科学者や医療の専門家は、何が疾患の原因になるのか、私たちの体はどのようにして疾患に応答するのかを、何百年にもわたって研究してきました。疾患に応答するメカニズムには単純なものもあれば、驚くほど複雑なものもあります。免疫学のブログシリーズの第一回目として、免疫系が疾患を寄せ付けないようにするために採用している様々な戦略についておさらいします。
免疫系は体を疾患からどのように守るのか？
私たちの体が感染症や疾患から身を守るために採用している細胞戦略システムは、現在、免疫系と呼ばれています。免疫系は細菌やウイルスなど、様々なタイプの外来微生物から私たちの体を守っています。さらに免疫系は、環境汚染物質から私たちを保護し、がん細胞などの、身体中の細胞内における各問題にも対応しています。免疫系が無ければ、私たちは感染症や疾患に非常に弱くなってしまいます。
免疫系は大まかに、自然免疫応答、適応免疫応答と呼ばれる2つのタイプの細胞防御機構で構成されています。
自然免疫
自然免疫応答は、感染性の微生物の侵入に対する防御の第一線です。これは皮膚や粘液などの物理的なバリアから、サイトカインの産生と補体の活性化まで、様々な方法を介して病原体に迅速に応答します。これらの方法はすべて、新しい病原体に初めて遭遇した時に起こる一次免疫応答の一部です。サイトカインの産生と補体の活性化はともに、感染部位に免疫細胞をリクルートし、組織の免疫応答を促進します。
自然免疫系は、血液や組織に存在する多様な白血球を用いて病原体を検出することができます。これらの細胞は病原体と自己の細胞を区別するために、一般的な生殖細胞にコードされた認識受容体を利用します。このアプローチは、特異性はあまり高くありませんが、リンパ球が多くの細菌の膜上に一般的に存在する分子を認識して、侵入してきた細菌を検出します。自然免疫系は病原体の細胞記憶を形成することはできませんが、感染症に迅速に (数分から数時間以内に) 応答することができます。
自然免疫応答で病原体の排除に積極的に関与するのは、多くの場合、好中球、好酸球、マクロファージ、ナチュラルキラー細胞などの貪食細胞です。問題のある細胞を取り込み、その抗原を細胞外液内に放出してさらなる検出を可能にするか、あるいは外来の抗原をその細胞膜に提示して免疫系の他の細胞による認識を促進します。
適応免疫
これに対し適応免疫系は時間 (数日) をかけて応答し、外来異物の特異的抗原を認識するカスタムメイドの受容体を使用します。これはT細胞、B細胞、ナチュラルキラーT (NKT) 細胞と呼ばれるリンパ球が複合的に作用する、時間のかかるプロセスです。これらが協調し、特定の抗体を使用して病原体を脅威として特異的に検出し、マークします。その後、応答を増幅させ、侵入物を破壊します。
この戦略の最も重要な利点の1つは、専門のメモリーT細胞やB細胞を血液やリンパ節に保存することで、適応免疫系が病原体の持続的な記憶を形成できることです。これによって免疫系は、同じ病原体に今後遭遇した場合、より迅速かつ簡単に撃退することができます。その後抗原に曝されると、細胞攻撃レベルが増加します。これは二次応答と呼ばれています。
自然免疫応答と適応免疫応答はともに、細胞外液中の巨大分子、あるいは特定の免疫細胞の活性化によって引き起こされます。前者は液性免疫 (体液または体内の液体を語源とする)、後者は細胞性免疫と呼ばれています。
液性免疫は多くの場合、外来抗原を検出するために、自由に浮遊する抗体や補体タンパク質を利用します。一方、細胞性免疫は、T細胞、マクロファージ、ナチュラルキラー (NK) 細胞を利用して感染した体細胞を破壊します。
興味深いことに、ナチュラルキラーT細胞は、NK細胞とは異なるT細胞の特別な亜集団で、自然免疫細胞と適応免疫細胞の両方の特徴を持っており、広範囲な応答を担っています。自然免疫応答の一部に分類されることの多い細胞ですが、適応免疫とも密接な相互作用を持っています。
追加リソース：
自然免疫と適応免疫の詳細は、3部構成の免疫学に関するブログシリーズをご覧ください。
参考文献：
- Alam U. Immunity: The Immune Response to Infectious and Inflammatory Disease. Yale J Biol Med. 2007;80(3):137.
