●アレルギー・アトピー性疾患――［ I ］アレルギー・アトピー性疾患と遺伝子

1．アレルギー・アトピー性疾患の疫学と遺伝子解析
太郎＊・玉利白川真由美＊＊

気管支喘息，アトピー性皮膚炎をはじめとするアレルギー疾患は近年増加の一途をたどっており，一部の症例は難治性で社会生活に支障をきたすことから，予防法や根本的治療法の確立に向けて分子レベルでの病態解明が待たれる疾患である．一方，近年のゲノム解析の急速な進展により，さまざまな生命現象を分子レベルで明らかにするための技術や情報が整いつつある．
これまでに多くの疫学調査から，アレルギーの発症には遺伝的な背景（両親にアレルギー疾患の人がいると子供もアレルギー疾患になりやすい）があること，感染症の制圧と共にアレルギー疾患が増加し，衛生環境のよい都市部で罹患率が高いことなどが明らかとなっている．一方，アレルギー疾患患者において，ウイルスや細菌感染の合併が高頻度にみられることは臨床上，大きな特徴であり，感染症のアレルギー疾患への発症進展への関与は古くから示唆されてきた．小児喘息の発症，悪化には季節性（9〜10 月）がありこの時期には生活環境において，ダニが増殖することが知られているが，一方でこの時期はライノウイルスによる気道感染症のピークと一致する．また
近年， LPS や菌体への曝露が喘息の発症や重症度に影響することも報告されている．
またマウスモデルでは TLR4 を介した低濃度の LPS 刺激が吸入抗原の感作に必要であること，高濃度では Th1 反応が誘導されること，抗原感作には抗原を取り込んだ樹状細胞が重要な役割を果たしていることが報告されている．
これらの知見に基づいて，
われわれはアレルギー疾患において，感染免疫に関係する遺伝子多型を系統的に解析し，感染に関連する遺伝子多型＝SNP と気管支喘息発症の相関を検討している．本稿
では，このような疫学調査から最も喘息の発症に重要と思われるウイルス感染と理化学研究所におけるわれわれの遺伝子解析の結果を示し，喘息の本体に迫る問題について討論したい．

Genetic analysis for allergic or atopic disorders
TARO SHIRAKAWA Department of Health Promotion and Human Behavior, Kyoto University School of
Public Health

しらかわ・たろう：京都大学大学
院医学研究科健康増進・行動学教授．昭和58年京都大学医学部卒
業．昭和62年大阪大学医学部環境医学助手．平成11年ウェールズ大学医学部大学院実験医学部門助教
授．平成12年現職．主研究領域!
アレルギー．遺伝子解析．健康科学．
＊＊
たまり・まゆみ：理化学研究所
遺伝子多型研究センターアレル
ギー体質関連遺伝子研究チーム．
＊

6 第 126 回日本医学会シンポジウム

Key wordsTL
R
アトピー
S
N
P喘息

はじめに気管支喘息，アトピー性皮膚炎をはじめと

1．理化学研究所 SNP タイピング計画

するアレルギー疾患は近年増加の一途をた

SNP とは人口の 1％ 以上の頻度で存在しどっており，一部の症例は難治性で社会生活ている一塩基多型と定義され，数百〜千塩基に支障をきたすことから，予防法や根本的治対に 1 カ所程度に存在し，これらの遺伝情報療法の確立に向けて分子レベルでの病態解明の差が身長や性格等の個性を作り出しているが待たれる疾患である．一方，近年のゲノムと考えられている8）．これまでアレルギー疾解析の急速な進展により，さまざまな生命現患において，SNP を用いた候補遺伝子の相関象を分子レベルで明らかにするための技術や解析が数多く行われてきたが，その SNP のタ情報が整いつつある．

イピングには高額なコストや煩雑な実験操

これまでに多くの疫学調査から，アレル作，一度に処理できるサンプル数が少ない等

ギーの発症には遺伝的な背景（両親にアレルの問題があった．近年，理化学研究所においギー疾患の人がいると子供もアレルギー疾患て SNP を，早く，安価に，正確に行うタイピになりやすい）があること，感染症の制圧とング手法として，一度にゲノム上の多数の領ともにアレルギー疾患が増加し，衛生環境の域を増幅する Multiplex PCR 法と，高感度によい都市部で罹患率が高いことなどが明らか

