Pathological and virological study of inflammation and immune responses in early deaths of influenza

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K07400
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 中島 典子 国立感染症研究所, 感染病理部, 室長 (60333358)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ARDS / サイトカインストーム / インフルエンザ / COVID-19

Outline of Annual Research Achievements

インフルエンザ早期死亡例でみられる死亡原因には、インフルエンザ罹患後早期に発症するインフルエンザ脳症、心筋症、急性呼吸促迫症候群（ARDS）があるが、これらには宿主の過剰な免疫応答によって引き起こされるサイトカインストームが関連していると考えられている。2019年中国武漢から新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）が発生後パンデミックとなり1年以上経過した現在でも鎮圧されていない。一方、国内では2020/2021年のインフルエンザの流行はほとんどみられなかった。重症COVID-19ではウイルス性肺炎にARDSを併発する点が、鳥インフルエンザや一部の重症な季節性インフルエンザと類似している。本研究において2020年度はCOVID-19肺炎に併発するARDSで早期に死亡した例を対象として、その剖検組織におけるウイルス感染と致死的炎症・免疫応答について解析し、インフルエンザと比較した。
COVID-19は小児や若年例では重症化せず、10日以内に死亡した未治療のCOVID-19剖検11症例の平均年齢は63歳であった。全例に肺炎とARDSの病理像であるびまん性肺胞傷害の滲出期像の特徴である硝子膜の形成が見られ呼吸不全が死因であると考えられた。また血栓がフィブリン血栓が6例に見られた。１例に細菌感染との重複感染もみられた。1例で肺42ヶ所のIL-6、 TNF-α、IFNγ、IP10のmRNAの発現を調べた。肺局所でのサイトカインス発現の増強が、ウイルス性肺炎からARDSを併発したインフルエンザの場合と同様にみられ、IFNγとIP10の発現は、ウイルス量に相関していた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2019年中国武漢から新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）が発生後パンデミックとなり1年以上経過した現在でも鎮圧されていない。国内では2020/2021年のインフルエンザの流行はほとんどみられなかったため、新しいインフルエンザ関連死亡例の解析ができなかった。

Strategy for Future Research Activity

COVID-19の流行は今後も続くこと、重症COVID-19ではウイルス性肺炎にARDSを併発する点が、鳥インフルエンザや一部の重症な季節性インフルエンザと類似していることから、ARDSを併発する重症呼吸器感染症としてCOVID-19も研究対象に加え、ARDS併発に至る重症因子を解明することとする。インフルエンザ症例に関しては、過去の保存検体を使用し、COVID-19と比較検討する。

Causes of Carryover

2020年度は国内でのインフルエンザの流行が小さく、新しいインフルエンザ関連早期死亡例がなかったため、解析に必要な消耗品代分の研究費が持ち越された。2021年度はパンデミック中のCOVID-19とインフルエンザのARDSの病像の比較解析等に有効に使用する予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ベトナム国立小児病院(ベトナム)
  • Country Name: VIET NAM
  • Counterpart Institution: ベトナム国立小児病院
• [Journal Article] Lung Pathology of Mutually Exclusive Co-infection with SARS-CoV-2 and Streptococcus pneumoniae (2021)
  • Author(s): Tsukamoto Tetsuya、Nakajima Noriko、Sakurai Aki、Nakajima Masayuki、Sakurai Eiko、Sato Yuko、Takahashi Kenta、Kanno Takayuki、Kataoka Michiko、Katano Harutaka、Iwata Mitsunaga、Doi Yohei、Suzuki Tadaki
  • Journal Title: Emerging Infectious Diseases Volume: 27 Pages: 919～923
  • DOI: 10.3201/eid2703.204024
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Next-Generation Sequencing Analysis of the Within-Host Genetic Diversity of Influenza A(H1N1)pdm09 Viruses in the Upper and Lower Respiratory Tracts of Patients with Severe Influenza (2021)
  • Author(s): Takayama Ikuyo、Nguyen Binh Gia、Dao Co Xuan、Pham Thach The、Dang Tuan Quoc、Truong Phuong Thai、Do Thanh Van、Pham Thuy Thi Phuong、Fujisaki Seiichiro、Odagiri Takato、Hasegawa Hideki、Nakajima Noriko
  • Journal Title: mSphere Volume: 6 Pages: 1~!2
  • DOI: 10.1128/mSphere.01043-20
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Respiratory microbes detected in hospitalized adults with acute respiratory infections: associations between influenza A(H1N1)pdm09 virus and intensive care unit admission or fatal outcome in Vietnam (2015?2017) (2021)
  • Author(s): Truong PT, Saito S, Takayama I, Furuya H, Nguyen BG, Do TV, Phan PT, Do CD, Dao CX, Pham TT, Dang TQ, Ngo CQ, Le NT, Bui VM, Le DT, Vu VTT, Pham TTP, Arashiro T, Kageyama T, Nakajima N
  • Journal Title: BMC Infectious Diseases Volume: 21 Pages: 1~9
  • DOI: 10.1186/s12879-021-05988-x
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Clinicopathologic and Immunohistochemical Findings from Autopsy of Patient with COVID-19, Japan (2020)
  • Author(s): Adachi Takuya、Chong Ja-Mun、Nakajima Noriko、Sano Masahiro、Yamazaki Jun、Miyamoto Ippei、Nishioka Haruka、Akita Hidetaka、Sato Yuko、Kataoka Michiyo、Katano Harutaka、Tobiume Minoru、Sekizuka Tsuyoshi、Itokawa Kentaro、Kuroda Makoto、Suzuki Tadaki
  • Journal Title: Emerging Infectious Diseases Volume: 26 Pages: 2157～2161
  • DOI: 10.3201/eid2609.201353
  • Peer Reviewed / Open Access