InstagramInstagram

サイトカインとは?免疫を操る情報伝達物質の働きから、サイトカインストーム・最新の標的治療までを遺伝専門医がわかりやすく解説

仲田洋美 医師

この記事の監修:仲田洋美(臨床遺伝専門医)

のべ10万人以上の意思決定に伴走。2025年国際誌『Global Woman Leader』表紙抜擢など、世界基準の出生前診断と遺伝カウンセリングを提供。

サイトカインは、免疫細胞をはじめとするさまざまな細胞から分泌され、細胞と細胞の間で情報をやりとりする「タンパク質でできた連絡係」です。免疫や炎症、組織の修復から、近年話題となった「サイトカインストーム」まで、私たちの体のあらゆる場面で中心的な役割を担っています。この記事では、サイトカインの基本的なしくみから、JAK-STATというシグナル伝達経路、関節リウマチに対する最新の標的治療、そして遺伝医療との関わりまで、一般の方にもわかるように臨床遺伝専門医が解説します。

この記事でわかること
📖 読了時間:約16分
🧬 免疫学・分子生物学の基礎
臨床遺伝専門医監修

Q. サイトカインとは何ですか?まず結論だけ知りたいです

A. サイトカインとは、細胞から分泌され、細胞どうしの情報伝達を担う低分子のタンパク質の総称です。免疫細胞だけでなく体じゅうのほぼすべての有核細胞がつくり、標的となる細胞の表面の受容体に結合してシグナルを送ります。免疫・炎症・造血・組織修復などを精密に調整しており、このバランスが崩れると、関節リウマチなどの自己免疫疾患や、命に関わるサイトカインストームを引き起こすことがあります。

  • 基本の正体 → 細胞間の「連絡係」となるタンパク質。受容体に結合して働く
  • 伝達のしくみ → オートクリン・パラクリン・エンドクリンなど多彩な作用様式
  • 細胞内の中継 → 多くはJAK-STAT経路を通じて核へ情報を伝える
  • 病気との関わり → 暴走すればサイトカインストーム、慢性的な乱れは自己免疫疾患へ
  • 遺伝医療との接点 → 共通γ鎖の遺伝子変異による重症免疫不全(XSCID)など

\ 免疫・遺伝に関わる検査や相談をご希望の方へ /

📅 遺伝カウンセリングを予約する

遺伝子検査に関するご相談:遺伝子検査について

1. サイトカインとは:体じゅうの細胞をつなぐ「ことば」

私たちの体は、約37兆個ともいわれる膨大な数の細胞からできています。これだけの細胞がばらばらに動いては体は成り立ちません。とくに免疫のように「いつ・どこで・どれくらい働くか」を全身で調整しなければならないしくみでは、細胞どうしが緊密に連絡を取り合う必要があります。この連絡を担う代表的な分子がサイトカインです。サイトカインは、主に免疫細胞をはじめとする多様な細胞から分泌され、細胞間のシグナル伝達を媒介する低分子のタンパク質の総称で、その分子量はおよそ5〜25キロダルトンの範囲に分布しています[1]

サイトカインは細胞膜を物理的に通り抜けるには大きすぎるため、標的となる細胞の表面に発現する専用の受容体(サイトカイン受容体)に結合することで、はじめてその働きを発揮します。つまりサイトカインは「ことば(シグナル)」であり、受容体は「耳(受信機)」にあたります。ことばを発しても、それを受け取る耳がなければ意味は伝わりません。この「鍵と鍵穴」のような特異的な組み合わせが、シグナルの正確さを支えています。

💡 用語解説:受容体(じゅようたい)

受容体とは、細胞の表面や内部にあって、特定の物質(ホルモンやサイトカインなど)を選んで受け取るタンパク質です。鍵穴のような形をしていて、ぴったり合う「鍵」(サイトカイン)が結合すると、細胞の内側に向けて「指令が来た」という合図を送り出します。サイトカインは受容体に結合してはじめて作用するため、同じサイトカインでも、その受容体を持つ細胞にしか効かないという選択性が生まれます。

サイトカインは、その役割や発見の経緯から、インターロイキン(白血球どうしの連絡係)、インターフェロン(ウイルスの増殖に「干渉」する因子)、腫瘍壊死因子(TNF)ケモカイン(細胞を呼び寄せる因子)など、さまざまな名前で呼ばれます。歴史的には、ウイルス増殖を妨げる因子としてのインターフェロンの発見や、T細胞成長因子として見いだされたインターロイキン-2の研究が、サイトカイン生物学の出発点となりました[2]

💡 用語解説:ホルモンとの違い

サイトカインはホルモンとよく似たシグナル伝達物質ですが、いくつか違いがあります。ホルモンは、甲状腺や副腎などの特定の腺組織から分泌され、血流に乗って全身に届きます。これに対してサイトカインは、マクロファージやリンパ球などの免疫細胞だけでなく、血管の内皮細胞や線維芽細胞など、ほぼすべての有核細胞がつくることができ、ふだんはより局所的・低濃度で働きます。「決まった工場から全身へ出荷されるのがホルモン」「現場の細胞がその場で必要な分だけつくるのがサイトカイン」とイメージするとわかりやすいです。

