Hypiend - 思春期前小児における多成分行動介入 (Hypiend-PPC) (Hypiend-PPC)

1. 背景と正当性

   1.1. 臨床研究で解答される科学的疑問に直接関連する現在の知識の範囲と評価 複数の疫学研究により、高濃度の内分泌かく乱化学物質（EDC）曝露と小児・思春期における有害健康影響との間に懸念すべき関連性が確認されています。 例示として、欧州ヒト生体監視プロジェクト（HBM4EU）の枠組みにおいて、Langeら（2022年）は、欧州各国の小児（6〜11歳）および思春期（12〜18歳）における抗アンドロゲン性フタル酸エステル（DEHP、DiBP、DnBP、BBzP、DiNP）への複合曝露のリスク評価を分析しました。 著者らは、欧州の大規模な小児・思春期集団において、フタル酸エステル混合物のハザード指数（HI）上昇の主要な要因としてDnBPとDiBPが特定されたと報告しています。 興味深いことに、HI＞1であった対象者の63％において、各化学物質のリスクを個別に分析した場合にはこのリスクは検出されなかったことから、混合物のリスク評価分析の重要性が示されています。 さらに、著者らは欧州地域間で曝露関連HIに差異を認め、東部地域の小児・思春期は南部・西部よりも曝露が高いことを明らかにし、より包括的な結論を得て適応した対策・政策・提言を実施するためには、異なる曝露レベルの国々を含める重要性を強調しています。 様々な疫学研究は、特に直接的なエストロゲン活性を有する物質への曝露を含む、過去数十年間のホルモン活性を有するEDCへの曝露増加が、先進国で観察される男女の思春期開始時期の早期化の一因である可能性を示唆しています。 この点に関連して、1,539人のスペイン人小児を対象とした最新の横断研究では、特定の非残留性農薬の高濃度が男女ともに早期思春期発症の確率増加と関連しており、この関連は小児の体格指数（BMI）に依存することが明らかになりました。

   研究者らの知見によれば、思春期前小児におけるこれらの物質への曝露低減を目的としたEDCに関するデータは非常に乏しく、結論に至っておらず、その多くが100名未満の小児を対象とし、最大2種類のEDCファミリーしか分析せず、対照群を欠いています。

   HYPIEND研究は、思春期前小児を対象とした小学校における多施設・多成分制御介入（プラスチックフリー給食室の導入＋小児向け学校ベース教育プログラム＋保護者向けワークショップ＋EDC曝露制限を目的とした保護者向けモバイルアプリケーション）が、様々なEDCの尿中濃度を減少させ、これが高EDC曝露に関連する思春期段階の早期開始を予防し得るかどうかを評価することを目的としています。 さらに、様々な人体計測値も評価されます。 効果は、スクリーンの危険性、身体活動の利点、良好な睡眠習慣の重要性に関する情報のみを提供するプラセボワークショップを受ける対照介入群と比較されます。 介入は2年半の連続した学年度（2025年11月（介入開始）から2027年12月まで）にわたって実施され、介入への高い遵守率を達成するための適切な行動変容技法とモデルが考慮されます。

   学校は異なる環境汚染物質への曝露を考慮するため、異なる環境地域（農村部と都市部）から募集されます。 研究者らは、3つの異なる時点（ベースライン時、第1学年末、第3学年末）において、小児の尿中における様々なEDCファミリーへの曝露バイオマーカーの濃度を評価します。 EDC曝露のリスク評価は、異なる時点で尿中から得られた全てのデータを含めて実施されます。 さらに、食習慣、EDC曝露に関連する行動習慣、学校環境、社会経済的状態などの予測変数を通じてEDC曝露を決定する可能性を探索するため、多変量解析が実施されます。 最後に、本研究は2つの異なる国（ベルギーとスペイン）で実施されます。 全体として、このアプローチは、EDC関連負荷に関与する様々な重要な要因を考慮しつつ、EDC曝露のより正確な全体像と、実施された介入に対するEDC曝露低減の程度を得ることに貢献します。

   1.2. 同一適応症において同一介入を用いた完了した臨床研究の結果および進行中の臨床研究の数。

   最近、Sessaら（2021年）は、週5日、6ヶ月間実施した学校給食室介入（プラスチックフリーサービスの導入）が、群間およびプラスチックフリー学校給食室に参加した群内において、ビスフェノールAの尿中レベルを有意に減少させたことを実証しました。 しかし、行動変容および教育科学の専門家の支援のもと、学校と家族も関与するより大規模なMBI研究が、異なるEDCへの全体的な曝露をより確定的な方法で最小化するために、長期的な効果を促進するために必要とされています。

