HIVはなぜ「免疫の司令塔」を狙うのか―CD4が決める標的細胞
第120回医師国家試験 C問題 第1問
国試問題にチャレンジ
ヒト免疫不全ウイルス〈HIV〉が主に感染する細胞はどれか。
- a.好酸球
- b.好中球
- c.好塩基球
- d.リンパ球
- e.Kupffer細胞
対話形式の解説
ドクター
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ドクターまとめ
HIVはgp120が細胞表面のCD4分子に結合し、CCR5またはCXCR4を補助受容体として侵入するため、CD4を多く発現するリンパ球、とくにCD4陽性T細胞(ヘルパーT細胞)が主な標的となります。単球・マクロファージや樹状細胞にも感染しえますが、好中球・好酸球・好塩基球といった顆粒球は主要な標的ではありません。感染細胞内では逆転写とゲノムへの組み込みを経て増殖し、CD4陽性T細胞の減少が細胞性免疫不全、ひいては日和見感染症や日和見腫瘍を招きます。CD4数は病期評価や予防投与開始の目安となり、潜伏感染したリザーバー細胞の存在が生涯にわたる抗HIV療法の根拠となります。「受容体が感染する細胞を決める」という視点は、HIVに限らずウイルス感染症全般を理解する土台になります。
解答・解説
正解はdです
HIVの標的細胞を決める仕組み
ヒト免疫不全ウイルス(human immunodeficiency virus:HIV)はレトロウイルス科レンチウイルス属のRNAウイルスである。ウイルス外膜の糖蛋白gp120が細胞表面のCD4分子に結合し、続いてケモカイン受容体(CCR5またはCXCR4)を補助受容体として利用し、gp41の働きで細胞膜と融合して侵入する。したがって、HIVが感染できるのはCD4とこれらの補助受容体を表面にもつ細胞に限られる。
主な標的はCD4陽性Tリンパ球
CD4を最も多く発現し、HIVの主要な標的となるのはリンパ球の一種であるCD4陽性T細胞(ヘルパーT細胞)である。このほか単球・マクロファージや樹状細胞などもCD4を発現しており感染しうるが、量的にも病態的にも中心となるのはCD4陽性T細胞である。 HIVはCD4陽性T細胞内で逆転写酵素によりRNAをDNAに変換し、インテグラーゼで宿主ゲノムに組み込んで増殖する。感染細胞が次々に破壊されてCD4陽性T細胞数が減少すると、細胞性免疫が低下して日和見感染症や日和見腫瘍を起こし、AIDS(後天性免疫不全症候群)に至る。 以上から、選択肢のうちHIVが主に感染する細胞はリンパ球である。好酸球・好中球・好塩基球はいずれも顆粒球で、HIVの主要な標的ではない。
選択肢考察
- ×a. 好酸球
好酸球は顆粒球の一つで、寄生虫感染に対する防御やアレルギー反応(気管支喘息など)に関わる。HIVの主要な感染標的ではない。HIV感染者で好酸球増多がみられることはあるが、これは病態や併存疾患に伴う二次的な変化であり、好酸球への感染が病態の中心ではない。
- ×b. 好中球
好中球は細菌や真菌を貪食・殺菌する自然免疫の主役である。CD4の発現はほとんどなく、HIVの感染標的とはならない。HIV感染症の進行期には骨髄抑制や薬剤の影響で好中球減少をきたすことがあるが、ウイルスが直接感染するためではない。
- ×c. 好塩基球
好塩基球は表面に高親和性IgE受容体をもち、ヒスタミンなどを放出してⅠ型アレルギー反応に関与する。好塩基球がHIVを細胞表面にとらえてCD4陽性T細胞へ受け渡す可能性を示した研究はあるが、HIVが主に感染して増殖する細胞ではない。
- ○d. リンパ球
HIVのgp120はCD4分子を受容体とするため、CD4を多く発現するリンパ球、とくにCD4陽性T細胞(ヘルパーT細胞)が主要な標的となる。感染によりCD4陽性T細胞が減少していくことがHIV感染症の免疫不全の本質であり、CD4陽性T細胞数は病期の評価、日和見感染症予防の開始判断、治療効果の指標として用いられる。
- ×e. Kupffer細胞
Kupffer細胞は肝類洞に存在する組織マクロファージで、門脈血中の細菌や異物、老化赤血球を処理する。マクロファージ系の細胞であるためHIVが感染しうるとする報告はあり、HIV感染者の肝障害への関与も研究されているが、HIVが主に感染する細胞とはいえない。
HIVの侵入と補助受容体
HIVの侵入にはCD4に加えて補助受容体が必要である。CCR5を使う株(R5指向性)はマクロファージやメモリーT細胞に感染しやすく、感染初期に優位である。CXCR4を使う株(X4指向性)は病期が進むと出現しやすい。CCR5遺伝子の32塩基欠失(CCR5Δ32)をホモ接合でもつ人はR5株に感染しにくいことが知られ、CCR5阻害薬(マラビロク)はこの仕組みを利用した薬剤である。
ウイルスリザーバー
単球・マクロファージや休止期のメモリーCD4陽性T細胞にはHIVのDNAが潜伏状態で残り、抗HIV療法(ART)でウイルス量を検出限界未満に抑えても体内から完全には排除できない。これがART中止でウイルスが再増殖する理由であり、治療を生涯続ける必要がある根拠である。マクロファージは中枢神経系への感染にも関わり、HIV関連神経認知障害の原因となる。
CD4陽性T細胞数の目安と日和見感染症
基準値はおおむね500~1,000/mm3程度である。200/mm3未満でニューモシスチス肺炎、100/mm3未満でトキソプラズマ脳症やクリプトコックス髄膜炎、50/mm3未満でサイトメガロウイルス感染症や播種性非結核性抗酸菌症のリスクが高まる。これらの閾値は予防投与を始める目安にも用いられる。
POINT
・HIVはgp120がCD4分子に結合して感染し、補助受容体としてCCR5またはCXCR4を使う ・主な標的はCD4陽性T細胞(ヘルパーT細胞)で、単球・マクロファージ、樹状細胞にも感染する ・CD4陽性T細胞の減少が細胞性免疫不全の本態であり、CD4数は病期・予防投与・治療効果の指標となる ・顆粒球(好中球・好酸球・好塩基球)はHIVの主な感染標的ではない
