小児期発症の潰瘍性大腸炎における特異的自己抗体・自己抗原の同定と病態解明

• Project/Area Number: 22K15919
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 日衛嶋 栄太郎 京都大学, 医学研究科, 特定病院助教 (60773520)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 小児潰瘍性大腸炎 / 炎症性腸疾患 / 自己抗体 / バイオマーカー / 小児期発症

Outline of Research at the Start

小児期潰瘍性大腸炎（UC）発症のメカニズムは不明であり、特異的な診断法や治療法、効果判定法が存在しないという医療上の問題があり、疾患特異的バイオマーカーの開発が課題であった。申請者らが、予備実験で小児UC患者の血清中抗V6抗体の発現を解析したところ、同抗体は高い感度・特異度で検出されることがわかった。本研究では小児UCの診断及び病勢把握における、血清中抗V6抗体の有用性を検証する。また、小児UCに類似した臨床像を呈する、免疫不全症に合併する炎症性腸疾患（PID-IBD）についても同様に検証し、小児UCやPID-IBDの正確な診断或いは治療効果判定のための疾患特異的バイオマーカー開発をめざす。

Outline of Annual Research Achievements

小児期潰瘍性大腸炎（UC）発症のメカニズムは不明であり、特異的な診断法や治療法、効果判定法が存在しないという医療上の問題があり、UCの正確な診断あるいは治療効果判定のための疾患特異的バイオマーカーの開発が課題であった。
申請者の共同研究者らは、成人におけるUCの原因となる自己抗体の同定を試み、患者血清中に腸管上皮の接着因子Integrin αvβ6 (以下 V6)の細胞接着機能を阻害する抗Integrin αvβ6自己抗体(以下、抗V6抗体)を発見した。また、抗V6抗体は成人UC患者に高頻度かつ特異的に存在していることを発見し、2021年2月に英文誌に掲載された(Kuwada, et al. Gastroenterol. 2021 )。
申請者らが、予備実験で小児UC患者の血清中抗V6抗体の発現を解析したところ、同抗体は高い感度で検出されることがわかった。また、一部の小児先天性免疫不全症に合併するIBD (PID-IBD)においても抗V6抗体が検出された。
本研究では、小児UCの正確な診断或いは治療効果判定のための疾患特異的バイオマーカー開発を目標とする。また、抗V6抗体が小児UC或いは一部のPID-IBDにおいて病因的意義を持つことを検証し、疾患特異的な新規治療法開発の基盤とすることを目標とする。そのために以下を行う。
①小児UCの診断及び病勢把握における、血清中抗V6抗体の有用性を検証する。②抗V6抗体が小児UC患者において病因的意義を持つことを、V6-フィブロネクチン阻害結合実験で検証する。③血清中抗V6抗体が陽性となったPID-IBD、UC以外のIBDであるCDの臨床像を明らかにする。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和４年度は以下を行った。
①UC、クローン病(CD), 免疫不全症に合併する炎症性腸疾患（PID-IBD）、その他の腸炎の小児患者(n=261) を対象として、多施設より収集した患者血清の抗V6抗体発現をELISA法で解析したところ、小児UC患者の94.7%で抗V6抗体のIgGが陽性となった。成人のCDではのうち7%で抗V６抗体が陽性であったが小児CDの32.6%で抗V6抗体は陽性となった。その他の疾患における抗V6抗体の陽性率はそれぞれIBD-u 20%、PID-IBD 8%、非IBD腸炎 3.7%、非腸炎 3.6%であった。
②V6-フィブロネクチン阻害結合実験では抗V6抗体陽性の小児UC患者血清の95.7%で細胞接着の阻害効果が認められ、非IBD腸炎或いは、非腸炎患者の血清では阻害効果はなかった。
小児UC患者血清が、腸上皮細胞に発現するV6と基底膜結合組織に発現するフィブロネクチンの結合を阻害する機能を有していることから、小児UC患者血清中の抗体V6抗体は粘膜バリア障害の病態に関与する可能性が示唆された。
③UC或いはCDに典型的な内視鏡所見をスコア化し、抗V6抗体陽性群と抗体陰性群で比較したところ、抗V6抗体陽性CDの内視鏡所見は、抗V6抗体陰性CDと比べて、UCに類似した大腸病変が認められる症例が多いことが明らかとなった(3.23 vs 0.61, p<0.001)。一方で、CDに典型的な内視鏡所見は抗V6抗体陰性CDで多く認められた（2.00 vs 3.02 p<0.001）。更に、小児CD患者のうち、「過去にUCからCDに診断が変更になったことのある患者」の抗V6抗体価は「診断変更のないCD患者」と比較して高値であった(p=0.033)。以上の結果から、小児CDの臨床像が抗V6抗体陽性と陰性で異なる可能性があると考えられた。

