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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

金属きんぞくで かゆく なるのは、どうして?

汗で溶けた金属が、体のタンパク質と結びついて反応のもとになる

金属アレルギーはどう起きる? ── 金属蛋白複合体とニッケル規制

分野:からだ

おなじ ピアスを つけても、へいきな 人と、かゆく なる 人が います。金属きんぞくの かたまりが、そのまま 皮膚ひふの 中に はいって いく わけでは ないのに、ふしぎです。

じつは、わるいのは 金属きんぞくだけでは ないようです。どういう ことか、いっしょに たどって みましょう。

ピアスやネックレスをつけた場所だけが赤くなる人がいます。身につけた金属のかたまりが、そのまま体に入るわけではありません。それなのに、なぜ体は反応するのでしょうか。

手がかりは、汗と、自分の体のタンパク質にありました。しくみと、それを社会がどう防いできたかを、いくつかの資料で見ていきます。

金属アレルギーは、金属そのものではなく、金属から溶け出した金属イオンが体のタンパク質と結合してできる「金属蛋白複合体」が原因とされる[1][2]。接触した部位に紅斑・盛り上がり・水疱が生じ、IV型(遅延型)アレルギーに分類される[1]。

このメモでは、汗による溶出、T細胞の関与、ニッケルが自然免疫のセンサーTLR4も刺激するという2012年の報告、EUの規制とデンマークの調査、診断のパッチテストまでを、公的機関の資料と論文の要旨を突き合わせてたどる。

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1. どんな ひとが、どこが かゆく なるの?

1. 触れたところだけに出る皮膚の反応

1. 症状と分類 ── 接触部位の皮膚炎、IV型(遅延型)

ピアスを つけた ところ。とけいの ベルトの ところ。金属きんぞくに ふれた ところが あかく なったり、ぶつぶつが できたり、みずぶくれに なったり する ことが あります[1]。

これを 金属きんぞくアレルギーと いいます。ふれた その ときでは なく、すこし おくれて 出る タイプだと されます[1]。

ぎもんは、ここです。金属きんぞくは かたい かたまりで、そのまま 体の 中に はいる わけでは ありません。どうして 体は さわぐのでしょう。

ふれたところに出る、遅れてくる反応

金属アレルギーは、金属に触れた部分に赤み、皮膚の盛り上がり、水ぶくれなどが出る皮膚炎です。免疫の反応のタイプとしては、遅れて出るIV型(遅延型)に分類されます[1]。花粉症のようにすぐ出るタイプとは、別の系統です。

まだ答えの出ていない問い

金属のかたまりは固く、そのまま体の中へ入るわけではありません。それでも体が反応するのはなぜか。次の章から、その順番を見ていきます。

金属アレルギーは、接触した部位に紅斑・皮膚の盛り上がり・水疱を生じるアレルギー性皮膚炎で、IV型(遅延型)アレルギーに分類される[1]。花粉症や食物アレルギーの即時型とは、反応の型が異なる。

ここで疑問が生じる。金属は固体であり、抗原提示の対象になる大きな分子ではない。免疫が反応する「相手」は、何なのか。次章以降、この問いに沿って整理する。

2. 汗あせで とけて、体の 一部いちぶに くっつく

2. 汗で溶けた金属イオンが、タンパク質にくっつく

2. 金属蛋白複合体 ── 溶出したイオンがアレルゲンに変わる

金属きんぞくそのものが、てきに なるのでは ないと いわれます。汗あせに ふれた 金属きんぞくの 一部いちぶが、とても ちいさな つぶに なって とけ出します。それが、皮膚ひふに ある 体の たんぱくしつと くっつきます[1][2]。

くっついた ものは、もとの たんぱくしつとは ちがう ものに かわって しまいます。体の まもる しくみが、それを 「見なれない もの」と うけとって、はんのうすると いわれます。

たとえば、いつも 見なれた ともだちが、へんな おめんを かぶったら どうでしょう。「だれ?」と びっくりして、身がまえて しまいます。ただし 本当は、おめんでは なく、たんぱくしつの かたちが かわる ことです。

汗あせを たくさん かく なつは、金属きんぞくが とけやすく なり、金属きんぞくアレルギーの 人が ふえると、ある 大学の 発表に あります[3]。

敵は金属ではなく「変わった自分」

一般社団法人金属アレルギー協会の説明では、金属から溶け出した金属イオンが、体が本来もつタンパク質と結びつき、アレルゲンとなるタンパク質に変わります。これを金属蛋白複合体と呼びます[1]。山梨大学病院アレルギーセンターも、金属は体内のタンパク質と結合してアレルギー性をもつようになる、と説明しています[2]。

