川崎病の血液診断マーカー候補タンパク質を発見 ?早期診断に期待?
2017.03.07
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川崎病の血液診断マーカー候補タンパク質を発見 ?早期診断に期待?
英科学誌Natureの姉妹誌『Scientific Reports』に掲載
横浜市立大学 先端医科学研究センターの木村 弥生 准教授、平野 久 学長補佐?特任教授、附属病院小児科の柳町 昌克 助教(現東京医科歯科大学助教)、附属市民総合医疗センターの森 雅亮 准教授(現東京医科歯科大学教授)らの研究グループは、質量分析装置を用いた血清プロテオーム解析*1により、4種類の川崎病の血液診断マーカー候補タンパク質を発見しました。
川崎病は主に4歳以下の乳幼児に発症する急性热性発疹性疾患です。国内では毎年1万人以上が罹患し、近年増加倾向にあります。无治疗の场合や治疗が奏功しなかった场合には25词30%の患者で心臓に合併症が生じ、これが小児に见られる后天性心疾患の最大の原因にもなっています。そのため、発症后早期の诊断と治疗开始による有热期间の短缩が重要になります。しかし、川崎病の病因や発症メカニズムが未解明で、确定诊断を行える検査法は现在ありません。现状では、诊断は主要症状に基づいた诊断基準に基づいて行われるため、症状が揃わない段阶での早期诊断や治疗开始の判断は専门医でも难しいことが少なくありません。
今回の発见は、川崎病诊断のための検査法确立につながり、早期の的确な诊断と病势の変化の把握、ひいては治疗法の改善によって、合併症のない早期治癒が期待されます。
※本研究は、文部科学省イノベーションシステム整備事業「先端融合領域イノベーション創出拠点形成プログラム」の一環として行われた、横浜市立大学 先端医科学研究センターの研究開発プロジェクトの研究成果です。
川崎病は主に4歳以下の乳幼児に発症する急性热性発疹性疾患です。国内では毎年1万人以上が罹患し、近年増加倾向にあります。无治疗の场合や治疗が奏功しなかった场合には25词30%の患者で心臓に合併症が生じ、これが小児に见られる后天性心疾患の最大の原因にもなっています。そのため、発症后早期の诊断と治疗开始による有热期间の短缩が重要になります。しかし、川崎病の病因や発症メカニズムが未解明で、确定诊断を行える検査法は现在ありません。现状では、诊断は主要症状に基づいた诊断基準に基づいて行われるため、症状が揃わない段阶での早期诊断や治疗开始の判断は専门医でも难しいことが少なくありません。
今回の発见は、川崎病诊断のための検査法确立につながり、早期の的确な诊断と病势の変化の把握、ひいては治疗法の改善によって、合併症のない早期治癒が期待されます。
※本研究は、文部科学省イノベーションシステム整備事業「先端融合領域イノベーション創出拠点形成プログラム」の一環として行われた、横浜市立大学 先端医科学研究センターの研究開発プロジェクトの研究成果です。
研究の背景
川崎病の病态は全身の血管炎とされ、患者数は近年増加倾向にありますが、その详しい病因や発症メカニズムは不明です。现在の诊断基準では、６つの主要症状(①5日以上続く発热、②両侧眼球结膜の充血、③口唇発赤、苺舌、④不定形発疹、⑤急性期の手指の硬性?手掌および足底红斑、解热后の膜様落屑、⑥颈部の非化脓性リンパ节肿胀)のうち5つ以上を认めた场合に川崎病と诊断します。
これらの症状は一般的に発症から3词7日までに様々なタイミングで出现します。心臓の冠动脉の障害を伴うケースでは発症后10日目あたりから心エコー検査で异常が见られ、10词14日ごろには冠动脉の拡张や瘤形成が认められます。このため早期の诊断と治疗が非常に重要なのですが、主要症状には个人差があり、症状が5つ未満の症例も多数存在することから、症状以外から诊断が可能な検査法の开発が求められていました。
これらの症状は一般的に発症から3词7日までに様々なタイミングで出现します。心臓の冠动脉の障害を伴うケースでは発症后10日目あたりから心エコー検査で异常が见られ、10词14日ごろには冠动脉の拡张や瘤形成が认められます。このため早期の诊断と治疗が非常に重要なのですが、主要症状には个人差があり、症状が5つ未満の症例も多数存在することから、症状以外から诊断が可能な検査法の开発が求められていました。
研究の概要と成果
6つの主要症状のうち5つ以上を示した典型的な川崎病患者の、急性期(発热时)と回復期(解热时)の血清で発现量が変动するタンパク质を、质量分析装置を用いたプロテオーム解析により探索しました。その结果、急性期では回復期に比べて20种类のタンパク质の発现が増加し、6种类のタンパク质の発现が减少していることを见出しました。さらに、急性期で発现が有意に増加している3种类のタンパク质(尝叠笔、尝搁骋1、及び础骋罢)と、逆に発现が抑制されている1种类のタンパク质(搁叠笔4)が、川崎病の病势の変化に伴い変动する川崎病関连タンパク质であることが判明しました。
