Elucidation of lethal intravascular hemolysis mechanism in Clostridium perfringens sepsis

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K10034
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 須崎 愛 日本大学, 医学部, 兼任講師 (90251454)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 早川 智 日本大学, 医学部, 教授 (30238084) ; 相澤 志保子 日本大学, 医学部, 准教授 (30513858) ; TRINH DUYQUANG 日本大学, 医学部, 助教 (90647190) ; 神谷 茂 杏林大学, 医学部, 特任教授 (10177587) ; 大谷 郁 東海大学, 医学部, 准教授 (30377410)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ウェルシュ菌 / 敗血症 / 血管内溶血 / 溶血毒

Outline of Annual Research Achievements

ウェルシュ菌による敗血症の内、著しい血管内溶血を伴う症例は電撃的で致死的な経過をたどるが、病原因子については現在でも不明のままである。
我々は、血管内溶血性敗血症を生じた希少なウェルシュ菌の臨床分離株を使用し、溶血株が非溶血株に比べて増殖速度が早い傾向にあることを確認した。しかし、既知の病原性関連遺伝子（θ毒素、κ毒素、ヒアルロニダーゼ遺伝子等）や病原性関連調節遺伝子(二成分制御系virR/virS 遺伝子やVRRNA)の遺伝子レパートリーの解析では、溶血群と非溶血群の間で有意な差を認めなかった。
菌株間の遺伝子の検討で明らかな差異が認められないため、宿主要因について10年分のウェルシュ菌菌血症患者をカルテベースで詳細に検討した。血管内溶血性敗血症を生じた患者においては、非溶血性敗血症患者と比較して発症年齢が若いこと、全例にSystemic inflammatory response syndromeを伴っていることが明らかになった。
α-toxinにサイトカイン誘導作用があることは知られているが、すべてのウェルシュ菌がα-toxinを産生しているため、血管内溶血性敗血症ではα-toxin以外の毒素・病原因子の存在が強く示唆された。そこで遺伝子レベルに加えて菌体が産生するtoxin量を測定し、溶血群でθ-toxinの産生量が多い傾向にあることを明らかにした。
このθ-toxinの産生量の差異が、溶血群菌株による臨床像の特徴を説明し得るかどうかを、溶血群株と非溶血群株がヒト抹消単核球に及ぼす作用、θ-toxinがヒト抹消単核球に及ぼす作用を検討し確認している。
さらにヒト抹消単核球に及ぼすθ-toxinのサイトカイン誘導作用を、網羅的に調べているところである。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

研究に必須であったθ-toxin (recombinant Perfringolysin O)は、WUHAN HUAMEI BIOTECH社以外から供給されていないため、新型コロナウイルス感染症の流行でこの試薬の入手が大幅に遅延し実験がストップした。さらに予想外の測定システムの修理遅延等もあり、予定より研究が大幅に遅延した。

Strategy for Future Research Activity

遅延・停止していたθ-toxin (recombinant Perfringolysin O)等の試薬の供給が戻り、実験機器なども使用可能になったため、引き続きヒト抹消単核球に及ぼすθ-toxinのサイトカイン誘導作用を網羅的に調べ、研究をまとめる予定である。

Causes of Carryover

研究に必須であるθ-toxin (recombinant Perfringolysin O)が、WUHAN HUAMEI BIOTECH社以外から供給されていないため、新型コロナウイルス感染症の流行で研究が遅延し、次年度使用額が生じた。しかし供給が改善し必要試薬が入手できたため、今年度は研究をまとめ英文校正・投稿料に使用予定である。