StudyMed医師国家試験

5つの抗体を見分ける鍵―「最初に来るIgM」と「4兄弟のIgG」

第110回医師国家試験 E問題 第37問

国試問題にチャレンジ

第110回 E問題 第37問

ヒト免疫グロブリンとその特徴の組合せで正しいのはどれか。2つ選べ。

  1. a.IgA ―― 胎盤通過性を有する。
  2. b.IgD ―― 5量体を形成する。
  3. c.IgE ―― Ⅲ型アレルギーに関与する。
  4. d.IgG ―― 4つのサブクラスがある。
  5. e.IgM ―― 感染早期に産生される。

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、ヒトの免疫グロブリン5クラスの特徴を正しく対応づける問題だ。構造が単量体か多量体か、胎盤を通るか、いつ作られるか、どのアレルギーに関わるか。この4つの切り口でクラスごとに整理できているかがポイントになるよ。
医学生医学生
基礎医学の免疫学の講義で表にまとめたはずなんですが、IgAとIgMの「何量体か」がいつも混ざってしまいます。
ドクタードクター
そこは多くの人がつまずくところだね。まず全体像からいこう。抗体は重鎖の定常部の構造でIgG、IgA、IgM、IgD、IgEの5クラスに分かれる。基本形はY字型の単量体で、そのまま働くものと、J鎖でつながって多量体になるものがあるんだ。
医学生医学生
5量体はIgMで、分泌型IgAが2量体、でしたっけ。
ドクタードクター
その通り。IgMはJ鎖で5つの単量体がつながり、抗原結合部位を10個もつ大きな分子だ。だから「IgDが5量体」という組合せは誤り。IgDは単量体で、血中濃度はごくわずか。主にナイーブB細胞の表面にIgMと一緒にB細胞受容体として出ているけれど、生理的な役割はまだ十分にわかっていないんだ。
医学生医学生
IgAは母乳に入っていると習ったので、赤ちゃんに渡るという意味では胎盤も通るのかと思ってしまいました。
ドクタードクター
いい引っかかり方だね。母から子への受け渡しには経路が2つある。胎盤を通るのはIgGだけで、胎盤の合胞体栄養膜にある新生児Fc受容体、FcRnにIgGのFc部分が結合して能動的に胎児側へ運ばれる。IgAにはこの輸送路がないから、「IgAは胎盤通過性をもつ」は誤り。IgAは母乳、とくに初乳を介して渡り、赤ちゃんの腸管の粘膜防御に役立つんだ。
医学生医学生
胎盤はIgG、母乳はIgA、と経路で分けて覚えればいいんですね。
ドクタードクター
そう。次はIgEとアレルギーの関係だ。Gell-Coombs分類で、IgEは何型に関わるかな。
医学生医学生
CBTの勉強で覚えました。Ⅰ型、即時型です。だから「IgEがⅢ型に関与」は違いますね。
ドクタードクター
正解。IgEは肥満細胞や好塩基球の高親和性受容体FcεRIに結合していて、そこにアレルゲンが結合して受容体が架橋されると、ヒスタミンやロイコトリエンが放出される。アナフィラキシーや花粉症、気管支喘息がその例だ。Ⅲ型は抗原と主にIgGやIgMがつくる免疫複合体が組織に沈着し、補体と好中球が組織を傷つける機序で、血清病やSLEのループス腎炎、溶連菌感染後急性糸球体腎炎が代表になる。
医学生医学生
では正しいのは、IgGに4つのサブクラスがあることと、IgMが感染早期に作られることですね。
ドクタードクター
その2つが正解だ。IgGは重鎖であるγ鎖の違いでIgG1からIgG4に分かれる。血中で最も多いのはIgG1、最も少ないのはIgG4。補体を活性化する力はIgG3やIgG1で強く、IgG4はほとんどない、というようにサブクラスごとに性質が違うんだ。ちなみにIgAにもIgA1とIgA2の2サブクラスがある。
医学生医学生
IgG4といえば、消化器内科の実習で自己免疫性膵炎の患者さんを担当したとき、血清IgG4を測っていました。
ドクタードクター
まさにIgG4関連疾患だね。血清IgG4高値と、組織へのIgG4陽性形質細胞浸潤、線維化が特徴で、自己免疫性膵炎、硬化性胆管炎、Mikulicz病などが含まれる。サブクラスの知識が臨床に直結する好例だ。では、IgMが感染早期に出る理由は説明できるかな。
医学生医学生
初めて抗原に出会うとB細胞はまずIgMを作って、その後T細胞の助けでクラススイッチしてIgGに変わるから、ですよね。
ドクタードクター
その通り。一次免疫応答ではIgMが先行し、クラススイッチを経てIgGやIgA、IgEの産生に移る。IgMは5量体で抗原結合価が高く、補体も強く活性化できるから、初期防御に向いているんだ。この性質は血清診断にそのまま使われる。
医学生医学生
病原体特異的IgMが陽性なら最近の感染、IgGだけ陽性なら既往感染やワクチン接種後、という読み方ですね。
ドクタードクター
そう、ウイルス性肝炎や風疹、麻疹などの抗体検査で毎日のように使う考え方だ。もう一つ臨床的な話をしておこう。胎盤を通らないはずのIgMが臍帯血で高値なら、何を意味すると思う?
医学生医学生
母体から来たものではないので、胎児自身が作ったということ……つまり胎内で感染した可能性ですか。
ドクタードクター
その通り。TORCH症候群のような先天感染を疑う手がかりになる。逆に母体由来のIgGは生後数か月で減っていき、生後3〜6か月頃に血清IgGが最も低くなる。これが生理的低γグロブリン血症で、乳児期に感染しやすい時期と重なるんだ。
医学生医学生
胎盤通過性とクラススイッチの知識が、新生児の免疫や感染症の診断にもつながっているんですね。
ドクタードクター
そういうこと。表を丸暗記するより、「なぜその構造でその働きなのか」を臨床場面と結びつけて覚えると忘れにくいよ。

