Immunology · 3.2
炎症と急性期反応
Inflammation and acute phase reaction
- タグ
- W3Lecture / 講義
- 応用トピック
- 小児の不明熱乳幼児の発熱
- 疾患
- クリオピリン関連周期熱症候群
- 検査値
- C反応性蛋白(CRP)ハプトグロビン
🧠 炎症は「急性(数日で解決を目指す)」「慢性(原因を除去できず数か月〜数年続く)」「パラ炎症para-inflammationパラ炎症(para-inflammation)para-inflammation(パラ炎症)(老化に伴う低レベルの慢性的chronic慢性的(chronic)chronic(慢性的)活性化=inflammaging)」という3つの時間スケールで読む。 急性炎症acute inflammation急性炎症(acute inflammation)acute inflammation(急性炎症)の古典的5徴候(発赤・熱感・腫脹・疼痛・機能障害)は、白血球・血漿タンパクplasma protein血漿タンパク(plasma protein)plasma protein(血漿タンパク)・体液が組織損傷tissue injury組織損傷(tissue injury)tissue injury(組織損傷)部位へ動員される過程の表面的な現れであり、その転帰は治癒・線維化・膿瘍形成・慢性化のいずれかに分岐する。
急性炎症
組織を傷害する状態に対する免疫系の急速な局所応答で、恒常性維持homeostasis恒常性維持(homeostasis)homeostasis(恒常性維持)を目的とする:白血球・血漿タンパクplasma protein血漿タンパク(plasma protein)plasma protein(血漿タンパク)・体液が組織損傷tissue injury組織損傷(tissue injury)tissue injury(組織損傷)部位へ輸送される。目的は組織傷害tissue injury組織傷害(tissue injury)tissue injury(組織傷害)因子・損傷組織そのものの除去。
急性炎症の古典的5徴候
| ラテン語 | 意味 |
|---|---|
| rubor | 発赤 |
| calor | 熱感 |
| tumor | 腫脹 |
| dolor | 疼痛 |
| functio laesa | 機能障害 |
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tissue damage'>組織傷害</span>"]
A --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='increased blood flow'>血流増加</span>"]
A --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='increased vascular permeability'>血管透過性亢進</span> → 浮腫・滲出液(exsudate)形成"]
A --> D["好中球の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='extravasation'>血管外遊出</span>"]
急性炎症の転帰
| 転帰 | 内容 |
|---|---|
| 治癒 | 正常構造への回復 |
| 線維化 | 瘢痕組織scar tissue瘢痕組織(scar tissue)scar tissue(瘢痕組織)形成 |
| 膿形成pus formation膿形成(pus formation)pus formation(膿形成) | 局所膿瘍 |
| 進行 | 慢性炎症へ移行 |
慢性炎症
原因物質causative agent原因物質(causative agent)causative agent(原因物質)を排除できない場合(例:自己免疫疾患)、炎症は数か月〜数年持続する。
💡 慢性炎症では三次リンパ組織tertiary lymphatic tissue三次リンパ組織(tertiary lymphatic tissue)tertiary lymphatic tissue(三次リンパ組織)が新生することがある。 サイトカインの持続的作用により、慢性炎症部位に高内皮細静脈high endothelial venule, HEV高内皮細静脈(high endothelial venule, HEV)high endothelial venule, HEV(高内皮細静脈)を伴う濾胞が異所性に形成される——通常は二次免疫器官secondary lymphoid organ二次免疫器官(secondary lymphoid organ)secondary lymphoid organ(二次免疫器官)だけにある構造が、炎症局所に「即席の免疫器官」として作られる現象。
パラ炎症と炎症性老化
パラ炎症para-inflammationパラ炎症(para-inflammation)para-inflammation(パラ炎症)=組織ストレス(例:加齢に伴う酸化ストレスoxidative stress酸化ストレス(oxidative stress)oxidative stress(酸化ストレス)増大)に応じて観察される、低レベルの免疫活性化。
