Abstract

ヒトヘルペスウイルス（HHV-）6AおよびHHV-6Bは，脳炎，髄膜炎，てんかん，多発性硬化症を含む種々の神経疾患と関連がある2種類のβ-Herpesviruses（HVV-）である． 両ウイルスの再活性化は、免疫抑制状態における神経学的合併症の原因として認識されているが、免疫不全者における神経炎症性疾患への関与は未だ不明であり、そのメカニズムも完全に解明されてはいない。 ここでは、HHV-6AおよびHHV-6Bが中枢神経系に感染し、感染細胞による炎症反応を誘導することを証明するデータをレビューする。 また、神経炎症性疾患における両ウイルスの潜在的な役割と、ウイルスによる神経病態の誘発を説明しうるメカニズムについて議論する。 はじめに

ヒトヘルペスウイルス（HHV-）6は、1986年にSalahuddinらによって初めて単離された。 このエンベロープ型DNAウイルスはβ-ヘルペスウイルス科に属し、最も近いホモログであるHHV-7とともにロゼオロウイルス亜科を形成している。 HHV-6は、広く人口に膾炙しており（血清有病率 > 90％）、ヒトに持続的かつほとんどの場合無症状に感染を成立させることが可能である。 HHV-6は、遺伝学的、疫学的、機能的特徴に基づき、当初は多数の分離株がHHV-6AとHHV-6Bという2つの亜種に分離されていたが、最近になって2つの異なるウイルスとして認識されるようになった。 HHV-6AとHHV-6Bは90％の配列同一性を持っており、いくつかのオープンリーディングフレームはどちらかのウイルスにしか存在しない。 HHV-6Bは、唾液や親との密接な接触によって感染し、皮疹を伴う良性の熱性疾患であるexanthem subitum（またはroseola）を引き起こす。 HHV-6Aは後年になってから感染すると考えられており、どの疾患の原因物質であるかはまだ明確にされていない。

現在までに、HHV-6Aおよび-6Bの唯一の細胞受容体は補体制御膜貫通タンパク質CD46であると確認されている。 このタンパク質はヒトに普遍的に発現しており、中枢神経系（CNS）の細胞を含む幅広い細胞や組織にウイルスを感染させることができる。 また、唾液腺（HHV-6Bのみ）や末梢リンパ球など様々な組織で持続感染を起こすことができる。 さらに、多くの臨床研究で、HHV-6Aおよび-6Bと、脳炎や多発性硬化症（MS）などの神経炎症性疾患との関連が報告されており、両ウイルスが炎症過程で役割を担っていることが示唆されています。 実際、HHV-6AおよびHHV-6Bは、一般に免疫系を回避する免疫抑制剤として考えられているが、炎症促進作用を示す報告が蓄積されつつある。 本稿では、HHV-6AおよびHHV-6Bのヒト脳への感染と神経疾患への関与の証拠となるデータをレビューし、神経炎症に関与する可能性のあるメカニズムについて議論した

2 HHV-6AおよびHHV-6Bは神経栄養型ウイルス

2.1. HHV-6Aと-6Bが脳に存在する証拠

HHV-6は最初リンパ向性ウイルスとして同定されたが、今ではHHV-6Aと-Bの両方が脳にも感染することが認められている。 実際、いくつかの研究により、in situ hybridization法を用いて、健康な免疫不全成人の様々な脳領域にHHV-6のDNAが存在し、いくつかのウイルスの転写産物があることが報告されている。 しかし、これらの研究の多くでは、ウイルス抗原が検出されなかったことから、HHV-6は正常な状態では脳内に潜伏感染している可能性があることが示唆された。 全体として，HHV-6BのDNAはHHV-6Aよりも高頻度に脳内で検出され，その高い有病率と相関していたことから，両ウイルスが同様の神経侵襲性を有することが示唆された． 一方，急性一次感染児の脳脊髄液中のHHV-6Aおよび-6B DNAの存在を解析したところ，HHV-6A感染はより脳に限定されることが示唆された． また、両者のDNAが異なる脳領域で検出されたものの、両ウイルスが脳内に共存しているケースもある。 HHV-6の中枢神経系への侵入機序についてはほとんど分かっていない。 HHV-6Bは一次感染後、直接脳内に侵入し、持続感染を成立させると考えられている。 HHV-6Aに関しては、鼻腔にある特殊なグリア細胞への感染能力により、嗅覚経路を経て脳に到達する可能性があることが最近の研究で指摘されている

