早産を理解する:免疫システムの洞察
新しい研究で、母親の抗体反応が早産リスクに関連していることがわかったよ。
― 1 分で読む
世界的に見ると、妊娠の約10%が早産に至り、毎年約1500万件の早産が起こっているんだ。妊娠37週未満で生まれる早産児は、感染症や脳の炎症、呼吸困難などの深刻な健康問題のリスクが高くなる。こうした合併症に関する高い死亡率や医療システムへの経済的負担があるにも関わらず、アメリカでは早産を防ぐための承認された薬がないんだ。母親や赤ちゃん、環境に関連するさまざまな要因が早産を引き起こす可能性があるけど、これらの要因がどのようにこの状態を引き起こすのかについての詳細な知識が不足しているため、効果的なテストや治療を作るのが難しいんだ。
早産はさまざまな医学的問題が原因で起こることもあるけど、多くは自発的に起こるんだ。早産の約30-35%は医学的理由で誘発されるけど、残りの約55-75%は明確な医学的理由なしに起こる。自発的な早産は、赤ちゃんが生まれる準備ができる前に水が破れる「前期破水(PPROM)」という状態と同時に起こることが多い。多くの場合、感染症や炎症も見られる。
動物を使った研究では、体内の特定の炎症物質が分娩を引き起こすことがわかっているんだ。例えば、特定の炎症物質を注射すると、動物はすぐに分娩を始める。このパターンは人間にも見られ、分娩中の母親の血中にはこうした炎症物質の濃度が上昇していることがわかっているよ。
早産に関連する別の要因は、母親の免疫システムと胎児の健全な関係を維持する体の能力なんだ。最近の研究では、母親の免疫細胞が胎盤にどう反応するかがこの関係に影響を与える可能性があることが示唆されている。ただ、こうした文脈における免疫システムの働きについてはまだ限られた理解しかなく、妊娠中の合併症に繋がる抗体についてもほとんど知られていない。この研究では、科学者たちが自発的早産を経験した母親の自己免疫反応を特定するために高度な技術を使っていることを探っているよ。
妊娠中の抗体反応の変化
免疫システムが妊娠中にどのように反応するかをよりよく理解するために、研究者たちは、妊娠中の母親の血液サンプルを分析したんだ。早産または正常妊娠を経験した母親からのサンプルと、比較のために妊娠していない人のサンプルも含めた。研究者たちは人間のタンパク質の特別なライブラリを使って、母親の血中の抗体がこれらのタンパク質にどのように反応するかを見たんだ。最初のサンプルは妊娠16.5週目頃に集められ、次のグループは自発的早産を経験した女性から後に採取された。また、健康な非妊娠者のサンプルも含まれていたよ。
合計で科学者たちは1,035サンプルを調べた。すると、早産妊娠では特定の抗体が正常妊娠と比べてより多く見られることがわかった。これは、早産に関連する特有の免疫反応が体内で起こっていることを示唆しているよ。
抗体反応を見て、研究者たちは妊娠中の異なるグループ間の関連を特定できた。合併症があったり早産を経験した妊婦は、正常な妊娠の女性には見られない特定の免疫反応を共有する傾向があることに気づいた。この発見は、早産のリスクがある女性に特有の自己免疫プロファイルがあることを示しているんだ。
早産に関連する自己抗体の特定
この研究は、早産を経験した母親に存在する特定の抗体を特定することを目的としていた。これを行うために、最初の2つのグループの母親から得たデータを利用した。その結果、早産の母親の血中に見られる抗体を特定し、健康な妊娠の母親には見られないことがわかった。このことから、妊娠16.5週目から早産に関連する自己抗体のサインが現れることが確認された。
さらに、研究者たちは2つの異なる検査方法からのデータを組み合わせて、発見を検証した。最初の方法は免疫反応を広く見渡すもので、2番目は胎盤に存在する特定のタンパク質に焦点を合わせた。このアプローチによって、早産を経験した女性に特有の抗体セットが確認できたよ。
この分析を通じて、早産に特に関連する343のタンパク質を特定した。なんと、これらのタンパク質の約65%は両方の検査方法で特定されたんだ。この重なりが、彼らの発見の信頼性を確認するのに役立った。
早産リスクのスクリーニング
これらの抗体反応を理解することで、どの妊娠が早産のリスクがあるかを予測する方法が改善されるかもしれない。研究者たちは、自分たちの発見を2つの追加グループの母親でテストした。一つのグループには正常妊娠の15人の母親が、もう一つには早産を経験した67人の母親が含まれていた。
これらのグループからの血液サンプルを見たとき、早産を経験した母親の中に特定の早産抗体のレベルが有意に高いことがわかった。また、これらの抗体レベルは妊娠が進むにつれて増加する傾向があった。この情報を使って、彼らは早産の予測モデルを開発して、以前に特定した自己抗体のサインに基づいて早産を正確に予測できるようにしたんだ。
結果は元のテストコホートで強力な予測能力を示したけど、検証コホートではパフォーマンスが少し低下した。それでも、モデルは良好な精度を示していて、臨床の場での有用性が期待できることを示しているよ。
発見の意義
この研究の結果は、母親の血中に特定の自己抗体が存在することが、早産の早期警告信号として機能する可能性があることを示唆しているかもしれない。早ければ妊娠2トリメスター目からそうしたシグナルが出ることも考えられる。こんなスクリーニングアプローチは、どの母親がより注意深い監視や専門的なケアを必要とするかを示すことで、妊娠の結果を改善するのに大きな利点があるかもしれない。
今のところ、自発的早産を防ぐための効果的な治療法はないけど、これらの自己抗体の存在を特定し理解することが、ターゲットを絞った治療法の開発の道を開くかもしれない。1つの可能性は、早産におけるさまざまな炎症タンパク質の重要な役割が特定されたので、炎症経路をターゲットにした既存の薬を使うことかもしれない。
自己抗体と妊娠への影響
この研究では、妊娠中の炎症プロセスを調整するのに役立つタンパク質であるIL1RAを標的にする抗IL1RA抗体の可能性が指摘されている。研究者たちは、早産を経験している母親の一部にこれらの抗体が存在することを発見したんだ。この発見は特に興味深くて、IL1RAは分娩を促す別の炎症タンパク質であるIL1βの効果を打ち消すことで知られているからだ。
抗IL1RA抗体の濃度が高いと、IL1βの活性が増すことで早産につながる可能性がある。研究によると、早産を経験した母親の約10-20%がこれらの抗体のレベルを検出できることがわかった。この研究は、これらの抗体がIL1RAの正常な役割を妨げ、妊娠中の合併症につながる可能性があることを示している。
研究では、これらの抗体がIL1RAがIL1βに対抗する能力を効果的に阻害することが示された。その結果、母親の抗体濃度が高いと、胎児の喪失や胎児の発育不良など、妊娠結果が悪化することがわかった。
妊娠への炎症の影響の探求
炎症反応は妊娠の自然な一部で、胎児の存在に体が適応するのを助ける。しかし、この反応が不規則になると、早産などの深刻な合併症を引き起こす可能性がある。この研究は、早産妊娠における炎症や免疫反応に関連する特定の経路がどのように変化するかを示しているんだ。
特定のタンパク質に対する自己免疫反応を調査することは、これらの変化が早産につながるメカニズムを理解するためを目的としている。影響を受けるタンパク質や経路を特定することで、研究者たちは早産のメカニズムを理解する手助けができる。
今後の方向性と潜在的な治療法
