遺伝的な,あるいは自然発生的な突然変異は免疫系の機能不全をひき起こすことがある.実際,新生児の10,000人に1人がある種の“遺伝的”免疫不全を患っている.それ以外の免疫不全は薬や病気で免疫系が抑えられたときに生じる.
何百万の人々がHIV-1感染の結果,免疫不全になっている.
HIV-1は感染を撃退する役割を果たす免疫担当細胞に感染し破壊することで,免疫系の“1歩先”を行く.このウイルスは全身に広がって感染するために免疫系を利用する.そして,免疫担当細胞の中で慢性的な潜伏状態を確立する.こうして隠れだウイルス貯蔵庫が患者の体内で維持される.さらに,このウイルスはすぐに変異を起こすため,感染細胞を認識して殺すキラー丁細胞を“役立たず”にし,ウイルスが免疫防御の1歩先を行く状態が続く.
もし治療を行わなければ,ほとんどのエイズ患者は,健康な人の免疫系なら簡単に打ち負かせるような感染症で亡くなる.一部の“エリートコントローラー”たちはウイルスの慢性感染を受けてはいるものの,長い間,無症状の状態を維持する.免疫学者は,なぜこれらの“幸運な少数派”の免疫系が多くの人にとっては致命的な感染を制御できるのか,躍起になって調べているのだ.
この章では,免疫系がどのようにがんに対応するのか論じていこう.がんは,私たち全員にとって,直接的にしろ間接的にしろ関係がある病気である.がんについて詳しくない読者がいるかもしれないので,いくつかのがん細胞の一般的な性質を説明することから始める.やはり,敵を知ることは重要である.
がんは一つの細胞内で複数の制御機構が崩壊したときに発生する.これらの制御機構には二つの基本形がある.すなわち,細胞増殖を促進するシステムと,“無責任な”細胞増殖を阻止する役目の安全監視システムである.適切に制御されるかぎり,細胞が増えるのはよいことだ.成人は10兆個の細胞でできている.だから,一つの受精卵から大人に成長してしまうまで,たくさんの増殖が行われなければならない.しかし,いったん大人になってしまえば,ほとんどの細胞の増殖は次第に止まる.たとえば,腎臓の細胞は増殖して正しい大きさになったら増殖を止める.一方,皮膚細胞や私たちの体腔の境界をなす部位(たとえば腸管)の細胞は日常的に消耗されて失われるため,その細胞を補充するためにほとんどいつでも増殖し続けなければならない.ゆりかごから墓場まで,すべての細胞の増殖は,適切な場所で適切な時期に,適切な増殖を確実に実行するために注意深く制御されねばならない。
通常,私たちの細胞の増殖促進システムは正常に働いている.しかし,ときにはこれらの一つが機能異常になり,細胞が不適切な増殖を始めるかもしれない.そうなると,その細胞はがん細胞に向けて最初の1歩を踏み出すことになる.増殖促進システムのタンパク質をつくる遺伝子が突然変異したときに機能異常が生じる.突然変異によって,細胞の不適切な増殖をひき起こすような遺伝子はがん原遺伝子(proto-oncogene)とよばれる.そして,この変異した遺伝子ががん遺伝子(onco-gene)である.ここで重要なのは,正常な細胞の遺伝子が突然変異した結果,細胞の増殖が制御を受けなくなるということだ.
細胞の増殖促進システムの制御の機能異常から身を守るために,細胞は内部に安全装置を備えている.これらの安全装置もタンパク質で構成されており,一般的に二つに分類される.突然変異を防ぐシステムと変異が生じたときにこれに対応するシステムである.たとえば細胞は,傷ついたDNAを修復することができる多くの異なる修復システムを備えており,突然変異からの安全装置として役立っている.これらのDNA修復システムは特に重要である.なぜなら,突然変異は私たちのすべての細胞のDNAで常に起こっているからである.事実,私たちの細胞は平均で毎日25,000の変異を受けていると見積もられている.幸いなことに,修復システムは休みなく働き,
DNAの傷が比較的浅いなら“維持”修復プログラムの一環として速やかに修復できる.