2.2. HHV-6AおよびHHV-6Bは、組織学的な解析により、特に生産的な感染（mRNAの発現とウイルスタンパク質の産生が特徴）の場合、生体内でオリゴデンドロサイトに感染することが示唆されている。 In vitroの実験では、オリゴデンドロサイトの細胞株や、初代成体オリゴデンドロサイト、初代オリゴデンドロサイト前駆細胞に感染するウイルスの能力が確認され、HHV-6AとHHV-6Bはともに合胞体形成、細胞周期停止、細胞の分化を誘導することができた。 Donatiらは、側頭葉てんかん患者の脳において、アストロサイトマーカーであるグリア線維酸性タンパク質（GFAP）を発現する細胞にHHV-6抗原を見つけ、HHV-6が生体内のアストロサイトにも感染することを組織学的解析により明らかにした … HHV-6Aを接種すると、初代胎児アストロサイトに生産的な感染が起こり、初代細胞およびアストログリオーマ細胞株でシンシチアを形成してアポトーシスが誘導された（図1）。 一方、HHV-6Bのアストロサイトへの感染は、ウイルスDNA量が減少し、形態学的変化も少ないことから、2つのHHV-6ウイルスは脳内で異なる感染パターンを持つ可能性があると考えられる。 神経細胞やミクログリア細胞への感染に関するデータは少ないが、いくつかの研究では両細胞がin vitroでHHV-6Aや-6Bに感受性があることが示唆されている。 HHV-6Aは神経芽細胞腫の細胞株で合胞体形成を誘導できるようであり（図1）、HHV-6脳炎に倒れた患者の免疫染色で感染ニューロンが検出された

その後HHV-6Aも-6Bも中枢神経に侵入して持続感染を確立できるようになった。 しかし、HHV-6AはHHV-6Bよりも効率的にアストロサイトやニューロンに感染するようで、これが異なるCNS病態の誘発につながると考えられる。 HHV-6の炎症促進作用の証拠

HHV-6 は当初免疫抑制ウイルスとして同定された。 HHV-6B の一次感染は確かにしばしば白血球数の減少を伴い、HHV-6A と -6B はともに in vivo および in vitro で T リンパ球に優先的に感染し、その増殖を抑え、アポトーシスを誘導する 。 それにもかかわらず、HHV-6Aおよび-6Bは、異なる文脈で炎症促進特性を示すことも証明されており、肝炎、シェーグレン症候群、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、そして最近では橋本甲状腺炎など、いくつかの炎症性疾患における潜在的要因として示唆されている … これらの関連は仮説に過ぎないが、広範なin vitro研究により、HHV-6Aおよび-6Bが様々な種類の細胞や組織に対して炎症促進作用を示す証拠が得られている（表1に要約）

異なる種類の免疫細胞におけるサイトカイン発現プロファイルに対するHHV-6Aおよび-6Bの効果については、広く調査されてきた。 いくつかの研究では、両ウイルスが樹状細胞 (DC) とマクロファージによる IL-12 分泌の阻害と末梢血単核細胞 (PBMCs) による IL-10 産生の誘導を通じて、T 細胞に Th2 プロファイルを誘導することが示唆されている. これとは逆に、HHV-6感染によって、末梢血単核細胞におけるIL-1β、TNFα、IFNαなどの炎症性サイトカインの発現が上昇し、IL-18やIFNγ受容体を誘導し、T細胞におけるIL-10やIL-14の発現が低下し、T細胞がTh1表現型に誘導されるという報告もある。

HV-6Aはまた、NK細胞における細胞傷害性とIL-15産生、および単球におけるTNFαとIL-15の発現を悪化させることが示された。 形質細胞DCでは、HHV-6BはIII型IFN産生を誘導することが最近示された。これはI型IFNと同様の抗ウイルス特性を持つが、Th1/Th2バランスには影響を与えなかった。

