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19世紀になると医療技術に大きな進歩が現れた。一つは安全な外科手術であり、もう一つは、ワクチンの開発である。
外科手術は麻酔薬と消毒技術により、成功率が大幅にアップした。
麻酔は、３世紀初頭、後漢時代の医師である華陀が、曼陀羅華（まんだらげ、朝鮮アサガオ）を用いて全身麻酔を行ったと言う記述が残っている。朝鮮アサガオにはスコポラミンという強い鎮静作用を持つ化学物質が含まれている。副作用も強いので、一般に普及しなかった。医療技術としての麻酔は1804年に紀州の華岡青洲が確立した。曼陀羅華の使い方を工夫し、効き目をよくし、副作用を少なくした。クロロホルムやエーテルも19世紀に麻酔効果が発見された。簡単に合成できるが、効果が持続せず、吸入量をコントロールする必要があり、肝臓障害などの副作用も懸念される。
パストゥールは、1860年ごろに微生物自然発生説を否定する実験を行い、空気・水・土壌中の環境微生物を証明した。そして、微生物が腐敗や病気を起こすと考えた。1885年には狂犬病ワクチンを開発した。一部の病気が微生物の感染によるという考えは、消毒や殺菌法の開発の基礎となった。多くの微生物学者が壊疽、敗血症、産褥熱の病原菌を研究し、病原菌として分離した。なお、ワクチン第一号はジェンナーによる天然痘ワクチン（1796年）である。
ワクチンは感染症に対する抵抗性を持たせる薬であり、確実に流行感染症を封じ込めた。特に1980年には長年、人類の敵であった天然痘がワクチンの普及により撲滅された。
大きな外傷は化膿することが多く、致命的であった。治療には焼き小手で患部を焼却処置し、止血と感染の防止を行っていた。化膿の原因が微生物の繁殖と判れば、できるだけ微生物を除去する（消毒）ために、手術の前に手洗いをし、器具や包帯などを熱湯で処理するようになった。また、傷口を消毒する薬品が工夫され、傷口を覆うようになった。病原微生物が発見された当時は戦争に大砲などの大型火器が使われ、兵隊の戦闘による四肢の損傷もひどくなった。戦場外科医は、傷の化膿を防止するために消毒技術を実地で試すことになった。
20世紀には多くの薬が発見された。特に、抗生物質の威力は絶大で、新生児の生存率を劇的に向上させた。抗生物質が一般に普及した1950年前後は先進諸国で団塊の世代を生み出し、年齢別人口にひずみが生じることになった。効き目がよく、副作用の少ない解熱剤、鎮痛剤、麻酔薬も急速に進歩した。抗生物質、麻酔や輸血などを駆使して癌の切除や心臓の手術、臓器移植など、複雑な手術を行うようになった。
+++ 微生物を研究するためには純培養が必要である +++
コッホは、ゼラチンを用いる固型培地による細菌の分離・純培養法を発明しました。現在では寒天培地になっていますが、この方法は細菌の純培養をするための基本です。菌を含んだサンプルを十分に希釈して寒天培地の上に塗ると、菌は１個から増殖し、目に見える塊(コロニー)を作ります。コロニーは1種類の菌の純粋な集合体です。この技術を基に、感染症の病原体を決定するときの3条件を提唱しました。
これ以降、多種類の病原菌を培養するための培養液が考案・開発されました。菌は栄養分を含んだ培養液で増えますが、ウイルスは細胞が無いと増えません。ウイルスの分離は細胞をシャーレの中で増やす技術が完成するまで困難でした。
ウイルスや細菌が純培養されるようになると病原菌としての証明もできます。20世紀には人類を悩ませた多くの感染症の病原体が同定され、ワクチンや治療薬が開発されました。
+++ 分離培養できない菌・ウイルスが大部分である +++
自然界には分離培養できない菌がたくさん生存していることが知られています。それらの菌と病気の関係は明らかではありません。大規模ゲノム解析時代になると、菌を分離せずにまとめて塩基配列を決め、後で配列ごとに菌を分類する方法がとられています。特に、海洋･土壌微生物、腸内細菌が解析のターゲットとなっています。この方法で予想以上に多様な菌が自然界に生存していること、人類が知っていた菌はごく少数でしかなかったことが明らかになってきました。役に立つ菌や新たな病原菌が発見されるでしょうか。その菌を分離培養できなくても役に立つ酵素を分離・同定することが可能になりました。
+++ 寄生生物と宿主の関係は相利共生へと発展する +++