そしてサイトカインは、単独で働くことはむしろまれです。互いに刺激し合い、抑制し合い、複雑なネットワークやカスケード(連鎖反応)を形成して機能します。免疫の恒常性の維持から、骨のつくりかえ(リモデリング)や生殖機能の調節まで、その役割は驚くほど広範囲に及びます。この精密なバランスが崩れたとき、喘息や骨粗鬆症、さまざまな心血管系疾患、そして自己免疫疾患やサイトカインストームといった重い病態が生じます[2]。本記事では、この「連絡係」がどう働き、どう暴走し、そしてどう治療標的になっているのかを順に見ていきます。

2. サイトカインが情報を届ける多彩なしくみ

サイトカインによる情報伝達は、ただ「血液に流して全身へ届ける」だけではありません。届け先までの距離や方法に応じて、いくつもの伝達様式を使い分けています。なぜこれほど多彩なしくみが必要かというと、免疫は「いつ・どこで・どの範囲に」反応するかを厳密にコントロールしなければならないからです。火事のたとえでいえば、ボヤを消すのに街じゅうの消防車を出動させては、かえって被害が広がってしまうのと同じです。

代表的な4つの様式を見てみましょう。まずオートクリン作用は、分泌したサイトカインが自分自身の受容体に結合する形で、細胞が自らの活性化状態を維持・増幅させます。次にパラクリン作用は、近くにある別の細胞に作用するもので、炎症の現場で最も一般的な連携の形です。そしてエンドクリン作用は、サイトカインが血流に乗って遠く離れた臓器へシグナルを届けるしくみで、これは全身に影響が及ぶ重い炎症のときにとくに顕著になります。後で述べるサイトカインストームは、まさにこのエンドクリン作用が暴走した状態です。

オートクリン・パラクリン・エンドクリンの違いを示す図

同じサイトカインでも、自分自身に作用すれば「オートクリン」、隣接細胞に作用すれば「パラクリン」、血流で遠隔臓器に届けば「エンドクリン」と呼び分けられる。距離の使い分けが免疫の精密な制御を可能にしている。

さらに、もっと微小な環境に依存した特殊な伝達様式もあります。ジャクスタクリン作用は、膜に結合したサイトカインを介して、物理的に隣り合う細胞どうしが直接接触してシグナルを送るしくみで、血管内皮細胞と平滑筋細胞の間の連絡などがこれにあたります。またマトリクリン作用では、分泌されたサイトカインがいったん細胞外マトリックス(細胞の周囲を埋める網目状の構造)の中に「貯金」として蓄えられ、炎症が進んでタンパク質分解酵素が放出されると、そこから一気に活性型として解き放たれ、現場で強力な免疫応答の引き金を引きます[3]

近年では、細胞膜そのものの動きを使った新しい輸送のしくみも明らかになってきました。細胞膜の断片を細胞間で交換する「トロゴサイトーシス」、細胞と細胞をつなぐ細い管「トンネルナノチューブ」、そしてエクソソームなどの細胞外小胞にサイトカインを包んで運ぶしくみなどです。これらは、外部のタンパク質分解酵素からサイトカインを守りながら、目的の細胞へ確実にシグナルを届けるための、進化が生み出した巧妙な工夫だと考えられています[3]

3. サイトカインと受容体の分類:共有される受容体という発想

サイトカインを理解するには、その受け手である受容体の分類を知ると整理しやすくなります。インターロイキン(IL)は元来「白血球どうしで働く因子」として名づけられましたが、現在では少なくともIL-1からIL-38まで38種類以上が正式に認められ、構造の似かたや使う受容体に基づいて複数のグループに分けられています[4]。受容体は、細胞の外に出ている部分の構造的な特徴によって、いくつかの大きなファミリーに整理されます。

受容体ファミリー 主な特徴 結合する主なサイトカイン
クラスI(タイプI)受容体 保存されたアミノ酸配列を持つヘマトポエチン系。共通の受容体部品を使い回す IL-2、IL-4、IL-6、IL-12、G-CSF、EPO、TPO など
クラスII(タイプII)受容体 クラスIに似るが特定の保存配列を持たない。主にインターフェロン系 IFN-α、IFN-β、IFN-γ、IL-10、IL-22 など
免疫グロブリン(Ig)スーパーファミリー 抗体に似た免疫グロブリンドメインを持ち、全身の細胞に広く発現 IL-1、IL-18、IL-33、M-CSF、SCF など
TNF受容体スーパーファミリー システインに富む共通の結合ドメインを共有 TNF-α、CD40L、FasL、TRAIL など
ケモカイン受容体 細胞膜を7回貫通する構造を持ち、Gタンパク質と共役する CCL、CXCL、XCL、CX3CL系の各リガンド

この分類のなかで、とくに注目すべきなのがクラスI受容体ファミリーに見られる「共有受容体(Shared Receptors)」という考え方です。それぞれのサイトカインには専用の認識部品(αサブユニット)があるのですが、実際に細胞内へシグナルを伝える「送信機」にあたる部品は、複数の異なるサイトカインの間で共通して使い回されているのです。哺乳類のクラスI受容体ファミリーでは、およそ20種類ものサイトカインの受容体づくりに、わずか3つの主要な共有部品が関わっています[5]