さらに、リンパ組織のex vivo培養での研究により、HHV-6Aおよび-6Bはともに感染細胞においてケモカインの分泌を誘導しうることがわかった。 Grivelらは摘出したばかりのヒト扁桃腺を培養し、HHV-6Aおよび-6Bの生産的感染が達成され、CCL-5およびCCL-3の発現を上昇させることを証明した。 Meeuwsenらは、感染したアストロサイトの転写マイクロアレイ解析を行い、HHV-6A感染がTNFα、IL-1β、IFNγの刺激により多くの炎症性サイトカイン、およびいくつかのケモカイン（例えば、CCL-2、CCL-5、CXCL-2）の発現を増加させていることを明らかにした。 さらに、HHV-6Aは、初代内皮細胞や肝細胞株においてケモカインの産生を増加させることが判明し、感染が異なる標的組織への白血球の動員を促進することが示された

これらの研究は、HHV-6Aおよび-6Bが様々な細胞タイプに対して多様な炎症促進作用を有することを示す。 いくつかの細胞型に対しては抗炎症作用を示すことができるが、他のいくつかの細胞型による炎症性サイトカインの産生を増加させ（表1）、T細胞のTh1表現型の発達を誘導して、免疫反応を誘発することができるのである。 さらに、常在細胞のケモカイン産生を誘導することにより、感染組織における炎症の成立に関与する。 HHV-6感染によって観察される効果は、免疫抑制と炎症促進の両方であり、一見矛盾しているように思われる。 HHV-6と神経疾患

HHV-6A, HHV-6Bは、免疫不全の幼児における初感染、健康な成人における再感染、免疫抑制患者における感染において、直接的または間接的に神経疾患と関連していると考えられている。 免疫担当者」集団における感染

HV-6B は、皮疹を伴う一般的な幼児の発熱性疾患である exanthem subitum (ES) の病因としてかなり前に確定的に同定された。 ESは一般に良性であるが、けいれん、発作、脳炎など様々な神経学的合併症を伴うことがあり、しばしば運動失調やてんかんを引き起こすことがある。 免疫不全の成人では、HHV-6AやHHV-6Bが神経疾患に直接関与していることを証明することは困難である。 HHV-6感染の検出には，血清や髄液中のウイルスDNA量，IgM値が一般的に用いられている． これらのデータに基づいて，HHV-6に関連すると思われる脳炎や髄膜脳炎が，それ以外の健康な成人において報告され，時には抗ウイルス剤による治療が成功した例もある . さらに、原因不明の脳炎の患者を対象とした研究により、特定の症例ではHHV-6が疾患の成立に関与している可能性が強く示唆されている

4.2. 免疫抑制患者における再活性化

他の潜伏性ヒトヘルペスウイルスと同様に、免疫学的欠陥はHHV-6の潜伏からの再活性化を誘発することが可能である。 実際、化学療法を受けたり、AIDSと診断された免疫不全患者では、HHV-6Aや-6Bが再活性化することが示唆されている。 特に造血幹細胞移植を受けた患者では、約50％の症例で血清またはPBMCからHHV-6 DNA（主に-6B）が検出され、ウイルスの再活性化が起こっていることが示唆された。 他に原因が見当たらない場合、免疫抑制者の神経学的合併症がHHV-6の再活性化に起因するとの症例報告もある。 脳炎発症への関与は、一般に髄液中のウイルスDNAの検出によって、まれに剖検時に脳の患部にウイルス蛋白が検出されることによって裏付けられている . さらに、いくつかの疫学的研究により、神経症状発症のリスクとHHV-6再活性化の間に相関があることが示唆されている