⭐ 「炎症性老化inflammaging炎症性老化(inflammaging)inflammaging(炎症性老化)」は免疫老化immunosenescence免疫老化(immunosenescence)immunosenescence(免疫老化)の一部として理解する。 高齢者では血中の炎症促進性サイトカインproinflammatory cytokine炎症促進性サイトカイン(proinflammatory cytokine)proinflammatory cytokine(炎症促進性サイトカイン)レベルが高く、これが心血管疾患発症の予測因子になる。内臓脂肪組織visceral adipose tissue内臓脂肪組織(visceral adipose tissue)visceral adipose tissue(内臓脂肪組織)は炎症促進性サイトカインproinflammatory cytokine炎症促進性サイトカイン(proinflammatory cytokine)proinflammatory cytokine(炎症促進性サイトカイン)・ケモカインchemokineケモカイン(chemokine)chemokine(ケモカイン)を産生し、M1マクロファージ・リンパ球を呼び込む。炎症性老化inflammaging炎症性老化(inflammaging)inflammaging(炎症性老化)の背景には、肥満、ミトコンドリア機能不全mitochondrial dysfunctionミトコンドリア機能不全(mitochondrial dysfunction)mitochondrial dysfunction(ミトコンドリア機能不全)、常在細菌叢microbiota常在細菌叢(microbiota)microbiota(常在細菌叢)の変化、インフラマソーム活性化inflammasome activationインフラマソーム活性化(inflammasome activation)inflammasome activation(インフラマソーム活性化)、慢性感染chronic infection慢性感染(chronic infection)chronic infection(慢性感染)などが関与する。
急性期反応
ストレス・組織損傷tissue injury組織損傷(tissue injury)tissue injury(組織損傷)・感染を契機に起こる、恒常性を再確立するための応答。目的はシグナルの沈静化・炎症の軽減・恒常性の再確立。局所的(局所炎症:病原体・細胞残渣residue残渣(residue)residue(残渣)の除去、再生誘導)と全身性(systemic APR:肝臓でのタンパク合成protein synthesisタンパク合成(protein synthesis)protein synthesis(タンパク合成)パターン変化により炎症を沈静化)の2レベルがある——炎症がある閾値を超えたときにのみ全身性APRが発動する点が、単なる「局所炎症」との違い。
⚠️ 中枢神経系も急性期反応Acute phase reaction, APR急性期反応(Acute phase reaction, APR)Acute phase reaction, APR(急性期反応)の標的——炎症性サイトカインinflammatory cytokine炎症性サイトカイン(inflammatory cytokine)inflammatory cytokine(炎症性サイトカイン)が視床下部に届く。 IL-1・IL-6・TNF-αなどの炎症性サイトカインinflammatory cytokine炎症性サイトカイン(inflammatory cytokine)inflammatory cytokine(炎症性サイトカイン)が視床下部に作用すると発熱・食欲低下・傾眠が引き起こされる。同時にIL-6は視床下部-下垂体-副腎軸を活性化し、副腎からのグルココルチコイド分泌を促す——「炎症を起こす」サイトカインが、同じ経路で「炎症を鎮める」ホルモンの分泌も誘導するという自己制御ループ。
急性期タンパクの機能分類
局所の炎症細胞(好中球顆粒球neutrophil granulocyte好中球顆粒球(neutrophil granulocyte)neutrophil granulocyte(好中球顆粒球)・マクロファージ)と組織細胞がサイトカインを産生し血中に放出、これに応答して肝臓が多種類の急性期タンパクAcute phase proteins, APP急性期タンパク(Acute phase proteins, APP)Acute phase proteins, APP(急性期タンパク)を産生する(感染・外傷時に血中濃度が劇的に増加または減少するタンパク群)。
| 機能 | 代表例 |
|---|---|
| 血液凝固 | フィブリノゲン |
| オプソニンopsoninオプソニン(opsonin)opsonin(オプソニン) | CRP(C反応性タンパクC-reactive proteinC反応性タンパク(C-reactive protein)C-reactive protein(C反応性タンパク))、SAP、PTX3 |
| プロテアーゼ阻害因子protease inhibitorsプロテアーゼ阻害因子(protease inhibitors)protease inhibitors(プロテアーゼ阻害因子) | α2マクログロブリンalpha-2-macroglobulinマクログロブリン(alpha-2-macroglobulin)alpha-2-macroglobulin(マクログロブリン)(A2M、汎プロテアーゼ阻害因子protease inhibitorsプロテアーゼ阻害因子(protease inhibitors)protease inhibitors(プロテアーゼ阻害因子))、α1アンチトリプシンalpha-1 antitrypsinα1アンチトリプシン(alpha-1 antitrypsin)alpha-1 antitrypsin(α1アンチトリプシン) |
| スカベンジャーscavengerスカベンジャー(scavenger)scavenger(スカベンジャー) | セルロプラスミンceruloplasminセルロプラスミン(ceruloplasmin)ceruloplasmin(セルロプラスミン)(フェロキシダーゼ活性ferroxidase activityフェロキシダーゼ活性(ferroxidase activity)ferroxidase activity(フェロキシダーゼ活性)) |
