クラススイッチ（アイソタイプスイッチ）とは？抗体のどこが変わるか・仕組み（AIDとクラススイッチ組換え）・IgEとサイトカインの関係・高IgM症候群をわかりやすく解説

クラススイッチ（アイソタイプスイッチ）とは、抗体をつくるB細胞が、抗原と結合する部分はそのままに、抗体のクラスをIgMからIgG・IgA・IgEへ切り替えるしくみです。変わるのは抗体の重鎖（H鎖）の「定常領域」で、同じ相手を狙ったまま、働き方の違う抗体に作り替えられます[1]。この切り替えはDNAそのものを組み換えて起こり、AID（活性化誘導シチジンデアミナーゼ）という酵素が欠かせません[2][3]。クラススイッチがうまくいかないと、IgMはつくれるのにIgG・IgA・IgEがつくれない「高IgM症候群」になります。この記事では、仕組みをわかりやすく整理したうえで、遺伝性の病気や遺伝子検査とのつながりまで、臨床遺伝専門医が解説します。代表的なクラスについてはIgG（免疫グロブリンG）の解説もあわせてご覧ください。

1. クラススイッチ（アイソタイプスイッチ）とは？

クラススイッチとは、1つのB細胞の系列が、同じ抗原を認識する抗体のまま、そのクラス（アイソタイプ）をIgMからIgG・IgA・IgEへ切り替える現象です。英語では class switching、isotype switching と呼ばれ、日本語でも「クラススイッチング」「アイソタイプスイッチ」「アイソタイプ変換」といった言い方が使われます。どれも同じ現象を指しています[1]。

抗原に出会って活性化したB細胞は、はじめにIgMを分泌します。その後、ヘルパーT細胞から受け取る信号（サイトカインなど）に応じて、IgG・IgA・IgEをつくるように切り替わります。このとき抗体の可変領域は変わらないので、切り替わったあとの抗体も、最初と同じエピトープ（抗原の目印）に結合します[1]。抗体の性質を「狙う相手」と「働き方」に分けて考えると、クラススイッチは「狙う相手はそのままに、働き方だけを変える」しくみだといえます。

クラススイッチで抗体のどこが変わる？可変領域と定常領域

クラススイッチで変わるのは、抗体の重鎖の「定常領域」です。抗原と結合する「可変領域」は変わりません。抗体の基本の形は、2本の大きな鎖（重鎖、H鎖）と2本の小さな鎖（軽鎖、L鎖）がつながったY字型です。Yの腕の先端が可変領域で、ここが抗原と結合します。Yの幹と腕の下のほうが定常領域で、幹の部分（Fc領域）にはほかの免疫の細胞や分子が結合します。抗体のクラスは、この定常領域で決まります[4]。

総説でも、重鎖の定常領域を切り替えることで、抗原特異性を保ったまま抗体の働き（エフェクター機能）を変えられると説明されています[5]。「軽鎖も変わるのか」という疑問を持つ方がいますが、クラスを決めているのは重鎖の定常領域で、クラススイッチは重鎖の遺伝子で起こる現象です。抗原と結合する部分については、エピトープ・パラトープの解説で詳しく扱っています。幹の部分（Fc領域）がどのように免疫細胞とつながるかは、Fc領域・Fc受容体をご覧ください。

5つの抗体クラスと役割の違い

クラスが変わると、抗体が体のどこで、どのように働くかが変わります。クラススイッチの意味は、5つのクラスの違いを知るとわかりやすくなります。教科書の記載をもとに、主な特徴を表にまとめます[4]。

IgGはさらにIgG1〜IgG4の4つのサブクラスに分かれ、ヒトの血清では IgG1 が約60%、IgG2 が約32%、IgG3 と IgG4 がそれぞれ約4%を占めると報告されています[6]。IgGが胎盤を通って胎児に届くのは、FcRn という受容体が母体から胎児へIgGを運ぶためです[6]。生まれたばかりの赤ちゃんが母親由来の抗体で守られるのは、母親のB細胞がクラススイッチでIgGをつくっていることが前提になっています。IgGそのものの働きはIgG（免疫グロブリンG）で解説しています。

