免疫グロブリンクラスとその加齢に伴う動態

ヒト免疫グロブリンは非常に多様であり、5つのクラスと複数のサブクラスに分類されます。これらは年齢に応じて血液中に検出され、成人に典型的な濃度に達する時期も異なります。

免疫グロブリンはA、M、G、E、Dの5つのクラスに分類されることが認められています。各クラスの免疫グロブリンは、分子量、沈降係数、そして免疫反応への関与において違いがあります。免疫グロブリンの含量は、免疫の体液性結合の重要な指標の一つです。

異なるクラスの免疫グロブリンの主な特徴

インジケータ	IgG	IgA	IgM	IgD	IgE
分子形態	モノマー	モノマーとダイマー	五量体	モノマー	モノマー
サブクラスの数	4	2	2	-	-
分子量、ダルトン	15万	160,000 - モノマー	95万	17万5000	19万
全血清IDの割合	75～85	7～15歳	5-10	0.3	0.003
半減期、日数	23	6	5	3	2
抗体価	2	2	5または10	2	2
胎盤通過	+	-	-	-	-
オプソニン化への参加	+	+	+	-	-
補体結合	+	+	+	-	-

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

免疫グロブリンG

免疫グロブリンGには、多くのウイルス感染症（麻疹、天然痘、狂犬病など）や、主にグラム陽性微生物によって引き起こされる細菌感染症、破傷風やマラリア、抗アカゲザル溶血素、抗毒素（ジフテリア、ブドウ球菌など）に対する防御において主要な役割を果たす抗体が含まれています。IgG抗体は、補体、オプソニン作用、貪食作用の活性化といった作用により、ウイルスを破壊し、中和する性質を持っています。免疫グロブリンGのサブフラクションとその比率は、抗原刺激（感染）の特異性によって決定されるだけでなく、免疫能の不完全さの証拠にもなります。したがって、免疫グロブリン G2 の欠乏は免疫グロブリン A の欠乏と関連している可能性があり、多くの小児における免疫グロブリン G4 の濃度の上昇は、免疫グロブリン E の生成と反応に基づく、古典的なものとは異なるタイプのアトピー素因またはアトピーの可能性を反映しています。

免疫グロブリンM

免疫グロブリンMは、感染から体を守る上で重要な役割を果たします。グラム陰性細菌（赤痢菌、腸チフスなど）、ウイルス、ABO式溶血素、リウマチ因子、抗臓器抗体に対する抗体を含んでいます。免疫グロブリンMクラスに属する抗体は、高い凝集活性を有し、古典経路を介して補体を活性化することができます。

免疫グロブリンA

血清免疫グロブリンAの役割と意義は、まだ十分に研究されていません。補体活性化や細菌および細胞（例えば赤血球）の溶解には関与しません。しかしながら、血清免疫グロブリンAは分泌型免疫グロブリンAの合成の主な供給源であると考えるのが妥当です。分泌型免疫グロブリンAは、消化器系および呼吸器系の粘膜のリンパ球細胞によって形成され、局所免疫系に関与し、病原体（ウイルス、細菌など）の体内への侵入を防ぎます。これは、感染に対するいわば第一線の防御です。

免疫グロブリンD

免疫グロブリンDに関連する抗体の機能についてはほとんど解明されていません。免疫グロブリンDは扁桃腺とアデノイドの組織に存在し、局所免疫における役割を示唆しています。免疫グロブリンDは、mIgの形で（単量体IgMとともに）Bリンパ球表面に局在し、その活性化と抑制を制御します。また、免疫グロブリンDが代替補体を活性化し、抗ウイルス活性を有することも確立されています。近年、リウマチ熱型の急性発熱性疾患（リンパ節腫脹、多発性漿膜炎、関節痛、筋肉痛）と高免疫グロブリン血症Dが併発する症例が報告されたことにより、免疫グロブリンDへの関心が高まっています。