Strategy for Future Research Activity

小児UC患者の血清中に抗V6抗体は高率に検出され、新規診断法として期待される。今回共同研究施設より提供頂いた血清は、多くが病勢の安定した患者由来であった。治療反応性や病勢予測のバイオマーカーとしての有用性については、今後前向き研究での検討が必要と考え、現在プロトコルを作成中である。
また、小児CD患者において、抗V6抗体陽性群と陰性群は病態が異なる可能性がある。両群における臨床的特徴の差異を検討するとともに、分子病態の解明に向けた研究も進めていく。

Research Products

• [Journal Article] Clinical outcome of ulcerative colitis with severe onset in children: a multicenter prospective cohort study. (2023)
  • Author(s): Nambu R, Arai K, Kudo T, Murakoshi T, Kunisaki R, Mizuochi T, Kato S, Kumagai H, Inoue M, Ishige T, Saito T, Noguchi A, Yodoshi T, Hagiwara SI, Iwata N, Nishimata S, Kakuta F, Tajiri H, Hiejima E, Toita N, Mochizuki T, Shimizu H, Iwama I, Hirano Y, Shimizu T; JPIBD-R.
  • Journal Title: J Gastroenterol. Volume: Epub ahead of print. Issue: 5 Pages: 36884071-36884071
  • DOI: 10.1007/s00535-023-01972-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anti-Integrin αvβ6 Antibody as a Diagnostic Marker for Pediatric Patients With Ulcerative Colitis. (2022)
  • Author(s): Muramoto Y, Nihira H, Shiokawa M, Izawa K, Hiejima E, Seno H; Japan Pediatric Inflammatory Bowel Disease Working Group.
  • Journal Title: Gastroenterology. Volume: 163 Issue: 4 Pages: 1094-1097
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2022.06.026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Trapping of CDC42 C-terminal variants in the Golgi drives pyrin inflammasome hyperactivation (2022)
  • Author(s): Nishitani-Isa M, Mukai K, Honda Y, Nihira H, Tanaka T, Shibata H, Miyamoto T, Komada K, Hiejima E, Izawa K, Kawasaki Y, Osawa M, Katata Y, Onodera S, Watanabe T, Kure S, Takita J, Ohara O, Saito M, Nishikomori R, Taguchi T, Sasahara Y#, Yasuki T#. (# Equal corresponding author)
  • Journal Title: J Exp Med Volume: 219(6) Issue: 6
  • DOI: 10.1084/jem.20211889
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Recurrent tandem duplication of UNC13D in familial hemophagocytic lymphohistiocytosis type 3 (2022)
  • Author(s): Tomomasa D, Hiejima E, Miyamoto T, Tanita K, Matsuoka M, Niizato D, Mitsuiki N, Isoda T, Yasumi T, van Zelm MC, Morio T, Kanegane H
  • Journal Title: Clin Immunol Volume: 242 Pages: 109104-109104
  • DOI: 10.1016/j.clim.2022.109104
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Case Report: A Pediatric Case of Familial Mediterranean Fever Concurrent With Autoimmune Hepatitis. (2022)
  • Author(s): Aoki M, Izawa K, Tanaka T, Honda Y, Shiba T, Maeda Y, Miyamoto T, Okamoto K, Nishitani-Isa M, Nihira H, Imai K, Takita J, Nishikomori R, Hiejima E, Yasumi T.
  • Journal Title: Front Immunol. Volume: 13 Pages: 917398-917398
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.917398
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Case Report: A Case of Epstein-Barr Virus-Associated Acute Liver Failure Requiring Hematopoietic Cell Transplantation After Emergent Liver Transplantation (2022)
  • Author(s): Nakajima K, Hiejima E, Nihira H, Kato K, Honda Y, Izawa K, Kawabata N, Kato I, Ogawa E, Sonoda M, Okamoto T, Okajima H, Yasumi T, Takita J.
  • Journal Title: Front Immunol . Volume: - Pages: 825806-825806
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.825806
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 小児潰瘍性大腸炎の診断におけるIntegrin αvβ6自己抗体の有用性に関する多施設共同研究 (2022)
  • Author(s): 日衛嶋 栄太郎、仁平 寛士、新井 勝大、工藤 孝広、岩間 達、水落 建輝、十河 剛、梶 恵美里、清水 泰岳、竹内 一朗、伊藤 夏希、安田 亮輔、乾 あやの、恵谷ゆり、西小森 隆太、八角 高裕、井澤 和司、滝田 順子
  • Organizer: 第126回日本小児科学会学術集会