外科的侵襲の分子生物学的解析

キ ー ワ ー ド: surgical stress, bacterial insult, operative stress, cancer-burden state, cytokine

諸 言

外 科 的 侵 襲(surgical stress)と し て は,手 術 侵 襲 (operative stress),細 菌 感 染(bacterial insult) の ほ か,癌 悪 液 質 状 態(cancer cachexia)に 代 表 さ れ る 担 癌 状 態(cancer-burden state)も 含 め て 考 え る こ とが 出 来 る.い ず れ の 状 態 も そ れ ぞ れ の 侵 襲 に よ り引 き起 こ さ れ る正 常 組 織 の 損 傷,並 び に 正 常 構 造 の 破 綻 と定 義 し得 る.侵 襲 に 対 す る生 体 反 応 の 本 態 は 炎 症 反 応 と 免 疫 反 応 で あ り,そ の 病 態 形 成 に は 活 性 化 白 血 球(activated leukocyte)の み な ら ず, T cell,マ ク ロ フ ァ ー ジ(macrophage)の ほ か,種 々 の 組 織 細 胞 に よ っ て 産 生 さ れ る様 々 な サ イ トカ イ ン (cytokine)が 関 与 す る.古 くか ら,術 後,重 症 感 染,癌 悪 液 質,い ず れ の 侵 襲 時 に お い て も,細 胞 性 免 疫 能 は 低 下 す る と表 現 さ れ て き た.し か し な が ら, 侵 襲 に よ る細 胞 性 免 疫 能 の低 下 とい う古 典 的 概 念 と, 近 年 明 ら か に な りつ つ あ る,侵 襲 に よ る 炎 症 性 サ イ トカ イ ン の 過 剰 産 生 と い う現 象 は,今 日 に 到 る も, 必 ず し も 明 確 な 論 理 体 系 に よ っ て 関 連 づ け て 説 明 さ れ て は い な い の で は な か ろ う か.こ こ 数 年 に 亘 る教 室 の 外 科 的 侵 襲 に お け る分 子 生 物 学 的 手 法 を 用 い た 基 礎 的 臨 床 的 検 討 を こ こ に 概 説 し,古 典 的 概 念 の 現 代 的 解 析 を 試 み る もの で あ る. 侵 襲 と 分 子 パ ラ メ ー タ ー 古 くか ら,侵 襲 ホ ル モ ン と し て 知 ら れ て い る コ ル チ ゾ ー ル(cortisol)は,重 症 感 染,担 癌 悪 液 質,術 後,い ず れ の 外 科 的 侵 襲 に お い て も 有 意 に 上 昇,高 値 を 示 し た1,2)(図1,図6).コ ル チ ゾ ー ル に は,抗 炎 症,免 疫 抑 制 作 用 が あ る こ と は 古 くか ら 既 知 の こ と で あ る が,侵 襲 時 に お け る 高 コ ル チ ゾ ー ル 血 症 は, 侵 襲 に よ る 細 胞 性 免 疫 能 低 下 と い う 古 典 的 概 念 に 一 致 す る. 方,活 性 化 マ ク ロ フ ァー ジ が 産 生 す る プ テ リ ジ ン 誘 導 体(pteridine)で あ る ネ オ プ テ リン(neopterin) は,近 年, ELISA kitが 開 発 さ れ,簡 単 に 測 定 可 能 で,簡 便 な 細 胞 性 免 疫 能 の 指 標 と して 注 目 さ れ つ つ あ る. T cellか ら産 生 さ れ るgamma-interferon (IFN-γ)に よ っ て マ ク ロ フ ァ ー ジ が 活 性 化 さ れ ネ ォ プ テ リ ン が 産 生 さ れ る こ と か ら,ネ オ プ テ リン は 内 因 性IFN-γ の 産 生 量 の 指 標 と も さ れ る.こ の ネ ォ プ テ リ ン 値 は,重 症 感 染 患 者,担 癌 悪 液 質 患 者, い ず れ の 状 態 に お い て も健 常 成 人 に 比 し,有 意 に 高 図1  血 中 コ ル チ ゾ ー ル 値 岡 山 大 学 大 学 院 医 歯 学 総 合 研 究 科  消 化 器 腫 瘍 外 科 学 論 文 請 求 先:岩 垣 博 巳(岡 山 大 学 第 一 外 科) 電 話:086-235-7255 FAX: 086-221-8775 E-mail:[email protected]

