ウイルスに対する易感染性に着目した原発性免疫不全症の病因病態解明

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22H03041
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 岡田 賢 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (80457241)
• 研究分担者: 小原 收 公益財団法人かずさDNA研究所, その他部局等, 副所長 (20370926) ; 溝口 洋子 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (30750533) ; 津村 弥来 広島大学, 医系科学研究科(医), 研究員 (80646274)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 原発性免疫不全症 / ウイルス / インターフェロン過剰 / RelA / STAT1 / 中和抗体

研究実績の概要

原発性免疫不全症（PID）は、宿主免疫の障害により多様な病原体に対して易感染性を示す疾患で、その多くは単一遺伝子の異常により発症する。過去に400を超える責任遺伝子が同定され、それに基づいて病態解明が行われてきた。その結果、遺伝子診断はPID患者の診断確定のみならず、治療法の選択にも重要な役割を担うようになった。
本研究では、I型インターフェロンに着目してPIDの病因病態解明に取り組んだ。その結果、I型インターフェロン過剰状態を示す患者において、RELA遺伝子異常を同定することができた。RelAは、その半量不全によりベーチェット病様の症状を示すことが知られていたが、同定した患者は既報告例と比較して重篤な症状を示した。詳細な機能解析を行ったところ、同定した変異は優性阻害効果を示すことが判明し、新規のPIDとして『優性阻害効果によるRelA異常症』の疾患概念を確立し論文報告した（Moriya K, et al. J Exp Med., 2023）。その後も病態解明研究に取り組むことで、優性阻害効果を呈するRELA変異と、半量不全効果を示すRELA変異との間に一定の法則性が存在することが判明し、論文化に向けた作業を行っている。
並行して、STAT1機能獲得型変異の背景に存在する分子病態の解析を行った。STAT1機能獲得型変異は、その過剰なリン酸化を背景に過剰なシグナル伝達を示す。詳細な解析の結果、STAT1機能獲得型変異はホスファターゼによる脱リン酸化に抵抗性を示すことを明らかとし、近日中に論文投稿の予定である。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

国際共同研究（COVID Human Genetic Effort）に参加し、I型インターフェロンに関連する分子群の異常によるウイルス感染の重症化の実態を調査した。その結果、MyD88やIRAK-4が先天的に障害されたPID患者は、SARS-CoV-2感染症が高率に重症化することを明らかとした。また、COVID-19で致死的経過をたどった小児例2例において、STAT1機能獲得型変異の同定にも成功した。STAT1はインターフェロンのシグナル伝達を担う分子であり、その過剰活性化がCOVID-19重症化に密接に関連する示唆的な症例として論文報告を行った。また、肺線維症で致死的経過をたどった幼児例でIFIH1機能獲得型変異を同定した。IFIH1機能獲得型変異はI型インターフェロン過剰をきたすことが知られており、I型インターフェロン過剰が病態の中核を担うことを示唆する教訓的症例として論文報告した。
常染色体顕性RelA異常症の解析では、優性阻害効果を呈するRELA変異（I型インターフェロン過剰を示す）と、半量不全効果を示すRELA変異との間の法則性を発見しており、現在論文作成中である。また、STAT1機能獲得型変異の分子病態の解析も順調に進んでいる。STAT1に結合する2つの脱リン酸化酵素を見いだし、STAT1機能獲得型変異はこれらの脱リン酸化酵素に抵抗性を示すことを発見した（論文作成中）。一連の進捗状況を加味して、当初の計画以上に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

ウイルス感染で重篤化した患者を対象にした網羅的遺伝子解析、I型インターフェロン中和抗体の測定を継続し、I型インターフェロンとウイルス易感染性との関連性を調査する。特に、COVID-19の重症例おけるI型インターフェロン障害の検討は、社会的インパクトも大きいため重要課題として継続して取り組む。並行して、COVID-19以外のウイルス感染（インフルエンザなど）で重症化した症例においても、同様の解析を行う。特にPID患者では同中和抗体の保有頻度が高いことが判明しており、特定の分子異常によるPIDと同中和抗体の保有率の関係性についても調査する。
他方で、I型インターフェロンの過剰も宿主に対して有害であることが知られている。実際、本研究を介して肺線維症で致死的経過をたどった幼児例でIFIH1機能獲得型変異の同定に成功している。そこで、持続的なⅠ型インターフェロンの過剰産生を中心病態とするメンデル遺伝性疾患であるインターフェロノパチーの病態解析にも取り組む。STAT1機能獲得型変異でも、STAT1を介する過剰なシグナル伝達がインターフェロノパチーを引き起こす。これまでの研究で、STAT1機能獲得型変異は脱リン酸化酵素に対して抵抗性を示すことが判明しており、研究成果をまとめて論文化に取り組む。RelA異常症の解析についても論文執筆作業が進んでおり、期間中の論文化を目指す。並行して、I型インターフェロノパチーの患者を対象に網羅的遺伝子解析を実施し、責任遺伝子の同定を介してその病態解明にも取り組む。

