【アレルギーの概念】
生体内に侵入した異物に対し、同一物の2回目以降の侵入時にはその回数を重ねるにつれて生体の反応に量的・質的・時間的に劇的な変化が起こる。このような変化が過敏 überempfindlichな臨床症状として発言した場合がアレルギーであり、過敏でない unterempfindlich場合 (症状として現れない場合)が従来の免疫反応である。
【アレルギーの分類】
アレルギーは組織障害を起こす免疫学的機序の違いにより、Ⅰ〜Ⅳの基本型に分類される。
近年、Ⅰ型(即時型、アナフィラキシー型)に限ってアレルギーと呼び、Ⅱ〜Ⅳ型については過敏症 hypersensitivityと呼ぶことが多い。すなわち従来のⅠ〜Ⅳ型反応を過敏反応 hypersensitivity reactionと総称し、その中でⅠ型のみをアレルギー反応 allergic reactionと呼ぶ。
また、免疫グロブリンによるⅠ〜Ⅲ型を即時型と呼び、T細胞によるⅣ型を遅延型と呼ぶ。
【Ⅰ型:アナフィラキシー型】
抗原暴露後、数分〜30分という極めて短時間(即時)に症状が発現する。
IgEによって惹起される。
抗原感作により産生された抗原特異的IgEは、皮膚・気道粘膜・消化管粘膜などの組織(特に血管周囲)に定着しているマスト細胞(肥満細胞)や、血液中の好塩基球の細胞表面に発現している高親和性IgEレセプター(FcεRI)に、高親和的に結合している。
多価の特異的抗原が侵入しIgEを架橋するとFcεRIは凝集し、細胞活性化のシグナルが伝達される。それにより細胞内顆粒に蓄えられていた化学伝達物質(chemical mediator:ヒスタミン、ヘパリン、ブラジキニン、トリプターゼ、キマーゼなど)が即時(5〜10分以内)に放出される。
また、細胞膜リン脂質からアラキドン酸代謝産物(ロイコトリエンC4、D4、プロスタグランジンD2など)が新たに合成され放出される。
これらのメディエータにより血管拡張や透過性亢進、神経終末の刺激、粘液分泌の更新、平滑筋の収縮などが惹起される。
この反応が全身に起こると、多量の血漿成分が血管外に漏出し、ときに致命的となる全身性アナフィラキシー(ショック)が起こる。
Ⅰ型アレルギーには気管支喘息、アレルギー性鼻炎・結膜炎、急性蕁麻疹、アナフィラキシーなどがあり、アトピー性皮膚炎や食物アレルギーにも関与している。
【Ⅱ型:細胞障害型、細胞融解型】
主としてFcR陽性細胞がFcRを介して活性化され、数分〜数時間以内に症状が発言する。補体系によるメカニズムもあるが、関与は少ない。
内因性ないし外因性の細胞表面抗原が抗体(IgG、IgM)と反応した結果、
① 標的細胞上の抗原に結合した抗体のFc部分がマクロファージ、NK細胞などの細胞膜上の免疫グロブリンレセプター(FcR)に結合し、貪食される。
② 標的細胞上で抗原-抗体複合物により補体系が活性化されて細胞が融解する。
Ⅱ型アレルギーには血液型不適合輸血、自己免疫性血液疾患、Goodpasture 症候群などが含まれる。
【Ⅲ型:アルサス型、免疫複合体型】
免疫複合体が関与する反応で、3〜8時間程度で発症し、紅斑と浮腫が主体となる。
内因性ないし外因性の抗原と抗体の免疫複合体によって補体系、凝固系が活性化されることで組織障害が起こる。
マスト細胞、ランゲルハンス細胞(皮膚)やマクロファージなどのFcR陽性細胞がFcRを介して免疫複合体によって活性化されることにより反応が惹起される。
Ⅲ型アレルギーには血清病、糸球体腎炎、SLE、薬物アレルギーなどがある。
【Ⅳ型:遅延型】
外因性ないし内因性の抗原によって感作されたT細胞が、抗原・MHC複合体を認識し活性化されて組織を障害する。
抗原暴露後24〜72時間後に症状(紅斑と硬結)が出現するため遅延型過敏症 delayed type hypersensitivity : DTHと呼ばれる。
① CD4+T細胞によるDTH
活性化されたCD4+T細胞が合成、放出するTNFαが血管内皮細胞に接着分子の発現を誘導・増強し、接着分子を介した好中球や単球、リンパ球の血管外遊走を惹起する。
