薬剤耐性遺伝子型検査と薬剤感受性検査

薬剤耐性HIV-1を検出する方法には、大きく分けて薬剤耐性遺伝子型検査（Genotypic test）と薬剤感受性検査（Phenotypic test）という2つの手法がある。

薬剤耐性遺伝子型検査

薬剤耐性遺伝子型検査の流れ

図：薬剤耐性遺伝子型検査の流れ

解析領域

図：解析領域

  • PR：プロテアーゼ（Protease）
  • RT：逆転写酵素（Reverse Transcriptase）
  • IN：インテグラーゼ（Integrase）

その名が示すように、治療薬剤の標的である逆転写酵素、プロテアーゼおよびインテグラーゼの遺伝子配列を解析することにより耐性の有無を調べる手法である。本検査は、2006年4月に保険収載され、保険適用が可能となった。

この検査が成立する前提には、各治療薬剤が特異的な変異を標的酵素内に誘導するという事実がある。

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表1に主要な治療薬剤とそれに対応する耐性変異の部位と変異のパターンを示す。

表1　薬剤耐性遺伝子変異は薬剤ごとに決まった領域に誘導される

核酸系逆転写酵素阻害剤（NRTIs）
逆転写酵素の
アミノ酸番号		 41 62 65 67 69 70 74 75 77 115 116 151 184 210 215 219
野生型のアミノ酸 M A K D T K L V F Y F Q M L T K
ザイアジェン
(アバカビル, ABC)		     R       V     F     V      
ヴァイデックス
(ジダノシン, ddI)		     R       V                  
エムトリバ
(エムトリシタビン, FTC)		     R                   V/I      
エピビル
(ラミブジン, 3TC)		     R                   V/I      
ゼリット
(サニルブジン, d4T)		 L     N   R               W Y/F Q/E
ビリアード
(テノホビル, TDF)		     R     E                    
レトロビル
(ジドブジン, AZT)		 L     N   R               W Y/F Q/E
多剤耐性
69 Insertion Complex *1 L V     ins R               W Y/F Q/E
151 Complex *2   V           I L   Y M        
TAMs *3 L     N   R            
W Y/F Q/E
*1
典型例としては、T69S変異と2つ以上のアミノ酸の挿入変異を伴う。41, 210, 215番目のアミノ酸変異（TAMs）が1つ以上ある場合、全ての核酸系逆転写酵素阻害剤に対して耐性を示す。
*2
ビリアードは、151 Complex を持つウイルスに対して抗ウイルス活性を保持している。
*3
Thymidine Analogue-associated Mutations。レトロビルやゼリットによって選択される変異群であり、全ての核酸系逆転写酵素阻害剤に対する交叉耐性を示す。
非核酸系逆転写酵素阻害剤（NNRTIs）
逆転写酵素の
アミノ酸番号		 90 98 100 101 103 106 108 138 179 181 188 190 225 230
野生型のアミノ酸 V A L K K V V E V Y Y G P M
ストックリン
(エファビレンツ, EFV)		     I   N M I     C/I L S/A H  
インテレンス
(エトラビリン, ETR)		 I G I E/H/P   I   A D/F/T C/I/V   S/A   L
ビラミューン
(ネビラピン, NVP)		     I   N A/M I     C/I C/L/H A    

