新型コロナウイルス感染症やサル痘など、ウイルスの脅威が続くなか、公衆衛生の専門家がワクチン科学の先駆者ルイ・パスツールの重要な功績をたたえる。
免疫学と微生物学の父とされるパスツールは、狂犬病と炭疽のワクチンを開発し、低温殺菌法を発明するなど、数々の科学的功績を残した。
分子生物学によって確認されるより前から、パスツールは、あらゆる生命現象が生体分子内の原子の精密な配列に由来すると考えていた。
パスツールはノーベル賞が創設される前に亡くなった。フランスの英雄がその並外れた生涯で成し遂げたことを紹介する。
偉大な科学的発見のなかには、ノーベル賞につながらなかったものもある。
ルイ・パスツール（1822～1895年）は、世界で最もよく知られた微生物学者と言ってよいだろう。彼は広く、病原菌説を提唱し、食品の保存に用いる低温殺菌法を発明したことで知られる。この方法には彼の名が付けられている。さらに驚くべきことに、彼は狂犬病と炭疽のワクチンを開発し、コレラ対策にも大きく貢献した。
しかし、最初のノーベル賞が授与される6年前の1895年に亡くなったため、その賞は彼の履歴書には記されていない。ノーベル賞の時代まで生きていれば、その功績により間違いなく受賞に値しただろう。生理学・医学をはじめとする分野で授与されるノーベル賞は、死後には授与されない。
新興・再興感染症の脅威が続く現在、新型コロナウイルス感染症やポリオから、サル痘、狂犬病に至るまで、パスツールの遺産を振り返ると胸を打たれる。彼の取り組みは、人々が感染症をどう捉え、ワクチンでどう闘うかを根本から変えた。
私は公衆衛生や医療検査機関でウイルスなどの微生物を専門にしながら、将来の医療検査科学者の育成にも携わってきた。ウイルス学から始まった私のキャリアでは、狂犬病の検出・監視や人獣共通感染症の病原体を間近で扱い、その大部分は、微生物学、免疫学、ワクチン学におけるパスツールの先駆的な研究に支えられている。
まずは化学者として
私の見立てでは、パスツールの科学への最大の貢献は、医療微生物学と免疫学における目覚ましい業績だ。しかし、彼の物語は化学から始まる。
パスツールは、フランスの化学者ジャン＝バティスト＝アンドレ・デュマに師事した。そのころ、パスツールは生命の起源に関心を持ち、偏光と結晶学の研究に取り組んだ。
1848年、博士号を取得してわずか数カ月後、パスツールはワイン醸造の過程で生じる結晶の性質を研究し、結晶には鏡像の形があることを発見した。これはキラリティーとして知られる性質である。この発見は、化学の一分野である立体化学の基礎となった。立体化学とは、分子内における原子の空間的な配置を研究する分野である。分子のこのキラリティー、すなわち左右性は、当時、革命的な仮説だった。
こうした発見からパスツールは、後に分子生物学によって証明されることを予想した。すなわち、あらゆる生命現象は究極的には、生体分子内の原子の精密な配列に由来するということだ。
ワインとビール――発酵から病原菌説へ
1800年代、ビールとワインはフランスとイタリアの経済にとって欠かせない存在だった。パスツールの時代には、製品が腐敗して苦くなったり、飲むと危険になったりすることは珍しくなかった。当時は「自然発生説」、つまり生命は無生物から生じるという科学的な考え方があり、ワインの腐敗もこれが原因だと考えられていた。
多くの科学者が自然発生説を否定しようとするなか、1745年、英国の生物学者ジョン・ターバーヴィル・ニーダムは、自然発生説を支持する完璧な実験を考案したと思っていた。多くの科学者は熱で生命が死ぬと考えていたため、ニーダムは煮沸後も微生物が食品上で増殖できることを示す実験を考案した。鶏のスープを煮沸してフラスコに入れ、加熱してから密閉し、待った。密閉する前に空気がフラスコ内に戻っていたことには気づかなかった。しばらくすると微生物が増殖し、ニーダムは自説の勝利を宣言した。
しかし、彼の実験には大きな欠陥が2つあった。まず、煮沸時間が短く、すべての微生物を殺すには不十分だった。さらに重要なのは、フラスコに空気が再び流れ込む余地があり、微生物による汚染を招いたことだ。
