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補体が「出番なし」の過敏反応―Ⅰ〜Ⅳ型分類で解く気管支喘息

第102回医師国家試験 E問題 第25問

国試問題にチャレンジ

第102回 E問題 第25問

補体が関与しないのはどれか。

  1. a.過敏性肺炎
  2. b.気管支喘息
  3. c.自己免疫性溶血性貧血
  4. d.全身性エリテマトーデス〈SLE〉
  5. e.免疫性血小板減少性紫斑病〈特発性血小板減少性紫斑病〈ITP〉

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、いくつかの免疫疾患のなかから補体が関わらないものを選ぶ問題だ。疾患を一つずつ覚えるより、まず「その病気は過敏反応の何型か」を考え、次に「その型で補体が働くか」を判断する、という2段階で解くのがコツだよ。
医学生医学生
Gell と Coombs の分類ですね。基礎の免疫学の講義で、Ⅰ型からⅣ型まで表にして覚えました。
ドクタードクター
いいね。ではそれぞれの型で補体がどう関わるか整理しよう。Ⅰ型はIgEが肥満細胞のFcεRIに結合していて、そこに抗原が来てIgEを架橋すると、ヒスタミンやロイコトリエンが放出される。補体はどうだろう?
医学生医学生
抗原とIgEがくっつくだけで肥満細胞が脱顆粒するので、補体の出番はなさそうです。
ドクタードクター
その通り。Ⅰ型は補体の活性化を必要としない。一方、Ⅱ型は細胞表面の抗原にIgGやIgMが結合して古典経路を活性化し、膜侵襲複合体で細胞を壊したり、C3bでオプソニン化して貪食させたりする。Ⅲ型は免疫複合体が血管壁や糸球体に沈着して補体を活性化し、C3aやC5aが好中球を呼び寄せて組織を傷つける。
医学生医学生
Ⅳ型はT細胞とマクロファージの反応なので、抗体も補体も主役ではないですよね。
ドクタードクター
そう。つまり補体が関わるのはⅡ型とⅢ型。主にⅠ型だけで起こる疾患を探せばいい。選択肢の中で、純粋なⅠ型の代表といえば?
医学生医学生
気管支喘息です。ダニや花粉を吸い込んでIgEを介して発作が起こる、アトピー型の喘息ですね。
ドクタードクター
正解。即時相では肥満細胞からの化学伝達物質で気管支平滑筋が収縮し、数時間後には好酸球やTh2細胞が集まる遅発相の炎症が続く。IL-4、IL-5、IL-13といった2型サイトカインが中心で、補体の活性化は必要ない。C3aやC5aにも肥満細胞を脱顆粒させる作用はあるけれど、喘息の主な発症機序ではないんだ。
医学生医学生
過敏性肺炎は迷いました。呼吸器内科の実習で、夏型過敏性肺炎の患者さんを担当したのでⅣ型のイメージが強くて。
ドクタードクター
よくある迷いだね。過敏性肺炎は、カビや鳥の羽毛などの有機粉塵に対する沈降抗体が肺胞壁で免疫複合体をつくるⅢ型反応と、T細胞による肉芽腫形成のⅣ型反応がともに関わる。Ⅲ型の部分で補体が関与するから、「関与しない」には当たらないんだ。
医学生医学生
自己免疫性溶血性貧血はⅡ型の代表ですね。
ドクタードクター
そう。温式ではIgGが付いた赤血球を脾臓のマクロファージがFc受容体やC3b受容体で捕まえて壊す。寒冷凝集素症ではIgMが補体を強く活性化して、血管内溶血まで起こす。直接Coombs試験でIgGだけでなく補体成分のC3dが検出されることが多いのも、補体の関与を裏付けているよ。
医学生医学生
SLEは活動期に補体価が下がるとCBTの問題でよく見ました。
ドクタードクター
まさにそれがⅢ型の証拠。抗dsDNA抗体などと核抗原の免疫複合体が糸球体や皮膚に沈着して補体を消費するから、CH50やC3・C4が低下して、活動性の指標になる。ループス腎炎が代表的だね。
医学生医学生
ITPもⅡ型でしょうか。でも、補体のイメージはあまりありません。
ドクタードクター
鋭い指摘だ。ITPは血小板膜のGPⅡb/Ⅲaなどに対するIgG自己抗体が結合した血小板を、脾臓のマクロファージがFc受容体を介して貪食するのが主な機序で、補体の役割は補助的といえる。それでもⅡ型反応として血小板上へのC3沈着などが関わるとされていて、純粋なⅠ型の喘息と比べれば補体が関与する側に位置づけられるんだ。
医学生医学生
「型を決めてから補体を考える」と、迷う選択肢も整理できますね。
ドクタードクター
その通り。発展として補体の基本も押さえておこう。経路は抗体から始まる古典経路、微生物表面で始まる第二経路、マンノース結合レクチンから始まるレクチン経路の3つ。働きはC3bによるオプソニン化、C3a・C5aによる炎症の誘導、C5b-9による細胞溶解の3つだ。
医学生医学生
血清補体価が下がる疾患も整理しておくと役立ちそうです。
ドクタードクター
臨床ではとても大事だよ。SLEの活動期、溶連菌感染後の急性糸球体腎炎、膜性増殖性糸球体腎炎、クリオグロブリン血症など、免疫複合体で補体が消費される病気で低下する。腎炎の鑑別で低補体血症があるかどうかは大きな手がかりになるから、腎臓内科を回るときにはぜひ意識してほしい。

