Gnotobiotic pigsを用いたウイルス性胃腸炎制御へのワクチン開発（国際共同研究強化）

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16KK0178
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高梨 さやか 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (20645709)
• 研究期間 (年度): 2017 – 2019
• キーワード: 胃腸炎 / Gnotobiotic pig model / ロタウイルス / ワクチン / 栄養 / 腸内細菌叢

研究実績の概要

本科研費初年度末より、The Ohio State Universityに研究代表者が1年間滞在し、ヒト乳児由来糞便細菌叢移植gnotobiotic pigsを用いた栄養充足（sufficient diet, SD）群と、栄養不足（deficient diet, DD）群におけるロタウイルス（RV）ワクチンの効果検証実験を行った。最終年度は得られた実験の統計解析を進めた。結果、DD群はワクチン投与後の強毒株の攻撃に対して下痢防御率が低く、胃腸炎スコアは攻撃後4日目において、SD群より有意に高かった。ウイルス排泄量は全般的にDD群で高く、経過を通じた幾何平均として有意差が認められた。血清中のグルコース値は、強毒株攻撃前後ともに、SD群で有意に高かった。また、LPSは強毒株攻撃当日の測定において、DD群で有意に高かった。血清中の抗RV IgA抗体は両群で強毒株攻撃後に上昇したが、攻撃後の値はSD群のほうが有意に高かった。糞便移植2日目のIL-22がDD群で有意に低く検出された。単核球フローサイトメトリー解析では、ワクチン投与試験において、安楽殺時の脾臓由来HRV特異的IFN-γ産生性CD4+T細胞の存在率はDD群で、有意に少なかった。これらの結果から、食餌中のタンパク欠乏により、IL-22の低下で示される腸上皮細胞のバリア機能の破綻および、LPS高値の示すBacteremiaがもたらされた可能性が示唆された。また、抗RV IgA抗体の産生不良や、RV抗原で刺激した際のT細胞のIFN-γ産生能が低下していることから、ワクチン接種に対する免疫応答が阻害され、結果的にRVワクチンの効果減弱を引き起こしていることが示唆された。ヒト乳児由来糞便細菌叢移植gnotobiotic pigの系は、腸内細菌叢、栄養と免疫との相互作用解明に有用な動物モデルであり、RV感染症対策には、ワクチンの活用に加えて、衛生や栄養も考慮した包括的な取り組みが必要なことが示唆された。