しかし,ときには,維持修復システムが変異を見過ごすかもしれない,特に,たくさんの突然変異が起こるとDNAを完全に修復することができなくなる.このとき,第二の安全監視システムが稼働する.その髓きは,修復されていない突然変異を監視するというものである.もし変異がそれほど広範なものでなければ,この安全監視システムは細胞の増殖を止め,修復システムに仕事をする時間を与える.しかし,遺伝子の傷害が深刻なら,細胞自殺の引き金を引きがん細胞になる可能性を排除しようとする.この重要な安全監視システムを構成するものの一つがp53とよばれるタンパク質である.制御不能な肩胞増殖力ヽらの安全装置の手助けをするp53のようなタンパク質ぽかん抑制因子とよばれ.そのようなタンパク質をコードする遺伝子はがん抑制遺伝子(antioncogene,
tumor suppressor gene)とよばれている.
多くのヒトのがんでp53の突然変異が見つかっている.また,今ではp53突然変異マウスがっくられている.めったにがんにならない正常マウスと比較して,p53タンパク質を失ったマウスは通常7ヵ月齢になる前にがんで死ぬ.だから,もしも何かの間違いで遺伝子の一つを捨てろと言われてもp53だけは選ばないほうがよい.
すべての正常細胞ぽかん原遺伝子とがん抑制遺伝子をもっている.事態が悪化するのは,がん原遺伝子が突然変異を起こして細胞が不適切に増殖し,しかもがん抑制遺伝子の突然変異も加わって,がん原遺伝子の“間違い”から自己を守ることができなくなるときである.つまり,がんば,複数の制御システム(増殖促進システムと安全監視システムの双方)がーつの細胞内で崩壊した結果である.おもながんを生み出すためには,4〜7個のそのような突然変異が必要だと推定されている.これが,なぜがんば通常晩年に襲ってくるかの理由である.つまり,不適切に増殖促進システムを活性化し,安全監視システムを不能にするような複数の突然変異の蓄積には,通常,時間がかかるということだ.
細胞増殖促進システムや安全監視システムに影響を及ぼす突然変異は,どんな段階でも起こりうる.たとえば,特に危険な突然変異の一つは,突然変異したDNA修復に関わる安全監視システムが破綻するような遺伝子の変異である.これが起こると,細胞内の突然変異率が跳ね上がり,がん細胞へと変わるために必要な複数の突然変異が多数生じてしまう.この“突然変異加速”型の障害が多くの(おそらくすべての)がん細胞でみられる.実丿祭,がん細胞の特徴の一つは,細胞遺伝子が絶えず突然変異を起こしているような遺伝子的に不安定な状態にあることである.
がん細胞は二つの大きなカテゴリービグループ分けすることができる。すなわち,非血液細胞がん[通常唐]形がハノとよばれる)と血液細胞がんである。固形がんはさらにそれが発生した細胞の種類に従って分類される。がん腫(carcinoma.)はヒトで最も普通にみられるがんで,上皮細胞のがんであり,肺がん,乳がん,大汲ェん,子宮頸がんなどかおる。これらのがんは,一般には生命維持に必要な臓器に転移することにより,そこで増殖し,臓器が正常に機能することができなくなるまで増殖して宿主を殺してしまう。また,ヒ囗よ結合組繼のがんにかかることもあるが,これらの肉腫(sarcoma)ぽかん膣に比べてまれである.肉腫で最もよく知られているのは骨のがん,骨肉種である.
血液細胞がんはがんの別のクラスに分類訪れ,これらのうち最も頻繁匚みられるものは白血病とリンパ腫である,血液細胞がんは,リンパ球や骨髄系細胞(たとえば好中球)に分化すべき血液幹細胞の子孫が分化をやめ,未分化の状態でひたすら増殖だけを続けたときに起こる.これらの細胞は本当の意味で成熟することを拒否してしまう.これが問題である.白血病では未熟な細胞が骨髄を満だし他の細胞が成熟するのを妨げる.その結果,患者は通常,貧血(赤血球欠乏のため)あるいは感染(免疫担当細胞欠乏のため)で死ぬ.リンパ腫では,大量の未成熟な細胞の“塊”がリンパ節や他の二次リンパ器官中に形成される.この塊はあたかも固形がんのように見える.リンパ腫患者は通常,感染あるいは臓器機能不全で死ぬ.
