食物アレルギー診断マーカーの探索と応用研究課題名

食物アレルギー診断マーカーの探索と応用フリガナ

ムラタ タカヒサ

代表者名村田 幸久

所属機関 （機関名） 東京大学 大学院農学生命科学研究科 応用動物科学専攻（役職名） 准教授
氏 名 （フリガナ）
共同研究者

大矢幸弘 ( オオヤユキヒロ )所属機関 ・ 役職名

役割分担

国立成育医療研究センター生体防分担
御系内科部アレルギー科 ・ 医長

本助成金による発
添付①
表論文， 学会発表

研究結果要約
小さな子供に多い食物アレルギーは、 食品中に含まれる抗原を取り込むことで起こるアレルギー反応であり、 下痢や嘔吐、 皮膚炎などの症状が出る他、 ショックを起こして死に至るケースもある。 食物アレルギーを予防 ・ 治療するには、 できる限り早期に診断し、 抗原の除去や減感作療養を進める必要がある。 しかし、 現在簡単かつ安全な診断方法が無いため、 その対策はなかなか進んでいない。 我々は小さな子供でも、 安全に採取できる尿の中に、 食物アレルギーの症状を反映できるマーカー分子があることを発見した。 この分子は、 症状の悪化につながる肥満細胞という免疫細胞が産生する物質の代謝産物であり、他の疾患では検出されず、 食物アレルギー特異的に、 尿中での濃度が上昇することが分かった。 本発見を、 より安全かつ簡単、 迅速に食物アレルギーを診断できる技術の確立につなげるべく、 今後も開発を進めていきたい。

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食物アレルギー診断マーカーの探索と応用

添付①

学会発表
・ Epithelial cell-derived PGD2 inhibits airway inflammation. Maehara et al. 第 89 回日本薬理学会年回 .
2016 年 3 月 9 日・ Mast cell-derived PGD2 attenuates anaphylaxis via DP receptor. Fujiwara et al. 第 16 回東京大学生命科学シンポジウム . 2016 年 4 月 23 日・ 食物アレルギーにおける新規バイオマーカーの発見 . 中村達朗他 . 第 65 回日本アレルギー学会学術大会 2016 年 6 月 18 日・ 食物経口負荷試験の重症度判定における尿中プロスタグランジン D2 代謝産物測定の有用性 . 稲垣真一郎他 . 第 65 回日本アレルギー学会学術大会 2016 年 6 月 18 日
・ 気管支上皮細胞由来の PGD2 はアレルギー性肺炎を抑制する . 前原都有子他 . 第 65 回日本アレルギー学会学術大会 2016 年 6 月 18 日
・ 肥満細胞由来の PGD2 は DP 受容体に作用してアナフィラキシーを抑制する . 藤原祐樹他 . 第 134 回
日本薬理学会関東部会 . 2016 年 7 月 9 日・ Bronchoepithelial cell-derived prostaglandin D2 inhibits allergic lung inflammation. Maehara et al. 16thndINTERNATIONAL CONGRESS OF IMMUNOLOGY. Aug 22 2016.

・ 肥満細胞由来の PGD2 は DP 受容体を介してアナフィラキシーを抑制する . 藤原祐樹他 . 第 159 回日本獣医学会学術集会 . 2016 年 9 月 6 日
・ Urinary Prostaglandin D2 Metabolite is a Novel Biomarker of Food Allergy. Nakamura et al. March 5th2017. American Academy of Allergy, Asthma & Immunology.
・ Urinary tetranor PGDM, a metabolite from prostaglandin D2, is a new marker to detect the severity ofimmediate allergic reactions evoked by the oral food challenge in children with food allergy. Inagaki et al.
March 5th 2017. American Academy of Allergy, Asthma & Immunology.

論文発表
・ Mast cell-derived PGD2 attenuates anaphylactic reactions in mice. Nakamura et al. The Journal ofAllergy and Clinical Immunology. 140(2):630-632.e9.2017.
・ The role of mast cell in inflammation.Yamazaki et al. Nihon Yakurigaku Zasshi. 149(5):204-207.2017.
・ Prostaglandin D2 Attenuates Bleomycin-Induced Lung Inflammation and Pulmonary Fibrosis. Kida et al.
PLoS One. 11(12):e0167729.2016.

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食物アレルギー診断マーカーの探索と応用

研究目的

口抗原負荷試験） しか方法がなく、 非常に手食物アレルギーは食品中に含まれる抗原を取間がかかる。 さらに現在行われている負荷試験

り込むことで起こるアレルギー反応であり、 下痢の評価も、 医師の主観 （観察） によるところがや嘔吐、 皮膚炎などの症状が出る他、 ショック多く、 客観的な数値指標がない。

を起こして死に至るケースもある。 その患者数は食物アレルギーの制御や治療法の開発には、年々増加傾向にあり、 特に乳幼児に重症例が簡便で制度の高い病態マーカーの探索が必須多く罹患率も高い。

である。 これらの背景を基に、 本研究では、 乳食物アレルギーの予防や治療には、 抗原の幼児でも採取が簡単な “尿中に排泄される食特定と摂食回避、 減感作療法しか方法はない。

物アレルギーマーカーの探索と応用” を目的に減感作療法を成功させるには、 できる限り早期研究を行った。に急性蕁麻疹などの類似疾患との鑑別診断を研究計画及び研究手法つけ治療を開始する必要がある。 しかし、 その添付②に概要図を示す。