4.3. 多発性硬化症との関連性

HHV-6 は多発性硬化症（MS）の病因の潜在的な候補ウイルスとして長く引用されてきた。 この炎症性神経疾患は、若年成人における非外傷性身体障害の最初の原因であり、その重要性は、特にこの分野の研究を刺激した。 多くの臨床研究によって、MSとHHV-6感染を評価するいくつかのパラメータとの間に相関関係があることが明らかにされている。 例えば、進行中の感染の特徴である血清中のHHV-6 DNAのレベルは、健康なドナーや他の病気の患者と比較して、MS患者では有意に増加している。 HHV-6DNAはまた、MS患者のCSFおよび末梢血単核細胞において高い頻度で検出された。 さらに、血清およびCSF中のHHV-6特異的IgGおよびIgMのレベルは、いくつかの研究でMS患者で高いことが報告されているが、この現象はHHV-6に特異的なものではないようである。 実際、いくつかのグループは、Epstein-Barrウイルスや水痘帯状疱疹ウイルスを含む他のウイルスに対する抗体価の同様の上昇を報告している。 Soldanらはまた、HHV-6抗原に対するリンパ球増殖反応がMS患者で増加していることを示した。 脳生検と死後組織の解析から、HHV-6 DNAはMS患者の脳に対照脳よりも多く存在し、また同じ脳の正常部位よりもMS病変に多く存在することが示された。 免疫組織化学的解析では、MS患者の脳のオリゴデンドロサイトとアストロサイトにウイルスタンパク質が存在し、脱髄プラークでより高い頻度で存在することが確認された。 最も興味深いのは、病気の悪化を経験したMS患者では、ウイルス負荷がより頻繁に検出され、HHV-6特異的IgGのレベルが上昇していたことで、HHV-6感染とMS再発の相関関係が示唆された。

HHV-6Aと-6Bを2種類のウイルスとして区別したのは最近であるため、初期の研究の多くは2つの変異型を区別していない。 しかし、数少ない報告から、MS患者の血清中にはHHV-6Aが-6Bよりも高頻度に検出されるようである。 特に感染が活発な場合、Alvarez-LafuenteらはHHV-6Aのみを発見している 。 一方、ある研究では、MS患者の髄腔内HHV-6B IgGレベルはHHV-6A IgGよりも多く、HHV-6B特異的IgMレベルのみが認められた。

HHV-6AおよびHHV-6B感染とMSとの関連性はしばしば議論されてきたが、依然として議論の余地がある。 特に、対照群の選択と、免疫抑制治療を受けることが多く、それ自体が潜伏ヘルペスウイルスの再活性化を誘発する可能性のある対象患者の免疫学的状態に関する疑問が提起されていた。 これらの点を考慮し、HHV-6感染とMSの病態との相関の存在を支持する確固たるデータを提供している研究もある。 しかし、HHV-6感染が病因なのか、疾患進行の要因なのか、あるいはMSの結果なのかは依然として不明であり、さらなる調査が必要であろう。 HHV-6-Induced Neuroinflammation

MSにおけるHHV-6Aおよび-6Bの潜在的役割は完全に解明されていないが、両ウィルスは免疫不全患者における脳炎のいくつかのケースおよび下垂体外症の神経合併症に明確に関与している。 HHV-6がどのように神経炎症の引き金となり、またその成立に関与しているかについては、いくつかの観察から説明がつくと思われる

5.1. 分子模倣

ウイルスによる自己免疫のメカニズムとして提案されているものの中で、分子模倣は最もよく知られているものの一つである。 ウイルスタンパク質と自己タンパク質のペプチド配列の類似性に基づいて、ウイルス感染は、ウイルスと自己の両方の抗原を認識できる交差反応性T細胞を活性化し、これが自己免疫反応を引き起こして組織障害を引き起こすと仮定されてきた。 いくつかの研究は、このようなメカニズムがHHV-6による神経炎症に関与している可能性を示唆している。 最初の研究では、健常人あるいはMS患者から得たHHV-6特異的T細胞クローンの15%〜25%が、MSの病理に関与する自己抗原の1つであるミエリン塩基タンパク質（MBP）と交差反応することが報告された 。 実際、MBPとHHV-6のU24タンパク質は、7残基の同一のアミノ酸配列を共有していることが後に示された。 さらに、MBPのペプチドに反応するT細胞は、HHV-6のペプチドも認識することがわかった。 興味深いことに、交差反応性細胞は対照群よりもMS患者でより頻繁に見られた。 これらのデータは、さらに最近の研究でも確認され、交差反応性CD8+細胞傷害性T細胞の存在が明らかになった . これらの研究を総合すると、HHV-6感染は同時にミエリン鞘に向けられるT細胞応答を活性化することができ、CNSに影響を与える自己免疫疾患におけるHHV-6の潜在的役割を強く支持している（図2 (a)）

