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免疫系の働き — わたしたちの体の中の軍隊

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はじめに — いまこの瞬間にも繰り広げられる戦い

いまこの文章を読んでいる間にも、あなたの体の中では音のない戦いが繰り広げられています。わたしたちが一度息を吸うたびに数多くの微生物が鼻の中に入り込み、指先でドアの取っ手をつかむたびに目に見えない細菌やウイルスが皮膚に降り立ちます。それでもわたしたちはたいてい何事もなく一日を過ごします。なぜでしょうか。

その答えは、わたしたちの体の中に常駐する巨大な軍隊、すなわち免疫系にあります。免疫系は国境を守る守備隊であり、侵入者を追跡する情報機関であり、一度戦った敵を決して忘れない記録保管所でもあります。この軍隊は眠りません。わたしたちが眠っている間も、働いている間も、笑い泣いている間も、絶え間なくパトロールを続けています。

この文章では、わたしたちの体の中の軍隊がどのように組織されているのか、どんな兵士がどんな任務を担うのか、そして人類がこの軍隊を理解するためにどのような道を歩んできたのかを、いっしょに見ていきたいと思います。あらかじめお伝えしておくと、この文章は一般的な教養と科学の知識を伝えるためのものであり、いかなる医学的な診断や治療を勧めたり止めたりするためのものではありません。ただ、わたしたちの体が秘めた驚きをいっしょに感じていただければと思います。

免疫とは何か — 自己と非自己を見分けること

免疫の本質を一文で要約するなら、自己と非自己を見分ける能力です。わたしたちの体をつくる細胞には、一種の身分証が付いています。免疫系はこの身分証を絶えず検査しながら、味方か敵かを判別します。身分証が確認されれば通し、確認できなかったり偽造と見なされたりすれば警報を鳴らします。

この単純に見える仕事は、実はとてつもなく難しいものです。わたしたちの体を脅かす敵は一つや二つではありません。細菌、ウイルス、カビ、寄生虫はもちろん、ときにはわたしたちの体の中で誤って育った細胞までもが敵になりえます。そのうえ敵は絶えず姿を変えます。免疫系はこの無限に多様な敵を相手に、一度も出会ったことのない新種の侵入者までも見分けて対応できなければなりません。

免疫系はこの難しい任務を、二つの大きな部隊に分けて遂行します。一つはただちに出動する常備軍、すなわち自然免疫です。もう一つは時間をかけて敵を分析し、専用の武器をつくる精鋭軍、すなわち獲得免疫です。それではこの二つの部隊を順に見ていきましょう。

自然免疫 — いつも目覚めている常備軍

自然免疫は、わたしたちが生まれたときから持っている、最初に働く防衛線です。この部隊の特徴は速いことです。敵が入ってから数分から数時間のうちに反応します。その代わり、精巧ではありません。敵の種類を一つひとつ見分けるよりも、敵が持つ共通の特徴を見て、おおまかに対応します。

最初の城壁 — 皮膚と粘膜

もっとも外側の防衛線は物理的な障壁です。皮膚は堅固な城壁のように外の世界とわたしたちの体を隔てます。鼻の中、口の中、腸の中の粘膜は、ねばつく粘液で侵入者を捕らえて閉じ込めます。涙や唾液には細菌の細胞壁を溶かす酵素が含まれ、胃は強い酸性で飲み込まれた微生物の大半を溶かしてしまいます。敵がわたしたちの体の本当の内部に入り込むためには、まずこれらの城壁を突破しなければなりません。

巡回兵と掃除屋 — マクロファージと好中球

城壁が突破されると、ただちに出動する兵士たちがいます。代表的なのがマクロファージです。マクロファージという名前は文字どおり大きく食べる細胞という意味で、侵入した細菌を丸ごと飲み込んで消化してしまいます。マクロファージは体のあちこちにあらかじめ配置され、パトロールを続け、異常を見つけるとただちに敵を食べてしまうと同時に、警報物質を放ちます。

この警報を聞いて真っ先に駆けつける兵士が好中球です。好中球は白血球のなかでもっとも数の多い歩兵で、感染した場所へ群れをなして押し寄せ、敵を攻撃します。好中球は自分の中に持つ毒性の物質を浴びせて敵を倒しますが、その過程で自分自身も犠牲になります。わたしたちが傷口で見る膿は、実は敵と戦って壮烈に戦死した好中球たちの跡なのです。

警報と封鎖 — 炎症反応

感染した場所が赤く腫れあがり、熱を持ち、痛むことを炎症といいます。不快に感じられますが、炎症は実はよく練られた作戦です。血管が広がることで、より多くの兵士と補給物資が戦場に押し寄せ、血管の壁がゆるむことで、兵士たちが組織の中へ抜け出せるようになります。熱が上がるのも、一部の微生物の増殖を抑え、免疫細胞の働きを助ける戦略の一部と考えられています。

目に見えない火力支援 — 補体システム

血液の中には補体と呼ばれるたんぱく質の群れが漂っています。ふだんは眠っていますが、敵が現れるとドミノのように連鎖的に目覚めて活性化します。補体は細菌の表面に穴を開けて破裂させることもあれば、敵に目印を付けてマクロファージがより簡単に食べられるように助けることもあります。一種の火力支援であり、標的指示システムなのです。

獲得免疫 — 時間をかけてつくる専用の武器

自然免疫が速いが粗い常備軍だとすれば、獲得免疫は遅いが精密な精鋭部隊です。敵に初めて出会ってから十分な効果を発揮するまでに数日かかりますが、いったん働き始めると、その威力と正確さは比べようもありません。そして何より、獲得免疫は記憶します。

司令塔 — T細胞

獲得免疫の中心にはT細胞があります。T細胞は胸骨の内側にある胸腺という器官で訓練を受けて成熟します。胸腺は厳しい訓練所のようなもので、味方を誤って攻撃する恐れのあるT細胞は、ここでふるい落とされて取り除かれます。こうして厳選されたT細胞だけが戦場に配置されます。

