やさしい免疫のお話

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やさしい免疫のお話

免疫細胞と病原菌の戦い

免疫とは字の通り悪性の伝染病である「疫(悪性の流行病)」を「免(のが)れる」ことを意味します。

人は病原菌の環境にさらされていますが特に感染症から免れるための生体防御システムを免疫といいます。

もしも、病原菌が人の体内で増殖すれば有毒物質をまき散らし細胞を破壊して私たち人間は死んでしまいます。

日本の免疫研究は世界でもトップレベルといわれています。ノーベル賞候補の研究者が多くいます。

最近の研究から病気の大半が免疫システムの異常な反応によって引き起こされることがわかってきました。

例えば生活習慣病といわれる糖尿病や動脈硬化、認知症の中でも最も患者が多いアルツハイマー型認知症などは免疫システムが働いて起こる炎症が原因になっている可能性が有力になっています。

本来は私たちの体を守る働きをするはずの免疫システムが様々な病気の原因になっているのです。

免疫は自己と非自己を判別することから

自分自身の細胞や組織を自己といいます。自己以外のものは全て非自己です。

例えば体に侵入した細菌やウイルスなどの微生物のほかに死亡した細胞やがん細胞、移植された他人の臓器も非自己といえます。

非自己が全て有毒なものであるとは限りません。本来は人に害がない花粉症の原因になっているスギ花粉も非自己です。

免疫は第一段階として自己と非自己を識別し次の段階で非自己と認識した物体を排除するシステムです。

体の免疫のしくみ　抗原提示

体内に病原菌が侵入した場合、最初に対応するのは最前線で活動するマクロファージで相手を見つけ次第、食い殺します。

次にマクロファージの後方に待機している樹状細胞が病原菌である抗原体の断片を捕まえて血管やリンパ管を通ってリンパ節に達しヘルパーT細胞に病原体の断片を提示します。

これを抗原提示といいます。

抗原提示は樹状細胞の専売特許ですが樹状細胞が活性化するとマクロファージも小規模ながら抗原提示を行います。

抗原提示を受けたヘルパーＴ細胞は活性化して増殖するとともに情報伝達物質のサイトカイン(下記に補足)を放出してB細胞に病原体を攻撃する抗体を作るように命令します。

あたかもヘルパーT細胞がB細胞を助けているようにみえることからヘルパーＴ細胞と呼ばれるようになりました。

B細胞はヘルパーＴ細胞からの命令により抗体(武器)を量産して自分の周囲に並べて準備が整うと抗体は病原体に向かって攻撃を仕掛けます。

また、ヘルパーＴ細胞はキラーT細胞(細胞傷害性T細胞)にも病原菌を殺すように命令を下しキラーT細胞は抗体では殺せない病原菌が侵入した細胞などを殺戮します。

サイトカインとは

ヘルパーT細胞がB細胞に抗体を作るように命令をすると書きましたが、この時にヘルパーT細胞は微量のたんぱく質を放出します。このたんぱく質はサイトカインと呼ばれる情報伝達物質です。

サイトカインの種類には、がんの特効薬として知られていたインターフェロンやTNF(腫瘍懐死因子)、インターロイキン(IL)などがあります。

インターロイキン(IL)には様々な種類があって私たちの体に悪さをするタイプもあります。

がん細胞を殺すキラーT細胞

体内では毎日数千のがん細胞が発生しているといわれていますが、がん細胞が発生すると初期には自然免疫のナチュラルキラー細胞(NK細胞)ががん細胞を攻撃して殲滅します。

次にがん細胞の周囲を樹状細胞が取り囲んでがん細胞の断片を捕まえヘルパーT細胞まで断片を届けて抗原提示を行います。

ヘルパーT細胞はキラーT細胞にがん細胞を攻撃するように命令して攻撃をさせます。

非自己を排除しない免疫寛容

母親のお腹にいる赤ちゃんは、お母さんからすれば非自己であるにもかかわらず免疫細胞から攻撃を受けることはありません。

また、がん細胞は自己の細胞が変質したものですから非自己です。しかし、がん細胞はたくみに、おなかのあかちゃんを攻撃しないシステムを利用して攻撃を受けずに増殖します。

このように、免疫細胞が非自己を攻撃、排除しないことを免疫寛容といいます。

免疫反応の種類と働き

免疫の種類は大きく分類すると次の通りです。

１．自然免疫・獲得免疫

２．細胞性免疫・液性免疫

３．過剰免疫反応・免疫不全

１－１．自然免疫　（autoimmune）

自然免疫は先天性免疫ともいわれ生体が生まれつきもっている免疫で細菌やウイルスに感染したときに、すぐに病原体を攻撃する作用のことです。

自然免疫では侵入した病原体などを白血球の好中球、マクロファージなどの食細胞が食べてしまうシステムです。

１－２．獲得免疫 (acquired immunity)