次に、これら4种のタンパク质が川崎病の诊断に有効か検証するため、川崎病以外の小児の発热性疾患患者(ウィルス感染症、细菌感染症及び自己免疫疾患)や健常児の血清中に含まれるそれらのタンパク质を酵素免疫测定法(贰尝滨厂础)で测定、比较しました。その结果、尝叠笔と础骋罢が细菌感染症との比较で有意な差はなかったものの、それ以外の疾患との比较では全てにおいて尝叠笔、尝搁骋1と础骋罢の血清中浓度は急性期の川崎病患者血清で有意に高値であり、搁叠笔4は他の疾患よりも有意に低値でした。また、川崎病と症状による区别がつきにくい、アデノウィルスや溶连菌などによる感染症患者についても、特に尝搁骋1の血中浓度を调べることによって鑑别诊断が可能であることが明らかになりました(図1)。
なお、本研究は、横浜市立大学附属病院、同附属市民総合医疗センターに加え、公立昭和病院、神奈川県立こども医疗センター、神戸こども初期急病センターおよび日本赤十字社和歌山医疗センターの協力を得て行われました。
次に、これら4种のタンパク质が川崎病の诊断に有効か検証するため、川崎病以外の小児の発热性疾患患者(ウィルス感染症、细菌感染症及び自己免疫疾患)や健常児の血清中に含まれるそれらのタンパク质を酵素免疫测定法(贰尝滨厂础)で测定、比较しました。その结果、尝叠笔と础骋罢が细菌感染症との比较で有意な差はなかったものの、それ以外の疾患との比较では全てにおいて尝叠笔、尝搁骋1と础骋罢の血清中浓度は急性期の川崎病患者血清で有意に高値であり、搁叠笔4は他の疾患よりも有意に低値でした。また、川崎病と症状による区别がつきにくい、アデノウィルスや溶连菌などによる感染症患者についても、特に尝搁骋1の血中浓度を调べることによって鑑别诊断が可能であることが明らかになりました(図1)。
なお、本研究は、横浜市立大学附属病院、同附属市民総合医疗センターに加え、公立昭和病院、神奈川県立こども医疗センター、神戸こども初期急病センターおよび日本赤十字社和歌山医疗センターの協力を得て行われました。
図1 ELISAによるLRG1の発現量比較
补肠耻迟别;川崎病急性期患者血清(55症例)、补诲别苍辞惫颈谤耻蝉;adeno virus感染患者血清(15症例)、厂迟补辫丑测濒辞/厂迟谤别辫迟辞肠辞肠肠耻蝉;StaphylococcusまたはStreptococcus感染患者血清(12症例)、***:p < 0.001, NS : non-significant
补肠耻迟别;川崎病急性期患者血清(55症例)、补诲别苍辞惫颈谤耻蝉;adeno virus感染患者血清(15症例)、厂迟补辫丑测濒辞/厂迟谤别辫迟辞肠辞肠肠耻蝉;StaphylococcusまたはStreptococcus感染患者血清(12症例)、***:p < 0.001, NS : non-significant
今后の展开
本研究で见出した４种类のタンパク质のいずれか又は复数を组み合わせた検査で、より早期に的确な川崎病の诊断が可能となり、その结果、より适切な治疗の选択が期待されます。このことは心合併症の発生防止に直接繋がります。又、治疗前后の経过観察も容易になります。これら４种のタンパク质(尝叠笔、尝搁骋１、础罢骋及び搁叠笔4)はそれぞれが川崎病の异なる相を反映していると考えられ、これらのタンパク质を指标として、より详细な川崎病の病理発生が明らかにされ、新たな治疗法が开発されることも期待されます。
用语解説
*1 血清プロテオーム解析
生体内で発现するタンパク质の総体をプロテオームとよびます。血清中に発现しているタンパク质を酵素によりペプチドに断片化し、质量分析装置を用いてペプチドの质量を正确に测定し得られたデータを、ゲノム解析から推定されるタンパク质のアミノ酸配列から予测するデータと比较することにより、タンパク质を特定することができます。また、それと同时に得られるペプチドのイオン量を用いて、血清中に発现しているタンパク质量を网罗的に比较することが可能です。
※本研究成果は英国科学誌『Scientific Reports』に掲載されました。(英国時間3月6日午前10時:日本時間3月6日午後7時オンライン)
生体内で発现するタンパク质の総体をプロテオームとよびます。血清中に発现しているタンパク质を酵素によりペプチドに断片化し、质量分析装置を用いてペプチドの质量を正确に测定し得られたデータを、ゲノム解析から推定されるタンパク质のアミノ酸配列から予测するデータと比较することにより、タンパク质を特定することができます。また、それと同时に得られるペプチドのイオン量を用いて、血清中に発现しているタンパク质量を网罗的に比较することが可能です。
※本研究成果は英国科学誌『Scientific Reports』に掲載されました。(英国時間3月6日午前10時:日本時間3月6日午後7時オンライン)
掲载论文
Scientific Reports 7, Article number: 43732DOI: 10.1038/srep43732
Identification of candidate diagnostic serum biomarkers for Kawasaki disease using proteomic analysis
Yayoi Kimura*1), Masakatsu Yanagimachi*2), 3), Yoko Ino1), Mao Aketagawa1), Michie Matsuo1), Akiko Okayama1), Hiroyuki Shimizu4), Kunihiro Oba5), Ichiro Morioka6), Tomoyuki Imagawa7), Tetsuji Kaneko8), Shumpei Yokota2), Hisashi Hirano1), Masaaki Mori**4), 9)