3つの共有受容体と、遺伝性免疫不全のつながり

最も重要な共有受容体が共通ガンマ鎖(γc/CD132)です。これはIL-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15、IL-21という6種類のサイトカインのシグナル伝達に欠かせない部品です。ここで遺伝医療との重要な接点が現れます。この共通ガンマ鎖をコードするIL2RG遺伝子はX染色体上にあり、この遺伝子に変異が起きると、X連鎖重症複合免疫不全症(XSCID)という重い病気が生じます。XSCIDの患者さんで見られるリンパ球の広範な発生・分化・生存の障害は、IL-2だけの欠損では説明がつかず、6種類すべてのサイトカインのシグナルがまとめて遮断されることで起こります[6]

💡 用語解説:共有受容体(Shared Receptors)

複数の異なるサイトカインが、シグナル伝達の部品を「共用」するしくみです。たとえるなら、宛先ごとに封筒(αサブユニット)は違っても、配達トラック(共有受容体)は同じものを何台もの配送業者で共用しているようなものです。共通ガンマ鎖(γc)のほか、IL-6ファミリーが共用するgp130、IL-3・IL-5・GM-CSFが共用する共通ベータ鎖(βc)がよく知られています。1つの共有部品が壊れると、それを使う複数のサイトカインがいっせいに働けなくなるため、重い病気につながります。

残る2つの共有受容体のうち、糖タンパク質130(gp130)はIL-6ファミリー(IL-6、IL-11、LIFなど)の受容体に共通して組み込まれる送信部品です。そして共通ベータ鎖(βc)は、IL-3、IL-5、そして造血に関わるGM-CSFのシグナル伝達に欠かせません[6]。このように、限られた数の部品を組み合わせることで、多種多様なサイトカインのシグナルが効率よく仕分けされているのです。

4. ネットワークの核心:多面発現性と冗長性

サイトカインのネットワークを理解するうえで欠かせない2つの概念が、多面発現性(Pleiotropy)冗長性(Redundancy)です。一見むずかしい言葉ですが、考え方はとてもシンプルです。多面発現性とは「1つのサイトカインが、相手の細胞によって全く違う働きをする」こと、冗長性とは「別々のサイトカインが、同じような働きを担う」ことを指します[7]

💡 用語解説:多面発現性と冗長性

多面発現性は、1人の通訳が相手によって違う指示を出すようなものです。同じサイトカインでも、ある細胞には「増殖せよ」、別の細胞には「分化せよ」、また別の細胞には「活性化せよ」と、まったく異なる指令として伝わります。

冗長性は、複数の人が同じ仕事をこなせる「バックアップ体制」です。たとえばIL-4とIL-13は構造こそ違いますが、どちらもB細胞のはたらきを似たように促します。1つが欠けても別のサイトカインが代役を果たせるため、免疫システムは簡単には機能不全に陥らない頑丈さを持っています。

さらに、複数のサイトカインが協力して単独よりもはるかに強い反応を生む相乗作用(Synergy)や、互いの効果を打ち消し合う拮抗作用(Antagonism)も加わり、このネットワークの複雑さは飛躍的に増していきます。ここで素朴な疑問が湧きます。サイトカインは数十種類もあるのに、細胞内で使われる中継分子(後述するJAKやSTAT)はわずか数種類しかありません。なぜこれほど少ない部品で、これほど多様な指令を伝え分けられるのでしょうか。これは長らくサイトカイン生物学の中心的な謎でした[8]

近年の研究で、その答えが少しずつ見えてきました。サイトカインが引き起こす反応は、単純なオン・オフのスイッチではなく、リガンドと受容体の結合の強さ、受容体が組み合わさるときの立体的な形、細胞内での受容体の運ばれ方、そして中継分子の量など、複数の要素によって微妙に調整されています。とくに、受容体内のチロシンというアミノ酸がリン酸化される「数」が厳密に制御されることで、STATが活性化される速さや持続時間が変化し、それが最終的にどんな遺伝子が読み取られるか(炎症性か、増殖性か)を決めているのです[8]。同じ部品でも「使い方の強弱とタイミング」で多彩な指令を生み出す——この精妙さがサイトカインの本質といえます。

5. 細胞内のしくみ:JAK-STAT経路とブレーキ役

サイトカインが細胞表面の受容体に結合した後、その情報はどうやって細胞の司令塔である核まで届くのでしょうか。実は、多くのサイトカイン受容体は、それ自体には酵素としての活性を持っていません。そこで、細胞内に情報を伝えるための「助っ人」を呼び寄せます。その役割を担うのが、進化的に高度に保存されたJAK-STAT経路です。これは、細胞の外からのシグナルを、核の遺伝子読み取りへと直結させる、もっともシンプルで洗練されたしくみの一つです[9]

💡 用語解説:JAK(ヤヌスキナーゼ)とSTAT

JAK(ジャック)は、受容体にくっついて待機しているキナーゼ(リン酸化酵素)です。ローマ神話の双面神ヤヌスにちなんで名づけられ、哺乳類にはJAK1・JAK2・JAK3・TYK2の4種類があります。STAT(スタット)は「シグナル伝達兼転写活性化因子」の略で、JAKから受け取った合図で活性化し、核へ移動して遺伝子を読み取らせる運び屋兼スイッチ役です。哺乳類にはSTAT1〜6(5はaとbがある)の7種類があります[10]

