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疾患と検査値の推移
肺胞蛋白症とGM-CSF自己抗体
著者: 中田光1
所属機関: 1新潟大学医歯学総合病院生命科学医療センター
ページ範囲:P.1224 - P.1229
文献購入ページに移動はじめに
GM-CSF(granulocyte macrophage-colony stimulating factor)自己抗体が市販のイムノグロブリン製剤中に普遍的に検出されることを最初に報告したのは,Svensonら1)である.彼らは,GM-CSF自己抗体は中和抗体であり,GM-CSFとのavidity(親和性)は10~50pMと著しく高いと述べている.また,イムノグロブリン製剤は,数千人もの健常プール血清から精製するため,健常者のなかでたまたまGM-CSF自己抗体をもつ人がいたために,全体として陽性になったのであろうと述べている.
しかし,GM-CSFとGM-CSF自己抗体の複合体を解離させる方法を用いて健常血清中の自己抗体濃度を測ると,微量ながら全ての検体に存在することが明らかとなった2).その後,筆者は,この方法をさまざまなサイトカインに応用したところ,健常ヒト血清中には,IL(interleukin)-4,5,6,8,10,12やTNF-α(tumor necrosis factor-α),VEGF-α(vascular endothelial growth factor-α),G-CSF(granulocyte colony-stimulating factor),IFN-γ(interferon-γ)などに対する自己抗体が存在することを確認した3).
健常血中に普遍的に存在するサイトカイン自己抗体の意義は不明であるが,それらの過剰産生は,さまざまな疾患や病態を呈することが知られている.G-CSFに対する自己抗体の過剰産生は,Felty症候群において,好中球の減少をきたす4).また,エリスロポエチンに対する自己抗体は真性赤芽球癆の一因と考えられている5).また,播種性MAC(Myco-bacterium avium complex)症の一部の患者にIFN-γに対する自己抗体が過剰に存在していることは有名である6).サイトカイン自己抗体の過剰産生が病因となりうることがわかったのは,特発性肺胞蛋白症(pulmonary alveolar proteinosis,PAP)の血液および肺に存在するGM-CSF自己抗体が最初である7,8).PAPは1958年にRosenらによって記載され,わが国では1960年に岡らによって紹介された稀少肺疾患である.PAPは,サーファクタントの生成または分解過程に障害があり,肺胞腔内を主として末梢気腔内にサーファクタント由来物質である好酸性顆粒状物質の異常貯留をきたす疾患の総称である.わが国のPAPは人口百万対6.2人と推定される9).
GM-CSF自己抗体は,GM-CSFあるいはIL-3依存的に増殖するTF-1細胞のGM-CSF存在下での増殖を濃度依存的に抑制するが,IL-3存在下での増殖は抑制しない8).また,この自己抗体のGM-CSFに対するavidityを測定したところ,20.0±7.5pMと著しく高いことを確認した10).サーファクタント中の高濃度のGM-CSF自己抗体がⅡ型上皮細胞が産生するGM-CSFと結合・中和することで,その生物活性を完全に中和するのが,本疾患の病因であると唱え,各国の研究者の賛同を得て,2005年大阪で行われた国際肺胞蛋白症会議で,従来の特発性PAPを自己免疫性PAPと呼ぶことが提唱され,現在ではこの呼称が一般的となっている.
その後,米国シンシナティ小児病院のSakagamiら11)は,血漿交換を受けた自己免疫性PAPの血漿からGM-CSF自己抗体を精製し,シクロホスファミド+CD20抗体でconditioningしたカニクイザルに輸注することにより,PAPの動物モデルを作製することに成功し,本自己抗体が病因であることを証明した.
GM-CSF(granulocyte macrophage-colony stimulating factor)自己抗体が市販のイムノグロブリン製剤中に普遍的に検出されることを最初に報告したのは,Svensonら1)である.彼らは,GM-CSF自己抗体は中和抗体であり,GM-CSFとのavidity(親和性)は10~50pMと著しく高いと述べている.また,イムノグロブリン製剤は,数千人もの健常プール血清から精製するため,健常者のなかでたまたまGM-CSF自己抗体をもつ人がいたために,全体として陽性になったのであろうと述べている.