ロベルト・コッホ以来、感染症の病態は主に病原体に原因があると理解されてきました。急性で致死性の感染症の場合はそれでよかったのですが、現在のように、エイズや結核などの慢性の感染症が問題となると、慢性の感染症は病原体のみならず、宿主側の免疫に依存して発病することが解ってきました。C型肝炎ウィルスやエイズウイルスは感染者の体内で小さな変異を繰り返し、免疫系から逃れます。最近の成果では、免疫系からの逃避や競争という受動的な方法のみならず、ウイルスがむしろ免疫系に積極的に働きかけ、共生関係を創り出す生き残り戦略があることも分かってきました。ある種のヘルペスウイルスは体内に残りますが、その間、持続的にインターフェロンを誘導することで細胞内寄生性細菌の感染から宿主を守ります。
病原微生物の例に見られるように、体内での相利共生は、寄生生物と宿主の間の巧妙な関係によって成り立っています。出会いの初めは一方がもう一方を利用するという関係、偏利共生関係です。宿主は寄生生物によって被害を受けます。しかし、偏利共生は、お互いの適応戦略、言い換えると、攻防の果てに相利共生へと進化します。遺伝子の塩基配列を利用した分子系統樹による種分化の研究によりこの仮説に有利な証拠が集まってきました。偏利共生から相利共生へと双方が進化する過程で、寄生生物の宿主に対する有害な影響は少なくなります。それに応じて、宿主の寄生者に対する攻撃も和らぎます。
+++ BSEは伝達性のあるタンパク質が原因である +++
BSEをおこすプリオンは菌でもウイルスでもありません。神経症状を引き起こす伝達性を持ったプリオンを異常プリオンと呼びます。特徴的な構造を持ったタンパク質です。プリオン・タンパク質は正常な細胞にあります。異常プリオンを増やすには動物に投与しますが、試験管内でもプリオン・タンパク質を原料に異常プリオンをつくることができます。
+++ 死は日常から切り離された +++
昔は医療技術が発達･普及していなかったので、人間の生死は神の司るものでした。現代では、例えば脳傷害で植物状態になった人間を生かすも殺すも、人が判断せざるを得なくなりました。答えの一つはいかに医療費をかけられるか、誰が払うかという経済問題になってしまいました。
また、古来、人々は死に対して深い関心を寄せました。人間にとっての死の意味、自分の死を見据えた心構え、看取りの精神と意義、死後の世界などです。死に接するたびに、その人なりに死の哲学を育てました。人の死に会うことが少なくなると、死は禁忌の対象になりました。現在は、人々の多くが病院で死にます。死は、枕元の器械の測定値に基づいて病院の専門家から知らされます。死を直に体を通して知覚しません。事故で死んだ後も白布に包まれた死体に接することになり、死体処理の過程を見るのは、医療と看護の専門従事者くらいしかいません。
脳死臨調の答申では死を次のように定義しています。
身体の基本的な構成要素である各臓器・器官が相互依存性を保ちながら、それぞれ精神的・肉体的活動や体内環境の維持（ホメオスタシス）等のために合理的かつ合目的々に機能を分担し、全体として有機的統合性を保っている状態を『人の生』とし、こうした統合性が失われた状態をもって死とする。
現代の人々は死にゆく過程の長さと質に関心があります。死ぬことそのものよりも、長い闘病生活の果てに病院で死ぬこと、肉体が死ぬ前に精神活動が死ぬことを恐れるようになりました。安楽死や尊厳死への期待も高まります。
誕生や病や死を通じて、人間は自分たちが有限でかつ無力な生物に過ぎないと思い知らされます。おなじように、調理し食べることや糞尿の処理も人間が自然の一部であることを思い知らされる営みです。ところが、出産場面も死と同様に病院のカーテンの向こうに隠され、食品はスーパーやコンビニに行くとすでに加工され調理されて陳列されています。排泄物も水にながされ、ごみも運び去られて目の前から消えてしまいます。高度成長時代を終えて、我々は生きることに不可欠な自然との繋がりが断ち切られた社会に生きています。
+++ 長生きの秘訣とは +++
さまざまな脊椎動物を調べると、最大寿命と比代謝率（１ｇあたりの1日あたりのエネルギー消費量）の間に反比例の関係が出てきます。言い換えると、生物が一生の間に使うエネルギーの総量（LEP値）は一定です。大量にエネルギーを消費する種は短命で、ゆっくりとエネルギーを使う種は長命です。太く短く生きるか、細く長く生きるかの違いです。もう少し細かく見ると、哺乳類のLEP値は3つの値に落ち着くようです。霊長類以外（220kcal/g）、霊長類（460kcal/g）、ヒトを含むいくつかの霊長類が最大値（780kcal/g）です。ヒトは太く長く生きる種の代表例です。