ヒトのがんを分類するもう一つの方法がある.自然発生(自発)がんとウイルス関連がんである.多くのヒトのがんは自然発生的といわれている.というのも,−つの細胞がさまざまな突然変異を蓄積して転移がん細胞の性質を獲得したときにがんになるからである.これらの突然変異は,娘細胞に伝えられるDNAがコピーされるときに生じる誤りや突然変異誘発物質(発がん物質)の作用によってひき起こされる.突然変異誘発物質には,正常な細胞代謝の副産物や,空気中や食物中に存在する物質なども含まれる.また,突然変異は放射線(紫外線も含む)による影響,あるいはBCR(B細胞レセプター),TCR(T細胞レセプター)を構成するDNAセグメントの組換えの誤りでも起こる.生涯にわたってこれらの突然変異は自発的に起こるが,突然変異を加速するいくつかの要囚も存在する.それには,喫煙,高脂肪の食品,紫外線の強い高地の生活,プルトニウム処理工場の作業などが含まれる.
自然発生がんでは,遺伝子の細胞内での突然変異が増殖促進システムおよび安令監視システムを破綻させる.一方,いくつかのウイルスは,感染細胞内でこれらのシステムの機能を阻害するタンパク質を産生する.ウイルス閤連がんも突然変異が関与しているという意味でぱ自発自ずである.しかし ウイルス関連がんには付加的春促進因子,すなわちウイルス感染かおる,たとえば,基本的にすべてのヒト子宮頸がんには,ヒトパピローマウイルス(human
papilloma virus! HPV)の感染が関与している.このウイルスは性行為によって子宮頸部の細胞に感染し,この細胞内でp53を含む二つの安令装置を機能不全にしてしまうウイルスタンパク質を発現する.同様に,B型肝炎ウイルスも肝細胞に慢性的に感染し,
p53を不活性化して,肝がんの促進因子として働く.正常細胞ががん細胞へと変わるためにはいくつかの遺伝子が突然変異を韭こす必要かおる皿 これらの特別な“腫蕩”ウイルスの感染は,その遺伝子の総数を減らすよう匚作用するのである。
ウィルス関連がんの特徴は,感染した人のわずかしかがんにならない力气 がんになった人では,通常,ウィルスあるいはウィルス遺伝子が朧粢から検出される。たとえばHPVに感染した女性のうち子宮頸がんになるのは1%未満であるが,調べた子宮頸がんの90%以上からHPV遺伝子が見つかっている。この理由は,ウィルスそのものががんをひき起こすのではな《,がんの原因となる突然変異の蓄積を含めた発がんプロセスをウィルスが促進するからである。ヒトのすべてのがんのうち,
1/5は促進因子としてウィルス感染が絡んでいる。
ここまできて,細胞内には,ほとんどのがん前駆細胞を厳しく取締まる強力なシステム(たとえばがん抑制タンパク質)が存在することが明らかになったと思う.しかし多種類のがんから私たちを守るのに,免疫系が主要な役割を果たしているかどうかはそれほど明らかではない.
遺伝子操作によって一つあるいは複数の免疫系の構成因子が欠損したマウスでは,リンパ腫,白血病,ウイルス関連がんの発生率が増加することはよく知られている.しかし,免疫不全マウスにおいて,ウイルス感染が関与しない固形がんが増加するという証拠は得られていない.ある研究では,
RAG-2タンパク質(BCR,TCRの構成に必要なタンパク質)を欠失した12匹の変異マウスが実験に供された.機能性のB細胞とT細胞の両方をもかないこれらのマウスは,生きている間病気の兆候を示さなかった.しかし,生検してみると11匹で小さな腸管のがんが見つかり,1匹では小さな肺がんが見つかった.同様の条件で飼育した正常マウスでは腫瘍はみられなかった.これらの結果は示唆に富んでいるが,同時に疑問も出てくる.B細胞やT細胞は,固形がん発生の防御に本当に重要なのだろうか.なぜ,これらの腫瘍のほとんどが腸管で発生し,それ以外の通常がんが発生する部位ではなかったのだろうか.これらのマウスぱ病原体なしの状況で飼育され゛,そのため,腸管内の細菌は通常飼育条件下のマウスの腸管内のそれとは異なっていた.その結果,これらの飼育条件では,正常ではない腸内フローラとRAG-2欠失の組合わせが腸管の腫瘍形成を仕向けた可能性がある.さらに,マウスとヒトの免疫系はまったく異なるため,マウスによる実験からヒトの免疫応答とがんとの関連を知ることは困難である.
