病気を引き起こす病原体と闘うために、あなたがどのように進化してきたか

Specialist Zane Zeile marks test tubes at the Institute of Food Safety, Animal Health and Environment in Riga June 9, 2011. More than 1,600 people have been infected by a toxic strain of the Escherichia coli (E.coli) bacteria that has killed at least 17 and may be the deadliest yet in human history. Latvian government officials on Thursday informed media of stringent monitoring and control over its food sources, and the country has yet to be hit with any E.coli related cases. REUTERS/Ints Kalnins (LATVIA - Tags: ENVIRONMENT HEALTH SCI TECH) - RTR2NHLA
Viruses have shaped our capacity to evolve genetically and to modify our behaviour.Image: REUTERS/Ints Kalnins
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人類を滅ぼし、少なくとも現在の生活様式を終わらせるような、新たな感染症や発生しつつある感染症によって、生存が脅かされていると感じるのは無理もありません。最近の西アフリカでのエボラ出血熱の流行により、パンデミックへの関心が再び高まり、圧倒的な敵を前にしたときの、私たちの脆弱さの可能性を改めて思い知らされました。

これほど多くの微生物が私たちの体を乗っ取り、破壊する力を持つなかで、なぜ人類は種として生き延びているのでしょうか。

人間は世界のなかでも独特な存在です。私たちは、熱心な「収集家」であり、環境から感染症を取り込みながら、進化を続けてきました。

私たちは皆、生き延び、子孫を残したいだけです

私たちは侵入者と、生き延びて自分たちの遺伝子を広めたいという必要を共有しています。細菌やウイルスなどの感染性病原体は寄生性であり、自らを維持し増殖するため、感染しやすい宿主を見つけて感染させなければなりません。したがって、私たちを殺すことは、彼らにとって必ずしも得策ではありません。病原体との関係は、私たちが遺伝的に進化する能力や、行動を変える能力、あるいは病原体を進化させる力によって形作られ、私たち皆が生き延びられるようになっています。

インフルエンザなどのウイルスは、宿主が(喉の痛みやくしゃみなどのインフルエンザ症状を伴って)発症する前に複製して新たな宿主へ広がります。そのため、寄生体は新たな宿主のなかで生き延び、繁殖できます。

まれに、病原体が繁殖するために宿主の死が必要となることがあります。その一例が旋毛虫症(トリヒナ症とも呼ばれる)です。これは、旋毛虫(線虫)に感染した動物(通常は肉食動物や雑食動物)の加熱不十分な肉や生肉を食べることで起こります。

宿主のなかで生き延びるため、旋毛虫は免疫システムを避けるために自分の周囲に嚢胞を作ります。肉に含まれる未成熟の旋毛虫は、宿主に筋力低下や麻痺を引き起こし、やがて死に至らせます。その結果、宿主は捕食者から身を守れなくなり、捕食者に食べられることで、旋毛虫は感染させる新たな宿主を得ます。

これは古くからある病気で、肉食を避ける(宗教によって豚肉を食べない理由の一つかもしれません)か、十分に加熱するなどの文化的な適応によって対処しています。

闘いに勝つために、私たちはどのように適応してきたのか

ダーウィンの自然選択を通じた進化圧、すなわち適者生存は地球上の生命を絶えず形作っています。この生来の適応能力によって、人類は最も壊滅的な病原体の一部に対抗する防御機構を発達させてきました。

マラリアは赤血球に寄生する病原体であり、2015年には429,000人の死亡を引き起こしたと推定されています。マラリアがいつ人間の病気になったのか(霊長類に起源があると考えられています)は明らかではありません。ただ、人間が生来の防御機構を進化させるほど昔に現れたことは確かです。

Image: 世界保健機関

鎌状赤血球変異は、主にアフリカで見られる、命に関わる可能性のある血液疾患です。血球の赤い色素を担うヘモグロビン遺伝子に生じるこの変異は、実際にマラリアへの抵抗力となる複数の遺伝的形質の一つです。この遺伝子変異を持つ人はマラリアから守られ、その結果、子孫を残して進化上の優位性を受け継ぐ可能性が高くなります。

マラリアから人間を守る2つ目の遺伝子変異は、赤血球の機能に不可欠な酵素に影響します。しかし、この変異を持つ人は、一部の最新の抗マラリア薬による治療の副作用で赤血球が破壊され、命に関わる貧血(赤血球の数または質の不足)を発症することもあります。

人類が病原体の一歩先を行き続けることを可能にする進化の仕組みのなかで、おそらく最も重要で驚くべきものは、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)です。MHCは白血球の表面にあるタンパク質で、脊椎動物(背骨を持つ動物)とともに進化したため、私たちにとって最も古い防御機構です。

白血球には、血液中を移動するもの(リンパ球)と、リンパ節にとどまるもの(マクロファージ)など、さまざまな種類があります。感染が起きると、マクロファージは病原体を取り込み、その病原体のタンパク質を信号のように細胞表面に「提示」します。

このタンパク質を認識するMHC分子を持つリンパ球が結合します。(免疫システムには、ワクチン接種や過去の感染の後に作られる記憶細胞があり、次に同じ病原体と闘う方法を覚えておくことができます。)するとリンパ球は、助けとなるリンパ球をさらに呼び寄せる化学物質を作り出します。それらが増殖し、最終的に「腫れた腺」ができます。

過去の感染症を「記憶する」私たちの体の能力は、ロンドンの全住民がペストで命を落とさなかった理由の一つです。MHC分子は子孫に受け継がれるため、これらの分子に非常に多様性がある理由が説明できます。病気が初めて集団に入ってきたときは、その後に再び持ち込まれたときよりも、常に致死性が高くなります。すでに免疫を持つ人がいるうえ、生存者の子どもたちが生まれているからです。

すべての病原体が私たちを強くするわけではない

共進化がすべて人間の遺伝的変化につながるわけではありません。特に、子孫を残す能力に影響しない場合はそうです。人間の結核は、感染に抵抗する能力を人間が身につけたという証拠がほとんどないまま、世界を苦しめ続ける慢性疾患です。興味深いことに、結核は新石器時代から私たちと共進化してきた可能性が高いのです。

私たちは今後も、新たに出現する病気に直面し続けるでしょう。これまでのところ、適応し対応する能力は私たちを支えてきました。しかし、一部の科学者は早死にをもたらす要因をはじめ、多くの選択圧が取り除かれたため、人間はもはや進化していないと考えています。

次に訪れる課題に私たちが立ち向かえるかどうかが問題です。おそらく現在、最も差し迫った問題は、病原体が、それを殺すための手段を私たちが作り出すよりも速く進化しているように見えることです。これは薬剤耐性として知られています。

抗生物質のない生活を想像すると恐ろしいものです。進化によって細菌感染症を「克服」したことは一度もなく、代わりに人間の創意工夫を用いてきたからです。私たちの未来は、この難局を切り抜けるために、集合知と意志をどれだけ発揮できるかにかかっています。

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