『免疫』（2015年）は、人体の偉大な守護者である免疫システムについての入門書です。免疫応答がどのようにしてあらゆる種類の病気、さらにはがんから私たちを守るのか、そして免疫システムの機能不全がどのような深刻な問題を引き起こすのかを詳細に解説しています。
本書から得られること：体が感染症とどう闘うのかを学ぶ
私たちは毎日、常に感染症に囲まれています。絶え間ない病気との隣り合わせの生活から私たちを守っているのは、たったひとつ——免疫システムだけなのです。
免疫システムの重要性は、いくら強調してもしすぎることはありません。本書で見ていくように、免疫システムはウイルスや細菌に対する驚くべき盾として機能し、もし何らかの理由で機能しなくなれば、命に関わる結果を招くこともあります。
ワクチンによる免疫の活性化効果から、がんとの闘いにおいて免疫が果たす可能性のある役割まで、本書は免疫の歴史、科学、基本原理を案内します。
さらに、以下のようなことも学べます：
- 18世紀の乳搾り娘たちがワクチン接種の発見につながった経緯
- 粘液が免疫応答に不可欠な理由
- 免疫システムが機能不全に陥ったときに起こる恐ろしい事態
免疫システムは病気と闘う鍵であるが、危険な側面もある
多くの人に尋ねれば、免疫システムは良いものだと答えるでしょう。何しろ、特に医学の助けを得た人間の免疫システムは、ウイルス、細菌、あらゆる種類の病気から私たちを守ってくれるのですから。しかし、この力には落とし穴が伴います。免疫応答が何らかの形で狂ってしまうと、体に壊滅的な打撃を与え、命に関わる病気を引き起こすことがあるのです。
体は絶妙なバランスを保たなければなりません。この点を明確にするために、免疫学者の間で有名な事例を見てみましょう。
何千年もの間、天然痘を引き起こすウイルスは人類を苦しめてきました。数億人の命を奪いましたが、1980年5月8日、世界保健機関（WHO）は天然痘の根絶を宣言しました。
しかし、どうやって打ち勝ったのでしょうか？
ワクチン接種による免疫システムの強化です。この技術を発見したのは、18世紀のイギリス人医師エドワード・ジェンナーでした。彼は、乳搾り娘たちがより軽症ですむ牛痘に感染することが多く、回復すると天然痘に免疫を持つようになることに気づきました。ジェンナーは2つのウイルスが密接に関連していることを知っており、人間を意図的に牛痘にさらすことで天然痘から守れるのではないかと仮説を立てました。
こうして、体内でウイルスを殺す細胞を生成する免疫応答を活性化させる「ワクチン接種」が誕生しました。この発見により、WHOは1967年に天然痘根絶キャンペーンを開始し、大規模なワクチン接種によって驚くべき成果を上げました。
しかし、ワクチン接種が引き起こすのと同じ免疫応答が、恐ろしい形で誤作動を起こすこともあります。
実際、糖尿病は免疫システムの機能不全の結果です。通常、患者自身の組織が免疫応答の標的になることはありません。しかし、1型糖尿病の患者の免疫システムは自分の体そのものを攻撃し始めます。その結果、T細胞と呼ばれるウイルスを殺す細胞が、血糖値の調節に重要な役割を果たす体自身のインスリン産生細胞を破壊してしまいます。この免疫機能不全の結果が、深刻で命に関わることもある糖尿病なのです。
人体には3種類の免疫応答と、免疫を司る3つの法則がある
免疫システムは不可欠であると同時に危険でもあります。では、免疫システムが感染症に応答して戦い始めるとき、正確には何が起こるのでしょうか？
実は、人体には病気を引き起こす病原体に対する3種類の異なる免疫応答があります。1つ目は、細菌などの潜在的な危険が細胞にアクセスして感染するのを防ぐ物理的バリアを構築することです。
例えば、人間の気道は細菌を捉える粘液の物理的バリアで覆われています。細菌がこの膜に阻止されると、飲み込まれて胃酸によって破壊されるか、吐き出されるかのどちらかです。
2つ目の免疫の形態は自然免疫と呼ばれます。この応答は、特定の細胞が危険な細菌の可能性があるものを検出し、他の細胞がそれらを撃退するのを助けるときに起こります。
そして3つ目は適応免疫です。その仕組みは次のとおりです：
自然免疫応答では、ある種類の細菌と戦う細胞はすべて、病原体を見つけて破壊する同じ能力を持っています。しかし適応免疫応答では、特定の病気などの特定の脅威と戦うのに特に適した、非常に特殊化された細胞が生成されます。そして体が回復した後も、これらの細胞の一部は体内に残り、将来の攻撃に備えて体を武装させます。