SNP をタイピングする Invader 法とを組み合1）となっている ．一方，アレルギー疾患患者

わ せ た Multiplex PCR Invader 法 が 確 立 さ れにおいて，ウイルスや細菌感染の合併が高頻9）た（図）．われわれはこの方法を用いて，SNP度にみられることは，臨床上大きな特徴であのタイピングを行い，大規模かつ体系的に，り，感染症のアレルギー疾患への発症進展へ

気管支喘息，アトピー性皮膚炎等，アレルギーの関与は古くから示唆されてきた

2〜4）．小児疾患の病態にかかわる遺伝子の同定を試みて喘息の発症，悪化には季節性（9〜10 月）があいる．この方法ではわずか 0.05〜0.1 ng のゲり，この時期には生活環境において，ダニがノム DNA で SNP をタイピングすることが可増殖することが知られているが，一方でこの能であり，少ない量のゲノム DNA のサンプ

時期はライノウイルスによる気道感染症のルでも大量の SNPs を検討することが可能でピークと一致する．
また近年，LPS や菌体へのある．現在，われわれの チ ー ム で は 1 日 に曝露が喘息の発症や重症度に影響することも12,000 SNPs!
日のタイピングが可能であり，5,6）報告されている．またマウスモデルでは，TLR 4 を介した低濃度の LPS 刺激が吸 入 抗感染免疫に関連する遺伝子多型のタイピングを集中的に行っている．

原の感作に必要であること，高濃度では Th1反応が誘導されること，抗原感作には抗原を取り込んだ樹状細胞が重要な役割を果たして

2．TLR と喘息いることが報告されている7）．これらの知見

2003 年，白人の集団において TLR 4 の遺伝に基づいて，われわれはアレルギー疾患にお子多型と気管支喘息との相関を否定する報告

いて，感染免疫に関係する遺伝子多型を系統もあったが10），遺伝子多型は，その有無や頻的に解析し，感染に関連する遺伝子多型＝度が人種によってかなり異なることがあり，SNP（Single Nucleotide Polymorphism）と気管欧米の SNP コンソーシアムに登録されてい支喘息発症の相関を検討している（表）．

る多型が，必ずしも日本人集団では認められアレルギー・アトピー性疾患 7

表ICAM-1
CD14
MD-1
RP105
TLR2
TLR3
TLR4
TLR5
TLR9
TLR10
MyD88
TRIF
TIRAP
TOLLIP
IRAK-M
SOCS1SOCS3
SIGIRRIFNβ
IFNαR1IFNαR2IFNγ
IFNγR1IFNγR2
IRF1
IRF2
IRF3
IRF6
IRF7
IRF8
IRF9
T-bet
IL18BP
ICE

19p13.3-p13.2
5q22-q32
6p24.3
5q12
4q32
4q35
9q32-q33
1q41-q42
3p21.34p14
3p22
19p13.3
11q24.2
11p
12q14.2
16p13.13
17q25.3
11p15.5
9p21
21q22.1
21q22.1
12q14
6q23-q24
21q22.11
5q31.1
4q34.1-q35.1
19q13.3-q13.4
1q32.3-q41
11p15.5
16q24.1
14q11.2
17q21.32
11q13
11q23

IL18R1
IL18RAP
IL10RαIL10RβIL20RA
IL12B
CX3CR1
I309
Eotaxin2
Eotaxin3
C3
C3aR
C5C5aR

2q12
2p24.3-p24.1
11q23
21q22.1-q22.2
6q22.33-q23.1
5q31.1-q33.1
3p21
17q12
7q11.23
7q11.23
19p13.3-p13.2
12p13.31
9q32-q34
19q13.3-q13.4

