2021年9月23日
細菌は外部からのゲノム侵入から身を守るメカニズムとして、クリスパー免疫系を進化させたが、配列特異的に標的にタンパク質をリクルートする機能は共通だが、標的に対するアクションは極めて多様で、まだまだ配列特異的に細胞を操作するためのツールが開発できるのではと期待されている。
今日紹介するオランダ・デルフト大学からの論文はRNAを標的とするtype IIIクリスパーの中でも、メタゲノム解析から存在が示された新しいtype III-Eに注目して、コードされたタンパク質の機能を調べた研究で、９月１７日号Scienceに掲載された。タイトルは「The gRAMP CRISPR-Cas effector is an RNA endonuclease complexed with a caspase-like peptidase（gRAMPクリスパー/Casの作用はカスパーゼ様ペプチダーゼがRNA分解酵素と結合している）」だ。
これまでのtype IIIクリスパーは、様々なCasユニットが独立して存在していたが、typeIII-Eでは、なんとクリスパーDNAを認識するCas1が逆転写酵素と結合しており、また標的破壊活性を持つタンパク質が、著者らがgRAMP と名づけた一つの長いペプチドにまとまって存在することがわかった。さらに、gRAMP下流にはカスパーゼ様の配列を持つTPR-CHAT分子をコードする遺伝子があり、逆転写酵素でクリスパーアレーのレパートリーを増やしながら、侵入RNAを壊し、さらにはペプチダーゼを用いて、タンパク質への働きかけが可能なクリスパーシステムが進化している可能性が考えられた。
この研究ではgRAMPを大腸菌で合成させ、精製した分子を用いて生化学的検討を行い、
gRAMPはクリスパーアレーから転写されたRNAを処理してcrRNAへとプロセッシングする活性を持つ。 crRNAと結合した相補的RNAを２カ所で切断するエンドヌクレアーゼ活性を持つ。 切断は標的の配列特異的で、DNAには活性がない。 を明らかにし、gRAMPが複数の機能が集まった一つの大きなタンパク質であることを明らかにする。
次に、下流にあるカスパーゼ様分子（TRP-CHAT）とgRAMPとの関係を、それぞれの分子を大腸菌に導入して調べ、
crRNAと結合したgRAMPとTRP-CHATが大腸菌の中で、1：1の安定的な複合体を作っている。 標的と結合した後も、複合体は安定に維持される。 標的と結合しても、大腸菌の細胞死は誘導できない。 を明らかにしている。
結局、crRNAと標的結合により、本当にカスパーゼが活性化されたのかどうかはわからずじまいだが、これをスタートラインとして、タンパク質をも操作し、細胞死も誘導できるような新しい細胞操作システムが可能になるかもしれない。今後、クリスパーを遺伝子編集などと呼ぶのはやめた方がいいような気がする。
2021年9月22日
すでに多くのメディアにより報道されているので読んだ方も多いと思うが、日本人の起源について、これまで私が持っていた理解よりさらにドラマチックな可能性を示唆する論文が、ダブリン大学、金沢大学から共同で９月１７日Science Advancesに掲載されていた。
メディアでは、現代日本人のゲノムが、南から日本に定住しその後大陸との交流なく独自に進化した縄文人、その縄文人と北東アジアから渡来した大陸人と交雑により形成された弥生人、そして東アジアから渡来した大陸人と弥生人の交雑した古墳時代人と、3種類のゲノム起源から形成されていることが報道されているが、論文を読んでみると、もっとドラマチックな歴史があるように感じたので紹介する。タイトルは「Ancient genomics reveals tripartite origins of Japanese populations（古代人ゲノムは日本人集団が3種類のゲノム起源を持っていることを明らかにした）」だ。
この研究では、これまで東大・太田さん、国立博物館・篠田さんが解読した縄文や弥生人のゲノムに加えて、新たに縄文人9人、そして何よりも解読が進んでいなかった約１３００年前の古墳時代人３人のゲノムを加え、日本の先史をカバーして日本人の成立を調べている。
ただ問題は、発表された弥生人のゲノム解読カバー率が極端に低いことで、今後弥生、古墳時代人の解読を進めることの重要性を示している。
その上で解読した３時代のゲノムを比べ、以下の結論を得ている。
