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第 VIII 因子とフォンヴィレブランド因子の相互作用
Review Article − Full Translation 第 VIII 因子とフォンヴィレブランド因子の相互作用：生物学的，臨床的， 治療的重要性 Factor VIII and von Willebrand factor interaction: biological, clinical and therapeutic importance V. Terraube, J. S. O’Donnell and P. V. Jenkins Haemostasis Research Group, Institute of Molecular Medicine, Trinity College, Dublin; and National Centre for Hereditary Coagulation Disorders, St James Hospital, Dublin, Ireland 要 約：第 VIII 因子（FVIII）とフォンヴィレブラ ンド因子（VWF）の相互作用は，血友病 A および 態に影響するのみならず，血友病治療へ応用できる ことが示されている。本総説では，FVIII-VWF 相 フォンヴィレブランド病（VWD）患者の診断と治 互作用のメカニズムとその決定分子，さらに FVIII 療において直接的な臨床的重要性をもつ。血管損傷 と他のプロテアーゼ，細胞，細胞受容体との相互 作用の調節における FVIII-VWF 相互作用の役割 に対して正常な止血反応が起こるためには，FVIII と VWF の両者は必須である。VWF は，血小板 血小板および血小板 - 細胞外マトリックスの結合 について詳述する。また，いずれかの凝固因子の 遺伝子変異の結果として起こる，異常な FVIII- を仲介するが，それに加えて，コファクターであ VWF 相互作用の影響について考察する。 る FVIII の担体分子として働き，トロンビンとフィ ブリンの産生に直接的な役割を果たすことが既に確 Key words：第 VIII 因子，血友病 A，フォンヴィ 立している。最近の研究では，FVIII と VWF の相 レブランド因子，フォンヴィレブランド病 互作用は両者の生物学および血友病と VWD の病 緒 言 証明された（1）。この複合体の構成要素の 1 つであ る FVIII は，血友病 A において出血症状を改善す 遺伝性血液凝固異常症治療へのクリオプレシピ る一方，FVIII-RAG［すなわち，フォンヴィレブ テートの導入は，抗血友病 A 活性と血小板への結 ランド因子（VWF）］はフォンヴィレブランド病 合特性をもつ新たな蛋白質複合体の同定へつながっ （VWD）の出血表現型を改善する。FVIII と VWF た。後にこの 2 つの機能は，正常血漿中において複 は，それぞれ独立した遺伝子産物で，異なる機能を 合体として循環している 2 つの蛋白質［すなわち， 有することは既によく知られている。正常循環血液 抗血友病因子（第 VIII 因子＜ FVIII ＞）と FVIII 関 中におけるこれら 2 つの糖蛋白質の止血活性とライ ］によって仲介されることが 連抗原（FVIII-RAG） フサイクルは，密接につながっている。よって， ヒト血漿中における両者の相互作用に潜在する生化 Correspondence: Vincent Jenkins, PhD, National Centre for Hereditary Coagulation Disorders, St James Hospital, James Street, Dublin 8, Ireland. Tel.: +353 1 416 2141; fax: +353 1 410 3570; e-mail: [email protected] Haemophilia（ 2010)，16, 3–13 ©Blackwell Publishing Ltd. 6 学的基礎を解明することは，遺伝性血液凝固異常症 の治療において直接的に重要な意味をもつ。 血管損傷が生じると損傷部位に血小板血栓が形成 され，これは血液凝固カスケードの活性化とフィ ブリン塊の形成によって安定化される。血小板の 第 VIII 因子とフォンヴィレブランド因子の相互作用：生物学的，臨床的，治療的重要性 血管内皮への粘着，活性化そして凝集は，トロンビ （EC）と巨核球に限定的である（11，12）。動物の組織 ン生成とともにこの反応の中心的イベントである。 FVIII-VWF 複合体は，血管損傷に対する血小板の 学的研究では，動脈 EC に比べて静脈 EC で VWF 反応と正常な凝固カスケードの制御において極めて 多いことが示されている（7，13，14）。また，肺と脳で 重要な役割を果たす。第一に，血管損傷による局所 最も高い VWF レベルが報告されている一方で，肝 ずり応力の増大は，VWF の内皮下層細胞外マトリッ 臓では極めて低い発現レベルが報告されている（14）。 クスへの結合へつながる。