HIV 免疫学的非応答者における亜鉛補給 (VIHZn)

HIV とともに生きる人々を対象とした研究では、抗レトロウイルス治療 (ART) によって炎症が軽減されるものの (1)、多くの炎症マーカーが持続的に上昇したままであり、この慢性炎症が心血管疾患 (CVD) において重要な役割を果たしている可能性があることが示されています。 さらに、HIV 開始型 ART 患者の中には、CD4+ 数が期待どおりに回復せず、免疫学的非応答者 (INR) と呼ばれる患者もいます。 INR は、リンパ球組織内の細胞の機能不全や産生の減少、制御性 T 細胞や Th17 細胞などの免疫調節因子の頻度の混乱、免疫活性化、免疫老化、アポトーシスの増加など、免疫学的機能の重大な変化を示します。 重要なことは、INR は免疫再構成が最適である HIV 感染患者と比較して、罹患率と死亡率のリスクが高いことです。 私たちのグループは、このグループが SARS-CoV-2 に対する mRNA ワクチン接種にどのように反応が低く、これらの人々の免疫機能が低下しているかを実証しました (2)。

しかし、免疫学的非反応者（INR）の定義には、所見の比較を妨げるコンセンサスが欠如しているという問題があります。 ほとんどの場合、INR は CD4+ 細胞数が 200 細胞/μL 未満であると定義されますが、患者を INR として分類するために必要な治療期間はさまざまです。 さらに、一部の研究グループは、CD4+ 細胞の増加率 (最も一般的にはベースラインから 20% 未満の増加) で INR を定義しています (3)。 一方で、HAART に対する適切な免疫応答には、CD4+ 細胞数が 500 細胞/μL を超えることが含まれるべきであるという合意があるようです。これは主に、このレベルの免疫回復を有する HIV 感染患者の罹患率と死亡率がほぼ同等か同等であるためです。 HIV 陰性の個人の場合も同様です (4)。 したがって、CD4+ 細胞数が 500 細胞/μL 未満の患者は、不十分な応答者として分類され、INR グループに含まれます。 そして、彼らは十分に説明されていないグループですが、彼らの罹患率と死亡率は適切な反応者よりもINRに近いようです(5)。

INR 現象を説明する根本的なメカニズムはよく理解されていません。 高齢であること、HAART 前の HIV 感染期間が長いこと、C 型肝炎との同時感染、CD4 の最低値が免疫学的に無反応になりやすいことなどにより、いくつかの仮説が立てられています (6)。 CD4 の最下点は、特に CD4+ 細胞の回復に重要であると考えられます (7)。 しかし、これらの要因はいずれも、INR における免疫再構成の欠如を完全に説明するものではありません。 おそらくこれは、いくつかの要因とその相互作用の結果です。 興味深いことに、血漿亜鉛レベルの低下と亜鉛摂取不足は、HIV 感染成人のいくつかのコホートの参加者の最大 50% で見つかり (8,9)、これらは独立して HIV 疾患の進行の促進 (10) と死亡率の増加 (11) に関連していました。 亜鉛欠乏は、T細胞の生成を減少させ、体液性および細胞性免疫を低下させ、リンパ球減少症および胸腺萎縮を引き起こし、感染症の頻度と数を増加させます(8)。 したがって、亜鉛の状態も INR に関与するメカニズムに役割を果たしている可能性があります。

ウイルス感染における亜鉛 亜鉛は、宿主と病原体の両方にとって必須の微量元素です。 病原体が増殖するには亜鉛が必要です。 したがって、亜鉛はウイルスタンパク質の構造補因子であり、特定のウイルスはその利点を利用して細胞の亜鉛恒常性を変化させる戦略を開発しました(12)。 一方で、亜鉛がウイルスの複製を阻止し、細胞浸潤を低下させることができるという広範な証拠があります（例えば、 ライノウイルス、HCV、SARS-CoV) (13 でレビュー)。