しかし,GM-CSFとGM-CSF自己抗体の複合体を解離させる方法を用いて健常血清中の自己抗体濃度を測ると,微量ながら全ての検体に存在することが明らかとなった2).その後,筆者は,この方法をさまざまなサイトカインに応用したところ,健常ヒト血清中には,IL(interleukin)-4,5,6,8,10,12やTNF-α(tumor necrosis factor-α),VEGF-α(vascular endothelial growth factor-α),G-CSF(granulocyte colony-stimulating factor),IFN-γ(interferon-γ)などに対する自己抗体が存在することを確認した3).
健常血中に普遍的に存在するサイトカイン自己抗体の意義は不明であるが,それらの過剰産生は,さまざまな疾患や病態を呈することが知られている.G-CSFに対する自己抗体の過剰産生は,Felty症候群において,好中球の減少をきたす4).また,エリスロポエチンに対する自己抗体は真性赤芽球癆の一因と考えられている5).また,播種性MAC(Myco-bacterium avium complex)症の一部の患者にIFN-γに対する自己抗体が過剰に存在していることは有名である6).サイトカイン自己抗体の過剰産生が病因となりうることがわかったのは,特発性肺胞蛋白症(pulmonary alveolar proteinosis,PAP)の血液および肺に存在するGM-CSF自己抗体が最初である7,8).PAPは1958年にRosenらによって記載され,わが国では1960年に岡らによって紹介された稀少肺疾患である.PAPは,サーファクタントの生成または分解過程に障害があり,肺胞腔内を主として末梢気腔内にサーファクタント由来物質である好酸性顆粒状物質の異常貯留をきたす疾患の総称である.わが国のPAPは人口百万対6.2人と推定される9).
GM-CSF自己抗体は,GM-CSFあるいはIL-3依存的に増殖するTF-1細胞のGM-CSF存在下での増殖を濃度依存的に抑制するが,IL-3存在下での増殖は抑制しない8).また,この自己抗体のGM-CSFに対するavidityを測定したところ,20.0±7.5pMと著しく高いことを確認した10).サーファクタント中の高濃度のGM-CSF自己抗体がⅡ型上皮細胞が産生するGM-CSFと結合・中和することで,その生物活性を完全に中和するのが,本疾患の病因であると唱え,各国の研究者の賛同を得て,2005年大阪で行われた国際肺胞蛋白症会議で,従来の特発性PAPを自己免疫性PAPと呼ぶことが提唱され,現在ではこの呼称が一般的となっている.
その後,米国シンシナティ小児病院のSakagamiら11)は,血漿交換を受けた自己免疫性PAPの血漿からGM-CSF自己抗体を精製し,シクロホスファミド+CD20抗体でconditioningしたカニクイザルに輸注することにより,PAPの動物モデルを作製することに成功し,本自己抗体が病因であることを証明した.