結合したこれらの VWF 末梢循環で FVIII と VWF が複合体として存在する は，血小板血栓の形成を開始するために循環血液中 にもかかわらず，生体内の特定の細胞で両者がとも の血小板をつなぎとめる。第二に，VWF と FVIII に合成されることを示す直接的証拠は未だ提示され は正常血漿中で単独の複合体として循環するため， ていない。しかし，両者の発現について検討した数 血管損傷部位における露出した内皮下組織と相互作 件の研究では，FVIII と VWF は EC 系および巨核 用 す る VWF の 能 力 は， そ の 部 位 に お け る 局 所 球によってともに合成され，貯蔵顆粒へ輸送され， （2） 発現が有意に高いこと，そして大血管ほど分泌量が 放出されうることが示されている（15 ∼ 17）。発現量は FVIII 濃度を有意に高めることにも寄与する 。蛋 白質分解による FVIII の開裂は限定的であるため， 限定的であるかもしれないが，生体内に両者がとも 組織因子によって開始されるトロンビン生成は， に発現するメカニズムがあることは多くのデータが FVIII の活性化および VWF からの遊離を誘発する。 （FVIIIa）は，チモー これらの過程を経て活性型 FVIII ゲンである第 X 因子（FX）の活性型 FX（FXa）へ の変換において FIXa の有効な凝固促進コファク 示唆している。バゾプレシンまたはそのアナログで ることがよく知られている。この作用が見いだされ ターとして自由に機能することができるようになり， て以来，VWD 患者および軽症血友病 A 患者の治療 （3） あるデスモプレシン酢酸塩水和物（DDAVP）は， 血漿 VWF および FVIII の両レベルを一過性に高め これによって FIXa の触媒活性は数桁増大する 。 このように，FVIII-VWF 複合体は，一次止血およ に DDAVP が広く使用されるようになった。興味 深いことに，肝移植によって血友病 A は治癒し， びその後の凝固カスケードの進行において重要な役 移植後の DDAVP 投与により血漿 VWF レベルは 割を果たしている。 一過性に増加するが，血漿 FVIII レベルのさらなる 増加はみられない一方で（18），血友病のない肝移植 レシピエントは DDAVP 投与に VWF と FVIII の FVIII と VWF の生合成 両者が応答する。さらに，タイプ 3 VWD 患者では FVIII mRNA およびその蛋白質は， 脾臓や肺， DDAVP を投与しても血漿 FVIII レベルの有意な増 要生合成器官は肝臓と考えられる（4 ∼ 9）。肝臓にお 加はみられない（19）。これらのデータも，ともに合 成され放出可能な FVIII-VWF 複合体の貯蔵プール いて FVIII の合成と分泌を担っている主な細胞は， が生体内に存在するという説を支持している（19）。 腎臓を含む多くのヒト組織で同定されているが，主 未だ明確ではない。肝細胞が FVIII を合成すること は既に証明されているが，中でも類洞内皮細胞が最 FVIII-VWF 相互作用の決定因子 も重要であることが最近の研究で示されている。 FVIII mRNA およびその蛋白質は，ヒトおよびマウ （5 ∼ スの類洞内皮細胞中で証明されているとともに 7） ，正常マウスの類洞内皮細胞を血友病 A マウスへ 移植することによって効果的に止血能が回復するこ とが最近の研究で示されている（10）。 VWF 発現量は血管床によっても有意に差がある が，生体内における VWF 生合成は血管内皮細胞 FVIII は，高い親和性で VWF に結合する（Kd = （20，21） 約 0.2 ∼ 0.5 nM） 。FVIII の H 鎖と L 鎖の相 互作用は，FVIII-VWF 相互作用の親和性を増強す るが，FVIII の VWF 相互作用領域は L 鎖のみに存 在する（22 ∼ 25）。L 鎖 N 末端酸性領域（1672 ∼ 1689 番アミノ酸残基）は，FVIII-VWF 相互作用におい て重要な役割を果たし，中でも Tyr1680 残基の硫 7 Full Translation: V. Terraube, et al. (a) Heavy chain A1 Light chain A2 IIa B A3 a1 a2 a3 372 740 1689 C1 C2 (b) A2 C A1 A3 N N C a3 Ser2173 Ar2304; Pro2300 Ser2119 Val2232; Arg2307 Arg2150 Asn2129; Ile2098 Arg2320 Arg2159 Ala2201 C2 C1 Fig. 1. Domain structure and arrangement of heavy and light chains of FVIII. (a) The N- to C- terminal linear arrangement of the heavy and light chains. Circulatory FVIII has a B domain of variable size. Cleavage of the heavy chain and light chain by thrombin (IIa) at the residues shown activates FVIII from the procofactor dimer, to a trimer. (b) Three-dimensional structure of FVIII showing haemophilia A mutation sites resulting in defective binding to VWF. The backbone is represented as a ribbon, with the heavy chain in grey, and light chain the green spheres show the a-carbon of the normal amino acids when mutated result in decreased binding to VWF; the orange spheremutation results in increased affinity for VWF. The three dimensional structure does not include residues of B domain and the acidic a3 region is unresolved; the latter region is represented as a dotted line linked to the N-terminal region of the A3 domain. The B domainless crystal structure of FVIII, 2R7E.pdb [30] was visualized using Swiss-PDB viewer v.3.7 (http://www.expasy.org). 酸化は VWF との結合のために極めて重要である（26 ∼ 28） 離を導く（3）。 。興味深いことに，最近報告された B ドメイン 前述の酸性領域に加え，L 鎖の C2 および C1 ド 欠損 FVIII の結晶構造では，前述の L 鎖酸性領域が メインが VWF との相互作用を決定づける重要な因 解決されず混沌とした状態のまま残った。このこと 子であることが示されている。遺伝子組換えにより は，VWF との相互作用がこの領域の安定化に重要 様々な C2 ドメイン変異体（いくつかの血友病 A 関 （29，30） であることを示唆している（Fig. 1b） 。 FVIII はトロンビンによって活性化された後，H 鎖 の 複 数 部 位 お よ び L 鎖 N 末 端 の 開 裂 を 受 け， FVIIIa となる（Fig. 1）。FVIII L 鎖の N 末端酸性領 域 の 喪 失 は，FVIIIa の VWF へ の 親 和 性 を 有 意 （1/1,400）に低下させ，複合体からの FVIIIa の遊 8 連遺伝子変異を含む）の特徴づけを行った研究では， 相互作用に寄与する領域が特定されている（Fig. 1b）。特に，Met3199/Phe2200 と Leu2251/Leu2252 は，VWF およびリン脂質表面と直接的に相互作用 することが証明されている（31）。これら 4 つの残基 すべての cluster 変異は，ホスファチジルセリン含 第 VIII 因子とフォンヴィレブランド因子の相互作用：生物学的，臨床的，治療的重要性 (a) Propeptide 1 ‘Mature’ VWF polypeptide 763 D1 D2 1242 D’ D3 FVIII Heparin 2813 A1 A2 A3 D4 ADAMTS 13 GpIb Collagen Heparin cleavage site Collagen B1-3 C1 C2 CK GPIIb-IIIa (b) S-S S-S S-S S-S Fig. 2. Schematic representation of the pro-polypeptide and multimeric VWF. (a) The VWF molecule consists of four repeated domains A, B, C and D, the D1-D2 domains encompassing the propeptide. Ligand interactive sights are labelled. (b) VWF multimers are formed by C-terminal dimerization, followed by N-terminal multimerization, resulting in a head-to-head and tail-to-tail arrangement of monomers, and juxtaposition of the FVIII binding region. 有リン脂質への結合を約 95％減らし，VWF への結 合を 1/20 へ減少させた。