8 第 126 回日本医学会シンポジウム

候補遺伝子解析における候補遺伝子群

intercellular adhesion molecule 1（CD54）, human rhinovirus receptor
CD14 antigen
lymphocyte antigen 86
lymphocyte antigen 64 homolog, radioprotective 105kDa（mouse）
toll-like receptor 2
toll-like receptor 3
toll-like receptor 4
toll-like receptor 5
toll-like receptor 9
toll-like receptor 10
myeloid differentiation primary response gene（88）TIR domain containing adaptor inducing interferon-betatoll-interleukin 1 receptor（TIR） domain containing adaptor protein
toll interacting protein
interleukin-1 receptor-associated kinase 3
suppressor of cytokine signaling 1
suppressor of cytokine signaling 3
single Ig IL-1R-related moleculeinterferon, beta 1, fibroblast
interferon（alpha, beta and omega） receptor 1
interferon（alpha, beta and omega） receptor 2interferon, gammainterferon gamma receptor 1
interferon gamma receptor 2（interferon gamma transducer 1）
interferon regulatory factor 1
interferon regulatory factor 2interferon regulatory factor 3
interferon regulatory factor 6
interferon regulatory factor 7
interferon consensus sequence binding protein 1
interferon-stimulated transcription factor 3, gamma 48kDa
T-box 21interleukin 18 binding protein
caspase 1, apoptosis-related cysteine protease（interleukin 1, beta, convertase）
interleukin 18 receptor 1interleukin 18 receptor accessory protein
interleukin 10 receptor, alphainterleukin 10 receptor, beta
interleukin 20 receptor, alphainterleukin 12B , p40
chemokine（C-X3-C motif） receptor 1
inflammatory cytokine I-309
chemokine（C-C motif） ligand 24
chemokine（C-C motif） ligand 26
complement component 3
complement component 3a receptor 1
complement component 5
complement component 5 receptor 1（C5a ligand）

Invader assay with multiplex PCR

Flap

Cleavase

FlapTNAT

Genomic Template

Invader probe（SNP specific）

TFRET probe
Cleavase

Allele probe（SNP specific）

N
G

20G/G
15G/A
FAM（allele2）105

実際には2色の蛍光を利用
A/A

00 1 2 3 4 5 6 7 8No template control
VIC（allele1）

図

高速大量

安価

インベーダー法によるタイピング法

ないこともある．日本においては，東京大学

喘息を発症しやすいことか示唆された．この医科学研究所ヒトゲノム解析センターおよびような疾患発症に関与する遺伝子多型が多数

科学技術振興事業団（JST）との共同で，遺伝同定されれば，疾患のリスク判定が可能とな子の機能に密接な関連のある領域（エクソンり，ハイリスク群では，ダニ対策を積極的にとその近傍のイントロン，および発現調節プ行う，室内ペットを飼わない，母親の喫煙をロモーター領域）を中心に SNP データベース避ける等，指導を行うことにより，喘息の発の構築が行われた．われわれはこのデータ症を避けたり，発症時期を遅らせたりするこ

ベ ー ス を も と に，日 本 人 サ ン プ ル 24 人 をとが可能になるであろう．また，病態に関連PCR-Direct Sequence 法を用いて詳細に感染する遺伝子が同定されることにより，新たな免疫に関連する遺伝子多型を検討し，データ治療法，治療薬の開発につながる可能性があベースに含まれていない新たな遺伝子多型もる．現在われわれは，小児喘息 400 例，成人含め，連鎖不平衡マップを作製した．この結喘息 500 例，アトピー性皮膚炎 400 例，コン果は今後，さまざまな感染症，自己免疫疾患，

トロール 700 例，計約 1,500 症例を用いて遺アレルギー疾患の病態解析に多大な貢献をす

伝子解析を行っているが，疾患発症に関与するであろう．
これまでにわれわれの検討では，る遺伝子多型を正確にかつ多数同定するためある感染防御に関連する遺伝子の SNP が小には，多数の症例を解析することは必須であ

児喘息の発症に相関することが明らかとなっる．2003 年 4 月より日本人集団で高血圧や糖た（投稿準備中）．その遺伝子多型の機能解析

尿病等，さまざまな疾患を対象とし，30 万人からは，感染防御遺伝子の発現が弱い個体がの DNA および血清を収集するというバイオアレルギー・アトピー性疾患 9バンクジャパンプロジェクトが開始された．

質

このプロジェクトにおいては気管支喘息

疑応答

18,000 例，アトピー性皮膚炎 6,000 例，花粉症
6,000 例を目標に症例の収集が予定されており，それらを詳細に解析することによりアレ
ルギー疾患でのオーダーメイド医療の実現が期待される．

座長（奥村） どうもありがとうございました．
磯辺善成（いそべクリニック） 大変面白いご発表に感銘いたしました．教えていただきたいのですが，先ほどの山本先生のお話でも，〔文献〕一つ欠けていた点は局所免疫のことです．私