この研究で９体の縄文人ゲノムが加わった結果、これまで限られた縄文人とアジア人の比較から考えられてきたように、東南アジア起源ゲノムを核に縄文人が形成されたと言うより、東ユーラシアに分布していた人類が日本に渡来し、その後大陸との交流なしに独自のゲノムを進化させたのが縄文人であることを示している。 また、他の民族から隔離された縄文人は、急速な人口減少を経験し、おそらく１０００人ぐらいの規模で生活していたことが、ゲノムの同一配列長解析から示された。 ここで使われた弥生時代のゲノムは、カバレージが少ないという問題があるが、従来考えられていたような東中国より、農耕が発達していなかった北東中国のゲノムに近い。いずれにせよ、縄文人のゲノムの比率が高いことから、渡来した人たちが徐々に同化していったことを示している。 そして、今回新たに加わった古墳時代人ゲノムは、私たちが弥生人がそのまま進化したという可能性を見事に打ち砕いた。まず、古墳時代人ゲノムは現代日本人ゲノムとほぼ等しい。そして、縄文人ゲノムと北東アジアが混合した弥生人ゲノムを３割強持っている。しかし、残りはそれまで日本に存在しなかった黄河流域の青銅器時代から鉄器時代のゲノムで置き換わっている。すなわち、弥生から古墳時代の間に、大きなギャップがあり、これまでとは異なる大陸人との交雑が急速に進んだことを示している。 以上が結果で、著者らは、弥生人の形成が大陸人の同化により起こったと結論した上で、古墳時代人の形成が大陸人の大規模なセツルメントにより起こったと、言葉を選んで抑制的に述べるにとどめている。
しかし、データを見た時の勝手な個人的印象を述べるとすると、まさにヤムナ民族が新しい文化と戦闘能力でヨーロッパを席巻したように、弥生時代と古墳時代の間のどこかに、大陸人による日本征服がおこったと考えても良いように思えた。それほど、弥生と古墳時代のギャップは大きい。これは私が勝手に想像しているだけだが、今後研究の最も弱い弥生ゲノムが明らかになるにつれ、この点も含めて日本人形成史が明らかになると思う。
しかし、この論文は総合的で面白かった。我が国でも考古学とゲノム学が融合した総合的な学問が進んでいることを知って、ある意味胸をなで下ろした。
この研究で使われた弥生ゲノムは、国立科学博物館の篠田さんの論文に掲載されたものだが、私が熊本大学医学部に在籍していた時、その篠田さんが、講師の国貞さんの縁で、教室のPCRを利用しに佐賀医大から来ていたのを思い出す。ほぼ３５年前の話で、我が国の古代ゲノム研究事始めの一つのページではないかと思う。ようやくそれらの努力が我が国に根付いたことを実感しながら、楽しく読んだ。
2021年9月21日
セロトニンというと、すぐに脳での働きを思い出すが、実際にほとんどのセロトニンは腸内で作られ、血中に放出されるとセロトニントランスポーターを発現している血小板に取り込まれる。脳での働きと異なり、全身でのセロトニンの機能はあまり注目されていないが、例えば胃の収縮、腸の蠕動などを刺激したり、損傷や炎症部位に集まってきた血小板から遊離されて、修復機構や炎症に関わることも知られている。
この論文を読むまで全く知らなかったが、さらに細胞内に取り込まれたセロトニンはトランスグルタミナーゼを介してヒストンの修飾に関わり、エピジェネティックな遺伝子発現調節にも関わっていることが最近注目されているようだ。
今日紹介するチューリッヒ大学からの論文は、末梢でのセロトニンがガンの増殖に関わるのではと、マウスモデルを使って調べた結果、ガンに対するキラー細胞の活性調節にセロトニンが一定の作用を持つことを明らかにした研究で、９月１５日号のScience Translational Medicineに掲載された。タイトルは「Attenuation of peripheral serotonin inhibits tumor growth and enhances immune checkpoint blockade therapy in murine tumor models（末梢のセロトニンを減らすことでマウスの担ガンモデルでガンの増殖を抑えチェックポイント治療を高める）」だ。
上に述べたように、脳以外ではセロトニンはG共役受容体を介して細胞を刺激するとともに、トランスポーターを介して細胞内に取り込まれて、遺伝子発現を調節する２つの経路で働く。
この研究ではまず、末梢でのセロトニン合成ができなくなったマウスに膵臓や大腸ガンを移植しその増殖を調べると、もちろん根治はできないが、ガンの増殖がかなり押さえられることを明らかにする。これは、セロトニンがガンに直接作用している可能性も排除はできないが、調べていくとガンの周りに集まってくるCD8キラー細胞の数が、セロトニン合成が欠損したマウスでは上昇していることを発見する。
試験管内でキラー細胞をセロトニンで刺激すると、抗原特異的なキラー活性や、炎症活性が抑えられることから、セロトニンのガン抑制効果の一因は、ガンに対するキラー細胞の増殖と活性を高めることであることがわかる。
