神戸大学大学院医学研究科内科系講座小児科学分野の飯島一誠教授、野津寛大准教授、大学院博士課程の堀之内智子大学院生、東京大学大学院医学系研究科人類遺伝学分野の徳永勝士教授、人見祐基助教、大学院博士課程のJia Xiaoyuan大学院生と東北大学東北メデイカル・メガバンク機構の長崎正朗教授、河合洋介講師(現在は東京大学大学院医学系研究科人類遺伝学分野特任助教)らの研究グループは、日本人の小児ステロイド感受性ネフローゼ症候群患者のゲノムを解析し、疾患感受性遺伝子がHLA-DR/DQ領域に存在することを見出し、小児ネフローゼ症候群の発症と最も関連の強いHLAリスクハプロタイプを同定しました。この研究成果によって、小児ネフローゼ症候群の発症機序の解明が期待されます。

 この研究成果は、2018年7月16日午後5時(米国東部時間)に、国際科学誌「Journal of the American Society of Nephrology」にオンライン公開されました。

ポイント

  • ネフローゼ症候群注1は、尿中に大量の蛋白が漏れ出て血液中の蛋白が極端に少なくなる、小児の慢性腎疾患で最も頻度の高い病気で、指定難病及び小児慢性特定疾病に指定されていますが、その原因は明らかではありません。
  • 小児ネフローゼ症候群の大半は、ステロイドに反応して寛解注2となるステロイド感受性ネフローゼ症候群注3であり、何らかの遺伝的な素因(疾患感受性遺伝子注4)を持つ人に、感染症などの免疫学的な刺激が加わって発症すると考えられていますが、疾患感受性遺伝子は明らかではありませんでした。
  • 今回の研究では、日本人小児ステロイド感受性ネフローゼ症候群患者の全ゲノム領域の一塩基多型(以下、SNP)を健常人と比較するゲノムワイド関連解析(以下、GWAS)注5を行い、最強の疾患感受性遺伝子がHLA-DR/DQ領域にあることを見出しました。
  • さらに、HLAのタイプを推定するHLAインピュテーション法やルミネックス法を用いたHLAファインマッピング注6により、HLA-DRB1*08:02-HLA-DQB1*03:02が最も発症リスクの高いHLAハプロタイプ注7であることを明らかにしました。
  • この研究成果は、小児ネフローゼ症候群の発症機序の解明に貢献すると期待できます。

研究の背景と目的

 小児ネフローゼ症候群は小児の慢性腎疾患で最も頻度が高く、わが国では小児10万人あたり年間6.49人(全国で約1,000人)が、この病気を発症します。尿中に大量の蛋白が漏れ出て血液中の蛋白が極端に少なくなる原因不明の難病で、小児慢性特定疾病及び指定難病に指定されています。その多くはステロイドや免疫抑制剤に反応し寛解となるステロイド感受性ネフローゼ症候群ですが、少なくとも20%程度の症例は成人期になっても再発を繰り返す難治例であり、本症候群の病因・病態解明と、その知見に基づく原因療法の開発が強く望まれています。小児ネフローゼ症候群の大半は多因子疾患であり、何らかの遺伝的な素因(疾患感受性遺伝子)を持つ人に、感染症などの免疫学的な刺激が加わって発症すると考えられていますが、疾患感受性遺伝子は明らかではありませんでした。本研究の目的は、日本人小児ステロイド感受性ネフローゼ症候群の疾患感受性遺伝子を同定することです。



図1.小児ステロイド感受性ネフローゼ症候群の発症機序仮説
小児ステロイド感受性ネフローゼ症候群の大半は多因子疾患であり、疾患感受性の高い(遺伝子を持つ)子どもに感染症や虫刺されなどの免疫学的な刺激が加わることによって発症すると考えられています。

研究の成果

図2.ゲノムワイド関連解析のマンハッタンプロット
6番染色体短腕にゲノムワイド有意(P< 5x10-8)なシグナルを同定した。

 本研究では、全国の小児腎臓専門医の先生方、患者さんやご家族の協力のもと、現在までに、約1,300例の小児ネフローゼ症候群患者のゲノムDNAを収集しています。今回の研究では、そのうちの224例の小児ステロイド感受性ネフローゼ症候群患者検体と日本人健常者コントロール検体419例を対象として、日本人に最適化されたSNPアレイである「ジャポニカアレイ」を利用したGWASを行いました。その結果、6番染色体短腕のHLA-DR/DQ領域においてゲノムワイド有意な関連を示すSNPsを同定しました。さらに、HLAのタイプを推定するHLAインピュテーション法やルミネックス法を用いたHLAファインマッピングにより、以下のような最も発症リスクの高いHLAハプロタイプと最も発症リスクの低いHLAハプロタイプを同定しました。この結果は213例の小児ステロイド感受性ネフローゼ症候群患者検体と日本人健常者コントロール検体710例からなる別のコホートでも確認できました。