T細胞にもいくつかの種類があります。ヘルパーT細胞は作戦全体を指揮する司令官の役割を果たします。敵の情報を受け取って他の免疫細胞に命令を下し、部隊を動員します。細胞傷害性T細胞は直接敵を破壊する特攻隊です。とくにウイルスに感染したわたしたちの体の細胞を見つけ出して取り除く任務を担います。ウイルスは細胞の中に隠れて増えるため、感染した細胞ごと処理することが効果的な戦略なのです。

武器工場 — B細胞と抗体

B細胞は抗体という精密誘導兵器を生産する部隊です。抗体はY字の形をしたたんぱく質で、特定の敵だけに合うように設計されます。錠前にぴったり合う鍵のように、一つの抗体は一種類の敵が持つ特定の部位だけにくっつきます。

抗体が敵にくっつくと、いくつものことが起こります。敵の動きを止めて無力化することもあれば、敵に目印を付けてマクロファージが食べやすくすることもあり、補体を呼び寄せて敵を直接破裂させることもあります。わたしたちの体はほぼ無限に近い種類の抗体をつくり出すことができ、これが新種の敵まで相手にできる秘訣です。

決して忘れない記録保管所 — 記憶細胞

獲得免疫のもっとも驚くべき能力は記憶です。敵と戦ったあと、T細胞とB細胞の一部が記憶細胞として残り、長いあいだわたしたちの体をパトロールします。彼らは一度出会った敵の姿を正確に覚えています。

そのため、同じ敵が二度目に侵入すると、免疫系は最初とは比べものにならないほど速く、強く反応します。最初の戦いでは数日かかったことが、今度はわずか数時間で終わります。わたしたちがある病気に一度かかると同じ病気にかかりにくくなることも、ワクチンが効果を発揮することも、すべてこの記憶の能力のおかげです。わたしたちの体は、生涯にわたって出会った敵の名簿を着実に集めていくのです。

自然免疫と獲得免疫 — ひと目で比べる

二つの部隊の違いを表にまとめてみましょう。

区分自然免疫獲得免疫
反応の速さとても速い(数分から数時間)遅い(数日)
精密さ低い(敵の共通の特徴に反応)高い(特定の敵に正確に対応)
主な兵士マクロファージ、好中球、補体T細胞、B細胞、抗体
記憶の能力なし(毎回同じやり方)あり(再侵入時に強力に対応)
存在する時期生まれたときから敵と出会って形成される
たとえいつも目覚めている常備軍訓練された精鋭の特殊部隊

大切なのは、この二つの部隊が別々に動くのではなく、緊密に協力するという事実です。自然免疫がまず敵を食い止めて時間を稼ぎ、同時に敵の情報を獲得免疫へ伝えます。獲得免疫はその情報をもとに専用の武器をつくり、敵を完全に掃討します。二つの軍隊の合同作戦があるからこそ、わたしたちは健康を保てるのです。

ワクチンの発見 — 天然痘との戦い

免疫の記憶の能力を人類が活用し始めた物語は、それ自体が一編のドラマです。その中心には天然痘という恐ろしい病気があります。天然痘は数千年にわたって人類を苦しめたもっとも致命的な伝染病の一つで、かつて数多くの命を奪いました。

1796年、エドワード・ジェンナーの観察

イギリスの田舎の医師エドワード・ジェンナーは、興味深い事実に注目しました。牛の乳をしぼる女性たちは天然痘にかかりにくいという噂です。彼女たちは牛からうつる牛痘という、天然痘に似ているがはるかに軽い病気にかかったあとは、天然痘に免疫ができるように見えました。

1796年、ジェンナーは大胆な実験を試みました。牛痘にかかった女性の水ぶくれから得た物質を、ジェームズ・フィップスという幼い少年に接種したのです。少年は軽い症状を経て回復しました。しばらくして、ジェンナーはその少年に本物の天然痘の物質を接種してみました。驚いたことに、少年は天然痘にかかりませんでした。軽い牛痘をあらかじめ経験した免疫系が、天然痘までも防いだのです。

ワクチンという言葉そのものが雌牛を意味するラテン語に由来するという事実は、この歴史的な瞬間を永遠に記念しています。ジェンナーの発見は免疫系の記憶を人為的に呼び覚ます道を開き、のちに天然痘は人類が地球上から完全に根絶した最初の病気となりました。

パスツールとワクチンの科学化

ジェンナーが道を開いたとすれば、フランスのルイ・パスツールはその道を科学で整えました。19世紀後半、パスツールは病を引き起こす微生物を弱めれば免疫だけを誘導し、病は起こさないという原理を体系的に明らかにしました。彼は鶏コレラ、炭疽、狂犬病に対するワクチンを研究し、ワクチン開発を一つの科学分野として確立しました。ジェンナーをたたえる意味で、パスツールはこうした予防接種全体をワクチン接種と呼ぼうと提案したと伝えられています。

ワクチンはどのように働くのか

ワクチンの原理は意外なほど単純です。本物の敵と戦うことなく、免疫系に敵の姿をあらかじめ知らせるのです。ワクチンは、病を起こせないように弱めたり殺したりした微生物、あるいは微生物の一部の断片やその設計図だけを含んでいます。免疫系はこれを本物の敵と勘違いし、対応の訓練を始めます。

この訓練の重要な成果物が、まさに記憶細胞です。ワクチンを受けたわたしたちの体は、実際に病を患うことなく、その敵に対する記憶を持つことになります。そのため、のちに本物の敵が侵入すると、免疫系はすでに準備された状態でただちに強力に反応します。いわばワクチンは、実戦を経ずに受ける模擬訓練なのです。

これに加えて、ある社会の多くの構成員が特定の病気に免疫を備えると、その病気は人々のあいだで広がりにくくなります。このように集団全体が守られる現象を集団免疫といいます。免疫を備えていない少数の人々までもが間接的に守られることになるのです。もう一度申し上げますが、この文章は一般的な科学の原理を説明するだけであり、具体的な接種の判断は専門の医療者と相談すべきことです。