一方、ガン自体もセロトニンによりチェックポイント分子PD-L1が強く誘導させることも発見している。このメカニズムを調べると、ガンのトランスグルタミナーゼ2阻害により抑えられるので、最近注目のセロトニンによるヒストン修飾による転写の変化を反映していると結論している。
実際、データベースから多くのガン細胞のトランスグルアミナーゼ発現と、PD-L1の発現との相関を調べると、トランスグルタミナーゼのは発現が高いガンほど、PD―L1の発現が高いことを確認している。
以上の結果に基づき、トランスグルタミナーゼ阻害剤とPD-1に対する抗体を組み合わせた治療を行うと、少なくともマウス担ガンモデルでは、それぞれ単独よりは強い効果が得られることを明らかにしている。
以上が結果で、末梢のセロトニンが、一つは受容体を介してキラーT細胞に働いて増殖や機能を抑えること、またガンに取り込まれてヒストン修飾を介して、転写を変化させ、ガン免疫の感受性を高めていることがわかった。それぞれの経路については、それぞれの阻害剤も開発されつつあるので、このような薬剤をガン免疫を高めるために用いる可能性は期待できる。
個人的には、セロトニンの意外な作用を学ぶことができた論文だった。
2021年9月20日
ガン治療の切り札が、免疫治療にあることがわかってから、ガンの悪性化に関わる要因として、免疫回避に関わる遺伝子群が注目されるようになった。まさに、新型コロナウイルス変異株の出現の重要な要因が、免疫回避だとするのと同じだ。このような免疫回避を助ける遺伝子を特定するために、ガンとキラー細胞を同じシャーレで培養して、キラー細胞に抵抗性を持ったガン細胞のゲノム変化を調べる多くの研究が行われ、MHC分子や、ガン抗原をMHCに提示させる過程に関わる遺伝子など、予想通りの遺伝子が見つかってきている。
今日紹介するハーバード大学からの研究は、これまで主に試験管内で行われてきたガン免疫回避に関わる遺伝子スクリーニングを、正常マウスと免疫不全マウスにガンを移植して比較する実験系で、比較する大規模系を用いて行おうとした研究で、９月１７日号のScienceに掲載された。タイトルは「The adaptive immune system is a major driver of selection for tumor suppressor gene inactivation （獲得免疫システムが、ガン抑制遺伝子を不活化させる主要な原動力になっている）」だ。
専門外の人には、タイトルだけではピンとこないと思うが、ガン研究者には意表を突かれるタイトルだ。ガン抑制遺伝子は、発現するとガンの増殖を抑える働きがあるため、多くのガンでしばしば欠損が見られる遺伝子を指している。従来この作用は、ガンの増殖や転移に直接関わり、免疫系がガン抑制遺伝子欠損を促す選択圧になるとは考えてこなかった。
この研究では、マウス乳ガン細胞株、大腸ガン細胞株の遺伝子をクリスパー遺伝子編集により、ランダムにノックアウトし、これをマウスに移植、そこでよりよく増殖してくる腫瘍に起こっている遺伝子変化を比べ、正常マウス（＝すなわち免疫機能が正常なマウス）で特異的にガンの増殖優位性を高める遺伝子を探している。免疫不全マウスでの結果は、免疫とは無関係の遺伝子変化と考えられるので、両者を比べることで、ガン細胞の免疫回避に関わる遺伝子を特定できると期待される。
その結果がタイトルで、驚くことに、欠損することで正常マウスでの増殖優位性が見られる遺伝子の多くが、これまでガンの増殖を抑制するとして知られるガン抑制遺伝子で、もちろん免疫不全マウスでも共通に見られる遺伝子もあるが、正常マウスでの増殖を指標とするとガン抑制遺伝子が、なんと１０倍以上濃縮されるという結果だ。
濃縮されたガン抑制遺伝子の性状を分析すると、これまで知られていたガンのネオ抗原発現経路に関わる様々な遺伝子（MHCやβ2ミクログロブリン）などに加えて、1型インターフェロン発現に関わる遺伝子（Jak1など）、E3ユビキチンリガーゼのタンパク質の安定化に関わる遺伝子群（Fbxw7など）、クロマチンの調節に関わる遺伝子（PBAFなど）、そしてTGFβシグナル関連分子（Smad2など）がリストされてくる。
よく見てみると、別にガンだけでなく、免疫機能や、ガンの間質に関わる細胞の生理機能にも大きな作用が知られている分子で、これらをガン抑制遺伝子としてまとめていたことの方が不思議な気がするリストだ。
