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〈総THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

72―125（ 25 ）説〉
粘膜ウィルス感染に対する末梢組織生体防御機構の解明に取り組んで
飯島則文 1,2）
医薬基盤・健康・栄養研究所ワクチン・アジュバント研究センター

1）

アジュバント開発プロジェクト

サブプロジェクトリーダー

大阪大学免疫フロンティア研究センターワクチン学2）

招聘研究員（2018 年 11 月 2 日受付）
我々の体は，病原体が生体内に侵入した際に速やかに反応し，多様な機能を持つ細胞群を活性化することにより生体を防御する免疫システムを備えている。様々な重篤な疾患を引き起こす病原体から生体を長期間防御するために重要な役割を果たす
免疫記憶とは，投与された抗原もしくは，感染した病原体由来の抗原に抗原提示細胞を含む免疫担当細胞が反応し，抗原特異的な B 細胞および T 細胞の分化を誘導し，末梢組織を含む様々な臓器で抗原特異的な二次反応を増強することである。このような免疫反応は，血中を循環するメモリー T 細胞，メモリー B 細胞および抗体が全身性に作用すると考えられていた。近年，皮膚組織や粘膜組織を含む末梢組織には，我々の予想を遥かに超える数のメモリー T 細胞が長期間局在していることが明らかとなっており，その役割が注目されている。
単純ヘルペスウィルス 2 型（HSV-2）は，主に生殖粘膜組織の上皮細胞に感染後，末梢神経を上行し，後根神経節へ移行することが知られている。これまで試験された全てのワクチン候補薬は，ワクチン投与後，被験者血液中にワクチン抗原に対する細胞性免疫および液性免疫が誘導されるにもかかわらず，HSV-2 感染を防御するワクチン効果が認められていない。以上の結果から，HSV-2 に対する新たな治療方法を確立するためには，HSV-2 に対する生体防御機構の更なる理解が必要であると考えられる。
本稿では，メモリー T 細胞を中心とした組織特異的免疫応答の重要性について，最新の知見を紹介します。

術協議会（現はじめに公益財団法人日本感染症医薬品協会）・ファイザー感染症研究助成事業で，海外留学助成に採択されて Yale 大学医学部免疫生物学

私は，幸運にも平成 16 年度に日本抗生物質学部岩崎明子研究室に留学することができました。

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この紙面をお借りして，心より御礼申し上げま

慢性感染が多いことが知られています。日本におす。本海外留学助成に採択された当時は，留学生

ける性感染症の報告件数は，性器ヘルペス感染者

活が約 12 年の長きに渡るとは想像もしませんで

数 10,258（平成 26 年）を筆頭に年々増加の一途をしたが，粘膜ウィルス感染に対する生体防御機構たどっています。性感染症は特に若者に感染が広で最先端の研究を展開していた岩崎ラボの規模ががっており，神経組織に潜伏感染したヘルペス

年々大きくなっていく様を自分自身の研究の発展

ウィルスが再活性化を繰り返し，感染部位や神経と共に経験することができたことは貴重な財産と組織において激しい痛みを伴うことも報告されてなりました。

おり，患者の QOL への影響が問題となっていま

本海外留学助成の基盤となった研究に従事したす。加えて，これまで試験されたヘルペスワクチ

大学院博士課程在籍時は，樹状細胞の細胞生物学ンはほぼ全て，予防・治療効果がないというヒトや免疫応答全体における樹状細胞の役割を学び， 臨床試験結果が報告されています 2）。それ故，現樹状細胞の機能を制御する細胞内情報伝達経路の在のところヘルペスウィルスを根治することは困解明に取り組んでおりました。その過程で，実際難な状況です。に病原体が感染した場合の生体防御機構（特に感染部位）がどのように制御されているのか，生体HSV-2 に対する粘膜組織生体防御機構内での樹状細胞の役割に興味を持つようになりま

留学当時は，HSV が粘膜組織上皮細胞に感染した。岩崎ラボへ留学後は性感染症を引き起こす後，粘膜固有層に局在する樹状細胞が所属リンパ単純ヘルペスウィルス 2 型（Herpes simplex virus

