COVID-19:HLA-B*15:01と無症候性感染との間に強い関連
HLA-B*15:01は、HKU1-CoVとOC43-CoVに曝露されたことにより、あらかじめ存在するT細胞免疫を介して無症候性COVID-19に関与する。NQK-Q8は季節性コロナウイルスとのHLA-B*15:01介在性T細胞交差免疫の主要な候補ペプチドである。共通のHLAクラスI対立遺伝子であるHLA-B*15:01とSARS-CoV-2の無症候性感染との強く有意な関連を証明した。プレパンデミックサンプルから得られたHLA-B*15:01+ T細胞が、季節性コロナウイルス由来のペプチドと高い配列類似性を持つ免疫優性SARS-CoV-2ペプチドに反応することを証明した。HLA-B*15:01がHKU1-CoVとOC43-CoVのペプチドを安定化し、SARS-CoV-2の免疫優性ペプチドと同様に提示できることを示すことによって、T細胞の交差反応性の分子基盤が提供された。
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Augusto, Danillo G., Lawton D. Murdolo, Demetra S. M. Chatzileontiadou, Joseph J. Sabatino, Tasneem Yusufali, Noah D. Peyser, Xochitl Butcher, et al. “A Common Allele of HLA Is Associated with Asymptomatic SARS-CoV-2 Infection.” Nature, July 19, 2023. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06331-x .
SARS-CoV-2感染者の少なくとも20%は無症状のままであることが研究により証明されている1,2,3,4。世界的な取り組みのほとんどはCOVID-19の重症化に焦点を当てたものであるが、無症候性感染を検討することは、ウイルスの迅速な排除を促進する初期の免疫学的特徴を検討するまたとない機会となる。ここでは、ヒト白血球抗原（HLA）遺伝子座の変異が、無症候性感染を媒介するプロセスの根底にある可能性を仮定し、COVID-19の症状と転帰を追跡するためにデザインされたスマートフォンを用いた研究に、高解像度のHLA遺伝子型決定データが得られた29,947人を登録した。
発見コホート（n = 1,428）は、SARS-CoV-2の検査結果が陽性であったと報告したワクチン未接種者から構成された。
5つのHLA遺伝子座と疾患経過との関連を検証した結果、HLA-B*15:01と無症候性感染との間に強い関連があることが同定され、2つの独立したコホートで観察された。
この遺伝的関連は既存のT細胞免疫によるものであることを示唆し、HLA-B*15:01を持つ人のパンデミック前の検体から得られたT細胞が、免疫優性SARS-CoV-2のS由来ペプチドNQKLIANQFに反応することを示した。
反応性T細胞の大部分は記憶表現型を示し、多機能性が高く、季節性コロナウイルス由来のペプチドと交差反応性を示した。
HLA-B*15:01-ペプチド複合体の結晶構造から、ペプチドNQKLIANQFとNQKLIANAF（OC43-CoVとHKU1-CoV由来）は、HLA-B*15:01によって安定化され提示される能力が類似していることが示された。
最後に、これらのペプチドの構造の類似性が、高親和性パブリックT細胞レセプターのT細胞交差反応性を下支えし、HLA-B*15:01が介在する既存免疫の分子基盤を提供していることを示す。
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ウイルス侵入部位での抗原再刺激に素早く反応する呼吸器常在抗原特異的メモリーT細胞の発現が少ない。おそらく、ウイルス侵入部位にあらかじめ存在する常在記憶T細胞集団は、症状が顕在化する前に迅速なウイルスクリアランスをもたらすことができる。さらに、無症候性感染におけるT細胞は、感染初期の症候性患者と比較してIFNγを大量に分泌するという知見44,47は、この段階における記憶T細胞の役割を裏付けている49。SARS-CoV-2に特異的な交差反応性CD8+ T細胞については、現在の文献ではさまざまな報告があるが、これはHLA特異性によって説明できるかもしれない50,51。