獲得免疫は適応免疫ともいわれ、生まれた後に感染・予防接種などによって獲得した免疫のことです。

獲得免疫では、全ての病原体を攻撃することは難しく病原体などの抗原の刺激を受けて抗原ごとに個別に獲得される免疫です。

個々の病原体に対してピンポイントで攻撃をするのは獲得免疫の役割です。例えば、おたふくかぜの獲得免疫で、水ぼうそうを攻撃することはできません。

自然免疫では太刀打ちできない病原体に対して獲得免疫が働きます。

２－１．細胞性免疫 (cellular immunity)

細胞性免疫とは、免疫反応のうち食細胞のマクロファージや活性化キラーＴ細胞、マクロファージ、ナチュラルキラー細胞などが病原体の排除を行う作用のことです。

２－２．液性免疫 (humoral immunity)

液性免疫は体液性免疫とも呼ばれていますが、これは活性化2型ヘルパーT細胞を起点とした免疫反応は抗体が血清中に溶け込んで存在するためこのように呼ばれています。

液性免疫はB細胞から産生される免疫グロブリン（Ig）によって行われる免疫反応で免疫グロブリンには、IgE、IgG、IgM、IgA、IgDの５種類があります。

３－１．過剰免疫反応 (hyperimmunization)

免疫が高くなりすぎて免疫反応に関与するすべての因子が過剰反応をおこすとき免疫過剰となり自己免疫疾患やアレルギー疾患がおこります。細菌やウイルスに対して攻撃指令を出す1型ヘルパーＴ細胞(Th1)が過剰に働くと自己免疫疾患、またアレルギー物質に作用する2型ヘルパーＴ細胞(Th2)が過剰に働くとアレルギー疾患を引き起こします。花粉症はその例です。

３－２．免疫不全 (immunodeficiency)

免疫不全は先天性、後天性の2つに大別されます。免疫不全は、免疫細胞の B 細胞、T 細胞、マクロファージの異常や補体の欠陥などのため、生体の防衛を行えない状態です。

先天性では遺伝子異常などにより免疫細胞がうまく成熟しないために起こります。

後天性は、エイズなどの感染、薬物、栄養障害、手術や外傷などがあげられます。

造血幹細胞が分化してつくられる免疫細胞の種類

造血幹細胞は、骨髄幹細胞、血球芽細胞とも呼ばれ、骨の中に存在し増殖と分化を繰り返すことで白血球やリンパ球、顆粒球、赤血球、血小板などを生み出しています。

造血幹細胞自体も分化して自己複製します。

よって、生体内で造血幹細胞は絶えることがなく、生体内の状況に対応して免疫細胞に分化し、また自己複製することで免疫細胞を供給しています。

白血球 (a white blood cell)

マクロファージ (macrophage)

マクロファージは自然免疫に分類されるアメーバ状の免疫細胞で下等動物から高等動物まで共通して備わっている基本的な免疫です。

マクロファージは大食細胞と呼ばれ、この異名の通り体内に侵入した異物に襲いかかり、バラバラにして手あたり次第に包み込んで細胞内に取り込み消化してしまいます。

マクロファージの「マクロ」は「大きい」、「ファージ」は「食べる細胞」という意味です。

体に侵入した異物に対して最前線で対応するのがマクロファージの役割です。

マクロファージは大食だけではなく異物の特徴を他の免疫細胞に伝える「抗原提示作用」や他の免疫細胞と共同で異物の撃退にあたっています。

マクロファージは19世紀末にロシアのイリヤ・メチニコフによって発見され体に侵入した異物などの排除に役立っていることが判明しています。

マクロファージの抗原提示はさほど強なく樹状細胞よりもかなり劣ります。

「抗原提示」は樹状細胞で説明。

樹状細胞 (dendritic cell)