126  岩 垣 博 巳 ・守 本 芳 典 ・ 日伝 晶 夫 ・田 中 紀 章 値 で あ っ た3-7)(図2).手 術 侵 襲 に つ い て も,血 中 ネ オ プ テ リ ン 値 は 術 後 一 日め 有 意 に 上 昇 す る こ と を, わ れ わ れ は 確 認 して い る. 図2  血 中 ネ オプ テ リ ン値 可 溶 性 サ イ トカ イン レセプ ター の ー つ で あ るsoluble IL-2 receptor (sIL-2R)は,ネ オ プ テ リ ン と 同 様,重 症 感 染,担 癌 悪 液 質,術 後,い ず れ の 侵 襲 に お い て も有 意 な上 昇 を示 し た8,9)(図3,図7).血 中 sIL-2Rは,教 科 書 的 に はT cellの 活 性 化 の 指 標 と さ れ て い る. T cellが 活 性 化 す れ ば, IL-2Rの 細 胞 膜 上 の 発 現 が 上 昇 し,膜 か ら遊 離(shed off)し, そ の 結 果sIL-2R値 が 上 昇 す る.ネ オ プ テ リン とsIL 2Rの 変 動 に は 有 意 の 正 相 関 が 認 め ら れ る こ と も, 既 に わ れ わ れ は 実 証 し て い る10). 重 症 感 染,担 癌 悪 液 質,術 後 に お い て,細 胞 性 免 疫 能 の 指 標 で あ る ネ オ プ テ リ ン, sIL-2Rが 上 昇 す る と い う事 実 は,侵 襲 時 に お け る細 胞 性 免 疫 能 の 低 下 と い う古 典 的 概 念 に 相 反 す る.事 実,担 癌 悪 液 質 患 者 に お け るNK活 性 の 低 下,重 症 感 染 症 患 者 の 末 梢 血 単 核 球 の 細 胞 障 害 活 性 の 低 下 に つ い て は,わ れ わ れ も確 認 し て い る.こ れ らの こ と とネ オ プ テ リン, sIL-2R値 の 上 昇 に み ら れ る細 胞 性 免 疫 能 の 活 性 化 と い う現 象 と の 関 連 は,ど の よ うに 解 釈 す れ ば い い の だ ろ う か. つ の 解 釈 と し て は,『侵 襲 患 者 の 血 中 レ ベ ル の 分 子 マ ー カ ー を 測 定 す る こ と に よ る直 接 的 な 免 疫 学 的 評 価 と,血 球 を 取 り出 し てin vitroで 測 定 す る 間 接 的 な 免 疫 能 の 査 定 は 相 関 し な い もの で あ る』 と考 え る こ と が 出 来 る.他 の 解 釈 と し て は,『 局 所 と全 身 の 免 疫 学 的 評 価 は 異 な る も の で あ る』 と い う考 え が あ る. 図3  血 中sIL-2R値 侵 襲 局 所 に お い て は,異 常 に 細 胞 性 免 疫 能 が 高 ま っ て い る が,末 梢 血 中 の 免 疫 担 当 細 胞 は い わ ゆ る局 所 で 戦 っ た あ と で 疲 弊 して お り,そ れ 故,in vitroで 測 定 す る 免 疫 能 は 結 果 と して 低 下 す る と考 え る こ と も可 能 で は あ る.い ず れ に して も,重 症 感 染,術 後, 担 癌 状 態 に お い て 細 胞 性 免 疫 能 は 低 下 す る,と い う 表 現 は,サ イ トカ イ ン を始 め とす る分 子 マ ー カ ー で 侵 襲 を語 る現 代 に お い て は,説 明 不 足 で,適 当 で は な い と思 わ れ る. 今 回 の 検 討 で 強 調 す べ き こ と は,重 症 感 染,担 癌 悪 液 質,手 術 と い う侵 襲 に お い て,程 度 の 差 は あ る も の の,血 中 コ ル チ ゾ ー ル,ネ オ プ テ リ ン, sIL-2R 値 は い ず れ も上 昇 し,侵 襲 に 対 す る 生 体 反 応 に 共 通 す る 系 路 が 作 動 し て い る こ とが 明 ら か に な っ た こ と で あ る. 侵 襲 とSIRS/CARS 血 中sIL-2R値 は 細 胞 性 免 疫 能 の 活 性 化 の 指 標 で あ る と述 べ た が, sIL-2Rそ の も の はIL-2と 結 合 す る こ と に よ っ て, IL-2の 膜 表 面 上 のIL-2Rへ の 結 合 を 阻 害 す る こ とか ら, IL-2阻 _{害 物 質 で あ る .} し た が っ て,血 中 に お け るsIL-2R高 値 は,細 胞 性 免 疫 能 の 亢 進 の 結 果 で あ る こ と は 疑 問 の 余 地 が な い が, sIL-2R高 値 の 状 態 は 免 疫 抑 制 状 態 と 言 い 得 る.血 中sIL-2Rが 高 値 で あ る状 態 を,教 科 書 的 に 細 胞 性 免 疫 能 が 亢 進 し て い る状 態 と表 現 す る こ と は 必 ず し も妥 当 で は な い.む し ろ,免 疫 抑 制 状 態 に あ る と表 現 す る 方 が,古 典 的 な 概 念 との 間 に 一 致 性 を 見 出 す こ と が 出 来 る.こ の 免 疫 抑 制 状 態 に はT cell の 異 常 活 性 化 が 先 行 し て い る こ と を考 え る と,こ れ

