薬剤耐性遺伝子型検査と指向性検査
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
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。
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 抗HIV-1薬剤と誘導される耐性変異のまとめ（2017版IAS-USAを元にした）
a) 逆転写酵素阻害剤
| codon No. | 41 | 65 | 67 | 70 | 74 | 115 | 184 | 210 | 215 | 219 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A.A in wild type | M | K | D | K | L | Y | M | L | T | K |
| Abacavir (ABC) | R/E/N | V | F | V | ||||||
| Didanosine (ddI) | R/E/N | V | ||||||||
| Emtricitabine (FTC) | R/E/N | V/I | ||||||||
| Lamivudine (3TC) | R/E/N | V/I | ||||||||
| Stavudine (d4T) | L | R/E/N | N | R | W | Y/F | Q/E | |||
| Tenofovir (TDF) | R/E/N | E | ||||||||
| Zidovudine (ZDV, AZT) | L | N | R | W | Y/F | Q/E |
b) 非核酸系逆転写酵素阻害剤
| codon No. | 90 | 98 | 100 | 101 | 103 | 106 | 108 | 138 | 179 | 181 | 188 | 190 | 221 | 225 | 227 | 230 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A.A in wild type | V | A | L | K | K | V | V | E | V | Y | Y | G | H | P | F | M |
| Efavirenz (EFV) | I | P | N/S | M | I | C/I | L | S/A | H | L | ||||||
| Etravirine (ETR) | I | G | I | E/H/P | I | A/G/K/Q | D/F/T | C/I/V | S/A | L | ||||||
| Nevirapine (NVP) | I | P | N/S | A/M | I | C/I | C/L/H | A | L | |||||||
| Rilpivirine (RPV) | I | E/P | A/G/K/Q/R | L | C/I/V | L | Y | C | I/L |
c) プロテアーゼ阻害剤
| codon No. | 10 | 11 | 16 | 20 | 24 | 30 | 32 | 33 | 34 | 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A.A in wild type | L | V | G | K | L | D | V | L | 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 |
| Atazanavir (ATV+/-r) | 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 | ||||||||||||
| Darunavir (DRV/r) | I | I | F | V | V | M/L | P | V | V | V | ||||||||||||||||||||||||||
| Fosamprenavir (FPV/r) | F/I/R/V | I | I/L | V | V | L/V/M | S | V | A/F/S/T | V | M | |||||||||||||||||||||||||
| Indinavir (IDV/r) | I/R/V | M/R | I | I | I | I/L | V | V/T | S/A | V | I | A/F/T | V | M | ||||||||||||||||||||||
| Lopinavir (LPV/r) | 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 | |||||||||||||||||||
| Nelfinavir (NFV) | F/I | N | I | I/L | V/T | I | A/F/S/T | V | D/S | M | ||||||||||||||||||||||||||
| Saquinavir (SQV/r) | I/R/V | I | V | V/L | V | V/T | S | I | A/F/T/S | V | M | |||||||||||||||||||||||||
| Tipranavir (TPV/r) | V | F | I/L/V | T | L | V | A/M/V | E | K/R | P | L/T | D | V | I/M/V |
一次変異：薬剤投与後最初に出現することが多い変異であり、且つ薬剤感受性に大きく影響を及ぼすもの
二次変異：一次変異に続いて出現してくる変異であり、一次変異と組み合わさることにより耐性レベルを上げる
d) インテグラーゼ阻害剤
| codon No. | 66 | 74 | 92 | 97 | 121 | 138 | 140 | 143 | 147 | 148 | 155 | 263 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A.A in wild type | T | L | E | T | F | E | G | Y | S | Q | N | R |
| Dolutegravir (DTG) | Y | A/K | S/A | H/R | H | K | ||||||
| Elvitegravir (EVG) | I/A/K | Q/G | A | Y | G | H/K/R | H | K | ||||
| Raltegravir (RAL) | M | Q | A | Y | A/K | A/S | R/H/C | H/K/R | H | K |
e) 融合阻害剤
| codon No. | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 42 | 43 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A.A in wild type | G | I | V | Q | Q | N | N |
| Enfuvirtide (ENF) | D/S | V | A/M/E | R | H | T | D |
耐性変異のレベルについては以下、一般公開されているアルゴリズムを参照してください。
- スタンフォード薬剤耐性データベース（https://hivdb.stanford.edu/）
- he Agence Nationale de Recherche sur le SIDA (ANRS)薬剤耐性評価（http://www.hivfrenchresistance.org/table.html)
- Rega Institute in Leuven、Belgiumの研究グループが開発したもの（https://rega.kuleuven.be/cev/avd/software/rega-algorithm）
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。
薬剤感受性検査
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