図2

HHV-6 による神経炎症に関する可能性メカニズム。 (a) ウイルスタンパク質と脳タンパク質の類似性に基づき、末梢でのHHV-6Aまたは-6B感染は、ウイルス抗原と脳抗原の両方を認識できる交差反応性TおよびB細胞の活性化、および脳に向けられた自己免疫反応の発生を導く可能性がある（分子模倣）。 これにより、CNSへのリンパ球の浸潤が促進され、常在細胞、特にミエリン抗原を発現するオリゴデンドロサイトに対する細胞傷害活性が生じる可能性がある(1)。 また、末梢からの感染は、CD46との結合によりIL-17を誘導し、T細胞によるIL-10産生を抑制することにより、炎症を増大させる可能性がある(2)。 (b）脳内のアストロサイトに感染すると、炎症性サイトカインやケモカインが放出され、対応するケモカイン受容体を発現する白血球の浸潤を促進する（3）。 CNS細胞の生産的な感染は、ウイルス性ケモカインU83の産生をもたらし、これもまた白血球を脳へ引き寄せることができる（4）。 さらに、内皮細胞に感染すると、ケモカインの分泌が促され、循環白血球を引き寄せ、血液脳関門を通過しやすくなる（5）。 CNS細胞の感染と炎症性環境の構築

前述したように、HHV-6AおよびHHV-6Bはin vitroおよびin vivoの両方で、いくつかのCNS細胞タイプに感染し、さまざまな感染細胞で炎症性反応を引き起こすことができる。 特に、HHV-6Aは初代アストロサイトに感染し、特に炎症性サイトカインで前処理した場合、いくつかの炎症性遺伝子の発現を誘導することができる . このことは、HHV-6Aが、すでに神経炎症性疾患を患っている患者において、アストロサイトの炎症性反応を増強し、白血球の浸潤を増加させる可能性を示唆している（図2（b））。

最近、樹状細胞に関するある研究では、HHV-6BがTLR-9シグナルを介してIFNlpha-1の産出を誘導することが実証された 。 さらに、TLR-9 はヒトのアストロサイトで発現していることが示されている 。 4374>

TLR-2、-3、-4などの他のパターン認識受容体は、ヒトのグリア細胞や神経細胞で発現しています。 HHV-6Aおよび-6Bは人々のサブセットの脳に存在するため、再活性化時にこれらの受容体に結合し、自然免疫反応を活性化して、CNSの炎症を促進する可能性がある

CNS細胞へのHHV-6感染の別の結果は、自己抗原の非対称化であるかもしれない。 HHV-6Aはオリゴデンドロサイトやアストロサイトの細胞死を直接的あるいは間接的に誘導することが示されている（生産的に感染したT細胞による可溶性因子の産生を介する）。 したがって、HHV-6Aによる中枢神経系細胞の産生的感染や産生的に感染したリンパ球が脳内に存在することは、グリア細胞の死を誘発し、これまで認識されていなかった自己抗原を放出し、脳に対する自己免疫反応を開始させる可能性がある

5.3. ビロカインの発現による白血球の化学吸引

HHV-6のゲノムには、ヒトのケモカイン受容体に類似した2つのGタンパク質共役型受容体U22とU51、および1つのケモカイン様タンパク質U83がコードされている。 HHV-6BのU83遺伝子は、単球やマクロファージに発現するケモカイン受容体CCR-2の機能的に活性で特異性の高いアゴニストをコードしている。 同様に、HHV-6AのU83遺伝子は、様々な白血球に発現するCCR-1、-4、-5、-8を含むいくつかの受容体に高い効力を持って結合できる相同性のあるタンパク質をコードしている。 U83は、HHV-6Aおよび-6Bの最も近いホモログであるHuman Herpesvirus 7（HHV-7）のゲノムには存在しない数少ない遺伝子の一つである。 したがって、HHV-6Aおよび-6Bの両者による常在細胞の生産的感染と脳内でのU83タンパク質の産生は、化学誘引によるCNSへの白血球の浸潤を促進すると考えられる（図2（b））