具体的な流れは次のように進みます。まず、サイトカインが受容体に結合すると、受容体の部品どうしが寄り集まり(多量体化)、それぞれにくっついていたJAKが互いに近づいて、互いをリン酸化し合い活性化します。活性化したJAKは、すぐに受容体の特定の場所をリン酸化し、そこが下流のタンパク質を呼び寄せる「ドッキング部位(停留所)」になります。そこにSTATが結合すると、近くのJAKによってSTAT自身もリン酸化されて活性化します。活性化したSTATは2つペアになって核へ移動し、標的の遺伝子の読み取りを開始させます——この一連の流れによって、細胞増殖や分化、炎症の指令が実行に移されるのです[9]

アクセルだけでは危険:SOCSという「ブレーキ」

サイトカインのシグナルは強力な増殖性・炎症性を持つため、目的を果たしたらすぐにブレーキをかけ、その強さと持続時間を厳密に減衰させなければなりません。アクセルだけで止まれない車が危険なのと同じで、止めるしくみがなければ炎症は暴走してしまいます。この負の制御を担う中心がSOCS(サイトカインシグナル抑制因子)というタンパク質ファミリーです[9]

JAK-STAT経路とSOCSによる負のフィードバック制御の図

サイトカイン結合からJAK・STATを経て核へ至るシグナルの流れ。活性化したSTATは核でSOCSの産生も促し、できたSOCSがJAKや受容体を抑え込む「負のフィードバック」でシグナルを自ら止める。

SOCSの巧妙なところは、STATの活性化によって作り出される遺伝子だということです。つまり、シグナルが入ると、それを止めるためのブレーキ自身がそのシグナルによって作られる——これが典型的な「負のフィードバックループ」です。SOCSは、JAKの酵素活性を直接ブロックしたり、STATが結合する場所を奪い取ったり、さらにはユビキチン・プロテアソーム系を使ってJAKや受容体そのものを分解処分へ導いたりと、複数のやり方でシグナルを遮断します[11]

細胞の内側からのブレーキに加え、細胞表面の受容体を物理的に切り離すしくみもあります。TACE(ADAM17)という酵素は、TNF受容体などの細胞外部分を切り取って「可溶性受容体」として放出します。この放出された受容体は、血液や組織の中で過剰なサイトカインを横取りして捕まえる「おとり(デコイ)」として働き、異常なシグナル伝達を中和する役目を果たします[12]。アクセルとブレーキ、そして「おとり」まで備えることで、サイトカインのシグナルは過不足なく制御されているのです。

仲田洋美院長

🩺 院長コラム【「数種類の部品」で免疫が回る不思議】

私が医学生だった頃、サイトカインは「種類が多くて覚えるのが大変な分野」の代表でした。けれども学びを深めるほどに見えてきたのは、無数のサイトカインがJAKとSTATというごく少数の部品に情報を集約し、その活性化の速さや強さの「さじ加減」で多彩な指令を生み分けているという、驚くほど合理的な設計です。

この設計を逆手に取ったのが、後で触れるJAK阻害薬です。少数の共通ノードを薬で抑えれば、複数のサイトカインの暴走を一度に鎮められる。基礎研究で解き明かされた「しくみ」が、そのまま治療の発想に直結していく——分子の言葉を読み解くことが患者さんの治療につながる好例だと、いつも感じています。

6. サイトカインストーム:免疫の暴走

ふだん免疫系は、病原体を認識し、ちょうどよい量と種類のサイトカインで敵を排除したら、すみやかに平常状態へ戻るよう絶妙にバランスが保たれています。しかし、この制御が破綻し、過剰で制御不能な全身性の炎症反応が起きてしまう致命的な状態があります。それがサイトカインストーム(サイトカイン放出症候群/CRS)です[13]

💡 用語解説:サイトカインストームとは

サイトカインストームとは、免疫細胞が大量のサイトカインを一気に放出し、その炎症がさらに別の細胞を刺激してサイトカインを放出させる——という連鎖が暴走した状態です。「嵐(ストーム)」の名のとおり、いったん始まると自分自身を増幅させながら全身に広がり、複数の臓器を傷つけます。特定の1つの病気ではなく、さまざまな原因で起こりうる「状態」の総称である点が重要です。

サイトカインストームは単一の病気ではなく、多様な原因で生じるスペクトラム(連続体)です。歴史的には1918年のスペイン風邪での高い致死率の一因と考えられ、近年ではSARS、MERS、H1N1インフルエンザ、そしてCOVID-19(新型コロナウイルス感染症)などの重症ウイルス感染症で、その脅威があらためて広く認識されました。このほか、過剰な病原体による敗血症、血球貪食性リンパ組織球症(HLH)、そして白血病治療などで用いられるCAR-T細胞療法のような強力な治療介入によっても引き起こされます[13]

暴走を駆動する「正のフィードバックループ」

近年の研究は、サイトカインストームの爆発的な進行が、サイトカインの過剰放出と炎症性細胞死(PANoptosis)の間に生じる「自己増幅的な正のフィードバックループ」によって駆動されることを明らかにしました。先ほどのSOCSが「負のフィードバック(自分を止める)」だったのに対し、こちらは「正のフィードバック(自分を煽る)」です。病原体の断片や、壊れた細胞から漏れ出す危険信号(DAMPs)が、パターン認識受容体インフラマソームによって感知されると、細胞は大量のサイトカインを放出します[13]