リンパ球などから放出されたINFγは最終的なエフェクター細胞としてのマクロファージを活性化し、炎症、組織傷害、線維芽細胞増殖などを介して肉芽腫形成を引き起こす。
② 細胞傷害性T細胞(cytotoxic T cell : CTL)による細胞・組織傷害
CD8+CTLやNK細胞による標的細胞の破壊による組織傷害。パーフォリンやFas/Fasリガンドなどによるアポトーシスを介する機序が働く。
Ⅳ型アレルギーには接触性皮膚炎、病原体アレルギー、同種移植片拒絶反応、薬物アレルギーなどがある。
【アレルギー反応の機序】
1)遺伝的素因
アレルギーの多くは遺伝的素因と環境因との相互作用の中で発症する。
アトピー体質とは、IgEを産生しやすい体質と考えられる。
次の3つが多因子遺伝によって規定される遺伝的指標とされる。
① 抗原特異的なIgE産生の亢進
② 抗原特異性を問わないポリクローナルなIgE産生の亢進
③ 標的臓器の相対的な反応性亢進
2)特異的IgE産生の機序
<抗原提示細胞のうち、B細胞がT細胞と接触型細胞間相互作用 cognate interactionを行い、抗原特異的なIgE産生細胞へ分化する過程>
① B細胞の抗原提示とT細胞の抗原認識
まずB細胞のBCR(B細胞抗原レセプター:膜型免疫グロブリン、sIg)に抗原が結合する。
抗原が結合したBCR(sIg)はエンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれ、エンドゾーム内でプロセシングを受ける。
プロセスされた抗原ペプチドはMCH(major histocompatibility complex :主要組織適合抗原複合体)クラスⅡ分子(ヒトではHLAクラスⅡ)によって細胞膜上に提示される。
抗原ペプチドを結合したMCHクラスⅡ分子は、T細胞上のT細胞抗原レセプター(TCR)によって認識される。
② Th1、Th2細胞とIgE産生
CD4+T細胞(ヘルパーT細胞)はサイトカイン産生プロフィールの相違によりTh1細胞とTh2細胞に分けられる。
Th1細胞は主として細胞性免疫に関与し、Th2細胞は液性免疫を促進する。
CD4+ナイーブT細胞(pTh)が抗原により刺激されると、Th1、Th2両タイプのサイトカインを少量産生するTh0細胞へ分化する。マクロファージが産生するIL-12はTh0をTh1へと分化させるが、IL-18はこの作用を増強し、さらにTh1細胞のINFγ産生を著しく増強する。
NK1.1+T細胞やマスト細胞の産生するIL-4はTh0をTh2へと分化させる。
Th1細胞とTh2細胞は、主として分泌するサイトカインを介して相互に分化を制御していると同時に機能を調節しあっている。
③ アレルギー炎症におけるマスト細胞
アレルギー反応の即時相は抗原の侵入から始まり、マスト細胞の脱顆粒、ケミカルメディエータの放出で特徴づけられ、遅発相は血中から炎症局所へと集積する炎症細胞の浸潤によって特徴づけられる。
アレルギー疾患は基本的に、外界からの抗原に曝される部位でマスト細胞を中心にして好酸球、好中球、好塩基球、リンパ球などの炎症細胞が集積する臓器特異的な疾患である。
炎症細胞は脱顆粒したマスト細胞が局所に放出した走化性因子の濃度勾配に応じて流血中から細胞間接着分子との接着を介して血管外に遊走し、抹消病変局所に集積する。活性化した炎症細胞の多くはアポトーシスを起こして死滅するが、マスト細胞は脱顆粒後も死滅することなく増殖し、流血中からさらに炎症細胞を呼び寄せてアレルギー炎症を継続させる。
炎症局所で活性化されたマスト細胞はIL-4、IL-13を産生・分泌し、B細胞と細胞間相互作用を行い、IgE産生を増強している。
炎症局所で産生されたIgEはマスト細胞のFcεRI発現を増強させ、マスト細胞の抗原に対する感受性を高めることにより、さらに炎症反応を促進する。
【参考】
・羅智靖:アレルギーとは 日本医師会雑誌 第134巻 2005