手洗いの歴史 — ゼンメルワイスの物語

免疫の歴史で欠かすことのできないもう一人の人物がいます。ハンガリー出身の医師イグナーツ・ゼンメルワイスです。彼の物語は免疫そのものよりも、感染を防ぐことがどれほど重要かを気づかせてくれます。

19世紀の半ば、ウィーンのある病院では、出産後の母親たちが原因不明の熱病で次々と命を落としていました。ゼンメルワイスは、医師たちが遺体を扱った手を洗わずに母親を診察しているという事実に注目しました。彼は医療従事者に診察の前に手をきれいに洗わせ、すると死亡率が劇的に下がりました。

残念なことに、当時の医学界は彼の主張を受け入れず、ゼンメルワイスは生前に認められないまま、さびしくこの世を去りました。しかし、のちに微生物が病を運ぶという事実が明らかになると、彼の洞察はようやく日の目を見ました。今日わたしたちが当たり前と思っている手洗い一つが、免疫系の負担を軽くするもっとも強力な防御手段の一つであるという事実は、覚えておく価値があります。

免疫学の足跡 — 年表で見る

人類が免疫を理解してきた長い旅をかいつまんで見てみましょう。

紀元前から古代   天然痘の生存者は再びかからないという経験的な観察
10世紀ごろ       一部の地域で人痘法の形をとる初期の予防の試み
1717年ごろ       人痘法がオスマン帝国を経てヨーロッパに紹介される
1796年           エドワード・ジェンナー、牛痘を用いた天然痘予防の実験
1850年代から60年代  ゼンメルワイス、手洗いで産褥熱の死亡を減らすことを示す
1860年代から80年代  パスツール、病原微生物説とワクチンの科学を確立
1880年代         コッホ、特定の微生物が特定の病を起こすことを証明
1890年ごろ       抗体と血清療法の発見
20世紀の初めから半ば  白血球と免疫細胞の役割が次第に解明される
20世紀の後半     T細胞とB細胞の区別、免疫記憶の仕組みの理解
1980年           世界保健機関、天然痘の地球上からの根絶を公式に宣言
21世紀           免疫の精密な分子の働きの研究が発展を続ける

この年表が示すように、免疫についての理解は一人の天才が一度に完成させたものではありません。数多くの人々の観察と実験と失敗が幾重にも積み重なって、今日に至ったのです。

軍隊が道に迷うとき — 自己免疫とアレルギー

これほど精巧な軍隊も、ときには間違いを犯します。その間違いの様子を一般的なレベルで見ていきましょう。これはあくまで教養としての説明であり、特定の疾患の診断や治療に関する案内ではないことをはっきりさせておきます。

味方を敵と取り違えるとき — 自己免疫

自己免疫とは、免疫系が自分の体の正常な細胞を敵と誤って認識して攻撃する状況を指します。自己と非自己を見分けるという免疫の核心の能力に混乱が生じるのです。精巧な身分証の検査システムに誤りが生じて、何でもない味方に警報を鳴らすようなものです。なぜこのようなことが起こるのかは、遺伝や環境などさまざまな要因が絡み合っており、科学者たちが今も活発に研究している主題です。

過敏に反応するとき — アレルギー

アレルギーは、本来は害のない対象に免疫系が過度に強く反応する現象です。花粉や特定の食べ物のように、それ自体は脅威ではない物質を、免疫系が危険な敵と誤解して過剰に対応するのです。いわば小さな騒ぎに軍隊全体が出動する過剰反応です。アレルギーもまた、その原因や様子は人によってさまざまであり、具体的な事柄は専門の医療者の領域です。

こうした事例が教えてくれる教訓は興味深いものです。免疫系は弱すぎても危険ですが、強すぎたり方向を見失ったりしても問題になりうるということです。よい軍隊とは、強いだけの軍隊ではなく、敵と味方を正確に見分け、状況に合わせて節度を保つことのできる軍隊であることを、わたしたちの体の免疫系が気づかせてくれます。

敵ではなく同盟 — 微生物との共存

免疫を語るとき、わたしたちはとかく微生物を敵としてのみ考えがちです。しかし真実ははるかに複雑で興味深いものです。わたしたちの体には数えきれないほど多くの微生物がともに暮らしており、そのなかの相当数はわたしたちの敵ではなく、むしろ頼もしい同盟なのです。

とくにわたしたちの腸の中には途方もない数の細菌が住んでおり、この微生物の共同体をマイクロバイオームと呼びます。彼らはわたしたちが消化できない食べ物を分解し、一部の栄養素やビタミンをつくり、有害な微生物が居つかないように陣取り合戦を繰り広げてくれます。興味深いことに、この有益な微生物たちは、わたしたちの免疫系がきちんと発達して均衡を保つのを助ける役割も担っていると考えられています。

このように、免疫系の任務はただすべての微生物を根絶やしにすることではありません。むしろ敵と同盟を精巧に見分け、同盟とは平和に共存しながら敵だけを選んで防ぐことなのです。わたしたちの体は無菌の要塞ではなく、数多くの生命が溶け合った一つの生態系に近いものです。免疫系は、この複雑な生態系の秩序を保つ賢明な管理者なのです。

さらに多くの兵士たち — 斥候、暗殺者、そして指揮所

ここまでわたしたちは、マクロファージと好中球、T細胞とB細胞に出会ってきました。しかし、わたしたちの体の中の軍隊の名簿はここで終わりではありません。舞台の裏で黙々と決定的な役割を果たす、別の兵士たちがいます。彼らを知ると、免疫系がどれほど精巧に分業化された組織であるかに、あらためて驚かされます。

斥候であり伝令 — 樹状細胞

樹状細胞は免疫系の斥候であり伝令です。その名は、木の枝のように伸びた突起の形に由来します。この細胞は皮膚や粘膜のように、敵が真っ先に入り込む最前線に陣を構えており、侵入者を捕らえると、その一部を細かく刻んで自分の表面に掲げます。まるで敵の軍服の切れ端や旗の一片をはぎ取って持ち歩くようなものです。こうして敵の目印を掲げることを抗原提示と呼びます。

