『Happy Accidents』(2011年)は、医学における最大の発見のいくつかにおいて、誤った仮定、ありそうもない状況、そして全くの幸運がいかに貴重な役割を果たしてきたかを探求します。抗生物質から抗うつ剤、心臓外科から化学療法まで、今日の最も重要な医薬品や治療法のいくつかは、セレンディピティ、つまり何かを探しているうちに別の何かに偶然出くわすことの産物です。放射線科医モートン・A・マイヤーズが、医学における最も幸運な発見の数々に関する驚くべき実話を明らかにします。
あなたは何を得られるか？医学における最も幸運な発見の真実の物語を発見しましょう。
科学的発見のプロセスを想像するとき、私たちは白衣を着た優秀な男女が、複雑な問題に勤勉かつ体系的に取り組み、そしてある日 — 「Eureka！（わかった！）」— 彼らの努力が報われ、ついに独創的な解決策を発見する、という姿を思い浮かべがちです。
しかし、現実の生活と同じように、科学的発見は、私たちの頭の中にある理想化されたバージョンよりもはるかに混沌としています。その理想化されたイメージは、メディアだけでなく、多くの科学者自身によっても促進されています。結局のところ、しばしば、大きな科学革命の先駆けとなった偉大な発見は、偶然に起こったのです。
この要約では、前世紀における最も偉大な医学的発見のいくつかにつながった、劇的で、滑稽で、時には全くありそうもない状況について語り、そのような発見をもっと促進するために、現在の医学研究システムをどのように変えられるかを考察します。
この要約では、以下のことがわかります。
- カビの生えたペトリ皿が、どのように細菌感染症治療の基礎を築いたか
- 第二次世界大戦中の悲劇的な事件が、どのように癌との戦いの幕を開けたか
- 結核の薬が、どのようにして最初の抗うつ剤になったか
多くの偉大な医学的発見は、セレンディピティの結果です。
ヴィルヘルム・レントゲンは、1885年にクルックス管の実験をしていたとき、X線を発見するつもりはありませんでした。暗くした研究室で奇妙で予期しない蛍光を偶然発見したからこそ、彼はさらに調査することにし、現代医学において最も重要な診断ツールの一つの発明につながる電磁線を発見したのです。
レントゲンの経験はそれほど珍しいことではありません。医学の歴史を通じて、偶然の発見が、私たちが病気を理解し治療する方法における大きな進歩につながってきました。
特に薬理学では、研究者が特定の病気のための薬を開発しようと何年も費やした末に、まったく異なる作用を持つ物質に偶然出くわすことは珍しくありません。
例えば1947年、ジョンズ・ホプキンス病院の2人のアレルギー専門医が、蕁麻疹の治療のために、ある若い女性に新しい抗ヒスタミン薬を投与しました。数週間後に再検査のために彼女が戻ってきたとき、彼女は発疹が消えただけでなく、生涯悩まされてきた車酔いもなくなったと嬉しそうに報告しました。
この副作用を確認するための大規模な臨床試験の後、当初抗ヒスタミン薬として考えられていたこの薬は、現在では誰もが知る乗り物酔いの治療薬ドラマミンとして発売されました。
同様の話は、プロザック、バイアグラ、アスピリンなど、ほんの数例を挙げても多種多様な薬の開発につながっており、これらすべての発見に共通する原因を一つ挙げるとすれば、それはセレンディピティ（偶然の発見）です。これは、何かを探している人が、最終的に、より大きな価値を持つ別の何かを見つけてしまうという現象です。
では、なぜ誰も医学研究におけるセレンディピティの役割について語らないのでしょうか？
科学者自身が、医学研究における偶然、誤り、運の重要性を過小評価することがよくあります。論文を書く際に、予期せぬ結果に合わせて後から仮説を変更し、まるで最初からすべてわかっていたかのように見せかけることさえあります。多くの人が、賞や賞金を受け取った後になって初めて、自分たちの突破口のセレンディピティ的な性質を認めます。