炎 症 反 応 症 候 群)と い う概 念 を提 唱 し た.そ の 後, 1996年 にBoneは,生 体 に お い て あ る 作 用 が 働 く と き,同 時 に 必 ず 反 作 用 が 働 き,両 者 が バ ラ ン ス を と る こ と で 生 体 の 恒 常 性 が 保 た れ る,と 指 摘 した. 炎 症 性 サ イ トカ イ ン が 誘 導 さ れ る状 態 で は,炎 症 性 サ イ トカ イ ン の 阻 害 物 質 や 拮 抗 物 質 も同 時 に 誘 導 さ れ,抗 炎 症 性 サ イ トカ イ ン優 位 の 状 態 と呼 び,こ れ をCARS (compensatory anti-inflammatory)

と定 義 して い る.重 症 感 染,担 癌 悪 液 質 状 態 に お け る 血 中 の 可 溶 性 サ イ トカ イ ン レセ プ ター に つ い て は, sIL-2Rの 他, tumor necrosis factor (TNF), IL -1 _{, IL-6な ど の 炎 症 性 サ イ トカ イ ン の レ セ プ タ ー} に つ い て も上 昇 し,高 値 で あ る こ と を わ れ わ れ も確 認 し て い る8,9). 事 実,外 科 的 侵 襲 に よ っ て, SIRSの 臨 床 診 断 基 準 (体 温: <36℃, >38℃,脈 拍: >90/min,呼 吸 数: >20/min)を 満 た す 状 態 に あ っ て も,血 中 の TNF, IL-1を 始 め とす る炎 症 性 サ イ トカ イ ン の 陽 性 率 は 低 く,む し ろ 炎 症 性 サ イ トカ イ ン の 阻 害 物 質 や 拮 抗 物 質 の 陽 性 率 が 高 いCARSの 状 態 に あ る こ とが 臨 床 的 に は 常 態 で あ る1). こ の よ う に, SIRSの 診 断 基 準 は 臨 床 的 徴 候 で あ る の に 対 し, CARSの 診 断 基 準 は 血 中 の 抗 炎 症 性 サ イ トカ イ ン レ ベ ル に よ る も の で あ り,次 元 が 異 な る. 近 年,外 科 的 侵 襲 をSIRS/CARSと い う相 対 立 す る 概 念 で 語 る こ とが 多 い が,却 っ て,外 科 的 侵 襲 の 病 態 を 把 握 す る の に 混 乱 を招 い て い る 側 面 が あ る こ と は 否 定 し得 な い で あ ろ う. 末 梢 血 中 に 炎 症 性 サ イ トカ イ ン阻 害 物 質 が 大 量 に 存 在 し て い る こ とは,局 所 に お い て 炎 症 性 サ イ トカ イ ン が 大 量 に 産 生 さ れ た か,さ れ て い る か の い ず れ か で あ る と考 え る こ と が で き る.従 っ て,臨 床 的 に はSIRSで あ るが,血 中 レ ベ ル で はCARSで あ る 前 述 し た が,侵 襲 時 に お け る 高 コル チ ゾ ー ル 血 症 も,局 所 に お け る 過 剰 な 炎 症 反 応 と免 疫 反 応 を 抑 制 す る フ ィ ー ドバ ッ ク シ ス テ ム の 一 つ で あ る と考 え る こ とが 出 来 る. 担 癌 侵 襲 に お け るIL-1 receptor antagonist (IL-1ra)の 挙 動 重 症 感 染 症 例 に お け る血 中IL-1ra値 は 異 常 高 値 を示 し た.術 後 も, sIL-2RやsTNF-Rと と も に, IL-1ra値 は 上 昇 す る.一 方,担 癌 悪 液 質 患 者 の 血 中IL-1ra値 は,健 常 成 人 に 比 し,有 意 に 低 値 を示 し た1,8,9,11,12)(図4). 前 述 し た が,重 症 感 染,担 癌 悪 液 質,手 術 と い う 外 科 的 侵 襲 に お い て,程 度 の 差 は あ る もの の, cortisol, neopterin, sIL-2Rは い ず れ も上 昇 傾 向 を示 し,三 つ の 侵 襲 に よ る 生 体 反 応 に は 共 通 の 経 路 が 作 動 し て い る こ とが 示 唆 さ れ た.炎 症 性 サ イ トカ イ ン の 一 っ で あ るIL-1の 拮 抗 物 質 で あ るIL-1raの 挙 動 は, 侵 襲 に よ り異 な り,担 癌 侵 襲 に お い て は,感 染,手 術 と は 異 な る生 体 反 応 系 が 作 動 し て い る こ と が 示 唆 さ れ た.