注目すべきことに、私たちのチームは、亜鉛レベルが低いとSARS-CoV2の拡大が促進されることを示しました(14)。 これらの結果は、SARS-CoV2に対する直接的な抗ウイルス作用、またはウイルスが細胞内の亜鉛レベルの低下によって引き起こされるストレス状態から恩恵を受けることを示している可能性がある。 亜鉛の補給は、HBV および HCV 感染患者に投与する場合に有益であることが示されています。 さらに、亜鉛ベースの栄養免疫は、下痢のエピソードや呼吸器疾患を軽減します (13 で概説)。 注目すべきことに、サイおよびコロナウイルスによって引き起こされる風邪に対する亜鉛の補給は、症状発現後 24 時間以内に投与を開始すれば、風邪を予防し、症状の持続期間を短縮することができます (13 で概説)。 したがって、亜鉛の補給は一部のウイルス感染症に対して有益であることが証明されています。 しかし、これが局所免疫応答の改善によるものなのか、ウイルス阻害によるものなのかは不明のままです。

免疫調節物質としての亜鉛 亜鉛欠乏症 (ZD) は、感染時の炎症誘発反応と関連しており、活性酸素種 (ROS) の産生と炎症マーカーの増加を示すことが知られています (12,13)​​。 自然免疫と適応免疫の両方の細胞によるサイトカイン産生の不均衡も報告されています。

具体的には、ZD は、高レベルの IL-6、IL-1beta、および TNF-alfa と関連しています (13,15)。 このシナリオでは、亜鉛の補給は、高齢者の感染症、IL-6 を含む炎症性サイトカイン、および酸化ストレスマーカーの発生率を減少させることが示されています (12)。 さらに、亜鉛の補給は免疫反応のバランスをとることが示されています(16)。

亜鉛の栄養状態とIL-6は高度に相互関連しています。 したがって、IL-6 は亜鉛の生物学的利用能を低下させ、肝細胞内への取り込みと亜鉛キレート剤の発現を促進する可能性があります (17)。 一方、亜鉛はSTAT-3経路の阻害を介してIL-6の産生を減少させます(18)。 COVID-19患者を対象とした私たちの研究では、血清亜鉛レベルとIL-6産生の間に負の相関があることが示されました(14)。

T リンパ球の活性化と枯渇における亜鉛 亜鉛は、T リンパ球の成熟、分化、サイトカイン産生に影響を与えることが知られています (19)。 活性化された T 細胞は亜鉛含有量を増加させることが知られています (20)。 一方で、亜鉛は、Lck および Zap-70 活性を調節することにより、正しい TCR シグナル伝達に必要であることが示されています (20)。 私たちの協力者である Vicente ら。彼らは、亜鉛が 3 つの主要なシグナル伝達経路、AP-1、NF-kB、および NFAT1 を積極的に増強することを実証しました (21)。 細胞活性化の初期に上方制御される亜鉛輸送体であるZip6のノックダウンは、亜鉛の流入を変化させ、ジャーカットT細胞の活性化を劇的に損なう(22)。 さらに、がんや慢性感染症における CD8+ T 細胞の機能不全に関する最近の研究により、この現象に関与する転写経路が解明され始めており、亜鉛恒常性が重要な要素として再び浮上しています。 したがって、メタロチオネイン 1 および 2 のレベルと亜鉛依存性転写因子は、疲弊した CD8+ 細胞では差次的に発現されます (23)。 それにもかかわらず、亜鉛の補給/キレート化が CD8+ 機能不全プロファイルに直接影響を与えるかどうか、またこれらの学習が HIV 感染を含むこれらの疾患の新規治療アプローチにどのように応用できるかを調査した研究はありません。

B リンパ球の機能における亜鉛 亜鉛トランスポーター (Zip7 および Zip10) が B 細胞の機能に不可欠であることが示されています。 B 細胞の活性化と形質細胞の分化は亜鉛シグナル伝達に依存します (24)。 亜鉛の栄養状態は、B 細胞と CD4+ T リンパ球の両方に対する作用を考慮すると、抗体産生を決定する重要な要素です。 したがって、ZD はマウスモデルにおいて体液性免疫反応を低下させることが示されています (25)。

