致命的な免疫システムのサイトカインストームをブロックすることは、COVID-19の治療に不可欠です

致命的な免疫システムのサイトカインストームをブロックすることは、COVID-19の治療に不可欠です 免疫細胞はサイトカインと呼ばれるタンパク質を放出し、ウイルスが存在することを残りの免疫系に警告します。 www.scientificanimations.com, のCC BY-SA

キラーはウイルスではなく免疫反応です。

現在のパンデミックは、それがすべての人を危険にさらす新しいウイルスによって引き起こされるだけでなく、自然免疫応答の範囲が多様で予測不可能であるためにも独特です。 いくつかはそれが殺すのに十分強いです。 他では比較的穏やかです。

私の研究は自然免疫に関するものです。 自然免疫は、体の適応免疫系にウイルスに対する抗体を産生するように指示する、病原体に対する人の先天的な防御です。 これらの抗体応答は、ワクチン接種アプローチの開発に後で使用できます。 ラボでの作業 of ノーベル賞受賞者ブルース・ボイトラー、共著 それは、体の自然免疫システムを構成する細胞がどのようにして病原体を認識するか、そして一般にそれらに対する過剰反応が宿主にとってどのように有害であるかを説明しました。 これは、ウイルスに過剰反応しているCOVID-19患者に特に当てはまります。

細胞死–犠牲のチェスゲーム

私は先天性反応のXNUMXつの主要な要素である炎症反応と細胞死を研究しています。 マクロファージと呼ばれる白血球は、一連のセンサーを使用して病原体を認識し、炎症と呼ばれる自然免疫系の他の細胞を助け、炎症を引き起こすサイトカインと呼ばれるタンパク質を生成します。 さらに、マクロファージは病原体について学び、最終的に抗体を産生するように適応免疫システムに指示します。


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宿主内で生き残るために、成功した病原体は炎症反応を沈黙させます。 彼らは、マクロファージがサイトカインを放出し、免疫系の残りの部分に警告する能力をブロックすることによってこれを行います。 ウイルスのサイレンシングに対抗するために、感染した細胞は自殺または細胞死を起こします。 細胞レベルでは有害ですが、細胞死は病原体の増殖を停止するため、生物レベルでは有益です。

たとえば、腺ペストを引き起こした病原体は、人間の人口の半分を殺しました 1347年から1351年の間のヨーロッパ 人々の白血球を無効にする、または沈黙させることができ、その中で増殖し、最終的には個人の死を引き起こした。 しかし、げっ歯類では、感染の様子が異なります。 げっ歯類の感染したマクロファージだけが死んだため、げっ歯類の体内での病原体の増殖が制限され、げっ歯類の生存が可能になりました。

ペストに対する「サイレント」応答は、COVID-2を引き起こすウイルスであるSARS-CoV-19に対する暴力的応答とは著しく異なります。 これは、COVID-19患者の生存にとって、自然応答の適切なバランスを保つことが重要であることを示唆しています。

致命的な免疫システムのサイトカインストームをブロックすることは、COVID-19の治療に不可欠です 1665年から1666年まで続いたロンドンの最後の大災害の際にペストの犠牲者の遺体を集めた死んだカートのヴィンテージの彫刻。 duncan1890 / Getty Images

サイトカインストームへの道

免疫系の過剰反応が、感染症を撃退する人を危険にさらす可能性がある方法は次のとおりです。

ケモカインと呼ばれる、炎症を引き起こすタンパク質のいくつかは、他の免疫細胞(好中球、専門の微生物を食べる人など)が感染部位に集まり、最初に到達して病原体を消化するように警告します。

他のサイトカイン(インターロイキン1b、インターロイキン6、腫瘍壊死因子など)は、好中球を血管から感染組織に導きます。 これらのサイトカインは、心拍を増加させ、体温を上昇させ、病原体を閉じ込める血栓を引き起こし、脳のニューロンを刺激して、体温、発熱、体重減少、およびウイルスを殺すために進化した他の生理学的反応を調節します。

これらの同じサイトカインの産生が制御されていない場合、免疫学者はその状況を「サイトカインストーム」と表現します。 サイトカインの嵐の間、血管はさらに拡大し(凝固)、低血圧と広範囲の血管損傷につながります。 嵐は白血球の洪水を引き起こして肺に入り、ウイルスに感染した細胞を標的にして殺す免疫細胞をさらに召喚します。 この戦いの結果、体液と死んだ細胞のシチュー、そしてその後の臓器不全が起こります。

サイトカインストームは、宿主にとって壊滅的な結果をもたらすCOVID-19病理の中心的存在です。

細胞が炎症反応を終わらせることができないとき、サイトカインの産生はマクロファージを過活動にします。 過剰に活性化されたマクロファージは骨髄の幹細胞を破壊し、貧血を引き起こします。 インターロイキン1bの上昇は、発熱と臓器不全を引き起こします。 過剰な腫瘍壊死因子は、血管を覆う細胞を大量に死に至らしめ、凝固します。 ある時点で、嵐は止められなくなり、元に戻せなくなります。

サイトカインの嵐を打破する薬

COVIDの治療の背後にある戦略の6つは、「サイトカインの嵐」の悪循環を断ち切ることに部分的に基づいています。 これは、抗体を使用して、体のすべての細胞に存在するILXNUMXやその受容体などの嵐の主要なメディエーターをブロックすることで実行できます。

腫瘍壊死因子の阻害 レミケードやヒュミラなどのFDA承認の抗体薬や、腫瘍壊死因子に結合して炎症の引き金となるのを防ぐエンブレル(元はブルースボイトラーが開発)などの可溶性受容体を使用して達成できます。 の 腫瘍壊死因子阻害剤の世界市場は22億ドル.

さまざまなサイトカインをブロックする薬剤は、COVID-19の致命的なスパイラルを止めるのに有効かどうかをテストするために、現在臨床試験中です。

著者について

Alexander(Sasha)Poltorak、免疫学教授、 タフツ大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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