💡 用語解説:PANoptosis(炎症性細胞死)

PANoptosis(パノプトーシス)とは、細胞が死ぬ複数の経路——パイロトーシスアポトーシスネクロプトーシス——が複合的に絡み合った、炎症を伴う細胞死の形です。細胞が「静かに」死ぬのではなく、破裂して内容物(サイトカインや危険信号)を周囲にまき散らすため、それがさらに隣の細胞の炎症と細胞死を呼ぶ悪循環を生みます。

破裂した細胞から放出された炎症性サイトカインや危険信号は、パラクリン作用で隣の健全な細胞にさらなる炎症と細胞死を連鎖的に引き起こします。このサイクルが制御を失って増幅されると、エンドクリン作用によって極端な高濃度のIL-6、TNF-α、IL-1βなどが血流に溢れ出します[3]。まさに、本記事の前半で触れた「パラクリン」「エンドクリン」という伝達様式が、最悪の形で暴走した姿といえます。

多臓器不全と凝固異常という致命的な帰結

臨床的には、サイトカインストームは急激な発熱、全身の倦怠感、血球の減少、そして異常なフェリチン上昇などを引き起こします。とりわけ致命的なのが、サイトカインと血液凝固系の相互作用です。全身の炎症に伴い、活性化されたサイトカインは血管内皮細胞を刺激して組織因子を大量に作らせ、これが凝固を強力に引き起こして、体を極度の「血が固まりやすい状態」へと陥れます[14]

とくに肺では、活性化したマクロファージや好中球が血管の周りに大量に集まり、広範なフィブリン沈着と微小な血栓が形成されます。この免疫による組織傷害が肺胞の虚脱を招き、重篤な急性呼吸窮迫症候群(ARDS)へと進行します。さらに、炎症の連鎖は劇症型心筋炎や急性腎不全を含む不可逆的な多臓器機能障害を引き起こし、極めて高い致死率をもたらします[13]。この病態を鎮めるために、後述するIL-6を標的とする薬剤などが用いられるようになっています。

7. 慢性自己免疫疾患とサイトカイン標的治療

急性のサイトカインストームに対して、サイトカイン産生の慢性的な乱れは、自己免疫疾患の主要な原動力となります。関節リウマチ、乾癬、炎症性腸疾患、全身性エリテマトーデスなどがその代表です。ここでは、サイトカイン標的治療のモデルともいえる関節リウマチを中心に見ていきます。関節リウマチは、関節を裏打ちする滑膜の持続的な炎症、進行性の軟骨・骨の破壊、そして機能障害を特徴とする病気で、この病態の中心で連鎖を牽引しているのがTNF-α、IL-6、IL-1βといった炎症性サイトカインです[15]

これらのサイトカインは、関節内でマクロファージや線維芽細胞を強力に活性化し、さらに多くの細胞を呼び寄せて炎症を広げます。同時に、骨を壊す細胞である破骨細胞の形成を促すRANKLという因子の過剰発現を誘導し、不可逆的な関節破壊を引き起こします。とくにIL-6は多面的で、自己免疫の主役となるTh17細胞への分化を促す一方、本来は免疫を抑える役目の制御性T細胞(Treg)の分化を抑え込み、自己免疫のプロセスを自己増殖的に永続化させます[16]

生物学的製剤:細胞の外でサイトカインを止める

病態の中心にあるサイトカインが特定されたことで、それを精密に狙い撃つ治療薬が次々と開発されました。大きく2つの戦略があります。1つは、細胞の外でサイトカインや受容体を捕まえる生物学的製剤(バイオ製剤)です。これは主にモノクローナル抗体や受容体融合タンパク質という大きな分子で、注射で投与され、標的のサイトカインそのものか、その受容体に高い特異性で結合し、リガンドと受容体の相互作用を細胞の外側で物理的にブロックします[17]

💡 用語解説:モノクローナル抗体

特定の標的(ここでは特定のサイトカインやその受容体)だけにぴったり結合するよう、人工的に設計・量産された抗体です。「モノ(単一)クローナル」とは、たった1種類の細胞から増やした均一な抗体という意味で、狙った相手だけを正確に捕まえられるのが特徴です。トシリズマブ(抗IL-6受容体)やアダリムマブ(抗TNF)などが代表で、薬の名前が「〜マブ(-mab)」で終わるものは多くが抗体医薬です。

代表的なものとして、TNF-αを標的とするエタネルセプトやアダリムマブ、IL-6受容体を標的とするトシリズマブ、IL-17やIL-23を標的とする乾癬の治療薬、IL-4とIL-13の共有受容体シグナルを遮断してアトピー性皮膚炎に用いられるデュピルマブなどがあります。とくにトシリズマブは、関節リウマチだけでなく、COVID-19によるサイトカインストームや、CAR-T療法に伴うCRSの治療薬としても用いられています[18]。前の章で見た「IL-6の暴走」を、抗体で直接抑え込むという発想です。

