大阪府立羽曳野病院アレルギー小児科 土居悟
アレルギー疾患に治癒はあるかというのが本日のテーマですが、NIHのパンフレットをみますと、Your asthma can be controled.と書いています。もっともページを開けますとAsthma can be controled with proper, long-term treatment. but it cannot be cured. と書いてありますが、これを、コントロールはできるが治癒されないというふうに逐語訳しますと、つきはなしたような感じをうけますので、治癒を究極の目標としますが、当面の現実的な目標は喘息のコントロールであり、それは可能であるというぐあいに、意訳したいとおもいます。
喘息をコントロールするためには、敵を知るといいますか、喘息の病態を把握しないといけないのですが、喘息の病態は気道粘膜の炎症としてとらえられてきています。そして複数の環境危険因子と複数の喘息増悪因子が症状を修飾します。
炎症とはなにかということですが、喘息の患者さんに陽性抗原の吸入誘発テストをしますと即時型反応と遅発型反応が起こりますが、遅発型が慢性喘息に重要であると考えられています。気管支喘息患者気道粘膜の生検標本では、好酸球のみならず不規則な形のリンパ球や活性化マーカーであるＣＤ２５（ＩＬ−２レセプターα鎖）陽性細胞の増加が認められたことから、気道粘膜の炎症にはリンパ球、特に活性化Ｔ細胞の関与が考えられるようになりました。
２．気道粘膜におけるサイトカインｍＲＮＡの発現
このＴ細胞の関与をサイトカインによる細胞間調節作用としてとらえることが可能になりました。1991年にロンドンのケイ先生の研究室のHamid先生たちは軽度の喘息症状のある患者に気管支生検を施行し、気道粘膜細胞のＩＬ−５ｍＲＮＡの発現を in situ ハイブリダイゼーション法で検討されました。健常人群ではみられないＩＬ−５ｍＲＮＡを発現している細胞が１０人中６人の喘息患者で認められました。
そしてＩＬ−５ｍＲＮＡ陽性細胞数とＣＤ２５陽性細胞数、好酸球数、活性化好酸球を表すＥＧ２陽性細胞数には正の相関が認められました。このことは、喘息症状のある患者の気道粘膜において、ＩＬ−５が好酸球の活性化をひきおこしていることを直接に示していると考えられます。
1992年にHamid先生と同じ研究室のRobinson先生たちは、気管支喘息におけるサイトカインのプロフィールをみるため、軽症のアトピー性喘息患者に気管支ファイバースコープを行い、bronchoalveolar-lavage fluid（ＢＡＬＦ）から得られた細胞のサイトカインｍＲＮＡの発現を in situ ハイブリダイゼーション法を用いて検討されました。喘息群では健常人群にくらべて、ＩＬ−３、ＩＬ−４、ＩＬ−５、ＧＭ−ＣＳＦのｍＲＮＡを発現している細胞が多く観察されました。また、蛍光抗体法の併用によると、ＩＬ−４、ＩＬ−５のｍＲＮＡを発現している細胞は、ほとんどがＴ細胞でした。
坑原刺激したマウスのＣＤ４細胞クローンは分泌するサイトカインの種類により２つのタイプ、すなわちＴｈ１とＴｈ２とに分けられます。Ｔｈ１細胞はＩＬ−２、インターフェロン−γ（ＩＦＮ−γ）、ＴＮＦ−βを産生するがＩＬ−４、ＩＬ−５、ＩＬ−６を産生しません。一方、Ｔｈ２細胞はＩＬ−４、ＩＬ−５、ＩＬ−６を産生するがＩＬ−２、ＩＦＮ−γ、ＴＮＦ−βは産生しません。ＩＬ−３とＧＭ−ＣＳＦは両方のタイプの細胞から産生されます。ＩＦＮ−γはＴｈ２細胞の分裂を抑制します。Robinson先生たちの結果は、喘息発作時のＴ細胞の活性化はマウスで言われているＴｈ２様のＴ細胞の活性化であることを示唆しています。
３．末梢血単核球のサイトカインｍＲＮＡのＲＴ−ＰＣＲ法による半定量
私は1991年から92年にかけてロンドンのケイ先生の研究室にいましたので、Hamid先生もRobinson先生もそのときの同僚です。そして同僚の仕事を横目でみていました。気管支ファイバースコープによるＢＡＬＦや生検標本を使った仕事は気道粘膜の炎症の解析に非常に有用な情報を提供します。しかし、重症の患者や重症の喘息発作時には、気管支ファイバースコープは臨床的かつ倫理的に適応ではなく、また血清中のＩＬ−５は健常人では測定感度未満であり一部の喘息患者でのみ測定感度以上となるにすぎません。