ヒトでも,免疫系が抑制されると血液緇胞がんやウイルス関連がんの危険性が増大するという強力な証拠がある.しかし,公開された研究データは,免疫不全がほとんどの一般的な腫瘍,つまり血液細胞起源でもなくウイルス関連でもないがんの発生を増加させるという主張を裏付けるものではない.たとえば,しばしば引用される研究の一つでは,心臓移植を受けた患者は移植拒絶を回避するために免疫抑制の状態にあり,一般人と比べて肺がんになる割合が25倍に増えたと報告されている.しかし,他の臓器移植(腎臓など)を受けた患者もまた同様に免疫抑制の状態にあるはずだが,これらの患者で肺がん・の割合が増えたという報告はない.したがって,心臓移植患者で肺がんの割合が増えたというのは,単にこの研究の多くの患者は喫煙者だったことを反映しているにすぎないという可能性もある.
免疫系は,果たしてがんからの防御に重要なのだろうか.この問いに答えるために,がんは種類が違うと免疫担当細胞にはまったく異なったものとしてみえるということを考慮しながら,がん監視におけるざまざまな免疫担当細胞の役割を検証してみよう.
キラーT細胞と自然発生がん
ヒトのがんの大多数は血液細胞起源ではない自然発生の腫瘍であり,キラーT細胞がその監視にあたっているとされてきた.その可能性について検証してみよう.
ヘビースモーカーが最終的にがん細胞になるほどの突然変異を肺細胞に蓄積したことを想像してみてほしい.そして,がんをつくるのにたった一つの悪い細胞で事足りることを思い出してもらいたい.この緋胞が突然変異によって変異タンパク質をつくり,それがキラーT細胞に異物だと認識されるとしよう.さて,ここで質問だ.肺で腫瘍が増殖している間,このヘビースモーカーのナイーブT細胞はとこにいるのだろうか.そう,それらは血液,リンパ,そして二次リンパ器官を循環しているのである.肺組織に入るためにこの循環パターンから外れるだろうか.いや,活性化されなければ肺には入らない.
ここで,免疫監視における“リンパ球の循環”が問題になる.免疫担当細胞の循環システムは自己寛容が機能するように設定されている.そのため,ナイーブT細胞の状態では,胸腺から出て自己抗原と出会う可能性のある組織に移動することができないようになっている.ナイーブT細胞が肺に発現している腫瘍抗原を“見つける”ことはありえない.なぜなら,ナイーブT細胞はそこに行けないからである.ここでの問題は,自己寛容を保ちつつ自己免疫を回避する必要性と,ほとんどのがんがそうである凪絽織中了発生する腫瘋に対する免疫監視の必要性との間にある深刻な矛盾である.そして,寛容が優先される.