この研究の結果は、早産用の新しい非侵襲的スクリーニングテストの開発の基盤を築くことになる。こうしたテストは、早産リスクの増加に関連する特定の自己抗体のサインを分析することを含むかもしれない。このアプローチにより、医療提供者はリスクのある妊娠をより良く監視・管理できるようになる。
さらに、この研究は治療介入の可能性も開いている。特に抗IL1RAの役割を理解することで、妊娠中の女性の免疫反応のバランスを取る治療法が開発できるかもしれない。提案されている治療オプションの1つは、自己反応性抗体の影響を打ち消すために、リコンビナントIL1RAを投与することだ。既に他の条件に対して承認されているこの薬は、自己抗体が特定された女性の早産を防ぐための有望な道になるかもしれない。
結論
早産は、母親と赤ちゃんの両方に持続的な影響を与える重要な世界的健康問題なんだ。この研究は、妊娠中の免疫システムの役割を理解し、特定の抗体反応が早産にどのように関連しているかを理解することの重要性を強調しているよ。妊娠初期にこれらの免疫マーカーを特定できれば、早産のリスクをより良く予測・管理できるかもしれない。最終的には、母親と新生児の結果を改善することができるかもしれない。この研究の影響は、新しいスクリーニング方法やターゲットを絞った治療法につながり、早産の発生率やそれに伴う課題を減少させる希望を提供するかもしれない。
タイトル: Autoantibodies in maternal serum predict spontaneous preterm delivery
概要: Complications from preterm birth are the leading cause of global mortality in children under age five1,2. Spontaneous preterm labor is the most common cause of preterm delivery and is associated with a breakdown of maternal-fetal tolerance3-5. However, the current understanding of the role of autoantibodies in this process has been limited to a handful of examples of pathogenic antibodies that occur with pregnancy complications6-14. Here, we employ proteome-wide autoantibody profiling via phage display immunoprecipitation and sequencing (PhIP-seq) to identify autoreactivities associated with imminent preterm delivery in maternal sera across four cohorts of human pregnancy (n=1,023). We find that spontaneous preterm pregnancies exhibit greater proteome-wide autoreactivity, validated by placental proteome immunoprecipitation mass spectrometry analysis using patient sera. Within the preterm birth associated autoreactive signature, we find enrichment for pathways known to be critical for normal pregnancy outcomes, including vascular development, reproductive hormones, and regulators of inflammation. Further analysis of autoreactive targets revealed involvement of the IL1{beta} inflammatory cytokine cascade. IL1{beta} is one of the few inflammatory cytokines sufficient to rapidly induce labor in animals15-24 and it is also elevated in preterm human pregnancies25-29. Across these four cohorts, antibodies to cytokine IL1 receptor antagonist (IL1RA), a natural antagonist to IL1{beta} are significantly enriched in roughly 10% of preterm pregnancies and yet are completely absent in term pregnancies. Sera from these patients functionally neutralizes IL1RA activity in vitro and anti-IL1RA induces greater resorption, inflammation, and vascular malperfusion in timed-pregnant mice in vivo. These findings suggest utility for serologic diagnostics as one approach to stratify risk of spontaneous preterm delivery in addition to interventional strategies for management of IL1{beta} during pregnancy.
著者: Joseph DeRisi, E. Rackaityte, B. Borges, S. J. Shao, J. S. Creery, H. M. Kortbawi, H. S. Miller, M. Mayer, E. Kouame, S. A. Mann, F. McCarthy, S. Oltman, K. C. Zorn, A. F. Kung, A. Mitchell, G. Rizzuto, R. J. Baer, C. Mandel-Brehm, K. K. Ryckman, S. L. Gaw, S. L. Hillman, L. L. Jelliffe-Pawlowski, J. E. Elias, T. C. MacKenzie
最終更新: Oct 4, 2024
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.10.03.24314850
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.10.03.24314850.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。