粘膜免疫を基盤とした下痢症ウイルスに対する画期的医薬品開発の実用化に資する研究
研究課題情報
- 課題管理番号
- 22fk0108122h0003
- 統合プロジェクト(二期)
医薬品プロジェクト<第二期>
- 事業名
新興・再興感染症に対する革新的医薬品等開発推進研究事業
- タグ(2022)
研究の性格: 医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
開発フェーズ: 応用
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: その他
疾患領域: 感染症
開発目的: 予防・健康 , 治療 , 生活の質<QOL>
- タグ(2021)
研究の性格: 医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
開発フェーズ: 応用
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: その他
疾患領域: 感染症
開発目的: 予防・健康 , 治療 , 生活の質<QOL>
- タグ(2020)
研究の性格: 医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
開発フェーズ: 応用
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: その他
疾患領域: 感染症
開発目的: 予防・健康 , 治療
- 代表研究機関
- 国立大学法人千葉大学
- 研究代表者
(2022) 清野宏, 国立大学法人千葉大学, 未来医療教育研究機構・特任教授
(2021) 清野宏, 国立大学法人東京大学, 医科学研究所 粘膜免疫学部門 特任教授
(2020) 清野宏, 国立大学法人東京大学, 医科学研究所 粘膜免疫学部門 特任教授
- 研究期間
- 2020年度 - 2022年度
- 課題への総配分額
- 93,900 千円
- 研究概要(2022)
- 本研究開発計画では提案者らのこれまでの研究成果を基盤にして、清野班はノロウイルス及びサポウイルスVLPを抗原とする、アジュバンドを必要としない経鼻粘膜ワクチンを開発する。また清野班はノロウイルスの抗体医薬、乳酸菌表層発現ナノ抗体製剤を駆使した治療法を開発する。小林班はロタウイルスのリバースジェネティクス技術を用いて、副反応の少ないより安全かつ多様な遺伝子多型に対応したワクチン技術を開発する。佐藤班ではヒトiPS細胞由来、もしくはヒト腸管組織由来上皮細胞を用いて、各ウイルスの臨床株が効率よく増殖可能な培養細胞の樹立を行い、それを用いて、清野班、鈴木班、小林班が作出したワクチンや抗体の評価法を確立すると共に、その技術移転を行う。本村班と牛島班は、各ウイルスの糞便検体の性状、ゲノム解析を行うとともに、それらウイルスのVLP作出を行い、各班が必要とするウイルス、VLPを供給する。
- 研究概要(2021)
- ワクチン:予防法として、ノロウイルスVLP、及びサポウイルスVLPを用いてナノゲル経鼻粘膜ワクチンを開発する。我々の既報(Sato S., Cell. Mol. Gastroenterol. Hepatol. 7:686, 2019)によりGII.17 VLPのポリクローナル抗体はGII.4ウイルスも中和できるので、令和2年度はGII.17 VLPを用いる経鼻ワクチンを開発できた。ノロウイルスGII.17 VLPの比率を変えてナノゲルで被覆した製剤を作製し、マウスに経鼻免疫して、IgG及びIgA抗体をELISAで定量評価し、GII.17及びGII.4ノロウイルスの中和効果は、免疫マウス血清を用いて、ヒト正常上皮細胞による培養系を用いて評価した。本年度はGII.2 のVLPを作出して、ナノゲル経鼻免疫を実施し、佐藤班にて中和試験を評価する。ナノ抗体: GII.4及びGII.17を中和するナノ抗体はすでに同定済みであるので、令和2年度はGII.17及びGII.4ナノ抗体を表示する乳酸菌は研究協力者のカロリンスカ研究所(Harold Marcotte准教授)に委託して作成し、中和効果を確認した。本年度はGII.2 のVLPを作出して、GII.2 ノロウイルスVLPをラマに免疫することで、Biopanning法でナノ抗体を同定し、GII.2VLPのナノ抗体を作出し、また実用化手段として、GII.2+GII.4+GII.17 Heterotrimerナノ抗体を作出、佐藤班にて中和試験を評価する。
- 研究概要(2020)
- 下痢症ウイルスに対する予防ワクチンの開発の面では、1年度目はノロウイルスGII.17 VLPをナノゲルで被覆した経鼻型粘膜ワクチンを開発する。実際には、ナノゲルで被覆した製剤を作成し、マウスに経鼻免疫後の血清抗体価をELISAで評価するとともに、ノロウイルスに対する中和効果をヒト正常腸管上皮細胞による培養系を用いて評価する。また、治療法としてノロウイルス経口ナノ抗体療法の開発を目的に、ノロウイルスGII.4及びGII.17を中和するナノ抗体を乳酸菌に表示させた経口乳酸菌製剤を作製し、中和効果を確認する。
研究成果情報
2022
2021
2020
成果の概要