担 癌 患 者 の 血 中 のIL-1ra, sIL-2R, soluble CD 30 (sCD 30)の 相 関 関 係 を 検 討 す る と, sCD 30

はIL-1raと は 負 の 相 関 関 係, sIL-2Rと は 正 の 相

128  岩 垣 博 巳 ・守 本 芳 典 ・日伝 晶 夫 ・田 中 紀 章 関 関 係 に あ る こ とが 明 ら か と な っ た13,14)(図5).血 中sCD 30値 の 上 昇 は, type 2 T cellが 持 続 的 に 活 性 化 さ れ て い る こ と を 示 唆 し,こ れ ま で 自 己 免 疫 疾 患 やAIDSな ど の ウ イ ル ス 疾 患 で 報 告 さ れ て い る. 図5  担 癌 悪 流 液 患 者 に お け るsCD 30, sIL-2R, IL-1raの 相 関 関 係 従 っ て, sCD 30がT cellの 活 性 化 の 結 果 と して 遊 離 さ れ るsIL-2Rと 正 相 関 に あ る こ とは 論 理 的 に 諒 解 さ れ る.一 方, sCD 30とIL-1raが 逆 相 関 に あ る の は,担 癌 悪 液 質 に お い てsCD 30が 高 値, IL-1ra が 低 値 で あ る こ との 反 映 で あ る と考 え られ る. 担 癌 患 者 に お け る 血 中IL-1ra低 値 は, IL-1ra の 産 生 低 下 と 消 費 亢 進 の 可 能 性 が 考 え ら れ る. IL-1raはIL-1の 産 生 に 依 存 し て 単 球 系 細 胞 か ら産 生 さ れ る.事 実,担 癌 患 者 の 単 球 系 細 胞 のin vitro に お け るIL-1産 生 能 は 低 下 し て い る こ とか ら15),結 果 と し て, IL-1raの 産 生 も低 下 し て い る も の と推 定 さ れ る. 先 に も述 べ た が,担 癌 状 態 に お い て は,種 々 の 可 溶 性 サ イ トカ イ ン レ セ プ タ ー の 血 中 レ ベ ル が 増 加 し て い る. soluble IL-1 receptor (sIL-1R)が 増 加

して い る と す れ ば, IL-1raはsIL-1Rと 結 合 す る こ と に よ っ て 消 費 され,結 果 と してIL-1ra値 は 低 下 す る も の と推 定 され る.事 実,担 癌 患 者 の 末 梢 血 単 核 球 のin vitroに お け るIL-1ra産 生 は,担 癌 血 漿 を 除 去 す る こ とに よ っ て 高 ま る こ と を,わ れ わ れ は 確 認 し て い る15). 担 癌 患 者 に 対 す る 適 切 なIL-1ra投 与 は, sIL-1Rを 捕 捉 す る こ と に よ っ てIL-1阻 害 物 質 を 減 少 させ,相 対 的 にIL-1産 生 を 高 め る こ と に な る.そ の 結 果,担 癌 状 態 に お け る免 疫 異 常 が 是 正 され, IL-1 に よ っ て 駆 動 さ れ るサ イ トカ イ ン カ ス ケ ー ドが 機 能 し,癌 悪 液 質 患 者 の 感 染 に 対 す る 生 体 防 御 能 が 高 ま る一 つ の 治 療 法 に な り得 る もの と,考 え られ る7). IL-1は 生 体 防 御 機 構 に お い て 重 要 な役 割 を有 して い る が,同 時 に そ の 過 剰 産 生 が 原 因 と な る 病 態 が 存 在 す る.こ れ らの 病 態 の な か で,敗 血 症 性 シ ョ ッ ク, 炎 症 性 腸 疾 患,リ ュ ー マ チ 性 関 節 炎 な ど に 対 す るIL 1ra投 与 の 臨 床 治 験 の 有 効 性 を 示 唆 す る 報 告 も散 見 さ れ る が16,17),担 癌 状 態 に お け るIL-1ra投 与 と は 意 義 が 異 な る. 敗 血 症 や 炎 症 性 腸 疾 患 に お い て は,血 中IL-1ra は 高 値 で あ る.更 な るIL-1ra投 与 が 有 効 で あ る と い う治 験 成 績 は,通 常 よ り高 いIL-1raレ ベ ル を も っ て し て も局 所 の 過 剰 な 炎 症 反 応 を 抑 制 で き な い状 態 に あ る も の と,解 釈 出 来 る.外 因 性IL-1ra投 与 が 不 足 分 のIL-1raを 補 い,過 剰 な 局 所 の 炎 症 反 応 を 制 御 す る 結 果,病 態 が 是 正 さ れ た と考 え 得 る. こ れ と 同 様 の こ と は,高 ス テ ロ イ ド血 症 を 示 す 重 症 感 染 に 対 す る ス テ ロ イ ド投 与 療 法 に み る こ とが 出 来 る.敗 血 症 に 対 す る ス テ ロ イ ド投 与 は,そ の 有 効 性 に つ い て は 賛 否 両 論 あ る が,時 と し て 病 態 の 症 状 を緩 和 す る こ とが 知 られ,臨 床 に お い て 頻 用 さ れ る 治 療 法 で あ る.本 治 療 は,不 足 し て い る ス テ ロ イ ド