免疫グロブリンE

免疫グロブリンE（またはレアギン）は、即時型アレルギー反応の概念と関連しています。様々なアレルゲンに対する特異的感作を認識するための主な方法は、血清中の総免疫グロブリンE濃度、および特定の家庭用アレルゲン、食品物質、植物花粉などに対する免疫グロブリンE抗体の力価を調べることです。免疫グロブリンEはマクロファージと好酸球を活性化し、貪食作用やマイクロファージ（好中球）の活性を高める可能性があります。

出生後、乳幼児の血液中の様々なクラスの免疫グロブリン含有量には大きな変動が見られます。これは、生後数か月間、母親から胎盤を介して移行したクラスBの免疫グロブリンの分解と除去が続くことに起因しています。同時に、自己産生する全てのクラスの免疫グロブリンの濃度が増加します。生後4～6か月で、母親の免疫グロブリンは完全に破壊され、乳幼児自身の免疫グロブリンの合成が始まります。注目すべきは、Bリンパ球は主に免疫グロブリンMを合成し、その含有量は他のクラスの免疫グロブリンよりも早く成人特有の指標に達することです。自己産生する免疫グロブリンBの合成はよりゆっくりと進行します。

前述の通り、出生時には乳児は分泌型免疫グロブリンを持っていません。その痕跡は生後1週間の終わり頃から検出され始め、その濃度は徐々に増加し、分泌型免疫グロブリンAの含有量は10～12歳までには最大値に達します。

血清中の免疫グロブリン E、kU/l

子供の年齢	健康な子供たち		疾患のある成人の場合
	最小	最大	病気	最小	最大
新生児	0	2	アレルギー性鼻炎	120	1000
3～6ヶ月	3	10	アトピー性喘息	120	1200
12 »	8	20	アトピー性皮膚炎	80	14,000
5年	10	50	気管支肺アスペルギルス症：
10 »	15	60	寛解	80	1000
大人	20	100	悪化	1000	8000
			高IgE症候群	1000	14,000
			IgE骨髄腫	15,000人以上	-

小児血清免疫グロブリン、g/l

年	免疫グロブリンG		免疫グロブリンA		免疫グロブリンM
	最小	最大	最小	最大	最小	最大
0～2週間	5.0	17.0	0.01	0.08	0.05	0.20
2-6 »	3.9	13.0	0.02	0.15	0.08	0.40
6-12 »	2.1	7.7	0.05	0.40	0.15	0.70
3～6ヶ月	2.4	8.8	0.10	0.50	0.20	1.00
6-9 »	3.0	9.0	0.15	0.70	0.40	1.60
9-12 »	3.0	10.9	0.20	0.70	0.60	2.10
1～2年	3.1	13.8	0.30	1.20	0.50	2.20
2-3 »	3.7	15.8	0.30	1.30	0.50	2.20
3～6歳	4.9	16.1	0.40	2.00	0.50	2.00
6-9 »	5.4	16.1	0.50	2.40	0.50	1.80
9-12 »	5.4	16.1	0.70	2.50	0.50	1.80
12-15 »	5.4	16.1	0.80	2.80	0.50	1.80
15-45 »	5.4	16.1	0.80	2.80	0.50	1.80

生後1年目の乳幼児では、小腸および大腸の分泌物、そして便中に低レベルの分泌型免疫グロブリンAが存在します。生後1ヶ月の乳幼児の鼻腔洗浄液中には分泌型免疫グロブリンAは存在せず、その後数ヶ月（最長2歳まで）かけて非常にゆっくりと増加します。これが、幼児における呼吸器感染症の発生率が低い理由です。

新生児の血清中の免疫グロブリンD濃度は0.001g/lです。生後6週以降に増加し、5～10歳までに成人に特有の値に達します。

このような複雑なダイナミクスは血清中の定量比の変化を引き起こし、免疫系の診断研究の結果を評価する際、また様々な年齢段階における罹患率や免疫学的構成の特徴を解釈する際に無視できない要素となります。生後1年間の免疫グロブリンレベルが低いことが、子供が様々な疾患（呼吸器、消化器、膿疱性皮膚病変）にかかりやすい理由です。生後2年間は、免疫グロブリンレベルが比較的低いにもかかわらず、子供同士の接触が増えるため、他の時期の子供と比較して罹患率が特に高くなります。

