馬のゲノムスケールの進化と微小力学H3N8インフルエンザAウイルス

H3N8およびH7N7サブタイプの馬インフルエンザウイルス（EIV）は、馬の重要な病気の原因剤です。EIV H7N7は明らかに絶滅していますが、H3N8ウイルスは50年以上循環しています。ヒトインフルエンザウイルスのように、EIV H3N8は大陸横断的なパンデミックを引き起こし、その後、ワクチン接種が高い集団でさえ、さらなる発生や流行が続きました。最近、EIV H3N8は犬に感染するために種の障壁を飛び越えました。感染症の薬剤としての重要性にもかかわらず、EIVの進化的および疫学的ダイナミクスを支えるメカニズムは、特にゲノムスケールではあまり理解されていません。EIV H3N8の進化的歴史と系列を決定するために、45年の間にサンプリングされた82の完全なウイルスゲノムの広範な分析を実施しました。サブタイプ内の両方の再検討がEIVの進化に大きな役割を果たしていることを示しており、アサブタイプ内の再分散が毒性の強化をもたらし、ヘテロサブタイピックの再配置がEIV H7N7の延長に貢献したことを示唆しています。また、同様の免疫選択圧の影響を受けるように見える場合でも、EIVは他のインフルエンザウイルスよりも遅い速度で進化することも示しています。ただし、ポリメラーゼ酸性（PA）セグメントでは、比較的高いアミノ酸置換速度が観察されており、適応進化に関するいくつかの証拠があります。最も顕著なのは、ウイルス集団のダイナミクスの分析により、1980年代にEIV H3N8の主要な人口ボトルネックの証拠が提供されたことです。これは、ワクチン接種の補償の増加による群れの免疫の変化に起因したことを示唆しています。

Equine influenza viruses (EIVs) of the H3N8 and H7N7 subtypes are the causative agents of an important disease of horses. While EIV H7N7 apparently is extinct, H3N8 viruses have circulated for more than 50 years. Like human influenza viruses, EIV H3N8 caused a transcontinental pandemic followed by further outbreaks and epidemics, even in populations with high vaccination coverage. Recently, EIV H3N8 jumped the species barrier to infect dogs. Despite its importance as an agent of infectious disease, the mechanisms that underpin the evolutionary and epidemiological dynamics of EIV are poorly understood, particularly at a genomic scale. To determine the evolutionary history and phylodynamics of EIV H3N8, we conducted an extensive analysis of 82 complete viral genomes sampled during a 45-year span. We show that both intra- and intersubtype reassortment have played a major role in the evolution of EIV, and we suggest that intrasubtype reassortment resulted in enhanced virulence while heterosubtypic reassortment contributed to the extinction of EIV H7N7. We also show that EIV evolves at a slower rate than other influenza viruses, even though it seems to be subject to similar immune selection pressures. However, a relatively high rate of amino acid replacement is observed in the polymerase acidic (PA) segment, with some evidence for adaptive evolution. Most notably, an analysis of viral population dynamics provided evidence for a major population bottleneck of EIV H3N8 during the 1980s, which we suggest resulted from changes in herd immunity due to an increase in vaccination coverage.