樹状細胞の本当の任務はここから始まります。敵の断片を掲げたまま、リンパ節という指揮所まで長い道のりを移動し、そこで待機しているT細胞たちに敵の正体を見せるのです。数多くのT細胞のなかから、まさにその敵に合うただ一つを探し出して目覚めさせます。言いかえれば、樹状細胞は速いが粗い自然免疫と、遅いが精密な獲得免疫をつなぐ橋の役割を果たします。最前線の情報を司令部へ伝えるこの伝令がいなければ、二つの部隊は別々に動く軍隊にとどまってしまうでしょう。

巡回する暗殺者 — ナチュラルキラー細胞

ナチュラルキラー細胞は、その名からして並ではない、巡回する暗殺者です。略してNK細胞とも呼ばれます。ほとんどの兵士が敵の身分証を確認して敵だと判断すると攻撃するのに対し、この暗殺者は正反対のやり方で働きます。味方なら当然持っているはずの身分証が消えた細胞を見つけ出して処理するのです。

これはきわめて巧妙な戦略です。ある狡猾な敵たち、とくに一部のウイルスや変形した細胞は、免疫系の追跡を逃れようとわざと自分の身分証を隠すことがあります。ふつうの兵士なら、身分証がないのだから検問する対象にもならないと見過ごしてしまうかもしれません。しかしナチュラルキラー細胞は、まさにその消えた身分証を怪しみます。あるべきものがないという事実そのものが警報になるのです。敵が隠れようとすればするほど、かえって目立たせてしまう、不意を突く監視の仕組みです。

軍隊が集う指揮所 — リンパ系とリンパ節

兵士がいくら多くても、彼らが情報を分かち合い作戦を練る場所がなければ、軍隊は烏合の衆になってしまいます。わたしたちの体でその役割を果たすのがリンパ系です。リンパ系は血管とはまた別の、全身に張りめぐらされた細い管の網の目です。この管の中をリンパ液という澄んだ液体が流れ、組織のあちこちを巡って敵の痕跡を運びます。

この網の目の要所要所に、リンパ節という小さな検問所であり指揮所が置かれています。首やわきの下、足の付け根のように、わたしたちがときおりしこりとして感じる場所が、まさにリンパ節の集まる場所です。樹状細胞が敵の断片を掲げて訪れる場所も、数多くのT細胞とB細胞が待機して出会いを待つ場所も、このリンパ節です。感染があるときリンパ節が腫れるのは、その中で兵士たちが急速に増え、作戦会議がたけなわであるという合図と考えられています。リンパ節は、いわば前線の至るところに置かれた前進指揮所なのです。

ほぼ無限に近い武器庫 — 抗体はなぜそれほど多様なのか

先に、わたしたちの体はほぼ無限に近い種類の抗体をつくれると述べました。しかし、よく考えてみると、これは驚くべき、いえ、ほとんど不可能に見える芸当です。わたしたちが生涯に出会う敵の種類は数えきれないほど多く、そのなかにはまだこの世に存在すらしない新種まで含まれます。どうしてわたしたちの体は、出会ったこともない敵にぴったり合う武器をあらかじめ用意しておけるのでしょうか。

その秘密は、一種の組み立て式の部品箱にあります。わたしたちの体は、ありうるすべての抗体の完成した設計図を一つひとつ保管しているわけではありません。そんなことをすれば、設計図だけで体がいっぱいになってしまうでしょう。代わりに、抗体をいくつかの部品の組に分け、それぞれの組にいくつもの種類の部品をそろえておきます。そして新しいB細胞がつくられるたびに、各組から部品を一つずつ無作為に選んで組み合わせるのです。

たとえるなら、こうです。クローゼットに上着が五着、ズボンが五着、靴が五足あるだけでも、これらを組み合わせれば百二十五とおりの装いが生まれます。部品の組がもっと多く、それぞれの組の種類がもっと豊かであれば、組み合わせの数は天文学的にふくらみます。わたしたちの体は、まさにこの組み合わせの爆発を利用して、限られた部品から事実上無限に近い多様性を生み出します。だからこそ、まだ存在しない敵が現れても、そのなかのどこかには、その敵に合う抗体を持つB細胞がすでに用意されている見込みが高いのです。

この驚くべき部品の組み合わせの原理を解き明かした功績で、日本の利根川進は1987年にノーベル生理学・医学賞を受けました。遺伝子が単に固定された設計図ではなく、生きた細胞の中で切られたりつながれたりしながら新しい組み合わせを生み出せるという発見は、生命についてのわたしたちの理解を一段階押し広げました。

免疫学の先駆者たち — ヒトデの幼生に刺さったとげ

免疫系の働きの仕組みは、数多くの科学者たちの粘り強い好奇心が積み重なって明らかになりました。そのなかでも、免疫学の夜明けを開いた二人の人物の物語は、とくに記憶に値します。

とげの実験 — エリー・メチニコフ

19世紀後半、ロシア出身の動物学者エリー・メチニコフは、透明なヒトデの幼生を観察していて、一つの実験を思いつきました。彼は小さなとげを一本、幼生の体の中に刺し込みました。すると翌日、そのとげの周りに、漂っていた細胞たちが集まってきて、とげを取り囲んでいるのを見つけたのです。まるで体の中のある兵士たちが、侵入した異物に向かって自ら押し寄せ、取り囲んでいるかのような姿でした。

メチニコフはこの光景から深い洞察を得ました。わたしたちの体には侵入者を積極的に食べる細胞があり、これが免疫の核心かもしれないという考えです。彼はこの現象を、細胞が食べるという意味で食作用と名づけました。今日わたしたちがマクロファージや好中球と呼ぶ兵士たちの働きが、まさにこの小さな一本のとげから初めてその姿を現したのです。

魔法の弾丸 — パウル・エールリヒ

ほぼ同じころ、ドイツのパウル・エールリヒは、まったく別の方向から免疫に近づきました。メチニコフが細胞の働きに注目したとすれば、エールリヒは血液の中を漂う化学物質、すなわち抗体に注目しました。彼は、わたしたちの体が特定の敵だけに正確に合う分子をつくり出すと考え、これを標的だけを射抜く魔法の弾丸という有名なたとえで言い表しました。