ほかにもクリスパースクリーニング系を用いて、同じような結果がほかのガンでも共通に得られるのかなど大変な実験を繰り返しているが、割愛する。ただ、ガン増殖抑制といっても、体内では複雑な過程で効果を及ぼすことを示す目的で、多くのガンで共通にリストされてきたGNA13(G蛋白質の一つ)について、ノックアウトしたガン細胞を移植し、ガンの増殖が促進される原因を詳しく調べている。
結果、GNA13が欠損すると、ガンによるCCL2ケモカインの分泌が高まり、このケモカインの作用で、腫瘍周囲に免疫を抑えるマクロファージの浸潤が上がることで、ガンの増殖が高まることを示している。
以上が結果で、ガン抑制遺伝子が免疫系で淘汰されると考えるより、ガン抑制遺伝子もいろいろで、またガンの増殖も体内では様々な調節を否が応でも受けていると考えた方がいいだろう。人騒がせなタイトルだったが、最後はもっともな結論で終わっている。
2021年9月19日
我が国では、６５歳以上の人たちのワクチン接種はほぼ９０％に達し、全人口比でも５３％を超した。このまま接種が進んで、１２歳以上の２回接種が８割を超すという状況が生まれるように思える。しかも、今回ワクチン以外に頼るすべがないことを知った政府も、早々とワクチンの３回接種を決定した。この決定に対して反対する理由はないが、このような決定がどの程度の科学的知識の上になされているのか興味がある。
３回目接種が議論された最大の理由は、ウイルスに対する抗体価が低下するという話だが、よほど遷延的な感染でもない限り、抗体は低下するのが当然だ。一方、ワクチン接種者の重症化率は、抗体低下後も低いことを考えると、キラーT細胞などの細胞性免疫の効果も正確に測定することが必要になる。これら科学的データを踏まえて、社会的にどこまでリスクをとるか、そのためにどのようなワクチンが必要になるのか、我が国独自の方針をオープンに、しかし迅速に議論してほしいものだ。
ワクチン接種による抗体とキラーT細胞の関係を、B細胞を抑える免疫治療中の患者さんで調べたのが、今日紹介するペンシルバニア大学からの論文で、９月１４日 Nature Medicineにオンライン掲載された。タイトルは「Cellular and humoral immune responses following SARS-CoV-2 mRNA vaccination in patients with multiple sclerosis on anti-CD20 therapy（抗CD20抗体治療中の多発性硬化症の患者でのSARS-CoV-2 mRNAワクチン接種後の細胞性と液性免疫）」だ。
多発性硬化症は自己免疫病で、ミエリンに対する自己抗体を抑えるためにB細胞を抑えるCD20抗体治療が行われる場合がある。すなわち、抗体ができにくい状態で、ワクチンがどのような効果があるかを調べることができる。この状況を利用して、患者さんおよび健常人２０人づつ、ワクチン接種時、１回目接種後１０−１２日目、２回目接種時、２回目接種後１０−１２日後、１ヶ月後に末梢血を採取、ワクチンに対する様々な反応を徹底的に調べた研究だ。
膨大な結果なので、詳細は省くが、結果の要点は以下のようにまとめられる。
CD20抗体を投与されている患者さんでは、正常に近い抗体反応を示す方もおられるが、半分以上の方で、ほとんどスパイクや受容体結合部に対する抗体ができない。 抗体産生を助け、ワクチン接種後リンパ節内の濾胞でB細胞や樹状細胞で密接な相互作用を行うCD4T細胞について、末梢血で詳しく調べると、CD20抗体でB細胞が抑えられた患者さんでは、最もB細胞との関係が深いTfh細胞の低下が見られる。 スパイク分子から用意したペプチドプールによるCD4T細胞の活性化を調べると、ほとんどの患者さんで、少しは低いがほぼ正常レベルの活性化が見られる。 CD20抗体治療を受けている患者さんでは、2回目のワクチン接種後に、健常人より強い活性化CD8T細胞が現れてくる。 スパイク由来ペプチドプールによる活性化を調べると、平均でCD20抗体治療を受けている患者さんの方が高い活性を示す。ただ、ばらつきは大きい。 CD8T細胞の活性化と、スパイクに対する抗体価の関係を調べると、抗体ができない人ではより強いCD8T細胞の活性化が見られる。一方、B細胞と相互作用するTfhは、抗体が誘導できない人では、末梢血にほとんど出てこない。 以上が結果で、B細胞が抑えられることで、抗体の誘導が低下するとともに、直接相互作用するCD4Tfhの誘導が低下する。しかし一方で、キラー細胞の方は抗体を作るB細胞が抑制されている方が、高い反応が見られるので、CD20抗体治療を受けている患者さんでも、ワクチンの効果は期待できることが示された。
さらに、濾胞反応を強く誘導するmRNAワクチンに対する反応について、まだまだわからないことが多いこともよくわかった。臨床的効果から見てワクチン慎重論になる必要はないが、希有の機会を捉えて、徹底的に科学的分析を行い、人間の免疫反応を理解し、次に備えることの重要性を、政府も理解してほしい。