FVIII-VWF 相互作用に おける C1 ドメインの役割も報告されており，C1 ドメインにエピトープをもつ自然発生した FVIII イ ン ヒ ビ タ ー は，VWF と の 相 互 作 用 を 阻 害 し， Ser2119Tyr 変異は FVIII-VWF 結合親和性を 1/80 （32） へ低下させることが示されている 十分な刺激が与えられたときに分泌される。 FVIII は，VWF ポリペプチドの成熟 N 末端領域 の最初の 272 残基内で VWF と結合する（763 ∼ （35 1035 番アミノ酸残基内の D' および D3 ドメイン） ∼ 39） 。VWF が FVIII と結合するためには，プロペ プチドの成熟ポリペプチド部分からの開裂が必要と 。トロンビン されるが，成熟 VWF のプロセシングにおけるこの による Arg1689 における開裂および N 末端酸性領 プロペプチドの開裂は，FVIII に対する後の VWF 域の喪失により，FVIII L 鎖の VWF に対する親和 の親和性を約 10 倍高める（40，41）。 性が劇的に低下することを考えると，C1 ＋ C2 ド メイン領域は FVIII-VWF 結合の仲介という点で重 VWF 遺伝子の特定領域における変異は，VWF の FVIII に対する結合性を著明に高め，常染色体劣 性遺伝の VWD サブタイプ［タイプ 2N VWD（ノ ルマンディー型）］へ帰結する（42 ∼ 45）。典型的な 2N VWD 患者は，血漿 VWF レベルが正常域内にとど まり，FVIII レベルのみが正常域より低値を呈し， 要ではないようである。ともあれ，VWF と当初か ら複合体を形成できる FVIII の能力には，C1 およ び C2 ドメインの特定の残基が関与していると考え られる。 VWF 前駆体（pre-pro-VWF）は，2813 個のアミ ノ酸からなり，うち 22 個はシグナルペプチド，741 個はプロペプチド，残りの 2,050 個は成熟サブユニッ トである。この前駆体は，4 つのリピートドメイン（A （33） ∼ D）によって構成され（Fig. 2） ，分泌される 基本的検査値および臨床パラメーターは軽症血友病 A に類似する。2N VWD の治療における DDAVP の有効性について検討したいくつかの研究では，こ の患者集団の FVIII 半減期は有意に短縮している（2 ∼ 3 時間）ことが示された（46）。2N VWD の原因と 前に，高度にグリコシル化された高分子量マルチマー なる遺伝子変異は，VWF 遺伝子変異データベース が形成される広範な翻訳後修飾を経る。VWF グリ （http://www.ragtimedesign.com/vwf/mutation/） コシル化の最も顕著な特徴は，N 結合型糖鎖の一部 にリストされている。概して，これらの遺伝子変異 に ABO（H）抗原決定基（ABO 式血液型に一致） は，アミノ酸置換に帰結し，マルチマー構造を変化 （34） が存在することである 。循環血液中の VWF は， させることはほとんどないが，FVIII への結合能の ほぼすべてが EC に由来し，細胞外マトリックスお みが低下または消失する（42，47）。この結合能低下の よび血漿へ向けて構成的に分泌される。総 VWF の 機序は，未だ解明されていない。注目すべき例外と 約 5％は，EC および血小板の貯蔵顆粒に貯えられ， して，Arg760 において成熟 VWF からのプロペプ 9 Full Translation: V. Terraube, et al. チドの開裂を防ぎ，その結果として FVIII との結合 （48） におけるシステイン残基を欠失させることによって Ag および VWF:Ag レベルが有意に（約 20％）高い が， ABO 式血液型の影響は同様に認められている（63 ∼ 66） 。また，血漿中 FVIII および VWF レベルは， マルチマー構造を変化させ，VWF の FVIII への結 成人では加齢に伴って増加する（64，67，68）。 を阻害する変異 ，さらに，D' または D3 ドメイ 人は，コーカサス系米国人に比べて血漿中 FVIII: ンへシステイン残基を挿入またはこれらのドメイン 合を減少させる変異が挙げられる（49 ∼ 51）。 FVIII-VWF 相互作用の機能的影響 血漿中 FVIII と VWF FVIII-VWF 複合体は，血小板 - 血小板および血 臨 床 診 療 に お い て， 健 常 者 集 団 の 平 均 血 漿 中 小板 - 細胞外マトリックスの相互作用を仲介するこ FVIII および VWF レベルはいずれも 1 IU/mL と 定義される。したがって，VWF:FVIII 比は 1 である。 とによって，一次止血とその後の凝固カスケードの しかし，両分子の血漿中モル濃度は大きく異なる。 損傷部位の FVIII レベルを増加させることによって （約 典型的な血漿中 FVIII レベルは 100 ∼ 250 ng/mL 局所フィブリン塊を形成するうえでも重要な役割を 果たす。しかし，FVIII-VWF 相互作用の機能的影 1 nM）であるが，血漿中 VWF レベルは約 8 μg/mL （約 50 nM）である（52）。このため，正常な循環血液 中で VWF は FVIII に対して 30 ∼ 50 nM 過剰であ り，すべての VWF マルチマーが FVIII を含有する わけではない（20，21）。