# 炎症性疾患
## （2）自己免疫疾患における炎症

## 一全身性エリテマトーデスの免疫学的病態を例にとって一

東京女子医科大学医学部膠原病リウマチ内科学講座

驾又券又康弘

（受理 2020 年 1 月 22 日）

## Inflammatory Disease

(2) Inflammation in Systemic Autoimmune Diseases: Immunopathogenesis of Systemic Lupus Erythematosus

## Yasuhiro Katsumata

Department of Rheumatology, School of Medicine, Tokyo Women’s Medical University, Tokyo, Japan

The pathogenesis of systemic lupus erythematosus (SLE) can be divided into discrete stages. Both environmental and genetic factors contribute to the development of the disease. Triggers such as hormones, microbes, diet, and drugs can elicit autoimmunity. These elements and epigenetic changes drive a sustained loss of tolerance and the spread of autoimmunity. Subsequently, immune-complex deposition and autoantibody-mediated tissue damage can cause chronic inflammation and irreversible damage in end organs. Active SLE is characterized by a remarkably homogeneous gene expression pattern with overexpression of interferon (IFN)-induced genes, which is the so-called IFN signature. The type I IFN system has been suggested as a driving force behind the disease, that is, nucleic acids derived from apoptotic cells and neutrophil extracellular traps provide the critical ligands to drive expression of type I IFNs from plasmacytoid dendritic cells via toll-like receptors. Type I IFNs increase the production of B cell-activating factor (BAFF) by macrophages and dendritic cells. BAFF is a cell survival and maturation factor for B cells. Type I IFNs also decrease regulatory $\mathrm{T}$ cell function. Both $\mathrm{T}$ cells and $\mathrm{B}$ cells participate in autoreactivity, with B cells ultimately producing autoantibodies. Interleukin 17 production by $\mathrm{T}$ cell also contributes to organ infiltration by neutrophils.

Key Words: systemic autoimmune disease, systemic lupus erythematosus, interferon signature

## はじめに

シリーズ「炎症性疾患」において,「自己免疫疾患」

の題での総説を担当することになったが，自己免疫疾患といってもすべてを網羅するとかえって焦点も
はっきりしなくなるので，本稿では，1948 年の血中 LE 細胞 ${ }^{1)}, 1957$ 年の抗核抗体 (antinuclear antibody：ANA $)^{2)}$ の発見以来,「全身性自己免疫疾患のプロトタイプ (原型)」と呼ばれる，全身性エリテマ


トーデス (systemic lupus erythematosus：SLE)の免疫学的病態に焦点をあてて概説する. SLE の病態は幾つかのステージに分かれていると考えられる”。遺伝的リスクがある集団に，ホルモン, 微生物, 食事，薬剤などの環境因子が加わって，エピジェネティックな変化も生じ，免疫宽容が破綻し，自己抗体がつくられ, 種々の免疫異常が引き起こされ, その結果として生じる, 免疫複合体の沈着や自己抗体介在性の組織障害が，全身のさまざまな症状や，慢性炎症による不可逆的な臟器障害を引き起こすと考えられている。

## 1. アポトーシス細胞除去の異常

活動期のSLEリンパ球は分離直後, および培養後に，アポトーシスの立進が認められている). アポトーシスの立進はヌクレオソームを放出し，主な自己抗原である DNA やヒストンを供給することで病因的意義がある。アポトーシスに陥った細胞表面の小胞には, RNA, リボソーム, Ro/SS-A, La/SS-B, snRNP が含まれている). したがって，アポトーシス細胞由来の自己抗原が生物学的に修飾されて, 素因を持ったヒトには抗原となりうる。例えば，紫外線に曝された皮膚ケラチノサイトはアポトーシスに陥り，核物質が放出されるが，SLEにおいてはその除去が障害されており，それが免疫系をさらに活性化する。また, SLE 由来培養ケラチノサイトにおいては, 紫外線照射による $\mathrm{Sm}, \mathrm{RNP}, \mathrm{Ro} / \mathrm{SS}-\mathrm{A}, \mathrm{La} / \mathrm{SS}$ B といった自己抗原の表出が健常人由来細胞よりも高いという報告がある ${ }^{6}$.また, DNase I と同種の DNA 分解酵素である DNASE1L3 はアポトーシス細胞から分泌されるマイクロパーティクル中のゲノムDNAを消化し，マイクロパーティクル表面のクロマチンへの自己抗体結合を阻害するが，この DNASE1L3 が遺伝的に欠損したマウスやヒトは血漿中の DNA 值が高く, 細胞外マイクロパーティクル関連クロマチンが潜在的自己抗原であることが示唆されている》。