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プロテアーゼ阻害剤（PIs）
プロテアーゼの
アミノ酸番号		 10 11 13 16 20 24 30 32 33 34 35 36 43 46 47 48 50 53 54 58 60 62 63 64 69 71 73 74 76 77 82 83 84 85 88 89 90 93
野生型のアミノ酸 L V I G K L D V L E E M K M I G I F I Q D I L I H A G T L V V N I I N L L I
レイアタッツ +/- ノービア
(アタザナビル +/- リトナビル
ATV +/- RTV)		 I/F/
V/C		     E R/M/
I/T/V		 I   I I/F/V Q   I/L/V   I/L   V L L/Y L/V/
M/T/A		   E V   L/M/V   V/I/
T/L		 C/S/
T/A		       A/T/
F/I		   V V S   M L/M
プリジスタ/ノービア
(ダルナビル/リトナビル
DRV/RTV)		   I           I F           V   V   M/L                 P V       V     V    
レクシヴァ/ノービア
(ホスアンプレナビル/リトナビル
FPV/RTV)		 F/I/
R/V		             I           I/L V   V   L/V/M               S   V   A/F/
S/T		   V       M  
クリキシバン/ノービア
(インジナビル/リトナビル
IDV/RTV)		 I/R/V       M/R I   I       I   I/L         V             V/T S/A   V I A/F/T   V       M  
カレトラ
(ロピナビル/リトナビル
LPV/RTV)		 F/I/
R/V		       M/R I   I F         I/L V/A   V L V/L/A
/M/T/S		      P   V/T   S   V   A/F/
T/S		 V         M  
ビラセプト
(ネルフィナビルNFV)		 F/I           N         I   I/L                       V/T       I A/F/
T/S		   V   D/S   M  
インビラーゼ/ノービア
(サキナビル/リトナビル
SQV/RTV)		 I/R/V         I                   V     V/L     V       V/T S     I A/F/
T/S		   V       M  
アプティバス*4/ノービア
(チプラナビル/リトナビル
TPV/RTV)		 V   V   M/R       F   G I T L V       A/M/V E         K     P     L/T D V       M  
 
主要変異（Major mutations）。一般的に、薬剤存在下で最初に選択され、薬剤感受性に比較的大きな影響を与える。
 
副次変異（Minor mutations）。一般的に、主要変異に続いて出現し、主要変異と組み合わさることにより耐性のレベルを上げる。
いくつかの副次変異は、多型（polymorphism）として存在している。
*4
米国では2005年6月に承認された。日本では未承認の薬剤 （2009年11月現在）。
インテグラーゼ阻害剤 （INIs）
インテグラーゼのアミノ酸番号 143 148 155
野生型のアミノ酸 Y Q N
アイセントレス(ラルテグラビル, RAL) R/H/C H/K/R H
融合阻害剤（FIs）
gp41のアミノ酸番号 36 37 38 39 40 42 43
野生型のアミノ酸 G I V Q Q N N
フュゼオン*5
(エンフビルタイド, ENF)		 D/S V A/M/E R H T D
*5
米国では2003年3月に承認された。日本では未承認の薬剤 （2009年11月現在）。
侵入阻害剤（EIs）
gp120のアミノ酸番号                    
野生型のアミノ酸                    
シーエルセントリ*6
(マラビロク, MVC) 		                   
*6
gp120内の変異が耐性に関与するが、図として描くには複雑なため記載されていない。

Johnson, 2008を改変して記載。Johnson VA, 2008

アミノ酸一覧（一文字表記）
G グリシン I イソロイシン E グルタミン酸 R アルギニン Y チロシン
A アラニン S セリン N アスパラギン C システイン W トリプトファン
V バリン T スレオニン Q グルタミン M メチオニン H ヒスチジン
L ロイシン D アスパラギン酸 K リシン F フェニルアラニン P プロリン

ここに見るように、薬剤はそれぞれ幾つかの決まった耐性変異を誘導する。

従って、誘導された耐性変異のパターンを見ることによって、耐性を示す薬剤の判定が可能となる。

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薬剤感受性検査

薬剤感受性検査の流れ

図：薬剤感受性検査の流れ

遺伝子型検査と異なり、実際にHIV-1の薬剤感受性を試験管内で測定する直接的な評価方法である。

この検査を行うには何らかの形で患者由来のHIV-1を回収することが必要である。

本検査は、保険収載されておらず、研究的な検査として位置付けられる。

  • 患者末梢血中PBMCを健常人の末梢血リンパ球とin vitroで混合培養し、上清中に出芽・放出されたHIV-1を回収してくる方法
  • 分子生物学的手法を用いて血漿中HIV-1粒子より抽出したHIV-1RNAよりHIV-1を再構築させる方法
    Kellam P, 1994 ,Petropoulos CJ, 2000

など各種ある。

回収したウイルスの薬剤感受性の評価にも幾つかの方法があるが、最もよく用いられている方法は、HIVに感染するとレポータータンパクを発現する、レポーター細胞による検査方法である。
Hertogs K, 1998 ,Petropoulos CJ, 2000

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