2021年9月18日
いわゆる青銅器時代に、中央アジアのステップ地帯からヨーロッパ全体に進出して、様々な文化とともに、インド・ヨーロッパ語を伝えたヤムナ文化は、先住民族が、ヤムナ民族で置き換えられることで広がったことが、ゲノム研究からわかっている。
個人的には、言語から土器まで、優れた文化を有している民族が周辺へと進出していくのは当然と思っていたが、この優位が何によりもたらされたのかについては考古学的に議論が続いてきたようだ。民族が置き換わるわけで、基本的には先住民を支配、あるいは滅ぼしながら広がったことになるが、例えばモンゴルや、匈奴の例から、馬の家畜化と利用、牧畜主体の生活が重要な要因ではなかったかと考えられてきた。しかし、東ユーラシアでは馬の利用が紀元前１２００年まで見られていないことから、証拠を示す必要があった。
今日紹介するイエナ・マックスプランク人類歴史学研究所からの論文は、タンパク質解析で、ヤムナ民族が馬のミルクを含む乳製品を常食にしていたことを明らかにし、これがヤムナ民族拡大の大きな原動力だったことを示した研究で９月１５日Natureオンライン版に掲載された。タイトルは「Dairying enabled Early Bronze Age Yamnaya steppe expansions（酪農が青銅器時代初期のヤムナ民族拡大を可能にした）」だ。
しかしこの１ヶ月でイエナ・マックスプランク研究所の論文を紹介するのが３回目になるが、考古学領域へのめざましい進出ぶりで、活動範囲がアフリカ、アジア、そしてヨーロッパと広がっているのがわかる。まさにヤムナ文化の拡大を彷彿とさせる。
この研究は、歯石の質量分析から、接種していたミルクの種類を特定することを可能にした実験手法の開発と、そして何よりも歯石に注目した着想にあると思う。
研究では中央アジアステップから出土した、新石器時代から青銅器時代の人骨から歯石を削り出し、質量分析法を用いて乳成分のタンパク質（カゼインやラクトグロブリン）が存在するか、どの動物種の乳成分かを調べ、いつから酪農がヤムナ民族に定着したかを調べている。
結果は明瞭で、新石器時代後期（BC4600-4000）のサンプルからは、一例を除いてミルク成分は全く検出できなかったが、初期青銅器時代（BC3300-2500）では、全例で主に羊、山羊、牛を中心に乳成分が検出され、最も酪農が進んでいたと考えられる領域では、馬の乳成分がはっきり検出できることを示している。
結果は以上で、牧畜という生活スタイルが、様々な文化を生み出し、これがヤムナ民族進展の大きな原動力になったという結果だが、初期青銅器時代の一部の地域ではっきりと馬の乳成分が検出されたことは、馬の家畜化がこの時代に進んでいたことを初めて示し、匈奴や蒙古のように、戦闘能力が高まったことも、拡大の要因であった可能性を示している。
ただ、ヤムナ民族のロマンより、イエナマックスプランク研究所の大躍進の方に感心した。
2021年9月17日
以前紹介したように、先月２６日、梅北２期参加型ヘルスケアプロジェクトでは、WHO武漢研究所の調査メンバーを務められた、国立感染症研究所の前田健先生に、新型コロナウイルスと動物感染について話をしてもらい、YouTubeに収録しました。今日ようやくAASJホームページにも公開しましたので、是非ご覧ください（https://www.youtube.com/watch?v=fZUR8WQUkUM ）。
この中で、新型コロナウイルスを含む多くの感染性ウイルスが、我々の周りの動物の中で潜伏して、ヒトに感染する機会をうかがっていることを詳しくお話しいただいています。
ただ、流行が収束して患者さんの発生がなくなった後も、場合によっては人間の中でウイルスが潜伏し、次の流行を引き起こす可能性もウイルスによっては示唆されている。この場合、流行後に、感染者集団を、PCRや抗体検査で長期間モニターすることが重要で、例えば、高いレベルで抗体が維持されることが起こったりすると、持続的感染が疑われる。
新型コロナウイルスの場合も、鼻粘膜でウイルスが増殖しているのに、下部気道では全く感染が見られず、しかも抗体治療を受けるまで１０５日間ウイルスを排出していた高齢者の話を、以前紹介したが（https://aasj.jp/news/watch/14412 ）、多くの人が無症状で経過することを考えると、科学的に不可能と片付けないで、人体内での潜伏の可能性を調べることも重要かと思う。