  • ・最も発症リスクの高いHLAハプロタイプ:HLA-DRB1*08:02-HLA-DQB1*03:02(オッズ比:3.60)
  • ・最も発症リスクの低いHLAハプロタイプ:HLA-DRB1*13:02-HLA-DQB1*06:04(オッズ比:0.10)

 小児ネフローゼ症候群を発症するリスクの高いHLAハプロタイプとリスクの低いHLAハプロタイプを、これだけの高精度で同定したのは世界で初めてです。

図3.HLA-DR/DQ領域の拡大図
図2.のゲノムワイド有意な領域は、HLA-DR/DQ領域であった。

今後の展開

 現在、今回の対象を含む1,152例の小児ネフローゼ症候群患者検体と日本人健常者コントロール検体2,807例を対象として、ジャポニカアレイを利用したGWASを実施中です。このGWASにより、HLA以外の疾患感受性遺伝子も同定できる可能性が高く、今後は、同定された疾患感受性遺伝子が世界共通なのかを確認する国際共同研究に発展させたいと考えています。

用語解説

  • 注1.ネフローゼ症候群: ネフローゼ症候群とは、尿にタンパクがたくさん出てしまうために、血液中のタンパクが減り(低タンパク血症)、その結果、むくみ(浮腫)が起こる疾患である。明らかな原因がわからないものを、一次ネフローゼ症候群と呼び、国の指定難病及び小児慢性特定疾病の一つ。
  • 注2.寛解: 病気を抑えることができ、安定している状態。ネフローゼ症候群の場合には尿タンパクが消失することを指す。
  • 注3.ステロイド感受性ネフローゼ症候群: ネフローゼ症候群のうち、ステロイド連日投与開始後4週間以内に完全寛解する(症状が治まる)もの。
  • 注4.疾患感受性遺伝子: 多因子疾患は、様々な遺伝子因子と環境因子が組み合わさることで発症すると考えられており、これらの発症に関わる遺伝子を疾患感受性遺伝子という。
  • 注5.ゲノムワイド関連解析(Genome-wide association study: GWAS): ヒトゲノム全体をほぼカバーする1000万カ所以上のSNPのうち、50万~100万か所の遺伝子型を決定し、主にSNPの頻度と、病気や量的形質との関連を統計的に調べる方法のこと。
  • 注6.ファインマッピング: GWAS等から見つかった表現型(疾患)関連座位から,領域を絞り込んで実際の原因変異を特定すること。
  • 注7. HLAハプロタイプ: HLAにおいては各遺伝子座のタイプのセット(例えば、HLA-A,B,DRB1のタイプの組み合わせ)を指す。

謝辞

 この研究は国立研究開発法人日本医療研究開発機構(AMED)のオーダーメイド医療の実現プログラム、及び、ゲノム医療実現推進プラットフォーム事業「小児ネフローゼ症候群の疾患感受性遺伝子及び薬剤感受性遺伝子同定研究」の支援のもとに、全国の小児腎臓専門医の先生方の協力を得て行いました。

論文情報

・タイトル
“SStrong Association of HLA-DR/DQ Locus with Childhood Steroid-Sensitive Nephrotic Syndrome in the Japanese Population
(HLA-DR/DQ領域は日本人小児ステロイド感受性ネフローゼ症候群の発症に強い関連を持つ)
doi:10.1681/ASN.2017-08-0859

・著者
Xiaoyuan Jia, Tomoko Horinouchi, Yuki Hitomi, Akemi Shono, Seik-Soon Khor, Yosuke Omae, Kaname Kojima, Yosuke Kawai, Masao Nagasaki, Yoshitsugu Kaku, Takayuki Okamoto, Yoko Ohwada, Kazuhide Ohta, Yusuke Okuda, Rika Fujimaru, Ken Hatae, Naonori Kumagai, Emi Sawanobori, Hitoshi Nakazato, Yasufumi Ohtsuka, Koichi Nakanishi, Yuko Shima, Ryojiro Tanaka, Akira Ashida, Koichi Kamei, Kenji Ishikura, Kandai Nozu, Katsushi Tokunaga, Kazumoto Iijima, for the Research Consortium on Genetics of Childhood Idiopathic Nephrotic Syndrome in Japan

・掲載誌
Journal of the American Society of Nephrology

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