In vitro 実験では，VWF はモ 各モノマー ル比 1:1 で FVIII と結合することができ， が FVIII と結合する能力をもつことが示唆されてい る。ただし，この結合能をもつためには，VWF の コンフォメーションの変化が必要と考えられる（21， 24，53） 。 血漿中 FVIII レベルと VWF レベルは，健常者集 団においても血液型，年齢，人種，性別によって大 。ABO 式血液型は， きく異なる（約 0.5 ∼ 2 IU/mL） 血漿中 FVIII レベルおよび VWF レベルの重要な決 定因子である（54）。O 型健常者集団の FVIII 抗原レ ベル（FVIII:Ag）と VWF 抗原レベル（VWF:Ag）は， 非 O 型（A，B，AB 型 ）健 常 者 集 団 と 比 べ て 約 25 ％低い（55 ∼ 60）。多変量解析では，ABO 式血液型 が血漿中 FVIII レベルに与える影響は，主にこれら の血液型が血漿中 VWF:Ag レベルに与える影響を 介したものであることが示されている。さらに，他 のいくつかの研究では，VWF に対する FVIII の比 は異なる血液型を通じて差がないことが証明されて いる（59，61）。しかし，健康な家族集団を対象とした 最近の研究では，VWF からは独立して ABO 式血 液型が血漿 FVIII レベルへ小さいながらも有意な影 響を与えると報告されている（62）。アフリカ系米国 10 両者において直接的な役割を果たすばかりか，血管 響は，血管損傷部位で起こる前述のようなイベント のみではない。特に，循環血液中 FVIII 半減期の延 長という点で，VWF との相互作用は極めて重要な 影響因子である。 FVIII-VWF 複合体の半減期とクリアランス VWF と の 相 互 作 用 が， 正 常 血 漿 中 に お け る FVIII の半減期を有意に延長することは十分に確立 している。これまでの研究では，血友病 A 患者に おける FVIII 製剤の半減期は約 12 時間であるが， タイプ 3 VWD 患者ではわずか 2.5 時間にすぎない ことが示されている（69）。動物実験では，FVIII 異化 の制御においても VWF が極めて重要な役割を果た すことが確認されている。一例として，タイプ 3 VWD ブ タ へ の 精 製 ブ タ VWF 投 与 は， 血 漿 中 FVIII レベルを約 25％から正常値へ回復させるのに 十分であった。さらに，肝 FVIII mRNA レベルに 変化はなく，FVIII レベルの増加は FVIII 生合成の 増加によるものではなかった（70）。同様に，VWD 患者へ高純度 VWF 製剤（FVIII 含量量は非常に少 ない）を投与した研究では，極めて低かった FVIII レベルが投与開始後 6 時間以内に止血レベルまで増 加し，そのレベルが 24 時間持続した（71）。これらの データは，循環血液中 FVIII が正常に残存するうえ で，FVIII の VWF への結合が極めて重要であるこ とを確認するものである。FVIII の半減期が維持さ 第 VIII 因子とフォンヴィレブランド因子の相互作用：生物学的，臨床的，治療的重要性 れるメカニズムとしては，FVIII 構造の安定化，開 受容体であり，少なくとも 30 種のリガンドと高親 裂の予防，細胞との相互作用による除去の予防が挙 和性に結合できる（83）。FVIII は，L 鎖 A3 ドメイン げられる。以下にこれらについて述べる。 の 1811 ∼ 1818 番アミノ酸残基領域および H 鎖 VWF との相互作用が FVIII の安定性，活性化，不 活化に与える影響 VWF との相互作用は，FVIII ヘテロ二量体の安 定性を維持する。このことは，VWF の存在により FVIII 発現が 5 倍へ増加することを示した in vitro 実験でも証明されている（40，72）。FVIII L 鎖と VWF との相互作用は，FVIII の H 鎖と L 鎖の会合比の A2 ドメインの 484 ∼ 509 番アミノ酸残基領域で LRP と結合できる（84，85）。後者の部位は隠されてお り，FVIII が活性化されたときにのみ露出する一方 で，前者は FVIII が VWF に結合していないときに の み 露 出 す る（86）。VWF は LRP へ 結 合 し な い。 FVIII の結合親和性は LRP より VWF に対して高い ため，FVIII の LRP への結合は妨げられる。この ことは，LRP を介したクリアランスは，FVIII のラ 増加に寄与する（22，73）。 イフサイクルにおいてさほど重要ではないことを示 FVIII は，トロンビンによる部分的な蛋白質分解 性開裂を受けて活性化され，FVIIIa は活性化プロ テイン C（APC）による開裂によって不活化される。 しかし，FVIII は FXa や APC，FIXa といった血液 唆する。しかし，LRP ノックアウトマウスを使用 凝固に関与する多数のセリンプロテアーゼによって ことが示唆されている（87）。この矛盾を解決する仮 活性化または不活化されうる。