細胞を介した免疫反応

概要

細胞介在性免疫系は、細胞内に侵入した細菌やウイルスに対する宿主の主要な反応です。細胞介在性免疫系は、細胞内感染を引き起こす侵襲性のある細菌やウイルスに対する宿主の主要な反応であり、また、がん細胞と戦って破壊するのにも不可欠です。さらに、細胞介在性免疫系は、臓器移植や移植組織の拒絶反応にも一役買っています。

自然免疫系が適応免疫系を活性化する

マクロファージや樹状細胞などの自然免疫系の貪食細胞は、異物を最初に認識します。これらの細胞は、異物を飲み込み、消化します。抗原と呼ばれる異物の小さな分子はそのまま残り、貪食細胞の表面に提示されます。この提示は、抗原と結合して細胞から突出する主要組織適合性複合体（MHC）のタンパク質によって促進されます。このため、食細胞は抗原提示細胞（APC）とも呼ばれます。MHC-抗原複合体は、適応免疫系の細胞を活性化し、最終的に異物の発生源と戦うことになります。

T細胞は適応免疫系の多くの機能を担っています

T細胞はリンパ球の一種で、成熟する場所である胸腺（thymus）にちなんで名付けられました。胸腺では、前駆体T細胞がCD4⁺とCD8⁺という2つの主なタイプに分化します。これらの細胞タイプは、細胞の機能を決定する表面受容体にちなんで名付けられています。すべてのT細胞はT細胞受容体を持っていますが、コア受容体であるCD4⁺またはCD8⁺が特異性をもたらします。CD4⁺コアセプターを発現しているT細胞は、APC上のMHCクラスII複合体と相互作用できます。一方、CD8⁺を持つT細胞は、感染細胞やがん細胞上の抗原-MHCクラスI複合体を認識します。CD8⁺細胞は、このような細胞を認識した後、最終的に感染細胞やがん細胞を破壊する細胞傷害性Tリンパ球（CTL）へと分化します。

ここで、CD4⁺細胞に注目してみます。CD4⁺細胞は、APCによって提示されたマッチする抗原に出会う前は、ナイーブと呼ばれます。ナイーブなCD4⁺ T細胞が活性化されると、メモリーT細胞やいくつかの種類のヘルパーT細胞に分化します。ヘルパーT細胞1型（Th1）は、サイトカイニンであるインターフェロンを産生し、APCでの病原体消化の引き金となり、CTLやB細胞の活動を刺激します。Th2細胞は、主にB細胞の活動を促進するインターロイキンを産生します。

適応型免疫システムは病原体との出会いを記憶します

記憶T細胞は、特定の抗原によって最初の攻撃が引き起こされた後も体内に残るT細胞の一種です。ヒトの記憶T細胞の中には、主に骨髄に存在し、全身の病原体に対して長期的な免疫力を発揮するものがあります。また、粘膜やリンパ液、血流などに戦略的に存在するものもあります。記憶T細胞は、抗原に遭遇すると、最初に遭遇したときよりも速く、強い免疫反応を起こします。それぞれのT細胞は、1つの特定の抗原によってのみ活動を開始します。同様に、記憶T細胞は、その特定の抗原に再遭遇したときにのみ活性化します。生物が一生のうちに遭遇する抗原の数が多ければ多いほど、次々と感染症に立ち向かうさまざまなT細胞の武器が増えることになります。この効果は予防接種にも利用されています。つまり、B細胞とT細胞の産生を誘発する抗原を制御された状態で導入するということです。同じ抗原を持つ本物の病原体が体内に入ってきても、適応免疫系はワクチン接種によってすでにこの感染症と戦うための準備ができているのです。

適応性免疫系は移植組織の移植成功を妨げます

皮膚、肝臓、骨などの組織は、健康なドナーから、それぞれの組織が病気や破壊されているレシピエントに移植されます。このような組織を移植組織といいます。このような医療行為が成功するかどうかは、移植組織とレシピエントの免疫系との相性に左右されることが多いです。もし、宿主と移植片の相性が悪い場合、移植片組織の損傷は2つの経路で開始されます。移植片拒絶の直接経路では、移植片に存在するAPCが、宿主のヘルパー細胞やCTL細胞に抗原を提示します。間接経路では、宿主のAPCが移植片を非自己と認識し、移植片由来の抗原をヘルパーT細胞に提示します。どちらのシナリオでも、宿主の適応免疫細胞は移植片組織に向けられ、その損傷を助長します。組織や臓器の移植の成功率を高めるために、レシピエントの免疫系の一部を薬で抑制します。