眼表面の自然免疫とStevens-Johnson症候群InnateImmunityofOculartheSurfaceandStevens-JohnsonSyndrome上田真由美*はじめに本稿では,眼表面の自然免疫について,とくに常在細菌と接している眼表面上皮細胞を中心に,その粘膜炎症制御機構について記載し,さらに粘膜固有の免疫機構の破綻による眼表面炎症性疾患発症の可能性について,とくにStevens-Johnson症候群(Stevens-Johnsonsyn-drome:SJS)の病態について記載する.I眼表面の自然免疫眼表面を覆う涙液は,IgA,ラクトフェリン,リゾチームなどの抗菌物質を含み,非特異的な感染防御機構を形成している.また,眼表面上皮である角膜上皮や結膜上皮は,インターフェロン(interferon:IFN)-bやinterferoninducedprotein(IP)-10などの抗ウイルス性サイトカインや,インターロイキン(interleukin:IL)-1aやIL-6などの炎症性サイトカイン,IL-8やregulatedonactivation,normalTcellexpressedandsecreted(RANTES)などのケモカイン,ならびにbディフェンシンなどの抗菌物質を産生し,眼表面上皮細胞そのものが生体防御の第一線を担っている1).また,その一方で,眼表面にはコリネバクテリウム,表皮ブドウ球菌,アクネ菌などの常在細菌も存在する2,3).細菌やウイルスなどの病原微生物の侵入に対する感染防御機構は,自然免疫と獲得免疫に分類され,自然免疫は獲得免疫が作動する前の感染早期に働く防御機構である.Toll-likereceptor(TLR)は微生物の構成成分を特異的に認識し,自然免疫において重要な役割を担っている4).このTLRは,はじめマクロファージなどの免疫担当細胞において研究が進められたが,腸管上皮,眼表面上皮をはじめとする粘膜上皮細胞にも発現しており,粘膜独自の自然免疫機構に貢献していることがわかっている5).大変興味深いことに,眼表面上皮細胞と免疫担当細胞では,同じようにTLRを発現していても,その機能が異なる.たとえば,グラム陰性菌の菌体成分であるリポポリサッカライド(lipopolysaccharide:LPS)はTLR4によって認識され,このTLR4を末梢血単核球ならび眼表面上皮細胞はともに発現しているが,末梢血単核球ではLPSの刺激に対して炎症性サイトカインIL-6,IL-8を著明に産生するのに対して,眼表面上皮である角膜上皮ならびに結膜上皮細胞では,IL-6,IL-8の産生は誘導されない5).一方,ウイルスによって合成される二本鎖RNAを認識するTLR3による炎症性サイトカインの誘導は,眼表面上皮細胞において著明に亢進する5).このことは,粘膜上皮である眼表面上皮細胞が,免疫担当細胞とは異なった自然免疫機構を有し,容易に細菌などの菌体成分に対して炎症を惹起しない機構を保持していることを示唆している5).II眼表面の常在細菌マクロファージやリンパ球などの免疫担当細胞が細菌を排除する機能を有するのとは対照的に,腸管などの粘膜組織や皮膚では常在細菌との共生が重要であり,常在*MayumiUeta:京都府立医科大学眼科学教室〔別刷請求先〕上田真由美:〒602-0841京都市上京区河原町通広小路上ル梶井町465京都府立医科大学眼科学教室0910-1810/22/\100/頁/JCOPY(3)553自然免疫マクロファージやリンパ球などの免疫担当細胞細菌への免疫反応→細菌の排除常在細菌と共生するための独自の免疫機構眼表面炎症疾患(Stevens-Johnson症候群,アレルギー炎症など)図1粘膜固有の自然免疫機構マクロファージやリンパ球などの免疫担当細胞が細菌を排除する機能を有するのとは対照的に,腸管などの粘膜組織や皮膚では常在細菌との共生が重要であり,容易に常在細菌に対して炎症を生じない粘膜固有の自然免疫機構が存在する.また,粘膜固有の自然免疫機構の破綻により眼表面炎症が生じる可能性がある.