細胞を重んじたメチニコフと、分子を重んじたエールリヒは、一時は互いに異なる陣営のように見えることもありました。しかし、のちに明らかになった真実は、二人ともが正しかったということです。免疫は、食べる細胞と漂う抗体がともに奏でる協奏曲でした。この功績が認められ、メチニコフとエールリヒは1908年のノーベル生理学・医学賞をともに受けました。これほど異なる道を歩んだ二人の先駆者が同じ栄誉を分かち合ったことは、免疫という現象がいかに多層的であるかを象徴しているように思えます。

もし免疫系に記憶がなかったら — 一つの思考実験

しばらく想像してみましょう。もしわたしたちの免疫系が、敵と戦ったあとにその記憶をまったく残せなかったとしたら、わたしたちの暮らしはどのように変わるでしょうか。この思考実験は、免疫記憶の価値を裏側から照らし出してくれます。

記憶のない免疫系を持っていたなら、わたしたちは毎回、すべての感染を生まれて初めてのように迎えなければならないでしょう。幼いころに一度かかって、その後一生かからずに済んでいた病を、毎年同じ苦しみとともに繰り返し患わなければならないかもしれません。獲得免疫が敵を分析して専用の武器をつくるには数日かかりますから、その数日を毎回はじめからやり直さなければならないのです。免疫系は経験を通じて強くなることが決してできず、永遠の新兵のままにとどまります。

何よりも、ワクチンという発明そのものが意味を失ってしまうでしょう。ワクチンは、実戦を経ずにあらかじめ記憶を植えておく模擬訓練だからです。記憶を残せない体には、どれほど優れた模擬訓練も痕跡を残せません。ジェンナーの発見も、天然痘の根絶も、数多くの命を救った予防接種の歴史も、そもそも不可能だったでしょう。

この思考実験が教えてくれることは明らかです。免疫系が持つ能力のなかでも、記憶こそがもっとも貴い宝の一つだということです。わたしたちが同じ病を二度患わないという平凡な日常も、一本のワクチンが長い保護を約束することも、すべてこの記憶という土台の上に立っています。ふだんは目につきませんが、ないと想像してみれば、その空白があまりにも大きく迫ってきます。

まだ開かれている辺境 — 老化、自己の監視、そして未知の層

免疫系についてのわたしたちの理解は、今もなお深まり続けています。最後に、科学者たちが今も探究しているいくつかの興味深い辺境に触れてみましょう。ただし、この部分は確定した処方ではなく、開かれた問いに近いということをはっきりさせておきます。

まず、時間と免疫の関係です。わたしたちの体の他の器官が年齢とともに変わっていくように、免疫系もまた生涯にわたって変化します。生まれたばかりのときの免疫系、盛りのときの免疫系、年月の深まった免疫系は、それぞれ異なる特性を見せます。この変化がどのように起こり、何がそれを形づくるのかは、科学者たちが今も活発に見つめている主題です。

次に興味深いのは、免疫系が外部の侵入者だけを監視しているわけではないという点です。免疫系は、わたしたちの体自身の細胞も絶えず見守っています。わたしたちの体では、毎日無数の細胞が新たに生まれて分裂しますが、その過程でときに正常から外れた細胞が生じることがあります。免疫系はこうした細胞までも監視の対象に入れ、自己と非自己を見分ける能力を内側にも働かせていると考えられています。免疫がただ外に向けた盾であるだけでなく、内に向けた鏡でもあるという事実は、深い余韻を残します。

これらの主題は、いずれもまだ大きく開かれた研究の辺境です。免疫系を覗き込めば覗き込むほど、新しい層が果てしなく現れ、一つの問いが解けると、その場所で十の新しい問いが湧き上がります。わたしたちがこの文章で見てきたのは、その広大な地形のほんの一部にすぎません。もしかすると、その果てしなさこそが、わたしたちの体が秘めたもっとも大きな驚きなのかもしれません。

のろしを上げる — インターフェロンと炎症の代償

自然免疫の話に少し立ち返り、まだ十分に見ていなかった二つの精巧な仕組みをさらに覗いてみましょう。一つはのろしのように危険を知らせる信号であり、もう一つはあらゆる防御にともなう代償についての話です。

隣人への警告 — インターフェロン

ウイルスが一つの細胞に侵入し、その中で増え始めると、感染した細胞はただ無力にやられているばかりではありません。最後の力をふりしぼって小さな信号物質を放ちます。これがインターフェロンです。インターフェロンはのろしのようなものです。一つののろし台に火が上がると、隣り合うのろし台が次々に火を上げて危険を遠くまで知らせるように、インターフェロンは周りのまだ無事な細胞たちに、敵が近づいたという警告を伝えます。

この警告を受けた隣の細胞たちは、あらかじめ防御の態勢を整えます。ウイルスが侵入しても簡単に増えられないよう、内側の戸締まりを固くするのです。いわば、一つの村が燃え始めたとき、その煙を見た隣の村々が、あらかじめ水桶を満たし門を閉ざすようなものです。このようにインターフェロンは、敵が本格的に広がる前に前線全体へ警戒令を出す、速くて賢い早期警報の仕組みです。インターフェロンという名前そのものが、ウイルスの増殖を妨げるという意味に由来するというのも興味深い点です。

あらゆる防御には代償がともなう — 炎症の二つの顔

先にわたしたちは、炎症がよく練られた作戦だと述べました。しかし、あらゆる強力な武器がそうであるように、炎症にも代償がともないます。戦いが繰り広げられる場所では、敵だけでなく周りの何でもない組織もときに損傷を受けます。火力を注ぎ込む戦場で、味方の建物の一部が壊れるのに似ています。短く激しく終わる炎症は感染を抑え込むのに欠かせませんが、それがあまりに長く続いたり、しかるべきときに収まらなかったりすると、かえって負担になりえます。

