Molecular mechanisms by which HIV-1 acquires resistance to second-generation integrase strand transfer inhibitors
研究課題情報
- 課題管理番号
- 16jk0210013h0001
- 9つの連携分野プロジェクト
その他<第一期>
- 事業名
地球規模保健課題解決推進のための研究事業
- タグ（2016）
研究の性格： 生命・病態解明等を目指す研究
開発フェーズ： 該当なし
承認上の分類： 薬機法分類非該当
対象疾患： 該当なし<対象とする疾患なし>
- 代表研究機関
- 独立行政法人国立病院機構名古屋医療センター
- 研究代表者
(2016) 蜂谷敦子, 独立行政法人国立病院機構名古屋医療センター, 臨床研究センター臨床研究事業部生体情報解析室 副室長
- 研究期間
- 2016年度 - 2016年度
- 課題への総配分額
- 4,200 千円
- 研究概要（2016）
- Molecular mechanisms by which HIV-1 acquires resistance to second-generation integrase strand transfer inhibitors
研究成果情報
2016
成果の概要
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申請時Aim 1で記載した研究内容、臨床分離株から新規のRAL耐性変異L74F/V75Iを見出し、第２世代インテグラーゼ阻害剤に対する影響について調べた。この新規耐性変異は主要耐性変異と組み合わさると、高度耐性を獲得するという結果が得られた。この結果をAntimicrobial Agent Chemotherapyに投稿し、採択（2017, 61, e00315-17）となった。Aim 2、第2世代インテグラーゼ阻害剤に対する新規の耐性変異の成果について次に述べる。HIV-1 インテグラーゼ(IN)領域E157Qを有するウイルスを用いて、Dolutegravir (DTG)存在下でIn vitro耐性誘導を行った。耐性誘導前のウイルスはDTGに対し1.1倍耐性であったが、15回継代時のウイルスはDTGに対し8.6倍耐性を示した。この２つのウイルスにおけるIN領域の遺伝子配列を比較したところ新たに加わった変異はなく、また欧米の薬剤耐性変異リストに報告されている耐性変異も存在しなかった。そこでHIV-1ゲノム全領域の遺伝子配列を決定した。さらにDTG耐性に関する責任領域を特定するため、変異を導入したウイルスを作製し薬剤感受性試験を行った。単独の変異ではDTG耐性に関与しておらず、IN領域 E157QとGag ヌクレオカプシド(NC)の2つの変異がDTG耐性獲得に関与していることが明らかとなった。Quantitative PCR (qPCR)ならびにMultiplex Immunofluorescent Cell-based Detection of DNA, RNA and Protein (MICDDRP) 法を用いた解析から、逆転写産物の蓄積する時間が野生株と比べDTGに耐性を示すIN/NC変異ウイルス (IN/NCウイルス)では早く、逆転写からインテグラーゼまでの過程も早く進められていることが明らかとなった。次世代シークエンサー (Illumina Miseq) を用い、ホストのゲノムに組み込まれた際のウイルス末端の配列を調べた。その際、IN/NCウイルスは3'-LTR側のウイルス末端領域が欠損、挿入している頻度が高いことが明らかとなった。DTGはウイルス末端の配列 (AC dinucleotide) と強固に結合することが知られているが、IN/NCウイルスでは末端部分が欠損、挿入しており、AC dinucleotideの配列が保存されておらず、そのためDTGが結合できずウイルスの耐性獲得につながったと考えられた。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Hayashida T, Hachiya A, Ode H, Nishijima T, Tsuchiya K, Sugiura W, Takiguchi M, Oka S, Gatanaga H. Rilpivirine resistance mutation E138K in HIV-1 reverse transcriptase predisposed by prevalent polymorphic mutations. J Antimicrob Chemother. 2016. 71(10), 2760-6.
2. Baudi I, Iijima S, Chin'ombe N, Mtapuri-Zinyowera S, Murakami S, Isogawa M, Hachiya A, Iwatani Y, Tanaka Y. Molecular epidemiology of co-infection with hepatitis B virus and human immunodeficiency virus (HIV) among adult patients in Harare, Zimbabwe. J Med Virol. 2017. 89(2), 257-66, 2017.
3. Hachiya A, Kirby KA, Ido Y, Shigemi U, Matsuda M, Okazaki R, Imamura J, Sarafianos SG, Yokomaku Y, Iwatani Y. Impact of HIV-1 integrase L74F/V75I mutations from a clinical isolate on second generation integrase strand transfer inhibitors. Antimicrob Agents Chemother. 2017, 61(8) e00315-17. doi: 10.1128/AAC.00315-17.
