病因
β溶血性連鎖球菌は細胞壁多糖の免疫化学的差異に基づきLancefield27により20の血清群（A～HおよびK～V）に分類されている。 A群β溶血性レンサ球菌は、扁桃咽頭炎に関連する最も一般的な細菌性病原体で、グループの中で唯一ARFを発症させることができるメンバーである。 この連鎖球菌が生体内および試験管内で産生するいくつかの細胞成分や細胞外産物が同定されている。
連鎖球菌は、主にリポタンパク質からなる膜に包まれた細胞質から構成されている。 この構造体は、3つの成分からなる細胞壁に囲まれている。 第一の成分はペプチドグリカンであり、細胞壁に剛性を与えている。 ペプチドグリカンには、細胞壁多糖類が含まれており、その免疫化学的構造によって血清グループ特異性が決定される。 この多糖は、僧帽弁組織に存在する糖ペプチドと抗原決定基を共有していることが報告されている31。細胞壁を貫通し、毛状のフィンブリアとして細胞壁の外に伸びているのはMタンパク質で、RおよびTタンパク質も含むモザイクの一部をなしている。 このタンパク質はGASの型特異的抗原である。
200以上のMタンパク質が、可変アミノ末端の免疫化学的組成の違いによって同定されてきた。 Mタンパク質の主な生物学的特性は、連鎖球菌の貪食を阻害する能力である。この効果は、アミノ末端領域に対する抗体によって中和される。 従って、GAS感染に対する免疫は、特定のM蛋白質に対する抗体の形成が前提となり、型特異的である。 ある種の血清型は、潜在的な病原性や毒性に関連している。 ARFの再発時に得られたデータでは、血清型3および18、特に血液寒天培地で培養すると粘液状のコロニーを形成する株が、この疾患と主に関連していることが確認されている33,34。この2つの血清型とM1血清型は、連鎖球菌毒性ショック症候群を含む重症で侵襲性の高いA群連鎖球菌疾患とも関連していた35。 ARF患者から回収されたM18株とM1株のゲノムには、ファージやファージ様エレメントが変異源として含まれていることが報告されている37。
Mタンパク質の病原体としての重要性は、Mタンパク質分子のいくつかのエピトープが、ヒトの心筋、ミオシン、脳組織と抗原的に交差し、表向きには組織の炎症につながることを示すデータによって裏付けられています38,39。 また、M蛋白は「スーパー抗原」40としても機能する。これらの知見は、この連鎖球菌分子がスーパー抗原として、「自己免疫」抗体を誘発することによって特定の組織に炎症反応を引き起こし、細胞媒介免疫の非特異的刺激によって組織の炎症を誘発することを示している。
関節炎の病因に関係しているGASの細胞成分は、ヒアルロン酸カプセルである。 Mタンパク質と同様に、この部位はヒトの軟骨や滑膜のヒアルロン酸と交差反応を起こす抗体を誘発するエピトープを持っているようである41。いくつかの研究では、M3およびM18エピトープの成分が、ヒト基底膜の成分であるIV型コラーゲンを凝集させると記録している。 この反応は、M3株ではコラーゲン結合因子の産生によってもたらされる。 M18株はヒアルロン酸のカプセルを介してコラーゲンと結合する。 ARFの患者はコントロールに比べて抗コラーゲン（IV）抗体のレベルが高い42。リコンビナントM3タンパク質を免疫したマウスは、抗コラーゲン抗体を産生する。 細胞成分に加えて、GASの細胞外産物は重要な生物活性を有しており、GAS感染症およびその非化膿性合併症の診断に実際的な価値を有している。 これらの産物の多くは酵素的性質を持つ蛋白質であり、特異的な生物活性、抗原活性を有している。 特に、連鎖球菌発熱性外毒素（SPEs）A、B、C、F（すなわち、マイトジェニックファクター）および連鎖球菌スーパー抗原（SSA）は、in vitroでTリンパ球の増殖を、in vivoでいくつかのリンパカインの合成と放出を誘導するスーパー抗原として作用するので興味深い38～44。 この生物活性は、SPEが抗原提示細胞のクラスII主要ヒト白血球抗原（HLA）およびT細胞受容体のVβ領域に同時に結合する能力を反映するものである。 これらの外毒素の産生は、in vivoでの発熱反応、膜透過性の変化、エンドトキシン誘発性致死性ショックへの感受性の増強と関連している45。リンパ球の選択的活性化は、異なるSPEに起因している。 SPE AはT細胞受容体β鎖セグメントVβ8、Vβ12、Vβ14を持つT細胞を活性化し、SPE BはセグメントVβ2およびVβ8を持つT細胞を活性化する46。 47
SPE遺伝子の頻度とその発現は、A群連鎖球菌によって異なる。SPE Aは45%の株で、SPE Bはほぼすべての株で、SPE Cは30%の株で見つかっている。 SPE Aは43%、SPE Bは76%の株で発現している。48 毒素性ショック症候群などの連鎖球菌感染症の様々な臨床症状と特定の血清型との関連は、感染株がSPEの一つを産生する能力に起因するとされてきた35、46、48。