   1.3. 計画された臨床研究集団における介入の作用機序に関連するエビデンスのレベル。

   EDC-Mix-RiskおよびENDpoiNTsは、細胞および動物における実験研究と疫学データを組み合わせた2つの優れたHorizon 2020プロジェクトです。 両プロジェクトおよび他の研究者らは、SELMA妊娠研究で得られたデータを用いた多変量回帰の統計モデルを使用して、妊娠10週目の女性の尿または血清中で分析された様々なEDC（フタル酸エステル、アルキルフェノール、パーフルオロアルキル物質を含む）が、2.5歳時の小児の言語発達遅延と関連していることを非常に明確に実証しました。 その後、特定されたEDCは混合され、ヒト脳オルガノイドおよびアフリカツメガエルとゼブラフィッシュにおいて、曝露の分子的・機能的影響を解明するために試験されました。 最後に、著者らは実験的および疫学的データを統合し、リスク評価アプローチを実施し、実験的に導出された懸念レベルを超える出生前曝露を受けた子孫の最大54％において、言語発達遅延のオッズが増加することを見出しました。 これらの非常に重要な知見にもかかわらず、限られた数のヒト研究が、神経内分泌調節および思春期早期に関与する主要遺伝子におけるエピジェネティック変化の誘導、ならびに炎症反応および腸内細菌叢（ディスバイオシス）の変化を含む、HPA軸におけるEDC媒介機能障害の根底にある機序に光を当てています。 EDCは、幼少期におけるエストロゲンおよび甲状腺ホルモンシグナル伝達または代謝に干渉することにより、小児の神経発達障害のリスクを増加させる可能性があります。 ごく最近、15〜17歳の思春期において測定された様々な環境化学物質（フェノール類、有害金属、非残留性農薬）の混合物の尿中レベルの増加が、より高い循環キス54タンパク質レベルおよびkiss1遺伝子の異なるシトシン-リン酸-グアニン（CpG）におけるより低いメチル化レベルと関連していることが示されました。 さらに、より高い血清キス54を示した思春期はより高い黄体形成ホルモン（LH）レベルを有し、第3三分位のCpG1、CpG2、および総CpGメチル化率は、より低い卵胞刺激ホルモン（FSH）およびエストラジオール（E2）と関連していました。 これらの知見は、視床下部のニューロンによって放出される前駆体由来の神経活性ペプチド（プロホルモン、プレプロキスペプチン）であるキスペプチンが、環境化学物質混合物の生殖ホルモンプロファイルへの影響の有望なバイオマーカーとなり得ることを示唆しています。 しかし、このエビデンスにもかかわらず、研究者らの知見によれば、EDC曝露低減を目的としたヒト介入研究は、これらのEDC曝露変化に伴う可能性のある分子的影響を分析していません。 これらの疑問により多くの光を当てるためには、EDC曝露低減を目的としたヒト介入研究がこれらの分子的変化を好ましく調節し得るかどうかを解明するためのヒトにおける分子的およびオミックス分析を含む、さらなる研究が必要です。

   本プロジェクトでは、HPA軸の枠組みにおいて、変化に最も敏感なエピジェネティック駆動因子および腸内細菌叢とEDC曝露の全身性炎症への影響との間の相互作用により多くの光を当てるため、様々な分子的およびオミックスアプローチが実施されます。 これらの分析は、標的アプローチを使用して堅牢かつ信頼性の高い結果を得る可能性を高めるため、実際のヒト曝露を模倣しようとするEDC混合物に曝露された前臨床モデルで得られた結果を考慮して、研究で得られたサンプルに対して実施されます。 具体的には、思春期前小児において、腸内細菌叢に加えて、研究者らはHPA軸関連ホルモン、HPA軸に関与する主要遺伝子の異なるCpG部位のメチル化、および乾燥血液スポットを用いた循環キスペプチンレベルも評価します。 全体として、これらの分析により、EDCがその有害影響を及ぼす機序、ならびにこれらの化学物質への曝露低減を目的とした介入研究がこれらの生物学的経路および同定された曝露の分子的バイオマーカーをどのように調節し得るかについて、より深く掘り下げることが可能になります。 研究者らの知見によれば、このアプローチはEDC分野における大規模なヒト介入研究ではまだ実施されていません。

   1.4. HYPIENDプロジェクト ここで提示される介入は、欧州HYPIENDプロジェクトの一部です。 このプロジェクトはカタルーニャ技術センター（Eurecat）によって調整され、Horizon Europe枠組みプログラム（助成契約ID：101137440）によって資金提供されています。

   HYPIENDプロジェクトは、周産期および思春期前段階における神経内分泌系への曝露と影響を最小化するための介入戦略を描出するため、複数のEDCへの曝露がHPA軸の機能およびエピジェネティックプログラミングに及ぼす影響を調査します。

   学際的なHYPIENDコンソーシアムは、欧州8カ国からの14のパートナーで構成されています。 その中には、Stichting Radboud Universiteit（オランダ）、Institut de Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol（スペイン）、Sciensano（ベルギー）、Kungliga Tekniska Högskolan（スウェーデン）、Katholieke Universiteit Leuven（ベルギー）、University of Granada（スペイン）、Centrum Medyczne Kształcenia Podyplomowego（ポーランド）、Protoqsar 2000 sl（スペイン）、Enco srl（イタリア）、Fundación para la investigación del hospital universitario la Fe de la Comunidad Valenciana（スペイン）、Université de Liège（ベルギー）、Université de Genève（スイス）、King's College London（英国）が含まれます。