角膜全眼球のX-gal染色結膜結膜角膜上皮上皮内皮野生型マウスEP3の代わりにb-galactosidase(青色)を遺伝子導入したEP3欠損マウスEP3の代わりにb-galactosidase(青色)を遺伝子導入したEP3欠損マウス眼表面(角膜,結膜)上皮に,EP3の局在を示す青色が強く染まる100(numberofeosinophils/0.1mm2)60PBS50点眼40302010RW0-+-+点眼90野生型マウスEP3欠損マウス8070感作++野生型EP3欠損マウスマウス図2眼表面上皮に発現するEP3による眼表面炎症抑制作用PGE2受容体EP3の代わりにb-galactosidaseを遺伝子導入したEP3欠損マウスでは,角膜上皮と結膜上皮が,b-galactosi-daseの青色に強く染まり,EP3は眼表面上皮に優位に発現していることがわかる.EP3欠損マウスでは,野生型マウスと比較して眼表面炎症が有意に促進される.つまり,EP3は常に眼表面上皮(角膜上皮や結膜上皮)に優位に発現して,眼表面炎症を負に制御している.点眼図3上皮細胞による炎症制御機構上皮細胞に発現しているCTLR3は,各種サイトカイン産生を誘導し,眼表面炎症を正に制御している.一方,同じく上皮細胞に発現しているCEP3は,TLR3を介した炎症を抑制している.さらに,皮膚粘膜炎症を誘導するCIKZF1は,TLR3によって誘導される.(UetaM:InvestCOphthalmolCVisCSci59:DES183-DESC191,2018より引用)結膜弛緩症患者の結膜化学外傷患者の結膜結膜上皮図4ヒト眼表面におけるEP3蛋白の発現ヒト眼表面結膜組織を用いてCEP3の免疫染色を行ったところ,正常結膜ならびに結膜弛緩症,化学外傷患者の結膜組織において,結膜上皮にCEP3発現が強く認められるのとは対照的に,重篤な眼後遺症を伴うCStevens-Johnson症候群(SJS)患者の結膜ではその蛋白発現は著しく減弱している.EP3が眼表面炎症を抑制していることから,EP3の発現の減弱が重篤な眼後遺症を伴うCSJSの眼表面炎症発症に関与している可能性が高い.(文献C20より改変引用)微生物感染正常な感冒薬投与治癒免疫応答異常な感冒薬投与免疫応答炎症を抑制しているPGE2産生が抑制され皮膚粘膜炎症が増悪図5眼合併症を有するStevens-Johnson症候群(SJS)発症についての仮説発症の素因がない人では,なんらかの微生物感染が生じても,正常の自然免疫応答が生じ,感冒薬服用後に解熱・消炎が促進され,感冒は治癒する.しかし,発症素因がある人に,なんらかの微生物感染が生じると異常な自然免疫応答が生じ,さらに感冒薬服用が加わって炎症を抑制しているCPGEC2の産生が抑制されることによって,異常な免疫応答が助長され,SJSを発症する.微生物感染感冒薬関連SJSの全ゲノム関連解析SJS=239,Control=1,158MinorMajorAllele(1vs2)GeneSymbolrsnumberAllele(1)Allele(2)p-value*Oddsratio(95%CI)IKZF1rs897693rs4917014rs4917129rs10276619CGCGTTTA7.98E-048.46E-118.05E-094.27E-091.8(1.3~2.5)0.5(0.4~0.6)0.5(0.4~0.7)1.8(1.5~2.3)*ResultofCochran-Mantel-Haenszelmethod図6感冒薬関連眼合併症型Stevens-Johnson症候群(SJS)の発症関連遺伝子IKZF1アジア人向けに開発されたCChipを用いた全ゲノム関連解析では,IKZF1遺伝子が,感冒薬に関連して発症した重篤な眼後遺症を伴うCSJS発症と有意な強い関連を示す.韓国人,インド人などの国際サンプルを用いたメタ解析において,全ゲノム解析で有意とされるC10C.8以下のC10C.11台のp値を示し,国際的に共通の疾患関連遺伝子である.(文献C21より引用)皮膚炎眼瞼炎急性期SJS患者眼瞼炎口内炎爪囲炎皮膚炎口内炎爪囲炎IKZF1(IkarosFamilyZincFinger1)keratin5specifctransgenicmice図7IKZF1は皮膚粘膜炎症を制御する皮膚や粘膜上皮に限局してCIKZF1が過剰に発現するマウスでは,急性期CStevens-Johnson症候群(SJS)にみられる皮膚炎,眼表面炎症,口内炎,爪囲炎を自然発症する.