ただし生物学的製剤には限界もあります。前述したサイトカインの「冗長性」のために、TNFという1つのサイトカインを完全にブロックしても、IL-6など別のサイトカインが「迂回路」として病態を駆動しうるのです。実際、抗TNF製剤による治療では、一定の割合の患者さんが十分な改善を示さない、あるいは効果が次第に弱まることが報告されています[19]。1本の道を塞いでも、別の道が残っていれば渋滞は解消しきれない、というわけです。

JAK阻害薬:細胞の中で複数の経路をまとめて止める

この「迂回路」の問題に対する発想の転換として登場したのが、細胞内のシグナル伝達を遮断するJAK阻害薬(ジャキニブ)です。これは飲み薬として服用できる低分子の化合物で、細胞膜を通り抜けて、細胞質内のJAKの活性中心に結合します。そこでJAKの働きを抑えることで、STATのリン酸化と、それに続く炎症性遺伝子の読み取りを根本から阻害します[20]

生物学的製剤との最大の違いは、その「まとめて止める力」にあります。共通γ鎖やgp130を使う多くのサイトカインは、少数のJAK(JAK1・JAK2・JAK3・TYK2)の組み合わせに依存してシグナルを送っています。つまり、特定のJAKを阻害すれば、1つの受容体経路だけでなく、複数の冗長なサイトカインのシグナルを「同時かつ包括的に」遮断できるのです[19]。前章で見た「少数の共通ノードに情報が集約される」という設計を、逆に治療標的として利用しているわけです。

主なJAK阻害薬 標的の選択性 主な適応・特徴
トファシチニブ JAK1・JAK2・JAK3(汎JAK) 複数のJAKを広く抑える初期世代の代表薬。関節リウマチのほか潰瘍性大腸炎などにも
バリシチニブ JAK1・JAK2 関節リウマチに加え、COVID-19のサイトカイン過剰産生の抑制にも用いられる
ウパダシチニブ JAK1選択的 第2世代。JAK1への選択性を高め、効果と安全性のバランス最適化を狙う
ルキソリチニブ JAK1・JAK2 骨髄線維症や真性多血症で上昇する炎症性サイトカインを抑制。外用薬としても
フィルゴチニブ JAK1選択的 JAK1選択的阻害薬。関節リウマチなどに用いられる

⚠️ JAK阻害薬は飲み薬の利便性と高い有効性を持つ一方、免疫を広く抑えるため、結核や帯状疱疹などの感染症リスク、血球減少、血栓塞栓イベントなどに注意が必要です。治療前のスクリーニングと治療中のモニタリングが欠かせません[21]

JAK阻害薬は、細胞内で広くシグナルを遮断するため、病的な炎症シグナルだけでなく、生体防御に必要なインターフェロンのシグナルなども弱めてしまいます。このため、結核の再燃や帯状疱疹ウイルスの再活性化といった日和見感染症のリスクが上がります。また、JAK2はエリスロポエチン(赤血球を作るサイトカイン)のシグナルにも関わるため、貧血などの血液毒性が生じうるほか、脂質異常症や、一部の高リスク群での血栓塞栓イベントのリスク増加も報告されています。したがって治療前にはB型・C型肝炎や結核のスクリーニングが必須で、治療中も血球数や脂質の継続的なモニタリングが行われます[21]。効果と安全性は表裏一体であり、専門医による慎重な管理が前提となる治療です。

8. サイトカインと遺伝医療の接点

サイトカインは免疫学の話題に思えますが、実は遺伝医療とも深くつながっています。最もわかりやすい接点が、本記事の第3章で触れた共通ガンマ鎖の遺伝子(IL2RG)です。この遺伝子の変異によって生じるX連鎖重症複合免疫不全症(XSCID)は、サイトカインのシグナル伝達部品の異常が、そのまま重い遺伝性疾患として現れる典型例です。サイトカインやその受容体、シグナル分子をコードする遺伝子の変異は、免疫不全症や自己炎症性疾患の原因となり、これらの診断には遺伝子パネル検査が用いられます。

また、周期的な発熱や炎症発作を繰り返す自己炎症性疾患の多くは、IL-1βなどのサイトカイン産生を制御するインフラマソーム関連遺伝子の変異が原因です。こうした疾患では、原因となる遺伝子変異を同定することが、適切なサイトカイン標的治療(抗IL-1製剤など)の選択に直結します。「どのサイトカイン経路が異常なのか」を遺伝子レベルで明らかにすることが、治療方針を決める鍵になるのです。

💡 用語解説:自己炎症性疾患と自己免疫疾患の違い

自己免疫疾患は、自分の体を「敵」と誤認した抗体やリンパ球(獲得免疫)が組織を攻撃する病気です(関節リウマチなど)。一方自己炎症性疾患は、抗体ではなく、生まれつきの免疫(自然免疫)の制御異常によって、明らかな引き金がないのに炎症が勝手に始まってしまう病気です。後者には単一遺伝子の変異が原因となるものが多く、遺伝学的な診断が重要になります。

このように、サイトカインという基礎的な概念は、遺伝子診断・遺伝形式の理解・遺伝カウンセリングのいずれにも関わってきます。免疫に関わる遺伝性疾患が疑われる場合、原因遺伝子の同定と、その結果をご家族とともに考えていくプロセスでは、臨床遺伝専門医による説明と支援が重要な役割を果たします。検査で何がわかり、何がわからないのか、結果が家族にとってどんな意味を持つのかを丁寧に共有することが、納得のいく意思決定につながります。

