発見の興奮から半世紀

ーEBウイルス研究で今起きていることー

EBウイルス (EBV)は二つの異なる顔を持つ「ありふれたウイルス」
95%以上の健常成人が感染
終生共生的に保持

初感染

大部分は幼児期の無症候性感染
思春期以降初感染で伝染性単核症

潜伏感染

Bリンパ球に潜伏感染

再活性化

子孫ウイルス産生（咽頭上皮細胞）
唾液を介してヒトからヒトへ伝播

愛知県がんセンター研究所・感染腫瘍学部
神田 輝

B
細胞
系

バーキットリンパ腫
ホジキンリンパ腫
移植後リンパ腫
加齢性リンパ増殖症

T/NK
細胞
系

T/NK細胞リンパ腫

上皮細胞
系

上咽頭がん
（80%以上 EBウイルス陽性）

胃がん（約10% EBウイルス陽性）

Epstein-Barrウイルス (EBウイルス）– 発見の歴史

Out of Africa
Uganda, Mulago Hospital
1957

EBウイルス発見50周年記念誌「がんウイルス」
様々な腫瘍の原因となる

アフリカにおけるバーキットリンパ腫の地理的分布図•1957年 デニス・バーキット博士（当時アフリカ ウガンダにて臨床外科医）がアフリカの小児に多く見られる上顎・下顎に特異な腫瘍の存在に気づく(Cancer, 1960）

Denis Burkitt(1911-1993)

1961年〜1962年
バーキット博士によるアフリカ縦断旅行から得られた知見「気温15.5℃以下、降雨量７６０cm以下では腫瘍は発生しない
また赤道直下では高度１５２５m以上では発生しない」
Figure 4.12 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)

偶然の出会いミドルセクス病院附属
ブランドサットン研究所

Epstein

Barr

The Eureka Moment
London, Bland-Sutton InstituteFeb 24, 1964
(1921- )腫瘍ウイルスでありながら多くの人が感染しているウイルス？
Children’s Hospital in Philadelphia
Henle’s laboratory

EBウイルスは伝染性単核症の原因ウイルス
1967年 ヘンレ研究室の実験助手が偶然伝染性単核症になったことをきっかけに発見（1968年PNAS誌発表）

Elaine諸先生方も元EBウイルス研究者でおられます

EBウイルス既感染者の血清中にはEBウイルス抗原(EB virus nuclear antigen)に対する抗体がある

日沼頼夫先生(1925-2015)→成人T細胞白血病ウイルスHTLV1

被験者の血清を添加(補体成分含有）Harald zur Hausen先生(1936-)→ヒトパピローマウイルスHPV
山本直樹先生(1945-)→HIV

蛍光（FITC)ラベルした二次抗体（抗ヒト補体C3c抗体）を反応させる

EBウイルス感染細胞の塗抹標本スライド(EBウイルス抗原を発現)に既感染者の血清を添加した場合

菅村和夫先生(1945-)→IL2R common γ chain

EBウイルスの初感染と伝染性単核球症

EBウイルスの生活環とEBウイルス関連疾患
唾液を介した感染EBウイルスのなぞ（その１）唾液の中にはほんのわずかなウイルスしか出ていないはずなのにどうしてこんなに蔓延しているのか？

観察

唾液中への放出

伝染性単核球症の本態はEBウイルス
感染Bリンパ球に対する細胞性免疫免疫(Tリンパ球）の過剰反応である
上咽頭がん
胃がん

バーキットリンパ腫
Bリンパ球表面のEBウイルスリセプター

免疫抑制伝染性単核球症
非特異的Tリンパ球活性化

幼児期の感染では、細胞性免疫が不十分なため発症しない(Kutock JL, Wang F. 2006を一部改変)

移植後リンパ腫

ウイルス特異的Tリンパ球活性化
非特異的Tリンパ球活性化

ウイルス特異的Tリンパ球活性化(Kutock JL, Wang F. 2006を一部改変)

EBウイルスをヒトBリンパ球に感染させると子孫ウイルスを産生する代わりに細胞を不死化する(形質転換＝トランスフォーメーション）

EBウイルスの感染だけでは腫瘍化しないプラスアルファが必要

Take home message その１

染色体転座

EBウイルスを試験管内でBリンパ球に感染させる

EBウイルスはB細胞に感染して子孫ウイルスを作る代わりに細胞を増殖に導く

採血

末梢血単核球（Bリンパ球）
リンパ芽球様細胞株
Ｌymphoblastoid Ｃell Ｌine (LCL)

がん遺伝子異常移植後リンパ腫

小型DNA腫瘍ウイルスの染色体への組み込みによる細胞腫瘍化

SV40の遺伝子地図

EBウイルスゲノムの細胞核内における安定な維持のしくみ• ウイルスはヒトの進化過程に寄り添い、ごく一部の人にがんを起こしてきた• 発がんにおいて宿主細胞の遺伝子変化が必須

EBNA1蛋白質は潜伏感染維持の鍵を握る分子

Botchan, Sambrookら
Cell 1976

5.2 kb genome

エピゾーム維持に関わるエレメントは二つだけ

Figure 3.18 The Biology of Cancer (© Garland Science 2007)