感染様式はコロナウイルスとは全く異なり、人体での潜伏の可能性が高いのがエボラウイルスで、今日紹介するフランスモンペリエ大学とギニアのコナクリ大学からの論文は、今年初めにギニアで発生したエボラウイルス感染の小さなクラスターが、２０１６年に収束した前回の大流行後、人体に潜伏し続けたウイルスによる可能性を示した研究で、９月１５日Natureにオンライン掲載された。タイトルは「Resurgence of Ebola virus in 2021 in Guinea suggests a new paradigm for outbreaks（ギニアで起こった２０２１年のエボラウイルス感染再発生は新しいアウトブレークのパラダイムを示唆する）」だ。
新型コロナウイルスが猛威を振るっている今年１月、診断がつかないまま亡くなった女性（看護師）の葬儀に参列した夫を含む１６人（うち１２人死亡）の感染が確認され、アラートが発せられた。実際には、診断が確定していない７例も存在するが、WHOのワクチン提供を含む迅速な対応で、これ以上拡大せず、６月には収束が宣言されている。
この１２人から、ウイルスが単離され、大体８割ぐらいのカバー率でウイルスゲノムが解読され、これまでの流行と比較された。
前回の流行からすでに５年が経過しており、当然コウモリなどの動物により維持されたものが再流行したと最初は考えられたが、ウイルスゲノムを調べると、前回ギニアで流行したザイールウイルスと比べて、１２カ所（エボラウイルスのサイズは大体1.9Kb）しか変異が見つからなかった。すなわち、動物体内で分裂を繰り返していた可能性はほとんど考えられず、ウイルスが増殖せずに長く人体に潜伏していた可能性を強く示唆する結果だった。
最初の感染源となった女性の履歴を調べると、５年前の流行では感染していないが、親族２５人が感染していることが確認されている。一方、この女性が働いていた病院や地域の人にはエボラ感染が見られないことから、新たに感染した可能性は少ない。以上の結果、この女性の体内でウイルスが潜伏していた可能性が高いと結論している。
実際、男性の精巣や女性の乳腺で持続感染が起こることが知られており、潜伏しやすい組織もあるのではと著者らは考えているようだ。とすると、同じような潜伏ケースがもっと多くの人にも存在する可能性があり、以前の感染者のモニタリングを続けることの重要性を示している。
ウイルスは様々な細胞メカニズム依存的に増殖する。また、自然免疫から逃れる何重もの仕組みを持っている。とすると、ホストゲノムに挿入されなくとも、潜伏という状態が起こることは考えられる。今後のパンデミックに備える意味でも、人体での潜伏メカニズムの研究が進むことを期待する。
2021年9月16日
脳や脊髄外傷のやっかいな点は、傷害された局所神経組織だけでなく、それと神経結合を有している領域、特に視床に慢性の炎症がおこり、２次的な変性が進むことだ。結果、物忘れや、気分障害など、睡眠異常など多様な障害が続く。おそらく、ボクサーにやプロスポーツ選手に見られるパンチドランカーも、背景には外傷後の慢性炎症があると考えられている。
今日紹介するカリフォルニア大学サンフランシスコ校からの論文は、皮質を傷害した後に視床で誘導される慢性炎症状態誘導に、ミクログリア由来のC1q補体成分が主要な役割を演じていることを示し、治療への糸口をつけた研究で９月１０日号のScienceに掲載された。タイトルは「Complement factor C1q mediates sleep spindle loss and epileptic spikes after mild brain injury（補体因子C1qは軽度の脳傷害による睡眠紡錘波の欠損を媒介する）」だ。
昨年、ミクログリアが分泌するC1q補体因子がシナプス除去に関わっていることを示した中国からの論文を紹介したが（https://aasj.jp/news/watch/12355 ）、補体は様々な状況で、神経発生やその異常に関わっている。この研究は、最初からC1qが外傷後に視床に誘導される慢性炎症に関わるのではと考えて行われた、いわば決め打ちの研究だ。
まずラット脳皮質が１mmぐらいの深さで傷害される圧迫による外傷を加え、その結果、反対側の視床毛様体核の細胞の喪失、特にGABA作動性の介在神経の欠損が誘導されることを確認する。そして、このようにして誘導した視床ではC1qの蓄積が起こるとともに、興奮性シナプス後電流（EPSC）の数と振幅の低下が見られる。
次に、どの細胞がC1qを分泌するのかをscRNAseqで調べると、期待通りミクログリアだけが合成、分泌し、一方C1の下流で活性化しシナプスに働くC4bを発現する細胞はオリゴデンドロサイト、アストロサイトであることがわかった。すなわち、グリア細胞での炎症反応を経て、介在神経が変化し、おそらく活性酸素を介して神経細胞死が誘導されるというシナリオが示された。