そのためわたしたちの体は、炎症を起こす能力と同じくらい、それを適切なときに収める能力も精巧に備えています。火をおこすことと同じくらい、火を消すことも大切なのです。よい軍隊が攻撃の命令と同じくらい停止の命令によく従わなければならないように、健やかな免疫系は、戦いを始める能力と止める能力のあいだの均衡の上に立っています。この微妙な均衡こそ、免疫系が解いていくもっとも難しい宿題の一つです。

一度の感染、その7日間の年代記

これまで出会った兵士たちが実際にどのように足並みをそろえるのか、一つの仮想のシナリオでたどってみましょう。あくまで理解を助けるための単純化した話であり、実際の経過は状況によって異なります。

0日目    指先の小さな傷から細菌が侵入。皮膚の城壁が突破される。
数分後   待機していたマクロファージが敵を食べ始め、警報物質を放つ。
数時間後  好中球が群れをなして押し寄せ合流。感染部位が赤く腫れる(炎症)。
1日目    樹状細胞が敵の断片を掲げてリンパ節へ出発。
2〜3日目  リンパ節で敵に合うT細胞とB細胞が目覚め、急速に増える。
4〜5日目  細胞傷害性T細胞が感染細胞を処理し、B細胞が抗体を放ち始める。
6〜7日目  抗体と兵士たちの合同作戦で敵がほぼ掃討される。炎症が収まる。
その後    一部のT細胞とB細胞が記憶細胞として残り、長くパトロールする。

この短い年代記のなかには、自然免疫の即座の防御、樹状細胞の情報伝達、獲得免疫の専用の対応、そして最後に残る記憶まで、わたしたちが見てきたほとんどすべての要素が順に登場します。ありふれた傷一つがふさがる数日のあいだに、わたしたちの体の中ではこれほど精巧な合同作戦が音もなく繰り広げられているのです。

身分証の正体 — わたしたちの体の分子の旗

ここまでわたしたちは、免疫の核心を身分証を検査することにたとえてきました。では、この身分証とはいったい何でしょうか。もう少し深く覗いてみましょう。

わたしたちの体のほとんどすべての細胞の表面には、一種の分子の旗が立てられています。この旗は人によって少しずつ異なる固有の模様を持っており、免疫系はこれを見て自分の体の細胞であると見分けます。まるで同じ部隊の兵士たちが同じ記章を付けた軍服を着て、たがいを見分けるようなものです。免疫系の兵士たちは、絶えずこの記章を確認しながらパトロールを続けます。

興味深いのは、この旗が細胞の内部の事情を外に知らせる小さな掲示板の役割も果たすという点です。細胞は自分の中でつくられたたんぱく質の断片をこの旗に載せ、表面に掲げます。ふだんは自分自身の正常な断片が掲示されていて、何の問題もありません。しかしウイルスが侵入して細胞の中で見慣れないたんぱく質をつくり始めると、その見慣れない断片が旗に載って外に現れます。細胞傷害性T細胞は、まさにこの掲示板を読んで、外から見ると何でもない細胞の中に敵が潜んでいることを見抜くのです。

言いかえれば、わたしたちの体の細胞は、ただ身分証を持っているだけではなく、自分の内部で何が起きているのかを絶えず外に報告しているのです。免疫系が細胞の中に隠れた敵まで見つけ出せる秘訣が、まさにここにあります。わたしたちの体は、このような透明な報告の仕組みの上で、内と外をともに守る緻密な監視網を保っているのです。

兵士たちの故郷 — 骨髄、胸腺、そして脾臓

これほど多くの兵士たちは、いったいどこで生まれ、育てられるのでしょうか。わたしたちの体には、免疫の軍隊を育て上げるいくつかの重要な拠点があります。これらの場所を知ると、免疫系が単に漂う細胞の群れではなく、よく整った補給と養成の仕組みを備えた組織であることを感じます。

すべての兵士の生まれた場所 — 骨髄

ほとんどすべての免疫細胞は、骨の中のやわらかい組織、すなわち骨髄で生まれます。骨髄は絶えず新しい兵士を打ち出す巨大な新兵養成所であり、生まれた場所です。マクロファージになる細胞も、好中球も、B細胞も、そしてのちにT細胞になる細胞の種も、すべてここに由来します。わたしたちの体は一日も休まず骨髄で途方もない数の新しい兵士を育て、戦場で消耗した兵力をせっせと補います。目に見えない骨の中で、このような巨大な生産が生涯にわたって続くという事実は、それ自体が驚きです。

厳しい訓練所 — 胸腺

先に少し出会った胸腺は、T細胞だけのための特別な訓練所です。骨髄で生まれたT細胞の種は胸腺へ移り、厳しい試験を受けます。この試験の核心はただ一つ、味方を敵と取り違えないか、です。自分の体の正常な細胞に反応する恐れのあるT細胞は、ここで容赦なくふるい落とされて取り除かれます。驚いたことに、胸腺に入ったT細胞のうち、試験を通って戦場へ出るのはごく一部にすぎないと考えられています。それほどまでに、わたしたちの体は味方への誤射を防ぐために大変な労力を注ぐのです。この厳しい自己検証こそ、免疫系が自己と非自己を見分ける能力の根です。

血液の中の検問所 — 脾臓

脾臓は、血液のためのリンパ節のような器官です。リンパ節がリンパ液を巡って敵を探すとすれば、脾臓は全身を巡る血液をこして、その中の侵入者や古い細胞をより分けます。血液という大きな道筋に置かれた検問所なのです。脾臓の中でも数多くの免疫細胞が待機して敵との出会いを待ち、血液に乗って入ってきた敵の情報をもとに対応が組織されます。骨髄が兵士を生み、胸腺が彼らを訓練し、リンパ節と脾臓が前線と道筋で敵を迎えるこの仕組みは、よく運営された一つの国の軍の体系を思い起こさせます。

錠前と鍵 — 精密さはどこから来るのか

獲得免疫の威力は、その驚くべき精密さから来ます。一つの抗体がただ一種類の敵にだけ合うということ、一つのT細胞が数多くの敵のなかで自分の相棒となるただ一つにだけ反応するということ。この精密さはどのようにして可能なのでしょうか。

