第15章 免疫系に感謝

前章の復習

 ヒトはがんにならないよう何重もの安全監視システムをもっているが,免疫系が私たちを守る際に果たす役割については限られたことしかわかっていない.特に,血液細胞起源ではないがん,ウイルス感染によらないがんの場合はほとんど知られていない.がん細胞に対して有効だと期待される一つの武器はキラーT細胞である.キラーT細胞は細胞内部の異常を諞べるように訓練されている.しかし,このキラーT細胞による監視には二つの大きな問題がある.
 第一の問題点は,そもそも免疫系は自己の細胞を攻撃しないようにできているということだ.当然このことは,がん細胞へと変化しつつある“我を見失っだ’細胞をキラーT細胞が破壊することと矛盾する.T細胞は二次リンパ器官で活性化された後,組織に移動するようになっている.ところが,がん細胞が見つかるのは組織中だ.このリンパの交通規制によって,通常,ナイーブT細胞ががん細胞に出会うようなことは起こらない.さらに通常のがん細胞は,キラーT細胞が活性化するのに必要な補助刺激をもたない.すなわち,ナイーブT細胞ががん細胞と偶然遭遇する機会があったとしても,T細胞の活性化には至らない.血液細胞を起源とするがん細胞はナイーブT細胞と出会う機会はあるが,この場合でもT細胞活性化に必要な補助刺激は与えられない.
 第二の問題点は,がん細胞における高率の突然変異である.仮にキラーT細胞があるがん細胞に反応し活性化しても,その後に腫瘍で突然変異が起き,別の細胞に変化すると,変異細胞はキラーT細胞の監視を逃れる.その結果,キラーT細胞の効果は腫瘍中の一部にとどまり,残りはそのままになってしまう.
 NK(ナチュラルキラづ細胞とマクロファージはがん細胞の細胞表面の異常を認識するので,限られたある種のがんに対しては有効かもしれない.NK細胞とマクロファージはキラーT細胞と異なり,活性化し細胞数を増やすのに何週間も必要としない.ただ,マクロファージは組織中に駐在し,適切匚がん細胞を監視できるにもかかわらず,休眠状態のままであることも多い.この場合,マクロファージはがん細胞に気付かない.マクロファージが休眠状態から目が覚めてがん細胞キラーとなるには,がんに対してではなく,感染に付随した活性化に頼らなければならない.また,NK細胞はほとんど組織中に存在しない.好中球のように血液から“呼ばれて出てくる.そして,NK細胞を召集するのは自然免疫系の活性化マクロファージや活性化樹状細胞である.たとえNK細胞やマクロファージががん細胞を殺せたとしても,一般には,がんの抑制という意味では効率的ではない.次第に腫瘍が大きくなり,突然変異や十分な血液供給を失うことでがん細胞が死に始めると,マクロファージが警告を出し,NK細胞が血液から動員される.しかしそのときにはだいたいにおいて,時すでに逞しである.