医学生や同僚の専門家、一般の人々に対して、科学研究の誤ったイメージを描くことになるため、これは残念なことです。運は恥じるべきものではありません。結局のところ、予期せぬ発見を有用な新しい医学的洞察に変えるためには、理性、直感、想像力を備えた創造的な精神がそれを捉えることが依然として必要なのです。
最初の化学薬品は、ヨーロッパの染料産業によって意図せず製造されました。
私たちの世界を支配する何百万もの小さな生物、つまり細菌や原生動物を初めて観察したのは、1700年代後半のオランダのビジネスマンであり独学の科学者であったアントニ・ファン・レーウェンフックでした。彼は顕微鏡を作ることを趣味としていました。レーウェンフックは胡椒がなぜ辛いのかを解明しようとしました。彼は胡椒の実の表面に小さな鋭い棘があると考えましたが、代わりに何千もの「微小な動物」を発見したのです。
レーウェンフックは最初の細菌の発見と分類に計り知れない役割を果たしましたが、人間の健康にとってのそれらの重要性は理解していませんでした。19世紀後半、フランス人のルイ・パスツールは、そのような微生物が多くの一般的な病気の原因であることを確認しました。彼とドイツ人科学者のロベルト・コッホは、細菌学を立派な医学分野へと変貌させました。コッホは、腸チフス、淋病、肺炎、その他多くの病気の原因菌を発見しました。
晩年、コッホは若いユダヤ人医師パウル・エールリッヒと密接に協力しました。エールリッヒは化学への情熱を持っており、キャリアの初期に、細菌、神経線維、細胞、その他の組織を顕微鏡下でより見やすくする染色技術を開発しました。彼は使用した化学染料をメチレンブルーと呼び、最も有名なのは結核の原因となる桿菌を検出するためにそれを使用したことです。当時隆盛を誇ったヨーロッパの染料産業の多くの製品と同様に、メチレンブルーは石炭を燃やす際の化学的副産物であるコールタールから作られていました。
エールリッヒでさえ、そのような化学物質が着色以上のことができるとは期待していませんでした。しかし、寄生虫感染症のカエルへの影響を観察した後、彼はメチレンブルーに鎮痛効果があるかもしれないと仮説を立てました。1891年、彼は軽度のマラリアに苦しむ船乗りに実験的にそれを投与しました。喜ばしいことに、その船乗りは完全に回復しました。
エールリッヒはすぐに結びつけました。もし人体のマラリア原虫が染料に反応するならば、他の病気の治療に役立つかもしれない他の化学物質が存在すると考えるのが理にかなっています。
エールリッヒはこの新しい治療法を「化学療法」と呼び、薬として使用できる他の非毒性の化合物を見つけることに着手しました。1910年、何年にもわたる厳格な試験の末、彼は梅毒に効果的な化学薬品をついに発見しました。
病気が化学化合物で治療できるという革命的な新しい考え方は、医学を永遠に変えました。それはまた、最初の製薬会社を生み出しました。製薬大手のヘキストとバイエルは、化学実験室を使って有用な薬を製造できることに気づく前は、染料会社としてスタートしたのです。
最初の抗生物質は、ありそうもない一連の偶然の出来事によって発見されました。
1928年、アレクサンダー・フレミングという内気なスコットランドの細菌学者が、医学を永遠に変える発見をしました。
当時、フレミングは、おでき、膿瘍、その他の厄介な感染症から採取した黄色ブドウ球菌の培養に取り組んでいました。同僚からよくだらしがないと叱られていたフレミングは、使用済みのペトリ皿を作業机の上に積み上げておく癖がありました。ある日、数日間家を空けてからロンドンの研究室に戻ったとき、彼はそのうちの一つがカビで汚染されているのを発見しました。
ペトリ皿を調べたとき、フレミングはカビの周囲のある範囲で、ブドウ球菌が除去されていることに気づいて驚きました。
