2021 Fiscal Year Final Research Report

Elucidation of lethal intravascular hemolysis mechanism in Clostridium perfringens sepsis

Research Project

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Project/Area Number	17K10034
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Research Field	Infectious disease medicine
Research Institution	Nihon University
Principal Investigator	SUZAKI Ai 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 / θトキシン / サイトカイン / 急性呼吸窮迫症候群
Outline of Final Research Achievements	To elucidate the mechanism of massive intravascular hemolysis (MIH) in Clostridium perfringens sepsis, biological characteristics were compared in two groups: blood-derived strains from patients with MIH (group H) and those from patients without MIH. The culture supernatant of group H have significantly higher hemolytic activity on human erythrocytes. Hemolytic effects were correlated withθ-toxin levels in culture supernatant of clinical isolates. θ-toxin also showed a significant correlation with cytotoxicity in human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) and IL-6 and IL-8 production from human PBMCs. Furthermore, θ-toxin induced production of TNF-α, IL-5, IL-6, and IL-8 more strongly than α-toxin. These results suggest that θ-toxin is one of the major virulence factors of lethal sepsis with MIH.
Free Research Field	感染症内科
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	ウェルシュ菌による敗血症のうち広範な血管内溶血を伴う症例は、頻度は少ないものの予後が非常に悪く、現在でも致死的な疾患である。しかしその稀少性と極めて電撃的な経過をとるため生前診断が困難で、病原因子については長い間不明のままであった。また平均在院時間が8時間と極めて短時間であることから、現在の抗菌薬の治療では救命が極めて困難であることも知られている。今回この病態の主要病原因子の一つとしてθ毒素の関与が明らかになった。今後他のClostridium属の治療と同様、抗菌薬以外にトキソイドを使用するなど、新たな治療法の開発に寄与できると考えられる。