樹状細胞は樹木が枝葉を広げていくように四方八方に長い腕を伸ばしたような形状をしています。

樹状細胞は1980年に米国のロックフェラー大学の教授だったラルフ・スタインマンによって発見解明されました。

樹状細胞もマクロファージと同じ食細胞の仲間です。

樹状細胞は私たちの体の中をパトロールしていますが最前線で戦うマクロファージと好中球の少し後方に控え、最前線で決着がつけば出番はありません。

しかし、マクロファージだけでは、撃退できないときに樹状細胞が出動します。

樹状細胞は病原体やがんなどの断片を長い触手を伸ばして捕まえて、その情報を他の免疫細胞に伝える大変重要な働きをしています。

これを「抗原提示」といいいますが前出のラルフ・スタインマンと京都大学教授の稲葉カヨが共同研究で突き止めました。

樹状細胞の抗原提示の強さはマクロファージをはるかにしのでいます。

樹状細胞は1868年にドイツの研究者パウル・ランゲルハンスが生物の表皮に突起をもった細胞を発見してランゲルハンス細胞と呼ばれていました。

しかし、その働きは解明されず長い突起があることから神経細胞の一種だと考えられていました。

「抗原提示」とは
病原体やがん細胞の断片を長い両手に取り込んで血管やリンパ管を通ってリンパ節に達し、ヘルパーT細胞に提示をすること。

マスト細胞 (mast cell)

マスト細胞は、肥満細胞とも呼ばれ、皮膚や粘膜など体のいたるところに存在しています。

花粉症で知られるようになったヒスタミンやロイコトリエンなどの化学物質を産生する細胞です。

花粉症は、全身に症状がでることからも、マスト細胞が全身に分布していることが推測できます。

マスト細胞の作用は解明されていませんでしたが、ヒスタミンを産生してアレルギー反応を起こす細胞として注目を集めることになりました。

花粉症では、マスト細胞の表面にあるIgEに抗原が結合することで、マスト細胞内にため込んだ強力な起炎物質であるヒスタミンなどが一気に放出されて症状を発症します。

ロイコトリエンは周辺の血管を拡張させて炎症を慢性化させて鼻づまりなどの重症化をまねく物質でもあります。

ヒスタミンなどの物質は、ぜん動運動を高めたり、粘液を増やす作用があり、花粉症の症状が現れますが、本来は寄生虫を排除する物質であったと考えられています。

リンパ球

T細胞 (T lymphocyte)

T細胞は、マクロファ－ジやＢ細胞、キラーT細胞などの免疫細胞に活動命令を出すことができる獲得免疫細胞の中でも中心的司令塔の役割を担っています。

T細胞は、Tリンパ球ともいわれ、大きく分類してヘルパーT細胞とキラーT細胞の2種類があります。

細胞の表面にCD4という分子を出しているものをヘルパーT細胞といい、CD8という分子を出しているものをキラ－T細胞といいます。

また、抗原に出合ったことのないT細胞をナイーブT細胞といいます。

T細胞の「T」は、胸腺(Thymus)の英語頭文字で、T細胞が胸腺で成熟することに由来しています。

T細胞は、骨髄で造血幹細胞から分化して作られますが、まだ未成熟の状態で胸腺に移動して成熟したあと、ナイーブT細胞としてリンパ節を巡回します。

「ヘルパーＴ細胞」

樹状細胞やマクロファージから抗原提示を受けたヘルパーＴ細胞はＢ細胞に対して抗体を作るように指令を出します。また、樹状細胞などの食細胞を活性化させて病原体に対する免疫反応を増強させる役割も担っています。

「キラーＴ細胞」

キラーＴ細胞は、細胞傷害性Ｔ細胞(CTL:cytotoxic T lymphocyte)とも呼ばれ、表面にＴ細胞レセプターといわれる抗原レセプターを出しています。このレセプターを用いて病原体に感染した細胞を抗原特異的に探し出して殺傷します。

「ナイーブＴ細胞」

胸腺から出たＴ細胞は、抗原の刺激を未だ受けていない活性化する前であるためナイーブＴ細胞(naive T cell)と呼ばれます。ナイーブとは「無知、未経験」の意味があります。活性化された後をエフェクターＴ細胞ともいいます。

B細胞(B lymphocyt)

B細胞の「B」は、「Bone marrow」の頭文字で骨髄を意味します。つまり、Ｂ細胞が骨髄で成熟することをに由来しています。

B細胞も樹状細胞やマクロファージと同じく抗原提示細胞です。

リンパ球や脾臓に存在し、血液中を巡回しています。

B細胞はマクロファージと同様にクラスⅡMHC分子に抗原の断片をのせてヘルパーＴ細胞に提示し、ヘルパーＴ細胞からの指示を待ちます。

ヘルパーＴ細胞からサイトカインが放出されると活性化して抗原に対して攻撃をはじめます。

B細胞の抗原認識受容体は1000千億個以上もあるといわれ、侵入した抗原に合致したタイプの抗体を産生します。

体内から抗原が無くなっても、抗原に適合したＢ細胞は記憶細胞として体内に長く残り、次に同じ抗原が体内に侵入してきた時に、すぐに抗体の生産ができるようになります。

これは、はしかや水ぼうそうなどの一度かかったらかからない「二度なし」という現象です。

予防接種は、Ｂ細胞のこの働きを利用したものです。

NK細胞(natural killer cell)