もっとも確実な長寿化・老化抑制の手段は何かというと、食事制限＝ダイエットです。さまざまなサプルメントなどが宣伝されていますが、ヒトで効果が実証されているものは皆無です。ダイエットは炭水化物の量だけを減らし、ほかの必須栄養素を減らさない食事療法です。といっても、さまざまなバリエーションが考えられるでしょう。
長生きしたら幸福でしょうか。人は三度死ぬといいます（疋田先生、満足死 寝たきりゼロの思想、奥野 修司 著、講談社文庫）。第一は社会において貢献できなくなった「社会死」です。定年や引退、隠居がそれにあたります。第二は生活の維持が困難になる「生活死」です。寝たきりや認知症で介護が必要になる状態です。第三は心臓が止まる「生物死」です。いまは生活死から生物死まで五年、十年がざらであるのが大問題で、理想的には一週間で、長くて一カ月が望ましい。そのためにはどうすればいいのでしょうか。疋田先生は金のためではなく健康のために死ぬまで働けといいます。
+++ 薬の大部分はタンパク質に結合して、その機能を低下させる +++
薬とは大部分がタンパク質に結合して、その機能を低下させる低分子化合物です。したがって、結合する標的となるタンパク質（酵素）があり、薬はそのタンパク質分子が働いている場所へ運搬される必要があります。薬が標的とするタンパク質は体の機能を調整する働きをすることが多く、タンパク質が抑制的な機能を持つ場合、薬の作用により体のその機能部分が活性化し、タンパク質が活性化作用を持つ場合は、同様に抑制されます。
薬を開発する場合は、まず、薬の化学的な調査が行われます。ついで、どんな薬効が期待できるかを、科学的に調べます。通常はこの過程は同時進行で、薬のスクリーニングと呼びます。薬候補は動物試験で薬効や副作用を確認され、合格したら、臨床試験を行います。投与される薬物は動物試験をたくさん行って、哺乳類に対して安全性が高いものを使う仕組み（行政）になっています。臨床試験とは悪い言い方をすると人体実験です。製薬会社はボランティアを募集して薬物の投与試験を行います（第一相試験）。多くの患者さんを動員した第三相試験まで慎重に人間に対する効果と副作用を評価します。
+++ 医学の発展には多くの命が捧げられた +++
戦争時にはナチスや石井部隊による人体実験が行われました。そのデータはアメリカ合衆国やソビエト連邦が持ち去り、両国の医学の発展に利用されたそうです。このような機会･実験は通常ではほとんど不可能です。原子力を利用するための安全ガイドラインは広島・長崎の被爆者の追跡調査により策定されました。数年後にはその基礎データにチェルノブイリ事故の被害者が加わるはずです。
医学の発展の歴史には多くの動物の、患者の、患者でもなかった人の犠牲があります。動物愛護の観点から、動物実験を禁止しようという動きがあります。いろいろな議論がありますが、私には全く必要ないわけではないとボケた結論しかありません。現在の医療水準が十分なのか。もし、不足ならまだまだ動物実験は人間にとって必要です。人間社会にとって必要な化学物質などの安全性を確認する試験も動物を利用します。
大学時代、医学部のある先生は病気は自然の行う人体実験と表現しました。病気がなければ人間の体の仕組みは理解できなかったということです。すなわち、異常という状態がないと正常な状態は理解できない。何かの異常による不具合がきっかけとなり、その原因を追究する。正常な状態と異常な状態を比較することで、正常なときの体の仕組み、調整能力が明らかにされる。特に、細胞レベル、分子レベルでの体の働きについては、その細胞、分子が機能不全になる病気がないと、働きが正確には理解できません。
+++ 体を健康にする薬が注目される +++
薬は科学的に評価される必要がありますが、最近では過大な宣伝と共に夢のような効能をもつ「薬」が販売されます。そのような薬は科学的に薬効や副作用を評価されているとは到底思えません。
様々な「薬」や健康食品の広告が強調する効能はバランスの取れた身体と健康な老いです。薬や食品成分は病気を治すものではなく、体を健康にするものと理解されるようになりました。