| 補体成分complement component補体成分(complement component)complement component(補体成分) | C3、C1インヒビターC1 inhibitorC1インヒビター(C1 inhibitor)C1 inhibitor(C1インヒビター) |
| その他の免疫調節因子 | ハプトグロビンhaptoglobinハプトグロビン(haptoglobin)haptoglobin(ハプトグロビン)(マクロファージ活性化を抑制) |
検出法と臨床的意義
| 検出法 | 原理 |
|---|---|
| 赤血球沈降速度erythrocyte sedimentation rate (ESR)赤血球沈降速度(erythrocyte sedimentation rate (ESR))erythrocyte sedimentation rate (ESR)(赤血球沈降速度) | フィブリノゲン濃度を反映 |
| 血清タンパク電気泳動 | — |
| CRP・SAA測定 | ELISA |
臨床的意義: 感染の検出、自己免疫の評価、治療のモニタリング、溶血性貧血の評価(ハプトグロビンhaptoglobinハプトグロビン(haptoglobin)haptoglobin(ハプトグロビン)低下を指標に)。
💡 サイトカインとAPPは「速報」と「総合診断」の関係。 炎症性サイトカインinflammatory cytokine炎症性サイトカイン(inflammatory cytokine)inflammatory cytokine(炎症性サイトカイン)の血中濃度はより速く変動する一方、急性期タンパクAcute phase proteins, APP急性期タンパク(Acute phase proteins, APP)Acute phase proteins, APP(急性期タンパク)は全身状態をより安定的・総合的に反映する——即時性を取るか、全体像の把握grasp把握(grasp)grasp(把握)を取るかで使い分ける。
まとめ
- 急性炎症acute inflammation急性炎症(acute inflammation)acute inflammation(急性炎症)は5徴候(発赤・熱感・腫脹・疼痛・機能障害)を呈し、白血球・血漿タンパクplasma protein血漿タンパク(plasma protein)plasma protein(血漿タンパク)・体液の動員により恒常性の回復を目指す急速な局所応答。
- 転帰は治癒・線維化・膿形成pus formation膿形成(pus formation)pus formation(膿形成)・慢性化のいずれかに分岐し、慢性炎症では三次リンパ組織tertiary lymphatic tissue三次リンパ組織(tertiary lymphatic tissue)tertiary lymphatic tissue(三次リンパ組織)(HEVを伴う濾胞)が異所性に形成されることがある。
- パラ炎症para-inflammationパラ炎症(para-inflammation)para-inflammation(パラ炎症)・炎症性老化inflammaging炎症性老化(inflammaging)inflammaging(炎症性老化)は加齢に伴う低レベル慢性炎症状態chronic inflammatory state慢性炎症状態(chronic inflammatory state)chronic inflammatory state(慢性炎症状態)で、内臓脂肪visceral fat内臓脂肪(visceral fat)visceral fat(内臓脂肪)由来サイトカイン・ミトコンドリア機能不全mitochondrial dysfunctionミトコンドリア機能不全(mitochondrial dysfunction)mitochondrial dysfunction(ミトコンドリア機能不全)・腸内細菌叢gut microbiota腸内細菌叢(gut microbiota)gut microbiota(腸内細菌叢)変化・インフラマソーム活性化inflammasome activationインフラマソーム活性化(inflammasome activation)inflammasome activation(インフラマソーム活性化)が背景にあり、心血管疾患リスクと関連する。
- 全身性急性期反応Acute phase reaction, APR急性期反応(Acute phase reaction, APR)Acute phase reaction, APR(急性期反応)は炎症性サイトカインinflammatory cytokine炎症性サイトカイン(inflammatory cytokine)inflammatory cytokine(炎症性サイトカイン)→視床下部(発熱等)・HPA軸(グルココルチコイド分泌)という経路で恒常性回復を図り、肝臓由来の急性期タンパクAcute phase proteins, APP急性期タンパク(Acute phase proteins, APP)Acute phase proteins, APP(急性期タンパク)(フィブリノゲン・CRP・A2M/AAT・セルロプラスミンceruloplasminセルロプラスミン(ceruloplasmin)ceruloplasmin(セルロプラスミン)・C3・ハプトグロビンhaptoglobinハプトグロビン(haptoglobin)haptoglobin(ハプトグロビン)等)が凝固・オプソニン化opsonizationオプソニン化(opsonization)opsonization(オプソニン化)・プロテアーゼ阻害・スカベンジング・補体・免疫調節という多彩な機能を担う。
- ESR・血清タンパク電気泳動・CRP/SAAのELISA測定が急性期反応Acute phase reaction, APR急性期反応(Acute phase reaction, APR)Acute phase reaction, APR(急性期反応)の臨床評価に使われ、感染検出・自己免疫評価・治療モニタリングに応用される。