アレルゲンとは.特異的なIgE抗体の産生を誘導し.アレルギー反応を引き起こす外来タンパク質または半抗原(ハプテン)のことである。 1873年にアメリカの医師Charles Harrison Blackleyが花粉がツボカビの真の原因であることを確認して以来.さらに多くのアレルゲンが発見されている(表-1)。 一般的なアレルゲンは.主にダニ.花粉.動物の毛皮.薬物.食物.昆虫毒などによるものです。 最も複雑なアレルゲンは.真菌.花粉.ダニです。 最も単純なアレルゲンは動物の毛です。 アレルゲンに含まれるすべてのタンパク質がアレルゲンであるわけではありませんが.個人の遺伝的感受性やアレルゲンの複雑さによって.多数のタンパク質が感受性の高い人に認識され.アレルギー反応を引き起こす可能性があります。 アレルギー患者の50%以上がIgEを産生する原因となる単一のアレルゲンのタンパク質を「主要タンパク」と呼びます。
アレルギー性鼻炎・結膜炎.喘息.過敏性肺炎.蕁麻疹.湿疹.接触性皮膚炎.アトピー性皮膚炎.血管性浮腫などのアレルギー疾患の発症は.アレルゲンとIgEの相互作用が根底にある。 ほとんどのアレルゲンは.一般的な抗原と同じ性質.すなわちIgGやIgMなどの免疫グロブリンの産生を促すタンパク質で構成されているが.これらのアレルゲンは特定の生化学的・物理化学的性質を持ち.敏感な個体に過剰な免疫反応.すなわちアレルギー反応を起こさせる。 多くの外来因子が.宿主防御機構の変化により.免疫系にこれらのタンパク質を認識させる。 これらの要因には.遺伝的要因.産業汚染物質.喫煙.ウイルス感染などが含まれます。 宿主の遺伝的特性は重要であり.アレルギー疾患と関連する遺伝子は現在のところ不明であるが.アメリカブタクサやライグラスなどのいくつかの花粉アレルゲンは.主要組織適合性I型遺伝子(HLA-A.-B.-C)およびII型遺伝子(HLA-DR.-DP.-DQ)の発現と関連して.IgE産生を誘発することが知られている。 後者は.ヘルパーT細胞への抗原断片の提示と.その結果としての抗体の産生に必須である。
表14-1 アレルゲンと対応する疾患
気管支喘息およびアレルギー性鼻炎
アレルギー反応(アナフィラキシー)
アトピー性皮膚炎
草の花粉
昆虫毒
ダニ
樹木花粉
薬物
食物アレルゲン
雑草の花粉
食物アレルゲン
職業性アレルゲン
菌類
ダニ
動物のふけ
職業性アレルゲン
食物アレルゲン
I. アレルゲンの命名法
アレルゲン命名法の原則は.国際免疫学会連合(IUIS)のアレルゲン命名法小委員会が定めたものである。 アレルゲンの名称は.その由来となる分類学上の名称に準じています。 これは.属名の最初の3文字(スペースで区切る)と種名の最初の文字(スペースで区切る)の後にアラビア数字を使用することで行われます。 例えば.イエダニ(Dermatophagoides pteronyssinus)の主要抗原Der p 1は.属名Derの最初の3文字(スペース)+種名pの最初の文字(スペース)+アラビア数字の1という構成になっています。 ここで.1という数字は.発見された順番.あるいはアレルゲンの臨床的重要性を表しています。
II.アレルゲンの種類
(i) 空気中のアレルゲン
1.花粉
花粉は種子植物の雄性生殖細胞である。 花粉は花粉嚢の中で作られ.放出される。 風媒花と虫媒花があり.前者は風媒花.後者は虫媒花と呼ばれる。 風媒花の特徴は.収量が多く.小型軽量で.場合によっては気嚢を持つため.遠くまで飛散させることができる。 空気中のアレルゲンとして利用される花粉は.ほとんどが風媒花である。
植物によって開花時期が異なるため.花粉の飛散には季節性があります。 植物学では.開花時期を「開花開始期」「開花最盛期」「開花終了期」の3つに分けている。 開花当初は最初の花粉を飛ばし.花がほとんど散ってしまった開花末期には.飛散する花粉の量が激減するのだそうです。
また.花粉の大気中への飛散は.地理的に特異である。 花粉は遠くまで飛散するものもありますが.一般的には主に花を咲かせる植物の周辺に飛散します。 また.地理的条件の違いや人為的要因による植物の地理的分布も.花粉症の場合.疫学的に重要な花粉飛散の地域性に寄与している。
また.花粉の飛散は気象条件にも影響される。 一般的に.花粉の飛散には高温で乾燥した環境条件が最も適していると言われています。 逆に.気温が低く.湿度が高いと.花粉の飛散には不利になる。