## 2. 自然免疫の異常 (Figure 1)

感染や自己抗原などを含む外的・内的危険信号が, 外的環境と接する臟器 (肺・腸管・皮虐・末梢リンパ節）に存在する樹状細胞を主に介して自然免疫を活性化する．多くの細菌やウイルスによって共有される病原体関連分子パターンは, 樹状細胞の toll-like receptor（TLR）によって認識される. SLE にとって極めて重要なことに，樹状細胞や B 細胞の TLR9 は CpG DNA 配列に結合することができ $る^{899}$.この配列は細菌 DNA では一般的で，ほ乳類 DNA ではまれだが，SLE 患者においては増加している。したがって, SLEの樹状細胞は, 組織や循環中の $\mathrm{CpG}$ 核酸によって活性化されうる。 さらに， DNA-抗 dsDNA 抗体免疫複合体も TLR9 に結合し, 抗 dsDNA 抗体は樹状細胞上の FcR $\gamma$ RIIA 受容体に結合し，自然免疫をさらに活性化する。また， SLE に特徴的な RNA-蛋白複合体も TLR7 に結合しうる ${ }^{10}$. TLRを介して plasmacytoid dendritic cell (pDC) が刺激されると, interfeon(IFN) - $\alpha$ や $\beta$ などのI 型 IFN が産生され, あるいは他の経路で産生された IFN などが樹状細胞やマクロファージなどを刺激する. 活性化した樹状細胞やマクロファージは,主要組織適合遺伝子複合体 (major histocompatibility complex：MHC）に抗原ペプチドを呈示し， T 細胞を活性化する。加えて, 活性化マクロファージはさまざまなサイトカインを分泌し, $\mathrm{T}$ 細胞や $\mathrm{B}$細胞の成熟や活性化を促し, 免疫グロブリンの産生とクラススイッチを増加させる。このような一連の過程は健常人でも起こりうることではあるが，SLE 患者において異なるのは, $\mathrm{CpG}$ 配列を持った低メチル化 DNA や $^{11}$, DNA-抗 dsDNA 抗体免疫複合体や (成熟 $\mathrm{B}$ 細胞の機能が通常通りであれば抑制されているはずの) EB ウイルス感染・再活性化 ${ }^{12}$ の量が多いことである. また, 前述の TLR P F $\gamma$ R の遺伝子変異も関与すると考えられる。このようにして活性化された $\mathrm{T}$ 細胞や $\mathrm{B}$ 細胞が, 獲得免疫の異常を引き起こす.

## 3. 獲得免疫の異常 (Figure 1)

外来抗原または自己抗原は活性化した樹状細胞やマクロファージなどの抗原提示細胞に遭遇し, 抗原提示細胞によって細胞内に取り込まれ，ペプチドに処理され， $\mathrm{MHC} /$ ペプチド複合体を介して $\mathrm{T}$ 細胞に第一の刺激を与え, CD86を介して第二の刺激が与えられる。 CD4 陽性ヘルパーT 細胞は, 活性化されて IFN- $\gamma$, interleukin (IL)-6, IL-10 などのサイトカインを分泌して, B 細胞が抗体を分泌するのを助ける. また，単球によって分泌された IL-10 やBAFF（B cell activating factor belonging to the tumor necrosis factor family）などのサイトカインが B 細胞の成熟と免疫グロブリンの分泌を促進し, IFN- $\gamma$ な゙のサイトカインは， T 細胞の成熟・活性化を促進する。 SLE においては, 産生された多彩な自己抗体の一部が, それ自体が標的臟器に結合し，あるいは，抗原と結合して免疫複合体を形成し, 抗体依存性細胞傷

Figure 1 Immunopathogenesis of systemic lupus erythematosus (SLE).