参考文献
1)Svenson M, Hansen MB, Ross C, et al : Antibody to granulocyte-macrophage colony-stimulating factor is a dominant anti-cytokine activity in human IgG preparations. Blood 91:2054-2061,1998
2)Uchida K, Nakata K, Suzuki T, et al : Granulocyte/macrophage-colony-stimulating factor autoantibodies and myeloid cell immune functions in healthysubjects. Blood 113:2547-2556,2009
3)Watanabe M, Uchida K,Nakagaki K, et al : Anti-cytokine autoantibodies are ubiquitous in healthy individuals. FEBS Lett 581:2017-2021,2007
4)Hellmich B, Csernok E, Schatz H, et al : Autoantibodies against granulocyte colony-stimulating factor in Felty's syndrome and neutropenic systemic lupus erythematosus. Arthritis Rheum 46:2384-2391,2002
5)Casadevall N : Antibodies against rHuEPO : native and recombinant. Nephrol Dial Transplant 17 Suppl 5:42-47,2002
6)Browne SK, Burbelo PD, Chetchotisakd P, et al : Adult-onset immunodeficiency in Thailand and Taiwan. N Engl J Med 367:725-734,2012
7)Tanaka N, Watanabe J, Kitamura T, et al : Lungs of patients with idiopathic pulmonary alveolar proteinosis express a factor which neutralizes granulocyte-macrophage colony stimulating factor. FEBS Lett 442:246-250,1999
8)Kitamura T, Tanaka N, Watanabe J, et al : Idiopathic pulmonary alveolar proteinosis as an autoimmune disease with neutralizing antibody against granulocyte/macrophage colony-stimulating factor. J Exp Med 190:875-880,1999
9)Inoue Y, Trapnell BC, Tazawa R, et al : Characteristics of a large cohort of patients with autoimmune pulmonary alveolar proteinosis in Japan. Am J Respir Crit Care Med 177:752-762,2008
10)Uchida K, Nakata K,Trapnell BC, et al : High-affinity autoantibodies specifically eliminate granulocyte-macrophage colony-stimulating factor activity in the lungs of patients with idiopathic pulmonary alveolar proteinosis. Blood 103:1089-1098,2004
11)Sakagami T, Uchida K, Suzuki T, et al : Human GM-CSF autoantibodies and reproduction of pulmonary alveolar proteinosis. N Engl J Med 361:2679-2681,2009
12)Kitamura T, Uchida K, Tanaka N, et al : Serological diaganosis of idiopathic pulmonary alveolar proteinosis. Am J Respir Crit Care Med 162:658-662,2000
13)Schoch OD, Schanz U, Koller M, et al : BAL findings in a patient with pulmonary alveolar proteinosis successfully treated with GM-CSF. Thorax 57:277-280,2002
14)Urano S, Kaneko C, Nei T, et al : A cell-free assay to estimate the neutralizing capacity of granulocyte-macrophage colony-stimulating factor autoantibodies. J Immunol Methods 360:141-148,2010
15)Trapnell BC, Nakata K, Kavuru M : Pulmonary Alveolar Proteinosis. Mason RJ, Broaddus VC, MartinTR, et al(ed) : Murray & Nadel's Textbook of Respiratory. Medicine Saunders Elsevier, pp1496-1515,2010
16)Nei T, Urano S, Motoi N, et al : IgM-type GM-CSF autoantibody is etiologically a bystander but associated with IgG-type autoantibody production in autoimmune pulmonary alveolar proteinosis. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 302:L959-L964,2012
17)Nei T, Urano S, Motoi N, et al : Light chain (κ/λ) ratio of GM-CSF autoantibodies is associated with disease severity in autoimmune pulmonary alveolar proteinosis. Clin Immunol (in press)
18)Ishii H, Trapnell BC, Tazawa R, et al : Comparative study of high-resolution CT findings between autoimmune and secondary pulmonary alveolar proteinosis. Chest 136:1348-1355,2009
19)Suzuki T, Sakagami T, Young LR, et al : Hereditary pulmonary alveolar proteinosis : pathogenesis, presentation, diagnosis, and therapy. Am J Respir Crit Care Med 182:1292-1304,2010
20)Tanaka T, Motoi N, Tsuchihashi Y, et al : Adult-onset hereditary pulmonary alveolar proteinosis caused by a single-base deletion in CSF2RB. J Med Genet 48:205-209,2011
21)Rosen LB, Freeman AF, Yang LM, et al : Anti-GM-CSF autoantibodies in patients with cryptococcal meningitis. J Immunol 190:3959-3966,2013
22)Meager A, Wadhwa M, Bird C, et al : Spontaneously occurring neutralizing antibodies against granulocyte-macrophage colony-stimulating factor in patients with autoimmune disease. Immunology 97:526-532,1999
23)Han X, Uchida K, Jurickova I, et al : Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor autoantibodies in murine ileitis and progressive ileal Crohn's disease. Gastroenterology 136:1261-1271,2009
1)田澤立之,中田光:肺胞蛋白症 基礎から臨床まで.呼と循 57:1147-1154,2009
2)田澤立之,中田光:肺胞蛋白症.日胸臨 69:734-740,2010
3)中田光,根井貴仁,中垣和英:特殊病態 自己抗体の分子進化と肺胞蛋白症.綜合臨 60:2494-2499,2011
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