調査の結果、フレミングは、そのカビが当時ペニシリウム・ノタタムとして知られていた非常に珍しい生物であり、その胞子がどういうわけか下の階の真菌学研究室からフレミングの研究室に侵入したことを突き止めました。同じくらいありそうもないことに、ちょうどその頃、ロンドンは最初に寒波に見舞われてカビの成長を許し、その後暑い時期が続いて細菌の成長を促進しました。こうしたありそうもない状況だったからこそ、フレミングは細菌に対するカビの奇跡的な効果を観察することができたのです。
しかし驚くべきことに、カビが生成する殺菌物質を分離し、いくつかの有望な試験を行ったにもかかわらず、フレミングは、当時蔓延していた梅毒菌でその新物質を試験したり、動物で試したりすることを決して考えませんでした。彼の「だらしなさ」は、まったく予期せぬ革命的な発見、つまり世界初の抗生物質へと彼を導きましたが、細菌学者としての視野の狭さのために、この発見の医学にとってのより大きな有用性を見ることができませんでした。
1940年にペニシリンの画期的な力を証明したのは、別の科学者グループでした。米国の科学者フローリー、チェイン、ヒートリーは、ペニシリンが連鎖球菌の致死量に感染したマウスを治癒できることを示す研究を実施しました。1年後、彼らはそれを人間で試し、連鎖球菌またはブドウ球菌感染症で重篤な状態にあった4人の子供を奇跡的に治しました。
当初は軍事機密でしたが、抗生物質は第二次世界大戦において決定的な要因となり、生命を脅かす感染症にかかった無数のアメリカ兵の命を救いました。戦後、科学者たちがはるかに多くの殺菌性ペニシリンを生産するカビの変種を発見すると、最初の抗生物質が同じブランド名で発売されました。人類史上初めて、肺炎から淋病、ジフテリアに至るまで、それまで治療不可能だった感染症が治癒可能になったのです。
第二次世界大戦中の悲劇的な船舶事故が、癌との戦いの幕を開けました。
1943年12月2日、第二次世界大戦の真っ只中、ドイツ空軍はイタリアのバーリ港に駐留する連合軍の船舶に対し、運命的な空襲を実施しました。
空襲自体はわずか20分しか続きませんでしたが、各船の爆発が他の船を誘爆させ、何百人もの兵士が火災で死亡しました。逃げようとした他の者たちは、アドリア海に身を投げました。
生存者は油まみれの海水から救助され、毛布に包まれましたが、数時間後、彼らは皆、当惑させる症状を示し始めました。目は涙でひりひりし、痙攣し、皮膚は剥がれ始め、血圧は劇的に低下しました。さらに、医師たちは負傷者に奇妙な無気力状態があることに気づきました。彼らの多くは傍観者に「かなり気分が良い」と話し、その数秒後に死亡しました。その後数日間で、負傷者のうち83人がこのようにして死亡しました。事故直後に油をなんとか洗い流した者だけが生き残りました。
米国は若い軍医スチュワート・アレクサンダー中佐を派遣し、この奇妙な事件を調査させました。化学戦の訓練を受けていたアレクサンダーは、イギリス船の一隻がマスタードガス（ナイトロジェンマスタードからなる危険な化学兵器）を積んでいたという結論に達しました。
空襲の際、マスタードガスが船の一隻から漏れ出し、海水で希釈され、その影響は数日かけて徐々に現れたのです。犠牲者の検死を監督したアレクサンダーは、この遅効性の毒による別の奇妙な影響、つまり犠牲者全員に白血球、すなわちリンパ球の劇的な減少が見られることに気づきました。
アレクサンダーはすぐに、病気の骨髄がリンパ球の過剰産生を引き起こすリンパ腫や白血病のような癌に、この危険な化学物質を応用できる可能性があると考えました。米国に戻り、彼はその発見を他の科学者たちと共有しました。
