過敏性肺炎の慢性・線維化病態〔学会賞受賞講演〕過敏性肺炎における慢性・線維化病態に関する研究宮崎泰成【要旨】過敏性肺炎は，特異抗原を吸入した際にアレルギー反応を起こす間質性肺炎である．本疾患の40–80%が慢性で，5年生存率は45%と特発性肺線維症と類似し予後不良であるため，慢性・線維化機序の研究を行った．急性過敏性肺炎では，Th1 ケモカイン・サイトカインにより肉芽腫と胞隔炎を形成する．一方で，慢性におけるTh1/Th2細胞の役割は明らかではなかったので，臨床検体および動物モデルで検討した．血清およびBALFでは，Th1ケモカインCXCL10は急性で増加し，再燃症状軽減型，潜在性発症型の順に有意に減少を示し，逆にTh2ケモカインCCL17は急性で減少し，再燃症状軽減型，潜在性発症型の順に有意に増加していた．潜在性発症型に多いUIPパターンでCCL17/CXCL10陽性細胞比が高く，同様にレセプターであるCCR4/CXCR3陽性細胞比も有意に高かった．慢性化・UIPパターンになるに従ってTh1/Th2バランスが Th2ヘシフトしていることが分かった．慢性過敏性肺炎マウスモデルで，A/Jマウス（Th2優位）とC57BL/6マウス（Th1 優位）において比較したところ，A/JマウスではTh2サイトカインの上昇とともに線維化病変が強く起こった．以上より，過敏性肺炎ではTh1/Th2の免疫バランスがTh1からTh2にシフトし，慢性・線維化していた．Th2へのシフトを調整するような薬剤が慢性・線維化を抑制する可能性が示され，今後の治療戦略に役立つと考えられる．［日サ会誌 2014; 34: 1］キーワード：慢性過敏性肺炎，Th1/2バランス，急性増悪，CCL17，CCR4 A Study of Chronicity and Fibrogenesis in Hypersensitivity Pneumonitis Yasunari Miyazaki Keywords: chronichypersensitivitypneumonitis,Th1/2balance,acuteexacerbation,chemokine(C-Cmotif)ligand17, C-Cchemokinereceptortype4 はじめに吸入することにより感作が成立し，その後再度この抗原特発性肺線維症（idiopathic pulmonary fibrosis: IPF）を吸入した時に，肺局所において特異抗体（Ⅲ型アレルの臨床経過において，最も頻度の高い死亡原因は，原病のギー）や感作リンパ球（Ⅳ型アレルギー）がアレルギー悪化（39–72%）であり，その次が感染症である（3–14%）．反応を起こす間質性肺炎である 3）．発症にいたるまでに現病の悪化には，慢性・線維化による慢性の呼吸不全とは，吸入する抗原だけでなく，遺伝的要因や喫煙など内急性増悪による急性呼吸不全（18–46% ）が含まれる 1）． 4）的外的要因により修飾され（Figure 1），実際に発症す慢性過敏性肺炎（chronic hypersensitivity pneumonitis: るのは感作個体の10%未満である 5）． ChronicHP）においても予後を規定する因子は同様である原因抗原は，100以上あるが，その代表的なものをTa- ことはすでに報告した．そこで，Chronic HPにおける慢 ble 1に示す．過敏性肺炎の疾患名は，その発症環境（職性・線維化機序を解明することは本疾患を含めた間質性肺場や住居環境）により命名されており抗原自体を表して炎の予後改善につながると考え，「過敏性肺炎における慢いないので注意が必要である．例えば，農夫肺は酪農や性・線維化病態に関する研究」を行った．牧草管理のためにサイロ内で作業することによって発症 2）過敏性肺炎（HP）における免疫反応 HPは，疾患感受性のある個体が，特定の抗原（鳥なするが，その原因抗原はSaccharopolyspora rectivirgulaや Thermoactinomyces vulgarisなどの細菌とされているが，フランスではAbsidia，Eurotium，Wallemiaなどの真菌どの動物由来の蛋白，真菌，細菌や無機物）を繰り返しが原因とされている 6）．東京医科歯科大学保健管理センター HealthAdministrationCenter,RespiratoryMedicine,TokyoMedical andDentalUniversity 呼吸器内科著者連絡先：宮崎泰成（みやざきやすなり）〒113-8510東京都文京区湯島1-5-45 東京医科歯科大学保健管理センター呼吸器内科 E-mail：[email protected] 日サ会誌 2014, 34（1） 1 〔学会賞受賞講演〕過敏性肺炎の慢性・線維化病態 Table 1. 