In patients with SLE, nucleic acids derived from apoptotic cells and neutrophil extracellular traps (NETs) provide the critical ligands to drive the expression of type I interferons (IFNs) from plasmacytoid dendritic cells (pDCs) via toll-like receptors. The produced type I IFN stimulates both innate and adaptive immune systems, contributing to loss of tolerance and a sustained autoimmune disease process. Type I IFNs promote the differentiation of monocytes into conventional dendritic cells (cDCs) and the expression of MHC class II molecules and the costimulatory molecules CD80 and CD86 by these dendritic cells (DCs). Naïve $\mathrm{T}$ cells interact with cDCs and differentiate into $\mathrm{T}$ follicular helper (Tfh) cells. Tfh cells promote $\mathrm{B}$ cell maturation in germinal centers through the production of interleukin 21 (IL-21). Type I IFNs also increase the production of B cell-activating factor (BAFF) by macrophages and DCs. BAFF is a cell survival and maturation factor for B cells. Plasma cells ultimately produce autoantibodies. Immune-complex deposition and autoantibody-mediated tissue damage drive chronic inflammation and irreversible damage in end organs.

害や補体活性化を通じて組織を傷害することが，その病態の主体とされる。

活動期 SLE においては, ナイーブ B 細胞の減少と形質細胞の増加が認められる ${ }^{13}$. SLEにおいては,健常人と異なり，自己抗体が生来のレパトワから除かれずに産生され続ける ${ }^{14}$. 抑制性受容体である FcR $\gamma$ RIIA 受容体は，SLEメモリーB 細胞においては発現低下しており，そのため B 細胞受容体からのシグナルが持続することがその一因とされる年。一方, SLE 患者では, B 細胞の分化・生存, 増殖, 免疫グロブリン産生に重要な役割を果たす BAFF の血清濃度や mRNA の増加が認められ, 抗 dsDNA 抗体価と相関する ${ }^{16}$. また, SLE 患者において BAFF と結合していないBAFF 受容体は減少しており, 両者の結合が持続的に生じていると推測される ${ }^{17}$. さらに, 高活動性 SLE 患者において, 増加した形質細胞からも BAFF が分泌され, オートクラインの形で自己をさらに刺激し，活性化していることも報告されている ${ }^{18}$.また, SLE末梢血において, T 細胞では IFN- $\gamma$ 産生能が六進しており, 単球では IFN- $\gamma$ に対する BAFF 産生が元進している ${ }^{19}$.また, SLE末梢血においては，標的組織への遊走に一致してケモカイン受容体を発現する $\mathrm{CD} 11 \mathrm{c}^{\mathrm{hi}} \mathrm{T}$-bet ${ }^{+} \mathrm{B}$ 細胞 ${ }^{20}$ や, 異なる 2 つの抗原に反応する $\mathrm{B}$ 細胞受容体を持つ $\mathrm{B}$細胞 $\left(\mathrm{B}_{2 \mathrm{R}} \text { 細胞 }\right)^{21}$ のような特殊な $\mathrm{B}$ 細胞の頻度が高く,これらも SLE の病態に寄与していると考えられている.

$\mathrm{T}$ 細胞は, $\mathrm{MHC}$ との関連や養子細胞移植実験の結果から, SLEの病態の中心と考えられている. SLE の T 細胞では, 刺激に対する閥値の低さや, 異常に元進した細胞内の $\mathrm{Ca}^{2+}$ イオンの変動が認められる. この原因として, $\mathrm{T}$ 細胞受容体/ $\mathrm{CD} 3$ 複合体の

Table 1 Autoantibodies in systemic lupus erythematosus.

*SLE disease specific antibody.