私たちは攻撃を受けでいる

 ここで,アメリカ人になったっもりで,少凵ぎかりアメリカ合衆国が攻撃されているのを想像してみてほしい.敵の数多くの軍隊が北と南の国境に配置され,小銃,戦車や戦闘機など,さまざまな武器で完璧に武装している.そして,敵軍は地上からも空中からも情け容赦ない攻撃を加える.太平洋,大西洋,メキシコ湾には,合衆国を攻撃すべく訓練されたあらゆる種類の戦艦が大砲やミサイルとともに待機している.さらには,敵の飛行機やヘリコプターの大群が私たちに向かって途切れることなく延々と飛来してくる.いったいどのような防衛システムが,絶えることのない侵略から私たちを守ることができるのだろうか.しかも,私たちは,その問毎日のように仕事に行き,まったく身の周りの危機など考えもしない.これはどのレベルの防衛を提供する防衛システムは,以下に記すものを備えていなければならない.
 広大な国境を防衛する  攻撃はあらゆる方角からやってくるので,防衛システムはおよそ9000マイル(14,500km)に及ぶ北米大陸全周を守る必要がある.
 同時攻撃に応戦する  賢い敵はあらゆる異なった場所を攻めてくるので,同時に多方面の戦線を維持する必要がある.
 自軍の良好な情報伝達を確保する  多方面の戦線において,効率的に情報を伝達できる通信網の構築は重要な鍵である.
 すばやく敵の攻撃を察知し,その規模と武器構成,侵略場所を把握する  敵に対する完璧な諜報が国境全周にわたって継続的に集積される必要がある.それを軍司令部に速やかに伝達することで敵に応じた兵器を使用することができる.
 侵略が起きている地域へ適切な兵器を配置する  多くの戦線を防衛するために兵器の配置を適材適所で行わなければいけないが,これは兵站上きわめて難しい試練となる.
 強力な兵器システムが配置されるまで侵略者の侵攻を食い止められるだけの火力を供給する  戦場の局面に適切な兵器を配置するには時間が必要となる.そのため国境の兵隊は,その武器の到着まで時間を稼ぐ必要がある.
 さまざまな武器に対して準備してお《  敝は戦車や潜水艦搭載ミサイルのような新たな兵器システムを駆使してくる.したがって,敵がどんな兵器を投入してきても対応できるよう備えておく必要がある.
 通常兵器で武装した敵にはすばやく応戦する  敵が使用することが予測できる武器に対しては,対抗可能な兵器を常時備えていなければならない.
 新規の兵器で武装しか侵略者には.すぐさま新しい対抗兵器を生産する  敵は防衛軍がかつて遭遇したことがない新しい兵器システムを進化させていることもある.したがって,私たちはそれに適応し,新しい防御兵器を生産し配置することで,新型兵器に対応する能力をもたなければならない.
 対等な武器で応戦する  マシンガンで攻撃された場合に,核兵器で応戦することは望ましくない.
 予備の防衛システムを用意する  賢い敵は,たとえば特定の電波妨害のような防衛システムを機能不全にする方法を開発するかもしれない.その場合,防衛のために別の手段をもつ必要がある.
 種々の防衛軍の間で高レベルの協調を確立する  もし防衛軍が,海軍と空軍のように協力できれば,個別で戦うよりも効果的であろう.
 経験から学び防衛兵器に磨きをかける  防衛軍が侵略者に対してどのような兵器が効果的だったかを“記憶”することで,その後の似たような攻撃に備えて,これらの兵器を“アップグレード”することができる.
 味方の攻撃による負傷から国民を守る  自軍,国民に対しては被害をひき起こさずに防御兵器を配置する必要がある.
 それぞれの戦闘が終わったら兵器を回収するか機能を停止する  ある場所で敵を駆逐した後,ひき続いて戦力を維持することは不経済である.