免疫の目には、それがいつもの自分の一部ではなく、見慣れない形のものに映る、というわけです。いつもの友だちが見慣れないお面をかぶったら、と考えると近いかもしれません。ただしお面をかぶるのではなく、タンパク質の形が変わる現象です。

汗が金属を溶かす

東邦大学の発表によると、汗をかきやすい夏は皮膚の表面で金属がイオンになりやすく、発症する人が多くなります。汗に含まれる塩素イオンが金属を溶かす作用が強い、と説明されています[3]。

金属アレルギーでは、金属イオン自体ではなく、溶出した金属イオンが生体のタンパク質と結合して変質した「金属蛋白複合体」が、アレルゲンとして作用するとされる[1]。山梨大学病院アレルギーセンターも、金属が体内のタンパク質との結合でアレルギー性を獲得すると説明しており[2]、互いに独立した2つの資料の記述が一致する。

金属をイオンにする役割を担うのが汗である。東邦大学の2016年の発表では、汗をかきやすい夏に皮膚表面で金属がイオン化しやすくなり、発症者が増えること、汗中の塩素イオンが金属を溶かす作用が強いことが述べられている[3]。ただし、汗の塩化物濃度やpHごとの具体的な溶出量は、今回参照した資料では確認していない。

主な原因金属はニッケル・コバルト・クロムで、近年はパラジウムも加えて4大原因金属と呼ばれる[1]。山梨大学病院の資料では、水銀・金なども頻度が高いとされる[2]。

3. すぐに 出ない、じゅんびに じかんが かかる

3. 準備は静かに進み、あとで反応が出る

3. 感作と惹起 ── T細胞が担う遅延型反応

この アレルギーは、はじめて ふれた ときには 出ないことが 多い、と されます。なんども ふれる うちに、体の 中で じゅんびが 進みます。じゅんびが おわった あとで ふれると、かゆみや あかみが 出ます。

じゅんびを して いる とき、本人は なにも かんじないかも しれません。ある 大学の しらべでは、皮膚ひふに なにも 出て いない お年よりの、100人の うち およそ 15人が、ニッケルに はんのうを しめしました[3]。これは、しゅじゅつを うける 人たちを しらべた ときの 数で、日本の 人 ぜんたいの わりあいでは ありません。

はたらいて いるのは、ばいきんと たたかう 体の 小さな ぶたい、T細胞さいぼうです[4]。

感作という準備期間

金属アレルギーは、感作と呼ばれる準備の期間を経て、次に触れたときに症状が出るとされます。最初の接触では症状が出ないことが多い、という説明が医療系の資料には見られます。ただし、何回の接触で準備が整うのかは、はっきりしていません。

症状がなくても反応する人

東邦大学の発表では、手術前の高齢の患者の中で、皮膚の症状がない人の約15%が、パッチテストでニッケルに陽性を示しました[3]。これは手術前の高齢者のグループの数字で、日本人全体の割合ではありません。それでも、症状がなくても準備が進んでいる人がいる可能性を示す一例です。

担い手はT細胞

接触皮膚炎は、T細胞が担う炎症性の皮膚の病気で、最も多い原因はニッケルです。2019年の論文の要旨では、血液由来の細胞を用いた試験で、提供者の多くからニッケルに特異的なT細胞が検出されたと報告されています[4]。

金属アレルギーは、感作(初回接触後の準備期間)を経て、再曝露時に症状が惹起されるとされる。初回接触では症状が出ないことが多いとされるが、感作に要する回数や期間は、はっきりしない。

東邦大学の報告では、皮膚症状のない高齢の術前患者の約15%がパッチテストでニッケル陽性を示した[3]。対象は術前の高齢者群であり、日本人全体の陽性率ではない。無症状のまま感作が成立している例がありうることを示す一例として読める。

免疫学的には、接触アレルゲンによる接触皮膚炎はT細胞が担う炎症性皮膚疾患であり、最も多い接触アレルゲンはニッケルである。2019年の論文の要旨には、血液由来の細胞を用いた試験で、ニッケルに特異的なナイーブCD4+・CD8+ T細胞が、ほとんどの提供者から検出されたとある[4]。

4. ニッケルは、べつの センサーも だます

4. ニッケルは、細菌を見張るセンサーにも反応する

4. 自然免疫のセンサーTLR4 ── 細菌LPS受容体を刺激するニッケル

体には、ばいきんが 入って きた ことを しらせる、みはりばんの ような しくみも あります。TLR4(ティーエルアールよん)と いう なまえです[5]。

ある けんきゅうに よると、ニッケルの 小さな つぶが、この みはりばんを ならして しまう ことが わかりました[5]。ばいきんが 来ても いないのに、ベルが なるのです。

