月: 2021年8月

Sorbonne Universite, Inserm, Universite de Paris, Franceらのグループは、新型コロナウイルス（COVID-19）の異なった免疫プロファイルを持つ二つのグループを同定し、それがCOVID-19の重症度と関係していることを報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8312547/

非常に興味深いことに、COVID-19入院患者がふたつのグループに分けられることが分かりました。入院時における全血のトランスクリプトームの主成分解析から、グループ１（青）は健常者に近く、グループ2（赤）は離れていました。

グループ2において高発現している遺伝子は、骨髄細胞の特徴、好中球の活性度、炎症応答、TLRとType I IFNのシグナルパス、T細胞増殖の抑制（例えば、arginase 1、PDL1、PDL2、CD276/B7-H3）らに属しています。
反対に、CD8 や NK細胞機能、T細胞活性化、ヘルパーT細胞分化、共刺激受容体（TNFRSF4 (OX40)、ICOSLG (ICOS ligand)、TNFRSF18 (GITR)、TNFRSF11A (RANK)）、そして抗原提示らに関係している遺伝子は、グループ2において低発現となりました。これらの結果は、異なった免疫プロファイルを持つ患者がいることと適合しています、即ち(i)獲得免役トリガーのグループ（group 1）と(ii)悪化した骨髄系自然免疫応答と獲得免役不全（group 2）という訳です。

グループ2とグループ1では、年齢や糖尿病において差があるわけではありません、が、グループ2の方が肥満度はグループ1よりも高くなっています。COVID-19の重症度の基準はWHOの定めたそれに従っています、軽症が4-5 WHO scoreとなり、重症が >6 WHO scoreとなります。驚くべきことに、グループ2のほとんどすべての患者（94%）は、WHO scoreが6以上となっており、それに比べてグループ1の同比率は25%にしかすぎません。ふたつのグループの間で見られるその他の重要な器官や組織（例えば、肝臓、腎臓、心臓、血管）における生物学的な指標を比較すると、肝臓のダメージを反映する脂肪肝指標 (HSI)やプロトロンビン比 (% PR)、腎臓障害を反映する尿中 Na+やNa+/K+比、循環器のダメージを半円するトロポニン、血管内皮の状態を反映するE-セレクチンや胎盤増殖因子 (PlGF)らが、グループ2において顕著にグループ1とは異なっていました。包括的に言えば、多臓器不全、血管内皮のダメージや血栓症がグループ2の患者で際立っているという事ができます。また、死者の88%はグループ2に属していることからも、グループ間の免疫応答の違いが顕著な結果の違いとして現れています。

ふたつのグループ間の免疫細胞数の違いについては、グループ2の特徴は、白血球の増加、顕著なリンパ球減少症、CD8⁺ T細胞の減少、CD4⁺ T細胞の増加、NK細胞の減少、好中球の増加がみられることであります。加えて、グループ2においては、血中の炎症性サイトカイン（IL-6、IL-8、TNF-α、可溶性TNF受容体2）らが顕著に増加しています。これらのデータは、グループ2において炎症反応や好中球反応が高く、NK細胞やT細胞応答が低下していること、グループ1においてはより獲得免役反応を好むようなプロファイルになっていることを裏付けています。注目すべきは、グループ2においては、PMBCのTLR3の発現が上昇していることかも知れません。

University of Cambridge, Cambridge, UKらのグループは、COVID-19の重症化病理におけるレクチン捕体系路の重要性について言及しています。
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2021.714511/full

補体経路は、自然免疫及び獲得免疫における重要な免疫機構の一つであり、現在までに三種の捕体系路が知られています、古典経路、代替経路、そしてレクチン経路です。
mannan-binding lectin-associated serine protease-2 (MASP-2) がレクチン経路におけるキーとなる酵素です。活性化された MASP-2 が C4 を効果的に切断でき、C3 及び C5 転換酵素複合体 C4bC2a 及び C4bC2aC3bを作ることが出来、順次活性化して、最終的な細胞膜侵襲複合体を作ります。pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) 認識分子がMAPS-2を活性化するにはキーとなります。ヒトにおけるPAMPs認識分子には、mannose-binding lectin (MBL)、collectin-11 (CL-11)、そしてCL-11 と CL-10 と ficolinのヘテロ結合分子があります。レクチン経路は、このPAMPs認識分子が病原菌のPAMPsに結合することで開始されるということになります。

SARS-CoV-2のSpikeタンパク質やNタンパク質に対するこれらPAMPs認識分子の結合が調べられました。ELISA MTPにSARS-CoV-2 Spikeタンパク質, SARS-CoV-2 Nタンパク質 或いはまたコントロールリガンド（mannan を MBLに、N-acetyl BSA を ficolin 2(FCN2)に、zymosan を CL-11に）固定化し、血清の希釈系列をWellにアプライしています。以下に示すように、PAMPs認識分子（MBL、ficolin2、CL-11）がSARS-CoV-2に結合することが明確に示されています。

このレポートにおいては、レクチン経路がCOVID-19の重症化に関わっているかどうかについてはデータは示されていないのですが、これが、急性呼吸窮迫症候群（ARDS）に関わっている可能性はあるのではないでしょうか？

The University of Hong Kong, Hong Kong, Chinaらのグループは、子供と大人の免疫反応の如何る違いがCOVID-19の病態の違いを生むのかについて考察しています。
https://www.nature.com/articles/s41467-021-24938-4