免疫防御を評価する

 おわかりのことと思うが,合衆国への仮想攻撃に必要な防衛システムは,私たちが日々直面している免疫防御システムと非常に似通っている.振り返ってみながら,私たちの免疫系がいかにうまく適切に対処しているか,個別に評価してみよう.
 免疫系は多方面の戦線での同時攻撃に対して,長い防御線を維持しなくてはならない.これを達成するため,マクロファージなどの自然免疫担当細胞が外界に接した皮膚や粘膜に常駐しており,どこで攻撃があってもそれをはね返す準備をしている.もし,侵略が歩哨レベルの細胞では相手にできないくらい深刻な場合は,免疫応答を助けるために,近隣の血管を通じて好中球やNK細胞のような免疫担当細胞を招集し,迅速で大規模な戦力を投入する.
 戦いが激しくなるにつれて,今度は樹状細胞か敵の攻撃や規模,部位などの情報を収集し,司令本部に相当する二次リンパ器官へ移動する.そこでは,循環しているB細胞やT細胞が招集される.大事なのは,これらの応答はまだ局所的だということである.このとき,侵入箇所の近隣に存在する細胞だけが影響を受け,ごく限られた数の二次リンパ器官(近隣のリンパ節など)だけが免疫応答に関係する.これによって,体中のさまざまな部位での多岐にわたる攻撃に対して,同時にたくさんの異なる戦闘を繰広げることが可能となる.
 感染との戦闘に使用される免疫系の武器の数は攻撃の規模によって変わり,脅威の大きさに見合う規模で組織される.いったん活性化されてもほとんどの免疫担当細胞は短命なので,敵が駆逐されると,問題が起きないように,使われなくなった武器は戦場から撤収される.キラーT細胞のように短命ではないが,活性化が解除される細胞もある.最終的には,戦闘に勝利した後,ほとんどの兵士が“引き揚げられ”,戦場は確実に元どおりにされる.
 免疫防衛を担うさまざまな部隊の間ではうまく情報伝達が図られている.自然免疫系あるいは獲得免疫系の兵士たちは,サイトカインのやり取りにより意思疎通を図っており,それぞれの防衛部隊は,どこに向かうべきかを知らせる接着分子とケモカインによって配置,組織されている.このことによって,適切に武器が動員され,確実に正しい場所に運ばれている.
 私たちの免疫系は敵に応じたさまざまな武器を用意している.監視には,日常的なパトロールで遭遇する普通の侵入者に対応できるような“通常型”の兵士が当たる.これにはマクロファージや好中球,NK細胞が該当し,その他に補体系タンパク質が含まれる.
 B細胞とT細胞は遺伝子再構成により組合わせたレセプターを備えている.これらのレセプターは基本的にどんな侵入者に対しても認識し対応できるだけの多様性をもっている.したがって,獲得免疫系は今まで出会ったことのない侵入者や見たこともない新型兵器であっても対抗することが可能である.キラーT細胞は細胞の破壊を得意としており,B細胞は抗体で侵入者に標識を付けることで,免疫担当細胞や補体系による破壊を可能にする.抗体の一一部は侵入者である細菌やウイルスに結合し,標的となる細胞への感染を阻止する.
 自然免疫系と獲得免疫系の“軍隊”の間には高度な協力が行われている.この共同作戦によって,自然免疫系と獲得免疫系がそれぞれ独立して機能するよりもずっと強力な防御が可能となっている.加えて,免疫系にはかなり“余力”をもたせてあり,侵入者に対して複数の効果的な兵器が準備されている.したがって,もし攻撃側が免疫系の特定の1点てうまく突破することができたとしても,その突破に対処できるような他の防御兵器が控えているのである.
 免疫系は経験から学ぶ.何千年もかけてさまざまな病原微生物にさらされた結果,自然免疫系は侵入者の様相を記憶できるレセプターとして,パターン認識レセプターを進化させた.これは体の中に刻み込まれている.古い侵入者を記憶する自然免疫系とは対照的に,獲得免疫系の記憶は更新できるため,生涯の問に遭遇した新しい侵入者を記憶する.最初の攻撃を受けた後,記憶B細胞,記憶T細胞が残され,次に同じ敵が攻撃してきた場合に,速やかに防衛兵器を動員することができるようになっている.さらに記憶B細胞は感度のよいレセプターをもち,同一の敵による攻撃を敵の数がかなり少ない初期段階で検知できる.加えて,B細胞は産生する抗体のクラスを変更でき,侵略者が再び攻めてきても確実に正しい武器を準備できるようにしている.経験から学ぶことにより,獲得免疫系は次の攻撃に対し速さと威力を増した反撃を行う準備をしているのである.
 また,免疫系は味方の攻撃から私たちを守るのにも労を惜しまない.自然免疫系の通常兵器は,ヒトがもっていない侵入者の分子パターンを見つけ出すように何百万年もかけて進化してきた.B細胞とT細胞は,自分自身の分子を認識するレセプターを発現することのないように篏しい選別を受ける.さらにB糾胞もT細胞も要求に応じて働き出し,間違った細胞が一方的に自己を攻撃しないような危険防止戦略に従っている.これらすべての予防策の結果,免疫系はほとんどすべての脅威から私たちを守ってくれているにもかかわらず,深刻な自己免疫疾患は比較的まれである.
 免疫系はありふれた侵入者に対しても,これまで遭遇したことがない敵に対しても,きわめて迅速に応答するので,私たちは普段は攻撃を受けていることさえ気づかない.だから私たちは,害を及ぼそうとしている多数の敵にあまり注意を払わずに“いつもどおり”に仕事ができるのである.