ただし、これが 金属きんぞくアレルギーの ただ ひとつの みちだと いう わけでは ありません。

細菌用の警報が、金属で鳴る

体には、細菌が入ってきたことを最初に知らせる、自然免疫という見張りの仕組みがあります。その受容体の1つがTLR4で、もともとは細菌がもつ成分(LPS)を感じ取ります[5]。

2012年の論文の要旨によると、ニッケルイオンもこのTLR4を刺激します。コバルトも同じように刺激し、その反応にはTLR4の特定の2か所のヒスチジンが必要でした[5]。細菌がいなくても、金属が警報を鳴らしうるということです。

もちろん、これは金属アレルギーの唯一の経路ではありません。前の章のT細胞の話と合わせて、複数の仕組みが関わると考えられています。

Raghavanらの2012年のEMBO Reportsの論文(要旨)は、Ni²⁺が細菌LPSの受容体であるTLR4/MD2を通じて自然免疫を刺激することを報告した[5]。コバルトイオンが2つ目の刺激金属であること、TLR4のH456・H458(ヒスチジン)がその反応に必要なことも示された[5]。

要旨によれば、金属によるTLR4の活性化は二量体化によって起こり、LPSと違ってMD2を必要としなかった。ただし、要旨からの確認に基づく記述であり、細部は原論文で確かめる必要がある。また、TLR4経路は金属アレルギーの唯一の機序ではなく、前章のT細胞の反応と併せて考える。

5. くにが 金属きんぞくを はかって、ルールを 作った

5. ヨーロッパの規制と、デンマークの調査

5. EUはニッケルを規制し、デンマークでは前後を調べた

ヨーロッパでは、ピアスなどから とけ出す ニッケルの りょうに、きまりが あります[6]。どれだけ とけるかは、にせものの 汗あせに つけて、はかります[6]。

デンマークでは、ルールが できる まえと あとで、ピアスの あなを あけた 子の ようすが ちがったと、しらべた 人が 発表しました[7]。ルールの あとに あけた 子は、ニッケルに はんのうする わりあいが、ほかの 子と ほとんど かわらなかった、と、はっぴょうされて います。

ただし、これは 一つの しらべです。ルールが 全部の 理由と いうわけでは ありません。

汗の代わりの液で、溶け出す量を測る

EUには、ニッケルの溶け出す量の規制があります。ピアスは1週間あたり1平方センチあたり0.2マイクログラム、イヤリングや腕時計など皮膚に長く触れる製品は0.5マイクログラムが上限です。試験では人工の汗の液に試料を入れ、出てきた金属を測ります[6]。1マイクログラムは、1グラムの100万分の1です。

規制の前と後

デンマークの高校生と小中学生を1999〜2000年に調べた論文があります。規制前にピアス穴をあけた子はニッケルに陽性を示す割合が高く、規制後は差がほとんどなかったと報告されています[7]。この論文は規制の実施年を1992年としていますが、資料によって年が異なるため、「1990年代初め」と受け取るのが安全です。

別の分析では、1985〜2010年の患者データを比べ、30歳未満の女性でニッケルアレルギーが減ったのは、デンマーク・ドイツ・イタリアだったと報告されています[8]。

EUはニッケルの溶出量を規制している。REACH規則No.1907/2006附属書XVIIのNo.27では、ピアスが0.2μg/cm²/週、皮膚に長時間直接触れるイヤリング・ネックレス・腕時計などが0.5μg/cm²/週とされる。試験は人工汗液で金属を抽出して測る[6]。μgはマイクログラムで、1μg=10⁻⁶g(100万分の1グラム)である。

Johansenら(2002年、British Journal of Dermatology)は、デンマークで1999〜2000年に行った調査を報告した。高校生グループ(平均18.8歳)のニッケル陽性は17.1%、小中学生グループ(平均12.4歳)は3.9%だった。規制前(1992年以前)にピアス穴をあけた子は陽性が多く(オッズ比3.34)、規制後は差がほぼなかった(1.20)[7]。規制の年は文献によって1990年・1992年と揺れるが、この論文は1992年と記している。ただし観察された相関であり、個人の原因を示すものではない。

Ahlströmら(2013年)は、デンマーク・ドイツ・イタリア・英国の患者のパッチテスト結果180,390人分(1985〜2010年)を解析した。規制後、30歳未満の女性でニッケルアレルギーが統計的に有意に減少したのは、デンマーク・ドイツ・イタリアであった[8]。ニッケルアレルギーは宝飾品からの感作が多いとされる。

6. どうやって しらべるの?

