加計呂麻島 97 16080802加計呂麻島 04080807加計呂麻島 08080801加計呂麻島 14080806加計呂麻島 47010040沖縄 3902028高知 E株 3902025高知 3902038高知 A株 3902014高知 14080803加計呂麻島 42030603長崎 C株 07080804加計呂麻島 85 01011055北海道 3902009高知 3902021高知 03011004岩手 03011001岩手 85 03011005岩手 J02029 D株 03011002岩手 08080802加計呂麻島 0.005 B株 C株 D株 E株 A株 14116(年) 3382 4040 4251

結論（１） 八重山における大陸横断亜群の比率は20％(1/5)であった。

日本および周辺地域の大陸横断群と日本亜群の比率を合わせると、図のような分布をしていると考えられます。まず日本の中央部は流行の見られない地域です。その外側に日本亜群が優勢あるいは支配的な地域が広がっています。さらに外側に大陸横断亜群が優勢な地域があります。そして本研究対象地域は二つの亜群の分布の移行帯に位置することが明らかになりました

結論（２） 日本亜群（A株）と大陸横断亜群（B株）の分岐の時期は約14000年前と推定され、後期旧石器時代から縄文時代初期に相当する。 一方、日本亜群に属する、A株、C株、D株、E株が互いに分岐した時期は約3300年から4200年前と推定され、縄文時代後期から晩期に相当する。

結論（２） 日本亜群（A株）と大陸横断亜群（B株）の分岐の時期は約14000年前と推定された。このころは後期旧石器時代から縄文時代初期に相当し、日本列島にヒトが移住し、放浪生活から定住生活へと移行した時期である。 一方、日本亜群に属する、A株、C株、D株、E株が互いに分岐した時期は約3300年から4200年前と推定され、縄文時代後期から晩期に相当する。北部九州の縄文後期、晩期の遺物の研究から、当時すでに焼畑農耕がおこなわれていたことが示唆されている。 HTLV-1の系統解析、分岐年代推定の結果と、考古学的な知見を総合し、現在見られるHTLV-1の地域偏在性がどのように成立したかを、大胆なタッチで描いてみました。 後期旧石器時代から縄文初期にかけての時期に、大陸横断亜群キャリアをふくむヒト集団が日本に移住し、定住し始めました。矢印で示したようなルートが考えられます。その後、縄文時代中期から後期ごろに、おそらく朝鮮半島経由で、日本亜群キャリアを含むヒト集団が移入してきました。このころから初期の農耕が始っているので、以前の集団に比べこれらの集団はかくだいしやすく、そのけっかとして、日本亜群も次第に支配的になってきました。そして弥生時代以降、渡来系弥生人やいわゆる渡来人と呼ばれるヒト集団が日本に移入してきました。彼らはさらに進んだ農耕技術と金属器を製造・使用する技術により、西日本を中心に勢力を拡大していきました。もしこのようなヒト集団がHTLV-1を持たなかったのであれば、このようなドーナツ型の分布パターンが形成されると考えられます。 ただし、日本では近代から現代にかけて、ヒトの移動が急激に盛んになってきたため、HTLV-1のような垂直感染により継代される病原体の時空間的分布を論じるためには、さらに多くの検体に基づく解析が必要と思われます。

謝辞 最後になりましたが、山本先生を始めとする国際保健学教室の皆さん、そして特に熱心に指導して下さった江口先生！ たくさんご迷惑をおかけしましたが、ありがとうございました！！