確定診断は医師による厳重な病態管理の下、抗原を食べさせて症状の有無を観察する （経添付②− 38 −食物アレルギー診断マーカーの探索と応用①尿中脂質の抽出方法の確立と網羅的解析した。

マ ウ ス と ヒ ト の 尿 を 対 象 に、 質 量 分 析 装 置（LC-MS/MS） を用いて、 尿中脂質の高感結果と考察度かつ網羅的な測定を可能とする抽出条件①卵白アルブミン （OVA） の腹腔内感作と経の決定を行った。 その後、 卵白アルブミンと口投与により、 マウスに下痢や粘膜紅潮、 立牛乳カゼインの投与により作成した食物アレ毛、 不動などの食物アレルギー症状が観察さルギーモデルマウスの消化管組織や尿、 ヒトれた。 その症状は抗原の投与回数に比例しの食物アレルギー患者の尿を用いて、 脂質て悪化した。
②上記マウスの尿を採取し、 排泄された脂質濃200 種類を対象とした網羅的な測定と解析を度を、 質量分析装置を用いて網羅的に測定行った。

した。 その結果、 抗原の投与回数の増加、②候補物質に対する評価と解析

つまり病状の悪化に伴って尿への排泄量が予備知見において、 ⅰ） PGD2 と LTE4 とい増加する数種類の脂質を発見した。

う脂質の代謝産物が食物アレルギー特異的③上記脂質の中で、 症状の悪化に伴い最も顕に、 その症状の悪化に伴って増える消化管著 に 増 加 し た PGD2 代 謝 産 物 tetranor-の肥満細胞数に比例して増加すること、 ⅱ）

PGDM に注目して以降の解析を行った。 そ同じ脂質の PGE2 の代謝産物は、 食物アレの結果、 PGD2 の合成酵素が食物アレルギルギー以外の他疾患で多く排泄されることがーを起こしたマウスの結腸の肥満細胞に強く分かっていた。 これらの病態や症状特異性の発現していることや、 尿中 tetranor-PGDM の評価、 治療に対する反応性についてモデル

濃度は、 抗原 （OVA） の投与回数や消化管マウスを用いて評価し、 その産生や代謝を明の肥満細胞数、 症状の程度に比例して上昇らかにした。

していることを明らかにした （添付③）。

③ヒトにおける病態マーカーの有用性評価 ： 上添付③で得られる尿中マーカーを実際のヒト患者へ応用する。 国立成育医療研究センター ・ 大
矢幸弘医長の共同研究協力の下、 食物アレルギー患者を対象とした臨床試験を開始してデータを収集 ・ 解析し、 症状とマーカー濃度に相関が確認されるか評価した。 尿中マーカーが高値の患者や、 高値であるに関わらず症状が観察されない患者を対象に後追い調査を行い、 本技術が患者の予後予測や潜在的な患者の発見に用いることができるか検討− 39 −

食物アレルギー診断マーカーの探索と応用④菌体外成分の投与による急性肺障害やデキいることができるか、 検討を現在進めている。 まストラン硫酸ナトリウム投与による腸炎、 OVAた、 すでに見出している他の候補物質の有用の気管内投与による喘息のモデルマウスの尿性についても詳細な評価と解析を進めていき、中には、 tetranor-PGDM の排泄が観察されより安全、 より的確に食物アレルギーの症状評

な か っ た。 つ ま り、 尿 中 に 排 泄 さ れ る価ができる検査技術の確立に繋げたい。

tetranor-PGDM は食物アレルギーに特異的今後の研究活動についてな病態マーカーとなりうる可能性が示された。
⑤マウスで得られた結果を基に、 ヒト患者にお①今後ヒトへの臨床応用をめざして、 本方法のいて尿中 tetranor-PGDM の食物アレルギー有用性をさらに評価するとともに、 複数の評マーカーとしての有用性評価を行った。 その価項目によるより確実な食物アレルギーの診結果、 尿中に排泄される tetranor-PGDM の断法を確立していく。

濃度は、 患者の病態スコアに比例して上昇②本研究で得られた知見をもとに、 将来的にはすることが分かった。
⑥ ヒト患者で得られた結果を基に、 受信者動作特異的な抗体を用いた診断キットの開発にも特性曲線を策定し、 診断基準値を計算する繋げる。 これにより、 労力と時間、 費用、 安ことができた。

全性すべての面で優れた診断法を確立し、最寄りの病院でも食物アレルギーの確定診断を行えるようにしたい。

以上の結果のように、 本研究ではマウスモデ
ルとヒト患者における食物アレルギー病態マーカーを発見することができた。 このマーカーは、③診断方法の確立は、 病態の機構解明と治療小さな子供から採血する必要が無く採取が簡単方法の開発に直結する。 つまり本提案の成であり、 食物アレルギーに特異的で、 症状の程功は、 新しい予防 ・ 管理 ・ 治療方法の開発度を反映できる非常に優れた病態マーカーであにもつながり、患者数の増加に歯止めをかけ、る可能性が示された。

減少させることにつながると期待される。

現在 tetranor-PGDM の濃度測定が、 食物ア

参考文献

レルギーの予後評価や治療反応性の予測に用該当なし− 40 −