この科学論争に決着をつけるため、フランス科学アカデミーは、自然発生説を証明または反証する最良の実験を募るコンテストを主催した。パスツールは一連の実験でこれに応え、その中には1861年に賞を受けた論文もあった。
パスツールは、これらの実験の一つを「反論の余地がなく、決定的」と評した。ニーダムとは異なり、培養液を滅菌した後、汚染されない状態を保ったからだ。今では有名な、首が長いS字形の白鳥の首フラスコを使い、空気は通しながら、加熱中に落下する粒子が煮汁に届かないようにした。その結果、フラスコ内では長期間にわたり微生物が増殖しなかった。煮沸した液体に空気が直接触れなければ、「何カ月観察しても生きた微生物は現れない」ことが示された。ただし、重要なことに、ほこりを入れると生きた微生物が現れた。
こうしてパスツールは自然発生説を否定しただけでなく、微生物があらゆる場所に存在することも示した。食品やワインが自然発生によってではなく、目に見えない細菌による汚染で腐敗することを明らかにし、現代の病原菌説が誕生した。
1800年代におけるワクチン接種の起源
1860年代、蚕に感染する2つの病気によって絹産業が壊滅的な打撃を受けるなか、パスツールは巧みな手法を開発した。顕微鏡で蚕の卵を調べ、健康な卵を選別して残す方法だ。ワインに関する取り組みと同様、観察結果を産業の手法に応用し、フランスの英雄のような存在になった。
重い脳卒中の後遺症で健康状態が悪化しても、部分的なまひが残ったパスツールは研究を続けた。1878年には、細菌を特定して培養することに成功し、その細菌が鳥類の感染症である家禽コレラを引き起こすことを突き止めた。古い細菌培養物はもはや有害ではなく、古い培養物を接種した鶏は野生株の細菌にさらされても生き延びると認識したのだ。また、生き残った鶏が有害な細菌を排出しているという観察は、新型コロナウイルス感染症の時代にすっかり知られるようになった重要な概念の確立に役立った。すなわち、無症状の「健康な保菌者」も、流行時には病原体を広げる可能性があるということだ。
鳥類コレラの後、パスツールは、炭疽の予防に取り組んだ。炭疽は、細菌炭疽菌によって引き起こされ、牛などの動物に広がる病気である。自身の研究とドイツ人医師ロベルト・コッホの研究を踏まえ、パスツールはワクチンに用いる弱毒化した、つまり病原性を弱めた微生物という考え方を確立した。
1880年代後半、牛に弱毒化した炭疽ワクチンを接種すると、現在よく知られている免疫が得られ、牛の死亡率が大幅に低下することを疑いの余地なく示した。
狂犬病ワクチンの画期的な発見
ルイ・パスツールの功績を専門家として評価すると、狂犬病ワクチンの発見が彼の業績のなかで最も重要だ。
狂犬病は「世界で最も悪魔的なウイルス」と呼ばれ、動物から人へと広がる。咬傷を介して。
狂犬病ウイルスを扱うのは極めて危険だ。発症後は、ワクチン接種を受けていない場合の死亡率がほぼ100％に達する。鋭い観察を通じてパスツールは、狂犬病にかかったウサギやサルの脊髄を乾燥させると、弱毒化した狂犬病ウイルスが得られることを発見した。その弱毒化したウイルスをワクチンとして使い、犬を徐々に狂犬病ウイルスにさらすことで、犬を効果的に免疫化できることを示した。
1885年7月、フランスの9歳の少年ジョゼフ・マイスターが、狂犬病の犬にひどくかまれた。ジョゼフにほぼ確実な死が迫るなか、母親はパスツールが狂犬病の治療法を開発していると聞き、息子を連れてパリへ向かった。
パスツールは治療を引き受け、2人の医師とともに、数週間にわたって少年に一連の注射を行った。ジョゼフは生き延び、パスツールは、必ず死に至る病気を治療したことで世界を驚かせた。この発見をきっかけに、1885年ごろからパスツールの狂犬病ワクチンが広く使われるようになり、人間と動物の狂犬病による死者は大幅に減少した。
ノーベル賞に値する生涯
パスツールはかつて、講演で語ったことがある。「観察の分野では、幸運は準備のできた心にのみ味方する。」
パスツールには、卓越し、準備の整った科学者としての知性を、人類が直面する最も実際的な課題に生かす才能があった。
ルイ・パスツールはノーベル賞の創設前に亡くなったが、医学、感染症、ワクチン接種、医療微生物学、免疫学における驚くべき生涯にわたる発見と貢献により、彼は史上最高の科学者の一人に数えられると私は考える。
