気管支サーモプラスティの効果予測因子の探索的研究

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09615
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 小林 和幸 神戸大学, 医学部附属病院, 准教授 (50403275)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 善博 神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (20291453) ; 山本 正嗣 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (40542139) ; 永野 達也 神戸大学, 医学研究科, 特命助教 (80624684)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 気管支サーモプラスティ / 気管支喘息 / Xenon肺換気CT

Outline of Annual Research Achievements

気管支サーモプラスティは、重症喘息患者に対して行われる気管支鏡下の治療手技で、気管支壁に高周波電流を流すことにより、肥厚した気道平滑筋を減少させ、気道の収縮を抑制する。近年の研究から、気道の過敏性や、気道炎症そのものも改善することが報告されている。そこで、治療効果による肺の換気の変化を視覚的にとらえることや、気管支サーモプラスティ治療前後での炎症性メディエーターの経時的変化を追跡することで、気管支サーモプラスティの作用機序やリモデリングにおける気管支平滑筋の役割を明らかにすることを目的に本研究を立案した。本研究の成果により、気管支サーモプラスティの効果予測因子が明らかとなり、より適切な患者選択が可能になること、その結果、重症喘息患者のQOLや生命予後が改善することが期待される。
当該年度までに気管支サーモプラスティ治療に合わせて、Xenon肺換気CTを行い、呼気凝縮液などの臨床サンプルを回収した。当該年度はこれに引き続いて、Xenon残留区域などの解析を行った。具体的には被験者の顔面に酸素吸入用フェースマスクを口、鼻が完全にマスクに入る様にしてストラップで固定しXenonガスコントロールシステムにて30%Xe-70%O2の混合気を調整し、1分間、Xenonガスコントロールシステムから30%Xe-70%O2混合気を吸入させた（wash-in period）。続けて、2分間Xenonガスコントロールシステムから100%O2を吸入させた（wash-out period）。呼気終末CO2濃度とXenonガス濃度をモニターし、Xenonガスが30%となった時と、wash-out periodの開始から約90秒でXenonガスが0%になった時に、2重エネルルギー（140、80kVp）の造影ヘリカルCT撮影を行った。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当該年度の目標であった神戸大学医学部附属病院呼吸器内科に通院中の難治性喘息患者のうち、同意を得られた方を対象に、気管支サーモプラスティ療法治療のスケジュールに合わせて検体採取を行った。すなわち、気管支サーモプラスティ療法は3週おきに①右下葉枝、②左下葉枝、③両上葉枝の順に計3回に分けて高周波電流治療を施行するため、気管支サーモプラスティ療法1回目の前、2回目の前、3回目の前、3回目終了6週間後の計4回、Xenon肺換気CT検査、呼気NO検査、スパイロメトリーと呼気凝縮液の採取を行った。また、気管支サーモプラスティ1回目の前、3回目終了6週間後の計2回、気道過敏性検査（アストグラフ法）とモストグラフ検査を行った。

Strategy for Future Research Activity

呼気凝縮液中の炎症性サイトカインおよびメディエーターは気道過敏性の亢進に関係するものとしてIL-8を、好酸球性炎症に関係するものとしてSCF、IL-5、GM-CSF、MCP-1, 2, 3を、リモデリングに関係するものとしてMMP-1、3、MT1-MMP、EMMPRINをELISAにより定量する。また、効果予測因子の探索用にCytometric beads array 法等を用いてTh1系統、Th2系統、Th17系統のサイトカイン（IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-13、IL-17A、IL-17F、IL-21、TGF-β、IL-10等）を定量する。次に気道炎症と気流制限（気道狭窄）との関連性が見られるかを、Xenon肺換気CT検査所見と呼気凝縮液中にサイトカイン活性、呼気NOの発現量の相関性を見ることで検討するさらに、ヒト気管支平滑筋細胞の炎症状況下の活性評価・気管支平滑筋細胞株を用いて、PDGF存在下やステロイド併用投与、S1P併用投与した際の平滑筋細胞の遊走能をOris Cell Migration Assay Kitで評価する。最後に気管支平滑筋細胞の培養液に、患者から採取した呼気凝縮液や患者呼気凝縮液で増加の見られた蛋白を作用させ、平滑筋細胞から誘導される炎症性サイトカインを同定する。また、これらのサイトカイン産生がステロイドやS1Pで制御可能かを、細胞実験で評価し、リモデリング治療への可能性を検討する。

Research Products

• [Presentation] Xenon Ventilation Computed Tomography and Bronchial Thermoplasty for Asthma (2018)
  • Author(s): Ryota Dokuni, Kazuyuki Kobayashi, Yoshiharu Ohno, Tatsuya Nagano, Daisuke Tamura, Kanoko Umezawa, Naoko Katsurada, Kyosuke Nakata, Masatsugu Yamamoto, Motoko Tachihara, Hiroshi Kamiryo, Yoshihiro Nishimura
  • Organizer: World Congress of Asthma 2018
  • Int'l Joint Research