まとめ

過敏反応はGellとCoombsの分類でⅠ〜Ⅳ型に分けられ、補体が主に関与するのは抗体が細胞を標的とするⅡ型と、免疫複合体が沈着するⅢ型です。IgEと肥満細胞によるⅠ型、T細胞によるⅣ型では、補体は主な機序に関わりません。アトピー型気管支喘息は典型的なⅠ型反応で補体を必要としないのに対し、自己免疫性溶血性貧血とITPはⅡ型、SLEはⅢ型、過敏性肺炎はⅢ型とⅣ型の混合として補体が関与します。SLEや急性糸球体腎炎などでは補体が消費されて血清補体価が低下し、診断や活動性評価の手がかりになります。「疾患→反応の型→補体の関与」と段階を踏んで考えることが、免疫疾患を体系的に理解する近道です。

解答・解説

正解はbです

テーマ

免疫反応が生体に障害をもたらす過敏反応(アレルギー)は、Gell と Coombs の分類でⅠ〜Ⅳ型(Ⅱ型の亜型としてⅤ型を置くこともある)に分けられる。本問は、各疾患がどの型の反応で起こるかを思い出し、その型に補体が関わるかどうかで判断する問題である。

型ごとの補体の関与

・Ⅰ型(即時型):IgE が肥満細胞や好塩基球の表面の高親和性 IgE 受容体(FcεRI)に結合しておき、そこへ抗原が結合して IgE を架橋すると、ヒスタミンやロイコトリエンなどが放出される。抗原抗体反応から症状までに補体の活性化を必要としない。 ・Ⅱ型(細胞傷害型):細胞表面や組織の抗原に IgG・IgM が結合する。古典経路で補体が活性化され、膜侵襲複合体(MAC、C5b-9)による細胞の破壊や、C3b が付いた細胞の貪食(オプソニン化)が起こる。これと並んで、Fc 受容体を介する貪食や抗体依存性細胞傷害(ADCC)も働く。 ・Ⅲ型(免疫複合体型):血中でできた抗原抗体複合体が血管壁や糸球体などに沈着し、補体を活性化する。生じた C3a・C5a(アナフィラトキシン、C5a は好中球を引き寄せる走化因子でもある)によって好中球が集まり、組織が傷害される。補体は炎症の中心的な担い手である。 ・Ⅳ型(遅延型):感作された T 細胞とマクロファージによる細胞性免疫の反応で、抗体も補体も主役ではない。

考え方

したがって、補体が関与するのはⅡ型とⅢ型であり、主にⅠ型だけで起こる疾患を選べばよい。選択肢のうち、純粋にⅠ型の疾患の代表は気管支喘息である。

選択肢考察

  1. ×a.  過敏性肺炎

    過敏性肺炎は、カビ(夏型過敏性肺炎のトリコスポロンなど)、鳥の糞や羽毛に含まれる蛋白、真菌胞子などの有機粉塵をくり返し吸い込むことで起こる。血中の沈降抗体(IgG)と吸入抗原が肺胞壁で免疫複合体をつくり補体を活性化するⅢ型反応と、T 細胞による肉芽腫形成に代表されるⅣ型反応がともに関わる。Ⅲ型を介して補体が関与するので、「関与しない」には当たらない。

  2. ○b.  気管支喘息

    アトピー型の気管支喘息は典型的なⅠ型反応である。吸入したダニや花粉などが気道の肥満細胞上の IgE を架橋すると、ヒスタミン・ロイコトリエン・プロスタグランジンが放出され、気管支平滑筋の収縮、粘液分泌の増加、血管透過性の亢進が起こる(即時相)。数時間後には、好酸球や Th2 細胞が集まって起こる遅発相の炎症が続く。これらの過程では肥満細胞と好酸球、IL-4・IL-5・IL-13 などの 2 型サイトカインが中心であり、補体の活性化は必要ない。したがって本問の正解である。なお、補体由来の C3a・C5a も肥満細胞を脱顆粒させる作用をもつが、これは喘息の主な発症機序ではない。