を 補 う結 果,臨 床 症 状 が 改 善 す る と考 え ら れ,ス テ ロ イ ドカ バ ー と 呼 ば れ て い る. 図6  術 後 患者 にお け る血 中 コルチ ゾール値 の変 化 手 術 侵 襲 に よ る 免 疫 抑 制 状 態 と プ ロ テ ア ー ゼ イ ン ヒ ビ タ ー 周 術 期 に プ ロ テ ア ー ゼ イ ン ヒ ビ タ ー(protease inhibitor: Futhan)を 投 与 し た と き の 血 中 コ ル チ ゾ ル とsIL-2Rの 術 後 変 動 を, Futhan非 投 与 群 と 比 較 検 討 し た(図6,図7).麻 酔 導 入 直 前 か ら Futhanを0.1mg/kg/hの 速 さ で24時 間 投 与 し た も の をprotease inhibitor投 与 群 と し た.前 述 し た よ う に, control群 に お い て は, day 1に お い て 血 中 コ ル チ ゾ ー ル とsIL-2Rは 有 意 に 上 昇 し た が, protease inhibitor投 与 群 に お い て は,有 意 の 上 昇 は 認 め ら れ な か っ た.こ の こ と は,周 術 期 に お け るprotease inhibitor投 与 が 手 術 侵 襲 を 軽 減 す る こ と を 示 唆 す る. い ま 一 つ 注 目 す べ き こ とは, serine protease inhibitor で あ るFuthanを 周 術 期 に 投 与 す る こ と に よ っ て, 可 溶 性 サ イ ト カ イ ン レ セ プ タ ー で あ るsIL-2Rの 上 昇 が 抑 制 さ れ た こ と で あ る18). 前 述 し た よ う に, sIL-2RはT cellの 活 性 化 に 伴 い 産 生 さ れ,そ れ 自 体 はIL-2 inhibitorと し て 免 疫 抑 制 的 に 機 能 す る.い ず れ の サ イ ト カ イ ン レ セ プ タ ー も 基 本 的 に は 膜 結 合 性 のmetalloprotease (MMP)に よ るproteolytic cleavageに よ っ て 膜 よ り 遊 離 し(shed off),可 溶 性 サ イ ト カ イ ン レ セ プ タ と な る. MMPの 活 性 化 に はserine proteaseが 関 与 す る 経 路 も あ る こ と が 知 ら れ て い る. 図7  術 後 患 者 に お け る 血 中sIL-2R値 の 変 化 今 回 の 臨 床 検 討 で 認 め られ たFuthan投 与 に よ る 術 後 のsIL-2R上 昇 の 抑 制 は, serine protease活 性 の 抑 制 を介 す るMMP活 性 の 阻 害,そ の 結 果 と し て のIL-2Rの 膜 表 面 か らの 遊 離 抑 制 に よ る 可 能 性 が 示 唆 さ れ る.こ の よ う に,抗 凝 固 作 用 を 目 的 と し て 使 用 さ れ る プ ロ テ ア ー ゼ イ ン ヒ ビ タ ー は,生 体 反 応 系 と し て の 免 疫 反 応 に 密 接 に 関 与 す る こ と に つ い て は,今 後,更 に 検 討 す べ き課 題 で あ る と考 え ら れ る.

