呼吸器抗菌防御システム

呼吸 器の抗菌防御システムは、吸入した微生物から肺と呼吸器の残りの部分を保護するため、自然免疫システムと獲得免疫システムの両方の要素に依存する階層化された防御メカニズムです。

第一防衛線では、吸入された細菌は粘液に捕らえられ、咽頭に向かって流され、飲み込まれます。^[1] 粘液層を通過した細菌は、呼吸器系の表面上皮から分泌され、多くの菌株を殺す抗菌ペプチドを含む第二防衛線で対処されます。 ^[2] 抗菌ペプチドに耐性のある細菌は、食細胞によって生成されるさまざまな活性酸素種によって殺されます。第三防衛線では、最後の手段として、自然免疫系を逃れた持続的な細菌感染が獲得免疫系によって排除されます。

ラクトフェリン（LF）は、呼吸器の抗菌防御システムに不可欠な多機能タンパク質です。^{[3] LFのタンパク質分解により、抗菌活性を持つ}ラクトフェリシンとカリオシン-1という小さなペプチドが生成されます。 ^[4]

食細胞はスーパーオキシドを生成するNADPHオキシダーゼ酵素複合体を持っています。^{[5]呼吸器系の他の細胞も、Duox2としても知られる}デュアルオキシダーゼ2タンパク質の活性を通じてスーパーオキシドと過酸化水素を生成します。^{[6] [7]}

これらの酵素複合体によって生成されたスーパーオキシドは過酸化水素に変化し、これがミエロペルオキシダーゼによって殺菌性次亜塩素酸を生成するために使用される。^[8]さらに、呼吸器の粘膜下腺はミエロペルオキシダーゼとラクトペルオキシダーゼ（LPO）を分泌する^{[9] 。これらは}チオシアン酸塩の酸化を触媒し、過酸化水素またはROSを抗菌性次亜チオシアン酸塩に解毒する。^{[10] [11]}

ラクトペルオキシダーゼ系によって生成される酸素化化合物はDNAを攻撃せず、変異原性もなく、安全であることが知られています。^{[12]この経路で生成されるハイポチオシアナイトは、} H.ピロリ菌 に対する強力な抗菌作用を含む広範囲の殺菌活性を示します。^[13]

嚢胞性線維症患者ではチオシアン酸の分泌^[14]が減少し、抗菌性ヒポチオシアン酸の産生が減少し、結果として気道感染のリスク増加に寄与する。^{[15] [16]}

嚢胞性線維症の治療薬として使用されるラクトフェリンとヒポチオシアネートは、 EMEA ^[17]とFDA ^[18]によって希少疾病用医薬品の指定を受けている。