1949年、数年にわたる臨床試験の後、ナイトロジェンマスタードをベースにした薬剤マスタルゲンが、新しく設立された食品医薬品局（FDA）によって承認された初の癌化学療法薬となりました。それは決して完璧な治療法ではありませんでした。縮小させた腫瘍はしばしばさらに攻撃的に再発し、多くの不快な副作用もありました。しかし、初めて癌は治療可能な状態であるように思われました。悲惨な悲劇から、新たな希望が生まれたのです。
一連の医療ミスが、現代の心臓外科への道を切り開きました。
長い間、医師たちは人間の心臓とその主要動脈は外科手術では侵せないものと考えていました。19世紀にドイツの科学者アルベルト・フォン・ケリカーとハインリッヒ・ミュラーが、心筋がどのように電気的活動を利用して血液を送り出すかを偶然発見して以来、医学は心臓の働きについて深い洞察を得続けてきました。しかし、1950年代になっても、医師たちはこの繊細で生命維持に不可欠な臓器や、その直接の血液供給路に直接干渉するのは危険すぎると考えていました。
これは不幸なことでした。なぜなら、20世紀初頭、心臓病がアメリカの最大の死因の一つであることがますます明らかになっていたからです。今日でも、米国の成人人口の17パーセントもの人々が何らかの心臓疾患を抱えています。
最終的に、人間の心臓を覆う恐怖と謎を打ち破ったのは、一人の不用心な医療助手でした。
1958年、オハイオ州クリーブランドクリニックの小児心臓専門医メイソン・ソーンズは、彼の助手が心臓疾患の患者にカテーテルを挿入する際、細い動脈の代わりに誤って心臓に直接挿入してしまうのを恐怖のあまり見ていました。診断スクリーニングのために周辺の動脈を準備するための造影剤が、直接心臓と主要動脈に流れ込みました。
恐ろしい数秒間、患者の心拍は停止しました。しかし、ソーンズが咳をするように頼むと、心臓は再び動き始めました。関係者全員に深刻な衝撃を与えたにもかかわらず、この事故は、大惨事を招かずに主要動脈に診断用の液体を注入することは不可能だという長年の見解を覆しました。
1962年までに、ソーンズは、自分の手技が冠動脈造影と呼ばれる完全な手技を可能にする特別なカテーテルを考案しました。心臓と主要動脈はもはやスクリーニングの立ち入り禁止領域ではなくなったのです。
1963年、オレゴン州ポートランドにあるオレゴン大学の放射線科医チャールズ・ドッターもまた、医学における天の恵みとなる手の滑りを経験しました。骨盤内の主要動脈の閉塞がある患者を診察していたドッターは、誤って閉塞部位をカテーテルで突き破り、血管の閉塞を解除してしまったことを発見したのです。
死体でのさらなる研究の後、ドッターは、左足に初期の壊疽の兆候があり寝たきりになっていた38歳の女性に、改良した閉塞解除技術を試みました。現在ドッタリングとして知られる技術で、彼は閉塞した動脈を徐々に拡張しました。足への血流が回復し、ほどなくして女性は再び歩けるようになりました。今日では、かつてはリスクの高かったこの手術は、標準的でほとんどありふれた医療処置になっています。
精神科で使用される気分に作用する薬のほとんどは、予期せぬ副作用を持つ異なる種類の薬としてそのキャリアをスタートさせました。
おそらく、精神薬理学（私たちの気分や行動を変えることを目的とした化学物質に関する科学）ほど、まったく無関係な薬の意図しない副作用から明らかに恩恵を受けてきた医療分野は他にないでしょう。
例えば、統合失調症の症状を劇的に軽減する薬であるトラジンは、抗ヒスタミン薬の探索の一環として1950年代に発見されました。精神薬理学における他の二つの主要な発見、リチウムと抗うつ剤も、同様の偶然の方法で発見されました。
1948年、オーストラリア人のジョン・ケイドは、双極性障害患者の躁状態が尿酸の過剰産生によって引き起こされるという誤った仮説を立てました。彼の理論を検証するために異なる量の尿酸を含む溶液を調製するにあたり、彼はこの非常に溶けにくい酸を溶解する問題に苦労しました。解決策は、それを溶解するのを助ける塩であるリチウムという形で見つかりました。