まとめ

ヒト免疫グロブリンはIgG、IgA、IgM、IgD、IgEの5クラスに分かれ、構造・胎盤通過性・産生時期・関与するアレルギー型で整理すると見分けやすくなります。5量体を形成するのはIgM、分泌型IgAは2量体で、胎盤をFcRnを介して通過できるのはIgGのみです。IgEはⅠ型アレルギーの主役で、Ⅲ型の免疫複合体には主にIgGやIgMが関わります。IgGにはIgG1〜IgG4の4サブクラスがありIgG4関連疾患でも重要で、IgMは一次免疫応答で最初に産生されるため、特異的IgM陽性は最近の感染を示唆します。こうした抗体の性質は、血清診断、先天感染の評価、乳児期の生理的低γグロブリン血症の理解など、日常臨床の判断の基盤になります。

解答・解説

正解はd, eです

ヒトの免疫グロブリン(Ig:抗体)は、重鎖(H鎖)定常部の構造によってIgG、IgA、IgM、IgD、IgEの5つのクラス(アイソタイプ)に分けられる。本問は、各クラスの構造(単量体か多量体か)、胎盤通過性、サブクラス、産生のタイミング、関与するアレルギーの型(Gell-Coombs分類)を正しく対応づけられるかを問う。 考え方としては、各クラスの「代表的な特徴」を一つずつ思い出して照合すればよい。 ・胎盤を通過できるのはIgGだけである(胎盤の新生児Fc受容体〈FcRn〉を介して能動的に輸送される)。 ・5量体を作るのはIgMである(分泌型IgAは2量体)。 ・IgEはⅠ型(即時型)アレルギーの主役であり、Ⅲ型(免疫複合体型)はIgG・IgMなどが抗原と複合体を作って起こす。 ・IgGにはIgG1〜IgG4の4サブクラスがある。 ・感染などの一次免疫応答で最初に作られるのはIgMで、その後クラススイッチによりIgGへ移行する。 これらに照らすと、組合せとして正しいのはdとeである。

選択肢考察

  1. ×a.  IgA ―― 胎盤通過性を有する。

    誤り。胎盤を通過する免疫グロブリンはIgGのみである。IgGのFc部分が胎盤の合胞体栄養膜細胞にあるFcRn(新生児Fc受容体)に結合して胎児側へ運ばれるが、IgAにはこの輸送経路がない。IgAは血清中では主に単量体として存在し、粘膜面や外分泌液(唾液、涙、腸液、母乳など)では J鎖と分泌成分(secretory component)を伴う2量体の分泌型IgAとして働き、粘膜防御を担う。新生児へは胎盤ではなく母乳(特に初乳)を介して受け渡され、消化管の局所免疫に役立つ。

  2. ×b.  IgD ―― 5量体を形成する。

    誤り。5量体を形成するのはIgMである(J鎖で5つの単量体が結合した構造で、抗原結合部位を10個もつ)。IgDは単量体で、血中濃度はごく低い。主に成熟したナイーブB細胞の表面にIgMとともに抗原受容体(B細胞受容体)として発現し、B細胞の活性化・分化の調節に関与すると考えられているが、その生理的役割は十分に解明されていない。