眼後遺症を伴うCSJS発症関連遺伝子,IKZF1は皮膚粘膜炎症を制御していることを示している.(文献8,14より改変引用)図8Stevens-Johnson症候群(SJS)発症関連遺伝子の遺伝子間相互作用と発症機序眼後遺症を伴うCSJSの発症に有意に関連する複数の発症関連遺伝子は,機能的な相互作用がある.EP3はCTLR3を介した炎症を抑制している.IKZF1も,TLR3によって誘導される.生体内で複数の発症関連遺伝子が遺伝子間ネットワークを構成し,ネットワークのバランスが良好だと安定した生体内の恒常性が維持され,複数の発症関連遺伝子多型を有することにより,ネットワークのバランスが不安定になり発症リスクにつながる可能性がある.(UetaM:InvestOphthalmolVisSci59:DES183-DES191,2018より引用)1CaOthers7550250HCG1G2G3G4SJSpatientsRelativeabundance(%)D.4..Corynebacteriaceae_D.5..CorynebacteriumD.4..Neisseriaceae_D.5..NeisseriaD.4..Micrococcaceae_D.5..RothiaD.4..Enterobacteriaceae_D.5..Escherichia.ShigellaD.4..Oxalobacteraceae_D.5..MassiliaD.4..Flavobacteriaceae_D.5..EmpedobacterD.4..Enterobacteriaceae_D.5..SerratiaD.4..Corynebacteriaceae_D.5..LawsonellaD.4..Fusobacteriaceae_D.5..FusobacteriumD.4..Streptococcaceae_D.5..StreptococcusD.4..Propionibacteriaceae_D.5..PropionibacteriumD.4..Staphylococcaceae_D.5..StaphylococcusD.4..Neisseriaceae_D.5..unculturedD.4..Corynebacteriaceae_D.5..Corynebacterium.1bD.5..Corynebacterium1D.4..Neisseriaceae_D.5..unculturedD.5..Staphylococcus******100100Relativeabundance(%)Relativeabundance(%)Relativeabundance(%)75502575502500図9眼合併症を伴うStevens-Johnson症候群(SJS)の眼表面常在細菌眼合併症を伴うCSJS患者の眼表面の常在細菌を次世代シークエンサー用いたマイクロバイオーム解析で調べてところ,SJS患者では健常対照者に比べて眼表面の細菌の多様性が減少しており,眼表面の常在細菌の構成が健常対照者と異なった.SJS患者では,Corynebacterium1(グループ1),Neisseriaceaeunculture(グループ2),Staphylococcus属(グループ3)およびその他の細菌(グループC4)の固有種が優勢である四つのグループに分けられた.健常人の有する眼表面の常在細菌,の約C40%がCCorynebacteriaceae属,約C30%がCStaphylococcaceae属,約C10%がCPropionibacteriaceae属を占めるのとは,対照的である.(文献C2より引用)HCG1G2G3G4SJSpatientsHCG1G2G3G4SJSpatientsHCG1G2G3G4SJSpatientsdsRNAホストの異常な粘膜免疫応答図10眼表面炎症発症機序の仮説眼表面炎症の病態には,常在細菌と共生する粘膜固有の免疫機構の破綻や,ホストの遺伝子素因,ならびに疾患関連遺伝子の遺伝子間相互作用と,なんらかの微生物感染を起因とした遺伝子間相互作用バランスの破綻が関与している可能性がある.(UetaMetal:ProgRetinEyeRes31:551-575,2012より引用)C—