COVID-19に対する性特異的な免疫応答の根底にはキヌレン酸があるかもしれない

Science Signaling 06 Jul 2021:
Vol. 14, Issue 690, eabf8483
DOI: 10.1126/scisignal.abf8483

Yuping Cai^1,2, Daniel J. Kim³, Takehiro Takahashi³, David I. Broadhurst⁴, Hong Yan¹, Shuangge Ma⁵, Nicholas J. W. Rattray⁶, Arnau Casanovas-Massana⁷, Benjamin Israelow^3,8, Jon Klein³, Carolina Lucas³, Tianyang Mao³, Adam J. Moore⁷, M. Catherine Muenker⁷, Ji Eun Oh³, Julio Silva³, Patrick Wong³, Yale IMPACT Research team, Albert I. Ko⁷, Sajid A. Khan⁹, Akiko Iwasaki^3,10, Caroline H. Johnson^1*

1. ¹ Department of Environmental Health Sciences, Yale School of Public Health, New Haven, CT 06510, USA.
2. ² Interdisciplinary Research Center on Biology and Chemistry, Shanghai Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032, China.
3. ³ Department of Immunobiology, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06520, USA.
4. ⁴ Centre for Integrative Metabolomics and Computational Biology, School of Science, Edith Cowan University, Joondalup 6027, Australia.
5. ⁵ Department of Biostatistics, Yale School of Public Health, New Haven, CT 06510, USA.
6. ⁶ Strathclyde Institute of Pharmacy and Biomedical Sciences, University of Strathclyde, Glasgow G4 0RE, UK.
7. ⁷ Department of Epidemiology of Microbial Diseases, Yale School of Public Health, New Haven, CT 06510, USA.
8. ⁸ Department of Internal Medicine, Section of Infectious Diseases, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06520, USA.
9. ⁹ Department of Surgery, Division of Surgical Oncology, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06520, USA. 10Howard Hughes Medical Institute, Chevy Chase, MD 20815, USA.

* Corresponding author. Email: caroline.johnson@yale.edu

要約

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）は男性の方が女性に比べて臨床転帰が不良であり、このような性差の根底には免疫応答がある。免疫応答の一部は代謝物により制御されていることから、われわれはCOVID-19患者における血清メタボロームを検討した。その結果、男性患者ではキヌレン酸（KA）量およびKA-キヌレニン（K）比（KA:K）高値が、年齢ならびに炎症性サイトカインおよびケモカインと正に相関し、T細胞応答と負に相関していた。臨床的悪化がみられた男性では安定していた男性に比べKA:K比が高かった。KAはグルタミン酸放出を阻害し、グルタミン酸存在量は臨床的に悪化していた患者で低く、免疫応答と相関していた。Genotype-Tissue Expression（GTEx）プロジェクトのデータの解析から、高齢の男性ではKA産生酵素であるキヌレニンアミノトランスフェラーゼをコードする遺伝子の発現が、サイトカイン存在量および免疫応答の活性化と相関していることが明らかとなった。本研究から、KAは、COVID-19における免疫応答および臨床転帰と性特異的に関連していることが解明され、男性では代謝物と免疫応答の間に正のフィードバックがあることが示唆された。

Citation: Y. Cai, D. J. Kim, T. Takahashi, D. I. Broadhurst, H. Yan, S. Ma, N. J. W. Rattray, A. Casanovas-Massana, B. Israelow, J. Klein, C. Lucas, T. Mao, A. J. Moore, M. C. Muenker, J. E. Oh, J. Silva, P. Wong, Yale IMPACT Research team, A. I. Ko, S. A. Khan, A. Iwasaki, C. H. Johnson, Kynurenic acid may underlie sex-specific immune responses to COVID-19. Sci. Signal. 14, eabf8483 (2021).