血清には微量の免疫グロブリン E が含まれています。その濃度は加齢とともに増加し、アレルギー疾患の発症と大きく相関し、頻度ははるかに低いものの、他の疾患 (回虫症、寄生虫症) の発症とも相関します。

免疫グロブリンMクラスの不均一性は生後3ヶ月までに検出され、その後含有量が増加しますが、2～2歳半でより顕著になります。新生児では、ブドウ球菌抗毒素含有量は成人と同等ですが、その後減少します。再び、確実な増加は生後24～30ヶ月までに観察されます。小児の血中ブドウ球菌抗毒素濃度の動態から、初期の高濃度は母体からの胎盤経由の移行によるものであることが示唆されます。その後、抗毒素自身の合成が始まり、これが幼児における膿疱性皮膚病変（膿皮症）の頻度の高さを説明しています。腸の感染症（サルモネラ症、大腸炎、赤痢）の場合、生後 6 か月未満の乳幼児では病原体に対する抗体がまれにしか検出されません。6 か月から 12 か月の乳幼児では患者の 3 分の 1 にしか検出されませんが、2 年目の乳幼児ではほぼ 60% に検出されます。

急性呼吸器感染症（アデノウイルス、パラインフルエンザ）の場合、生後1年の乳幼児における血清学的変化は、罹患した乳幼児の3分の1にしか認められず、2年目には既に60%に認められます。これは、幼児における体液性免疫連鎖の形成の特殊性を改めて裏付けています。小児科および免疫学に関する多くの専門書において、記載されている臨床的および免疫学的症候群または現象が病理学的病態学的診断名として認められ、「幼児の一過性生理的低血糖グロブリン血症」と命名されているのは、決して偶然ではありません。

食物に含まれる少量の抗原物質が腸管バリアを通過すること自体は、病理学的現象ではありません。あらゆる年齢の健康な子供、そして成人においても、微量の食物タンパク質が血液中に侵入し、特異的抗体の形成を引き起こす可能性があります。牛乳を摂取している子供のほぼ全員が、沈降抗体を産生します。牛乳を摂取すると、調合乳の摂取開始後わずか5日で、乳タンパク質に対する抗体濃度が上昇します。この免疫反応は、新生児期から牛乳を摂取している子供で特に顕著です。母乳育児の経験があると、抗体濃度は低下し、その増加は緩やかになります。加齢、特に1～3歳を過ぎると、食物タンパク質に対する抗体濃度の低下は、腸壁の透過性の低下と並行して認められます。健康な子供における食物抗原血症の可能性は、血液中に遊離型または免疫複合体の一部として存在する食物抗原を直接分離することによって証明されています。

ヒトにおける高分子に対する相対的な不透過性、いわゆる腸閉塞の形成は、胎児期に始まり、非常にゆっくりと進行します。年齢が若いほど、食物抗原に対する腸の透過性は高くなります。

食物抗原の有害な影響に対する特定の防御形態は、細胞成分と分泌成分からなる消化管の免疫システムです。主な機能的負荷は、二量体免疫グロブリンA（SIgA）によって担われます。唾液と消化液中のこの免疫グロブリンの含有量は、血清よりもはるかに高く、その50～96%は局所的に合成されます。食物抗原に関する主な機能は、消化管からの高分子の吸収を防ぐこと（免疫排除）と、食物タンパク質が粘膜上皮を通過して体の内部環境に浸透するのを制御することです。上皮表面を浸透する比較的小さな抗原分子は、SIgAの局所的合成を刺激し、膜上で複合体を形成することで、その後の抗原の侵入を防ぎます。しかし、新生児の消化管はこの特殊な保護機構を欠いており、SIgA合成系が完全に成熟するにつれて、上記のすべてがすぐに完全に実現されます。母乳で育てられた乳児の場合、最低限必要な成熟期間は6ヶ月から1年半以上と幅があります。これは「腸ブロック」の形成期となります。この期間までは、局所的な分泌保護と食物抗原のブロックシステムは、初乳と母乳によってのみ提供されます。分泌免疫の最終的な成熟は、10～12年後に起こる可能性があります。

