プレボテラ属の高発現は、HIV-1感染者におけるIFN-IおよびT細胞応答の調節障害と関連していることが示唆された

High abundance of genus Prevotella is associated with dysregulation of IFN-I and T cell response in HIV-1-infected patients.

• Claudia Pinacchio
• Carolina Scagnolari
• Valerio Iebba
• Letizia Santinelli
• Giuseppe P Innocenti
• Federica Frasca
• Camilla Bitossi
• Mirko Scordio
• Giuseppe Oliveto
• Giancarlo Ceccarelli
• Guido Antonelli
• Claudio Maria Mastroianni
• Gabriella d'Ettorre

抄録

目的:

HIV-1に関連したバイオシスは、全体的な多様性の低下によって最も一般的に特徴づけられるが、最近では炎症反応に関連したPrevotella属の豊富さが見られる。

OBJECTIVE: HIV-1-associated dysbiosis is most commonly characterized by overall decreased diversity, with abundance of the genus Prevotella, recently related to inflammatory responses.

デザイン:

HIV-1感染者における粘膜の抗ウイルス防御やT細胞免疫に影響を及ぼす可能性のある腸内細菌叢の主要な決定因子（Prevotellaの濃縮度など）を特定するために、抗レトロウイルス治療を受けた10名のHIV-1感染者と50名の非感染者を対象としたパイロット研究を実施した。

DESIGN: A pilot study including 10 antiretroviral therapy-treated HIV-1-infected men and 50 uninfected controls was performed to identify the main gut dysbiosis determinants (e.g. Prevotella enrichment), that may affect mucosal antiviral defenses and T cell immunity in HIV-1-infected individuals.

方法:

HIV-1感染者の糞便微生物叢に16rRNA遺伝子シークエンシングを適用し、対照群と比較した。5つの異なる腸管部位から分離されたlamina propriaリンパ球から得られたCD4およびCD8 T細胞活性化[CD38、ヒト白血球抗原(HLA)-DR、CD38 HLA-DR]およびTh17の頻度をフローサイトメトリーで測定した。扁桃腺前庭リンパ球におけるIFNβ、IFNAR1およびMxA遺伝子発現レベルをリアルタイムPCRにより評価した。統計解析にはノンパラメトリックt検定を用いた。

METHODS: 16rRNA gene sequencing was applied to the HIV-1-infected individuals' fecal microbiota and compared with controls. Measurements of CD4 and CD8 T cell activation [CD38, human leukocyte antigen (HLA)-DR, CD38 HLA-DR] and frequencies of Th17, obtained from lamina propria lymphocytes isolated from five different intestinal sites, were performed by flow cytometry. IFNβ, IFNAR1 and MxA gene expression level was evaluated by real-time PCR in lamina propria lymphocytes. Nonparametric t tests were used for statistical analysis.

結果:

HIV-1感染者では、対照群と比較して、Faecalibacterium、Prevotella、Alistipes、Bacteroidesの各属のレベルが異なることを含め、糞便微生物群集のアンバランスが顕著であった。注目すべきことに、Prevotellaの豊富さは、CD38またはHLA-DRを発現し、CD38およびHLA-DRを共発現するCD4 T細胞の頻度と正の相関を示した（これらのすべての指標について、P"Zs_200A"<"Zs_200A"0.05）。活性化されたCD8 T細胞についても同様の傾向が観察された。さらに、プレボテラレベルは、IFN-I遺伝子（IFNβ、IFNAR1およびMxA遺伝子についてはP"Zs_200A"<"Zs_200A"0.05）およびTh17細胞の頻度（P"Zs_200A"<"Zs_200A"0.05）と逆相関していた。対照的に、残りの細菌属については、統計的に有意な相関は観察されなかった。

RESULTS: HIV-1-infected men had a significant fecal microbial communities' imbalance, including different levels of genera Faecalibacterium, Prevotella, Alistipes and Bacteroides, compared with controls. Notably, Prevotella abundance positively correlated with frequencies of CD4 T cells expressing CD38 or HLA-DR and coexpressing CD38 and HLA-DR (P < 0.05 for all these measures). The same trend was observed for the activated CD8 T cells. Moreover, Prevotella levels were inversely correlated with IFN-I genes (P < 0.05 for IFNβ, IFNAR1 and MxA genes) and the frequencies of Th17 cells (P < 0.05). By contrast, no statistically significant correlations were observed for the remaining bacterial genera.

結論:

本研究では、プレボテラの濃縮が腸管粘膜のIFN-I経路やT細胞応答に影響を与え、免疫機能障害に寄与している可能性を示唆している。

CONCLUSION: Our findings suggest that Prevotella enrichment might affect gut mucosal IFN-I pathways and T cell response in HIV-1-infected patients, thus contributing to immune dysfunction.