16S/23S rRNAの遺伝子間スペーサー領域を用いたBartonella種の系統解析、同定、および亜型分類のための研究

16S/23S rRNA intergenic spacer regions for phylogenetic analysis, identification, and subtyping of Bartonella species.

• P Houpikian
• D Raoult

抄録

現在，Bartonella属の種は増加の一途をたどっており，主に海溝熱，カリオン病，桿状血管腫症，心内膜炎，猫ひっかき病，神経網膜炎，無症候性菌血症など，多種多様なヒト疾患に関与していることが確認されている．このように感染症のスペクトルが広いことから、系統学的・疫学的研究を行うためには、種や株の同定ツールの開発が必要である。16S/23S rRNAの遺伝子間スペーサー領域（ITS）は、これまでに試験されていない4種、B. vinsonii subsp. arupensis、B. tribocorum、B. alsatica、およびB. koehlerae、ならびにヒトから分離された28株のB. quintana（そのほとんどがフランスのホームレスから分離された）、6株のヒトまたはネコから分離されたB. henselae、5株のネコから分離されたB. clarridgeiae、および4株のヒトから分離されたB. bacilliformisについて配列決定された。パシモニー法と距離法を用いて認識された14種のBartonellaの完全なITS配列から推定した系統樹は、ブートストラップ値が他のテストされた遺伝子で観察されたものよりも高く、統計的に高い支持を得た。5つの系統が同属内で確認され、提案された系統構成は、タンパク質-エンコード遺伝子の配列比較から得られたものと一致した。ITS由来の系統は、Bartonella種の進化的関係を調査し、Bartonella種を同定するための有用なツールであると考えられる。さらに、部分的なITS増幅と配列決定は、各菌株が特定の配列を持っていたため、B. henselae、B. clarridgeiae、およびB. bacilliformis分離株の種内分化のための感度の高い手段を提供します。この手法の疫学調査における有用性が注目される。しかし，B. quintana株では，3つのITS遺伝子型しか同定されておらず，遺伝的不均一性は低かった。それにもかかわらず、フランスのホームレスに感染しているB. quintanaの集団がクローン性ではないことを示すには十分であった。

Species of the genus Bartonella are currently recognized in growing numbers and are involved in an increasing variety of human diseases, mainly trench fever, Carrion's disease, bacillary angiomatosis, endocarditis, cat scratch disease, neuroretinitis, and asymptomatic bacteremia. Such a wide spectrum of infections makes it necessary to develop species and strain identification tools in order to perform phylogenetic and epidemiological studies. The 16S/23S rRNA intergenic spacer region (ITS) was sequenced for four previously untested species, B. vinsonii subsp. arupensis, B. tribocorum, B. alsatica, and B. koehlerae, as well as for 28 human isolates of B. quintana (most of them from French homeless people), six human or cat isolates of B. henselae, five cat isolates of B. clarridgeiae, and four human isolates of B. bacilliformis. Phylogenetic trees inferred from full ITS sequences of the 14 recognized Bartonella species using parsimony and distance methods revealed high statistical support, as bootstrap values were higher than those observed with other tested genes. Five well-supported lineages were identified within the genus and the proposed phylogenetic organization was consistent with that resulting from protein-encoding gene sequence comparisons. The ITS-derived phylogeny appears, therefore, to be a useful tool for investigating the evolutionary relationships of Bartonella species and to identify Bartonella species. Further, partial ITS amplification and sequencing offers a sensitive means of intraspecies differentiation of B. henselae, B. clarridgeiae, and B. bacilliformis isolates, as each strain had a specific sequence. The usefulness of this approach in epidemiological investigations should be highlighted. Among B. quintana strains, however, the genetic heterogeneity was low, as only three ITS genotypes were identified. It was nevertheless sufficient to show that the B. quintana population infecting homeless people in France was not clonal.