Molecular pathophysiology of food allergy in early childhood

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08809
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 玉利 真由美 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (00217184)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田知本 寛 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (40256409) ; 岩本 武夫 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (90568891)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 食物アレルギー / 遺伝要因 / メタボロミクス / 症例対照関連解析

Outline of Annual Research Achievements

本研究は乳幼児発症食物アレルギーに焦点を絞り、遺伝要因およびメタボロミクス解析を行い、科学的な病態解明を行うことを目的とする。
慈恵大学小児科外来を受診している乳児期発症食物アレルギー患者を（3年間で300症例以上を予定）を新規に収集する予定であるが、本年度はゲノムと血清のサンプル収集について、倫理委員会より承認を受け、サンプル収集を開始した。
また、既収集サンプルを活用して遺伝要因の探索として3つの遺伝バリアント(GSDMB; rs921650, FCER1G; rs2070901, MALT1; rs57265082)を日本人集団の連鎖不平衡も考慮して選択し、タイピングを行ない、症例対象関連解析を行なった。rs921650およびrs2070901は気管支喘息、花粉症、アトピー性皮膚炎の大規模GWAS（Nature genetics　2017;49:1752）で関連が示された領域のバリアントであり、rs921650は17q12のORMDL3, CCR7, RP11-94L15.2, ZPBP2, GSDMBの領域に存在し、rs2070901はUSF1, F11R, PPOX, ADAMTS4, B4GALT3, FCER1G領域の遺伝バリアントである。これらの領域内のCCR7とF11Rは、ドラッグリポジショニング解析で阻害薬が開発中であることが示されている。rs57265082はピーナッツアレルギー感受性MALT1領域（JACI 2019;143:2326）で最も関連の強いバリアントである。
rs2070901とrs57265082では関連が認められなかった。一方、GSDMB rs921650 G/Aにおいて, 有意水準（P<0.05)に満たないものの、Control; G 587(0.29) A 465 (0.71), Case G 138 (0.24) A 426 (0.76) P=0.052 OR 0.81 (95%CI 0.65-1.00)とAアレルが食物アレルギーとの関連する傾向を認めた。Aアレル頻度はCaseで高く、喘息、アトピー性皮膚炎とリスクアレルの方向性は一致していた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

慈恵大学小児科で乳児期発症食物アレルギー患者を（3年間で300症例以上を予定）を主な対象とする予定であるが、本年度、ゲノムと血清のサンプル収集について、倫理委員会より承認を受け、サンプル収集を開始した。
本年度は遺伝要因の探索として専門医による診断を受け、経口負荷試験陽性または食物摂取後に明確な臨床症状を呈した食物アレルギー282症例（あいち小児保健医療総合センター）について症例対照関連解析を行なった。コントロール症例については日本人の公開データベース（理化学研究所JENGER https://www.ims.riken.jp/databases/ims_db_ct/index.php ）より1026名のデータからタイピング結果を取得した。FCER1G rs2070901 G/Tについては P=0.886、また MALT1 rs57265082 G/TについてはP=0.842と関連を認めなかった。GSDMB rs921650 G/Aにおいて, 有意水準（P<0.05)に満たないものの、Control; G 587(0.29) A 465 (0.71), Case G 138 (0.24) A 426 (0.76) P=0.052 OR 0.81 (95%CI 0.65-1.00) とAアレルが食物アレルギーとの関連する傾向を認めた。喘息、アトピー性皮膚炎とリスクアレルの方向性は一致していた。
遺伝要因には人種特異性があることから、日本人の集団における遺伝解析の重要性が指摘されている。海外でピーナッツアレルギーのGWAS等が行われ、食物アレルギーの関連領域が同定されてきているが、日本人での検証はいまだ十分でない。現在、3つの遺伝バリアントについて検討しているが、今後は順次、検討するバリアントを増やし、さらに独立に収集した集団での検証、メタ解析を行いて検討していく予定である。

Strategy for Future Research Activity

来年度も引き続き、ゲノムの抽出、ゲノム配列解析、ゲノム情報解析を行なっていく。サンプル収集時に臨床情報について（耐性獲得状況、末梢血好酸球数、特異的IgE抗体（牛乳、鶏卵、小麦、魚卵、果物、ピーナッツ等）、総IgE等）の収集を行う。あいち小児保健医療総合センターで収集された症例については、2021年度に経時的な転帰についての情報収集を行う予定であり、症例群を層別化して（食物アレルギー寛解群と非寛解群等）遺伝要因との関連を検討していく。小児アレルギーのなかでも、乳幼児期アレルギーでは、特にバリア障害とアレルゲン感作の重要性が指摘されている。近年、フィラグリンの機能喪失変異と気管支喘息発症は、喘息発症年齢が低いほど関連が強いことが報告され（Lancet Respir Med. 2019;7:509-522）、小児アレルギーではその年齢層により遺伝要因の寄与が異なることが示された。今回関連の傾向が認められたGSDMB rs921650を含む関連領域はウイルス感染との関連が複数数報告され興味深い。引き続き、慈恵大学のサンプルにおける検証、メタ解析を行う予定である。
血清については、メタボロミクス情報、及び詳細な臨床情報を経時的に取得し、病態（増悪期と寛解期）に伴い変化する代謝産物及び生物学的パスウエイの探索を行っていく。また、同定された代謝産物の機能解析を行っていく。機能解析については、日本人の集団において、様々な免疫細胞において、トランスクリプトームおよびエピゲノムのデータベース構築が行われており、これらのデータベース活用して、既報の乳幼児期のアレルギーの関連領域に存在するバリアントについて、In silicoにおける機能解析も進めていく予定である。これらの結果をまとめ、国内外の学会で発表し、論文として国際雑誌に投稿する予定である。

Causes of Carryover

次年度使用額との差額は1118円であり、ほぼ、計画通りに予算は執行されている。