研究成果

• [国際共同研究] The Ohio State University(米国) (2018)
  • 年月日: 2018-03-10 – 2019-03-09
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: The Ohio State University
  • 主な海外共同研究者名: Dr. Linda J. Saif
  • 部局: FAHRP
  • 職名: Professor
• [雑誌論文] Distribution of rotavirus genotypes in Japan from 2015 to 2018: Diversity in genotypes before and after introduction of rotavirus vaccines. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hoque SA, Khandoker N, Thongprachum A, Khamrin P, Takanashi S, Okitsu S,
  • 雑誌名: Vaccine 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.vaccine.2020.03.061.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ロタウイルス胃腸炎とMicrobiome (2020)
  • 著者名/発表者名: 高梨 さやか
  • 雑誌名: 臨床とウイルス 巻: 48 ページ: 45-51
• [雑誌論文] Comparative Sequence Analysis of Historic and Current Porcine Rotavirus C Strains and Their Pathogenesis in 3-Day-Old and 3-Week-Old Piglets (2020)
  • 著者名/発表者名: Juliet Chepngeno, Sayaka Takanashi, Annika Diaz, Husheem Michael, Francine C Paim, Michael C Rahe, Jeffrey R Hayes, Courtney Baker, Douglas Marthaler, Linda J Saif, Anastasia N Vlasova
  • 雑誌名: Front Microbiol 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.3389/fmicb.2020.00780.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Determining effectiveness of rotavirus vaccine by immunochromatography and reverse transcriptase polymerase chain reaction: A comparison. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hoque SA, Iizuka I, Kobayashi M, Takanashi S, Anwar KS, Islam MT, Hoque SA, Khamrin P, Okitsu S, Hayakawa S, Ushijima H.
  • 雑誌名: Vaccine 巻: 39 ページ: 5886-5890
  • DOI: 10.1016/j.vaccine.2019.07.091.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular detection of enteric viruses in the stool samples of children without diarrhea in Bangladesh. (2019)
  • 著者名/発表者名: Okitsu S, Khamrin P, Takanashi S, Thongprachum A, Hoque SA, Takeuchi H, Khan MA, Hasan SMT, Iwata T, Shimizu H, Jimba M, Hayakawa S, Maneekarn N, Ushijima H.
  • 雑誌名: Infect Genet Evol 巻: 77 ページ: 104055
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2019.104055.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Detection of mutations in the VP7 gene of vaccine-derived strains shed by monovalent rotavirus vaccine recipients. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kaneko M, Takanashi S, Inoue M, Sakiyama H, Okitsu S, Mizuguchi M, Ushijima H
  • 雑誌名: Access Microbiology 巻: acmi.0.000033 ページ: acmi.0.000033
  • DOI: 10.1099/acmi.0.000033
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] How the gut microbiome regulates host immune responses to viral vaccines. (2019)
  • 著者名/発表者名: Vlasova AN, Takanashi S, Miyazaki A, Rajashekara G, Saif LJ
  • 雑誌名: Current opinion in virology 巻: 37 ページ: 16-25
  • DOI: 10.1016/j.coviro.2019.05.001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Diagnosis of Acute Gastroenteritis with Immunochromatography and Effectiveness of Rotavirus Vaccine in a Japanese Clinic. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawata K, Hikita T, Takanashi S, Hikita H, Ogita K, Okitsu S, Hoque SA, Phan T G, Ushijima H.
  • 雑誌名: Access Microbiol. 巻: acmi.0.000085. ページ: acmi.0.000085.
  • DOI: 10.1099/acmi.0.000085.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Molecular detection of sapovirus in the children with acute gastroenteritis collected from one outpatient clinic in Japan, 2014 to 2017 (2019)
  • 著者名/発表者名: Okitsu S, Khamrin P, Hikita T, Takanashi S, Hayakawa S, Maneekarn N, Ushijima H
  • 学会等名: 7th International Calicivirus Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Detection of gastroenteritis viruses in environmental rain waters and dusts (2019)
  • 著者名/発表者名: Ushijima H, Kawata K, Okuda T, Hoque A, Nomura A, Shimizu-Onda Y, Okitsu S, Khamrin P, Takanashi S, Hayakawa S, Maneekarn N
  • 学会等名: 7th International Calicivirus Conference
  • 国際学会
• [学会発表] イムノクロマト法によるロタウイルス抗原血症の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 牛島 廣治、疋田 敏之、Kim Pham、飯塚 愛恵、恩田 優子、川岸 崇裕、金井 裕太、河本聡志、高梨さやか、沖津 祥子、田島 剛、菊田英明、小林 正明、山本 あつ子、西村 修一、杉田 久美子、馬場 常嘉、小林 剛、谷口 孝喜、早川 智
  • 学会等名: 第51回日本小児感染症学会総会・学術集会
• [学会発表] イムノクロマト法による胃腸炎の 診断とロタウイルスワクチンの効果についての検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 疋田敏之、疋田博之、疋田房子、高梨 さやか、沖津祥子、Hoque Ariful、牛島廣治
  • 学会等名: 第51回日本小児感染症学会総会・学術集会
• [学会発表] イムノクロマト法と酵素抗体法によるロタウイルス抗原血症と抗原尿症の検索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 牛島 廣治、塩田 愛恵、清水 優子、宮下 英将、小林 正明、カムリン パタラ、ホク アリフル、高梨さやか、沖津 祥子、川岸 崇裕、金井 裕太、河本聡、谷口 孝喜、小林 剛、田島 剛、マネカンニワット、早川 智
  • 学会等名: 第67回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] 低栄養児由来便細菌叢移植無菌ブタモデルを用いた蛋白質欠乏餌によるヒトロタウイルスワクチン効果減弱の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高梨 さやか、宮崎 綾子、マイケル フシーム、ペイム フランシン、テャンペンチノ ジュリエット、スリバスタナ ヴィシャール、ラジャセカラ ギリシュ、サイフ リンダ、ブラソバ アナスタシア
  • 学会等名: 第67回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] 単価ロタウイルスワクチン培養精製抗原を用いた妊婦血清中抗ロタウイルス抗体価の検討 ワクチン免疫原性に影響を与える母体由来因子の解明を目指して (2019)
  • 著者名/発表者名: 高梨 さやか, 沖津 祥子, 柴村 美帆, 牛島 廣治
  • 学会等名: 第60回日本臨床ウイルス学会
• [学会発表] Molecular Epidemiology of Gastroenteritis Viruses in Pediatric Patients in Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Khamrin Pattara, 飯塚 愛恵, 沖津 祥子, 高梨 さやか, 早川 智, 牛島 廣治
  • 学会等名: 第60回日本臨床ウイルス学会
• [学会発表] Determination of Effectiveness of Rotavirus Vaccine by Immunochromatography and Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction (2019)
  • 著者名/発表者名: Hoque Ariful, 飯塚(塩田) 愛恵, 小林 正明, 高梨 さやか, Khamrin Pattara, 沖津 祥子, 早川 智, 牛島 廣治
  • 学会等名: 第60回日本臨床ウイルス学会
• [学会発表] 単価ロタウイルスワクチン培養精製抗原を用いた妊婦血清中抗ロタウイルス抗体価の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高梨 さやか, 中村 佳恵, 水野 葉子, 名西 恵子, 星野 愛, 安戸 裕貴, 岡 明, 沖津 祥子, 牛島 廣治, 水口 雅
  • 学会等名: 第122回日本小児科学会学術集会
• [備考] 東京大学大学院医学系研究科発達医科学 ホームページ
  • URL: http://www.development.m.u-tokyo.ac.jp/