以上の結果から、HLA-B*15:01は、HKU1-CoVとOC43-CoVに曝露されたことにより、あらかじめ存在するT細胞免疫を介して無症候性COVID-19の発症を媒介するという仮説が強く支持された。さらに、Immune Epitope Database（補足図8）で報告されているHLA-B15:01制限のあるSARS-CoV-2由来T細胞エピトープの中で、レプリカーゼポリタンパク質1abペプチドQLYLGGMSYを除いて、一般的なコロナウイルス間で高い配列同一性を示すエピトープはない。しかし、この最後のエピトープは、HLA-B*15:01およびSARS-CoV-2陽性患者における免疫優性として文献に報告されていない。SARS-CoV-2患者における既知のHLA-B*15:01エピトープに関する限られたデータを基にすると、NQK-Q8は季節性コロナウイルスとのHLA-B*15:01介在性T細胞交差免疫の主要な候補ペプチドである。
この研究の限界の一つは、我々の発見コホートにおける検査結果と症状がすべて自己申告によるものであることである。このため、結果に多少の誤差が生じる可能性があることは認識している。しかし、われわれは以前、参加者のサブセットで検査結果を検証することにより、この方法を検証した52。同様に、一部の症状、特に発疹や単純な鼻づまり（ここで考慮する鼻水とは異なる）に関する症状については、問い合わせを行わなかった。また、2週間の調査期間内に症状が1回しか報告されなかった人を有症状者とは見なさないようにしたため、実際には軽度の症状であったにもかかわらず、無症状と分類された人がいた可能性がある。しかし、無症状の分類には、SARS-CoV-2感染の検査を受けた理由に関する質問に対する回答を考慮することで、「正気度チェック」を追加した。このように、無症候性コホートは、自己報告方式であるため、症状がまったくないと断定することはできないが（場合によっては、むしろ症状が軽いとみなされることもある）、無症候性という分類は、一般的に信頼できるものであると確信している。重要なことは、無症候性疾患が臨床医によって定義された2つの独立したコホートにおいて、研究全体にわたって非常に一貫した遺伝的関連が認められたことであり、これは真の生物学的特徴を示している。
もう一つの限界は、我々の関連結果が白人と自認する個人に限定されていることである。この点に関しては、我々のコホートは十分な検出力を有していなかったが、HLA-B*15:01に関する我々の結果は、アジア系およびヒスパニック系ではあまり明確ではないが、黒人でも同様の傾向があることがわかった（補足表11）。しかし、個体数が少ないことと、この対立遺伝子の頻度が低い集団もあることから、HLA-B*15:01と無症候性疾患との関連に関する我々の結果が、これらの祖先に当てはまるかどうかを結論づけることはできない。最後の限界は、われわれは生体外解析で4つのSARS-CoV-2ペプチドしかテストしていないことである。以前の研究28と同様に、HLA-B*15:01を持つ患者のT細胞反応性を分析する研究が増えれば、さらに候補となるペプチドの探索が容易になるだろう。しかしながら、SARS-CoV-2感染において免疫優性であることが以前から知られていた少なくとも1つのSARS-CoV-2ペプチドが、パンデミック前に採取されたHLA-B*15:01陽性者のメモリーT細胞と反応することを同定した。
要約すると、我々は、共通のHLAクラスI対立遺伝子であるHLA-B*15:01とSARS-CoV-2の無症候性感染との強く有意な関連を証明した。プレパンデミックサンプルから得られたHLA-B*15:01+ T細胞が、季節性コロナウイルス由来のペプチドと高い配列類似性を持つ免疫優性SARS-CoV-2ペプチドに反応することを証明した。我々は、HLA-B*15:01がHKU1-CoVとOC43-CoVのペプチドを安定化し、SARS-CoV-2の免疫優性ペプチドと同様に提示できることを示すことによって、T細胞の交差反応性の分子基盤を提供した。さらに、公開されたクローン型は交差反応性で多機能であり、両方のNQKペプチドを高い親和性で認識できることが示された。この結果は、初期感染と初期ウイルスクリアランスの基礎となるメカニズムを理解する上で重要な意味を持ち、また、ワクチンの改良の基礎となる可能性がある。
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