   このプロジェクトの詳細については、以下のリンクをご覧ください：https://hypiend.eu/ 以下にHypiend方法論の概要を示します。 公共データベースからのデータを組み合わせて、選択されたEDC曝露とHPA軸関連の健康アウトカムを結びつける知識ベースを開発します。 定量的構造活性相関（QSAR）方法論とデータ分析を組み合わせて、同時曝露パターンを特定します。 対象集団における高い有病率を有するEDC混合物は、同時曝露パターンに従って、質的および量的に定義されます。 候補EDC混合物は、細胞ベースモデルで試験され、用量反応パターンおよび後続研究のための用量が定義されます。 HP軸を再現するゼブラフィッシュモデルを使用して、最大の影響を及ぼすEDC混合物が選択されます。 次に、選択されたEDC混合物は、胎盤およびBHEモデルで試験され、EDC混合物の拡散を評価し、胎児および視床下部に到達する分画を特徴付けます。 視床下部および下垂体の発達と機能への影響は、幹細胞由来オルガノイドおよびOoCで評価され、全ゲノムDNAメチル化およびホルモン機能性への影響に特に注意が払われます。 結果は、HPエピジェネティックプログラミングおよびかく乱可能性に従って、複雑なEDC混合物をさらに選択するために使用されます。 その後、実験動物は妊娠から第一世代までEDC混合物に曝露され、HPA軸へのEDC曝露のプログラミングおよび累積的影響が評価されます。 HPかく乱の生理学的および行動学的アウトカムが監視されます。 並行して、視床下部、下垂体、末梢血細胞のDNAメチル化への影響、ならびに特定の循環ECVの変化が決定されます。 AIベースのシステム生物学アプローチを使用して、視床下部/下垂体機能、血液末梢血細胞メチル化パターン、およびマルチオミクスデータ間の関連が記述されます。 これらの関連は、EDC曝露によるHPかく乱に関連する特定のシグネチャを確立するために使用されます。 シグネチャは、対象集団（すなわち、生後1000日以内および思春期前の小児）のサンプルで探索され、その翻訳可能性およびバイオマーカーとしての応用可能性が探られます。 ヒト研究は横断的測定に限定されず、EDC曝露の減少を促進し、因果関係を評価するための新規介入として意図されています。 これにより、異なる作業パッケージから得られたデータおよびシステム生物学アプローチに基づくバイオマーカーの定義が可能となり、保存された作用機序が解明されます。

   この作業は、2つの目標ライフステージ、すなわち思春期前および周産期のHPA軸に対する現実的なEDC同時曝露の影響を定義することを目的とした一連のタスクとして提案されています。 動物研究を最小化するため、OECDなどの組織によって提案された様々なレベル、包括NAMsおよび計算毒性学が採用されています。 このデザインは、トランスレーショナル研究と介入研究を組み合わせています。

2. 仮説または研究疑問 2つの欧州国（スペインとベルギー）の小学校における28ヶ月間のMBIは、思春期前小児の尿中EDCレベルを減少させ、これらの汚染物質に関する知識を増加させるであろう。
3. 目的

3.1. 主要目的 HYPIENDの全体的目標は、周産期および思春期前段階における曝露および神経内分泌的影響を最小化するための介入戦略を描出するため、EDC同時曝露がHPA軸機能およびエピジェネティックプログラミングに及ぼす影響を理解することです。

この枠組みにおいて、臨床研究の主要目的は、2つの異なる欧州国における小学校で25ヶ月間実施されたMBIが、介入を改善し保護者のこれらの汚染物質に関する知識を向上させるためにHAPA構成概念を使用して、思春期前小児の尿中EDCレベルを減少させるのに効果的であることを実証し、科学的知識を深化させることです。

3.2. 副次目的

1. EDC曝露低減を目的とした介入が、6歳から8歳の思春期前小児における変化したHPに関連する有害影響の一部（思春期段階の早期開始およびBMIと認知機能の変化）を予防し得るかどうかを決定すること。
2. 尿中EDCレベルとHP関連ホルモンレベル、ならびにDNAメチル化パターンおよび腸内細菌叢組成との関係をよりよく理解し、EDCがその有害影響を及ぼす機序により多くの光を当てること。
3. 多変量解析およびリスク評価解析を通じて、尿中EDCレベル上昇の予測因子を探索すること。
4. 小学校における結合HAPA1およびPBS2モデルに基づく介入が、プラセボ介入に対して、これらの汚染物質に対する保護者、小児、教育チームのHAPA構成概念、知識、行動を改善するのに効果的であるかどうかを決定すること。