5.4. 内皮細胞への感染と中枢神経系への免疫細胞の動員

いくつかの研究により、HHV-6Aは異なる臓器から得られた内皮細胞に感染し、感染によってCCL-5、CCL-2、CXCL-8などの炎症性ケモカインの産生を誘導することが明らかにされている 。 HHV-6Aは、脳血管の内皮細胞に感染し、CCL-5の分泌を増加させることにより、血液脳関門に白血球を引き寄せる可能性があると考えられている。 さらに、肝移植において、HHV-6感染と血管内皮におけるICAM-1やVCAM-1などの細胞接着分子の過剰発現、およびそれらのリガンドであるLFA-1やVLA-4を発現する浸潤リンパ球数の増加が相関していることが報告されている …。 したがって、HHV-6は、中枢神経系内皮細胞においても同様に細胞接着タンパク質の発現を上昇させ、血液脳関門の透過性を高め、脳内の自己反応性リンパ球の移動を促進する可能性がある（図2（b））

5.5. CD46の関与

膜貫通タンパク質であるCD46は、HHV-6Aと-6Bの両方の侵入受容体として知られている唯一のものである。 この補体制御タンパク質はまた、どの細胞質尾部が発現するかによってT細胞応答を調節することができ、高いIL-10産生を伴うTr1表現型に向かってCD4+ T細胞を誘導することができるので、適応免疫応答において重要な役割を演じている 。 そこで、HHV-6Aおよび-6Bは、その受容体に結合することによって、その機能を調節することができると仮定することができる。 この理論を支持するものとして、ある臨床研究によると、HHV-6 ウイルス量の増加は、MS 患者における CD46 の発現亢進と相関しており、CD46 機能におけるいくつかの変化が記述されている；CD46 による T 細胞からの IL-10 分泌は強く減少したが、CD46 依存の DC による IL-23 生産と T 細胞による IL-17 発現は亢進した . このことから、HHV-6はCD46との結合により炎症プロセスを促進し、MSの文脈で神経炎症に関与している可能性が示唆された（図2（a））

5.6. 他の感染因子との相互作用

MSの分野では、潜在的な病因として多くの異なる遺伝的および環境因子が提案されている。 しかし、別々に考えた場合、これらの候補のどれもが疾患の発症に直接関連づけることはできない。 そこで現在では、生活環境やウイルス・細菌感染などの外来因子と、遺伝的素因のような内因性因子の両方を含む、複数の因子の組み合わせに焦点が当てられている。 このような組み合わせの可能性として、ヘルペスウイルス感染とヒト内在性レトロウイルス（HERVs）の相互作用が良い例として挙げられる。 ヒトゲノムの約8％を占めるHERVは、MS患者のレプト髄膜細胞から完全に成熟したビリオンが分離されて以来、MSの病理学と関連している。 これらのウイルス、特にそのエンベロープタンパク質は、強い炎症性を持っている。 HHV-6の感染は、HERVの逆転写酵素活性を増加させ、エンベロープ遺伝子の転写を刺激することができるので、HERVに直接トランスアクティベート特性を持つようである。 HHV-6の感染は、HERVタンパク質を誘導することによって神経炎症を増加させ、外因性の感染と内因性の要因を結びつけると考えられる。 結論

HHV-6A と HHV-6B はともに神経侵襲性と炎症促進性の特性を示す。 さらに、両ウイルスとも炎症過程を伴う神経疾患と密接に関連しており、神経炎症を誘発するという仮説を強く支持している。

ウイルスが唯一の病因と考えられるHHV-6B一次感染後のまれな脳炎のケースは、HHV-6Bが脳で炎症を誘発する能力を持つことを示す証拠である。

しかし、他の文脈では、神経炎症性疾患の確立においてHHV-6AまたはHHV-6Bのどちらかが決定的な役割を果たすという確かな証拠をもたらすことはまだ困難である。 HHV-6Aはより神経栄養的であり，多発性硬化症との関連が深いことから，成人の神経疾患においてより重要な意味を持っている可能性がある。 しかし、これら2つのウイルスがどのように神経炎症プロセスに関与しているのかをよりよく理解するためには、さらなる研究が必要である。 また、より複雑なin vitroシステム、サルやヒト化マウスを用いた新しい動物モデルなど、新しいツールの開発は、この分野の研究に大いに役立つと思われる。