3分で簡単「免疫記憶」医学系研究アシスタントがわかりやすく解説

ライター／mimosa

もともと文系出身で、独学で生物学、生化学を勉強し、現在医学系研究所の研究アシスタントとして理系の世界へ飛び込んだ。理科が苦手な方へも興味を持ってもらうべくわかりやすい説明を心掛けている。

免疫とは

image by Study-Z編集部

免疫とは、外部から侵入してきた異物に対する生体の防御機構のことですよ。体内に侵入した病原体を破壊したり、病原体から産生される毒素を除去します。正常細胞の突然変異によって生じた異常細胞を破壊する役割もありますよ。免疫に様々な細胞・物質が関わっているので、下記免疫に関係する重要語句を説明しますね。

白血球は聞いたことがある人は多いと思います。その中の好中球や単球は、貪食作用によって、微生物を食べるように破壊しますよ。リンパ球も聞いたことがある人は多いと思います。その中にT細胞、B細胞があり、T細胞は細胞性免疫、B細胞は液性免疫にかかわっていますよ。また、リンパ球の一種であるナチュラルキラー(NK)細胞は腫瘍細胞やウイルスに感染した細胞を破壊する役割があります。

また、血漿中に存在するサイトカインは細胞増殖や細胞分化、細胞死を誘導することによって細胞機能をコントロールしています。組織中に存在するマクロファージ、樹状細胞は、非自己を認識し、またマクロファージは好中球と同じように貪食作用が存在しています。抗体（免疫グロブリン）については下記の「獲得免疫」のところで詳しく説明したいと思います。

3分で簡単「抗原抗体反応」液性免疫や細胞性免疫についても医学系研究アシスタントがわかりやすく解説

3分で簡単「自然免疫獲得免疫」医学系研究アシスタントがわかりやすく解説

3分で簡単「自己免疫疾患」免疫が自分の体を攻撃してしまうの？医学系研究アシスタントがわかりやすく解説

ワクチンって何？予防接種の仕組みを現役講師がサクッとわかりやすく解説！

自然免疫

次に、自然免疫と獲得免疫について説明しますね。免疫は、「自然免疫」と「獲得免疫」の二つに分かれます。まず、自然免疫についてですが、生まれながらに備わっている「先天免疫」、「自然抵抗性」とも言われますよ。体内に侵入してくる異物すべてに反応しますよ。サイトカインやマクロファージや好中球によるもの以外でも、皮膚や粘膜による防御も含まれます。

皮膚や粘膜のバリアが、体内に異物が入らないようにするための第一段階目の防御です。バリアが突破されてしまったら、第二段階目はマクロファージなどの白血球が侵入者を捕らえて食べます。また、炎症反応が起こって、病原体が体内に広がるのを防ぎますよ。

このように、私たちが全く意識していない中で生まれながらに自然免疫は働いているのですね。

獲得免疫

image by Study-Z編集部

他の記事でも触れていますが、免疫についてさらに話を進めていきますよ。獲得免疫機構には、「液性免疫」と「細胞性免疫」がありますよ。液性免疫とはB細胞が関与している免疫です。抗原提示細胞やヘルパーT細胞から情報を受け取ったB細胞が活性化され、形質細胞に分化して抗体を産出します。抗体が抗原と結合することで、抗原の毒性がなくなる、もしくは弱められ、病気として発症しなくなりますよ。抗体の免疫グロブリンはIgA, AgD, IgE, IgG, IgMの5種類です。

細胞性免疫とはT細胞が関与している免疫のことですね。抗原提示細胞（マクロファージ、樹状細胞、B細胞など）からサイトカインを介してT細胞の一つであるヘルパーT細胞(Th0)に情報が伝えられ、ヘルパーT1(Th1)細胞とヘルパーT2(Th2)細胞を活性化させることによって細胞免疫と液性免疫が働きますよ。細胞性免疫ではT細胞からインターロイキンやインターフェロン（サイトカインの種類）が放出され、ウイルスに感染した細胞や抗原を直接攻撃します。

免疫記憶とは

image by iStockphoto

免疫記憶の意味をコトバンクを参考にすると、免疫反応において、一度病原体などの侵入や感染を受けて生じた抗体が保持され、二度目以降に同じ抗原に対して強い免疫反応を示すことですよ。一度病気にかかって、治癒したら同じ病気にならないか、かかっても重症化しないという免疫現象ですね。

免疫記憶の応用

私たちのからだの免疫記憶を利用したもので、ほとんどの人が経験したことのあるワクチンと実験や臨床で使われる抗体のクローン、モノクローナル抗体がありますよ。これらは液性免疫のB細胞が大きく関わっていますよ。それぞれの項目を詳しく見ていきましょうね。

ワクチン

image by iStockphoto

ワクチンとは、免疫機能を活性化させて免疫による治療を行うときに使う製剤のことを指しますよ。ワクチンには弱毒された病原体を含んでいるもの（生ワクチン）、感染性を不活化してものを含んでいるもの（不活化ワクチン）がありますね。インフルエンザやジフテリア、百日咳、破傷風はワクチンで予防できます。現在、世界中で流行していて患者が多いHIVとマラリアのワクチン開発研究はとても重要です。新型コロナウイルスについても早急な研究が求められます。

ワクチンの原理は免疫記憶を利用していますよ。体内に抗原が入ってきた場合、様々な抗原に対応したレセプター（抗原にピタッと付着する）をもつB細胞が結合→抗原提示→B細胞がIgG産出→抗原がマクロファージなどに取り込まれやすくなる。という流れで免疫機構が働きます。この流れの中で、B細胞は分化してメモリーB細胞になって、抗原を記憶するのですよ。そして、二度目に感染したとき、体内にはその抗原に対して最適化された抗体を表面に持つメモリーB細胞がたくさん存在しており、感染前よりもB細胞のクローンが多いので、より優れた防御ができるのですね。

モノクローナル抗体

image by iStockphoto

モノクローナル抗体とは、抗原の特定の部位にのみ反応する単一の抗体タンパク質のことですよ。モノクローナル抗体は、マウスなどに抗原を注射した後、ひ臓からB細胞を取り出します。それからひ臓から取り出したB細胞と無限増殖能を持つ腫瘍細胞の一種を融合させて雑種細胞をつくりますよ。このようにして抗体を大量生産することができますよ。

モノクローナル抗体はおおいに医療で活躍します。モノクローナル抗体を用いると抗原抗体反応の感度や特異性の高い検査薬や治療薬をつくることができますよ。検査薬では、妊娠ホルモンに対するモノクローナル抗体を付着させたものが妊娠検査薬ですね。また、腫瘍細胞が産出する物質に特異的なモノクローナル抗体に毒素を結合させたものは、腫瘍細胞を選択的に攻撃する薬剤として使われていますよ。

免疫機構の医療への貢献

これまで一度病気にかかったら二度目は重症化しないっそしくはかからないといったことを「二度なし」と呼んでいました。この「二度なし」の現象から、ワクチンや特異的な抗体をたくさん増やすモノクローナル抗体の発明によって、医療の進歩におおいに貢献し、たくさんの人命が救われてきました。私たちのからだは、私たちの知らないところで複雑な働きをして病原体などから私たちを守っているのですね。免疫機構の解明は進んでいますが、まだわからないことはたくさんあります。研究が進み、医療の進歩に期待ですね。