大阪大学大学院医学系研究科の西出真之助教（呼吸器・免疫内科学）、西村桂共同研究員（免疫学フロンティア研究センター免疫創薬共同研究部門）、楢﨑雅司特任教授（常勤）（先端免疫臨床応用学共同研究講座）、熊ノ郷淳教授（呼吸器・免疫内科学）らの研究グループは、わが国の指定難病である顕微鏡的多発血管炎（MPA）患者さんの白血球を１細胞レベルで解析し、主に「単球」と呼ばれる細胞の遺伝子発現の違いによって、患者さんの症状や予後に大きな差があることを発見しました。１細胞ごとの遺伝子発現の違いに基づいた免疫難病・血管炎の表現型を世界で初めて明らかにし、実臨床での治療反応性や予後の予測に応用できる研究成果です。

抗好中球細胞質抗体（ANCA）関連血管炎の一種である顕微鏡的多発血管炎（MPA）は、全身の小型血管に炎症を生じ、内臓機能の低下など多彩な症状を引き起こします。難病指定されており、正確な予後予測・再燃予測はいまだ困難とされています。

今回、研究グループがMPA患者さんおよび健常人に対し白血球の1細胞解析を行ったところ、血管炎の患者さんは単球と呼ばれる白血球が過剰に活性化している群（MPA-MONO）と、インターフェロンと呼ばれるタンパク質による刺激を多く受けている群（MPA-IFN）に大別されました。活性化した単球は重症細菌感染の際にも現れる未熟な単球であり、血管炎の治療後も血中に残存していることが特徴でした。MPA-MONO群は血液中の単球比率の増加や炎症反応高値を認め、治療後の再発率が高く、一方、MPA-IFN群は血液中のインターフェロン濃度が高く、腎臓の病変を高率に合併するが、免疫抑制治療には良好な反応を示すことが明らかになりました。この分類を実臨床に応用することにより、血管炎患者さんの治療反応性や予後を病気の発症時から事前に予測し、診療に役立てることが期待されます。

本研究成果は、科学誌「Nature Communications」に、10月11日（水）18時（日本時間）に掲載されました。

図. １細胞レベルの遺伝子発現の違いと臨床情報を組み合わせることにより、新規発症の血管炎患者さんの治療反応性や予後を予測することを提案した。

抗好中球細胞質抗体（ANCA）関連血管炎の一種である顕微鏡的多発血管炎（MPA）は、腎臓、肺、皮膚、神経などに分布する小型血管の血管壁に炎症を引き起こし、血流障害による内臓機能低下や、組織の壊死に繋がる病気です。多様かつ臓器横断的な症状をきたす自己免疫疾患であり、厚生労働省の指定難病となっています。実臨床では臓器障害の評価に加え、血清CRP値やANCA値などが疾患活動性マーカーとなりますが、正確な予後予測・再燃予測は困難であるとされてきました。

西出助教、西村研究員らの研究グループでは、新規発症のMPA患者さんおよび健常人の末梢血を採取し、合計109,350個の末梢血単核球（PBMC）について、１細胞解析（シングルセルトランスクリプトーム解析および表面分子のプロテオーム解析）を実施しました。MPA患者さんの白血球を１細胞レベルで解析することによって、１細胞ごとの遺伝子発現の違いに基づいた血管炎の層別化に世界で初めて成功しました。

研究の結果、MPA患者さんでは活性化したCD14陽性単球、インターフェロン関連遺伝子（ISG）を発現する単球の割合が末梢血中で有意に増加していました。活性化したCD14陽性単球は重症細菌感染の感染の際にも現れる未熟な単球であり、血管炎の治療後も血中に残存していることが特徴でした。個別の症例についてさらに解析を加えると、MPA患者さんはCD14陽性単球に関連する遺伝子発現を特徴とする患者群（MPA-MONO）と、ISG発現が強い患者群（MPA-IFN）の2つに大別されました。

