●アレルギー・アトピー性疾患――［ III ］アレルギー性疾患の治療の将来展望

3．DNA 免疫法によるアレルギー性疾患の治療
佐野公仁夫＊
近年，アレルギーが急増している．その背景として病原微生物感染の減少を一因と考える衛生仮説が提唱されている．微生物の DNA には，アレルギーを抑制できる作用が隠されているのである．
DNA の CpG 配列は 6 個の塩基を基本とする配列で，中心部にシトシン（C）とグアニン（G）が並ぶ．この配列の特徴は，哺乳類には少なく，逆に微生物には多く認められることである．その違いを利用するように生物は進化してきた．そして哺乳類は，DNA から蛋白質への翻訳とは無関係に，CpG 配列そのものを微生物の侵略と認識して，微生物を排除するための数々の免疫・炎症反応を発動する．Th1 細胞活性化もその一つである．
アレルギーは，アレルゲンに対する Th2 細胞の過剰反応がその原因である．CpG配列で誘導される Th1 細胞は Th2 細胞に抑制的に働く．CpG 配列を多く含む微生物への曝露がアレルギー増加を抑制すると考える衛生仮設の根拠の一つである．
そこで逆に，CpG 配列を利用してアレルギーを治療する戦略を考える．われわれはマウス喘息モデルにおいて，CpG 配列を含む DNA（以下 CpG DNA）のアレルギー抑制作用を検討した．卵白アルブミン（OVA）によって誘発される気道好酸球性炎症は，CpG DNA と OVA を直接結合して投与すると効率的に抑制された．
抗アレルギー効果の背景には CpG DNA が糊のように樹状細胞に接着するという新事実があった．

その結果，CpG DNA と結合してある抗原が樹状細胞に効率よく取り込まれ，結果的にアレルゲン特異的 Th1 細胞の活性化増強へとつながった．toll-like receptor 9 は，CpG DNA による Th1 細胞誘導には必須であるが，CpG DNA の樹状細胞への接着自体には無関係であった．
CpG とアレルゲンの結合体は，アレルギーに対する治療薬として海外ですでに治験が進行中であり，良好な結果が報告されている．

Treatment of allergic diseases with DNA immunization
KUNIO SANO Department of Respiratory and Infectious Diseases, Graduate School of Medicine, Tohoku
University

さの・くにお：東北大学大学院医学系研究科内科病態学講座感染症・呼吸器病態学助教授．昭和56
年東北大学医学部卒業．昭和63
年東京大学医学部免疫学助手．平成４年長崎大学医学部医動物学講師．平成８年東北大学医学部第一内科助手．
平成15年現職．
主研究領域／アレルギー病学．呼吸器病学．
＊

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Key wordsCpG
配列
アレルギー
Th1!
Th2細胞衛生仮説

Th2 細 胞 の 2 種 類 に 分 類 で き る と 報 告 しはじめにた2）．続いて，Th1 と Th2 細胞の産生するサ近年，アレルギーが急増している．日本でイトカインが相互に抑制的に作用することもは，3 人に 1 人がアレルギー症状を訴えていわかった3）．またアレルギーが Th2 型の免疫る．急増の背景として，病原微生物感染の減反応により引き起こされ，一方，感染防御に少を一因と考える衛生仮説が提唱されていTh1 型免疫反応が重要であることも知られる

る．微生物の DNA には，アレルギーを抑制でようになった．

きる秘密が隠されているのである．
それなら，このような免疫学的知見の蓄積を背景に，微生物の DNA をアレルギーのコントロール

衛生仮説を次に述べるような Th1!
Th2 のバに活用できないであろうか？

ランスで説明する試みが受け入れられてきた．生下時免疫反応は Th2 優勢であるが，生後徐々に Th1 優勢の免疫応答型に変化して1．背景いく4）．この Th2 から Th1 型への変化を起こ

1）アレルギーでの免疫バランスすものが，通常の成長過程で経験する病原微臨床的にアレルギーと呼ばれる疾患群，た生物への度重なる曝露である．しかし衛生状

とえば気管支喘息やアレルギー性鼻炎，アト態の改善や抗生物質の多用によって，微生物ピー性皮膚炎の急性期などは，アレルゲンにへの曝露の機会が減少している．その結果，対する Th2 細胞の過剰反応が根源である．

本来であれば感染に対する防御反応の中で活Th2 細胞の抑制が，アレルギーの根本原因を性化される Th1 反応が十分に起こらない．そ正す免疫療法の目標となる．

して，生下時から Th2 優勢が続き，アレル一方，Th2 細胞と兄弟でありながら，Th2ギーを発症しやすい状態にとどまる4）．

に対して抑制的に作用する Th1 細胞がある．

3）CpG 配列について

Th1 細胞を優先的に分化誘導・活性化す れ

微生物感染は，一般に Th2 細胞よりも Th1

ば，アレルギーでの Th2 優勢のアンバランス細胞を誘導しやすい．Th1 細胞は結核などのを改善してアレルギー治療に応用できる．

微生物感染時に必須の防御機構を発揮する．

Th1!
Th2 のバランス説がアレルギーの免

微生物に特有の構造物のなかで何が Th1 型疫異常全てを説明するわけではないが，この反応を強く誘導するのであろうか？その一つ説がアレルギーの説明に広く用いられるのはが，微生物 DNA の CpG 配列である．