$\mathrm{CD} 3 \zeta$ 鎖が欠如し ${ }^{22}, \mathrm{FcR} \gamma$ 鎖で代替されていること $^{23}$, それが通常の $\mathrm{T}$ 細胞では見られない過剩に発現した spleen tyrosine kinase と関係しながら刺激を伝達するのに関与していることが示された23).また, SLEの T 細胞では, 接着分子 CD44 などの発現が増強しており，そのため組織への遊走が克進していると考えられる24).また, 濾胞性へルパーT（T follicular helper：Tfh）細胞はリンパ滤胞における胚中心の形成, $\mathrm{B}$ 細胞の親和性成熟など液性免疫に特化した機能を持つへルパー $\mathrm{T}$ 細胞であるが, 末梢血中にもそれと類似した, CXCR5 $5^{\text {hi }}$ ICOS $^{\text {hi }} P D-1^{\text {hi }}$ として同定される循環 Tfh 細胞が存在し, 細胞内の IL-21 が発現増加しており，SLE 患者末梢血中においては, 対照と比較してこの循環 Tfh 細胞が増加している25.また, 可溶性 OX40L はナイーブ/メモリー ヘルパー T 細胞に, IL-21 などの Tfh 細胞関連遺伝子を誘導すること, OX40 発現抗原提示細胞の頻度はSLE 患者血液中で増加し, かつ, 疾患活動性や Tfh 細胞の頻度と相関していること, また, 抗原提示細胞上の OX40 発現は, RNA 含有免疫複合体によってTLR7を介して誘導されていることが報告された26). 併せて考えると, 樹状細胞やマクロファー ジが，免疫複合体中の RNA によって刺激され，OX
40 などを介してナイーブ T 細胞を Tfh 細胞に分化させ，2 次リンパ組織の胚中心において Tfh 細胞が IL-21 や各受容体を介して B 細胞と相互作用して, B 細胞がメモリーB 細胞や形質細胞に分化すると考えられた。一方, 免疫寞容を維持するのに重要な制御性 T 細胞(regulatory T Cell：Treg)については,「活動期 SLEにおいてはTregが減少しており, SLE の活動性と逆相関している」という報告が多いが, 健常人と変わらない, あるいは逆に増えているという報告もある ${ }^{27)}$.また, ステロイド・血漿交換療法・リツキシマブなどの治療による症状改善に伴ってTregが増加したという報告や27), SLE 患者を対象とした低用量 IL-2の臨床試験において, 臨床的有効性に一致してTregが増加したという報告がある $^{28299}$.

## 4. 自己抗体 ${ ^{30)}$}

SLE において自己抗体は細胞表面のみならず，細胞核および細胞質に認められる多数の自己抗原に対して産生される（Table 1). さらに血清中の IgG や凝固因子などの可溶性分子に対する抗体も存在する. 特に細胞核成分に対する抗体, ANA は特徴的で, 患者の $95 \%$ 超に認められ, DNA, RNA, 核蛋白および蛋白一核酸複合体など, 細胞代謝に重要な抗原

と反応する. SLE に特異的なのは二本鎖 DNA に対する抗体 (抗 dsDNA 抗体) ${ }^{31}$ と RNA-蛋白複合体に対する抗体(抗 $\mathrm{Sm}$ 抗体)で, 疾患標識抗体となり, SLE 分類基準にも含まれている ${ }^{32233)}$. ほとんどの自己抗体は $\mathrm{T}$ 細胞依存性で, 抗原により誘導されたものである。したがって自己抗体産生は免疫宽容の破綻に伴う自己反応性 $\mathrm{T}$ 細胞の活性化と, 活性化された B 細胞による過剰な抗体産生との両者によると考えられている. 自己反応性リンパ球の活性化には, $\mathrm{Tfh}$ 細胞の解説で述べたように, 細胞表面機能分子およびサイトカインによる細胞間相互作用が関与している。また，SLE モデルマウス（Lyn-/-マウス）において好塩基球による自己抗体誘導，ループス腎炎の病態形成への関与が示唆されている ${ }^{34}$.

## 5. 自己抗体および補体と免疫複合体による組織

## 障害

SLE における組織障害には，好中球や炎症性サイトカインによる障害，細胞傷害性 T 細胞による IV 型アレルギー，あるいは細胞表面の自己抗原に対する自己抗体の結合と補体活性化によって起こる II 型アレルギーなどもあるが, 病態形成に最も重要なのは自己抗原・自己抗体・補体などが互いに結合した免疫複合体が組織に沈着し, 補体活性化や血小板凝集により傷害する III 型アレルギーである ${ }^{35}$. これは患者血清中に免疫複合体の増加や補体の減少, 病変部に免疫グロブリンと補体の沈着が認められ, 自己抗体活性が証明されることから確かめられる。免疫複合体の生物活性は，抗原の分子量, 荷電状態,抗体価, 抗体のクラス, サブクラス, 親和性, 補体結合能, 抗原抗体比に依存する。また，一般的に，免疫複合体は, 血管の乱流の部位, あるいは腎糸球体などの高圧の部位に沈着する傾向がある。モノクローナル抗 dsDNA 抗体はリン脂質（カルジオリピンなど), プロテオグリカン, IgG, 核蛋白, 細胞骨格成分, 細菌またはリンパ球などの細胞膜, 神経細胞とも交差反応し免疫複合体を形成することができる. 抗 dsDNA 抗体の病因的役割は, 疾患活動性と関連することと ${ }^{36)}$ 40), 活動性腎炎患者の糸球体溶出液中に濃縮された抗 dsDNA 抗体が単離されたこと， および正常動物に抗 dsDNA 抗体を投与し腎炎が惹起されたことから示唆されている ${ }^{41)}$. 抗dsDNA 抗体以外で臨床像に影響を及ぼす自己抗体として，新生児ループスス $\left.{ }^{42 \sim} \sim 44\right)$ ，および亜急性皮䖉エリテマトー デス ${ }^{45}$ における抗 Ro/SS-A 抗体, 血栓症・血小板減少症打よび習慣性流産に打ける抗リン脂質抗体 ${ }^{46)} \sim 88$ ，および各血球成分に対する抗体があげられ