MPA-MONO群は再発率が高く、臨床的には血液検査における単球の比率の増加や血清CRP高値により特徴付けられました。MPA-IFN群は血液中のインターフェロン濃度が高く、腎臓の病変を高率に合併するが、免疫抑制治療には良好な反応を示すことが特徴でした。治療前に単球比率とインターフェロン濃度を測定することができれば、患者さんの再燃率を感度（病気がある群での検査の陽性率）82パーセント、特異度（病気が無い群での検査の陰性率）５０パーセントで予測することができました。

１細胞レベルの遺伝子発現の違いに基づいた血管炎の表現型を世界で初めて明らかにしただけでなく、この分類を実臨床に応用することにより、新規発症の血管炎の患者さんの治療反応性や予後を事前に予測し、治療選択に生かせることが期待されます。

本研究成果は、202３年10月11日（水）18時（日本時間）に科学誌「Nature Communications」に掲載されました。

タイトル：“Single-cell multi-omics analysis identifies two distinct phenotypes of newly-onset microscopic polyangiitis”
著者名：Masayuki Nishide1,2,3*, Kei Nishimura3,4,5*, Hiroaki Matsushita3,4,5, Ryuya Edahiro1,6, Sachi Inukai5, Hiroshi Shimagami1,2,3, Shoji Kawada1,2,3, Yasuhiro Kato1,2,3, Takahiro Kawasaki1,2,3, Kohei Tsujimoto1,2,3, Hokuto Kamon3,4,5, Ryusuke Omiya4,5, Yukinori Okada6,7,8,9,10,11, Kunihiro Hattori4,5, Masashi Narazaki1,2,3, Atsushi Kumanogoh1,2,7,8,12,13
*) 同等貢献
所属
1) Department of Respiratory Medicine and Clinical Immunology, Graduate School of Medicine, Osaka University, Suita, Osaka, Japan.
2) Department of Immunopathology, World Premier International Research Center Initiative (WPI), Immunology Frontier Research Center (IFReC), Osaka University, Suita, Osaka, Japan.
3) Department of Advanced Clinical and Translational Immunology, Graduate School of Medicine, Osaka University, Suita, Osaka, Japan.
4) Joint Research Chair of Innovative Drug Discovery in Immunology, World Premier International Research Center Initiative (WPI), Immunology Frontier Research Center (IFReC), Osaka University, Suita, Osaka, Japan.
5) Research Division, Chugai Pharmaceutical Co. Ltd, Yokohama, Kanagawa, Japan.
6) Department of Statistical Genetics, Graduate School of Medicine, Osaka University, Suita, Osaka, Japan.
7) Integrated Frontier Research for Medical Science Division, Institute for Open and Transdisciplinary Research Initiatives (OTRI), Osaka University, Suita, Osaka, Japan.
8) Center for Infectious Diseases for Education and Research (CiDER), Osaka University, Suita, Osaka, Japan.
9) Statistical Immunology, World Premier International Research Center Initiative (WPI), Immunology Frontier Research Center (IFReC), Osaka University, Suita, Osaka, Japan.
10) Laboratory for Systems Genetics, RIKEN Center for Integrative Medical Sciences, Yokohama, Kanagawa, Japan.
11) Department of Genome Informatics, Graduate School of Medicine, the University of Tokyo, Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, Japan.
12) Japan Agency for Medical Research and Development – Core Research for Evolutional Science and Technology (AMED–CREST), Osaka University, Suita, Osaka, Japan
13) Center for Advanced Modalities and DDS (CAMaD), Osaka University, Suita, Osaka, Japan
ＤＯＩ：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41328-0

本研究は、日本学術振興会科研費、宇部学術振興財団、武田科学振興財団、日本医療研究開発機構（AMED）、科学技術振興機構(JST)、ムーンショットR&D、日本医療研究開発機構-戦略的創造研究推進事業（AMED-CREST）事業「免疫記憶の理解とその制御に資する医療シーズの創出」の一環として行われました。また、本研究内容は中外製薬株式会社との共同研究講座である大阪大学医学系研究科先端免疫臨床応用学講座との共同研究成果であり、遂行にあたり同社から研究資金の提供を受けています。