節へと移動し抗原特異的 T 細胞の形成を誘導する

type 2; HSV-2）をマウス膣粘膜組織に感染させるということが知られておりました 3）,4）。しかしな

モデルを用いて末梢組織における生体防御機構のがら，粘膜組織に局在する樹状細胞の役割や免疫解明に取り組み，主に感染部位である膣粘膜組織担当細胞の機能は全く不明でした。その理由としや HSV-2 が潜伏感染を引き起こす神経組織におて，感染部位である粘膜組織で何が起こっているける生体防御機構の詳細を解明しました。本論文のか検出する方法や解析する手段が不足しておりの趣旨が若手研究者に微生物学・抗生物質の興味ました。そこで，様々な消化酵素の利用や組織破を持っていただき，感染症の基礎研究の啓発にな砕処理方法を最適化し，微小粘膜組織に局在するればとのことで，筆者自身が留学当初に未知の現細胞群の可視化を可能にしました。最適化した方象を発見した経緯から論文発表までをわかりやす法を用いて膣粘膜組織に局在する細胞群を解析しくまとめることができればと思います。

たところ，膣粘膜上皮には，少なくとも細胞表面抗原の発現が異なる 3 種類の樹状細胞が局在して性器ヘルペス感染症いることが明らかとなりました 5）。さらには，皮性 器 ヘ ル ペ ス 感 染 症 は，性 感 染 症（sexually膚ランゲルハンス細胞とは異なり，これらの樹状transmitted disease: STD）の一つとして知られて細胞は，骨髄由来の樹状細胞前駆体から分化する

お り，生 殖 器 官 の 粘 膜 を 通 し て 病 原 微 生 物 や特殊な樹状細胞が局在することを示し，分化系統ウィルスが感染することによって引き起こされが異なることがわかりました 5）。この結果より，

ます 1）。HIV（human immunodeﬁciency）や単純皮膚上皮に局在するランゲルハンス細胞とは異なヘ ル ペ ス ウ ィ ル ス 2 型（herpes simplex virus-2;るユニークな樹状細胞集団であることが示唆されHSV-2）感染に代表されるように，長期にわたるました。上述したように，ウィルス感染後，膣粘Mar. 2019

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27（ 27 ）膜組織に局在する樹状細胞が所属リンパ節に移動が，HSV-2 感染 5 週間後にはこれらの CD4 陽性 T

し， HSV 特 異 的 エ フ ェ ク タ ー CD4 陽 性 T 細 胞細胞が膣粘膜固有層にクラスターを形成しており（TEFF）を分化させることは知られていました3）

ました 7）。HSV-2 を膣粘膜組織に再感染させた場

が，HSV 感染部位である膣粘膜組織に HSV 特異合に，HSV-2 のウィルス複製抑制に CD4 陽性 T 細的 TEFF が到達後，粘膜組織でどのようにしてウィ胞が重要な役割を果たしていることが知られておルスの複製を抑制するエフェクター機能を発揮す

りました 8）が，膣粘膜組織に形成されたクラスるか不明でした。筆者らのグループは，HSV-2 感ターに局在する CD4 陽性メモリー T 細胞がウィ染 1 週間後に粘膜組織に蓄積した単球由来抗原提ルス複製抑制に貢献しているのか不明でした。

示細胞が CD4 陽性 TEFF に抗原を提示し，これら我々がマウス膣粘膜組織における CD4 陽性 T 細の細胞が IFN-γを産生し感染防御に寄与すること胞のクラスターを発表後，Corey L らのグループを証明しました 。以上の結果から，CD4 陽性が HSV-2 に感染した患者の膣粘膜組織においてTEFF が HSV-2 感染後 1 週間で膣粘膜上皮におけるも CD4 陽 性 T 細 胞 が ク ラ ス タ ー を 形 成 し て い複製を抑制することが明らかとなりました。一方

る こ と を 発 表 し ま し た 9）。こ れ ら の 結 果 か ら，で，HSV-2 感染 3 週間後，4 週間後に膣粘膜組織にHSV-2 感染によって形成される CD4 陽性 T 細胞