花粉は空気中のアレルゲンの主な原因であり.アレルギー性疾患の10~20%の原因となっています。 イネ科の花粉.雑草の花粉.樹木の花粉の3つに大別されます。 花粉のアレルゲン成分は主にタンパク質である。 花粉の種類によってタンパク質組成が異なり.その抗原性は一様ではありません。 異なる花粉の間で交差反応がある場合があります。
(1) イネ科の花粉:イネ科の花粉には多くの種類があり.アレルゲンも様々です。 現在.イネ科花粉アレルゲンは.その物理化学的および免疫生物学的特性により.10種類のアレルゲンに分類されている。 エキスパンシン.エクステンシン.リボヌクレアーゼ.プロテアーゼ阻害剤様タンパク質.カルシウム結合タンパク質.プロフィリンなどである。 (2) 雑草の花粉
(2) 雑草花粉:アレルギー疾患と関連の深い雑草花粉のアレルゲンは.主にキク科の花粉であるヨモギ.ブタクサ.ヒマワリ.カモミールなどである。 北米やヨーロッパで最も研究されているアレルゲンはブタクサで.その主なタンパク質はペクチンの切断に関連するペクチン酸リアーゼである。 ペクチンの分解には.ポリガラクツロナーゼ.ポリ(メチルガラクツロナーゼ).エキソポリガラクツロネートリアーゼなど.多くの酵素が必要である。 また.これらの酵素は.樹木の花粉のアレルゲン成分として存在することが示されている。
(3) 樹木花粉:樹木の花粉はその由来により.被子植物(花木)花粉と裸子植物(松・ヒノキ)花粉に分けられる。 樹木の花粉からは.さまざまなアレルゲンが抽出されています。 被子植物花粉の最も重要なアレルゲンはリボヌクレアーゼであるが.裸子植物花粉ではペクチン分解に関連する酵素が主である。 この違いは.2種類の花粉の構造の違いに見ることができる。
2.菌類
菌類(きんるい)は.根.茎.葉の区別がない下等植物の一種で.菌類門に属する。 クロロフィルを含まないので.無機物を光合成に利用することができず.寄生虫や腐敗菌のような生命体しかいない。 ほとんどの菌類は菌糸を持ち.有性生殖と無性生殖が可能である。 この菌は温暖で湿度の高い環境で生育する傾向があるため.分布は地域によって異なり.沿岸部や内陸部の湿度の高い地域で多く見られますが.それ以外の地域でも見られます。 菌の分布は季節によって異なり.一般に夏から秋にかけて多く.雪が降った後の冬には少なくなります。 しかし.真菌は室内に移動しやすいため.通年でアレルゲンとなる。 アレルギー性真菌は.主に腐敗物に生息する非病原性の真菌であるが.一部の真菌はヒトに感染すると同時に感作性を示すことがある。
真菌は一般に胞子と菌糸からなり.どちらも抗原性があるが.胞子の方が抗原性が高く.空気中に飛散しやすいので.真菌アレルギー反応は主に胞子によって引き起こされる。 異なる種類の菌類からの胞子の放出は.外的条件に大きく影響される。 極端な例では.雨上がりの夜間にだけ胞子を放出するDidymella exitialisというカビがある。 主なアレルゲン菌は.Aspergillus属.Mycosphaerella属.Penicillium属.Streptomyces属.Streptomyces属です。 アスペルギルスとストレプトマイセスは.喘息の発症に重要な役割を果たします。
工業用酵素の製造には多くの菌類が使用されており.その中にはアレルゲンとなる可能性のあるものも含まれています。 職業性真菌アレルゲンは.通常.加水分解酵素である。 一方.屋内型真菌のアレルゲン成分は.解糖に関係する酵素であることが多い。
3.ダニ
ダニは節足動物門.クモ綱.真正ダニ目.イクソーデス科.ホコリダニ属に属します。 アレルギー反応を示すダニはごくわずかで.主にイエダニ(Dermatophagoides pteronyssinus).チリダニ(Dermatophagoides farinae).イエダニ(Euroglyphus maynei)などである。 ダニは.甲羅と口蓋の2つの部分に分かれている。 成体の甲羅は楕円形で.長さ約350μm.4対の脚がある。 メスは約100〜150日.オスはわずか60〜80日しか生きられない。 ダニの体重の81%は水分で.相対湿度が50%になると11日以内にすべて死滅し.イエダニはさらに乾燥に弱くなります。