2. クラススイッチの仕組み：クラススイッチ組換え（CSR）

クラススイッチは、B細胞の重鎖遺伝子のDNAを組み換えることで起こります。この組換えをクラススイッチ組換え（class switch recombination：CSR）と呼びます。CSRは、同じ染色体の中で、スイッチ領域と呼ばれるG（グアニン）に富んだ繰り返し配列どうしの間で起こる「欠失型」の組換えで、間にあったDNAは取り除かれます[2]。

重鎖の遺伝子は、抗原と結合する部分をつくる可変領域の遺伝子（VDJ）のあとに、μ（IgM）の定常領域の遺伝子、さらにその先にγ・α・εなどの定常領域の遺伝子が並んだ構造になっています。それぞれの定常領域の遺伝子の手前にスイッチ領域があり、μのスイッチ領域と、使いたいクラスのスイッチ領域が切られてつなぎ直されると、VDJのすぐあとに新しい定常領域の遺伝子が来ます。これで、同じ可変領域を持つ別のクラスの抗体がつくられるようになります[2]。可変領域の遺伝子がつくられる過程はVDJ再構成で解説しています。

※クラススイッチ組換え（CSR）の流れの模式図。Stavnezer ら[2]、Dauba & Khamlichi[7]をもとに作成。

AIDがスイッチ領域のDNAに傷をつける

CSRの引き金を引くのは、AID（activation-induced cytidine deaminase：活性化誘導シチジンデアミナーゼ）という酵素です。AIDはスイッチ領域のDNAのシトシン（C）を脱アミノ化して、ウラシル（U）に変えます。DNAにあるはずのないウラシルは、ウラシルDNAグリコシラーゼ（UNG）によって取り除かれ、さらにAPEという酵素がその部分のDNA鎖を切ります。こうしてできた切れ目が、ミスマッチ修復の働きなども加わってDNAの二本鎖切断になり、最後に末端どうしがつなぎ合わされます[2]。

この「つなぎ直し」には、主に非相同末端結合（NHEJ）と呼ばれるDNA修復の経路と、別の末端結合の経路が使われます[7]。DNAの二本鎖切断は、本来は細胞にとって危険な傷です。B細胞は、この危険な傷を「わざと」「決まった場所に」つくり、修復のしくみを利用して遺伝子を組み換えているのです。NHEJについては非相同末端結合（NHEJ）で詳しく解説しています。

AIDの働きが決定的であることは、2000年に発表された2つの研究で示されました。AIDを持たないマウスではクラススイッチがまったく起こらず、IgMばかりの状態（高IgM）になりました[3]。同じ年、ヒトでもAIDの遺伝子（AICDA）の変化が常染色体潜性（劣性）遺伝の高IgM症候群の原因であることが報告されています[8]。その3年後には、AIDのつくったウラシルを取り除くUNGが欠けたヒトでも、クラススイッチが強く障害されることが示されました[9]。

一度クラススイッチすると元に戻らない

CSRでは、2つのスイッチ領域の間にあったDNAが切り出されて失われるため、一度クラススイッチしたB細胞は元のIgMには戻れません。CSRが「欠失型」の組換えであることは総説でも明記されています[2]。そのあとさらに別のクラスへ切り替わることはありますが、そのときに選べるのは、それまでの組換えで切り出されずに残っている定常領域の遺伝子に限られます[6]。

この性質は、IgG4のように並びの後ろのほうにある遺伝子が、長く抗原にさらされたあとに使われやすいことの説明にも使われています。Vidarssonらは、IgG4の抗体が感染以外の場面で繰り返し、または長く抗原にさらされたあとにできやすいことを、Cγ4の遺伝子が比較的後ろにある位置と結びつけて論じています[6]。

