体内環境の維持と免疫（知識）の問題
遺伝的にすべて同じ系統のマウス（互いに移植をしても拒絶反応が起こらない）を用いて、次の実験を行った。
抗原 A と抗原 B は、互いに異なる物質である。各群のマウスに、下の表の「前処理」を行った。その後、すべての群に抗原 A を注射し（これを「本注射」とよぶ）、本注射の直前と本注射の 7 日後に、血清中の抗原 A に対する抗体の量を測定した。表には、本注射の 7 日後の値から本注射の直前の値を引いた「抗体量の増加量」を、群 1 の値を 1 とした相対値で示してある。
| 群 | 前処理 | 抗体量の増加量 |
|---|---|---|
| 1 | 何もしない | 1 |
| 2 | 本注射の 30 日前に抗原 A を注射する | 100 |
| 3 | 本注射の 30 日前に抗原 B を注射する | 1 |
| 4 | 本注射の 1 日前に、抗原 A を 30 日前に注射しておいた別のマウスから採った血清を注射する | 1 |
| 5 | 本注射の 1 日前に、抗原 A を 30 日前に注射しておいた別のマウスのひ臓から採ったリンパ球を注射する | 100 |
| 6 | 生まれた直後に胸腺を除去し、成長後、本注射の 30 日前に抗原 A を注射する | 0.1 未満 |
この実験の結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
- ア 群 2 と群 3 の比較から、1 回目の注射でつくられた記憶細胞は、抗原の種類を区別せずに、あとから侵入したどの抗原に対しても二次応答を起こすと考えられる。
- イ 群 2 と群 4 の比較から、二次応答が起こるのは、1 回目の注射で産生された抗体が血清中に残り、その抗体が再び侵入した抗原 A を認識して抗体産生を促すためと考えられる。
- ウ 群 4 と群 5 の比較から、抗原 A の注射によって獲得された免疫記憶は、血清ではなくリンパ球によって別の個体に移すことができると考えられる。
- エ 群 1 と群 6 の比較から、胸腺を除去したマウスでは B 細胞がつくられなくなるため、抗原 A に対する抗体がほとんど産生されないと考えられる。
- オ 群 4 の結果から、血清療法のように他の個体でつくられた抗体を注射する方法でも、ワクチンの接種と同様に、注射を受けた個体の体内に記憶細胞がつくられると考えられる。
この問題で使うもの
- 免疫記憶とワクチン・血清療法（説明と入口の問題）
- 獲得免疫（体液性免疫・細胞性免疫）（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（6 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
表の各群がどの群と比べると「1 回目の抗原の種類」「血清」「リンパ球」「胸腺」のどれか 1 つの条件だけが違うかを整理し、二次応答（記憶細胞）と血清療法・胸腺のはたらきの知識と結びつけよう。
ヒント 2
二次応答は 1 回目と同じ抗原に対してだけ起こり、それを担うのは記憶細胞（リンパ球）である。また、B 細胞は骨髄で成熟し、胸腺で成熟するのは T 細胞である。表の値は、注射した血清に含まれていた抗体の分を差し引いた増加量であることにも注意しよう。
ヒント 3
群 3 は群 1 と同じ値なので、抗原の種類を区別しないとするアは誤り。群 4 は血清を移しても二次応答が起こっていないので、血清中の抗体が二次応答の原因とするイと、血清を注射して記憶細胞ができるとするオは誤り。残りの 2 つのうち、胸腺で成熟する細胞の種類を正しく述べているかを確かめよう。
答えと解説
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ウ
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解説を読む
抗原が 1 回目に侵入したときの獲得免疫（一次応答）では、活性化した B 細胞や T 細胞の一部が記憶細胞として体内に残る。同じ抗原が再び侵入すると、記憶細胞がすぐに増殖・分化するため、一次応答より速く、多量の抗体が産生される（二次応答）。ワクチンはこのしくみ（免疫記憶）を利用したものである。
表の値は「本注射の 7 日後の値 − 本注射の直前の値」なので、群 4 のように注射した血清に含まれていた抗体の分は差し引かれており、本注射によって新たに産生された抗体の量を表している。
各選択肢を検討する。
- ア：誤り。群 3（30 日前に抗原 B を注射）は、何もしない群 1 と同じ値 1 であり、抗原 A に対して二次応答は起こっていない。記憶細胞は 1 回目と同じ抗原にだけ反応する（獲得免疫には特異性がある）。「区別せずに」が誤り。
- イ：誤り。群 4 では、抗原 A に対する抗体を含む血清を注射しても増加量は群 1 と同じ 1 で、二次応答は起こっていない。したがって、二次応答の原因は血清中に残った抗体ではない。
- ウ：正しい。抗原 A を注射したマウスの血清を移した群 4 は 1（一次応答と同じ）、リンパ球を移した群 5 は 100（群 2 と同じ二次応答）である。よって、免疫記憶を担っているのは血清中の抗体ではなくリンパ球（記憶細胞）であり、リンパ球を移すことで免疫記憶を別の個体に移せると考えられる。
- エ：誤り。B 細胞は骨髄でつくられて成熟するので、胸腺を除去しても B 細胞はつくられる。胸腺は T 細胞が成熟する場所であり、群 6 では T 細胞（ヘルパー T 細胞）が成熟しないため、B 細胞を活性化できず、抗体がほとんど産生されないと考えられる。「B 細胞がつくられなくなる」が誤り。なお、HIV がヘルパー T 細胞に感染して破壊し、獲得免疫がはたらかなくなるエイズ（後天性免疫不全症候群）も、ヘルパー T 細胞の不足により抗体産生が低下する点で共通する。
- オ：誤り。群 4 は、抗体を含む血清を注射されたのちに抗原 A が入っても二次応答を起こしておらず、記憶細胞はつくられていない。血清療法は他の個体（動物）がつくった抗体を直接与える方法で、すぐに効果が出るが、注射を受けた個体の免疫記憶はつくられない。「ワクチンの接種と同様に記憶細胞がつくられる」が誤り。
よって、正解はウである。
別解
各選択肢を実験結果と照らして検討する。
ア：群3は抗原Bを前処理した場合で、抗原Aへの応答は群1と同じ（1）で二次応答は起こらない。記憶細胞は抗原特異的であり、抗原の種類を区別しないという記述は誤り。
イ：群4では抗原Aに対する抗体を含む血清を移しても増加量は1で、二次応答は起こらない。二次応答は記憶細胞（リンパ球）によるもので、残っていた抗体が抗体産生を促すためではない。したがって誤り。
ウ：群4（血清）では1、群5（リンパ球）では100である。よって、免疫記憶は血清ではなくリンパ球によって別の個体に移せると考えられる。正しい。
エ：群6では胸腺を除去すると抗体産生がほとんど起こらない。胸腺はT細胞が成熟する場所であり、B細胞は骨髄でつくられる。胸腺除去でB細胞がつくられなくなるとは言えず、むしろヘルパーT細胞がなくなるためと考えられる。誤り。
オ：群4では、抗体を注射しても二次応答は起こらず、記憶細胞ができたとは言えない。血清療法は抗体を直接与えるだけで、記憶細胞はつくられない。誤り。
以上より正解はウ。