  3. ×c.  自己免疫性溶血性貧血

    自己免疫性溶血性貧血(AIHA)は、赤血球の膜抗原に対する自己抗体で起こる代表的なⅡ型反応である。温式 AIHA では IgG が赤血球に結合し、主に脾臓のマクロファージが Fc 受容体と C3b 受容体を介して赤血球を捕らえ貪食する(血管外溶血)。寒冷凝集素症では IgM が低温で結合して補体を強く活性化し、C3b による肝臓での除去と、MAC による血管内溶血が起こる。直接 Coombs 試験では IgG のほかに補体成分 C3d が赤血球上に検出されることが多く、補体の関与を裏付ける。

  4. ×d.  全身性エリテマトーデス〈SLE〉

    SLE は、抗 dsDNA 抗体などの自己抗体と核抗原がつくる免疫複合体が、腎糸球体・皮膚・血管壁などに沈着して補体を活性化するⅢ型反応が病態の中心である(ループス腎炎が代表)。補体が消費されるため、活動期には血清補体価(CH50)や C3・C4 が低下し、病気の活動性の指標として使われる。また、自己免疫性溶血性貧血や血小板減少などのⅡ型の病態も合併しうる。補体と深く関わる疾患であり、該当しない。

  5. ×e.  免疫性血小板減少性紫斑病〈特発性血小板減少性紫斑病〈ITP〉

    ITP は、血小板膜の糖蛋白(GPⅡb/Ⅲa など)に対する IgG 自己抗体が結合した血小板が、主に脾臓のマクロファージに Fc 受容体を介して貪食されて減少する疾患で、AIHA と同じくⅡ型反応に分類される。巨核球の障害による血小板産生の低下も関わる。主な機序は Fc 受容体を介する貪食であるが、Ⅱ型反応として補体の活性化(血小板上への C3 の沈着)も病態に関わるとされており、Ⅰ型の気管支喘息と比べると補体が関与する疾患に位置づけられる。

過敏反応の分類と代表疾患

・Ⅰ型(IgE、肥満細胞、補体の関与なし):アナフィラキシー、アトピー型気管支喘息、アレルギー性鼻炎、蕁麻疹、食物アレルギー ・Ⅱ型(IgG・IgM、補体・Fc 受容体・ADCC):AIHA、ITP、不適合輸血、新生児溶血性疾患、Goodpasture 症候群(抗糸球体基底膜病)、天疱瘡、リウマチ熱 ・Ⅲ型(免疫複合体、補体・好中球):SLE、血清病、急性糸球体腎炎(溶連菌感染後)、Arthus 反応、過敏性肺炎(Ⅲ型+Ⅳ型)、IgA 血管炎 ・Ⅳ型(T 細胞、マクロファージ):ツベルクリン反応、接触皮膚炎、移植片拒絶、サルコイドーシス、結核の肉芽腫 ・Ⅴ型(受容体に対する刺激性抗体、Ⅱ型の亜型):Basedow 病(抗 TSH 受容体抗体)。重症筋無力症(抗アセチルコリン受容体抗体)はⅡ型、あるいは受容体を遮断するⅤ型に含めることがある。

補体の活性化経路と働き

・古典経路:抗原と結合した IgG・IgM に C1q が結合して始まる(Ⅱ型・Ⅲ型反応の中心)。 ・第二経路(代替経路):微生物表面などで C3 が自然に活性化される。 ・レクチン経路:マンノース結合レクチンが糖鎖に結合して始まる。 補体の主な働きは、①オプソニン化(C3b)、②炎症の誘導(C3a・C5a のアナフィラトキシン作用、C5a の好中球遊走)、③膜侵襲複合体(C5b-9)による細胞の溶解、の三つである。

血清補体価が低下する主な疾患

SLE(活動期)、急性糸球体腎炎、膜性増殖性糸球体腎炎、クリオグロブリン血症、悪性関節リウマチなど、免疫複合体によって補体が消費される疾患で低下する。

POINT

・補体が関与するのはⅡ型とⅢ型の過敏反応。Ⅰ型(IgE・肥満細胞)とⅣ型(T 細胞)では主な機序に関与しない。 ・気管支喘息(アトピー型)はⅠ型の代表で、補体は関与しない。 ・AIHA・ITP はⅡ型、SLE はⅢ型(活動期に CH50・C3・C4 が低下)、過敏性肺炎はⅢ型+Ⅳ型。

※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。