このように視床に炎症を誘導したラットでは、REM睡眠時に見られる紡錘波の頻度が低下し、さらに癲癇様のスパイク電位が見られる。睡眠時紡錘波の低下は、記憶の固定化を妨げることから、当然認知機能傷害を誘導することになる。
この研究では、最後にC1qの蓄積を抗体により除去することで、この異常が治療できるか調べている。結果は期待通りで、外傷後に髄腔内に抗体を注射すると、EPSCの回復と、癲癇様スパイクの消失が見られる。
結果は以上で、パンチドランカーの場合は難しいかもしれないが、一過性の脳障害の後おこる視床の慢性炎症については、抗体治療により改善させられる可能性が示された。現在、アルツハイマー病治療を目指し、抗体の脳内移行を高める研究も進んでおり、外傷後の慢性炎症に悩む患者さんを助ける切る札になるのではと期待している。
2021年9月15日
我が国のワクチン接種完了者はついに５０％を突破し、今や米国を追い抜こうとしている。何千万という人が接種を受けると、様々な副反応が発生するのが当然で、それを正確に分析するのが医学の勤めだ。
我が国ではアデノウイルスベクターを用いるワクチンが使用されないのではと思っていたら、８月終わりぐらいから使用が始まったので、今日は英国の４３施設から共同で８月６日、The Lancetにオンライン発表された、アストラゼネカワクチン接種後に起こった静脈血栓症の詳しい解析報告について、紹介することにした。タイトルは「Cerebral venous thrombosis after vaccination against COVID-19 in the UK: a multicentre cohort study （英国でcovid-19ワクチン接種後に見られた脳静脈血栓症：他施設コホート研究）」だ。
すでにアデノウイルスベクターを用いたcovid-19（ad-V）で、VITT(ワクチンによる免疫性血栓性血小板減少症)と呼ばれる特有の副反応が発生することを紹介し（https://aasj.jp/news/watch/15740 ）、早期に発見して濃縮免疫グロブリン投与などを行えば、治療可能であることを紹介した。
ただ、血栓性の病変が脳静脈に広がれば話は別で、命に関わる。もともと脳静脈に血栓が起こること自体まれで、血液の出口が詰まるため、急速な脳浮腫が発生する。動脈が詰まる脳梗塞と異なり、凝固異常症が背景に存在し、経口避妊薬の副反応として起こるケースは一般にもよく知られている。
この研究に参加した英国の施設では、今年の４月から約２ヶ月間に、ワクチン接種後、脳静脈血栓症で入院した９９例の患者さんについて、VITTを併発している群７０例と、併発していない群２０例に分けて、臨床的に検討している。
VITTを併発した前例はアストラゼネカAd-V接種群で、mRNAワクチンでは発生しない。一方、VITTを併発しない群では、mRNA接種後のケースも見られるが、もともと脳静脈血栓のリスク因子を持っている場合が多く、血栓はワクチンとは因果関係がないことが統計的に確認できる。 VITT併発群では、ワクチン接種から血栓症発症まで７−１２日経過しており、平均９日。 VITT併発例では、死亡例、あるいは後遺症が残る例が、33/90と高く、他の原因による脳静脈血栓症と比べても、生命の危険を伴う重症副反応であることを示している。 その意味で、ワクチン接種後１週間以降から発生する頭痛を見れば、VITT併発脳静脈血栓かどうかを早期に診断することが重要だが、検査値は患者さんごとに大きく振れており、血小板数が正常の半分以下、PF-4に対する抗体の存在、D-dimer上昇といった基準にこだわらず、何らかの凝固異常があればVITT可能性有りとして治療することが重要。 VITT併発群では多くの患者さんで、脳静脈だけでなく、脳外静脈にも血栓が見られ、腹痛などを併発することが多い。 濃縮グロブリン投与とともに、ヘパリン以外の抗凝固剤の投与が治療としては有効で、外科的な脳圧除去術を施行した群は、後遺症発生が全例防がれた。 さらに詳しい内容については、是非論文を読んで欲しいと思うが、Ad-V接種後１週間以降１ヶ月以内で、頭痛、嘔吐を訴える患者さんは、VITT併発脳静脈血栓症を疑い、命に関わるので、CTを含む適切な検査と治療を行える施設に搬送し、外科的介入も含めた治療を行うことが重要であるというメッセージだ。
もちろんVITTの発生自体は極めてまれだが、我が国でもおそらく１００万人以上の単位でアストラゼネカワクチンが使用されると想定されるので、常に対応を準備しておくことが医療側の義務で、間違っても見落とすことは許されない。