1）Yazdanbakhsh M, et al : Allergy, Parasites, and theHygiene Hypothesis. Science 2002 ; 296 : 490―494.
2）Gern JE : Viral and bacterial infections in the development and progression of asthma. J Allergy Clin Immunol 2000 ; 105（2 Pt 2）: S 497―502.
3）Gern JE, Busse WW : Relationship of viral infections towheezing illnesses and asthma . Nat Rev Immunol
2002 ; 2 : 132―138.
4）Message SD, Johnston SL : Viruses in asthma. Br Med
Bull 2002 ; 61 : 29―43.
5）Liu AH : Endotoxin exposure in allergy and asthma :reconciling a paradox. J Allergy Clin Immunol 2002 ;109 : 379―392.
6）Werner M, et al : TLR4 gene variants modify endotoxin effects on asthma . J Allergy Clin Immunol
2003 ; 112 : 323―330.
7）Eisenbarth SC, et al : Lipopolysaccharide-enhanced,toll-like receptor 4-dependent T helper cell type 2 responses to inhaled antigen. J Exp Med 2002 ; 196 :1645―1651.
8）中村祐輔編集：SNP 遺伝子多型の戦略 ゲノムの多様性と 21 世紀のオーダーメイド医療（松原謙一，榊佳之監修）．中山書店，東京，2000.
9）Ohnishi Y, et al : A high-throughput SNP typing system for genome-wide association studies . J HumGenet 2001 ; 46 : 471―477.
10）Raby BA, et al : Polymorphisms in toll-like receptor 4
are not associated with asthma or atopy-related phenotypes . Am J Respir Crit Care Med 2002 ; 166 :1449―1456.

たちの皮膚は，皮脂腺から分泌される皮脂と，汗腺および毛嚢から分泌されるといわれている分泌型 IgA が混じり合って，皮膜として皮膚を保護してくれています．この皮膜のおかげで細菌，常在菌であるブドウ状球菌，あるいはウイルスやカンジダなどといったものが侵入できないシステムになっているわけです．私は先生のお仕事の話をお聞きして，この皮膜を除去するような行為，すなわち界面活性剤として非常に強力な合成洗剤で皮膜を洗い落とすことによって，こういう防衛機構がなくなった結果ではないかとかねがね思っているのですが，いかがでしょうか．
白川

アトピー性皮膚炎の成因については，われわれもアレルギーチームなので当然みています．アレルギーの遺伝子解析については，先ほども申しましたように SRC セン
ターで粛々と行っております．
ご質問の環境要因につきましてはさまざまな要因があります．アトピー性皮膚炎というのは，すべてのアレルギー疾患の中で，オギャーと生まれて一番先に起こる食物アレル
ギーに続いて起こりますが，ほぼ 4 カ月くらおくむら・こう：順天堂大学医学部免疫学教授．昭和44年千葉大学
医学部卒業．昭和48年千葉大学医学部助手．昭和53年東京大学医学部助手．昭和55年東京大学医学部講師．昭和59年現職．主研究領域／細胞免疫学．免疫遺伝学．

10 第 126 回日本医学会シンポジウム

いでアトピー性皮膚炎か，脂漏性湿疹かわ

生のお話では，アレルギー疾患は今後もどんかってきます．そのように一番早い疾患です

どん増えて行くかもしれない，そして人口のので，これは私の予測ですが，これはもうお30％ になるか，50％ になるかということで，なかの中にいる時点で勝負は決まっているといまはその途中だと考えるときに，遺伝子は思います．手短に申しますと，おなかの中にそう変異はしないわけですから，100 年前かいるときにお母さんを通じて食物抗原が入っらずっと同じですよね．現時点で，患者さんてきて，それが赤ちゃんの免疫系（この時期と健常人を分けることがどのくらいむずかしには IgA はまだ産生していませんので），特にいかについて教えて下さい．

IgG を中心としたシステムを通じ て 刺 激 が

白川先生のおっしゃる通りで，50 年前入って Th2 サイトカインが多く出るというは，アレルギー疾患は本当に数％だといわれシステムになると思います．それがいわゆるていましたので，遺伝子は変わらないとすれ体質として形成されてくると思います．そしばその遺伝子は保全されているので，現段階てその後に皮膜などを除去するような界面活でもそのような人は同じ割合で存在している性剤がかかわる話が生まれるわけです．赤と考えられます．そうすると，増加したもの