ときどきナイーブT細胞はリンパの交通規則を破り,組織中に迷い込むことがある.そのような冒険がいくつかのT細胞に肺で増殖している腫蕩と出会う機会を与え,T細胞を活性化するのではないかと想像できるかもしれない.しかし,ちょっと待ってほしい.T細胞の活性化には何か必要だっただろうか.まず第一に キラーT細胞はMHCクラス1分子によって提示された抗原を認識しなくてはならない.その抗原は標的細胞でつくられ,その細胞の表面でMHCクラス1分子によって提示される分子である.これが意味することは,腫蕩細胞自身が抗原提示を行わなければならないということである.ここまではいい.しかし,キラーT細胞は抗原提示細胞からの補助刺激も必要とする.さて,肺のがん細胞が補助刺激を提供するだろうか.それはありそうにない.肺がんの細胞はそもそも抗原提示細胞ではないのだ.単なる老化した肺細胞であり,肺細胞は通常B7のような補助刺激分子を発現しない.したがってナイーブキラーT細胞がリンパの交通規則を破って肺に入り,腫蕩細胞によって提示された腫蝠抗原を認識したとしても,そのキラーT細胞のほとんどはアナジー化されるか,殺されるかだ.なぜなら,がん細胞はキラー丁細胞か生き残るために必要な補助刺激を提供できないからである.
ここで,またも寛容誘導とがん監視の間の矛盾に遭遇する.特異的な抗原認識と補助刺激という二つの鍵から成るシステムがっくり上げられているために組織中にある自己抗原を認識しても適切な補助刺激を受けられないT細胞にに 自己免.疫を回避するためにアナジーイヒされるか殺されてしまう,不幸なごとに,この二つの鍵による防御システム凪絽織中に発生するがん細胞によるキラー丁細胞の活性化をきわめて困難にしているのである.そこで結論は,組織率に発生しているがん細胞によって活性化ざれるためには,キラーT細胞は何力い型破的なことをしなければならないということである.すなわち,リンパの交通規則を破呪 どうにかしてアナジー化や殺されることを回避しなくてはならない.もちろんこのようなことも起こるかもしれない.しかし,たとえばウイルス感染への応答の際のキラーT細胞の活性化と比べると非常に非効率的だろう.
他のありそうなシナリオは,原発腫蕩中のがん細胞がリンパ節に転移し,そこでT細胞が活性化されるというものである.しかし,これが起こるまでに元の腫蝠はおそらくかなり大きくなっているはずだ.たった1/2オンス(約14
g)のがん細胞でさえ100億以上のがん細胞を合んでいる.これは地球上の人類の数よりも多い.このことは免疫監視において大きな問題となる.というのも,がん細胞は,通常狂ったように突然変異し,この多くの細胞の突然変異の一部が腫傷抗原の認識や抗原提示を阻害することがありそうだからである.腫瘍抗原自体をコードする遺伝子が突然変異を起こしてしまうと,もはや活性化キラーT細胞が腫瘍抗原を認識することはできない,変異を起こした腫瘍抗原のペプチドがMHC分子の溝に正確に適合することもなくなる.加えて,腫瘍細胞が突然変異を起こして,キラーT細胞が拘束を受けるMHC分子の発現を止めてしまうこともある.これはかなり頻繁に起こっていて,調べられた腫瘍のおよそ15%が,少なくともMHC分子の一つの発現を止めている.1でAPトランスポーターをコードする遺伝子が腫瘍細胞内で突然変異することもあり,その結果,腫瘍抗原の輸送が起こらず,
MHCクラス1分子上に搭載されることもなくなる.実際,腫瘋細胞の高い変異率は免疫系に対して大きく優位に立っており,通常,腫椹細汲ヘキラー一丁細汲フ監視に1歩先んじている.だから、もしキラーT細胞による免疫監視があったとしても、一辺すぎるし遅すぎる”のである.
おそらくキラーT細胞は,非血液細胞の自然発生がんに対して際立った免疫監視はできない.ヒトのがんの大多数は非血液細胞の自然発生がんなのだから,これには本当にがっかりである.しかし,白血病やリンパ腫のような血液細胞がんならどうだろうか.たぶんキラーT細胞はそれらに対しては有用である.免疫が抑制されたヒトやマウスは正常なヒトやマウスよりも高頻度で白血病やリンパ腫になる.これは免疫系が組織や臓器中のがんを見つける方法と,がん細胞になった血液細胞を見つける方法に何か基本的な違いがあることを示唆している.これらの違いは何だろうか.