+++ 食生活は身体を変える +++
かつて、日本人は米食を中心とした体を維持する食生活でした。しかし、明治維新後、肉食により体格を改良することが目標となりました。体格改善にはバランスよく体を使うスポーツも重要です。学校教育の一環としてスポーツを奨励し、体操などが普及しました。日本人の目標とした近代的身体はヨーロッパ人の身体です。開国後、日本人は欧米列強に対して軍事的劣等意識だけでなく、身体をも劣等視しました。
現在では、日本人の食事は栄養学的にバランスの取れたものになりました。日本古来の動物性タンパク質や脂肪をあまり取らない食事作法が西洋風の食事との折衷点に達したと理解されます。外国のものを日本風にアレンジし、量よりも質を重視する日本文化の特徴が料理にも生かされました。その結果、過度の肥満も無く、日本人の体格は充実したものになったのではないでしょうか。
肉体は優生学的思想、人種意識、伝統的美意識などを装い、本来、セックスアピールの機能を持ちます。よき伴侶を獲得することは幸福な人生を送ること。完璧な肉体は幸せをも約束する。この気持ちが発展すると自己愛の対象になります。肉体はコントロールすべきものになり、不健康や太りすぎややせすぎは自制心の欠如とまで見なされるようになりました。逆に、そのことを意識するあまり、極端なダイエットで体調を崩したり、精神的に不安定になったりします。
前回のアテネオリンピックでは日本の選手がたくさんのメダルに輝きました。選手の輝くような身体に感服です。遺伝子に書き込まれた潜在能力を100%発揮していると感じます。200年前でしたら、生まれてから（胎児の時期も）、様々な環境要因で成長が阻害されました。様々な感染症や昆虫などに襲われ、また、栄養の不足や偏り、放置による怪我、寒さや幼いときからの重労働に体は蝕まれました。時には体の機能にトラウマが刻まれ、子供の死はそれほど珍しいことではありませんでした。現在では成長阻害要因はほとんど取り払われ、健康に成長した世代（おそらく、1950-60年代生まれ）の子供の世代になり、そして、遺伝子の設計図通り、十分な栄養と成長環境の下、ほぼ理想的な体ができたと思います。遺伝子の能力が翳り無く引き出されるのは何も筋肉だけではありません。頭脳もきっと金メダル級。苦労知らずのひ弱な世代というだけではないはずです。
+++ 細胞内のごみ処理の不具合で神経が侵される +++
高齢化社会を迎えると、必然的に深刻さが増す神経変性疾患（アルツハイマー病、パーキンソン病、ポリグルタミン病、プリオン病、筋萎縮性側索硬化症等）の発症機構にはユビキチン・プロテアソーム依存性タンパク質分解系の破綻が関与することが示されています。ユビキチン・プロテアソーム依存性タンパク質分解系とは長い名前ですが、細胞内でのタンパク質の品質管理システムです。機能不全に陥った（変性した）タンパク質に対して、E1〜3の酵素反応によりユビキチン分子（小さなタンパク質です）が付加されます。ユビキチンが分解の目印となって、プロテアソーム（タンパク質分解酵素の複合体です）により分解されます。ユビキチン・プロテアソームシステムは細胞周期、DNA修復をはじめとしたあらゆる細胞機能制御に掃除役として大切です。
ユビキチン・プロテアソームシステムは、日常的に合成される失敗作のタンパク質を除去しています。細胞の恒常性維持に不可欠です。特に、神経細胞のような分裂しない細胞ではユビキチン・プロテアソームシステムの品質管理が破綻すると、変性タンパク質が蓄積し、神経細胞が機能しなくなり、神経変性疾患を引き起こします。
+++ 不老不死へと向かう生命科学1 +++
ヒトの老化に似た症状を示す系統のマウスが発見され、その病変を引き起こす原因遺伝子としてクロトー（Klotho）遺伝子が発見されました。老化に関与する遺伝子はいろいろと知られていますが、実際に寿命を延ばす作用が哺乳類で確認された遺伝子は少ないのです。クロトー遺伝子を2倍に過剰発現することによりマウスの寿命が長くなりました（京大、鍋島グループ）。クロトー遺伝子にはαとβの2種があります。