ちゃんの場合にどの程度その発症にかかわっはそれ以外の原因，すなわち環境要因の変化ているかわかりませんが，皮膚の側では，免によるものだと思いますので，その人たちは疫が侵入してそのように起こるのか，外から非常にマイルドで，ありとあらゆる環境要因の刺激がまずあって，皮膚がそのようにボロによって増えてきたと考えられます．そうい

ボロになっているから免疫が誘導されてそうう方を多く集めてきて，どの遺伝子が関係しなるのかという論争が皮膚科の先生方にもあているかをみることはかなりむずかしいと思るとうかがっています．私は現在データを持います．

ち合わせませんが，そのような仮説がもし正そこでわれわれは，まず解析して集めてきしいとすれば，免疫系にかかわらず，外からたデータサンプルの中で，さまざまな遺伝子入ってくる免疫に関係なく，最初に皮膜をと候補の遺伝子変異で，リスク群とハイリスクることが免疫系の誘導になると考えられますのアレルギーがありますので，それをいくつので，その仮説を実証する実験をしたうえで，持っているかということで，リスクが高い群

その皮膚の中に，免疫学的にどのような変化と低い群とに分けます．今日はデータを示しが起こるかを証明する必要があります．

ませんので，詳しくは申しあげませんが，そ

実 際 に 私 ど も も，ス プ リ ン グ エ イ ト

う考えますと，リスクの高い群ではその遺伝（SPring-8，放射光施設）で，中の金属がどのよ子だけで説明のつく割合が約 9 割に達しまうに変化するかと実験を行い，少なくとも大すし，一方マイルドな群は非常に低く 5〜6

人ではある程度の変化が起こるということは割程度しか説明できません．おそらくそういわかっています．しかし小児の段階でそれがう群は，かなり何らかの工夫をしない限りは，どのように変わるかについては，まだデータ

その人たちはどの遺伝子の組み合わせによっがありませんのでわかりませんが，仮説としてアレルギーが起こっているかを見つけるのては非常に面白いと思います．

はなかなか大変なので，まずはその遺伝素因

山本一彦（東大） 先生方が大変なご苦労をされて，アレルギーの遺伝子をつかまえようとしておられるご努力に敬意を表します．先が非常に強い群がどのような群であるかを最初にみつけようとしています．
磯辺

赤ちゃんは生まれてくるときには胎アレルギー・アトピー性疾患 11脂をまとって出てきます．あれは子供が自分の体を保護するという目的と，もう一つはっいと思っています．
白川

私は専門ではないのでわからないのきりはわかりませんが，母親が子供を守るたですが，先生は胎脂をはがさないことがどのめに，胎盤を通じてあのような被膜を子供にくらいの期間，防衛に役に立つとお考えですか．

着せるともいわれていますが，いずれにして磯辺お母さんが初乳を飲ませますと，そもこれは非常に大切なものです．私はある産の中に含まれている分泌型 IgA が赤ちゃんの婦人科の先生と，この胎脂を除かずに，界面消化管の免疫にかかわってきますが，それは活性剤の強い洗剤で洗わずに，できればお湯皮膚にも及んでいます．ですからしばらくのだけで洗うことで観察してもらいました．そ間でもそれを取り除かないことは，赤ちゃんの追跡調査は現実に出ているのですが，まだの免疫を高めるためになっていると，私は考解析が済んでいません．

えています．

白川

それは何例くらい追跡されたのです

それはよい仮説だと思 い ま す．赤ちゃんがおなかの中にいるときは羊水に接しか．
磯辺

白川

数としては 500 人程度あ る の で すていますが，それがどうなっているかは非常が，そのうちでピックアップしたものは 200に重要な観点です．私は腸内のほうが重要だ

例ほどです．1 年たった赤ちゃんですので，そと思ってそちらをみていますが，先生のお話の数は 200 例くらいしかありません．しかしも非常に面白い仮説だと思いますので，ぜひ印象としては，これはまず乳児湿疹から始ま発表していただきたいと思います．

るのですが，その乳児湿疹の発症が何か少ないような感じです．これは間もなく発表した12 第 126 回日本医学会シンポジウム

座長

どうもありがとうございました．