過敏性肺炎の原因抗原（文献3より引用改変）疾患名鳥関連過敏性肺炎農夫肺発生状況鳥飼育自宅庭への鳥飛来鶏糞肥料使用剥製（羽毛ふとん肺）羽毛布団使用酪農作業夏型過敏性肺炎住宅関連過敏性肺炎加湿器肺塗装工肺機械工肺 (machineoperatorslung) 小麦粉肺コーヒー作業肺 (coffeeworker'slung) 温室栽培者肺トラクター運転住宅住宅コルク肺加湿器使用自動車塗装自動車工場 (metalworkingfluids) 菓子製造コーヒー豆を炒る作業 (coffeeroastfactory) ラン栽培（温室）キュウリ栽培（温室）シイタケ栽培エノキダケ栽培コルク製造作業 Hot-tublung ホットタブ，シャワー，ミストきのこ栽培者肺抗原鳥排泄物鳥排泄物鳥排泄物羽毛羽毛 Saccharopolyspora rectivirgula, Thermoactinomyces vulgaris, Absidia corymbifera, Eurotium amstelodami, Wallemia sebi Rhizopus属 Trichosporon asahii, T. mucoides Candida albicans, Aspergillus niger, A.fumigatus Cephalosporium acremonium, Fusarium napiforme Humicola fuscoatra, Peziza domiciliana Penicillium corylophilum, Cladosporium sp. Aspergillus flavus? Phoma herbarum? イソシアネート Mycobacterium Immunogenum Acinetobactor Iwoffii? Pseudomonas fluorescens? 小麦粉コーヒー豆塵埃（coffee-beandust）不明（木材チップの真菌）不明シイタケ胞子エノキダケ胞子（？） Penicillium glabrum, A. fumigatus, Chrysonilia sitophila Cladosporium, Mycobacterium avium complex 抗原の吸入 ●量 ●期間 ●肺局所での turn-over 内的要因外的要因 ●喫煙 ●ウイルス感染 ●肺局所の炎症状態個体側の反応 ●遺伝的要因（サイトカイン /HLA ハプロタイプ） ●加齢による免疫システムの変化 ●性ホルモン過敏性肺炎の発症 Figure 1. 外来抗原と個体の免疫の反応（文献4より引用） 2 日サ会誌 2014, 34（1）過敏性肺炎の慢性・線維化病態〔学会賞受賞講演〕表現型（急性・慢性）と免疫反応またIP-10（interferon- inducible protein10）などのケモカ HPの免疫反応は，抗原の種類・量さらに肺内での除去速度，内的外的要因により複雑に制御されている．これインによりリンパ組織からTh1/Th17/Tc1が局所に浸潤 10–12）し肉芽腫を形成する（IV型アレルギー反応）．らの免疫反応は，Figure 2のような病型として表現され一方，慢性における免疫反応については不明な点が多る．HPは大きく急性と慢性の病型に分けられるが，表現い．抗原回避後の鳥関連過敏性肺炎患者の体液性および型としての急性と慢性に対する個体の免疫反応は，Figure 細胞性免疫は長期にわたって残存することが知られてお 3のように推定している．り，慢性化の病態に関わると考えられる 13）．さらに慢急性（Figure2①，Figure3①）では，サルコイドーシ性鳥関連過敏性肺炎のうち，急性に近い再燃症状軽減型スと同様に肉芽腫を主体とした免疫反応を起こす．まず，（Figure 2②，Figure 3②）では特異抗体は87%で陽性だ呼吸細気管支から肺胞領域において水溶性抗原とIgG抗が，より慢性で線維化の強い潜在性発症型では35%のみ体による免疫複合体が形成され補体の活性化 7, 8）に引き続陽性で抗体価も低かった 14）．従って急性症状に関わるといて補体レセプターやFcレセプターをもつマクロファー考えられる免疫複合体の関与は慢性化するにつれて低下ジが活性化される．これら活性化されたマクロファージし，細胞性免疫がその病態において重要になってくるとはサイトカインやケモカインを分泌して，好中球の流入推測される．その細胞性免疫で重要なヘルパー T細胞にを促し，その数時間後にT細胞や単球を流入させる 9）．ま関しては，前述の通り，急性型はヘルパー T細胞とくにた，この免疫複合体の反応（III型アレルギー反応）に引 Th1およびTh17細胞がその病態に重要な役割をもっていき続いて，MIP-1α（macrophageinflammatoryprotein-1 ることが知られている．慢性期におけるヘルパー T細胞 alpha）などのケモカインにより，肺および肺間質に集積の役割の解明が必要であると考えられた．