Cytokine Storms: What happens when the immune system overreacts?

サイトカインは、免疫系の重要なシグナル伝達分子として機能する、多様な小さなタンパク質のグループです。免疫系のさまざまな細胞によって生成されるサイトカインは、免疫応答の制御と調整において重要な役割を果たします。これらのタンパク質は、異なる免疫細胞間のコミュニケーションを促進し、感染、損傷、またはその他の免疫の課題に応じて効果的に連携できるようにします。

サイトカインは、その機能とそれを産生する細胞に基づいてさまざまなカテゴリに分類できます。よく知られているサイトカインには、インターフェロン (IFN)、インターロイキン (IL)、腫瘍壊死因子(TNF)、ケモカインなどがあります。各サイトカインは標的細胞に特定の影響を及ぼし、免疫応答を強化したり弱めたりすることができます。サイトカインは、標的細胞上の特定の受容体に結合することによって作用し、遺伝子発現と細胞機能に影響を与える細胞内シグナル伝達経路のカスケードを引き起こします。これらのシグナルにより、免疫細胞が通信してその作用を調整できるようになり、効果的な免疫応答がもたらされます。

サイトカインは免疫恒常性を維持し、感染症から防御するために不可欠ですが、サイトカインの産生とシグナル伝達の調節不全は有害な影響を与える可能性があります。炎症誘発性サイトカインの過剰または長期の放出は、制御不能な免疫応答を引き起こし、サイトカインストームの発生を引き起こす可能性があります。

サイトカインストームは生命を脅かす可能性があり、迅速な介入が必要です。治療には一般に、過剰な免疫反応を抑制する免疫抑制剤が含まれます。重症の場合は入院が必要になる場合があり、酸素療法や点滴などの支持療法が行われます。サイトカインストームの症状には、発熱、悪寒、発疹、息切れ、臓器不全などがあります。症状の発症は突然であることが多く、症状が急速に進行する可能性があり、ショック状態に陥り、集中治療が必要になる可能性があります。

サイトカインストームに対処するために、炎症を軽減するためにプレドニゾンなどのコルチコステロイドなどの薬剤が頻繁に使用されます。さらに、場合によってはシクロスポリンやエトポシドなどの薬剤が使用されることもあります。サイトカインストームはあらゆる年齢層に影響を与える可能性がありますが、最も一般的に観察されるのは幼児と高齢者です。がん、自己免疫疾患、慢性感染症などの基礎疾患を持つ人は、サイトカインストームを経験するリスクの増加に直面しています。タイムリーかつ適切な治療を受ければ、ほとんどの人はこの深刻な合併症から完全に回復します。

サイトカインは免疫系で重要な役割を果たしており、インターフェロン( IFN )、インターロイキン (IL)、腫瘍壊死因子(TNF) などのさまざまな種類が含まれます。これらのタンパク質は、炎症促進性または抗炎症性のいずれかの特性を示すことができます。炎症誘発性サイトカインは、感染や損傷に対する体の反応を開始するのに役立ち、免疫系の活性化を助けます。抗炎症性サイトカインは、初期反応が終わった後に炎症を軽減するのに役立ちます。炎症促進性サイトカインの例には、IL-6 および TNF-α が含まれますが、IL-10 および TGF-β は抗炎症性サイトカインの代表です。

インターフェロン ベータ 1b は、多発性硬化症の治療に利用される特定のタイプのインターフェロンです。免疫系の活動を低下させることによって作用します。通常、インターフェロン ベータ 1b は皮下注射または筋肉内注射によって投与されます。通常の用量は、0.25 mgを1日1回7日間服用し、その後0.5 mgを週1回4週間服用し、その後維持用量1 mgを週1回無期限に服用します。インターフェロン ベータ 1b の副作用には、発熱、悪寒、筋肉痛、疲労などのインフルエンザのような症状が含まれます。これらの副作用は通常、最初の数回の投与後に消えます。