これらの反応の生理 説が Lenting らの最近の研究で提示されている（88）。 学 的 意 義 は， 未 だ 明 ら か で は な い が，FVIII の FVIII と VWF は高い親和性をもつとともに，VWF のモル濃度は FVIII より高いため，循環血液中のほ ぼすべての FVIII は，VWF と結合して複合体を形 成している。しかし，少量（約 2 ％）ではあるが有 意な量の循環血液中 FVIII が VWF と結合しておら ず，これらの遊離 FVIII プールが LRP の関与する メカニズムで消失する。また，こうした遊離 FVIII のクリアランスは，VWF に結合している FVIII と 遊離 FVIII とのバランスをシフトさせ，さらなる FVIII が VWF から遊離する（88）。 血漿中 FVIII・VWF レベルと半減期との密接な 関連性は，残りの FVIII が FVIII–VWF 複合体の一 部として消失することを示唆する。FVIII–VWF 複 VWF への結合はこれらのプロテアーゼ（トロンビ ンを除く）による開裂から FVIII を防御する（74 ∼ 77）。 この防御は，2 つの機序を介している。1 つ目は， VWF と結合した FVIII はリン脂質や血小板と結合 できないこと（78，79），2 つ目は，VWF と複合体を形 成しているときには FVIII L 鎖内にあるプロテアー ゼの直接的結合部位が隠ぺいされることである（80， 81） 。蛋白質分解作用からのこうした防御は，循環血 液中における FVIII の寿命延長に寄与する。 FVIII-VWF 複合体のクリアランスと細胞との相互 作用 FVIII が VWF と結合しているか否かは，FVIII した実験では，FVIII レベルは対照群の 2 倍で，か つ FVIII 半減期の延長が認められており，LRP に 関係する FVIII クリアランスが重要な役割を果たす 合体の循環血液中からのクリアランスは依然として の細胞との相互作用および循環血液中からのクリア 謎であるが，より最近の研究でこの機序を明らかに ランスに影響を与える。FVIII のクリアランスに関 するうえでいくぶん有望なデータが提示されている。 与する可能性のあるいくつかの細胞受容体について 肝臓および脾臓の細胞について検討した研究では， 孤立した FVIII，VWF および FVIII-VWF 複合体 （82） の広範なレビューが報告されている 。特に，低 密度リポ蛋白質受容体（LDLR）ファミリーに属す がこれらの臓器内のマクロファージによって貪食さ る LDLR 関連蛋白質（LRP）の役割と FVIII クリア れうることが証明されている（89）。さらに，遺伝子ノッ ランスに与える影響が，マウスモデルを使用した in クアウトマウスを使用した研究では，肝細胞上に発 vitro 実 験 お よ び in vivo 実 験 で 検 討 さ れ て い る。 現するアシアロ糖蛋白質受容体の 1 つである LRP は肝臓に多く存在する多機能性スカベンジャー Ashwell 受容体が VWF のクリアランスを調節する 11 Full Translation: V. Terraube, et al. ことが示されている（90）。この受容体は，2 つの膜貫 通糖蛋白質［アシアロ糖蛋白質受容体（ASPGR）-1 ニズムの生理学的意義は今後決定しなければならな および ASPGR-2］で構成されている。Asgr-1 また たすと考えられる。 いが，FVIII は VWF 構造の調節に微妙な役割を果 は Asgr-2 のノックアウトマウスを使用した Grewal らの研究では，ASPGR-1 欠損マウスは ASPGR-2 FVIII-VWF 複合体と免疫応答 欠損マウスおよび野生型マウスと比較して，VWF の半減期が延長するとともに，循環血液中の VWF および FVIII レベルが 1.5 倍高かった。ヒト VWF のクリアランスにおける Ashwell 受容体の役割は未 だ証明されておらず，更なる研究が必要であるが， FVIII 製剤に対する免疫反応の出現は，現在の血 友病 A 治療の最も重大な合併症である。FVIII イン ヒビターは， 重症血友病 A 患者の約 25％に出現する。 製剤中における FVIII VWF の存在がインヒビター 以上述べてきた研究は，VWF のグリコシル化状態 と直接的に関係している FVIII-VWF 複合体の制御 の出現を予防するか， あるいは出現したインヒビター およびクリアランスの魅力的な候補メカニズムを提 て議論されている（94 ∼ 99）。血友病医療の臨床的・治 示している。 療的側面について論じることは本総説の領域を超え の根絶に有効であるかについて， 多くの専門家によっ るものであるが，FVIII の VWF への結合は免疫応 FVIII-VWF 複合体と ADAMTS13 FVIII の存在が VWF の寿命に影響を与える，あ るいは VWF の機能に変化を与えることを示す証拠 はない。しかし，血友病 A 患者では VWF レベル 答の制御において明確な役割を担うことが証明され ている。