キラーT細胞が組織中に発生した腫瘍に対して監視を行う際の困難の一つは,これらの腫瘍がナイーブT細胞の正常な循環パターンのルートにはいないということである.見つけることのできないがんによってキラーT細胞がどうやって活性化されるのかまったく想像もできない.それに対して,ほとんどの血液細胞がんは血液,リンパ,二次リンパ器官で見つかる.この辺りをいつも循環しているキラーT細胞による監視にはうってつけである.このように,血液細胞がんの場合は,がん細胞とナイーブ丁細胞の循環パターンは実際に交わっている.さらに,ナイーブT細胞の活性化に必要となる補助刺激がほとんど供給不能な組織中のがんと違って,‐部のがん性血液細胞は実際に高いレベルのB7を発現し,必要な補助刺激を提供することができる.これらの血液細胞がんの特徴から,それらのいくつかに対してはキラーT細胞が監視を行う可能性をあると考えられる.残念ながらこの監視は不完全なものに違いない.というのもヒトは,健全な免疫系をもっていてもなお白血病やリンパ腫に罹患するからである.
ある種のウイルス感染は,ヒトに対してある特定のがんをひき起こすことがある.キラーT細胞はウイルス感染から防御するよう設計されているため,キラーT細胞がウイルス関連がんに対して監視を行っているだろうことは容易に想豫がつく.残念なことに この監視はごく隕られたものである.それはなぜだろうか.
ほとんどのウイルスは急性感染を起こす.急性感染では,最後にすべてのウイルス感染細胞が免疫応答によって速やかに破壊される.そして,死んだ細胞はがん細胞にはならないから,ウイルスは単に急性感染を起こすだけで,がんの発生に関係することは何もしない.このことが,ほとんどのウイルス感染がヒトのがんと関係がない理山を物語っている.
しかし,免疫系を攻略し,慢性(ときには一生涯の)感染を確立するウイルスも存在する.大事なのは,がん発生匚関与するとされるすべてのウイルス低免疫系から“隠わ广続け,長期匸わたる感染を確立できるということである.キラーT細胞は,ウイルスが隠れているかぎりウイルス感染細胞を破壊できない.そしてこれらウイルスの隠れた細胞が最終的にがん細胞になる.これらの事実を考えると,キラーT細胞がウイルス関連がんに対して有効な監視を行っているとは言い切れない.
しかし,キラーT細胞かいなければ,さらに多くの細胞がウイルスに感染し,ウイルスが長期潜伏する細胞の数も増えるのではないだろうか.おそらくそれは正しい.実際,これによって,免疫不全の人が正常な人よりも高い割合でウイルス関連がんになってしまう事実を説明できるように思われる.しかし,結局のところ,キラー丁細胞は.ウイルス感染細胞かいったんがん化してしまうと,それに対する有効な監視はできないのである.というのも,これらのがんは,キラーT細胞か見つけられない,効果的に対処できないウイルスの長期間に及ぶ感染の結果だからだ.
マクロファージとNK(ナチュラルキラー)細胞はいくつかのがんに対して監視を行っているかもしれない.超活性化されたマクロファージはTNF(腫蕩壊死囚子)を産生し,細胞表面にもTNFを発現する.どちらの形のTNFも,試験管内ではある種のがん細胞を殺すことができる.ここで重要な点が浮かび上がる.試験管内で起こっていることは,必ずしも動物体内で起こっていることと同しではないのだ.たとえば,マウス肉腫細胞は試験管内ではTNFに非常に抵抗性であるが,同じ肉腫をもつマウスをTNFで処理すると腫瘍は速やかに破壊される.この現象を研究したところ,
TNFが動物体内にある腫瘍を殺すことができる理由は,
TNFががんに栄養を供給している血管を攻撃して血液を断ち,腫瘍細胞を飢えで死に至らしめるためであることが明らかとなった.この型の細胞死はネクローシス(壊死)であり,TNFが“腫瘍壊死因子”と名付けられたのはこの観察によるものである.
がんの治療において,活性化されたマクロファージが腫瘍排除に主要な役割を果たす例がある.その一つが,結核を起こす細菌を弱毒化したBCGワクチンを腫瘍に注射するという治療法である.