その溶液をモルモットに注射したところ、リチウム溶液が尿酸の毒性から彼らを保護するだけでなく、通常は臆病で神経質な動物に精神安定効果をもたらすことを発見しました。
ケイドはまず自分自身で、後に数人の躁病患者でリチウムの試験を行い、その鎮静効果を確認しました。50年代と60年代には、躁病の治療に広く使用されるようになり、その治療効果は製薬会社を超えて宣伝されました。「ビブ・ラベル・リシエイテッド・レモンライム・ソーダ」、略してセブンアップは、アメリカ人にリチウムの鎮静効果をもたらすと主張しました。
双極性障害の「もう半分」であるうつ病に対する根本的に新しい治療法が、同じ頃に発見されました。1953年、ニューヨークの精神科医ネイサン・クラインは、新薬セルパシルで高血圧の治療を受けた患者がうつ状態になる傾向があることに気づきました。
クラインは調査の結果、セルパシルの有効成分が、脳内の三大化学伝達物質であるセロトニン、ドーパミン、ノルアドレナリンを分解する酵素モノアミン酸化酵素（MAO）を促進することによって、それらのレベルを低下させることを突き止めました。したがってクラインは、MAOを阻害する薬がうつ病の治療に使用できる可能性があると推論しました。
そのような薬は少し後になって、予期せぬ形で現れました。イプロニアジドは、以前は致命的だった結核を治療するために開発された全く新しい薬でした。それは既知のMAO阻害剤であり、イプロニアジドで治療された結核患者はしばしば多幸感を抱くようになりました。少し後、イプロニアジドとその誘導体は、FDAによって最初の抗うつ剤として承認されました。
それらは、プロザック、パキシル、ゾロフトなど、脳内でセロトニンのみを促進することによって作用する、より安全な現代の抗うつ剤の開発への基礎を築きました。
胃潰瘍の細菌性の原因を発見するには、医学の新人の外部の視点が必要でした。
胃潰瘍は厄介でありながら驚くほど一般的な状態で、現在約500万人のアメリカ人が罹患しています。潰瘍は基本的に胃の内壁にできる開いた傷であり、慢性胃炎、炎症、痛みを引き起こす可能性があります。
長い間、潰瘍はストレス、タバコの消費、または食事による胃酸の過剰産生によって引き起こされると信じられていました。「シッピー食」のような悪名高い治療法は、胃酸のレベルを下げようとする無駄な試みとして、卵、牛乳、クリーム以外は何も摂取しないように人々に助言しました。
しかし1979年、オーストラリアのパースにある病院の病理医J・ロビン・ウォーレンが、胃潰瘍の理解を完全に覆す発見をしました。胃炎患者から採取した生検サンプルを調べていて、彼は胃の細胞に混じって多数の細菌がいるのを発見して驚きました。当時、科学者たちは人間の胃の過酷で酸性の環境で生き残れる細菌はいないと信じていました。
その後数年にわたり、ウォーレンは調査を続け、その奇妙な細菌が通常、持続的な胃の炎症と関連して現れることを発見しました。しかし、多くの試みにもかかわらず、ウォーレンは消化器病専門医に自分の発見に興味を持ってもらうことができませんでした。当時、胃に細菌がいるという考えは、あまりにも馬鹿げているように思われたのです。
助けは、内科研修を始めたばかりの29歳のバリー・マーシャルからもたらされました。消化器病学の分野に新しかった彼は、同僚たちと同じように深く根付いた信念を持っておらず、潰瘍が細菌によって引き起こされる可能性があるというウォーレンの考えに対してはるかに受容的でした。
1981年、実験として、マーシャルは重度の胃痛を持つ患者を抗生物質で治療し、彼らの胃炎が治まったことを知って大喜びしました。