その原理は、しばしば錠前と鍵にたとえられます。敵の表面には、それぞれ固有の形の突起、すなわち鍵穴があります。そしてわたしたちの体は、無数に多様な形の鍵、すなわち抗体や受容体をあらかじめ用意しておきます。どんな敵が入ってきても、その錠前にぴったり合う鍵を持つ兵士が、群衆のどこかにすでに存在している見込みが高いのです。敵が現れると、ちょうどその鍵を持つただ一つの兵士が選ばれて目覚め、すばやく自分の複製を増やして軍隊をなします。

この錠前と鍵の出会いが、すなわち免疫反応の出発点です。そして一度合わさった鍵は記憶細胞の形で保管され、同じ錠前が再び現れたときにただちに取り出して使えるようになります。わたしたちが先に見た、ほぼ無限の抗体の多様性、部品を組み合わせて生み出すあの爆発的な変奏は、まさにこの精密な出会いを可能にするための準備だったのです。免疫系のすべての精巧さは、結局この単純で美しい原理、ぴったり合う相棒を見つけることへと収れんしていくのです。

果てしない軍備競争 — 敵もまた進化する

これまでの話は、ともすると免疫系が一方的に優勢であるかのように聞こえたかもしれません。しかし真実はそうではありません。わたしたちの体の軍隊が精巧になるあいだ、敵たちもまたじっとしてはいませんでした。免疫と微生物の関係は、数億年にわたる果てしない軍備競争に近いものです。

細菌やウイルスは、驚くべき速さで世代を重ねながら姿を変えます。ある敵は表面の模様をたびたび着替えて免疫系の記憶をまこうとし、ある敵は先に見たように自分の身分証を隠して追跡を逃れようとします。免疫系が新しい防御策を整えると、敵はそれを突き破る新しい手を見つけ出します。この果てしないやり取りのなかで、双方ともにますます精巧になってきたのです。

毎年、同じ種類の風邪やインフルエンザが形を変えてまた訪れるのも、この軍備競争の一面として理解できます。敵が十分に姿を変えると、去年つくっておいた記憶の鍵が、今年の錠前にはうまく合わないことがあるからです。このように免疫は、一度勝てば永遠に終わる戦争ではなく、絶えず更新されなければならない長い対峙です。わたしたちの体が生涯にわたって新しい敵の名簿を増やし続けなければならない理由が、ここにあります。

この軍備競争という見方は、わたしたちに謙虚さと驚きを同時に与えてくれます。完全な勝利がないという点で謙虚さを、それでもわたしたちの体がこの果てしない競争のなかでおおむね均衡を保ち抜くという点で驚きを、です。免疫系は、敵を完全になくす軍隊というよりも、終わらない試合でしぶとく優位を守り抜く老練な選手に近いのです。

体と心、そして日常のリズム

免疫系は、わたしたちの体の他の部分から切り離されて単独で働く器官ではありません。むしろ全身のさまざまな体系と緊密に絡み合い、たがいに影響を与え合います。この部分もまた、確定した処方ではなく、科学者たちが探究している興味深いつながりの風景として受け取っていただければと思います。

たとえば、わたしたちの体の一日のリズムと免疫の関係がそうです。わたしたちの体には、昼と夜に応じて上がり下がりする自然な周期があり、免疫系のさまざまな活動もこのリズムと無関係ではないと考えられています。わたしたちが十分に休んで回復するあいだに、体の中の整備と再編が行われるという考えは、休息が単なる怠けではなく、一つの能動的な過程でありうることに気づかせてくれます。

心の状態と体の防御がたがいに通じ合うという点も興味深いものです。わたしたちが大きな緊張やストレスを経験するとき、その影響が体のさまざまな体系へ広がっていくという事実は、古くから観察されてきました。体と心を別々の二つの領域として見る長い習慣とは異なり、実際にはこの二つは緻密につながって一つの全体をなしているようです。免疫系を覗き込むことが、結局はわたしたち自身を一つの統合された生命として見ることへとつながる理由です。

ただし、くり返し強調しますが、こうしたつながりは依然として活発に研究される開かれた主題であり、単純な因果に還元するのは難しいものです。この文章が伝えたいのは、何かの生活指針ではなく、わたしたちの体が一つの部分としてではなく、たがいにつながった全体として自らを守り抜くという、その統合の驚きです。

もっとも大きな軍隊はどこにあるのか — 粘膜と腸の最前線

わたしたちは免疫を思い浮かべるとき、しばしば皮膚の下、血液の中で起きることを想像します。しかし、免疫系のもっとも巨大な部隊がどこに駐留しているのかを知ると、少し驚くかもしれません。それは、ほかでもないわたしたちの体の粘膜、とくに腸の中に広がる広大な最前線です。

考えてみれば当然のことです。わたしたちは毎日、食べ物とともに外の世界の無数の微生物を口から受け入れます。鼻から吸い込む空気にも微生物が混じっています。皮膚が堅固な城壁だとすれば、口から腸へと続く長く湿った通路は、絶えず外と接する、もっとも長く脆弱な国境です。だからこそ、わたしたちの体はまさにこの国境にもっとも多くの兵力を配置しておきました。免疫細胞の相当数がこの粘膜地帯に集まっていると考えられているのは、そのためです。

この最前線の任務はとくにやっかいです。先に見た微生物の同盟、すなわち腸の中のマイクロバイオームと平和に共存しながらも、その隙に紛れ込んだ本物の敵だけを選び出さなければならないからです。数えきれないほど多くの微生物がひしめく国境で、同盟には寛容を、敵には断固たる態度を、というこの絶妙な均衡取りが、日々行われています。わたしたちが大きな問題なく食べ物を食べて消化する平凡な日常の裏には、この巨大な最前線の部隊の絶え間ない分別と節制が隠れているのです。

この事実は、わたしたちに免疫についての新しい絵を描いてくれます。免疫系とは、ただ緊急のときに出動する応急部隊ではなく、もっとも混み合う国境に常駐し、平和と警戒を同時に保つ、老練で思慮深い管理者だという絵です。わたしたちの体のもっとも大きな軍隊は、華々しい戦闘ではなく、毎日の静かな分別のなかにその真価を現すのです。