クラススイッチを起こす信号：ヘルパーT細胞・CD40・サイトカイン

B細胞がどのクラスへ切り替わるかは、ヘルパーT細胞からの信号とサイトカインで決まります。教科書では、T細胞依存性の活性化を受けたB細胞が、はじめにIgMを分泌したあと、Th2細胞のサイトカインに促されてIgG・IgA・IgEへ切り替わると説明されています[1]。

T細胞からB細胞への信号として欠かせないのが、T細胞の表面にあるCD40リガンド（CD40L、遺伝子名 CD40LG）と、B細胞の表面にあるCD40の結合です。CD40リガンドが働かないとX連鎖高IgM症候群になり[10]、B細胞側のCD40が働かない場合も、よく似た常染色体潜性（劣性）の高IgM症候群になります[11]。どちらが欠けてもT細胞依存性のクラススイッチが強く障害されることは、この2つの分子の組み合わせが重要な信号になっていることを示しています。

サイトカインは、どの定常領域の遺伝子を「開く」かを決めます。CSRが起こるには、切り替え先のスイッチ領域が転写されることが必須で、その転写はサイトカインなどの信号に応じて動くプロモーターから始まります[7]。マウスのB細胞を使った実験では、IL-4（インターロイキン4）を加えるとIgG1とIgEへの切り替えが起こり、TGF-βはIgAのスイッチ領域の転写を始めるプロモーターを動かすことが示されています[7]。「IgMからIgEへのクラススイッチを誘導するサイトカインは何か」という問いには、マウスの実験では、IL-4を加えるとIgEへの切り替えが起こる、と答えられます。サイトカインそのものについてはサイトカインで解説しています。

3. クラススイッチはいつ・どこで起こる？

クラススイッチは、抗原に出会って活性化したB細胞で、多くはT細胞の助けを受けたあとに起こります。最初の感染では、IgMが先に増え、そのあとでIgGへの切り替えが進みます。教科書では、一次応答でIgMが先に増え、続いてIgGが増える模式的な経過が示されています[1]。実際の時期は抗原や感染の状況によって異なり、クラススイッチがIgMのピーク後に初めて始まるという意味ではありません。

一次応答と二次応答：2回目はIgGが中心になる

同じ抗原に2回目に出会ったとき（二次応答）は、反応までの遅れが数日に縮み、IgGが一次応答よりずっと多くつくられます。二次応答の抗体は抗原とより強く結合し、抗体をつくる形質細胞も長生きするため、抗体の量が長く保たれます。二次応答は主にIgGによるものです[1]。

二次応答が速いのは、一度目の反応のときにメモリーB細胞ができているためです。T細胞依存性の反応では、メモリーB細胞の形成やクラススイッチが進みます[1]。ただし、T細胞に依存しない反応でもメモリーB細胞の形成やクラススイッチが起こることがあり、T細胞の助けが必ず必要というわけではありません。二次応答のしくみは二次免疫で解説しています。

クラススイッチは「胚中心」の前に多く起こる

B細胞のクラススイッチは、リンパ節などにできる「胚中心」の中ではなく、胚中心ができる前の段階で多く起こることが示されています。以前は、胚中心がクラススイッチの主な場だと考えられることが多くありました。2019年に発表されたマウスの研究では、CSRはB細胞が胚中心B細胞や形質芽細胞に分化する前に起こり、胚中心の中ではかなり少なくなることが報告されています[12]。

「クラススイッチはどこで起こるか」という質問には、教科書や資料によって「胚中心」と書かれていることがあります。新しい研究の結果を踏まえると、「T細胞の助けを受けて活性化したB細胞で、主に胚中心に入る前に起こる」と理解しておくのがよいと考えます。

4. 体細胞超変異・VDJ再構成との違い

B細胞が抗体の遺伝子を書き換えるしくみには、VDJ再構成・体細胞超変異・クラススイッチの3つがあり、変える場所と目的がそれぞれ違います。クラススイッチは定常領域を入れ替えて「働き方」を変えるのに対し、体細胞超変異は免疫グロブリンの遺伝子のDNAの配列に変化を入れていく、プログラムされた変異のしくみです[13]。