要約すると、亜鉛には抗酸化作用と抗炎症作用があり、細胞成熟、細胞分化、アポトーシスなどの免疫調節に関与しています。 亜鉛と免疫機能の間にはいくつかのクロストークがあるため、亜鉛の恒常性は免疫系のいくつかの側面にとって重要です。 亜鉛が欠乏すると、酸化ストレスの影響に対する感受性が高まります。 さらに、亜鉛は特定のウイルスに対する抗ウイルス活性を持っています。 この点に関して、我々は亜鉛補給の効果に基づいた臨床試験を提案するとともに、免疫細胞や炎症、HIV感染症、特にARTに対する反応が少ない場合における亜鉛補給の影響とメカニズムのより深い研究を行うことを提案する。そして免疫回復能力も低下します。

暫定結果 私たちのグループは、2020年以来、ウイルス感染および免疫応答における亜鉛の免疫調節効果について研究してきました。 また、私たちは PWH INR の免疫応答にも積極的に取り組んでいます (2)。 私たちはいくつかの出版物を発行しており、これら 2 つの研究ラインを組み合わせた活発な研究ラインを持っています。

私たちは以前、パンデミックの第一波中に、入院時の血漿亜鉛濃度と新型コロナウイルス感染症の予後との関連を分析する研究を実施しました。 私たちは、亜鉛レベルとIL-6、および死亡率との間に負の相関関係があることを発見しました。 我々はまた、亜鉛がベロ細胞培養物におけるウイルス複製に作用することも発見した(14)。 当社は最近臨床試験 (NCT05778383) を実施し、その暫定結果が CROI2023 #542 で報告されました。 この試験では、SARS-coV-2感染症の急性期における高用量の亜鉛補給が病気の予後良好と関連していることを観察しました。 また、INR 間のワクチン接種に対する異常な免疫反応も示しました (2)。 したがって、ウイルス感染の状況において、亜鉛には抗ウイルス効果と抗炎症効果があり、これは HIV とともに生きる人々、特に INR 状況において有益である可能性があることを実証しました。

仮説

この研究にはいくつかの仮説があります。

1. 私たちの HIV 患者コホートでは亜鉛レベルが比較的低いことが多く、免疫反応の悪化や炎症反応の増加に関与しています。

2. 私たちは、亜鉛が免疫系に影響を及ぼし、INR HIV 患者のリンパ球数を回復させ、慢性ウイルス感染に関連する免疫機能と炎症を改善すると仮説を立てています。

   したがって、生理学的濃度および推奨での亜鉛の補給は、免疫機能に有益な影響を及ぼし、INR HIV 個人の免疫活性化を低下させ、慢性炎症を軽減します。

3. 亜鉛の補給は、ウイルスの細胞変性効果から腸粘膜を保護し、HIVによって誘発される腸管透過性を部分的に回復します
4. 亜鉛補給は酸化ストレスとミトコンドリア機能を改善します

目的

主な目的は、HIV 免疫学的に非反応性の患者における 16 週間の酢酸亜鉛補給の臨床的および免疫的利点を研究することです。 この目的に対処するために、ランダム化臨床試験 (RCT) が設計されます。

目的 1: 二重盲検ランダム化多中心 2 群研究をデザインすること 以下のパラメータをベースラインおよび 16 週目に、亜鉛を補給した個体と対照群で測定します。

• 原発性: CD4+ T 細胞数の変化
• 二次的: EuroQol-5D-3L、CD4+ CD8+ T 細胞活性化、T 細胞サブセット、Torque Teno Virus 複製、IL-6、C-RP、トランスクリプトミクス、ROS による生活の質の変化

