新型コロナの治療標的を発見　DOCK2が重症化のバイオマーカーに　コロナ制圧タスクフォース

アジア最大のバイオレポジトリーで新型コロナの治療標的を発見

　共同研究グループ「コロナ制圧タスクフォース」は、新型コロナに対策するため、2020年5月に感染症学、ウイルス学、分子遺伝学、ゲノム医学、計算科学、遺伝統計学を含む、異分野の専門家が集まり立ち上げられた。

　コロナ対応の最前線に立つ医療従事者からも大きな賛同をえて、全国の100以上の病院が参加し、2022年7月末時点で6,000人以上の患者の協力により、アジア最大の生体試料数をもつ研究グループへと発展した。

　コロナ制圧タスクフォースは、新型コロナ患者検体のゲノム解析を進め、アジアではじめて新型コロナ患者と健常者との遺伝子型を網羅的に比較する大規模ゲノムワイド関連解析を実施した。

　ゲノムワイド関連解析は、ヒトゲノム配列全域に分布する数百万ヵ所の一塩基多型(SNP)と、ヒト疾患の発症リスクとの関連を網羅的に検討する遺伝統計解析手法。

　その結果、免疫機能での重要な役割が知られる「DOCK2(Dedicator of cytokinesis 2)」と呼ばれる遺伝子の領域の遺伝子多型(バリアント)が、65歳以下の非高齢者での重症化リスクと関連性を示すことを発見した。^*

　また、RNA-seq解析、single cell RNA-seq解析一細胞解析、病理解析、細胞実験、動物実験による詳細な解析から、DOCK2が新型コロナの重症化のマーカーとなるだけでなく、新型コロナの治療標的となることを見出した。

　研究グループは、「これらの成果が今後の新しい治療戦略につながると考えられます」と述べている。

　研究は、慶應義塾大学、東京医科歯科大学、大阪大学、東京大学医科学研究所、北里大学、京都大学、科学技術振興機構(JST)の研究者が参加した、コロナ制圧タスクフォースによるもの。研究成果は、国際科学誌「Nature」にオンライン掲載された。

新型コロナ疾患感受性遺伝子DOCK2の重症化機序を解明

　コロナ制圧タスクフォースの研究は、生体試料をもつ新型コロナウイルス感染症のコホート(バイオレポジトリー)として、現在、アジアで最大のものになる。バイオレポジトリーにより、臨床情報だけでなく、生体情報をあわせて複合的に解析できるようになる。

　今回の研究では、新型コロナウイルス感染症に罹患して重篤化し、酸素投与やICU入室が必要となった患者、亡くなった患者の遺伝的背景の関与を調べるために、主に第1～3波で集積した約2,400人分のDNAを用いて、ゲノムワイド関連解析を行った。

　その結果、日本人の新型コロナウイルス感染症患者では、免疫機能に重要な役割を担うDOCK2という遺伝子領域の一塩基多型(SNP)が、65歳以下の非高齢者で約2倍の重症化リスクを有することを発見した。

　さらに第4波・第5波で収集した約2,400人分のDNAでも、DOCK2のバリアントが重症化リスクとなることを確認した。

　また、DOCK2(DOCK2という遺伝子から作られるタンパク質)はリンパ球の遊走や抗ウイルス活性を有する1型インターフェロンの産生に重要な役割を担っていることが知られており、この点に注目し、さらに解析を進めた。

　実際のDOCK2発現量を調べるために、新型コロナ患者473人の末梢血単核細胞を用いてRNA-seq解析を行った。

　末梢血単核細胞は、末梢血から分離された単核細胞成分のこと。単球やリンパ球といった免疫細胞から構成される。また、RNA-seq解析は、高速シークエンサーを用いてRNAのシーケンシング(配列情報の決定)を行い、細胞内で発現するトランスクリプトーム(細胞内の全転写産物・全RNA)の定量を行う手法。

　すると、新型コロナの重症化リスクとなるアリルをもつ患者はそれをもたない患者に比べ、また重症の患者では非重症の患者と比べ、DOCK2の発現量が低下していた。

　塩基配列に個人間の違いがある遺伝子多型(バリアント)では、ヒトがもちうる塩基配列の型が複数生じる。この塩基配列の型がアリルと呼ばれている。

　また、新型コロナ患者61人(健常者31人、重症患者30人)の末梢血単核細胞を用いたsingle cell RNAseq解析により、DOCK2は単球系の細胞集団で発現が高いことが確認された。

　single cell RNAseq解析は、1個の細胞に含まれるすべてのRNAを高速シークエンサーにより読み取り、細胞に含まれる全転写産物の発現量を定量的に解析する手法。

　そして、重症新型コロナ患者では、健常者と比較して、単球系の細胞集団でDOCK2の発現がとくに低下していることが判明した。

　さらに、新型コロナで亡くなった人の剖検肺を用いて、特定のタンパク質を検出・可視化する免疫染色により、DOCK2の発現解析を行ったところ、新型コロナによる肺炎では、一般的な細菌性肺炎に比べて、DOCK2の発現低下が確認された。

　以上のヒト検体を用いた検討から、DOCK2は新型コロナの疾患感受性遺伝子であるだけなく、重症化のバイオマーカーとなる可能性を見出された。

DOCK2が新型コロナの有望な治療標的となる可能性

　研究は、コロナ制圧タスクフォースが有するアジア最大の新型コロナの検体から、新型コロナの重症化遺伝子としてDOCK2を同定し、各種の機能解析によりDOCK2が新型コロナの有望な治療標的となる可能性も明らかにしたもの。

　今後、DOCK2を活性化する薬剤が新たな新型コロナの治療薬となることが期待されるとしている。

　コロナ制圧タスクフォースでは、同検体の遺伝子発現解析、タンパク質発現解析、代謝産物の網羅的な解析、免疫応答の解析、ワクチンの開発などが進行中だ。

　「新型コロナの克服に向け、回復後の長期的な副作用の解析など、今後も引き続き、新型コロナと闘う患者や、新型コロナ症診療の最前線に立つ医療従事者とともに、新型コロナの克服に向けて、最先端の解析技術を用いて、研究活動を続けていきます」と、研究グループでは述べている。

　「また、新型コロナ症制圧に向けた社会へのさらなる貢献を目指して、国の公共データベースを含めて、さまざまな機関と協力体制を広げていく予定です。今回、コロナ制圧タスクフォースで得られた科学的知見もさることながら、全国100以上の医療機関が集結して結成されたネットワークは、コロナ制圧タスクフォースの唯一無二の財産となっています」としている。

コロナ制圧タスクフォース