体細胞超変異とクラススイッチは、別々の現象に見えますが、どちらにもAIDが必要です。AIDを欠くマウスではクラススイッチと体細胞超変異の両方が起こらず[3]、AICDAの変化による高IgM症候群の患者さんでも、両方が欠けていることが報告されています[8]。一方、UNGを欠く患者さんでは、クラススイッチが強く障害されるのに対し、体細胞超変異は一部に偏りが出る程度でした[9]。同じAIDから始まっても、そのあとの修復の進み方で結果が分かれることがわかります。

体細胞超変異について詳しくは体細胞超変異、VDJ再構成についてはVDJ再構成をご覧ください。

5. 遺伝・医療とのつながり：クラススイッチがうまくいかない病気

クラススイッチに必要な遺伝子が生まれつき働かないと、「高IgM症候群」と呼ばれる原発性免疫不全症になります。IgMはつくれるのにIgG・IgA・IgEをつくれないため、感染症にかかりやすくなります。クラススイッチという、教科書では免疫学の一項目として出てくる現象が、実際の遺伝性の病気と直接つながっている例です。

高IgM症候群（クラススイッチ異常症）とは

高IgM症候群は、B細胞のクラススイッチの障害が病気の本態で、血清のIgMは正常のこともあるため、最近は「クラススイッチ異常症」と呼ばれることが多い病気です。小児慢性特定疾病情報センターの解説では、日本には100例以上の患者さんがいるとされています[14]。GeneReviewsでは、高IgM症候群は男性100万人に1人程度と見積もられ、その約75%がCD40リガンド欠損症によるとされています[10]。

病名に「高IgM」とついていても、IgMが必ず高いわけではありません。名前だけで判断せず、IgG・IgA・IgEが低いことと、感染症のかかり方を合わせて見ることが大切です。

原因遺伝子と遺伝形式

高IgM症候群の約半数はX連鎖潜性（劣性）遺伝のCD40リガンド欠損症で、そのほかは常染色体潜性（劣性）遺伝のCD40・AID・UNG欠損症などです。日本の小児慢性特定疾病の解説でも、この割合で説明されています[14]。主な原因遺伝子を表にまとめます。

CD40リガンド欠損症（X連鎖高IgM症候群）は、T細胞とB細胞の働きの異常によるもので、IgG・IgA・IgEが低く、IgMは正常か高値です。好中球減少がよくみられ、神経の合併症が男性患者さんの5〜15%にみられます。肝臓の病気は、かつては20歳までに80%以上の男性患者さんにみられていましたが、クリプトスポリジウムの検査や治療が進んで減ってきている可能性があるとされています[10]。病気の詳しい内容はX連鎖高IgM症候群、遺伝子についてはCD40LG遺伝子で解説しています。

X連鎖の病気では、母親が保因者の場合、妊娠ごとに2分の1の確率で子にそのバリアントが受け継がれ、受け継いだ男の子は発症し、女の子は保因者になります。保因者の女性はふつう症状がありませんが、X染色体の不活化の偏りによって症状が出ることがあります[10]。遺伝形式全体の考え方は遺伝形式とは、X連鎖についてはX連鎖遺伝とはをご覧ください。

日本での扱い（指定難病・小児慢性特定疾病）と治療

高IgM症候群は、指定難病65「原発性免疫不全症候群」に含まれる病気の1つで、小児慢性特定疾病の対象でもあります（2026年10月時点）。医薬基盤・健康・栄養研究所の難病情報のデータベースでは、指定難病65の病型の中に「高IgM症候群」が挙げられています[15]。小児慢性特定疾病では、免疫疾患のうち液性免疫不全を主とする疾患に分類されています[14]。

治療の中心は、足りない抗体を補う免疫グロブリンの定期補充療法です[14]。CD40リガンド欠損症では、免疫グロブリンの補充（静脈または皮下）、ニューモシスチス肺炎の予防投薬、感染症の治療が支えになり、根本的な治療として現時点で唯一のものは造血幹細胞移植で、10歳より前に行うのがよいとされています[10]。日本の解説でも、CD40リガンド欠損症とCD40欠損症では、ドナーが見つかれば造血幹細胞移植が行われるとされています[14]。移植については造血幹細胞移植で解説しています。