研究成果

• [国際共同研究] Rockefeller University/Mount Sinai/NIH(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Rockefeller University/Mount Sinai/NIH
  • 他の機関数: 3
• [国際共同研究] INSERM/Imagine Institute/Necker Hospital for Sick Children(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: INSERM/Imagine Institute/Necker Hospital for Sick Children
• [国際共同研究] Garvan Institute of Medical Research(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: Garvan Institute of Medical Research
• [国際共同研究] Fudan University/Chongqing Medical University/Peking University(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: Fudan University/Chongqing Medical University/Peking University
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] Imperial College London(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: Imperial College London
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 5
• [雑誌論文] Higher COVID-19 pneumonia risk associated with anti-IFN-α than with anti-IFN-ω auto-Abs in children (2024)
  • 著者名/発表者名: Bastard P, Gervais A, Taniguchi M, Saare L, Sarekannu K, Le Voyer T, Philippot Q, Rosain J, Bizien L, Asano T, Garcia-Prat M, ...Okada S, Puel A, Cobat A, Casanova JL.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Medicine 巻: 221 ページ: e20231353
  • DOI: 10.1084/jem.20231353
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Clinical, immunological, and genetic description of a Mexican cohort of patients with DOCK8 deficiency (2024)
  • 著者名/発表者名: Liquidano-Perez E, Maza-Ramos G, Perez Arias BA, Lugo Reyes SO, Barragan Arevalo T, Solorzano-Morales SA, Venegas Montoya E, Staines-Boone AT, Guzman Cotaya R, Okada S, et al.
  • 雑誌名: Pediatric Allergy and Immunology 巻: 35 ページ: e14073
  • DOI: 10.1111/pai.14073
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Case Report: Molecular autopsy underlie COVID-19-associated sudden, unexplained child mortality (2023)
  • 著者名/発表者名: Unuma Kana、Tomomasa Dan、Noma Kosuke、Yamamoto Kouhei、Matsuyama Taka-aki、Makino Yohsuke、Hijikata Atsushi、Wen Shuheng、Ogata Tsutomu、Okamoto Nobuhiko、Okada Satoshi、Ohashi Kenichi、Uemura Koichi、Kanegane Hirokazu
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 14 ページ: 1121059
  • DOI: 10.3389/fimmu.2023.1121059
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A complementary approach for genetic diagnosis of inborn errors of immunity using proteogenomic analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Sakura F, Noma K, Asano T, Tanita K, Toyofuku E, Kato K, Tsumura M, Nihira H, Izawa K, Mitsui-Sekinaka K, Konno R, Kawashima Y, Mizoguchi Y, Karakawa S, Hayakawa S, Kawaguchi H, Imai K, Nonoyama S, Yasumi T, Ohnishi H, Kanegane H, Ohara O, Okada S.
  • 雑誌名: PNAS Nexus 巻: 2 ページ: pgad104
  • DOI: 10.1093/pnasnexus/pgad104
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Human PIK3R1 mutations disrupt lymphocyte differentiation to cause activated PI3Kδ syndrome 2 (2023)
  • 著者名/発表者名: Nguyen T, Lau A, Bier J, Cooke KC, Lenthall H, Ruiz-Diaz S, Avery DT, Brigden H, Zahra D, Sewell WA, Droney L, Okada S, Asano T, Abolhassani H, Chavoshzadeh Z, Abraham RS, Rajapakse N, Klee EW, Church JA, Williams A, Wong M, Burkhart C, Uzel G, Croucher DR, James DE, Ma CS, Brink R, Tangye SG, Deenick EK
  • 雑誌名: Journal of Experimental Medicine 巻: 220 ページ: e20221020
  • DOI: 10.1084/jem.20221020
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Lethal Interstitial Lung Disease Associated with a Gain-of-Function Mutation in IFIH1 (2023)
  • 著者名/発表者名: Kida Yoshiko、Doi Takehiko、Imanaka Yusuke、Amatya Vishwa Jeet、Shime Nobuaki、Okada Satoshi
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 43 ページ: 1143～1146
  • DOI: 10.1007/s10875-023-01494-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human RELA dominant-negative mutations underlie type I interferonopathy with autoinflammation and autoimmunity (2023)