FVIII インヒビターの最も頻度の高いエピ トープは，H 鎖 A2 ドメインと L 鎖 C2 ドメインに 存在する。後者においては，頻度の高いエピトープ の低下はみられない。バゾプレシンの類似体である が 2248 ∼ 2312 残基内に同定されている（100）。これ DDAVP を使用した研究では，軽症血友病 A 患者 の VWF 半減期は健常者と差がないことが示されて いる（91）。しかし，FVIII は VWF 開裂プロテアーゼ である ADAMTS13 のコファクターとして作用す ることによって，VWF マルチマーの分布の制御に をエピトープとするインヒビターは，VWF とリン ヒビターが同様の阻害作用をもつとの報告もある。 役割を果たすことが最近の研究で示されている。こ また，FVIII の VWF への結合を阻害すると報告さ のプロテアーゼの欠乏は，血栓性血小板減少性紫斑 れている Arg2150His 変異をもつ患者では，野生型 （92） 病（TTP）と 関 連 し て い る 。ADAMTS13 は， 脂質への FVIII の結合をともに阻害することが証明 さ れ て い る が，VWF と 複 合 体 を 形 成 し て い る FVIII に対する反応性は比較的低い。ヒト C1 イン FVIII インイビターの出現が報告されている。注目 VWF A2 ドメインの Tr1605 と Met1606 との間で すべきこととして， このインヒビタ ー は， 患者 特異的に切断するが，この酵素の効率は VWF のコ 自身の変異型 FVIII と交差反応せず，エピトープ ンフォメーションに大きく依存する。In vitro 実験 が Arg2150 またはその近傍にあることが示唆され では，FVIII の存在はずり応力の加わった VWF に た（101）。 対する ADAMTS13 の切断効率を最大 10 倍まで増 されたが，生体内の VWF を飽和しうると考えられ FVIII 上の特定のエピト ー プの隠ぺいに加え， VWF との相互作用は，マクロファージや樹状細胞 などの抗原提示細胞（APC）への FVIII の結合を妨 げるとともに，それによって CD4+ T 細胞の活性化 るレベルの FVIII（約 3 nM）濃度でも，観察された も防止する（102）。マクロファージおよび樹状細胞上 コファクター効果は，最大効果の 50 ％程度であっ のマクロファージマンノース受容体（CD206）は， （93） 加させている 。これらの実験では生理的レベル より数倍高い濃度の FVIII と ADAMTS13 が使用 （93） 。a3 酸性領域を欠く FVIII 変異体は開裂を促 進する作用を全く示さず，FVIII の VWF への結合 FVIII の貪食を仲介することが証明されている。 FVIII H 鎖の Asn239 および L 鎖の Asn2188 には， がコファクター効果の調節に重要である。このメカ マ ン ノ ー ス を 末 端 に も つ グ リ カ ン が 存 在 す る。 た 12 第 VIII 因子とフォンヴィレブランド因子の相互作用：生物学的，臨床的，治療的重要性 VWF が FVIII へ 結 合 す る こ と に よ っ て FVIII の CD206 へ の 結 合 が 防 止 さ れ る た め（103）， 免 疫 の FVIII 認識能はダウンレギュレートされる。したがっ て，FVIII の VWF への結合は，免疫エフェクター 細胞の活性化よりも上流で FVIII の APC への取り 込みを防止するため，FVIII の免疫原性を軽減する （104） 組み込んだ FVIII 発現ベクターが導入され，FVIII 産生，α 顆粒内における FVIII の貯蔵，さらに内因 性 VWF との共局在が認められた（16，17）。よって， 生じた血小板は α 顆粒内に FVIII および VWF を含 有する。トランスジェニックマウスモデルでは，血 小板 α 顆粒内において VWF と共局在する FVIII が 。したがって，直接的な臨床的証 証明されているとともに，血小板マウスモデルでは 拠はないかもしれないが，in vitro 実験の結果は 血小板由来 FVIII は血小板の活性化に伴って止血能 VWF との複合体形成は FVIII の免疫原性に直接的 を部分的に回復させることが証明されている（107）。 に影響することを示唆している。 注目すべきこととして，血小板由来 FVIII は，イン と考えられる ヒビター保有マウスも含めて，血友病マウスの治療 FVIII，VWF そして遺伝子治療 に有効であることが示されている（108，109）。興味深 いことに，VWF 欠乏マウスと血小板由来 FVIII 発 血友病の遺伝子治療は，正常レベルまでではない 現マウスとの交雑実験では，VWF 非存在下でも ることが求められ，現在広範な研究がなされている。 VWF+/+ マウスの 75％の FVIII レベルが検出され， FVIII の α 顆粒への輸送に VWF の存在は必須では 結果として得られる欠乏凝固因子の発現が極めて ないことが示唆された（110）。 