BCGワクチンはマクロファージを超活性化する.これを腫瘍(たとえばメラノーマ)に直接注射すると,腫瘍はがん・を殺すことができるマクロファージでいっぱいになる.実際に膀胱がんの標準的な治療法の一つはBCGの注射である.この治療法は,おそらく超活性化されたマクロファージの作用によるものであるが,膀胱の表面にできた腫瘍を除くのにすこぶる効果的である.
しかし,マクロファージはどうやって正常細胞とがん細胞の違いを見分けるのだろうか.この答えはよくわかっていないが,マクロファージは腫瘍細胞がもつ異常な細胞表面分子を認識すると推測されている.脾臓中でのマクロファージの仕事の一つは,赤血球が損傷を受けているかどうか,あるいは古くなっているかどうか点検することである.マクロファージはどの赤血球が盛りを過ぎて機能が低下しているか見分けるのに“手触り”感を用いており,古い赤血球を見つけるとそれを食べてしまう.ここでマクロファージが感じ取るものは,ホスファチジルセリンとよばれる脂質分子である.この脂質は通常若い赤血球では膜の内側に存在しているが,細胞が古くなるとひっくり返って細胞表面に出てくる.古い赤血球と同じようにがん細胞も普通とは違った表面分子をもつ傾向があり,実際に一部のがん細胞では表面にホスファチジルセリンを発現している.活性化マクロファージは,がん細胞の表面分子の異常な発現を檳出して,正常細胞から区別していると信じられている. NK細胞も試験管内で一部の腫瘍細胞を破壊することができる.加えて,NK細胞は体内でもがん細胞を殺すという証拠がある.NK細胞は,
MHCクラス1分子の発現が低レベルで,異常な表面分子(たとえば’・ストレスを受けだ’細胞であることを示すタンパク質)をもつ細胞を標的にする.
マクロファージやNK細胞ががん前駆細胞の監視を行うことには多くの利点がある.第一に,始動するのに1週.間あるいはそれ以上もかかるキラーT細胞と違ってマクロファージとNK細胞はすぐさま動き出せる.これは重要なことで,異常をもつ細胞の増殖が長期にわたるほど,突然変異して,転移がんの性質を獲得する可能性が高くなるからである.さらに,いったん腫瘍が大きくなると免疫系にとっては処理することがより難しくなる.であるから,がん繙胞から私たちを守る兵士は,細胞の挙動が怪しくなったらいつでもすぐに駆けつけることができるほうがよlい.
また,さまざまな敵に応戦できる兵士の方がよい.単一の標的(たとえばキラーT細胞が認識するMHC−ペプチド複合体のような)では,標的が突然変異を起こすと認識できなくなる可能性がある.NK細胞とマクロファージは広範囲の標的構造を認識するので,1回突然変異を起こしたぐらいで標的を認識できなくなる可能性は小さい.そのうえ,マクロファージはほとんどの腫蕩の発生場所である組織中に存在するので,がん細胞を初期のうちに阻止することができる.免疫監視に関しては,場所が最も大切である.
しかし,がんに対するマクロファージとNK細胞による監視には問題がある.マクロファージは,がん細胞が殺せるようになる前に超活性化される必要がある.だからこそBCG処理が行われる.それがマクロファージを超活性化するのである.もしもマクロファージがすでに超活性化されている炎症局所でがん前駆細胞が発生するならすばらしいことだ.しかし,炎症が起こっていなければ,マクロファージはおそらく休止状態のままがん細胞を無視するだけである.大多数が組織中に存在するマクロファージとは違い,ほとんどのNK細胞は血液中でみられる.好中球のようにNK
III胞ぱ召集される”.召集をかける細胞は外敵と戦っている活性化マクロファージや樹状繙胞である.だからマクロファージと同様に,組織で炎症応答が進行中でなければ,ほとんどのNK細胞は単に血流を循環しているだけだ. 腫瘍が大きくなっていくと,最終的には大きくなりすぎて,近隣の血管が持続的な増殖に必要な栄養源や酸素を供給できなくなり,一部のがん細胞は死に始める.また,がん細胞は致命的な突然変異が蓄積すると死ぬ.したがって,腫瘍の増殖の終末期では,死にゆくがん細胞かマクロファージ活性化に必要なシグナルを出し,これによって,血液からNK細胞を動員することができる.こうしてみると,マクロファージとNK細胞は,少なくとも一部の腫瘍細胞の破壊において役割を果たしているように思われる.さらに,NK細胞はがん細胞を殺すのに活性化される必要がないので,血流を循環しているNK細胞は,血液細胞がんであれ,原発がんから血流を介して転移したがん細胞であれ破壊することができる.