9. よくある誤解

誤解①「サイトカイン=悪いもの」

サイトカインストームの印象から「サイトカインは体に悪い」と思われがちですが、これは誤解です。サイトカインは免疫・造血・組織修復に不可欠な連絡係であり、過不足なく働くことで健康が保たれます。問題になるのは、量やバランスが崩れたときだけです。

誤解②「炎症を全部止めれば健康になる」

炎症性サイトカインを抑える薬は有効ですが、免疫を広く抑えると感染症などのリスクも高まります。炎症は本来、体を守る反応でもあるため、「止める」のではなく「適切に調整する」という発想が治療の基本です。

誤解③「1つのサイトカインを止めれば治る」

サイトカインには冗長性(バックアップ)があるため、1つを完全に止めても別のサイトカインが病態を駆動しうることがあります。だからこそ、複数経路をまとめて抑えるJAK阻害薬のような戦略が生まれました。

誤解④「サイトカインは免疫だけの話」

サイトカインは免疫以外にも、骨のつくりかえ・造血・組織修復・発生など幅広い生理機能に関わります。さらに遺伝子変異を介して免疫不全症や自己炎症性疾患の原因にもなり、遺伝医療とも接点を持つ広い概念です。

よくある質問(FAQ)

Q1. サイトカインとホルモンは何が違うのですか?

どちらも細胞間のシグナル伝達物質ですが、ホルモンは甲状腺や副腎などの特定の腺組織から分泌され血流で全身に作用するのに対し、サイトカインは免疫細胞をはじめほぼすべての有核細胞が産生し、ふだんはより局所的・低濃度で働きます。また、サイトカインは互いに複雑なネットワークを形成し、相乗作用や拮抗作用を示す点も特徴です。

Q2. サイトカインストームはどんなときに起こりますか?

特定の1つの病気ではなく、さまざまな原因で起こりうる「状態」です。重症のウイルス感染症(COVID-19、重症インフルエンザなど)、敗血症、血球貪食性リンパ組織球症(HLH)、白血病治療で用いられるCAR-T細胞療法などが代表的なきっかけです。過剰なサイトカイン放出と炎症性細胞死が連鎖的に増幅し、多臓器障害を引き起こすことがあります。

Q3. JAK阻害薬と生物学的製剤(バイオ製剤)はどう違うのですか?

生物学的製剤は注射で投与する大きな分子で、細胞の外で特定のサイトカインや受容体を1対1で捕まえます。一方JAK阻害薬は飲み薬の低分子で、細胞内に入り、複数のサイトカインが共通して使うJAKをまとめて抑えます。冗長性のために単一サイトカイン遮断では不十分なケースに対し、JAK阻害薬は複数経路を同時に抑えられる点が特徴ですが、免疫を広く抑えるため感染症などへの注意が必要です。

Q4. インターロイキン・インターフェロン・TNFは全部サイトカインですか?

はい、いずれもサイトカインの一種です。インターロイキンは主に白血球どうしの連絡を担う一群(IL-1〜IL-38以上)、インターフェロンは抗ウイルス応答を主導する一群、TNF(腫瘍壊死因子)は強力な炎症を引き起こす一群です。このほかケモカイン(細胞を呼び寄せる因子)もサイトカインに含まれます。これらは役割や構造によって分類された呼び名であり、すべて「細胞間の連絡係」という点で共通しています。

Q5. サイトカインの異常は遺伝することがありますか?

サイトカインやその受容体、シグナル伝達分子をコードする遺伝子に変異があると、遺伝性の免疫不全症や自己炎症性疾患が生じることがあります。代表例が共通ガンマ鎖(IL2RG遺伝子)の変異によるX連鎖重症複合免疫不全症(XSCID)です。こうした疾患が疑われる場合は、遺伝子パネル検査による原因変異の同定と、臨床遺伝専門医による遺伝カウンセリングが診断・治療方針の決定に役立ちます。

Q6. なぜ少ない種類のJAK・STATで多様な働きが生まれるのですか?

サイトカインが引き起こす反応は単純なオン・オフではなく、リガンドと受容体の結合の強さ、受容体の立体的な組み合わせ、細胞内での運搬の動態、中継分子の量などによって微調整されています。とくにSTATが活性化される速さや持続時間の違いが、最終的に読み取られる遺伝子の種類(炎症性か増殖性か)を決めます。同じ部品でも「使い方の強弱とタイミング」によって多彩な指令を生み分けているのです。