潜伏感染EBウイルスは宿主染色体に付着して安定に分配・維持される
娘細胞

ori P

EBNA1

BamHI C断片

EBウイルス
ゲノム

DNA複製

ori P

EBウイルスゲノム
１７０キロベース
BamHI K断片

薬剤耐性マーカー遺伝子

EBNA1

細胞分裂

大腸菌複製起点
アンピシリン耐性遺伝子

EBNA1(Yates JL, et al, Nature, 1985)(Kanda et al, J. Cell Sci, 2007)

上咽頭がん

免疫抑制

• 急性感染でがんは起こらない

G2期未成熟凝縮染色体

遺伝学的素因“塩漬け魚？”

EBウイルス感染
Bリンパ球増殖

ウイルス感染による発がんEBウイルスゲノム

バーキットリンパ腫

潜伏感
染

EBV
感染

健常人体内でEBウイルス感染細胞が増殖しないのは、ウイルス感染細胞に対する免疫機構が働くため

Take home message その２

EBNA1

慢性マラリア感染
免疫防御減弱核膜崩壊

胃がん細胞株中のEBウイルスゲノムはエピゾーム
ー厳密な潜伏感染状態にあり、子孫ウイルスを産生しないー

Renato Dulbecco

Take home message その３
EBウイルスは二本鎖環状DNA(エピゾーム)として潜伏感染(1914-2012)

The Salk Institute for Biological Studies,
La Jolla, California

Joe Sambrook 伊藤嘉明
(1939-)(1939-)

EBウイルスにより腫瘍化した細胞の多くは子孫ウイルスを産生しない

二本鎖環状DNA
Bill Sugden(エピゾーム)

EBウイルスは様々な腫瘍性疾患に関与

上咽頭がんは中国、東南アジア諸国に多い

EBウイルスのなぞ（その２）
バーキットリンパ腫

ホジキンリンパ腫

上咽頭がん

NK/Tリンパ腫

重症蚊アレルギー

種痘様水疱症関連リンパ腫

鼻腔原発NK/Tリンパ腫

EBV陽性胃がん

バーキットリンパ腫と地理的分布が異なる！

誰もが感染しているウイルスなのにどうして「がん」やT/NKリンパ腫のような重篤な病気を起こすのか？
患者の遺伝学的背景？（免疫異常？）
病気を起こす特別なウイルス株があるのか？

EBVゲノムEBウイルスのなぞ（その３）EBウイルス研究で今起きていること

1987年 全ゲノム配列決定

11種の潜伏感染遺伝子

EBウイルス関連腫瘍性疾患の発症頻度の地域差
アフリカのバーキットリンパ腫、
一方、それ以外の地域ではEBウイルス陰性
上咽頭がんは中国南東部、東南アジア
T/NKリンパ腫は日本を含む東アジア

EBウイルス株の多様性

EBNA1
EBNA2
EBNA3A
EBNA3B
EBNA3C
EBNA-LP
LMP1
LMP2A
LMP2B
EBER
BARTs (microRNAs)
赤字はBリンパ球不死化において必須ウイルスゲノム
１７５キロベース

EBウイルス研究の新しい実験系

最近報告された70株の全EBウイルスゲノム配列

EBウイルスはBリンパ球および上皮細胞へ感染する

EBウイルスゲノム全長をBAC(Bacterial Artificial Chromosome)
ベクターにクローン化し、これをもとに組換えウイルスを産生する系• Delecluse HJ et al, PNAS 1998, Cell Reports 2014
• Kanda T et al, J Virol 2004, PLoS One 2011, J Virol 2015

成熟EBウイルス粒子

BACベクター配列(含クロラムフェニコール耐性遺伝子 CmR）
ネオマイシン耐性遺伝子 NeoR

クロラムフェニコール選択

環状ＥＢウイルス
エピゾーム(175キロベース）

DH10B (大腸菌)

上皮細胞(口腔・咽頭、胃）Bリンパ球

EBウイルス潜伏感染細胞

EBウイルスの伝播と発がん特殊なウイルス株？
咽頭・口腔Take home message その４X株, Y株

EBウイルスはゲノムはかなり大きい(約175キロベース）

成熟EBウイルス粒子

唾液X株

胃上皮X株

伝播していくウイルスと異なるウイルスががん化に関与している可能性もある

次世代シークエンサーの導入がEBウイルス株の多様性を明らかにしつつある→病原性との関連が注目される

EBウイルス研究の課題

ご清聴ありがとうございました！

胃がん

X’株
Bリンパ球

上咽頭がん・胃がん

まだまだやることがたくさんあります• T/NK細胞への感染メカニズム
患者の遺伝学的背景の解析（次世代シークエンサー）• 上皮細胞への感染・がん化メカニズム• 動物モデルの開発
ヒト化マウスコモンマーモセット

ウイルスマイクロRNAの機能
上咽頭がん、胃がんの発症への関与• EBウイルス株の地域差と病原性との関連（次世代シークエンサー）• EBウイルスワクチン？
EBウイルス関連疾患（バーキットリンパ腫・上咽頭がん）多発地域において• 抗ウイルス薬

Denis Moss
Paul Farrell

Tony Epstein
2001年

札幌郊外にて