分かりやすいからである．さまざまな実験系

DNA の CpG 配列は 6 個の塩基を基本とすで，Th1!
Th2 のバランスを正すとアレルギーる配列で，中心部にシトシン（C）とグアニン状態が改善に向かう結果も報告されている．

（G）が並ぶ．CpG 配列は，哺乳類の DNA には

2）衛生仮説（hygiene hypothesis）

少なく，逆に微生物には多く認められる特徴

近年のアレルギー増加の原因を，環境や衛がある．その違いを利用するように生物は進生状態の変化に求める仮説である．1989 年

化してきた．そして哺乳類は，DNA から蛋白

Strachan は，幼少時の感染症減少がア レ ル質への翻訳とは無関係に，CpG 配列そのもの

ギー疾患増加の原因であるという衛生仮説をを微生物の侵略と認識して，微生物を排除す

1）初めて提唱した ．当時はその仮説を十分説るための数々の免疫・炎症反応を発動する．

明できる裏づけに乏しかった．同じ頃，Mos-

たとえば，樹状細胞やマクロファージ，ナチュ＋mann が CD 4 Th 細胞を 少 な く と も Th1 とラルキラー（NK）細胞などの自然免疫を刺激
アレルギー・アトピー性疾患 77

して，インターフェロン γ やインターロイキン（IL）-12 の Th1 型サイトカインの分泌など120%BAL好酸球数を誘発する5）．

混合100

一方 CpG 配列によって活性化される防御80

機構も，行き過ぎると有害である．敗血症な60

どの重症感染症における状況と類似するが，40過剰の CpG 配列によって炎症性サイトカイ結合20ンが大量に分泌されて，かえって全身の障害

0CpG（µg） 0OVA（µg） 00.01
0.01

0.1
0.1

11を引き起こす．免疫や炎症を撹乱しうる CpG

1010配列は，さしずめ両刃の剣である．

CpGとOVAの気道内投与量（µg）

2．アレルギーモデルにおける CpG 配列
図1

CpG 抗原結合体による気道好酸球性炎症抑制（文献 6）
OVA で 感 作 し た BALB!
c マ ウ ス に OVA を曝露して，気道好酸球性炎症を誘導した．の治療効果
1）動物喘息モデルでの効果

OVA 曝 露 の 7 日 前 に，図 に 示 す 量 の CpG

両刃の剣である CpG 配列を，アレルギー治と OVA を混合（□）あるいは結合（■）し療薬として活用できる可能性を検討した．まて気道内に投与しておき，好酸球性炎症に対ず，卵白アルブミン（OVA）をアレルゲンとする効果を調べた．結合体は，混合時よりも 100 倍効率よく気道好酸球性炎症を抑制する喘息モデルマウスを利用した．CpG 配列した．

治療効果の評価には，OVA 曝露によって誘導される気道好酸球性炎症を抑制できるかどう

補助刺激分子（CD86，CD40等）

MHCクラスÀ
＋抗原ペプチド

Th1抗原

CpG

IL-12DNAレセプター

図2

抗原特異的 Th1 細胞誘導の機序

抗原と CpG DNA が結合してあると， 糊 が付着するかのように，まず CpG DNA が樹状細胞上の DNA レセプターに結合する．DNA レセプターを介するエンドサイトーシスによって，抗原と CpG DNA は効率よく細胞内に取り込まれ，続いて MHC クラス II 分子とともに細胞上に提示される．同時に樹状細胞は CpG DNA によって活性化を受けるので，補助刺激分子発現とIL-12 産生が誘導される．このように，Th1 細胞誘導に必要な条件が同一の樹状細胞で満たされ，結果的に抗原特異的 Th1 細胞の分化誘導が促進される．

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かを指標とした6）．
喘 息 感 作 マ ウ ス に CpG 配 列 を 含 む 合 成

おわりにDNA（以下 CpG DNA と略す）を抗原と混合しCpG とアレルゲンの結合体は，アレルギーて同時に投与すると，気道好酸球性炎症が抑に対する治療薬として海外ですでに治験が進制された．一方，CpG DNA 単独では治療効果行中であり，期待が持てる結果が報告されてがなかったので，CpG DNA とアレルゲンの両いる．