免疫系の弱点

 免疫系は私たちを守るのにすばらしい働きをしているが,多方面の戦線で絶えず数多くの武器を振り回す病原体の攻撃に対していくつかの弱点がある.
 獲得免疫系は攻撃に対して比較的ゆっくり反応する.なぜなら,その武器は必要に応じてつくり出されるからである.それゆえ,自然免疫系の指名手配一覧の中に含まれていない新顔の侵入者は,ときには獲得免疫系が働き出す前に体内で足場を固めることができる.そのような侵入者は,場合によっては生涯にわたるような慢性炎症型感染を確立する.
 また,私たちの免疫系が自己に寛容である必要性と,がん細胞の破壊のために必要とされるシステムの間の矛盾もある.実際のところは,免疫系は自己免疫疾患の防止に重きを置いて設計されており,がんを防ぐための能力は妥協されている.
 アレルギーは多くの人を悩ませている.この慢性の疾患は,おもに寄生虫感染に対する防御のために設計された免疫系の誤用の結果である.アレルギー応答は,私たちを寄生虫から守るための肥満細胞やlgE抗体をもつことの代償である.
 最後に私たちの免疫系の機能は年を取るにっれて劣化していくということを述べておこう.たとえばB細胞は多かれ少なかれ人間の生涯を通じてつくられるが,ナイーブT細胞の産生は年を取るにつれて減少する.その理由は,T細胞成熟器官である胸腺の活動が思春期以降次第に弱まっていくためである.年を取るごとに胸腺の組立てラインから出てくる新しいT細胞はだんだん少なくなる.このことが,流行性耳下腺炎のような一部のウイルス疾患が,子供には単に迷惑な病気という程度で済むのに,高齢者には致死的なほど深刻になってしまう理由なのである.

設計が良くないのだろうか

 人によっては,免疫系はB細胞やT細胞がもっと早く活性されるように“設計”されるべきだと考えるかもしれない.外来の病原体を認識できるレセプターをもったナイーブB細胞やナイーブT細胞は,感染当初はほとんど存在しない.そのため,これらの細胞は,十分な数をそろえて本格的防御体制を整えるまで,1〜2週間かけて増殖しなければならない.このことは, BCR (B細胞レセプター)やTCR(T細胞レセプター)の多楡||を減らせば“修正できる”だろう.そうすることで,それぞれの特異的レセプターをもったナイーブ細胞を多く準備しておけるからである.しかし, BCRやTCRの多楡|生を減らしてしまうど免疫応答の適応範囲の穴”を放置することになる可能性があり,そのため,一部の致命的な新しい病原体を認識できるB細胞やT細胞かっくられなくなるかもしれない.確かなことはわからないが,進化の過程で異なるBCRやTCRの多様性が,完璧な適応範囲を供給するように“調整されたのではないかと思われる.おそらく,初期の人類のうち,十分な多様性をもたなかった者は,その当時の新規の病原体のどれかによって殺されてしまったのであろう.そして,不必要に多い多楡|莖をもつレセプターをもった者は,その原始的な獲得免疫応答が働き出すまであまりに時間がかかりすぎて死んだのではないだろうか.私たちの獲得免疫系は,進化によって最大級の防御を供給できる“ちょうどよい”“完全無欠”な多楡|生を誇るレセプターをもつようになったのではないかと推測される.
 さて,免疫系の設計が良くないと責める前に,そもそも免疫系は現代社会に生きる人たちを守るように進化してきたわけではないということも頭に入れておかなくてはならない.それは先史時代の人類を守るべく進化してきたのである.たとえば,初期の人類にとってアレルギーは問題にならなかっただろう.その頃の人類は今日のような衛生状態の良い生活をしておらず,その子供たちは早い時期から感染性疾患にさらされていた.そのため,アレルゲンに対する異常な応答を起こすようなlgE抗体は産生されずに済むように抗体産生が調整されていた.多くの“現代人”がlgE抗体を呪っているのに対して,先史時代の人類は,疾病を起こす多くの寄生虫から身を守るのにおもにlgE抗体に依存してきた.実際,現在でも,寄生虫は世界人口のおよそ1/3に感染しているのだ.
 がんもまた先史時代の人類にとっては主要な心配事ではなかった.彼らは単に,がんにかかるほど長生きすることはほとんどなかったからだ.彼らにとっては,免疫系ががんに対する過剰な防御を犠牲にし,若い者たちを打ちのめす可能性のある自己免疫疾患を防ぐことに重きを置いたことはまったく当然のことであった.同様に,先史時代の人類にとって免疫力が年とともに緩やかに衰えていくことは問題とならなかった.その時代では,高齢者になるまで生き残る人間は,男性にしろ女性にしろほんの少ししかいなかったのである.
 現在の私たちは,免疫系がこれまで進化してきた環境とは異なる環境の中で生きている.そして,そのことが,免疫防御システムに“汚名”を着せているだけにすぎない.
 どうだろう,免疫系の設計が悪いのだろうか.実際のところ,多少の弱点はあるにしても,私たちの免疫系は驚くほど効果的にほとんどの病原体から守ってくれているのである.いい仕事をしているのだ.

第15章 免疫系に感謝