小さな用語集 — まぎらわしい兵士たちの整理

ここまで多くの兵士や器官が登場しました。名前が似ていてまぎらわしいので、要点だけを短くもう一度整理しておきましょう。

マクロファージは、敵を丸ごと飲み込む大きな掃除屋です。自然免疫に属し、警報物質も放ちます。

好中球は、もっとも数の多い歩兵です。感染部位に真っ先に押し寄せ、膿はその跡です。

樹状細胞は、斥候であり伝令です。敵の断片を掲げてリンパ節へ行き、T細胞を目覚めさせます。

ナチュラルキラー細胞は、巡回する暗殺者です。身分証の消えた怪しい細胞を処理します。

ヘルパーT細胞は、作戦を指揮する司令官です。他の兵士たちに命令を下します。

細胞傷害性T細胞は、感染した細胞を直接取り除く特攻隊です。

B細胞は、抗体を生産する武器工場です。

抗体は、敵にだけ合うY字の形をした精密誘導兵器です。

記憶細胞は、一度出会った敵を覚えている記録保管所です。ワクチンが効果を発揮する土台です。

骨髄はほとんどすべての兵士の生まれた場所、胸腺はT細胞の訓練所、リンパ節と脾臓は敵を迎える検問所です。

補体は、血液の中を漂い、敵が現れると目覚める火力支援のたんぱく質です。

インターフェロンは、ウイルスに感染した細胞が隣人に送るのろしのような警告信号です。

こうして一か所に集めてみると、免疫系がいかに多様な専門の人材で織りなされた組織であるかが、ひと目で見えてきます。それぞれ異なる任務を担うこの兵士たちが足並みをそろえて動くとき、はじめてわたしたちの体の防御は完成するのです。

おわりに — 驚きを抱いて生きる

ここまでわたしたちは、体の中の軍隊の隅々を見てまわりました。いつも目覚めている常備軍である自然免疫、時間をかけて専用の武器をつくる精鋭軍である獲得免疫、決して敵を忘れない記憶細胞、天然痘を退けたワクチンの歴史、手洗い一つの偉大さ、そしてわたしたちの体の中でともに生きる微生物の同盟まで。

これらすべてが、いまこの瞬間にも、わたしたちが意識しないうちに休みなく働いています。わたしたちが健康に一日を過ごすということは、実はわたしたちの体の中の数多くの兵士たちが、その日も黙々と任務をやり遂げたという意味なのです。その事実を一度でも思い浮かべてみれば、ありふれて見えた一日が、少し違って感じられるかもしれません。

もう一度強調しますが、この文章は免疫についての一般的な科学の教養を伝えるためのものです。健康に関わる具体的な判断や決定は、必ず専門の医療者と相談されることをお勧めします。この文章が伝えたいのは、何かの処方ではなく、わたしたちの体が秘めている驚くべき秩序への驚きです。

考えるためのヒント

  • 免疫系が自己と非自己を見分けるとは、正確には何を意味するのでしょうか。もしこの見分ける能力がなければ、わたしたちの体にはどんなことが起こるのでしょうか。
  • 自然免疫と獲得免疫のうち一つしかなかったら、わたしたちの体はどんな弱点を持つことになるのでしょうか。
  • 微生物をひたすら敵とみなす見方と、同盟としてともに生きる見方は、わたしたちの健康の観念をどのように変えうるのでしょうか。
  • ジェンナーやゼンメルワイスのように、当時は認められなかった洞察がのちに日の目を見た事例は、ほかにもあるでしょうか。科学において新しい考えが受け入れられるまでの過程は、なぜそれほど遅いのでしょうか。

クイズでまとめる

学んだ内容を軽い問題で振り返ってみましょう。それぞれの質問をまず自分で考えてみてから、続く解説を読まれることをお勧めします。

問題1。自然免疫と獲得免疫のもっとも大きな違いは何でしょうか。

解説1。もっとも大きな違いは速さと精密さ、そして記憶の有無です。自然免疫はとても速く反応しますが、敵を一つひとつ見分けず粗く対応し、記憶を残しません。一方、獲得免疫は働き始めるまでに数日かかりますが、特定の敵に正確に合わせて対応し、一度出会った敵を記憶細胞として覚えておきます。

問題2。わたしたちが傷口で見る膿の正体は何でしょうか。

解説2。膿は主に、感染した場所で敵と戦って犠牲になった好中球の残骸です。好中球は白血球のなかでもっとも数の多い歩兵で、敵を攻撃する過程で自分自身もともに消耗します。膿は、激しかった戦闘の跡なのです。

問題3。ワクチンはどのようにわたしたちを病気から守るのでしょうか。

解説3。ワクチンは、病を起こせないように弱めたり殺したりした微生物、またはその一部の断片をわたしたちの体に知らせます。免疫系はこれを敵と認識して対応の訓練を行い、その結果として記憶細胞を残します。のちに本物の敵が侵入すると、すでに準備された免疫系がただちに強力に反応します。実戦を経ずに受ける模擬訓練にたとえることができます。

問題4。ワクチンという言葉は、どんな動物と関係があるのでしょうか。

解説4。雌牛です。エドワード・ジェンナーが牛からうつる牛痘を用いて天然痘を予防したことに由来して、ワクチンという言葉そのものが雌牛を意味するラテン語から生まれました。この言葉は免疫学の歴史の決定的な瞬間を永遠に記念しています。

問題5。わたしたちの腸の中に住む数多くの微生物の共同体を何と呼び、彼らは敵でしょうか同盟でしょうか。

解説5。この微生物の共同体をマイクロバイオームと呼びます。そのなかの相当数は敵ではなく同盟です。消化を助け、一部の栄養素をつくり、有害な微生物の侵入を防ぎ、免疫系の発達と均衡にも貢献していると考えられています。免疫系の任務は、すべての微生物をなくすことではなく、敵と同盟を精巧に見分けることなのです。

参考資料

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