者が必要である．
次に，アレルゲンと CpG DNA の関係をより密接なものにするために，両者を化学的に結合して投与した．すると，さらに少ない量の CpG DNA によって好酸球性炎症が抑制された．定量的に解析すると，CpG DNA とアレルゲンを直接結合することによって，1!
100
量の CpG DNA で同程度の治療効果を得られた（図 1）．つまり，それだけ CpG DNA によるさまざまな副作用を減らすことができた．
気道過敏性の改善や気道内の Th2 サイトカインレベルの低下も認められた．また一度治療すると，8 週間の長期間にわたって治療効果が持続した．
2）抗喘息効果の機序
アレルギーの好酸球性炎症が CpG DNA と抗原の結合体によって抑制されるのは，アレルギーを起こしている Th2 細胞を抑制する
Th1 細胞が，CpG DNA と抗原の結合体によって効率よく誘導されるからである（図 2）．まず，CpG DNA はあたかも 糊 のように抗原提示細胞に接着する7）．CpG DNA と抗原が結合した状態にあると，抗原も結果的に樹状細胞に接着し，引き続いて抗原も効率的に樹状細胞に取り込まれる．その結果，樹状細胞の抗原提示能力が亢進してアレルゲン特異的〔文献〕
1）Strachan DP : Hay fever, hygiene, and household size.
BMJ 1989 ; 299 : 1259―1260.
2）Mosmann TR, Cherwinski H, Bond MW, et al : Twotypes of murine helper T cell clone. I. Definition according to profiles of lymphokine activities and secreted proteins. J Immunol 1986 ; 136 : 2348―2357.
3）Mosmann TR, Schumacher JH, Street NF, et al : Diversity of cytokine synthesis and function of mouse
CD 4+ T cells. Immunol Rev 1991 ; 123 : 209―229.
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and normal children. Lancet 1999 ; 353 : 196―200.
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helper 1（Th1）immunity. J Exp Med 1997 ; 186 :1623―1631.
6）Shirota H, Sano K, Kikuchi T, et al : Regulation ofmurine airway eosinophilia and Th2 cells by antigenconjugated CpG oligodeoxynucleotides as a novel
antigen-specific immunomodulator . J Immunol
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7）Shirota H, Sano K, Hirasawa N, et al : Novel roles ofCpG oligodeoxynucleotides as a leader for the sampling and presentation of CpG-tagged antigen by dendritic cells. J Immunol 2001 ; 167 : 66―74.
8）Hemmi H, Takeuchi O, Kawai T, et al : A Toll-like receptor recognizes bacterial DNA. Nature 2000 ; 408 :740―745.
9）Sano K, Shirota H, Terui T, et al : Oligodeoxynucleotides without CpG motifs work as adjuvant for the induction of Th2 differentiation in a sequence-independent manner. J Immunol 2003 ; 170 : 2367―2373.

Th1 細胞が選択的に誘導され，Th2 優勢のアンバランスが補正されたのであった．

質疑応答

なお，CpG DNA の免疫炎症活性発揮に tolllike receptor（TLR）-9 と CpG DNA の 会 合 は8）

座長（小川） どうもありがとうございまし

必須であると知られている が，CpG DNA がた．非常にシャープでわかりやすいご講演を糊として細胞に接着する段階では，TLR-9 はいただきました．

9）

無関係であることも分かった ．

斎藤博久（国立成育医療セ研） Toll-like reアレルギー・アトピー性疾患 79ceptor 9（TLR-9）は本当に必要なのでしょう斎藤最近の論文では，Th1，Th2 ではなか．といいますのは，減感作注射で普通の花く，IL-10 産生抗原特異的な T 細胞，つまり昔粉を注射しただけでもある程度は効きます．の suppressor T ですが，それさえあればよい

あれは TLR-9 をノックアウトして，抗原だけという論文にシフトしているようです．実際

注射したようなもので，それでも効くわけでに私どもが，こ れ は ヒ ト の 系 で す が，CpG

すから，TLR-9 なしでも何か効いてもよさそでさまざまな細胞を刺激していますと，IL-10うにも思うのです．実際に TLR-9 の役割といや CTL4，CT25 などはまったく誘導さ れ な

いますか，TLR-9 ノックアウトマウスで喘息

い の で す．つ ま り CpG は き わ め て pure な

モデルをつくって，non-CpG でもよいのですTh1 誘導系なので，大量に抗原を打つことがが，CpG 結合した OVA を注射したときに，減有効なのかなと疑ったりもしています．

感作注射と同じような作用がみられるかをお聞きしたかったわけです．
佐野

佐野

私も CpG で調節性 T 細胞がうまく出ないのは，Th1 が dominant すぎて，そこがおっしゃることはよくわかります

隠れている可能性もあるのではないかと思っが，私はその研究は行っていません．
取り込みているので，まだやるべきことは多いと思っのところに TLR-9 が関係しているかに一番ています．それから減感作は非常に面白い分関心がありましたので，ノックアウトマウス

野で，この話を始めるとそれこそ話は尽きまを使って，喘息が起こるかどうか，あるいは治せん．

療効果があるかまでは行っていないのです．

座長

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どうもありがとうございました．