6. 貼って確かめる、パッチテスト

6. 診断 ── パッチテストと、試験の共通点

びょういんでは、うたがわしい ものを 小さく 皮膚ひふに はって、ようすを 見る しらべが あります。パッチテストと いいます[2]。

にせの 汗あせで 金属きんぞくを とかして はかる しけんと、じっさいに 体に はって 見る しけん。どちらも「とけ出した 金属きんぞくが 出てくるか、体が どう はんのうするか」を 見る やりかたです。

自分で あやしいと おもった ときは、おうちの 人に はなして、びょういんで そうだんすると よいと されます。

疑わしい物質を皮膚に貼る

診断には、疑わしい金属を皮膚に貼って反応を見るパッチテストが使われます[2]。全身にわたる金属アレルギーが疑われる場合は、金属を多く含む食べ物を試したり、控えたりして様子を見る検査を行うこともある、と山梨大学病院の資料にあります[2]。ニッケルは豆類・野菜・ワインなど食品にも含まれます。

装置と皮膚、2つの見方

前の章の試験は人工汗液で溶け出す量を測り、パッチテストは実際の皮膚の反応を見ます。どちらも、金属が溶け出して体に届くという道すじを確かめる方法として並べて考えられます。気になる症状があるときは、皮膚科などの医療機関に相談する、というのが資料での基本的な案内です。

診断にはパッチテスト(疑わしい物質を皮膚に貼付して反応を見る)が用いられる。全身性金属アレルギーでは、金属を多く含む食物の負荷試験・除去試験を行う場合もある[2]。ニッケルは豆類・野菜・ワインなど食品にも含まれる。貼付・判定の時間などの手順は、今回参照した資料からは確認していないため、数字は書かない。

溶出試験(人工汗液による抽出とICP-MSによる定量)は、製品側から溶け出す量を測る方法で[6]、パッチテストは人側の反応を見る方法である。両者は金属イオンの溶出と免疫反応という、本記事の道すじのそれぞれの端に位置する。症状が疑われる場合の受診は、医療機関の判断による。

自分でも しらべて みたく なったら

自分でも調べてみたくなったら

自分でも調べてみたくなったら

今日 できること

おうちの 人と いっしょに、アクセサリーや とけいの うらを 見て、どんな ざいりょうと 書いて あるか、読んで みましょう。さわった あとは てを あらいます。

出かけて できること

としょかんで、ひふや 体の まもりの しくみの 本を さがして みましょう。

くわしく 知るには

大学びょういんの ホームページなどに、金属きんぞくアレルギーの せつめいが あります。

今日できること

アクセサリーや腕時計、ベルトの留め金などの裏や説明書を見て、素材の表示がどう書かれているか読んでみてください。見つけた言葉を調べると、金属の名前がわかります。

出かけてできること

図書館で、皮膚と免疫の本を探し、「遅延型」「パッチテスト」の項目を読み比べてみましょう。

公式情報

金属アレルギー協会と、大学病院のアレルギーセンターの解説ページが、基礎から説明しています。

読み比べてみる

金属アレルギー協会の解説、山梨大学病院アレルギーセンターの解説、東邦大学の2016年の発表を、同じ論点(イオン化・タンパク質との結合・症状)で比べるとよい。

論文の要旨を読む

Johansen 2002(PMID 11966696)とAhlström 2013(PMID 23909687)は、PubMedで英語の要旨が公開されている。まず上の日本語の解説を読み、余裕があれば挑戦する発展課題として読むとよい。規制前後で「何を比べているか」に注目したい。Raghavan 2012(PMID 23059983)は、TLR4の話の原典である。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文で使った資料。ページが更新されて内容が変わることがあるため、リンク先で最新の情報を確かめてください。

  1. 一般社団法人金属アレルギー協会「金属アレルギーとは」 https://www.metallicallergy.or.jp/basic_info/ (金属蛋白複合体・症状・IV型・原因金属)
  2. 山梨大学医学部附属病院 アレルギーセンター「金属アレルギー」 https://yallergy.yamanashi.ac.jp/anavi/145 (タンパク質との結合・原因金属・パッチテスト)
  3. 東邦大学プレスリリース(2016)https://www.toho-u.ac.jp/press/2016_index/037003.html (汗と金属のイオン化・高齢者のパッチテスト陽性率)
  4. Frontiers in Immunology 2019, PMID 31249573(要旨)https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6582854/ (T細胞とニッケル)
  5. Raghavan et al., EMBO Reports 2012, PMID 23059983(要旨)https://link.springer.com/article/10.1038/embor.2012.155 (ニッケル・コバルトとTLR4)
  6. 一般財団法人カケンテストセンター「ニッケルの溶出試験」 https://www.kaken.or.jp/test/search/detail/125 (EUの溶出量規制・人工汗液での試験)
  7. Johansen et al., British Journal of Dermatology 2002, PMID 11966696(要旨)https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11966696/ (デンマークの規制前後の調査)
  8. Ahlström et al., British Journal of Dermatology 2013, PMID 23909687(要旨)https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23909687/ (4か国の患者データ)

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