🏥 免疫・遺伝に関わるご相談

遺伝性の免疫不全症・自己炎症性疾患など
免疫と遺伝に関わる遺伝子検査・遺伝カウンセリングは
臨床遺伝専門医が在籍するミネルバクリニックにご相談ください。

参考文献

  • [1] Cytokines, chemokines and growth factors. Autoimmunity (NCBI Bookshelf). [NBK459450]
  • [2] Zhang JM, An J. Cytokines, Inflammation and Pain. Int Anesthesiol Clin. [PMC2785020]
  • [3] Cytokines, chemokines and growth factors (cell communication mechanisms). NCBI Bookshelf. [NBK459450]
  • [4] Interleukin. StatPearls (NCBI Bookshelf). [NBK499840]
  • [5] Spangler JB, et al. Structural Biology of Shared Cytokine Receptors. Annu Rev Immunol. [PMC3981547]
  • [6] The Common Cytokine Receptor γ Chain Family of Cytokines. PMC. [PMC6120701]
  • [7] Ozaki K, Leonard WJ. Cytokine and cytokine receptor pleiotropy and redundancy. J Biol Chem. [PubMed 7696967]
  • [8] Molecular and cellular factors determining the functional pleiotropy of cytokines. PMC. [PMC10952290]
  • [9] Cytokine signaling modules in inflammatory responses. Immunity (PMC). [PMC2782488]
  • [10] The JAK/STAT Pathway. PMC. [PMC3282412]
  • [11] Linossi EM, et al. SOCS Regulation of the JAK/STAT Signalling Pathway. PMC. [PMC2597703]
  • [12] Molecular Mechanisms of Soluble Cytokine Receptor Generation. J Biol Chem (PMC). [PMC2386928]
  • [13] Cytokine Storm—Definition, Causes, and Implications. PMC. [PMC9570384]
  • [14] The Potential Role of Cytokine Storm Pathway in the Clinical Course of Viral Respiratory Pandemic. PMC. [PMC8615478]
  • [15] Interleukin-6: a new therapeutic target. PMC. [PMC3226077]
  • [16] Therapeutic targets in rheumatoid arthritis: the interleukin-6 receptor. PMC. [PMC2789585]
  • [17] Physiology, Immune Response. StatPearls (NCBI Bookshelf). [NBK539801]
  • [18] Tocilizumab. StatPearls (NCBI Bookshelf). [NBK570644]
  • [19] Selectivity, efficacy and safety of JAKinibs: new evidence for a still evolving story. Ann Rheum Dis. [ARD]
  • [20] A Comprehensive Overview of Globally Approved JAK Inhibitors. Pharmaceutics (PMC). [PMC9146299]
  • [21] Ruxolitinib / Tofacitinib safety profile. StatPearls (NCBI Bookshelf). [NBK570600]

関連記事

用語解説JAK-STATシグナル伝達経路サイトカインのシグナルを核へ伝える中心経路を臨床遺伝専門医が解説します。用語解説自己免疫疾患サイトカインの慢性的な乱れが引き起こす自己免疫疾患の全体像を解説。用語解説インフラマソームIL-1βの産生を制御し、サイトカインストームにも関わる分子装置を解説。用語解説制御性T細胞(Treg)IL-6によって分化が抑制される、免疫のブレーキ役の細胞を解説。検査原発性抗体欠乏症遺伝子パネルサイトカイン関連遺伝子の変異による免疫不全を調べるパネル検査。検査自己炎症性疾患の遺伝子検査IL-1βなどの産生異常を背景とする自己炎症性疾患の遺伝子検査。

仲田洋美 医師(臨床遺伝専門医)

この記事の監修・執筆者:仲田 洋美

(臨床遺伝専門医/がん薬物療法専門医/総合内科専門医)

ミネルバクリニック院長。1995年に医師免許を取得後、 臨床遺伝学・内科学・腫瘍学を軸に診療を続けてきました。 のべ10万人以上のご家族の意思決定と向き合ってきた臨床遺伝専門医です。

出生前診断(NIPT・確定検査・遺伝カウンセリング)においては、 検査結果の数値そのものだけでなく、 「結果をどう受け止め、どう生きるか」までを医療の責任と捉え、 一貫した遺伝カウンセリングと医学的支援を行っています。

ハイティーンの時期にベルギーで過ごし、 日本人として異文化の中で生活した経験があります。 価値観や宗教観、医療への向き合い方が国や文化によって異なることを体感しました。 この経験は現在の診療においても、 「医学的に正しいこと」と「その人にとって受け止められること」の両立を考える姿勢の基盤となっています。

また、初めての妊娠・出産で一卵性双生児を妊娠し、 36週6日で一人を死産した経験があります。 その出来事は、妊娠・出産が女性の心身に与える影響の大きさ、 そして「トラウマ」となり得る体験の重みを深く考える契機となりました。 現在は、女性を妊娠・出産のトラウマから守る医療を使命の一つとし、 出生前診断や遺伝カウンセリングに取り組んでいます。

出生前診断は単なる検査ではなく、 家族の未来に関わる重要な意思決定です。 年齢や統計だけで判断するのではなく、 医学的根拠と心理的支援の両面から、 ご家族が後悔の少ない選択をできるよう伴走することを大切にしています。

日本人類遺伝学会認定 臨床遺伝専門医/日本内科学会認定 総合内科専門医/ 日本臨床腫瘍学会認定 がん薬物療法専門医。 2025年には APAC地域における出生前検査分野のリーダーとして国際的評価を受け、 複数の海外メディア・専門誌で特集掲載されました。

お電話での受付可能
診療時間
午前 10:00~14:00
(最終受付13:30)
午後 16:00~20:00
(最終受付19:30)
休診 火曜・水曜

休診日・不定休について

クレジットカードのご利用について

publicブログバナー
 
medicalブログバナー
 
NIPTトップページへ遷移