周 術 期 にprotease inhibitorを 投 与 す る と, IL-6 の 他 に, CRP (C-reactive protein)やPSTI (pancre atic secretary trypsin inhibitor)な ど の 急 性 相 蛋 白(acute phase protein),好 中 球 エ ラ ス タ ー ゼ (leukocyte elastase)の 活 性 な ど の 術 後 の 上 昇 が 制 御 さ れ,結 果 と し て 早 期 に 術 後 のSIRSか ら の 臨 床 症 状 か ら 離 脱 す る と い う報 告 が あ る.外 科 的 侵 襲 に よ る 生 体 反 応 に お け る プ ロ テ ア ー ゼ の 関 与 は 想 像 以 上 の 広 範 囲 に 及 ぶ も の と推 定 さ れ る. 重 症 感 染 症 に お け る 免 疫 抑 制 と T cell apoptosis 重 症 感 染 症 に お け るT cellの 動 態 に 関 し て は 未 だ よ く解 明 さ れ て は い な い.し か し,重 症 感 染 症 患 者 に お い て は,主 と してT cellに よ る リン パ 球 減 少 に よ る細 胞 性 免 疫 能 の 低 下 が 惹 起 さ れ て い る こ とに つ い て は 古 くか ら知 ら れ て い る. こ れ ら のT cellの 細 胞 死 が,病 原 菌 に よ っ て 抗 原 刺 激 が 加 え られ た こ とに よ るactivation-induced cell

130  岩 垣 博 巳 ・守 本 芳 典 ・日伝 晶 夫 ・田 中 紀 章

death (AICD)に よ る ア ポ トー シ ス(apoptosis)で

あ る こ と を,わ れ わ れ は 実 証 し た.重 症 感 染 症 患 者 と 健 常 成 人 そ れ ぞ れ か ら 新 鮮 分 離 さ れ たT cellに anti-CD3を 添 加 培 養(16h)し,フ ロ ー サ イ ト メ ト

リ ー(FACSCAN)を 用 い, sub-G1 group: M1 領 域 を 検 出 す る こ と でT cell apoptosisの 比 率 を 測 定 し た. そ の 結 果,患 者 のT cellはanti-CD3添 加 に よ っ て 有 意 にapoptosisが 増 加 し た の に 対 し,健 常 成 人 のT cell apoptosisはanti-CD3添 加 に よ っ て も 増 加 傾 向 は 示 さ な か っ た19,20)(図8).こ の こ と は,重 症 感 染 症 例 のT cellに お い て はapoptosisの 感 受 性(susceptibility)が 高 ま っ て い る こ と を 示 唆 す る. 健 常 成 人 と 重 症 患 者 のCD3+T cellのFas発 現 をFACSCANで 解 析 す る と,健 常 成 人 に お い て は 約40%,患 者 に お い て は 約90%で あ り,患 者 に お い て 有 意 に 高 発 現 で あ り,病 原 菌 の 抗 原 刺 激 に よ り患 者T cellは 活 性 化 され た 状 態 に あ る こ とが 示 唆 され る19,20)(図9).患 者T cellが 既 に 活 性 化 さ れ た状 態 に あ る こ と が, anti-CD3添 加 培 養 に て 有 意 に apoptosisに よ る細 胞 死 が 増 加 す る原 因 と考 え られ る と と もに,こ のT cell apoptosisに はFas-Fas ligand