サイトカインストームは、炎症誘発性サイトカインの過剰な放出を特徴とする複雑な免疫反応であり、制御不能な炎症や組織損傷を引き起こします。JAK-STAT、MAPK、NF-kB 経路など、いくつかのシグナル伝達経路がこれらの嵐の調整に重要な役割を果たしています。これらのシグナル伝達経路の調節異常や不適切な活性化は、遺伝子変異、感染症、その他の引き金によって発生する可能性があり、サイトカイン応答が制御されずに増幅されてしまいます。

JAK -STAT経路は、感染または傷害に対する身体の反応に関与するシグナル伝達経路です。この経路は、サイトカインが細胞表面の受容体に結合すると活性化されます。これにより JAK キナーゼが活性化され、STAT タンパク質がリン酸化されます。次に、STAT タンパク質は核に移行し、遺伝子発現を制御します。

MAPK経路は、感染または傷害に対する身体の反応に関与するシグナル伝達経路です。この経路は、サイトカインが細胞表面の受容体に結合すると活性化されます。これにより MAPK キナーゼが活性化され、転写因子がリン酸化されて活性化されます。次に、転写因子が遺伝子発現を調節します。

NF-κB 経路は、感染または傷害に対する身体の反応に関与するシグナル伝達経路です。この経路は、サイトカインが細胞表面の受容体に結合すると活性化されます。これにより IKK 複合体が活性化され、NF-κB タンパク質がリン酸化されます。リン酸化された NF-kB タンパク質は核に移動し、そこで炎症、免疫細胞の動員、および組織損傷に関与する遺伝子の転写を調節します。

サイトカインストームは、重度の感染症、自己免疫疾患、特定の薬剤、免疫療法など、さまざまな要因によって引き起こされる可能性があります。ウイルス、細菌、真菌などの病原体によって引き起こされる感染症は、過剰な免疫反応を引き起こし、サイトカインストームの発生につながる可能性があります。さらに、免疫系が誤って健康な組織を標的とする特定の自己免疫状態も、サイトカインストームを引き起こす可能性があります。さらに、CAR-T 細胞療法などの免疫療法介入は、副作用としてサイトカインストームを誘発する可能性があります。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックにより、感染者の重篤な合併症としてサイトカインストームの発生が注目されるようになった。COVID-19 におけるサイトカインストームは、 SARS-CoV-2 ウイルスによって引き起こされる炎症誘発性サイトカインの過剰な放出によって特徴付けられます。ウイルスは体内に侵入して宿主細胞に感染し、免疫系の反応を活性化します。場合によっては、免疫システムが過剰状態になり、制御不能で過剰な炎症反応が引き起こされることがあります。この過剰な炎症は、特に肺に重大な組織損傷を引き起こす可能性があり、新型コロナウイルス感染症の重症例で観察される呼吸器症状の重症化の一因となる可能性があります。COVID-19 関連のサイトカインストームに関与する主要なサイトカインには、インターロイキン 6 (IL-6)、腫瘍壊死因子アルファ (TNF-アルファ)、インターフェロンなどがあります。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）におけるサイトカインストームに対する現在の治療アプローチには、特定のサイトカインまたはその受容体を標的とするモノクローナル抗体、コルチコステロイド、その他の抗炎症剤などの免疫調節療法が含まれることが多い。新型コロナウイルス感染症（COVID-19）におけるサイトカインストームの病因をさらに調査し、患者の転帰への影響を軽減するためのより的を絞った介入を開発する取り組みが継続中である。

急性呼吸窮迫症候群(ARDS) は、サイトカインストームと密接に関連している可能性がある重度の肺疾患です。ARDS は、肺に炎症があり、気嚢内の体液の蓄積、酸素交換の障害、呼吸困難を引き起こす場合に発生します。サイトカインストームは、肺に過剰な制御不能な炎症を引き起こし、ARDS の発症と進行に寄与する可能性があります。ARDS は、免疫系による SARS-CoV-2 への反応による顕著な症状とみなされます。