つまり、免疫システムには3つの応答方法がありますが、さらに免疫を司る3つの基本的な法則があります。1つ目は普遍性の法則で、免疫システムは事実上あらゆる脅威に対して、病原体を見つけて攻撃する特殊な抗体を生成できるというものです。
2つ目の寛容の法則は、免疫システムが宿主自身の体細胞を攻撃しないというものです。そして3つ目の適切性の法則は、各病原体には特定の免疫応答が必要であること、またいつ応答し、異なる脅威にどう対処すべきかを規定しています。
次の章では、さらに詳しく見ていきます。
普遍性の法則は、20世紀初頭から医学界で議論されてきた
普遍性の法則に関して最大の疑問は、免疫システムがどのようにして特異性を持って作用できるのかということです。つまり、異なる脅威——抗原と呼ばれるもの——を効果的に破壊する高度に特殊化された抗体を、どうやって生成できるのでしょうか？
この疑問に答えるには、特異性の理論と普遍性の法則を最初に提唱した科学者たちの足跡をたどる必要があります。その道のりは、特異性を説明する理論を初めて構築したドイツの科学者パウル・エールリッヒから始まります。
1901年、エールリッヒは、抗体が抗原の標的となる分子に似ているという考えを提唱しました。その論理は、抗原が騙されて抗体に近づき、抗体がそれを攻撃するというものです。抗体は血液中に存在するため、抗原が破壊しようとする細胞に到達する前に、抗体が抗原と結合できます。
しかし、エールリッヒの理論には重大な欠陥がありました。
その理論の予測は、抗原の世界はかなり限られており、標的とする細胞に結合できる分子に限定されるというものでした。しかしわずか数年後、実際にはほとんどあらゆる化合物がタンパク質と結合すれば抗原になりうることが判明しました。つまり、抗原の世界は事実上無限であり、エールリッヒの考えは根拠のないものだったのです。
1950年代には、科学者のデビッド・タルマージとフランク・マクファーレン・バーネットが、適応免疫応答に不可欠な白血球であるリンパ球に基づいた、より優れた特異性の理論を考案しました。
彼らは、各リンパ球が異なる抗原認識受容体を持っており、特定の抗原を認識できるリンパ球の数は限られていると推論しました。つまり、特定の抗原が体内に入り、それに対応するリンパ球に認識されると、その特異的な抗体が大量に生成——「クローン化」——されることで活性化されるのです。クローン選択と呼ばれるこの理論は、現在では医学界に広く受け入れられています。
寛容の法則：免疫応答が身体自体を傷つけるのを防ぐ
家庭に銃があると誰かが撃たれる可能性が高まる——これは常識です。では、体内の兵器庫、つまり抗体が身体自体に向けられないようにしているのは何でしょうか？
実際、そのような攻撃が起こることもありますが、免疫の第二法則である寛容の法則が通常はそのような破局を防いでいます。それは、自己攻撃を抑止する特定の細胞を送り込むことによって行われます。
抗体が宿主を攻撃する免疫システムの機能不全、つまり自己免疫応答は時々起こりますが、通常は特定の細胞によって防がれています。これらの細胞は制御性T細胞、略して「Treg（トレッグ）」と呼ばれます。Tregは、ウイルスに感染した細胞を殺す能力を持つ通常のT細胞を制御することで機能します。
実際、Tregを生成できないことが自己免疫応答を引き起こす原因となります。例えば、科学者R.S.ウィルディン、S.スミク・ピアソン、A.H.フィリポビッチによる2002年の論文では、生後まもなく一連の自己免疫応答（1型糖尿病を含む）に苦しんだ少年の不幸な事例が詳述されています。
彼はすぐに中耳炎を発症し、続いて下痢と肺炎を患いました。彼の医学的問題は、Tregの発達を妨げる遺伝子変異によるものであることが判明しました。
しかし、これは人間だけの問題ではありません。実際、ラットの実験でも自己免疫応答が見つかっています。例えば、2000年代初頭、オックスフォードの科学者フィオナ・パウリーとドン・メイソンは、「ヌードラット」と呼ばれる特定の種類のラットで実験を行いました。このラットはT細胞免疫システムを発達させないことがわかっています。
科学者たちが正常なラットからTregを含まないT細胞をヌードラットに移植したところ、げっ歯類たちはさまざまな自己免疫応答を経験し、T細胞の潜在的に自己破壊的な力を制御するにはTregが必要であることが示されました。