4. Nakashima M, Tsuzuki S, Awazu H, Hamano A, Okada A, Ode H, Maejima M, Hachiya A, Yokomaku Y, Watanabe N, Akari H, Iwatani Y. Mapping Region of Human Restriction Factor APOBEC3H Critical for Interaction with HIV-1 Vif. J Mol Biol. 2017. 429, 1262-1276.
5. Shigefuku R, Watanabe T, Kanno Y1 Ikeda H, Nakano H, Hattori N, Matsunaga K, Matsumoto N, Kanno SI, Nosho K, Hachiya A, Iwatani Y, Matsumori T, Tsukikawa S, Makizumi R, Otsubo T, Yamamoto H, Itoh F.Fusobacterium nucleatum detected simultaneously in a pyogenic liver abscess and advanced sigmoid colon cancer. Anaerobe, 2017, 48, 144-146. doi: 10.1016/j.anaerobe.2017.08.010.
6. 蜂谷敦子. 日本における薬剤耐性HIVの動向Update. 病原微生物検出情報 (Infectious Agents Surveillance Report, IASR), 2017, 38, 9.
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. Impact of Clinically Observed Integrase Mutations on Dolutegravir Resistance, Poster presentation, Hachiya A, Nakashima M, Ido Y, Shigemi U, Matsuda M, Okazaki R, Imamura J, Yokomaku Y, Iwatani Y, Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections (CROI), 2017/2/14, 国外(Seattle, WA, USA)
国外 / ポスター
2. Impact of Clinically Observed Integrase Mutations, L74F/V75I, on Second-Generation Integrase Strand Transfer Inhibitor Resistance. Poster, Hachiya A, Nakashima M, Ido Y, Shigemi U, Matsuda M, Okazaki R, Imamura J, Kirby KA, Sarafianos SG, Yokomaku Y, Iwatani Y. Retroviruses, 2017/5/22-27, Cold Spring Harbor, NY.
不明 / ポスター
3. Impact of Clinically Observed Integrase Mutations on Dolutegravir Resistance. Poster, Hachiya A, Nakashima M, Ido Y, Shigemi U, Matsuda M, Okazaki R, Imamura J, Yokomaku Y, Iwatani Y. Conference on Retroviruses and opportunistic infections, 2017/2/13-16, Seattle, WA.
不明 / ポスター
4. Novel Mutation Patterns in HIV-1 Integrase Conferring High-Level Resistance to the First-generation Integrase Strand Transfer Inhibitors. 口頭、Hachiya A, Nakashima M, Ido Y, Shigemi U, Matsuda M, Okazaki R, Imamura J, Yokomaku Y, Iwatani Y, 第64回日本ウイルス学会学術集会、2016/10/23-25、国内
国内 / 口頭
5. Impact of HIV-1 Integrase L74/V75 Mutations in Clinical Isolates on Resistance to Second-generation Integrase Strand Transfer Inhibitors. Hachiya A, Nakashima M, Ido Y, Shigemi U, Matsuda M, Okazaki R, Imamura J, Yokomaku Y, Iwatani Y, 2nd Kumamoto IRCMS international symposium and 17th Kumamoto AIDS seminar. 口頭、2016/10/31-11/2、国内
国内 / 口頭
6. Visualization of viral DNA dynamics during INSTI-resistant HIV-1 replication. Oral, Hachiya A, Kirby KA, Puray-Chavez M, Matsuda M, Ode H, Shigemi U, Okazaki R, Yokomaku Y, Sarafianos SG, Iwatani Y. 第31回日本エイズ学会学術集会、2017/11/24-26, 国内.
国内 / 口頭
7. ラルテグラビル施行中の臨床検体から見出された新規耐性関連変異. 井戸陽子、蜂谷敦子、中島雅晶、重見麗、岡﨑玲子、松田昌和、今村淳治、横幕能行、岩谷靖雅、 第30回日本エイズ学会学術集会・総会、口頭、2016.11.24-26、国内
国内 / 口頭
8. 臨床検体から見出された新規耐性関連変異によるドルテグラビル高度耐性獲得の分子機構の解明. 蜂谷敦子、中島雅晶、井戸陽子、重見麗、岡﨑玲子、松田昌和、今村淳治、横幕能行、岩谷靖雅、第30回日本エイズ学会学術集会・総会、口頭、2016.11.24-26、国内
国内 / 口頭