  • 著者名/発表者名: Moriya K, Nakano T, Honda Y, Tsumura M, Ogishi M, Sonoda M, Nishitani-Isa M, Uchida T, Hbibi M, Mizoguchi Y, Ishimura M, Izawa K, Asano T, Kakuta F, Abukawa D, Rinchai D, Zhang P, Kambe N, Bousfiha A, Yasumi T, Boisson B, Puel A, Casanova JL, Nishikomori R, Ohga S, Okada S, Sasahara Y, Kure S.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Medicine 巻: 220 ページ: e20212276
  • DOI: 10.1084/jem.20212276
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Patient-reported outcomes in patients with primary immunodeficiency diseases in Japan: baseline results from a prospective observational study (2023)
  • 著者名/発表者名: Kanegane Hirokazu、Ishimura Masataka、Kawai Toshinao、Okada Satoshi、Okamatsu Nobuaki、Go Madoka、Noto Shinichi
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 14 ページ: 1244250
  • DOI: 10.3389/fimmu.2023.1244250
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical significance of human neutrophil antigen-1 antibodies in children with neutropenia (2023)
  • 著者名/発表者名: Goda Satoshi、Karakawa Shuhei、Okada Satoshi、Kawaguchi Hiroshi、Kurita Emi、Noma Mitsunori、Yamaoka Aiko、Komatsu Mayumi、Yanai Ayaka、Kashihara Mayu、Fujii Teruhisa、Onodera Rie、Taniguchi Kikuyo、Aizawa Mika、Kobayashi Masao
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: 118 ページ: 627～635
  • DOI: 10.1007/s12185-023-03661-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Janus kinase inhibitors ameliorate clinical symptoms in patients with STAT3 gain-of-function (2023)
  • 著者名/発表者名: Kaneko Shuya、Sakura Fumiaki、Tanita Kay、Shimbo Asami、Nambu Ryusuke、Yoshida Masashi、Umetsu Shuichiro、Inui Ayano、Okada Chizuru、Tsumura Miyuki、Yamada Mamiko、Suzuki Hisato、Kosaki Kenjiro、Ohara Osamu、Shimizu Masaki、Morio Tomohiro、Okada Satoshi、Kanegane Hirokazu
  • 雑誌名: Immunotherapy Advances 巻: 3 ページ: ltad027
  • DOI: 10.1093/immadv/ltad027
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fatal COVID-19 Infection in Two Children with STAT1 Gain-of-Function (2023)
  • 著者名/発表者名: Staines-Boone AT, Vignesh P, Tsumura M, de la Garza Fernandez G, Tyagi R, Rawat A, Das J, Tomomasa D, Asano T, Hijikata A, Salazar-Galvez Y, Kanegane H, Okada S, Reyes SOL
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 44 ページ: 20
  • DOI: 10.1007/s10875-023-01634-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Isolated Chronic Mucocutaneous Candidiasis due to a Novel Duplication Variant of IL17RC (2023)
  • 著者名/発表者名: Noma Kosuke、Tsumura Miyuki、Nguyen Tina、Asano Takaki、Sakura Fumiaki、Tamaura Moe、Imanaka Yusuke、Mizoguchi Yoko、Karakawa Shuhei、Hayakawa Seiichi、Shoji Takayo、Hosokawa Junichi、Izawa Kazushi、Ling Yun、Casanova Jean-Laurent、Puel Anne、Tangye Stuart G.、Ma Cindy S.、Ohara Osamu、Okada Satoshi
  • 雑誌名: Journal of Clinical Immunology 巻: 44 ページ: 18
  • DOI: 10.1007/s10875-023-01601-9
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Human STAT1 gain of function with chronic mucocutaneous candidiasis: A comprehensive review for strengthening the connection between bedside observations and laboratory research (2023)
  • 著者名/発表者名: Asano Takaki、Noma Kosuke、Mizoguchi Yoko、Karakawa Shuhei、Okada Satoshi
  • 雑誌名: Immunological Reviews 巻: 322 ページ: 81～97
  • DOI: 10.1111/imr.13300
  • 査読あり
• [学会発表] PIDJ の仕組みと遺伝子検査の出し方 (2024)
  • 著者名/発表者名: 岡田 賢
  • 学会等名: JSIAD-APSID joint meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Severe COVID-19 associate with impaired host immunity (2023)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Okada
  • 学会等名: Human Genetics Asia 2023
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 宿主免疫異常によるCOVID-19重症化 (2023)
  • 著者名/発表者名: 岡田 賢
  • 学会等名: 第55回 日本小児感染症学会総会・学術集会
  • 招待講演
• [備考] COVID-19に関連した小児突然死の背景にある希少疾患の診断に成功
  • URL: https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/76463
• [備考] 特定遺伝子の異常による新規の免疫異常症を発見
  • URL: https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/77296
• [備考] 本邦初のIL-17RC異常症による慢性皮膚粘膜カンジダ症例を同定
  • URL: https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/80874
• [備考] 小児COVID-19肺炎におけるⅠ型インターフェロン中和抗体の保有率を調査
  • URL: https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/80975