  3. ×c.  IgE ―― Ⅲ型アレルギーに関与する。

    誤り。IgEが関与するのはⅠ型(即時型、アナフィラキシー型)アレルギーである。IgEは肥満細胞や好塩基球の高親和性IgE受容体(FcεRI)に結合しており、そこに抗原(アレルゲン)が結合して受容体が架橋されると、ヒスタミンやロイコトリエンなどの化学伝達物質が放出され、気管支喘息、アレルギー性鼻炎、蕁麻疹、アナフィラキシーなどが起こる。Ⅲ型アレルギーは抗原と抗体(主にIgG、ほかにIgMなど)からなる免疫複合体が組織に沈着し、補体活性化と好中球浸潤によって組織傷害を起こす機序であり、血清病、全身性エリテマトーデス(SLE)のループス腎炎、溶連菌感染後急性糸球体腎炎などが代表である。

  4. ○d.  IgG ―― 4つのサブクラスがある。

    正しい。IgGは重鎖(γ鎖)の構造の違いによりIgG1、IgG2、IgG3、IgG4の4つのサブクラスに分かれる。血中ではIgG1が最も多く、IgG4は最も少ない。サブクラスごとに性質が異なり、例えば補体活性化能はIgG3とIgG1で強く、IgG4はほとんどない。IgG4は、血清IgG4高値と組織へのIgG4陽性形質細胞浸潤・線維化を特徴とするIgG4関連疾患(自己免疫性膵炎、硬化性胆管炎、Mikulicz病など)との関係で臨床的に重要である。なおIgAにもIgA1・IgA2の2サブクラスがある。

  5. ○e.  IgM ―― 感染早期に産生される。

    正しい。抗原に初めて曝露されたときの一次免疫応答では、B細胞はまずIgMを産生し、その後ヘルパーT細胞の助けを受けてクラススイッチが起こり、IgG(あるいはIgA、IgE)の産生へと移行する。このため、病原体特異的IgM抗体が陽性であれば最近の(急性期の)感染を示唆し、IgG抗体のみ陽性であれば既往感染やワクチン接種後を示唆する、という血清診断の考え方につながる。IgMは5量体で抗原結合価が高く、補体を強力に活性化するため、初期の防御に適している。

免疫グロブリン各クラスの特徴の整理

・IgG:単量体。血清中で最も多い(全Igの約70〜75%)。胎盤を通過する唯一のIg。二次免疫応答の主体。4サブクラス(IgG1〜4)。オプソニン作用、補体活性化(古典経路)、抗体依存性細胞傷害(ADCC)に関与。Ⅱ型・Ⅲ型アレルギーに関与。 ・IgA:血清中は主に単量体、分泌型は2量体(J鎖+分泌成分)。唾液・涙・腸液・母乳など外分泌液中に多く、粘膜免疫の中心。2サブクラス(IgA1、IgA2)。 ・IgM:5量体(J鎖を含む)で分子量が最大。一次免疫応答で最初に産生される。補体活性化能が強い。分子が大きいため胎盤を通過しない。ABO血液型の自然抗体(同種凝集素)は主にIgM。 ・IgD:単量体。血中濃度はごくわずか。ナイーブB細胞表面に抗原受容体として発現する。 ・IgE:単量体。血中濃度は最も低い。肥満細胞・好塩基球のFcεRIに結合し、Ⅰ型アレルギーや寄生虫感染防御に関与する。

Gell-Coombs分類(アレルギーの4型)

・Ⅰ型(即時型):IgE、肥満細胞。例:アナフィラキシー、花粉症、気管支喘息。 ・Ⅱ型(細胞傷害型):IgG・IgMが細胞表面抗原に結合。例:自己免疫性溶血性貧血、不適合輸血、Goodpasture症候群。 ・Ⅲ型(免疫複合体型):IgG・IgMなどの免疫複合体が沈着。例:血清病、SLE、急性糸球体腎炎。 ・Ⅳ型(遅延型):T細胞が主体で抗体は関与しない。例:ツベルクリン反応、接触皮膚炎。 ※Basedow病のような刺激型抗体による機序をⅤ型として分ける考え方もある。

新生児・乳児の免疫

母体由来のIgGは生後数か月で減少し、生後3〜6か月頃に血清IgGが最低となる(生理的低γグロブリン血症)。臍帯血でIgMが高値の場合は、胎児自身がIgMを産生したことを意味し、先天感染(TORCH症候群など)を示唆する。

POINT

・胎盤通過性があるのはIgGのみ(FcRnを介する)。 ・5量体はIgM、分泌型IgAは2量体。 ・IgEはⅠ型アレルギー、Ⅲ型は免疫複合体(主にIgG・IgM)。 ・IgGのサブクラスはIgG1〜IgG4の4つ。IgG4関連疾患も頻出。 ・一次免疫応答で最初に出るのはIgM→特異的IgM陽性は急性期(最近の)感染を示唆する。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。