したマクロファージは類上皮細胞と多核巨細胞に分化し，抗原回避成功改善・多数のハト飼育・夏型急性過敏性肺炎（①）進行・インコ，オウム，少数のハト飼育・農夫肺の一部・夏型では稀に・イソシアネート慢性過敏性肺炎（再燃症状軽減型）（②）進行（肺線維症）・少数の鳥飼育・農夫肺の一部慢性過敏性肺炎（潜在性発症型）（③）急性発症少量の吸入持続慢性発症急性症状自体は軽くなるさらに少量の吸入持続無自覚の曝露／間接曝露吸入持続無自覚の曝露／間接曝露不十分な抗原回避 Figure 2. 過敏性肺炎の病型抗原曝露反復曝露感受性個体抗原感作（生物学的活性） ① 急性 Th1 優位＋Th17 （Th1＞Th2）慢性 IL-10 産生低下＝Treg 機能低下？急性発症免疫複合体 ; III 型アレルギー非急性期細胞性免疫 ; IV 型アレルギー IL-12 産生増加＝Th1, IL-17, 22 産生増加 =Th17 ③ 慢性潜在性発症型 Th2 優位（Th1＜Th2）抗体産生 ② 再燃症状軽減型 IFN-γ 肉芽種形成 γδ細胞＝病変の収束？ L-6, TNF-α増加 Th2 優位（Th1＜Th2）慢性病変 TGF-β増加 IP−10＜TARC 慢性病変 Figure 3. 過敏性肺炎の病態日サ会誌 2014, 34（1） 3 〔学会賞受賞講演〕過敏性肺炎の慢性・線維化病態 Th1/Th2バランスと肺線維化 CCR4が有意に増加していた（Figure 5）17）．Barreraも同様の報告をしており，さらに慢性症例では急性においてそこで，我々はTh1/Th2バランスと肺の線維化の関係炎症を収束させる働きのあるγδT細胞が低下していたこをケモカインとそのレセプターに注目して調査した．とも興味深い 19）．慢性の再燃症状軽減型では，急性発症に引きつづいて少量の抗原吸入が持続すると症状自体は軽くなるが，慢マウスモデルでの検討性病変が形成され（Figure 2②，Figure 3②），慢性化・線維化においてTh1/2バランスがTh2へシフトすること Th2優位の状態は，個体の遺伝的素因，抗原量や期間，が肝疾患の先行研究で明らかにされ 15），間質性肺炎では抗原の種類によって引き起こされていると考えられる IPFで最初に検討された．IPFではサルコイドーシスな（Figure 1）．そこで我々は，Th1/2バランスにおいて遺どの対象疾患群と比較してCXCR3+（IP-10［interferon 伝的背景の違うマウスでChronic HPモデルを作製し，線 gamma-inducedprotein10］のレセプター）CD4+（Th1）維化病態を検討した．C57BL/6マウス（Th1優位）と比細胞がCCR4+（TARC［thymus and activation-regulat- 較しA/Jマウス（Th2優位）では線維化が強く惹起され， ed chemokine］のレセプター）CD4+（Th2）細胞に対 Th2サイトカイン，とくにIL-13が6週と比較し12週A/J して相対的に低下し，BALF 中のIP-10（CXCL10）（Th1 マウスにて有意な上昇をきたしていた．他疾患での報告ケモカイン）が低下していることが報告された 16）．IPF と同様に，線維化過程においてIL-13が，IL-4およびTGF- ではTh1/Th2ケモカインバランスがTh2へシフトしてい β1より重要な鍵となるmediatorと考えられた（Figure た．我々のchronic HPの解析でも，急性，再燃症状軽減 20） 6）．この研究によりChronic HPモデルでもTh2優位の型，潜在性進行型の血清及びBALF中のTh1タイプケモ遺伝的背景が線維化を促進していることが分かった．カインIP-10は急性で上昇し，再燃症状軽減型，潜在性発 Th2ケモカインと急性増悪症型の順に低下し，逆にTh2タイプケモカインのTARC （CCL17）は急性で低下，再燃症状軽減型，潜在性発症型我々の施設の症例を検討したところ，chronic HPでは 17）で有意に上昇していた（Figure 4）．Th2タイプケモカ経過中に急性増悪を発症し，予後不良因子となっているインであるTARC（CCL17）は線維化を促進すると考えことがわかった．また，UIPパターンを呈する患者の2年られている 18）．発症率は11.5%であり，これまでのIPFの急性増悪の発症率と同等であった 21）．一方，潜在性発症型（Figure2③，Figure3③）は，少量の抗原の吸入により発症し，急性症状を呈さないためさらに前述の通り，Th2は線維化の重要な因子である発症から病状の進行を捕らえることが難しい．UIPパターことが分かっていたので，外科的肺生検陽性および吸入ンをとった潜在性発症型の病理組織所見では，1例も肉芽誘発試験陽性のchronic HPが確定診断できた56例の検討腫を形成していなかったことより，Figure 3③のようにを行った．診断時の血清TARC（CCL17）値が上昇して急性反応を起こさずに直接線維化，慢性化に向かうと考いた群では，上昇していなかった群と比較して有意に急えられる．