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研究代表者の清野らは腸管下痢症ウイルス様粒子(VLP)を用いてナノゲル型ノロウイルスVLPワクチン及びナノゲル型サポウイルスVLPワクチンを開発し、血清、上気道のみならず、マウス腸管にVLP単独経鼻投与に比して10-100倍以上の中和抗体価が誘導出来る事を実証した。さらにノロウイルス感染症の治療法として、大量発現が可能な乳酸菌表層に発現させたノロウイルスGII.17 中和ナノ抗体を駆使した経口抗体を開発し、その有効性を確認するため、無菌マウスに乳酸菌発現ナノ抗体経口投与し、その糞便から乳酸菌を単離、分離された乳酸菌のノロウイルス中和活性を調べることで、有効性を確認する事が出来た。研究分担者の小林らは遺伝子型が異なる臨床株由来のVP4、VP7遺伝子を有するハイブリッドウイルスの作製に成功し、その性状解析を行った。また中和抗体測定に有用なレポーター遺伝子発現ロタウイルスを作製した。加えて、新たに異なる遺伝子型由来のヒトロタウイルスのリバースジェネティクス系も確立し、ワクチン候補となりうるNSP4遺伝子変異ウイルスの作出を行った。研究分担者の鈴木らは下痢症ウイルスであるロタウイルスVP4に対するユニバーサルモノクローナル抗体として知られるα5A11-68のヒトキメラIgG抗体および単量体型,多量体型IgA抗体の作製を行い、いずれの抗体も中和活性を有しており、多量体型IgA抗体は、中和活性が高い傾向にある事を解明した。また本研究において四量体IgAの形成機構解明を目指した研究も進め、四量体IgA形成の分子機構の一端を明らかにした。研究分担者の佐藤らは、ヒトiPS細胞株TkDN4-M由来の腸管上皮細胞を用いて、ヒトノロウイルスのGII.7、GII.14遺伝子型のin vitroでの増殖を確認した。これでIEC#17に感染しin vitroで増殖が確認できた遺伝子型はGI型3種、GII型6種になった。ヒトサポウイルスのGI.1, GI.2, GII.1,GII.3, GIV.1遺伝子型がin vitroで10-100倍程度の増殖を認めることも確認した。研究分担者の本村らは2013-2016年に大阪府で検出されたGII.4 Sydney 2012株の系統樹解析を行なった結果、ノロウイルスは、ヒト集団内で存続するために、抗原の微小変化していることを明らかにした。研究分担者の牛島らは経年的な下痢症ウイルスの分子疫学を行い、COVID-19パンデミックの始まった2020ころから著しく検体数が少なくなった。ロタウイルスの検体数は少なくその主体はワクチン様株で、ノロウイルスGII.4 Sydney [P31]株が比較的多く、サポウイルスは少なくGI.1株が主であることが分かった。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. 牛島廣治 ウイルス性胃腸炎(研究)の過去、現在と今後の展望 教育講演4 日本臨床腸内微生物学会誌 24(1)22-31, 2022.
2. 金井祐太、納田遼太郎、小林剛、レオウイルスを創る - リバースジェネティクス系によるレオウイルス科の研究、医学のあゆみ、2022年、280(9)P 911-915.
3. Yuki Y, Zuo F, Kurokawa S, Uchida Y, Sato S, Sakon N, Hammarström L, Kiyono H, Marcotte H. Lactobacilli as a Vector for Delivery of Nanobodies against Norovirus Infection. Pharmaceutics. 2022, 15(1):63.
4. Pattara K., Kattareeya K., Arpaporn Y., Nutthawadee J.,Phitchakorn P , Panuwat Y, Okitsu S , Kobayashi T, Ushijima H, Niwat M.. Changing Predominance of Norovirus Recombinant Strains GII.2[P16] to GII.4[P16] and GII.4[P31] in Thailand, 2017 to 2018. Microbiology spectrum. 2022, 10(3) e00448-22.
5. Tung P., Hatazawa R, Komoto S, Nishimura S, Pattara K., Ngan T. K. P., Okitsu S, Kobayashi T , Niwat M., Hayakawa S, Ushijima H. Whole genome sequence of an uncommon G9P[4] species A rotavirus containing DS-1-like (genotype 2) genes in Japan. Archives of Virology. 2022, 167(7): 1603-1606.
6. Nouda R, Kawagishi T, Kanai Y, Shimojima M, Saijo M, Matsuura Y, Kobayashi T. The nonstructural p17 protein of a fusogenic bat-borne reovirus regulates viral replication in virus species- and host-specific manners. PLOS Pathogens. 2022, 18(6): e1010553.