出産直前の初乳中の免疫グロブリン A 含有量の大幅な増加の生物学的意味は、粘膜上の抗原（感染性抗原および食物抗原）の免疫排除というその特殊な機能にあります。

初乳中のSIgA含有量は非常に高く、16～22.7mg/lに達します。初乳から成乳への移行に伴い、分泌型免疫グロブリンの濃度は著しく低下します。SIgAの保護機能は、酵素によるタンパク質分解に対する顕著な耐性によって発揮されます。そのため、SIgAは消化管のあらゆる部位で活性を維持し、母乳で育てられた乳児ではほぼ完全に便とともに排泄されます。

母乳中の SIgA が食物抗原に関連する免疫プロセスに関与していることは、母乳中に、牛乳由来の α-カゼイン、β-カゼイン、β-ラクトグロブリンなどのいくつかの食物タンパク質に対する免疫グロブリン A 抗体が検出されることにより証明されています。

2番目に濃度が高い免疫グロブリンは免疫グロブリンGであり、特に免疫グロブリンG4の含有量が比較的高いことが注目されています。初乳中の免疫グロブリンG4濃度と血漿中の含有量の比は、初乳中の免疫グロブリンG濃度と血漿中の含有量の比の10倍以上です。研究者によると、この事実は免疫グロブリンG4の局所的生成、または末梢血から乳腺への選択的な輸送を示している可能性があります。初乳免疫グロブリンG4の役割は不明ですが、血漿と初乳の両方でβ-ラクトグロブリン、ウシ血清アルブミン、およびα-グリアジンに対する特異的な免疫グロブリンC4抗体が検出されることで、食物抗原との相互作用プロセスへの関与が確認されています。免疫グロブリン G4 は肥満細胞と好塩基球の抗原活性化を促進し、走化性や貪食作用に必要なメディエーターの放出につながると考えられています。

初乳中の免疫グロブリンE含有量は1mlあたり数百ナノグラムに達します。母乳中ではその含有量は急速に減少し、母親の血清中で高濃度でのみ測定されます。新生児における免疫グロブリンEの産生を抑制する抗原特異的因子が母乳を介して伝播する可能性があることが判明しています。

このように、免疫グロブリン合成の状態は、幼児の感染症に対する準備状態を決定づけるだけでなく、腸管バリアやその他の粘膜バリアを介したアレルゲン物質の広範な浸透の原因となるメカニズムでもあることが判明しています。幼児の他の解剖学的および生理学的特徴と相まって、これは「幼児の一過性アトピー体質、または幼児の素因」という、特別かつ全く独立した形態を形成します。この素因は、2～3歳まで、主に皮膚症状（湿疹、アレルギー性皮膚炎）として非常に顕著に現れ、その後、皮膚の変化は急速に寛解するか、数年後には完全に回復することがあります。アトピーの遺伝的素因を持つ多くの小児では、一過性アトピー素因の期間中の粘膜透過性の増加が、遺伝的素因の発現と、既に持続しているアレルギー疾患の長い連鎖の形成に寄与します。

このように、幼児の免疫の加齢に伴う生理学的特徴は、感染性環境因子とアレルゲンへの曝露の両方に対する感受性の大幅な増加を決定します。これは、育児と病気の予防に関する多くの要件を決定します。これには、感染症との接触リスクの特別な管理の必要性、個別または小グループの教育の実現可能性、アレルギー反応の症状に応じた食品の品質とその耐性の管理が含まれます。哺乳類の何千年にもわたる進化によって開発された状況からの脱出方法もあります。それは、子供の完全母乳育児です。多量の免疫グロブリンA、マクロファージ、リンパ球を含む初乳と母乳は、生後数ヶ月の子供の全身免疫と局所免疫の未熟さを補うかのように、免疫系の危機的状態または境界状態の年齢を安全に回避することを可能にします。

5 歳までに血清および分泌型免疫グロブリンのレベルが上昇するのと時を同じくして、この時期の小児期における感染症の発生率も低下し、多くの感染症の経過もより軽度で良性となります。