目的 2. 16 週目およびベースラインに対する 24 週目の生活の質、免疫機能、免疫活性化、炎症性バイオマーカー、ミトコンドリア機能および ROS の変化の持続性を測定すること。 観点: EuroQol-5D-3L、CD4+ CD8+ T細胞活性化、T細胞サブセット、Torque Teno Virus複製、IL-6、C-RP、トランスクリプトミクス、ROSによる生活の質の変化

方法論はタスクに分かれています。

タスク 1. ランダム化臨床試験。 オープンラベルのランダム化多中心二群研究が計画されます。 参加者は、ホスピタル デル マールとホスピタル パルク タウリの 2 つの施設に登録される予定です。 亜鉛補給グループ (Zn) では、参加者は標準治療 (SoC) を受け、12 時間の間隔をあけて (ART がインテグラーゼ阻害剤 (INSTI) に基づいている場合に備えて) 16 週間にわたって 75 mg の亜鉛元素 (3錠剤 (83mg 酢酸亜鉛) 249mg 酢酸亜鉛 Zinc-NM; Laboratorios Cantabria (Código nacional 156252.4))。 我々は、経口サプリメントとして亜鉛元素 75mg/日を選択しました。これは、この濃度で 1 年間の非 HIV 研究で安全に使用され、重篤な副作用がなかったためです (15)。 治療終了 (EoT) は 16 週間ですが、亜鉛の効果の持続性を評価するために最大 24 週間の追跡調査が行われます。

主な結果

以下のパラメーターをベースラインから 16 週目 (主要エンドポイント) および 24 週目 (二次エンドポイント) に変更します。

• 血漿亜鉛レベル
• 炎症性バイオマーカー (IL-6、C 反応性タンパク質、CD14、可溶性受容体 TNF-α、I-FABP、LBP)
• 免疫機能:

トルクテノウイルス (TTV) 複製: TTV はアネロウイルス科に由来し、健康な人の 90% 以上で検出可能 (27,28) (3 ～ 6 log10 コピー/ml)。 ウイルス量は TTV 複製と抗ウイルス免疫応答の間の相互作用を反映しており、ウイルス粒子の 1 日あたりの推定クリアランス率は 90% 以上です (29)。 HIV 陰性に対するウイルス量の増加、および TTV ウイルス量と CD4+ 数との相関関係は PWH に記載されています (30)。CD4+ 細胞の回復が低下した患者における TTV 血漿濃度の大幅な上昇は、より深刻な免疫欠陥を示しています。 TTV の存在と複製は、免疫機能と亜鉛補給による介入に対する反応の代用として使用できる可能性があります (31) T 細胞部分集団: T 細胞コンパートメントを研究することにより、免疫系のバランスと機能についてのアイデアを得ることができます。 CD4+/CD8+ T 細胞およびナイーブ細胞、中枢記憶、エフェクター記憶、TEMRA が測定されます。

免疫活性化: 免疫活性化レベルは、CD8+ および CD4+ T リンパ球における CD38 および Ki67 の発現を測定することで決定できます。 疲弊: PD-1 は抑制シグナルを T 細胞に伝え、PD-1 は慢性ウイルス感染中に疲弊した T 細胞によって選択的に上方制御されます。 (32)。 正常反応者と比較して、INR では PD-1 レベルが上昇していることが報告されています (33)。

ROS とミトコンドリア機能: ミトコンドリアの機能不全は、ますます多くの疾患に関与しています。 ミトコンドリアによって生成される ROS は、がん、老化、心筋梗塞、心血管疾患などのいくつかのプロセスに関与しています (38) 生活の質 (QoL) アンケート (EuroQol-5D-3L): EQ-5D-3L は確立され、検証されています。多くの治療現場で使用される QoL に関する質問表 (34、35、36)。 5 項目という小さなサイズと視覚的なアナログスケールにより、その簡潔さと使いやすさにより、臨床研究や臨床での使用に適しています。 スペイン人で検証されたバージョンがあります (37)。

副次的結果

• 全血サンプルにおけるベースラインと 24 週目に対する 16 週目との間のトランスクリプトーム プロファイルの変化

安全性エンドポイント

• 有害事象（AE）の発生率