αクロトータンパク質は、カルシウム調整に深くかかわる臓器にほぼ限定して発現しています。細胞内のナトリウム（Ｎａ）ポンプタンパク質と結合して、細胞内からのカルシウムの分泌をコントロールしています。カルシウム濃度は細胞の生理機能を大きく左右するので、体液中の濃度は厳密に一定に保たれています。腎臓のαクロトータンパク質は血液の、脳では脳脊髄液のカルシウム濃度を調整していました。αクロトーはカルシウム濃度を上げるホルモンの分泌や腸でのカルシウム吸収を促進するビタミンＤの活性化にも関与しています。
さまざまな細胞の活性や増殖を調整するタンパク質に繊維芽細胞増殖因子（FGF、20種類以上が知られている）があります。FGFは細胞で生産され、他の細胞のレセプターに結合して情報を伝える信号分子として働きます。βクロトータンパク質はFGFが結合するレセプター（FGFR、これもたくさんあります）の働きを補助していることがわかりました。特に、コレステロールや血糖値の調整、また、腎機能を調節する骨由来のFGF に対する応答に関与します。まだまだ多くの機能がありそうです。
+++ 不老不死へと向かう生命科学2 +++
老化に伴って多くの臓器や組織が機能不全になります。そのとき、赤ちゃん由来の新品の臓器を移植できれば、移植された部分の老化はリセットされるでしょう。ヒト胚性幹（ES）細胞は赤ちゃんになる前の初期胚から採取された細胞です。試験管内で培養し、あらゆる臓器に分化する能力を持っています。ES細胞を十分量増殖させ、特定の組織に分化誘導できれば、新品の臓器、組織が手に入るはずです。材料は、ES細胞と、分化あるいは誘導因子（シグナル分子）と、足場の３つで、これらを組み合わせることによって、組織再生が可能になります（まだまだ研究中）。
ただ、ヒト胚を用いるのでは倫理的に問題があります。最近ではES細胞状態（あらゆる細胞に分化できる能力を持った状態）に関する研究が進み、体細胞（たとえば皮膚細胞）の4種類のキー遺伝子を導入することでES細胞状態誘導に成功しました（京大、山中グループ）。まだ、マウス実験の段階ですが、世界的にも競争が激しいので、すぐにもヒトへ応用されるでしょう。
自己ES細胞による再生医療は、人工材料による機能の回復（人工臓器）には限界があること、臓器移植医療が移植適合性などの困難を抱えていることから、大きな期待が寄せられています。
+++ がんは遺伝子病である +++
がん細胞は種々の原因で遺伝子が変化して、体のあちこちに出現します。がん細胞は免疫細胞が感知し、除去します。しかし、運のいいがん細胞は増殖し、遺伝子の変異を繰り返し、転移し、やがては免疫システムに対抗する能力を獲得します。最終的には個体のホメオスタシスを破壊し、個体を死に至らしめます。
どのような遺伝子の、どのような変異ががん細胞を作り出すのでしょうか。がん細胞の全ゲノムを調べて正常細胞と比較し、突然変異を見つける研究が進行中です。大腸がんと乳がんの13,023個の遺伝子を対象に、どの遺伝子が変異しているかを調べた結果、189個の遺伝子に236個の突然変異が見つかりました。ひとつの癌あたり、平均すると9-１2個の遺伝子があることになります。一般的に、癌が進行するためには複数の遺伝子の変異が積み重なる必要があるとされていますが、これほどたくさんの遺伝子の変異が関与するとは考えられていませんでした。今後は多くの遺伝子の変異が癌に関係するという前提で、診断や治療がなされていくはずです。
個人差や体質を明らかにしようと、多くの人のゲノムの塩基配列を調べる仕事（HapMap project）がスタートしています。中間報告では、挿入、デリーション、重複、転移、コピー数変異など、個人差が結構あることが報告されました。大きな変異では１０万bpを超えます。これらの変異によって個人の違いができると考えられますが、生育環境や健康状態も絡み、遺伝子だけで個人の特性が説明できるわけではありません。
+++ 遺伝子は一定の確率で複製されるたびに変化する +++
がんは一般に、制御されていない細胞増殖と考えられます。活性化されたがん遺伝子は、異常なDNA 複製を引き起こすことがあり、その結果DNA損傷が生じ、細胞が老化します。細胞の老化は増殖不能状態が基本です。細胞の老化は腫瘍の発生を阻む障壁となります。しかし、老化作用を打ち消すような変異が重ねて起これば、防御作用は働きません。
いずれにしろ、ゲノムは複製されればされるほど変異して機能不全に陥る確率が上がります。生殖は正常に機能するゲノムを維持するための仕組みです。生殖によってゲノムがさまざまに混合され、個体を維持できる組み合わせが次世代に残ります。
つづく