私達は感度および特異性にすぐれたＲＴ−ＰＣＲ法を用いて末梢血単核球のサイトカインｍＲＮＡの発現について検討しました。方法は、喘息発作時の患者末梢血単核球から総ＲＮＡを抽出し、oligo(dT) を用いて reverse transcription(RT)した後に、各サイトカインに特異的な cDNA を polymerase chain reaction(PCR) で増幅しました。半定量するために飽和しないサイクル数でＰＣＲを行いました。増幅後の検体をドットブロットし32Ｐをラベルした各サイトカインに特異的なinternal oligoを用いてハイブリダイゼーションをおこないました。ドットブロットの強さをデンシトメトリーで基準を任意に設定した高さに変換することにより、cDNA量の相対的な差を高さの差で表すことができます。
１０人の喘息発作時の患者と９人の健常人の末梢血単核球から総ＲＮＡを抽出し、ＲＴ−ＰＣＲ法を用いて、各サイトカインのｍＲＮＡの発現について検討しました。各サイトカインについて同時にＰＣＲを行い、同時にドットブロットすることにより、喘息群と健常人群の差を検定しました。全サンプルでＩＬ−５のシグナルを検出しました。
喘息群は健常人群にくらべて著明に高値でした。このことは喘息群では、ＩＬ−５ｍＲＮＡの発現量が健常人群にくらべて多いことを示唆しています。また、ＩＬ−５ｍＲＮＡの発現量と末梢血中の好酸球の絶対数とは正の相関を示していました。一方、ＩＬ−４、ＩＬ−２、ＩＦＮ−γのｍＲＮＡの発現量は両群間で差がありませんでした。
この１０人の患者のうち７人を経口プレドニゾロンで７日間治療し、治療前後で同様の検討を行いました。ステロイド治療は有効であり、全例で呼吸機能上一秒量の改善がみられたました。そしてステロイド治療後にＩＬ−５のｍＲＮＡの発現量が著明に低下しました。一方、ＩＬ−２とＩＦＮ−γのｍＲＮＡの発現量は治療前後で差がありませんでした。これらのことから喘息治療におけるステロイドの奏功機序の１つとしてＩＬ−５ｍＲＮＡの発現量を抑制することが考えられます。
４．気道粘膜の炎症と２つの経路
アトピー性喘息では抗原刺激によりＢ細胞からIgE抗体が多量に産生しマスト細胞上のFcεレセプターに結合します。次の抗原暴露によりマスト細胞で抗原抗体反応がおこり、分泌されたケミカルメディエーターにより気道収縮がひきおこされます。IgE産生はＩＬ−４によって制御されています。この臨床的には即時型反応として観察されるIgE抗体とマスト細胞が主役を演じる経路とはべつに、もう１つの経路が考えられ、Kayらは次のような仮説を提唱しています。
すなわち、気道粘膜上でＣＤ４陽性Ｔ細胞が抗原に反応し、ＩＬ−５などのサイトカインが分泌され好酸球の集積と活性化が関与する炎症がひきおこされると考えています。好酸球由来の蛋白が気道上皮の傷害をおこし、気道の過敏性を増悪させます。この経路はIgE抗体の存在とは独立しています。内因性喘息ではＴ細胞は気道粘膜上の何かを間違って抗原として認識している可能性があるのかもしれません。このＴ細胞と好酸球を介する経路が、臨床で観察される遅発型反応と慢性的な喘息症状の持続に重要であると考えています。
５．フローサイトメトリーを用いたＴ細胞の活性化に関する検討
簡便に末梢血においてＴ細胞の活性化を検討するために二重染色法をフローサイトメトリーを用いて行いました。
ＣＤ４、ＣＤ８細胞別に活性化マーカーのＣＤ２５陽性細胞を測定しました。
喘息発作時の患者末梢血を検討しますと、Ｔ細胞のうちＣＤ４陽性Ｔ細胞においてＣＤ２５の発現が増加していました。一方、ＣＤ８陽性Ｔ細胞にはＣＤ２５の発現増加は認められませんでした。また１週間の内服ステロイド治療によりＣＤ４陽性Ｔ細胞は健常人と同程度にまで低下しました。
一部の喘息患者では、血清中のＩＬ−５が測定可能であり、血清中のＩＬ−５の濃度とＣＤ４陽性Ｔ細胞の活性化との関連が示唆されました。
血清のIL-4は感度未満ですのでCD4+/CD25+細胞とIL-5以外のサイトカインの関連をみる目的で、次の検討を行いました。小児気管支喘息患者14名を対象として、末梢血単核球を分離後、リンパ球の CD4+/CD25+ 細胞をフローサイトメトリーで解析しました。また、同時に採血した全血をPHA(x1000)とPMA(1 ng/ml)の刺激下にRPMI1640培養液で３日間培養し培養上清中の IL-2、IL-4、IL-5、IFN-γをELISAで測定しました。その結果CD4+/CD25+ 細胞数はIL-5産生量と正の相関性を認め(p<0.01)、好酸球数と血清ECP値とも相関を示しました。