サイトカインストームは、それぞれ骨髄とリンパ節に発生する血液がんである白血病やリンパ腫など、いくつかの種類のがんで発生する可能性があります。これらの悪性腫瘍は異常な免疫反応を引き起こし、サイトカインストームの発症につながる可能性があります。白血病やリンパ腫の治療では、病気を管理するために免疫系の抑制がよく使用されます。これには、コルチコステロイド、シクロスポリン、メトトレキサート、またはその他の免疫抑制薬の使用が含まれる場合があります。これらの薬剤は、免疫系を標的とすることにより、白血病やリンパ腫患者における過剰なサイトカインの産生を減らし、サイトカインストームの有害な影響を軽減することを目的としています。

CAR-T療法などの免疫療法を受けている患者は、サイトカインストームを発症するリスクがあります。CAR-T 療法は、遺伝子組み換え T 細胞を使用してがん細胞を攻撃する免疫療法の一種です。これらの治療法は、免疫系を刺激してがん細胞を攻撃することによって機能します。これらは非常に効果的ですが、免疫系が過剰に反応してサイトカインが過剰に生成される可能性もあります。これはサイトカインストームを引き起こす可能性があります。CAR-T 関連サイトカインストームの症状は、通常、治療を受けてから 2 週間以内に始まります。これらには、発熱、悪寒、発疹、息切れ、臓器不全などが含まれる場合があります。CAR-T 関連のサイトカインストームの治療には、通常、コルチコステロイドやシクロスポリンなどの免疫系を抑制する薬剤の使用が含まれます。

全身性エリテマトーデス(SLE) は、サイトカインストームを引き起こす可能性のある別の自己免疫疾患です。SLE は、遺伝的要因と環境的要因の組み合わせによって引き起こされます。これにより、免疫系が健康な組織を攻撃し、炎症や痛みを引き起こす可能性があります。SLE 関連のサイトカインストームの症状は通常、成人初期に始まります。これらには、発熱、発疹、臓器不全が含まれる場合があります。SLE 関連のサイトカインストームの治療には、通常、コルチコステロイド、メトトレキサート、ヒドロキシクロロキンなどの免疫系を抑制する薬剤の使用が含まれます。

サイトカインストームはさまざまな身体系に現れる可能性があり、その結果、重症度が異なる幅広い症状が生じ、生命に対する潜在的な脅威となる可能性があります。一般的に観察される症状には、発熱、疲労、脱力感、悪寒、体の痛み、食欲不振、吐き気、心拍数の上昇、皮膚の発疹などがあります。これらの症状の発現は、サイトカインの過剰な放出によって引き起こされる広範な炎症反応を反映しています。

サイトカインストームの治療には、免疫反応に対処し、症状を軽減することを目的とした包括的なアプローチが必要です。具体的な治療計画は、サイトカインストームの重症度と根本的な原因によって異なります。通常、免疫系を抑制するためのコルチコステロイド（プレドニゾンなど）のような免疫調節薬の使用を含む、戦略の組み合わせが使用されます。インターロイキン-6 (IL-6) 阻害剤などのサイトカイン阻害剤、特定の炎症誘発性サイトカインを標的とするために使用することもできます。さらに、サイトカインストームの原因となる根本的な状態に対処するために、疾患に特化した治療法が実施されます。治療計画は、特定の臨床症状とニーズを考慮して、個々の患者に合わせて調整されます。包括的なケアを確保し、患者の転帰を改善するには、さまざまな専門分野の医療専門家間の協力的な取り組みが不可欠です。

サイトカインストームを防ぐ確実な方法はありません。ただし、リスクを軽減するためにできることがいくつかあります。

• インフルエンザやSARS-CoV-2などの感染症に対するワクチン接種を受けてください。
• 病気の人との接触を避けてください。
• 石鹸と水で頻繁に手を洗ってください。
• 病気の人との濃厚接触を避けてください。
• 病気の場合は家にいてください。
• くしゃみや咳をするときは、口と鼻を覆ってください。
• 顔に触れないようにしてください。
• ドアノブ、照明スイッチ、カウンタートップなど、頻繁に触れる表面を清掃し、消毒します。

自己免疫疾患やがんがある場合は、医師と協力して状態をコントロールしてください。これは、サイトカインストームを発症するリスクを軽減するのに役立つ可能性があります。