次にマーシャルは、ウォーレンが発見した謎のらせん状細菌を分離して培養しようとしましたが、彼の試みは繰り返し失敗しました。しかし、長いイースターの週末から戻った後、彼は捨てるのを忘れていたプレート上で細菌のコロニーが繁殖しているのをようやく見つけました。そのコロニーは全く新しい属の細菌に属しており、彼は単にそれらが成長するのに十分な時間待っていなかったことが判明しました。
その胃の細菌はヘリコバクター・ピロリと名付けられました。ウォーレンとマーシャルは後に、それが全人類のほぼ半数に存在し、一部の人では胃酸の分泌を刺激して、胃潰瘍、慢性胃炎、さらには胃癌のような状態を引き起こすことを発見しました。2005年、二人の男はその革命的な発見によりノーベル賞を受賞しました。
偶然の発見を促進するために、現在の医学研究システムを変革する必要があります。
これまでの要約で示してきたように、過去1世紀における多くの重要な医学的発見は偶然に起こりました。一つの道を追求したり、完全に間違った仮説に従ったりするうちに、科学者たちは他の予期せぬ発見に遭遇し、それらの驚きを貴重な医学的知識に変えたのです。
過去20年間で、そのような偶然の発見は著しく減少しました。その理由は、医学研究の状況が劇的に変化したからです。
20世紀半ばまで、ほとんどの研究は、フランスのパスツール研究所、ドイツのコッホ研究所、米国のロックフェラー財団など、評価の高い大学や私立機関によって資金提供されていました。これらの機関は、科学の基本原理を探求することに関心のある好奇心旺盛な人々に、設備の整った研究室と快適な奨学金を提供していました。
しかし第二次世界大戦後、米国における二つの新しい政府機関、国立衛生研究所（NIH）と国立科学財団が、研究のための主要な助成機関となりました。彼らは医学研究を、計画的で体系的な調査と厳格な試験を推し進める中央集権的で官僚的なシステムに変えました。これは結果的に、画一性を助長し、革新性を抑圧します。
研究提案の選定におけるNIHの「ピアレビュー」システムを考えてみてください。NIHは年間約43,000件の提案を受け取り、そのうち22％が3年から5年の期間にわたって資金提供を受けるために選ばれます。どの提案に資金提供するかについての決定は、現在その分野で活動している他の科学者の委員会によって行われます。これは民主的なプロセスですが、もちろん、すでにその分野で働いている科学者には、自分たちの既存の信念が確認されることに既得権益があります。
さらに、大手製薬会社は、真に革新的な薬の研究を支援することから、既存の薬のマーケティングを単に増やす方向に軸足を移しました。1997年にFDAが医薬品広告に関する規制を解除して以来、製薬マーケティングは42億ドル規模の産業に成長しました。大企業が新薬の開発に投資する代わりに、医薬品のリブランディングに資金を費やすのはあまりにも一般的です。
最後に、今日の医学生は、科学の最も偉大な発見のいくつかの偶発的な性質についてはほとんど教えられず、代わりに規則に従って行動するよう訓練されています。
しかし、画期的な発見は常にルールからの逸脱です。それらは常に驚きであり、驚きは計画できません。
しかし、好奇心、創造性、そして型にはまらない思考を育むために現在の医学研究システムを回復し変革することは、発見がより起こりやすい環境、つまり科学におけるセレンディピティを促進する環境を作り出す可能性があります。
最終的なまとめ
この要約の中心的なメッセージ：
医学における最も偉大な発見の多くは、体系的な研究の結果ではなく、セレンディピティ（偶然の発見）の結果でした。つまり、優れた頭脳が、探していたわけではない解決策に偶然出くわし、後からその問題を解明しなければならなかったのです。抗生物質、心臓外科、化学療法、抗うつ剤などの基本的な薬や治療法は、悲劇的で、滑稽で、しばしばありそうもない状況下で偶然発見されました。だからこそ、医学研究において創造性、探求、さらには無目的性や誤りのための余地を作ることが不可欠なのです。