認められる抗体であり，従来特にループス腎炎との関連が深いとされ社)，ループス腎炎の病態との直接的関連を示唆する基礎的報告もある ${ }^{55}$. しかし, その後の筆者らの検討では, 抗 C1q 抗体は SLE の全般的活動性と関連するが，腎炎と特異的に関連するわけではないことが示されだ6․

ANA が，細胞内に位置する抗原に作用しうるのか明らかではなかったが，既述したもの以外にも次のような機序が考えられていた。紫外線照射により抗原が膜に移行することから ${ }^{57}$, 細胞膜で抗体が作用できる.また ANA が細胞内に侵入し, 核抗原と結合して細胞機能を混乱させることを示唆する報告もある ${ }^{58}$.

## 6. IFN signature

上述のように，これまでSLE の免疫学的病態としては，さまざまなものが報告されていたが，その相互の関係や全体像は必ずしも明らかではなかった。

しかし 2003 年頃からの IFN- $\alpha$ に関する一連の研究により, それらが互いに関連づけられ, 1 枚の絵の中で理解できるようになってきた。すなわち, SLE 病態の最近の仮説では, 前述のアポトーシスや後述の neutrophils extracellular traps（NETs）由来の DNA やRNA がTLRを介して pDCを刺激してI 型 IFN (IFN- $\alpha, \beta, \omega, \kappa, \varepsilon, \tau)$ が産生され，あるいは他の経路で産生された IFN が樹状細胞やマクロファージを刺激し，BAFF の産生を介して B 細胞が活性化されたり, Treg の機能が低下させられたり, 炎症細胞が局所に遊走するなどして, 腎や皮䖉などの組織障害を招くと推測されている. 実際, SLE 患者の末梢血単核球や各標的組織において, I 型 IFN 誘導遺伝子群の過剩発現が観察され, この現象は IFN signature と呼ばれている ${ }^{59}$. さらに， ステロイドパルス療法を受けたSLE 患者において, 治療前後で評価したところ, 複数の IFN 誘導遺伝子の発現低下が確認された. さらに, SLE 患者において, IFN$\alpha$ 中和抗体の投与によって IFN signature が減少したことが報告された ${ }^{60}$. 但し，これらの「IFN signature」に含まれる IFN 誘導遺伝子の種類や数は，報告者間で必ずしも一致しておらず，またその測定法についてもさまざまな方法がある。また，SLE 患者血清中のアポトーシス由来膜小胞に含まれる核酸に I 型 IFN 誘導活性があり, cyclic guanosine monophosphate(GMP)-AMP synthase (cGAS) や stimu-
lator of interferon genes (STING) のノックアウトにより単球系レポーター細胞株のI 型 IFN 誘導活性が低下することが報告され，TLR 以外の経路があることも示唆されている ${ }^{61}$.

## 7. NETosis

SLE 患者の末梢血単核球の中には，浮遊密度の低い好中球のサブセット (low-density granulocytes : LDGs）が含まれており，この細胞は細菌の貣食能が低い一方で, LL-37 やIL-17 などの炎症性蛋白, dsDNA などの自己抗原を分泌する, NETs の合成能が高いこと，このような NETosisを通じて，内皮細胞の傷害や $\mathrm{pDC}$ による IFN- $\alpha$ 産生の刺激をする能

は，好中球に NETs 分泌を前準備させるので，正のフィードバック回路があることが示唆されている。

## おわりに

SLE の免疫学的病態に焦点をあてて概説した. 自己免疫疾患における炎症の理解の一助になれば幸甚である.

## 開示すべき利益相反状態はない.

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\text { 文献 }
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