ケモカインの解析では，潜在発症型に多いUIP 性増悪の1年発症率が高いことが分かり（14.3%vs.0.0%），パターンではIP-10よりもTARCの比率が高くなってお急性増悪発症においてもTh2ケモカインの関与する可能り，Th2のシフトが進んでおり，外科的肺生検標本での 22）性があることが示された（Figure7，Table2）．免疫染色で検討したレセプターにおいてもCXCR3よりも血清 TARC/IP-10 比 8 ＊＊＊ 7 6 5 4 3 2 1 0 症例数潜在性発症型再燃症状軽減型（35）（12）急性（11）健常人（6）＊：＜0.05 Figure 4. 過敏性肺炎の各病型の血清 TARC/IP-10比（文献17より引用） 4 日サ会誌 2014, 34（1）過敏性肺炎の慢性・線維化病態〔学会賞受賞講演〕＝0.0194 ＝0.00007 ＝0.0006 27 ＝0.0035 24 18 15 12 9 6 3 0 UIP fNSIP （症例数）（18） cNSIP +OP （6）（8）＝0.0951 0.6 ＝0.0338 21 CCR4+/CXCR3+ 血清 TARC/IP-10 ＝0.0060 急性 control （13）（7） 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 （症例数） UIP fNSIP （17）（11） cNSIP +OP （6）＊＊＊＊ Mean±S. D. ＊：＜0.05 ＊＊：＜0.01 BL BA IL-4/GAPDH 6w 50 40 30 20 10 0 ＊ BL BA AJ Control PDE n＝5 ＊＊ 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 AJ BL Ashcroft score ＊＊ BL 6w BA IL-3/GAPDHH score Figure 5. 組織別Th1/Th2ケモカインおよびケモカインレセプター（文献17より引用）． UIP;usualinterstitialpneumonia,NSIP;nonspecificinterstitialpneumonia,fNSIP;fibroticNSIP,cNSIP;cellularNSIP,OP;organizingpneumonia AJ 50 40 30 20 10 0 12w BA BL；C57BL/6 BA；BALB/c AJ；A/J AJ 12w ＊＊＊＊＊＊ BL BA AJ BL 6w BA AJ 12w 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 Specificity（%） ROC curve AUC＝0.77 2,000 Incidence（%） 100 serum CCL17（pg/mL） Sensitivity（%） Figure 6. 慢性鳥関連過敏性肺炎モデル Th2優位のA/Jマウスで線維化が強く，Th2サイトカインが上昇していた（文献20より引用）． 1,500 1,000 500 285 0 AE NAE HV Cut oﬀ 285 pg/mL 100 80 60 40 20 0 0 150 50 100 Time（months） 200 Log rank test：＝0.0006 2 年発症率： CCL17 高値群 vs 低値群； 30.1% vs 3.3% Figure 7. ベースライン血清CCL17濃度は急性増悪発症の予測因子（文献22より引用）．日サ会誌 2014, 34（1） 5 〔学会賞受賞講演〕過敏性肺炎の慢性・線維化病態 Table 2. CCL17濃度は急性増悪発症の独立した予測因子（文献22より引用改変） CCL17(binary) CXCL10 IL-4 IL-13 TGF-β Age,yr Gender（male=1） Negativesmokinghistroy VC,%predicted HazardRatio 72.00 0.98 1.05 0.99 1.00 1.00 0.08 0.04 0.95 95% CI 5.03 1030.23 0.95 1.00 0.98 1.12 0.99 1.00 1.00 1.00 0.89 1.13 0.00 1.89 0.00 3.21 0.90 1.01 pvalue 0.002** 0.059 0.150 0.024* 0.760 0.980 0.120 0.150 0.078 MultivariateCoxproportionalhazardmodelevaluatingtheincidenceofacuteexacerbation まとめ vest1996;97:963-70. 今回の一連の研究結果により，以下のことが分かっ９）Haslam PL, Dewar A, Butchers P, et al. Mast cells, atypical た．