遺伝子検査で原因を調べるには

高IgM症候群の原因は、遺伝子検査（遺伝学的検査）で調べることができます。CD40リガンド欠損症の診断は、典型的な所見のある男性で、CD40LGのヘミ接合の病的バリアントが遺伝子検査で見つかることで確定します。CD40リガンドのフローサイトメトリーは診断を支える検査ですが、それだけで診断を決めるべきではないとされています[10]。

当院の原発性抗体欠損症（低ガンマグロブリン血症）の遺伝子検査パネルは37遺伝子を調べる検査で、その中に CD40LG（X連鎖高IgM症候群）、CD40（高IgM症候群3型）、AICDA（高IgM症候群2型）、UNG（高IgM症候群5型）が含まれています。検体は唾液・口の内側の粘膜・血液から選べ、唾液・粘膜であればオンライン診療でも受けられます。オンラインの場合は、遺伝カウンセリング料金を事前にお支払いいただきます。より広く原発性免疫不全症を調べる包括的原発性免疫不全症の遺伝子パネル検査もあります。結果の意味や血縁者への影響については、遺伝カウンセリングで臨床遺伝専門医が説明します。

生まれる前に分かる：両親の保因者検査

クラススイッチの障害による高IgM症候群の一部は、両親の保因者検査で、子どもに起こる可能性を妊娠前から知ることができます。常染色体潜性（劣性）遺伝の病気では、両親がともに同じ遺伝子の保因者のとき、子が発症する確率は妊娠ごとに4分の1で、家族に患者さんがいなくても起こります。X連鎖の病気では、保因者の女性から生まれる男の子は、妊娠ごとに2分の1の確率で発症します[10]。

当院の拡大版保因者検査は4種類あります。女性787遺伝子・男性714遺伝子と、女性1009遺伝子・男性911遺伝子で、787と714、1009と911がそれぞれ対になっています。女性1009遺伝子は女性787遺伝子の遺伝子をすべて含み、男性版は女性版からX連鎖の遺伝子を除いたものです。この記事で取り上げた遺伝子は、次のように含まれています。

4種類とも、オンライン診療で受けることができ、唾液や頬の粘膜の検体でも検査できます。NIPTと同時に受けたい場合は、NIPTと同じ日に採血するファミリーセーフティ プラスがあります（ファミリーセーフティ プラスは単独では受けられません）。検査の内容は、女性787遺伝子・男性714遺伝子・女性1009遺伝子・男性911遺伝子の各ページと、保因者スクリーニング検査とはで解説しています。妊娠中の検査全体についてはNIPT（新型出生前診断）のページをご覧ください。原因となるバリアントが家族で分かっている場合は、出生前の遺伝学的検査や着床前の遺伝学的検査も可能とされています[10]。

6. アレルギーとクラススイッチ：IgEとIgG4

アレルギー反応の中心になるIgEも、クラススイッチによってつくられる抗体です。IgEは血清中で最も少ない抗体ですが、そのFc部分がマスト細胞や好塩基球に結合し、特定の抗原が結合するとこれらの細胞から炎症を起こす物質が放出されます。本来は寄生虫への防御の役割を持ち、アレルギー反応でも中心的な役割を果たします[4]。アレルギーそのものについてはアレルギーで解説しています。

一方、IgG4の抗体は、感染以外の場面で抗原に繰り返し、または長くさらされたあとにできやすいとされています。アレルギーの免疫療法（減感作療法）で症状がやわらぐことは、IgG4がつくられることと相関するとみられています[6]。同じアレルゲンに対する抗体でも、どのクラスへ切り替わるかによって体の反応が変わるという点で、クラススイッチはアレルギーを理解する鍵の1つです。