人間のフケや穀物の粉はダニの餌に最適なため.布団のホコリや穀物の粉にダニが多く含まれています。 ダニの甲羅.脱皮.排泄物までが抗原となる。 ダニはアレルギー性鼻炎や気管支喘息の重要なアレルゲンであることが.臨床研究により明らかになっています。
4.動物性アレルゲン
動物由来のアレルゲンは.家庭や職場で発生しやすくなっています。 家庭環境では猫や犬が.特定の職場環境ではネズミ.モルモット.馬.ウサギがアレルゲンの重要な発生源となることがあります。 これらの動物の毛.上皮.ふけ.尿.唾液はすべて高アレルギー性である可能性があります。 犬猫アレルギーの患者さんは.異なる動物アレルゲンに対して交差過敏症を示すことが多い。 現在では.血清中のアルブミンが関連する交差反応性抗原として作用することが認識されています。
(ii) 経口アレルゲン
1.食品
理論的には.どんな食物もアレルギー反応を引き起こす可能性があります。 アレルギー反応を起こしやすい食品は.ピーナッツ.ナッツ類.魚介類.キノコ類.牛乳.果物などです。 食物アレルギー反応の発生は複雑で.I型からIV型までのアレルギー反応が関与しています。 食品に対するアレルギー反応は.腹痛や下痢などの消化器症状.蕁麻疹や血管性浮腫.湿疹などの皮膚症状.喘息や鼻水などの呼吸器症状など.さまざまな症状を引き起こす可能性があります。 食品に含まれる最も重要なアレルゲンは.小さな透明なタンパク質.プロミオシン.アクチン.乳タンパク質などである。 また.花粉症の患者さんの中には.果物と野菜の両方でアレルギー反応を起こす方もいます。 特にシラカバやイネ科の花粉がそうです。 また.食品と交差反応を起こす一般的な花粉には.リボヌクレアーゼとアクチンで構成されるブナ花粉の1型アレルゲン.2型アレルゲンがあり.この2型アレルゲンは食品と交差反応を起こす。
2.薬物治療
アレルギー疾患に関連する薬剤の多くは分子量が小さく.一般に抗原の形をしている。 アレルギー反応の発現が早い代表的な薬物は.抗生物質と麻酔薬で.これらは少量でアレルギー反応を誘発する。 アナフィラキシーなどの重篤な反応は.通常.注射薬に関連するものです。
(iii) 注射可能なアレルゲン。
また.注射という経路でアレルゲンにさらされることもよくあります。 多くは虫刺されによるものですが.注射薬によって引き起こされることもあります。 アレルギー反応を引き起こす主な昆虫は.ハチ.スズメバチ.アリ.蚊で.これらのアレルゲンの中でもハチ毒は重要ですが.アナフィラキシーを引き起こすことはまれです。 上記の昆虫の毒は組成が似ており.主に血管作動性アミン.ペプチド.そしてホスホリパーゼ.ヒアルロニダーゼ.酸性ホスファターゼなどいくつかの炎症性酵素を含んでいる。
表2 一般的なアレルゲンの発生源
アレルゲンタイプ
事例紹介
飛散時期
空気中のアレルゲン
花粉
芝生
雑草
樹木
ライグラス.ワイルドオーツ.チモシー.バミューダグラス.カモガヤ
ヨモギ.ブタクサ.オオバコ.キバナオウギ.イネ科植物
シラカバ.ハンノキ.ヒノキ.ハシバミ.ブナ.ナラ.ハンモック
春・初夏
夏・秋
冬・春
菌根菌(きんこんきん
アスペルギルス.ストレプトマイセス.ミコフォスフェレラ
多年生
穀物粉
小麦.オーツ麦.ライ麦
多年生
プラント製品
ゴム.パパイン.パイナップルプロテアーゼ.ラッカー
多年生
動物の毛・尿
猫.犬.馬.ネズミ.モルモット.ウサギ.牛
多年生植物
鳥の羽
ハト.ニワトリ.アヒル.オウム。
多年生
ダニ
ハウスダストマイト.ダニ
たねんせい
口腔内アレルゲン
食品
魚介類.ナッツ類.小麦粉.卵.果物.豆類.胡麻.きのこ類.芋類.コーヒー.チョコレート.アルコール飲料
季節限定ではない
薬物治療
ペニシリン系.スルフォンアミド系などの抗生物質.ルテトラベナジン.カルバマゼピンなど。
季節限定ではない
注射用アレルゲン
昆虫
ハチ.スズメバチ.蚊などの一部の膜翅目昆虫
夏
薬物
血液製剤.血清.ワクチン.造影剤.薬剤(抗喘息薬.抗生物質を含む)。
季節性なし
表3 食物アレルゲンと交差反応を起こす花粉
花粉
食品
バーチ
りんご.さくらんぼ.大根.梨.桃.プラム.フェンネル.ジャガイモ.ピーナッツ.蜂蜜.セロリ.ペカン.ほうれん草.小麦.ソバ
にがよもぎ
さくらんぼ.にんじん.すいか.カモミール.りんご.ヘーゼルナッツ
芝生
メロン.トマト.オレンジ.チェリー
ウォールフラワー
チェリー.メロン
萩
メロン.カモミール.ハチミツ.ゴム.メロンの種
パイン
松ぼっくり
ヘーゼルナッツ
ヘーゼルナッツ