好中球は万能じゃない―病原体ごとに異なる「守りの主役」を見極める

本問は、病原体の種類ごとに、主にどの免疫機構が防御を担っているかを問う問題である。

食細胞とは

食細胞(phagocyte)は、異物や微生物を細胞内に取り込み(貪食)、消化・殺菌する細胞の総称である。主なものは好中球、単球・マクロファージ、樹状細胞である。好中球とマクロファージは、殺菌の担い手である。貪食した微生物を、活性酸素(NADPHオキシダーゼが産生するスーパーオキシドなど)、ミエロペルオキシダーゼ、リソソーム酵素などで分解する。マクロファージと樹状細胞は、取り込んだ抗原をT細胞に提示し、獲得免疫を始動させる役割ももつ。

病原体の種類と主な防御機構

・細胞外で増える細菌・真菌: 好中球による貪食・殺菌が防御の中心である。抗体や補体は、病原体に結合して貪食されやすくする(オプソニン化)。 ・細胞内に寄生する細菌、原虫、リケッチア: マクロファージの内部や感染細胞の中で増える。ヘルパーT細胞(Th1)が産生するインターフェロンγ(IFN-γ)でマクロファージが活性化され、殺菌能が高まることが防御の要となる。感染細胞や病原体の処理にも食細胞がかかわる。 ・ウイルス: 宿主細胞の中に入り込み、細胞の仕組みを使って増殖する。防御の主役は次のものである。 1) 感染細胞を破壊するNK細胞(ナチュラルキラー細胞)と細胞傷害性T細胞(CTL、CD8陽性T細胞) 2) ウイルス粒子を中和する抗体 3) 細胞内でのウイルス複製を抑えるⅠ型インターフェロン(IFN-α・β)

臨床的な裏付け

好中球減少症(がん化学療法後など)や慢性肉芽腫症(食細胞の殺菌機能の先天的な異常)では、細菌・真菌感染が重症化・反復しやすい。一方、ウイルス感染が特に増えることはない。ウイルス感染が問題になるのは、AIDSや移植後の免疫抑制など、リンパ球(特にT細胞)の機能が低下した状態である。 したがって、選択肢のなかで食細胞の機能が感染にかかわらないと考えられているのはウイルスである。 厳密にいえば、マクロファージや樹状細胞はウイルス抗原をT細胞に提示し、インターフェロンも産生する。そのため、ウイルス感染にまったく無関係というわけではない。本問は、ウイルス感染の防御の主体はリンパ球であり、食細胞の機能異常によって感染しやすさが大きく変わることはない、という趣旨で理解するとよい。

免疫不全の種類と感染しやすい病原体

・好中球減少・食細胞機能異常(化学療法後、慢性肉芽腫症など): 細菌(ブドウ球菌、緑膿菌などのグラム陰性桿菌)、真菌(カンジダ、アスペルギルス)。 ・液性免疫不全(低γグロブリン血症、脾摘後など): 莢膜をもつ細菌(肺炎球菌、インフルエンザ菌、髄膜炎菌)。 ・細胞性免疫不全(AIDS、ステロイド・免疫抑制薬の使用、移植後など): ウイルス(サイトメガロウイルス、ヘルペス属)、細胞内寄生菌(結核菌、非結核性抗酸菌、リステリア)、真菌(ニューモシスチス、クリプトコックス)、原虫(トキソプラズマ)。 ・補体欠損: 後期成分(C5〜C9)の欠損ではナイセリア属(髄膜炎菌)に感染しやすい。

慢性肉芽腫症(CGD)

NADPHオキシダーゼの遺伝子異常により、食細胞が活性酸素を作れない。そのため、貪食した菌を殺菌できない。多くはX連鎖劣性遺伝(gp91phox遺伝子の異常)である。カタラーゼを産生する菌(黄色ブドウ球菌、セラチア、アスペルギルスなど)の感染を反復する。診断にはNBT還元試験やDHR(ジヒドロローダミン)試験が用いられる。

自然免疫と獲得免疫

・自然免疫: 食細胞(好中球・マクロファージ・樹状細胞)、NK細胞、補体、インターフェロンなど。病原体に共通する構造を認識し、すぐに反応する。 ・獲得免疫: T細胞・B細胞による抗原特異的な反応で、記憶が成立する。マクロファージ・樹状細胞による抗原提示が、獲得免疫の起点となる。