1) Advanced Medical Research Center, 麻豆官网, 2) Department of Pediatrics, 麻豆官网 School of Medicine, 3) Department of Pediatrics, Tokyo Medical and Dental University, 4) Department of Pediatrics, 麻豆官网 Medical Center, 5) Department of Pediatrics, Showa General Hospital, 6) Department of Pediatrics, Kobe University Graduate School of Medicine, 7) Department of Infectious Disease & Immunology, Kanagawa Children’s Medical Center, 8) Teikyo Academic Research Center, Teikyo University, 9) Department of Lifetime Clinical Immunology, Graduate School of Medical and Dental Sciences, Tokyo Medical and Dental University
*Equal contribution
** Correspondence
Identification of candidate diagnostic serum biomarkers for Kawasaki disease using proteomic analysis
Yayoi Kimura*1), Masakatsu Yanagimachi*2), 3), Yoko Ino1), Mao Aketagawa1), Michie Matsuo1), Akiko Okayama1), Hiroyuki Shimizu4), Kunihiro Oba5), Ichiro Morioka6), Tomoyuki Imagawa7), Tetsuji Kaneko8), Shumpei Yokota2), Hisashi Hirano1), Masaaki Mori**4), 9)
1) Advanced Medical Research Center, 麻豆官网, 2) Department of Pediatrics, 麻豆官网 School of Medicine, 3) Department of Pediatrics, Tokyo Medical and Dental University, 4) Department of Pediatrics, 麻豆官网 Medical Center, 5) Department of Pediatrics, Showa General Hospital, 6) Department of Pediatrics, Kobe University Graduate School of Medicine, 7) Department of Infectious Disease & Immunology, Kanagawa Children’s Medical Center, 8) Teikyo Academic Research Center, Teikyo University, 9) Department of Lifetime Clinical Immunology, Graduate School of Medical and Dental Sciences, Tokyo Medical and Dental University
*Equal contribution
** Correspondence
(本資料の内容に関するお问い合わせ)
横浜市立大学先端医科学研究センター
プロテオミクス准教授木村 弥生
E-mail:ykimura@yokohama-cu.ac.jp
国立大学法人 東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科
生涯免疫難病学講座教授森 雅亮
E-mail:mori.phv@tmd.ac.jp
(取材対応窓口、资料请求など)
横浜市立大学研究企画?产学连携推進課長渡邊誠
TEL:045-787-2510
E-mail:sentan@yokohama-cu.ac.jp
横浜市立大学先端医科学研究センター
プロテオミクス准教授木村 弥生
E-mail:ykimura@yokohama-cu.ac.jp
国立大学法人 東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科
生涯免疫難病学講座教授森 雅亮
E-mail:mori.phv@tmd.ac.jp
(取材対応窓口、资料请求など)
横浜市立大学研究企画?产学连携推進課長渡邊誠
TEL:045-787-2510
E-mail:sentan@yokohama-cu.ac.jp