以上のことをまとめると,状況によっては,マクロファージとNK細胞はある種のがん細胞に対する監視の役を果たす.おそらく,ウイルス関連がんあるいは血液細胞がんに対する防御には免疫系も関わっている.さらに免疫系は,原発腫瘍が形成された後の転移の確率を下げ,転移プロセスを遅らせることを手助けしているかもしれない.しかし,免疫系はほとんどの固形がんに対して,腫瘍形成の初期において有効な監視はできないようである.ただし,これは筆者の見解であり,すべての研究者が賛同しているわけではない.
がんの予防に成功している免疫応答の一つのアプローチが,腫瘍ウィルスに対するワクチンである.B型肝炎ウィルス(hepatitis
B virus; HBV)による慢性炎症は,肝がんになるリスクを約200倍増大させ,長期HBVキャリアのおよそ20%が最終的に肝がんに移行する.さらに,
HBVはすべてのウィルスの中で最も感染しやすいものの一つにあげられている.感染した大から他の大ヘウィルスを広めるのに血液1滴の移行で十分なのである.幸い,アメリカ合衆国では1982年からHBV感染予防のためのワクチンが適用されており,血液や血液製剤と絶えず接触する医療従事者だけでなく,子供にも適用されている.このワクチンにより、免疫系は本物のHBV感染の前に“予習”して,記憶B細胞やそれらがっくり出す抗体を準備しておくことができる.もし感染が起きたとしても,準備万端の免疫系が速やかにウィルスを根絶し,効果的にHBV関連肝がんを防いでくれる.
ある種のヒトパピローマウィルス(HPV)の“がん原性”型は子宮頚がんのリスクを増大させる.このウィルスは性的接触により広まり,今では多くの女性が感染している.このため,子宮頸がんは世界中の女性の間で2番目によくみられるがんとなっており,毎年250,000人の死者を出している.
子宮頸がんに関与する約1ダースの微妙に異なる型のHPVがあるが,子宮類がん全体の約70%がHPV-16とHPV-18の二つの型によるものである.近年,二つの製薬会社MerckとGSKがこの両方のHPV感染を効率的に予防するワクチンを開発した.これらはウィルス外被タンパク質からつくられたサブユニットワクチンである.さらに,
Merckのワクチンには子宮顫がんとは関係がないが男女とわず陰部疣贅(いぼ)をひき起こす別の二つの型,
HPV-6とHPV-11の外被タンパク質も含まれている.これら2種を追加した理由は,陰部疣贅が予防できるなら,少年や成人男性にワクチンを受けるきっかけを与えるかもしれないということである.こうでもしないと,男性は,自分がかかるはずがない病気,すなわち子宮頸がんの予防のためのワクチン接種を渋るだろうからだ.
MerckとGSKのワクチンは,子宮頸がんによる死者の数を減らすのに非常に役立っている.子宮頸がん・と関係がある残り五つの型のHPVに対するワクチンが開発されたら,毎年何百,何千もの死を防ぐことができると思われる.性に対して積極的な若い時期の女性はワクチンを受けるべきであろう.不幸なことに,子宮頸がんの多くは発展途上国で起きており,そこでは注射によるワクチン接種が困難である.
がん関連ウイルス感染に対するワクチンは,現在,がんに対する戦いにおける希望の星だが,さらに多くの新しい免疫学的アプローチがさまざまな試験段階にある.私たちは,これらの研究が成米を上げることを希望している.なぜなら,今では,3人のうち1人は生涯の間にがんに罹患するからである。