図8  Anti-CD3添 加 培 養16h後 のT Cell

にIL-2欠 乏 状 態 に あ る と推 定 さ れ る.重 症 感 染 症 例 に お い て は 前 述 し た よ う に,病 原 菌 の 抗 原 刺 激 に よ っ てT cellは 活 性 化 状 態 に あ り, AICDに よ る apoptosisの 感 受 性 が 高 ま っ て い る.こ の よ うな 状 態 に 新 た な 外 科 的 侵 襲 が 加 わ れ ば, T cell apoptosisに よ る 細 胞 死 が 更 に 惹 起 さ れ,細 胞 性 免 疫 能 の 抑 制 が 助 長 さ れ,感 染 は 更 に 遷 延 す る もの と推 定 さ れ る. 従 っ て,こ の よ う な 免 疫 抑 制 状 態 にIL-2を 投 与 す る こ と は, T cell apoptosisの 回 避 を 介 し,感 染 遷 延 状 態 か ら離 脱 し得 る も の と推 定 さ れ,結 果 と し て 多 臓 器 不 全 状 態 が 是 正 さ れ る可 能 性 が 示 唆 され る. 結 語:侵 襲 に 対 す る生 体 反 応 系 と して の neuro-endocrine-hepatic axis 感 染,担 癌,手 術 と い う外 科 的 侵 襲 に 対 す る 生 体 反 応 に つ い て の 分 子 生 物 学 的 解 析 を概 説 し た.そ の 結 果,コ ル チ ゾ ー ル,ネ オ プ テ リ ン, sIL-2Rの 変 化 に 認 め ら れ る よ う に,共 通 す る 反 応 系 が あ る こ と が 明 ら か に な っ た.一 方, IL-1raの 挙 動 に 見 ら れ る よ うに,当 然 の こ と で は あ る が,異 な る 反 応 系 も あ る こ と が 示 唆 さ れ た.こ れ ま で,外 科 的 侵 襲 時 に は 細 胞 性 免 疫 能 は 低 下 す る と簡 潔 に 表 現 さ れ て き た が,そ の 本 態 は 複 雑 で あ る. 感 染 症 患 者 のT cellのFas発 現 率 は 高 く,む し ろT cellに 代 表 され る細 胞 性 免 疫 能 は 活 性 化 し て い る と考 え ら れ る. sIL-2Rも 細 胞 性 免 疫 能 の 指 標 と さ れ る が,い ず れ の 外 科 的 侵 襲 に お い て も上 昇 して い る. sIL-2R自 身 はIL-2阻 害 物 質 と し て 機 能 す る こ と か ら, sIL-2R高 値 の 状 態 そ の もの は 細 胞 性 免 疫 能 が 抑 制 さ れ て い る 状 態 で あ る.従 っ て,外 科 的 侵 襲 に よ る生 体 反 応 は,細 胞 性 免 疫 能 の 異 常 亢 進 と そ れ に 伴 う免 疫 抑 制 状 態 『over immune activa tion and compensatory immune suppression』 と

外 科 的 侵 襲 に よ っ て 惹 起 さ れ た 免 疫 異 常 が 生 体 の 恒 常 性 を 喪 失 す る と 表 現 し た 方 が,よ り適 切 で あ ろ う. 自 己 免 疫 疾 患 や,炎 症 性 腸 疾 患 の 病 態 は,細 胞 性 免 疫 の 異 常 亢 進 が 組 織 破 壊 に 連 な る こ とは 周 知 の こ と で あ る.細 胞 性 免 疫 能 を上 げ る こ とが 生 体 に と っ て 常 に 有 益 で あ る と い う の は,わ れ わ れ 外 科 医 が こ れ ま で 抱 い て き た 幻 想 で は な か ろ う か. 生 体 反 応 に は 生 体 の 恒 常 性 を維 持 す る た め の フ ィ ー ドバ ッ ク シ ス テ ム が あ る こ と は_{,今 回 の 検 討 に お} い て も明 ら か で あ る.細 胞 性 免 疫 能 を 上 げ る シ ス テ ム と下 げ る シ ス テ ム, SIRSを 引 き 起 こ す シ ス テ ム と CARSを 引 き起 こ す シ ス テ ム の よ う に,相 反 す る シ ス テ ム が 生 体 の 恒 常 性 を 制 御 し,維 持 し て い る の で あ る. 免 疫 賦 活 や 炎 症 反 応 を 惹 起 す る シ ス テ ム と 同 程 度 に,免 疫 抑 制 と抗 炎 症 の シ ス テ ム は 生 体 防 御 と生 体 の 恒 常 性 の 維 持 に 重 要 な 機 能 を 果 た し て い る も の と 考 え られ る.む し ろ,過 剰 な 炎 症 反 応 に よ る 組 織 障 害 を 制 御 す る と い う 意 味 に お い て は,免 疫 抑 制 と抗 炎 症 の シ ス テ ム の 方 が,よ り生 体 防 御 に 重 要 な シ ス テ ム と も考 え られ る. 侵 襲 に 対 す る 生 体 の 恒 常 性 は 免 疫 系 の み で 維 持 さ れ て い る わ け で は な い.外 科 的 侵 襲 に よ っ て 単 球 系 細 胞 か ら炎 症 性 サ イ トカ イ ン が 産 生 さ れ,生 体 防 御 に 向 け た 炎 症 反 応 の カ ス ケ ー ドが 作 動 す る.炎 症 性 サ イ トカ イ ンは 脳 内 に 到 り, hypothalamus-pituitary adrenal axis (HPA axis)を 活 性 化,そ の 結 果,副 腎 よ りス テ ロ イ ドが 産 生 さ れ る.ス テ ロ イ ドは 炎 症 性 サ イ トカ イ ン の 産 生 を抑 制 す る一 方,肝 に 作 用 し, 抗 炎 症 性 サ イ トカ イ ンIL-10の 誘 導 産 生 を 介 し抗 炎 症 反 応 の 系 が 作 動 す る.炎 症 反 応 の カ ス ケ ー ドの 中 で 産 生 さ れ るIL-6は 肝 に 作 用 し,様 々 な 急 性 相 蛋 白(acute phase protein: APP)の 生 成 に 関 与 す る