治療に使われる抗体医薬も、IgGなど特定のクラスとして設計されています。抗体医薬の基本はモノクローナル抗体で解説しています。

よくある質問（FAQ）

まとめ

クラススイッチ（アイソタイプスイッチ）は、B細胞が抗原と結合する可変領域を保ったまま、重鎖の定常領域を入れ替えて、抗体をIgMからIgG・IgA・IgEへ切り替えるしくみです[1][5]。切り替えはクラススイッチ組換え（CSR）というDNAの組換えで起こり、AIDがスイッチ領域のシトシンをウラシルに変えることがきっかけになります。間のDNAは切り出されるため、一度スイッチしたB細胞はIgMには戻りません[2]。

どのクラスへ切り替わるかは、ヘルパーT細胞のCD40リガンドとB細胞のCD40の結合、そしてサイトカインの信号で決まります。これらにかかわる遺伝子（CD40LG・CD40・AICDA・UNGなど）が働かないと、高IgM症候群（クラススイッチ異常症）になります[10][14]。日本では指定難病65の原発性免疫不全症候群に含まれ（2026年10月時点）[15]、原因は遺伝子検査で調べることができます。

参考文献

• [1] Parker N, Schneegurt M, Tu AT, Lister P, Forster BM. 18.4 B Lymphocytes and Humoral Immunity. Microbiology. OpenStax. [OpenStax]
• [2] Stavnezer J, Guikema JE, Schrader CE. Mechanism and regulation of class switch recombination. Annu Rev Immunol. 2008;26:261-292. [PubMed 18370922]
• [3] Muramatsu M, Kinoshita K, Fagarasan S, Yamada S, Shinkai Y, Honjo T. Class switch recombination and hypermutation require activation-induced cytidine deaminase (AID), a potential RNA editing enzyme. Cell. 2000;102(5):553-563. [PubMed 11007474]
• [4] Parker N, Schneegurt M, Tu AT, Lister P, Forster BM. 18.1 Overview of Specific Adaptive Immunity. Microbiology. OpenStax. [OpenStax]
• [5] Schroeder HW Jr, Cavacini L. Structure and function of immunoglobulins. J Allergy Clin Immunol. 2010;125(2 Suppl 2):S41-52. [PubMed 20176268]
• [6] Vidarsson G, Dekkers G, Rispens T. IgG subclasses and allotypes: from structure to effector functions. Front Immunol. 2014;5:520. [Frontiers]
• [7] Dauba A, Khamlichi AA. Long-Range Control of Class Switch Recombination by Transcriptional Regulatory Elements. Front Immunol. 2021;12:738216. [Frontiers]
• [8] Revy P, et al. Activation-induced cytidine deaminase (AID) deficiency causes the autosomal recessive form of the Hyper-IgM syndrome (HIGM2). Cell. 2000;102(5):565-575. [PubMed 11007475]
• [9] Imai K, et al. Human uracil-DNA glycosylase deficiency associated with profoundly impaired immunoglobulin class-switch recombination. Nat Immunol. 2003;4(10):1023-1028. [PubMed 12958596]
• [10] Dunn CP, de la Morena MT. CD40 Ligand Deficiency (X-Linked Hyper IgM Syndrome). GeneReviews. Last update: 2025-12-04. [GeneReviews NBK1402]
• [11] Ferrari S, et al. Mutations of CD40 gene cause an autosomal recessive form of immunodeficiency with hyper IgM. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001;98(22):12614-12619. [PubMed 11675497]
• [12] Roco JA, et al. Class-Switch Recombination Occurs Infrequently in Germinal Centers. Immunity. 2019;51(2):337-350.e7. [PubMed 31375460]
• [13] Somatic Hypermutation, Immunoglobulin. MeSH. National Library of Medicine. [MeSH]
• [14] 小児慢性特定疾病情報センター. 高IgM症候群. 免疫疾患（液性免疫不全を主とする疾患）. [小児慢性特定疾病情報センター]
• [15] 医薬基盤・健康・栄養研究所. 65. 原発性免疫不全症候群. 難病の疾患情報データベース. [NIBIOHN]

関連記事

医学用語目次に戻る