糖脂質を用いた新規ワクチンによる肺炎球菌感染防御機構の解明

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05349
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 金城 雄樹 国立感染症研究所, 真菌部, 室長 (20570831)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 肺炎球菌 / ワクチン / 糖脂質 / 抗体 / 感染症

Outline of Annual Research Achievements

肺炎球菌は日本人の死因第三位の肺炎、髄膜炎や敗血症の主な起炎細菌である。そのため、肺炎球菌感染に対する防御免疫機構に基づく有効性の高いワクチン開発が重要である。我々は、リンパ球のnatural killer T（NKT）細胞を介した新しい肺炎球菌感染防御機構を明らかにし、その知見を活かして新規肺炎球菌蛋白・糖脂質ワクチンの感染防御効果を見出した。本研究では、新規肺炎球菌ワクチンの効果の持続性を評価すると共に、感染防御に重要な抗体産生誘導機構について解析を行った。

通常、B細胞の高親和性IgG抗体産生誘導において、濾胞性ヘルパーT細胞というCD4T細胞が重要な役割を担う。しかし本研究にて、肺炎球菌蛋白・糖脂質ワクチン投与により、濾胞性ヘルパーT細胞に特徴的なCXCR5及びPD-1分子を発現した、濾胞性ヘルパーNKT細胞が誘導されることが分かった。また経時的解析にて、免疫後早期から濾胞性ヘルパーNKT細胞が検出され、その後、抗原特異的胚中心B細胞が誘導されることが明らかになった。一方で、本ワクチン投与ではリンパ節での濾胞性ヘルパーT細胞の明らかな増加を認めなかった。本ワクチンでは濾胞性ヘルパーNKT細胞が胚中心B細胞の誘導及びIgG抗体産生の誘導に重要な役割を担うことが示唆された。

また、肺炎球菌蛋白・糖脂質ワクチン投与の数ヶ月後においても、血中抗原特異的IgG抗体価が高値を示し、肺炎球菌感染防御効果が持続することが分かった。さらに、本ワクチン投与により、感染防御効果の持続性に重要な役割を担う長期生存型形質細胞が誘導されることを示唆する結果を得た。

Current Status of Research Progress

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

Reason

計画通りに解析が進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

本研究にて、肺炎球菌蛋白・糖脂質ワクチン効果の誘導において、濾胞性ヘルパーNKT細胞が重要な役割を担うことが示唆された。濾胞性ヘルパーNKT細胞の特徴を明らかにするために詳細な解析を行い、この細胞による胚中心B細胞の誘導機構の解明を目指して研究を推進させる。また、本ワクチンの投与にて長期生存型形質細胞が誘導されることを示唆する結果を得たため、詳細な解析を行うと共に、記憶B細胞の誘導についても解析を行う。

本研究にて新規肺炎球菌ワクチンによる感染防御機構の学術的基盤を確立し、肺炎球菌ワクチン開発の推進に繋げる。

Research Products

• [Journal Article] Dendritic cell-based vaccine against fungal infection (2016)
  • Author(s): Ueno K, Urai M, Ohkouchi K, Miyazaki Y, Kinjo Y
  • Journal Title: Methods Mol Biol Volume: 1403 Pages: 537-49
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-3387-7_30.
• [Journal Article] Human CD4- CD8- invariant natural killer T cells promote IgG secretion from B cells stimulated by cross-linking of their antigen receptors (2016)
  • Author(s): Miyasaka T, Watanabe Y, Akahori Y, Miyamura N, Ishii K, Kinjo Y, Miyazaki Y, Liu T-Y, Uemura Y, Kawakami K
  • Journal Title: World J Vaccines Volume: 6 Pages: 34-41
  • DOI: 10.4236/wjv.2016.62005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] シンポジウム「日本生体防御学会共催：生体防御学的視点から見た細菌感染」NKTFH cells induce the protective effect of protein and glycolipid vaccine against pneumococcal infection (2017)
  • Author(s): Yuki Kinjo, Makiko Nakahara, Shogo Takatsuka, Masahiro Abe, Keigo Ueno, Bin Chang, Zhenyu Piao, Yukihiro Akeda, Kazuyoshi Kawakami, Kazunori Oishi
  • Organizer: 第90回 日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2017-03-19 – 2017-03-21
  • Invited
• [Presentation] 糖脂質によるNKT細胞活性化を介した抗体産生誘導と感染防御 (2017)
  • Author(s): 金城 雄樹
  • Organizer: Glyco-Immunology 2017
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2017-01-25 – 2017-01-26
• [Presentation] Follicular helper NKT cells induce protective effect of a protein-based pneumococcal vaccine through stimulation of IgG production by B cells (2016)
  • Author(s): Makiko Nakahara, Shogo Takatsuka, Keigo Ueno, Taishi Onodera, Yoshimasa Takahashi, Kazuyoshi Kawakami, Masato Kubo, Yuki Kinjo
  • Organizer: 第45回 日本免疫学会総会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 2016-12-05 – 2016-12-07
• [Presentation] 肺炎球菌蛋白経鼻ワクチンによる肺炎球菌感染防御効果～インフルエンザ続発性の肺炎球菌感染防御効果も含めて～ (2016)
  • Author(s): 金城 雄樹, 酒井 純, 阿部 雅広, 上野 圭吾, 浦井 誠, 朴 貞玉, 明田 幸宏, 二木 芳人, 川上 和義, 賀来 満夫, 前崎 繁文, 大石 和徳, 宮﨑 義継
  • Organizer: 第86回 日本感染症学会西日本地方会学術集会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 2016-11-24 – 2016-11-26
• [Presentation] 肺炎球菌蛋白・糖脂質経鼻ワクチンによる感染防御効果の解析～インフルエンザ続発性肺炎球菌感染に対する防御効果も含めて～ (2016)
  • Author(s): 仲原 真貴子, 大河内 香代, 高塚 翔吾, 水口 裕紀, 酒井 純, 浦井 誠, 井澤 由衣奈, 上野 圭吾, 相内 章, 鈴木 忠樹, 川上 和義, 竹山 春子, 長谷川 秀樹, 宮﨑 義継, 大石 和徳，金城 雄樹
  • Organizer: 第27回 日本生体防御学会総会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2016-07-07 – 2016-07-09
• [Presentation] 肺炎球菌蛋白・糖脂質経鼻ワクチンによる感染防御効果の免疫学的解析 (2016)
  • Author(s): 金城 雄樹、酒井 純、浦井 誠、上野 圭吾、金子 幸弘、朴 貞玉、明田 幸宏、前崎 繁文、二木 芳人、川上 和義、大石 和徳、宮崎 義継
  • Organizer: 第90回 日本感染症学会総会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2016-04-15 – 2016-04-16