132  岩 垣 博 巳 ・守 本 芳典 ・ 日伝 晶 夫 ・田 中 紀 章 (図10). 図10  生 体 防 御 機 構 と し て のneuro-endocrine-hepatic axis 急 性 相 蛋 白 の 一 つ で あ るCRP (C-reactive pro tein)は,マ ク ロ フ ァ ー ジ に 作 用 し, sTNF-R, IL 1raな どの 炎 症 性 サ イ トカ イ ン の 拮 抗 物 質 の 誘 導 に 関 与 す る こ とが, in vitroの 実 験 系 で 実 証 さ れ て い る21)22).す な わ ち, APPは 炎 症 性 サ イ トカ イ ン の 拮 抗 物 質 の 産 生 を 介 し,抗 炎 症,免 疫 抑 制 的 に 機 能 す る.生 体 は 侵 襲 を受 け た と き 炎 症 反 応 の カ ス ケ ー ドを 開 始 す る が,こ の 炎 症 反 応 を制 御 す るの は,ス テ ロ イ ドを 産 生 す るHPA axisと, APPとIL-10 を 産 生 す る 免 疫 抑 制 臓 器 と し て の 肝 臓 で あ る.わ れ わ れ は,こ の 抗 炎 症 反 応 シ ス テ ム をneuro-endocrine hepatic axisと 名 付 け,更 な る解 析 を 進 行 中 で あ る. い ず れ に し て も,外 科 的 侵 襲 に 対 す る 生 体 反 応 は 複 雑 多 岐 に 亘 り,そ れ ぞ れ の 侵 襲 に は 共 通 す る 系 も あ れ ば,当 然 の こ と な が ら,異 な る 反 応 系 も あ る. い ず れ に し て も,侵 襲 に 対 す る 生 体 反 応 は,細 胞 性 免 疫 の み な ら ず,神 経 内 分 泌 免 疫 系(neuro endocrine-immune system)す べ て を 含 ん だ 生 体 防 御 機 構 と し て 把 握 し,語 る べ き 問 題 で あ り,今 後 の 更 な る 包 括 的 な 研 究 の 進 展 が 望 ま れ る もの で あ る. 文 献 1) 岩 垣 博 巳, 他: 集 中 治 療 (1998) 10, 823-832.

2) Iwagaki H, et al: Acta Med Okayama (1997) 51, 233-236.

3) Iwagaki H, et al: Immunol Invest (1995) 24, 479-487.

4) Iwagaki H, et al: Immunol Invest (1995) 24, 467-478.

5) Iwagaki H, et al: Pteridines (1998) 9, 29-32. 6) Iwagaki H, et al: Pteridines (1999) 10, 20-23. 7) 岩 垣 博 巳, 他: 日 消 外 会 誌 (1993) 26, 2433-2438. 8) Iwagaki H, et al: Res Commun Mol Path (1997) 96,

25-34.

9) 岩 垣 博 巳, 他: 外 科 治 療 (1998) 79, 118-119.

10) Iwagaki H, et al: Acta Med Okayama (1994) 48, 225-226.

11) Iwagaki H, et al: Scand J Gastroenterol (1997) 32, 577-581.

12) 岩 垣 博 巳, 他: Biotherapy (1997) 11, 375-377. 13) 岩 垣 博 巳, 他: Biotherapy (1998) 12, 245-247. 14) Iwagaki H, et al: J Med (1999) 30, 111-121. 15) Shimamura H, et al: J Int Med Res (2000) 28,

277-287.

16) Alexander HR, et al: Surgery (1992) 112, 188-194. 17) Cominelli F, et al: Gastroenterology (1992) 103, 5

71.

18) Iwagaki H, et al: Acta Med Okayama (1999) 53, 239-244.

19) Kodera M, et al: Res Commun Mol Path (1999) 104, 205-218.

20) 岩 垣 博 巳, 他: 臨 床 病 理(2000) 48, 505-509. 21) Tilg H, et al: J Exp Med (1993) 178, 1629-1636. 22) Pue CA, et al: J Immunol (1996) 156, 1594-1600.