おける CD4 陽性 T 細胞の局在を免疫組織染色でのクラスターは何らかの生理的意義があることが確認したところ，ウィルスが粘膜組織から除去さ示唆されました。

6）

れたにも関わらず，CD4 陽性 T 細胞が依然としてHSV-2 を 感 染 5 週 間 後， CD4 陽 性 T 細 胞 は，膣粘膜組織に局在しておりました 。さらには， TEFF からメモリー T 細胞へと分化していることが7）

HSV-2 感染 1 週間後には認められませんでした

知られており，主に CD62LhiCD44hiCD4 陽性メモ

図 1. 並体結合のしくみ

HSV-2 をホスト及びパートナーマウスの膣粘膜組織に感染 5 週間後，これら 2 匹のマウスを並体結合の手術によって，両者の体循環を共有させた。その 3 週間後，ホストマウスの末梢血中を循環する CD4 陽性 T 細胞及び CD8 陽性 T 細胞の由来をホスト由来マーカーを用いてフローサイトメトリーによって解析した。また，同様にホストマウスの膣粘膜組織に局在する HSV-2 特異的 IFN-γ産生 CD4 陽性メモリー T 細胞
及び HSV-2 特異的 CD8 陽性メモリー T 細胞（KbDb tetramer 陽性）の由来をホスト由来マーカーを用いてフローサイトメトリーによって解析した。（文献 11）より引用改変）

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リー T 細胞（Central memory T cells; TCM）は所属した。具体的には，HSV-2 再感染後早期に血中かリンパ節に局在し，CD62L CD44 CD4 陽性メモ

ら CD4 陽性メモリー T 細胞が神経組織へと移行

リー T 細胞（Effector memory T cells; TEM）は，リし，IFN-γ を産生することによって血管内皮細胞ンパ節から組織へと移行し血中を循環しているこの血管透過性を上昇させ，ウィルス伝播を抑制すとが報告されておりました 10）。そこで，クラスる抗 HSV-2 抗体が神経組織へと移行できること

ターに局在する CD4 陽性 T 細胞が血中を絶えずを証明することができました 12）。

lohi循環している CD4 陽性メモリー T 細胞かどうか終わりにを明らかにする目的で，並体結合の技術を用いて2 匹のマウスの血液循環を共有させました（図 1）。
その結果，クラスターに局在する CD4 陽性 T 細胞

留学した当時に開始した上記の研究テーマは，はこれまで報告されていた TEM ではなく，組織にその当時に発見が相次いでいたトレンドとはかけ

長く局在する組織局在型 CD4 陽性メモリー T 細

離れたよくわからない未知の分野の研究テーマで胞（Tissue resident memory T cells; TRM）であるこした。研究初期の進捗は早くありませんでしたと が 明 ら か と な り ました 11）（図 1）。さらには， が，じっくりと長い時間をかけていくつかの論文

HSV-2 再感染後 12 時間以内に高濃度の IFN-γを産を仕上げることができました。長いスパンでの研生することが明らかとなり，感染後すばやくウィ究テーマを与えていただいた岩崎先生に深く感謝