SARS-CoV-2 の感染において、子供の方が大人よりも軽症であることは良く知られていますが、その免疫機構の違いについては良く分かっていません。いくつかの仮説は提唱されています、例えば、自然免疫の強さ、自己抗体の減損、抗体反応の違い、過去に罹った一般的な風邪のコロナウイルスとの交差反応の強さ、ベースラインのIgMの量などです。

大局的にみると、本研究からは次のことが分かります、(1)SARS-CoV-2のウイルス構造タンパク質に対するIFNγ CD4⁺ 及び CD8⁺ T-細胞応答、ORF1abタンパク質に対するCD8+ T-細胞応答らが子供において大人よりも顕著に低いという事、(2)過去のβ-coronavirus に対する免疫が子供の方が大人よりも顕著に少なく、免疫ベースラインに違いがあることを示唆すること。

してみると、過去の β-coronavirus に対する弱い免疫や、弱いT-細胞応答が、子供がCOVID-19で軽症で済んでしまうことをドライブしているかも知れないのです。

Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, USAらは、COVID-19の重症化において、補体代替経路の異常な活性化が深く関係していることを示唆しています。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34289657/

免疫の捕体経路には、現在以下の３種類があるとされています。古典捕体系路、補体代替経路、そしてレクチン経路であります。古典捕体系路は、抗体による活性化を必要とするのですが、補体代替経路の場合には、C3が直接細胞表面に結合し、B因子、D因子によって直接的に活性化されます。

COVID-19 の58人（内、32人は最小限の酸素吸入を必要としたもの、7名は最大限の酸素吸入を必要としたもの、17名は人口呼吸器を必要といたもの、2名は死亡）から得た血清が、補体を介した細胞死を招くことが補体機能アッセイで確認され、細胞表面において膜侵襲複合体（C5b-9）の結合を増加させました。41.2% 人工呼吸器を必要としたCOVID-19 患者の41.2%が、補体機能アッセイで陽性となりました（20%以上の細胞が死んだ場合を陽性）、最低限の酸素吸入しか必要としなかった患者では、その割合は僅かに6.3％に留まりました。そして更に、C5とD因子の阻害は、COVID-19患者の血清によって誘起される補体活性化の増幅を緩和し、血清中のBb因子の増加は、COVID-19患者の重症度と相関しており、補体代替経路の異常な活性化が重要な役割を果たしていることが示唆されました。

SARS-CoV-2 spike タンパク質が、補体因子Hのヘパリンへの結合を直接的にブロックしているようであり、それが細胞表面での補体調整不全に繋がっているようです。 つまり、感染初期の段階で、SARS-CoV-2 spike タンパク質が肺上皮細胞上のヘパラン硫酸と結合し、補体因子Hのヘパラン硫酸への結合を阻害することで、補体代替経路の調整不全が起きているようです。補体因子Hの結合が抑制されることで、因子Dによる因子Bの切断が増加し、Bbの生成が増加します。因子Bbは、C3bに結合し、C3転換酵素（C3bBb）が形成され、C3が切断され C5転換酵素（C4b2a3b or C3bBb3b）が形成されます。C5転換酵素は、C5を切断し、C5aとC5bを作り、C6-9と共に細胞膜侵襲複合体（C5b-9）を形成し、細胞を殺します。そしてこのことが過剰な炎症を招きます。このようにして、SARS-CoV-2 Spikeに起因する補体代替経路の調整不良が、COVID-19のCOVID-19の病理に深くかかわり、それが重要化のマーカーになるやも知れません。

Oklahoma Medical Research Foundation, Oklahoma, USAらのグループは、L-SIGNがSARS-CoV-2感染の正当な感染受容体であると報告しています。
https://insight.jci.org/articles/view/148999

L-SIGNがSARS-CoV-2と相互作用をすることを確認する為に、SARS-C-V-2の疑似ウイルスとL-SIGNおよびACE2を発現するHEK293T細胞を用意しました。L-SIGN はご存知のようにC-型レクチンであり、high mannose型のN-型糖鎖にCa²⁺に依存した結合を示します。SARS-CoV-2 RBDにはAsn343にN-型糖鎖の修飾サイトがあります。Asn343をglutamine (Q)で置換することによって、N-型糖鎖が欠損したspike/Fc融合タンパク質（SpikeN343Q/Fc）を作り、WT（Spike/Fc）と比較しています。SpikeN343Q/Fcにおいてmannose構造が欠損していることは、GNLレクチンブロットで確認されています。このようにして、SpikeN343Q/Fc は、ACE2を発現している細胞には結合するが、L-SIGNを発現していない細胞には結合しないことが確認され、L-SIGNは、SARS-CoV-2 RBDのAsn343に存在する糖鎖を認識して結合していることを確認しました。

ヒトの肝類洞壁内皮細胞（LSECｓ）には、L-SIGNは発現しているが、ACE2は全く発現していないことが分かっています。SARS-CoV-2とL-SIGNの相互作用が持つ臨床的な意味を明確にするために、COVID-19のホルマリン固定パラフィンエンベの肝臓検死サンプルを用いて、SARS-CoV-2の感染を確認しました。SARS-CoV-2に感染していない同様な検死サンプルとの比較において、このことが明確に示されています（LSECsには、L-SIGN が発現しています（緑色で示す）、そして赤の矢印はSARS-CoV-2が感染している箇所を指し示すものです）。

加えて、このSARS-CoV-2の感染は、ヒトのL-SIGNに対する抗体、そしてまたmannanでドーズ依存的に阻害され、これらがCOVID-19感染の重症化を抑えるための治療薬となり得る可能性も示唆されました。