進行性多巣性白質脳症を引き起こすJCウイルスの再活性化機序の解析と評価系の構築
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21K07450
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52020:Neurology-related
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| Research Institution | National Institute of Infectious Diseases |
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Principal Investigator |
中道 一生 国立感染症研究所, ウイルス第一部, 主任研究官 (50348190)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 神経感染症 / 脳 / ウイルス / 脱髄疾患 / 検査技術 / 脳神経疾患 / 医療・福祉 / 感染症 |
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| Outline of Research at the Start |
進行性多巣性白質脳症（Progressive Multifocal Leukoencephalopathy: PML）はJCウイルス(JCV)に起因する重篤な脱髄疾患である。JCVは多くの成人の末梢部位にて無症候性に持続感染しており、免疫能の低下に伴ってJCVが再活性化および変異し、脳内で増殖する。PMLの根本的治療法は確立されておらず、深刻な後遺症もしくは致死的転帰を伴うことが多い。本研究では、PMLの背景疾患を有する患者におけるJCVの再活性化機序を包括的に解析し、そのリスク評価に資する検査系を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
進行性多巣性白質脳症(Progressive Multifocal Leukoencephalopathy: PML)は免疫不全や免疫抑制治療等を背景として生じる重篤な脱髄疾患であり、JCウイルス(JCV)によって引き起こされる。多くの成人では、一様なウイルスゲノムの配列を有するJCV(アーキタイプ)が腎臓において持続感染、およびリンパ節や骨髄等において潜伏感染を成立させている。免疫能が低下した患者では、末梢部位のアーキタイプJCVの増殖が再活性化し、ゲノムの一部が変異したJCV(プロトタイプ)が脳内のオリゴデンドロサイトで増殖することで脱髄に至る。PMLの根本的治療法は確立されておらず、治療がなされても深刻な後遺症を呈することが多い。本研究は「PMLの背景疾患を有する患者の末梢検体中のJCVの出現量および変異パターンに基づいて再活性化機序を包括的に解析し、PMLのリスク評価に資する基盤的データならびにハイスループット検査系を構築する」ことを目的とする。前年度における本研究では、PMLの素因を有しながらもPMLを生じていない患者(非PML患者)の尿および血液を対象として、JCVのスクリーニングを実施した。令和4年度における本研究では、臨床においてPMLが疑われた患者の血液分画(血漿および白血球)を対象としてJCVのPCR検出を試み、JCVの出現パターンを解析した。①脳脊髄液中にJCVが検出されず、PMLの診断に至らなかった患者群の血液においては、高感度検出系を用いてもJCVが検出されなかった。他方、②脳脊髄液中に微量のJCVが検出され、PMLとして早期のステージに該当した患者群では、白血球よりも血漿において高い頻度でプロトタイプJCVが検出された。これらの結果より、血漿を対象としたJCVの高感度検出はPMLの診断における補助的なスクリーニング技術となりうることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度においては、PML疑い患者の血液を対象としてJCVの出現頻度、コピー数、および変異の有無を解析した。また、赤血球を含まない血液分画(血漿および白血球)を分離し、それらのサンプルから高度に濃縮および精製されたDNAをPCRに用いることで、より高感度なJCV検出系を至適化した。本検出系は、PML患者の血液中に存在する変異型(プロトタイプ)JCVを捕捉することが可能であり、PMLの早期診断のためのスクリーニング、もしくは脳脊髄液の採取が困難な状況でのJCV検査において有用である。ただし、脳脊髄液中にJCVが検出されPMLと診断された症例であっても、血液中にJCVが検出されなかった患者が散見されたことから、血液を対象としたJCV検出はPMLの診断における補助的な意義付けに留まることが示唆された。加えて、血漿や白血球におけるJCVの出現はウイルスの再活性化を反映しているが、その段階においてはすでに早期のPMLが生じ始めていることが推察された。PMLの素因を有している患者がJCVに感染しているか、あるいは末梢部位においてJCVの増殖が再活性化しているか点については、検体の種類の変更、もしくは検出系のさらなる高感度化が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度における本研究では、PMLを発症していない患者においても高コピー数のJCVが尿中に放出されうることが示唆された。また、定量的PCR検査を目的として尿から核酸を抽出する場合、(手動および自動に関わらず)その作業工程においてJCV-DNAによる他の検体や作業環境の汚染が懸念された。尿にはPCR阻害物質が含まれているため、ダイレクトPCRによる核酸抽出作業の省略は困難である。そのため、本年度では血液中のJCVについて重点的に解析し、尿中のJCVによるクロスコンタミネーションの回避策については次年度以降に検討することとした。令和5年度の本研究では、完全閉鎖系の限外濾過を用いたPCR阻害物質の除去によって核酸抽出をスキップし、DNA汚染のリスクを回避しながら尿中JCVを検出するためのハイスループット検出系を開発する。本検出系はPMLの素因を有する患者におけるJCVの感染の有無や再活性化を調べる上で必要不可欠であり、今後の研究の推進において重要なスクリーニング技術となる。
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Report
(2 results)
Research Products
(27 results)