ルス複製抑制に大きく貢献していることを証明致申し上げます。また，公益財団法人日本感染症医しました。

11）

薬品協会から留学するチャンスや御支援をいただ
けましたこと，重ね重ねお礼申し上げます。

神経組織内での HSV-2 ウィルス複製抑制における抗体の重要性
前項で示したように，膣粘膜組織に形成されるクラスターに局在する CD4 陽性メモリー T 細胞

利益相反
本論文に関して，申告すべき利益相反関係にある企業などはありません。

が HSV-2 再感染に対するウィルス複製抑制に重要な役割を果たしていることが明らかとなりました。同じ実験系においては，B 細胞を除去してもウィルス複製は抑制されることがわかりましたが，膣粘膜組織にクラスターが形成されない場合は，B 細胞がウィルス複製抑制に大きく関与していることが示唆されました 12）。HSV-2 をマウス鼻粘膜組織に感染させると血中に抗 HSV-2 抗体力価の著しい上昇が認められました。さらには鼻粘膜組織に HSV-2 感染 5 週間後，HSV-2 を膣粘膜組織に再感染させると，後根神経節におけるウィルス複製が著しく抑制されました 12）。その後この生体防御機構には，CD4 陽性メモリー T 細胞と抗HSV-2 抗体が関与していることが明らかとなりま文献
1）Schiffer JT, Gottlieb SL: Biologic interactions
between HSV-2 and HIV-1 and possible
implications for HSV vaccine development.
Vaccine. 2017 S0264-410X 31273-2.
2）Belshe RB et al.: Efﬁcacy results of a trial of aherpes simplex vaccine. N Engl J Med. 2012
366: 34–43.
3）Zhao X et al.: Vaginal submucosal dendriticcells, but not Langerhans cells, induce
protective Th1 responses to herpes simplexvirus-2. J Exp Med. 2003 197: 153–62.
4）Allan RS et al.: Epidermal viral immunity
induced by CD8alpha＋dendritic cells but notby Langerhans cells. Science. 2003 301: 1925–Mar. 2019

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8.
5）Iijima N et al.: Vaginal epithelial dendritic cells
renew from bone marrow precursors. Proc NatlAcad Sci USA. 2007 104: 19061–6.
6）Iijima N et al.: Recruited inflammatory
monocytes stimulate antiviral Th1 immunity ininfected tissue. Proc Natl Acad Sci USA. 2011108: 284–9.
7）Iijima N et al.: Dendritic cells and B cells
maximize mucosal Th1 memory response toherpes simplex virus. J Exp Med. 2008 205:3041–52.
8）Milligan GN et al.: T lymphocytes are requiredfor protection of the vaginal mucosae andsensory ganglia of immune mice against
reinfection with herpes simplex virus type 2. J
Immunol. 1998 160: 6093–100.

72―129（ 29 ）9）Zhu J et al.: Persistence of HIV-1 receptorpositive cells after HSV-2 reactivation is apotential mechanism for increased HIV-1
acquisition. Nat Med. 2009 15: 886–92.
10）Sallusto F et al.: Central memory and effector
memory T cell subsets: function, generation,and maintenance. Annu Rev Immunol. 2004 22:745–63.
11） Iijima N, Iwasaki A: T cell memory. A local
macrophage chemokine network sustains
protective tissue-resident memory CD4 T cells.
Science. 2014 346（6205）: 93–8.
12）Iijima N, Iwasaki A: Access of protective
antiviral antibody to neuronal tissues requires
CD4 T-cell help. Nature. 2016 533 （7604）:
552–6.

The mechanisms of protective immunity
against genital herpes infection
Norifumi Iijima1,2）
1）National Institutes of Biomedical Innovation, Health and Nutrition2）
Immunology Frontier Research Center, Osaka University

Herpes simplex virus-2（HSV-2）is one of the most common sexually transmitted infections（STIs）with a high prevalence of 417 million in the world. HSV-2 is primarily transmitted
through genital epithelial cells followed by the establishment of latency in the sacral ganglia. So
far, several pharmacological interventions are available to inhibit virus replication. However,HSV-2 has not been able to be completely cured by them. Furthermore, itʼs been known thatneonatal HSV-2 infection is seriously lethal without the treatment and HSV-2 infection in adults
increases the susceptibility of high-risk HPV and HIV infection. Therefore, preventative vaccines
or curative medicines are required for this disease. However, all of the current vaccine has beenineffective to prevent HSV-2 disease or infection despite inducing anti-HSV-2 immunity in thecirculation. Towards developing vaccines to prevent HSV-2 transmission, a further understandingof the mechanism by which immune responses within peripheral tissues following HSV-2infection are required. However, the immune mechanism of protection within the female genital
mucosa and dorsal root ganglia（DRG）has been poorly understood. Until now, we have foundthat 1）genital tissue-resident immune response by establishing memory lymphocyte cluster30（ 30 ）THE JAPANESE JOURNAL OF ANTIBIOTICS

72―1Mar. 2019（MLC）including HSV-2-speciﬁc T cell populations was required for preventing the spreading ofHSV-2 from genital tissues to dorsal root ganglia（DRG）and 2）IFN-γ rapidly produced bycirculating CD4＋ memory T cells in DRG increased vascular permeability in blood-nerve barrier
to allow the entry of anti-HSV antibody within neuronal tissues. Our results shed light on apreviously unappreciated role of CD4＋ memory T cells against genital herpes infection.