ＮＫ細胞は、生まれつき（natural）の細胞傷害性細胞（killer cell）という意味になり自然免疫に分類されます。

ＮＫ細胞の発見は新しく1975年に特定され、「活性が高ければどんな種類のがん細胞でも学習プロセスは必要なく、直ちに攻撃して殺傷する」という特徴からＮＫ（ナチュラルキラー)細胞と命名されています。

ＮＫ細胞はがん細胞を攻撃する力が非常に強く、正常細胞とがん細胞を正確に見分けて、正常細胞に危害を加えることはありません。

ＮＫ細胞は、ウイルスに感染した細胞や生まれたてのがん細胞などを非特異的に素早く攻撃します。Ｂ細胞のように抗原を特定して攻撃することありません。

自己細胞である目印として細胞表面に、内因性抗原を抗原提示するMHCクラスI分子が付いています。

MHCクラスI分子が表面にあらわれていれば、キラーＴ細胞が攻撃をしかけます。

しかし、病原体の中にはキラーＴ細胞からの攻撃をのがれるためにMHCクラスI分子を表面に出さないものもあらわます。

MHCクラスI分子が表面にない細胞は自己性を喪失した異常な細胞です。

NK細胞は、

①MHCクラスI分子が表面にない、

②糖タンパクで細胞表面抗原が出ている、

この2つの条件がそろった細胞に対してNK細胞が攻撃をします。

キラーT細胞からの攻撃を逃れたがん細胞はNK細胞が攻撃をしかけることになります。

ＮＫ細胞は「がん細胞攻撃の本命細胞」ともいわれています。

顆粒球

好中球、好酸球、好塩基球は白血球の一種で、さまざまな酵素を含んだ顆粒を持っており、ギムザ染色と呼ぼれる染色法によって染色すると、それぞれ中性、酸性、塩基性に分かれて染色されることから名付けられています。

好中球 (neutrophil)

好中球は、中性の色素に染まることからこのような名前がつけられています。

顆粒球全体の9割以上が好中球です。

体内に病原体が侵入すると、まずは食細胞のマクロファージなどがかけつけて、包み込むように食べてしまいますが、少し遅れてかけつけるのが好中球です。

好中球は顆粒内の酵素を使って殺菌分解して処理します。マクロファージよりも強い殺菌作用を持っています。

マクロファージと同様に病原菌を食べた好中球は活性化して、働きが活発になります。

普段は、血中を循環していますが、寿命は短く、血中では1日以内8時間程度、組織内でも2から3日程度しかありません。

病原体と戦い、死んだあとは、膿となります。

好酸球(eosinophile)

好酸球は好酸性に染色されるためこの名前がついています。弱い貪食能力を持っています。

血中にも存在していますが、多くは呼吸器や腸管、泌尿生殖器などに存在します。

好酸球は鼻水や涙にも存在するため、花粉症のアレルギー検査で鼻汁をハンセル染色液で染色すると赤く染まる白血球が好酸球です。

アレルギー性鼻炎や気管支喘息などのアレルギー性疾患では好酸球は血中に動員されて、肥満細胞(マスト細胞)や好塩基球とともにアレルギー反応に関与します。

好酸球は、寄生虫の排除が主な働きで、顆粒の中にさまざまな炎症物質をため込んでいます。

活性化2型ヘルパーＴ細胞からのサイトカインをうけると、活性化して顆粒の中にため込んだ物質を寄生虫に向けて放出し攻撃します。

好酸球の数値が高すぎると気管支炎を引き起こす可能性があります。

好塩基球(basophil)

好塩基球は、普通染色の塩基性色素により暗紫色に染まる大型の顆粒をもつものを指します。

好塩基球の量は、白血球の中では1%以下と少なく、アレルギー反応を起こす時に関与しています。

アレルギー反応を起こすとヒスタミンが放出され、急性アレルギーのアナフィラキシーショックやじんましん、気管支喘息などを引き起こす可能性があります。

好塩基球は血液中を巡回し、炎症がおきた場所に引き寄せられ、感染とアレルギー反応の両方に関与しているとされています。

また、肥満細胞であるマスト細胞の役割を補佐する働きがあります。

赤血球

血小板

「記事参照元」

１．「新しい免疫入門　自然免疫から自然炎症まで」　　審良静男／著　黒崎知博／著

２．「好きになる免疫学」　萩原清文／著　多田富雄／監修