しかし、IL-2、IL-4、IFN-γの産生量とは、いずれも相関しませんでした。これらの結果は、Ｔ細胞の活性化を表すCD4+/CD25+ 細胞数の増加が、サイトカインのなかでも IL-5産生の亢進と関連し、IL-5量の上昇が好酸球数と血清ECP値の増加と関連していると考えられます。
６．気道炎症の活動性と気道収縮の変動性との関連性について
気道収縮の変動性と気道炎症の活動性との関連性を検討しました。対象は施設入院療法中の気管支喘息患者22名（9-15歳）です。気道収縮の変動性を評価するために7日間の朝、夜のピークフロー(PEF)を連日測定し変動係数(CV)(%)を100x標準偏差／平均で算出しました。また、第8日の末梢血を採取し、気道炎症の活動性を反映する活性化T細胞、すなわちCD4+/CD25+細胞をフローサイトメトリーで解析しました。その結果、朝および夜のPEFのCVは、CD4+/CD25+細胞の絶対数と正の相関性が認められました(おのおのp<0.01,p<0.05)。さらに、末梢血好酸球の絶対数とも正の相関をしめしました。
これらのことから、PEFのCVは気道収縮の変動性の指標であるのみならず、気道炎症の活動性とも関連することが示唆され、臨床的に有用であると考えています。
７．積極的抗炎症治療
アレルギー疾患の治癒を究極の目的とする時、当面の現実的な目標としてはアレルギー疾患をコントロールすることです。治療は、抗原除去指導から、薬物治療にとどまらず、鍛錬、心理治療も視野に入れた総合治療であるべきですが、個々の患者においては治療はその評価を伴いながら個別に行われます。炎症マーカーとしてのCD4+/CD25+Ｔ細胞とPEFの変動は治療上よい指標と考えられます。
治療の目標を喘息発作がおこらないことのみならず、日常生活がふつうにできることとしますと、治療は喘息発作を予防することだけでなく、ピークフローが安定すること、すなわち、炎症に対する治療をきっちりすることが重要であるということになります。このことはすでに馬場先生によりゼロレベル作戦、西川先生により積極的ゼロレベル作戦といわれていることと志を同じくするのですが、仮に総合的抗炎症治療とでも呼ばせていただきますと、総合的抗炎症治療を喘息発症初期から強力に行うことにより、喘息のアウトグローがふえるかどうかが今後の検討課題だとおもいます。
薬物では、吸入ステロイドが抗炎症作用が強いのですが、吸入薬ですので、吸入指導がポイントになります。吸入指導は医師のみではいきとどきませんので、小児気管支喘息のコントロールは、医師、看護婦、薬剤師、心理士等の医療関係者、教育関係者と患者家族等のパートナーシップを高め、さらに医療、福祉、教育の緊密な連携をはかるなかで、現実に可能になりつつあると考えています。
文献
Corrigan C J, Haczku A, Gemou-Engesaeth V, Doi S, Kikuchi Y, Takatsu K, Durham S R, Kay A B. CD4 T-lymphocyte activation in asthma is accompanied by increased serum
concentration of interleukin-5. Effect of glucocorticoid therapy.
Am Rev Respir Dis 1993, 147 p540-7.
Doi S, Gemou-Engesaeth V, Kay A B, Corrigan C J. Polymerase chain reaction quantification of cytokine messenger RNA expression in peripheral blood mononuclear cells of patients with acute exacerbation of asthma: effect of glucocorticoid therapy. Clin Exp Allergy 1994, 24 p854-67.
Doi S, Murayama N, Inoue T, Tamamatsu I, Kameda M, Omoto Y, Toyoshima K. CD-4 T-lymphocyte activation is associated with peak expiratory flow variability in
childhood asthma. J Allergy Clin Immunol 1996, 97(4) p955-62.