7. Hamajima R, Tina L., Minami S, Nouda R, Jeffery A. N., Yamasaki M, Kobayashi N, Kanai Y, Kobayashi T. A reverse genetics system for human rotavirus G2P[4]. Journal of General Virolog. 2022, 103(12).
8. Pham NTK, Sato S, Kobayashi T, Ushijima H et al. Emerging norovirus GII.4 Sydney[P31] causing acute gastroenteritis outbreak in children in Japan, during COVID-19, 2021. J Infect Chemother. 2022, 28(9):1347-1351.
9. Phan T, Kobayashi T, Ushijima H et al. Whole genome sequencing and evolutionary analysis of G8P[8] rotaviruses emerging in Japan Virusdisease. 2022, 33(2):215-218.
10. Hoque SA, Sato S, Yuki Y, Kobayashi T, Kiyono H, Ushijima H et.al. Abundance of viral gastroenteritis before and after the emergence of COVID-19: Molecular evidence on wastewater. J Infect. 2023, 86(2):154-225.
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. An Increasing Trend of Human Sapovirus Infection in Japan, 2009 to 2019、Hoque SK, Koji NishimuraK, Ngan Thi Kim Pham NTK, Okitsu S, Onda-Shimizu Y, Hayakawa S, Ushijima H. An Increasing Trend of Human Sapovirus Infection in Japan, 2009 to 2019 日本臨床ウイルス学会 東京 2022.6.18、国内、口頭
国内 / 口頭
2. ロタウイルス定期接種化前後におけるロタウイルス感染症と遺伝子型の検討、Hoque SK, Koji NishimuraK, Ngan Thi Kim Pham NTK, Okitsu S, Onda-Shimizu Y, Hayakawa S, Ushijima H. 日本臨床ウイルス学会 東京 2022.6.18、 国内、口頭
国内 / 口頭
3. ウイルス性胃腸炎(研究)の過去、現在と今後の展望 牛島廣治 関東甲信静支部ウイルス研究部会 学術集会 川崎 2022. 9.29 国内 口頭
国内 / 口頭
4. 日本の急性胃腸炎小児おけるアストロウイルスの検出と遺伝子型、沖津祥子、Pattara Khamrin、疋田敏之、恩田優子、Sheikh Ariful Hoque、早川智、牛島廣治 第69回日本ウイルス学会 長崎2022年11月14日 国内 ポスター
国内 / ポスター
5. Whole Genome Characterization of HAstV5-HAstV8-HAstV1 Recombinant Strains of ORF1a-ORF1b-ORF2 Regions. Pattara Khamrin P, Kumthip K, Sato S, Okitsu S, Takeshi Kobayashi T, Hayakawa S, Ushijima H, Maneekarn N. 第69回日本ウイルス学会 長崎2022年11月14日 国内 ポスター
国内 / ポスター
6. COVID-19パンデミックおよびロタウイルスワクチン定期接種のウイルス性下痢症に及ぼす影響 ―特にアストロウイルス感染症流行について、牛島廣治、西村修一、小林正明、杉田久美子、恩田優子、Pattara Khamrin, NTK Pham、SA Hoque、 QD Trinh、沖津祥子、小林 剛、早川 智 第69回日本ウイルス学会 長崎2022年11月14日 国内 口頭
国内 / 口頭
7. ヒトiPS細胞由来の腸管上皮細胞を用いたヒトノロウイルス増殖系の確立とその応用, 佐藤 慎太郎, 第96回日本細菌学会総会, 2023/3/16, 国内, 口頭
国内 / 口頭
8. ヒトiPS細胞由来の腸管上皮細胞を用いたヒトノロウイルス増殖系の確立, 佐藤 慎太郎, 第90回和歌山医学会総会, 2022/7/3, 国内, 口頭
国内 / 口頭
9. N-glycosylation of rotavirus NSP4 protein affects viral replication and pathogenesis. Kotaki T, Jeffery A. N., Kawagishi T, Sato S, Yamasaki M, Nouda R, Minami S, Kanai Y, Kobayashi T. 14th International dsRNA Virus Symposium, 2022/10/12-10/13, 国内、ポスター
国内 / ポスター
10. Single amino acid substitution in VP7 promotes the pathogenicity of simian rotavirus in mice. Kanai Y, Hirai E, Kotaki T, Kobayashi T. 14th International dsRNA Virus Symposium, 2022/10/12-10/13, 国内、ポスター
国内 / ポスター
「国民との科学・技術対話社会」に対する取り組み
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1. 分節型二本鎖RNAウイルスを用いた粘膜ワクチンベクターの開発、小林 剛、ACTjapanフォーラムアカデミア臨床開発Update~遺伝子治療のフロンティア~、2022/10/4、国内
国内
2. 大阪府における感染症発生動向についてー2022-, 本村和嗣, 第42回感染症サーベイランスモニター会, 講演, 2023/03/11, 大阪
国内