にしても，循環血液中の凝固因子レベルを回復させ 微々たるものであっても，本疾患の重症症状は軽減 このように，VWF 発現細胞，特に巨核球におけ される。これまでに実施された少数の臨床試験では， る FVIII の発現は，以上概説したいくつかの理由に 大きな成功は得られていないが，大型の動物を使用 より遺伝子治療の魅力的な戦略になると考えられ， した最近の試験では，長期に持続する効果的な凝固 インヒビター保有患者も例外ではないかもしれない。 （105） 因子の発現が証明されている 。ほとんどの試験 は，FVIII または FIX の循環血液中への発現に焦点 結 論 を当てたものである。血友病 A の治療のための 1 つの特異的アプローチとして，自然に VWF を発現 FVIII のライフサイクルと機能は，VWF のそれ する細胞および組織において FVIII を発現および貯 らと密接に関係しており，正常循環血液中において FVIII-VWF 複合体は単一要素とみなすことができ 蔵させる方法が現在検討されている。 In vitro 試験では，EC 系および巨核球へ FVIII 発 現ベクターを導入し，FVIII を発現させ，それらの FVIII を貯蔵のための細胞小器官へ輸送し VWF と 期は VWF との相互作用に依存性であり，複合体を ともに貯えることが可能であることが示されている。 形成しているときの両者の半減期は実質的に同一で ，ヒト肺微細 初代ヒト臍帯静脈 EC 細胞（HUVEC） ある。また，前述したように，VWF の FVIII との 血 管 EC お よ び 肺 動 脈 EC へ の B ド メ イ ン 欠 失 相互作用は，様々な蛋白質分解作用および循環血液 FVIII 発現レトロウイルスベクタ ー の導入では， FVIII の有意な発現が認められている（106）。FVIII は 分泌されるのみならず，輸送されて VWF とともに Weibel-Palade（W-P）小体内で同定された。これ らの EC を刺激することによって，W-P 小体から 完全に機能性の FVIII が VWF とともに分泌された。 同様に，巨核球でも異所性 FVIII 産生が認められ 中からの除去に対して FVIII を防御する。VWF マ ている。この研究では血小板特異的プロモーターを る。FVIII の機能は，VWF によって血管損傷部位 へ輸送されることによって増強され，FVIII の半減 ルチマーの大きさの制御において FVIII が役割を果 たしていることがごく最新の in vitro 実験で示唆さ れているが，これについては検証が必要である。と もあれ，両分子の構造と機能についてはこれまでに 広範な研究がなされているが，次のようないくつか の疑問が残されている： ① FVIII-VWF 複合体はどこでどのように形成さ 13 Full Translation: V. Terraube, et al. れるか ② VWF は in vitro で FVIII とモル比 1:1 で結合 できるが，循環血液中では約 50:1 で比較的一 定しており，VWF が増加すると FVIII も増加 する。この比および相互作用の決定因子が何で あるかを今後明らかにしなければならない。 いずれにせよ，血友病 A と VWD の特異的な病 態および合併症を考えると，FVIII と VWF が独立 した遺伝子産物であるにもかかわらず，複合体とし て循環血液中で存在していることに留意することは 重要である。FVIII-VWF 複合体を 1 つの「ユニッ ト」と考えることにより，血友病治療のシンプルな 戦略を今後見いだせるかもしれない。 開 示 PVJ は，Bayer Haemophilia Award によって支援 されている。JSOD は，Science Foundation Ireland President of Ireland Young Researcher Award （PIYRA 06/Y12/0925） お よ び Health Research Board Project Grant Award（HRB RP/2006/44）に よって支援されている。 利害関係に関する宣言 著者らは，利害の衝突やバイアスの原因となりう る利害関係を何らもちあわせていないことを宣言し た。 References 1 Zimmerman TS, Edgington TS. Factor VIII coagulant activity and factor VIII-like antigen: independent molecular entities. J Exp Med 1973; 138: 1015–20. 2 Sakariassen KS, Bolhuis PA, Sixma JJ. Human blood platelet adhesion to artery subendothelium is mediated by factor VIII-Von Willebrand factor bound to the subendothelium. Nature 1979; 279: 636–8. 3 Fay PJ. 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