過敏性肺炎において，線維化は予後不良の因子であ lymphocytes,andneutrophilsinbronchoalveolarlavageinex- り，その際Th1/2バランスのTh2へのシフトが線維化を trinsic allergic alveolitis. Comparison with other interstitial 促進していた．予後不良因子である急性増悪の発症にお lungdiseases.AmRevRespirDis1987;135:35-47. いてもTh2ケモカインは独立した予測因子であり，その 10）SugaM,YamasakiH,NakagawaK,etal.Mechanismsaccount- 病態に関与している可能性が示された．今後，Th1/Th2 ingforgranulomatousresponsesinhypersensitivitypneumoni- バランスの改善が抗線維化治療のターゲットの一つとな tis.SarcoidosisVascDiffuseLungDis1997;14:131-8. ると考えられる．IPD，抗CCR4抗体，抗IL-13抗体，抗 11）JoshiAD,FongDJ,OakSR,etal.Interleukin-17-mediatedim- CCL17抗体といったTh2を調整する薬剤が治療薬として munopathogenesisinexperimentalhypersensitivitypneumoni- 期待される． tis.AmJRespirCritCareMed2009;179:705-16. 12）Simonian PL, Roark CL, Wehrmann F, et al. Th17-polarized 謝辞：今回の千葉保之・本間日臣記念賞の受賞に関して immuneresponseinamurinemodelofhypersensitivitypneu- は，東京医科歯科大学呼吸器内科の皆様，稲瀬直彦教授， monitisandlungfibrosis.JImmunol2009;182:657-65. 人体病理学江石義信教授，日本赤十字社センター病理部武村民子先生，特に東京医科歯科大学呼吸器内科前教授（現大学学長）吉澤靖之先生のご指導に深謝致します． pulmonaryfunctiontests,bronchoalveolarlavagecells,andhumoral and cellular immunity in bird fancier's lung. J Allergy ClinImmunol1995;96:122-9. 引用文献 14）OhtaniY,SaikiS,SumiY,etal.Clinicalfeaturesofrecurrent １）Panos RJ, Mortenson RL, Niccoli SA, et al. Clinical deteriorationinpatientswithidiopathicpulmonaryfibrosis:causesand andinsidiouschronicbirdfancier'slung.AnnAllergyAsthma Immunol2003;90:604-10. 15）Wynn TA. Fibrotic disease and the Th1/Th2 paradigm. Nat assessment.AmJMed1990;88:396-404. ２）InaseN,OhtaniY,UsuiY,etal.Chronicsummer-typehyper- RevImmunol2004;4:583-94. sensitivitypneumonitis:clinicalsimilaritiestoidiopathicpulmo- 16）PignattiP,BrunettiG,MorettoD,etal.Roleofthechemokine naryfibrosis.SarcoidosisVascDiffuseLungDis2007;24:141-7. receptorsCXCR3andCCR4inhumanpulmonaryfibrosis.Am ３）宮崎泰成，岸雅人，見高恵子，他．総説治療．呼吸過敏性肺炎の病態と 2012;31:101-15. ４）Bourke SJ, Dalphin JC, Boyd G, et al. Hypersensitivity pneumonitis:currentconcepts.EurRespirJSuppl.2001;32:81s-92s. ５）TrentinL,MarcerG,ChilosiM,Longitudinalstudyofalveolitis JRespirCritCareMed.2006;173:310-7. 17）Kishi M, Miyazaki Y, Jinta T, et al. 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