2021年9月14日
残念ながら、我が国のガンゲノム検査は、オンコパネルというガン関連遺伝子の狙い撃ち型検査になってしまったが、できるだけ情報を集め患者さんを治療するという点では、ガン遺伝子配列を解析するエクソーム検査や全ゲノム検査が望ましい。というのも、ガンの予後は、ガン遺伝子やガン抑制遺伝子だけで決まるわけではなく、ガンの根治達成にはガン免疫の力を借りることが必須であると、多くの医師が考えていることからもわかる。とすると、ガンの突然変位数やネオ抗原数、またガンに浸潤するリンパ球などの情報も欲しいのだが、オンコパネルでは不可能だ。
今日紹介するUniversity College of Londonからの論文は、ガン組織のエクソームシークエンスデータから、できるだけ正確にT細胞の浸潤を測定しようとした研究で、９月８日 Natureにオンライン掲載された。タイトルは「Using DNA sequencing data to quantify T cell fraction and therapy response（DNAシークエンスデータをガン組織のT細胞浸潤と治療効果の判定に利用する）」だ。
T細胞やB細胞がガン組織に浸潤しているかどうかを調べる方法には、１）ガン組織の組織学的検査、２）RNA配列を調べる遺伝子発現検査、が現在利用できる。一方、ゲノム解析をリンパ球の特定に利用することはほとんどなかった。というのも、ゲノム自体は細胞の種類によって変わらないことが普通で、そのおかげでガンに起こる突然変異を、ゲノムを正常細胞と比べることで把握することができる。
ただ、リンパ球だけは特別だ。というのもリンパ球では、免疫グロブリンやT細胞受容体遺伝子が再構成される。すなわち突然変異と同じことが起こる。従って、再構成により欠損した遺伝子領域をエクソームデータから算出することで、その組織にT細胞がどの程度存在しているか調べることができる。
なるほどgood ideaで、どうして考えなかったのかと思ってしまうが、欠損部位の検出限界を考えると、３０カバレージ程度では、見落とすと考えるのが普通だ。実際、最も大きく変化するDJ領域の変化を元に、T細胞を検出しようとしても、カバレージ数に作用され、役に立たないことをこの論文でも確認している。
この研究では、T細胞受容体α遺伝子領域全体のエクソームが読まれる確率（リード数）、D領域を底として規則的に上昇することを利用して、領域内のどのエクソームからも、T細胞の頻度を算定できる方法TCRAを開発し、これを用いて組織内のT細胞の頻度を算定できるか調べている。
もちろんT細胞株を用いると１００％、他の細胞株では０%、というTCRA値が得られることを確認した後、RNAシークエンシングによる遺伝子発現のデータおよび組織データと比較し、これらの方法で検出されるT細胞頻度とTRCAの間にはっきりと相関が見られることを示している。
以上、検査が予想通り使えることを確認した後、様々なガンのエクソームデータベースを用いて、
ガン組織のTRCA値と、末梢血でのTRAC値は相関する。 ガンの種類ごとにTRCA値の分布は異なる。最もTRCA値が高い組織が多いのは、膀胱ガンとグリオーマ。 ガンの突然変異数と、TRCA値は相関する。また、グリカンの細胞外分泌に関わるSPPL3遺伝子を含む領域の欠損により、TRCA値が上昇する。 肺腺ガンでは、TRCA値が高いと、予後が良い。 チェックポイント治療に反応する人は、TRCA値が高い。 などを示している。確かにアイデアは素晴らしいし、エクソームデータから新たな情報が得られることは素晴らしいが、示されたデータはばらつきが多く、実際の臨床に使えるかは疑問符がつく。この原因は決して方法の問題ではなく、ガン組織のサンプリングが、ガンの種類や状態で大きく左右されるため、同じ条件で比べることが難しいためだと思う。今後エクソーム解析を考えたガンのサンプリング方法の標準化にも期待したい。
一方で、現在積み上がった膨大なエクソームデータを使って、T細胞やB細胞も含めた解析を進めることが可能になったことは大きい。特にエクソーム解析のカバレージ数が低い場合でも利用できるのは素晴らしい。
翻って、我が国の問題に返ると、将来性を考慮せずにオンコパネル検査に依存する体制ができたことは、我が国ガン研究に大きな禍根を残すような気がしている。ガンゲノムでは大きく後れをとっている我が国だが、京大の小川さんのように、エクソームやゲノム解析でめざましい業績を上げている研究室がある。すなわち、多くの情報を迅速に解析する基盤はできている。今からでも遅くないので、シークエンシングベースのガンゲノム検査への転換を図るべきだと思う。