免疫の第三法則：各病原体には適切な免疫応答が必要とされる
病気を引き起こす病原体は、人体のどこにでも生息し、さまざまな理由で病気を引き起こす可能性があることをご存じでしょうか？実際、ある病原体は私たちの体の細胞に明確に毒性を持ち、感染と即時の破壊を引き起こしますが、別の病原体は細胞内に侵入してその中に住み、しばしば細胞の機能を完全に変えて、がんなどの病気につながることもあります。
各病原体は異なるため、それぞれに適した免疫応答が必要です。これが免疫の第三法則——「適切性の法則」です。
例えば、免疫応答には適切な病原体殺傷T細胞が必要であることが現在わかっています。カリフォルニア大学サンフランシスコ校の科学者兼医師であるリチャード・ロクスリーは、免疫応答において適切なT細胞を使用することが絶対に不可欠であることを示しました。
ロクスリーは、リーシュマニア・メジャーと呼ばれる寄生虫に感染したマウスを対象に実験を行いました。感染を制御できたマウスもいれば、できなかったマウスもいました。ロクスリーが証明したのは、この免疫の差は応答の強度によるものではなく、各マウスのT細胞が寄生虫に対してどれほど適切かによるものであるということでした。
では、なぜ一部のげっ歯類は他のものより適切な応答を示したのでしょうか？
それは特定の細胞の力に関係しています。脅威を解釈し、正しい免疫応答を促す特殊な細胞があるのです。これらの細胞は樹状細胞として知られ、T細胞の活性化において重要な役割を果たし、ほぼすべての体組織に存在します。
その力は、T細胞に適切な免疫応答を開始するよう命令する前に脅威の性質を読み取る、特殊な認識メカニズムにあります。例えば、あなたの体がインフルエンザに感染したとしましょう。体内の樹状細胞はウイルスの正体を認識し、それを破壊するのに最も適したT細胞を見つけ出します。
免疫システムはがんと闘うこともできるかもしれない
がんとの闘いは、現代医学の最大の課題のひとつです。体組織の異常な増殖であるこの悪性腫瘍は、医師や科学者たちを長らく悩ませてきましたが、現在では免疫システムが治療法をもたらす可能性があると考えられています。
実際、免疫を構築することで腫瘍の発達を遅らせることができます。例えば、台湾で行われた研究では、B型肝炎ワクチン接種が肝臓がんの発症率を著しく低下させたことがわかりました。
この研究によると、ワクチン導入前の1975年から1976年生まれの人々は、年間10万人あたり0.64人の肝臓がん発症率でした。しかし、ワクチンが広く使用されるようになった1985年から1986年生まれの人々では、その率はわずか0.1人にまで低下しており、84パーセントの減少です！
なぜでしょうか？
そのワクチンががんのリスクを減らす免疫応答を生み出した可能性があります。しかし、免疫が腫瘍と戦う例はそれだけではありません。シアトル公衆衛生病院でリチャード・プレーンとジョーン・メインが1950年代に行った実験も良い例です。
この研究では、腫瘍が特定の抗原（免疫応答を引き起こす分子）を含みうること、そして正しい抗体を生成することでがんと戦えることがわかりました。
この2人の科学者は、げっ歯類にがんを引き起こすことが知られている化学物質にマウスをさらしました。そして、マウスの腫瘍が所定の大きさに達したら、外科的に切除しました。数日後、腫瘍は元のマウスに戻されると同時に、がんのないマウスにも移植されました。
12の検体のうち10例で、腫瘍は以前腫瘍のなかったマウスでは成長しましたが、切除された元のマウスでは拒絶されました。このことは、かつてがんを持っていたマウスが、この特定のタイプの腫瘍に対する免疫を獲得したことを示唆しています。
このような研究は、がんに対する免疫がもうすぐ実現するかもしれないという希望の光です！
まとめ
本書の重要なメッセージ：
人間の免疫システムは生物学の驚くべき贈り物ですが、機能不全に陥った免疫システムは、健康な免疫システムが保護的であるのと同じくらい危険になりえます。免疫を研究することで、科学者たちはさまざまな病気に対する驚くべき治療法を発見してきており、がんを終わらせる道を歩んでいるかもしれません。
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