冷知識ブラインドボックス第34回
ペニシリンの偶然の発見――P型の人が歴史を変えた話
フレミングのシャーレにカビが生え、P型らしいおおらかさが戦争と医学の姿を書き換えました。
みなさんこんにちは、冷知識ブラインドボックスへようこそ。今日は、ペニシリンの物語についてお話しします。
ただその前に、タイトルにある「P型の人」とはどういう意味なのか、簡単に説明させてください。
この言葉はMBTI性格診断に由来し、「知覚型（Perceiving）」の性格を指します。P型の人にははっきりした特徴があります。開放的で柔軟な態度を好み、細かく計画を立てたり、縛られたりすることを好みません。流れに身を任せるほうを選び、思いがけない出来事や変化への適応力がとても高いのです。
簡単に言えば、P型の人は生活をきっちり詰め込みすぎません。「一歩ずつ進んで様子を見る」ことを好み、突発的な状況にも敏感に気づいて対応できます。
実は、歴史上の多くの偉大な発見が、この「P型」の特徴と深く関わっているのをご存じでしょうか。今日の主人公、アレクサンダー・フレミングは、まさに典型的なP型の人でした。彼は科学者でしたが、まったく厳密ではなく、少しいたずら好きなところさえありました。
けれど、まさにこの開放的で柔軟な性格、偶然の出来事に敏感な感性があったからこそ、無数の命を救うペニシリンが生まれたのです。そしてこの奇跡の薬は、人類の歴史を深く形づくりました。
序章：20世紀の奇跡の薬
ペニシリンがもたらした変化は、コンピュータやインターネットに劣らないものです。その評価は実至名のものです。戦場で数えきれない兵士の命を救ったのですから。
産業革命以降、兵器は大きく変わりました。人類は冷兵器の時代から熱兵器の時代へと移り、戦争による傷はより大きく、より深くなりました。そのぶん微生物が繁殖しやすくなったのです。そのため第一次世界大戦のあと、戦場で直接命を落とした兵士より、感染症で死んだ兵士のほうが多いことが分かりました。
こうした時代背景のなかで、科学者たちは微生物の分野に精力と時間を注ぎました。しかし、今日の主人公アレクサンダー・フレミングほど幸運だった科学者ばかりではありません。ペニシリンの誕生は、ある意味では幸運の産物だったと言えます。より正確に言えば、「P型の人の特質」がもたらした幸運な発見だったのです。
第一次世界大戦の残酷さと感染の脅威
1914年、第一次世界大戦が勃発しました。人々は近代戦争の残酷さに震え上がりました。兵士たちはもはや刀と刀で斬り合うのではなく、銃弾と爆薬を使うようになったのです。これらの熱兵器は、より深刻な傷を負わせ、傷が化膿しやすくなりました。
アレクサンダー・フレミングはこの頃、フランスの野戦病院で軍医を務めていました。彼は、戦場でようやく死線を逃れた無数の負傷兵が、病院で感染症のために命を落とすのを、その目で見てきたのです。
微生物への理解の歩み
20世紀になると、人々はすでに微生物にかなり親しんでいました。早くも17世紀には、オランダのレーウェンフックが自作の顕微鏡で、羽毛の中に無数の微生物がいるのを見ていました。その後19世紀には、ルイ・パスツールが深く研究を進めました。彼は「パスツール殺菌法」の創始者として、私たちもよく耳にする人物です。こうして人類は、この世界には想像をはるかに超える膨大な数の微生物が生息していることを理解するようになりました。
これらの微生物はほとんどあらゆる場所に存在しています。体にけがをして皮膚が破れると、生体の防御壁が壊れ、微生物は傷口で大量に繁殖し、深刻な感染症を引き起こします。
19世紀以前、外科医が最も恐れていたのは手術の失敗ではなく、皮膚を切開した後に患者が感染症で死んでしまうことでした。そして1865年、イギリスの外科医ジョセフ・リスターが、外科手術には消毒が必要であり、その手段は消毒薬であると指摘しました。リスターの無菌手術を受けた患者は、感染の確率が大きく下がったのです。
ただし、消毒薬はあくまで予防のための手段にすぎませんでした。患者がいったん感染してしまえば、その段階で消毒薬を使っても役に立ちません。第一次世界大戦中、フレミングも傷の処置に消毒薬を使いましたが、結果は良くありませんでした。しかも消毒薬そのものに毒性があり、人体の免疫細胞までも傷つけてしまいます。こうしてフレミングは、消毒薬よりも効果的に細菌を倒す武器を探さなければならないと悟ったのです。
最初の幸運：リゾチームの発見
フレミングはとても運がよく、すぐに最初の不思議な物質を発見しました。その物質は、なんと彼自身の鼻水から見つかったのです。
1921年、戦争が終わって3年目のことです。フレミングはひどい風邪をひいていましたが、それでも研究室での仕事を続けていました。彼は研究室で黄色ブドウ球菌をたくさん培養していました。これらの菌は培養基の上で育てられ、何の干渉もなければ縄張りをどんどん広げていきます。理論上は、円形の培養基全体が黄色ブドウ球菌で覆われるはずでした。
固体の培養基そのものは透明ですが、黄色ブドウ球菌が生えた場所は白く濁ります。そのため科学者は、濁りがあるかどうかで、その領域が細菌に占拠されたかどうかを判断できました。
フレミングは重い風邪をひいたまま研究室に来ました。当時彼が何を考えていたのか、今となっては分かりませんが、彼はとてもいたずらっぽく、自分の鼻水を少し取って、培養基の上に一滴垂らしたのです。二週間後、彼は驚きました。鼻水を垂らした場所以外、培養基のほかの部分は全部、細菌で覆われていたのです。
これは何を意味するのでしょうか。フレミングは、鼻水には細菌を殺す物質が含まれているのだろうと考えました。科学者はやはり科学者です。細かい点にとても敏感です。そこで彼は、ほかの体液でも多くの実験を続けました。すると、涙、唾液、そしてほとんどの体液に、この不思議な殺菌物質が含まれていることが分かりました。鶏卵の卵白や魚の卵など、ほかの生物にも含まれていたのです。
フレミングはこの不思議な物質をリゾチームと名づけました。卵白にもリゾチームが含まれていると発見する前、彼は同僚たちに必死で涙を分けてくれと頼みまわり、そのため同僚たちは大いに困ったそうです。後に、卵からリゾチームを得る方法を見つけたフレミングは、そこから研究にのめり込んでいきました。
この研究は7年間続きましたが、結果は皆を失望させるものでした。リゾチームの抗菌活性は非常に弱く、多くの病原菌にはまったく効果がなかったのです。フレミングはリゾチームの研究をあきらめざるを得ませんでした。
二度目の幸運：ペニシリンの偶然の発見――P型の人の鋭い洞察
最初に、フレミングはとても運がよかったと申し上げました。リゾチームの発見は最終的に平凡な結果に終わりましたが、それもフレミングのひらめきから生まれたものでした。そしてこの幸運は、実は次のさらに大きな幸運への布石だったのです。
1928年の夏、フレミングは家族と一緒に休暇に出かけました。数週間家を空け、8月末になってようやくロンドンの研究室に戻りました。ここでP型の特質が出てくるのです。P型の人は、厳格な実験手順にあまりこだわりません。フレミングが出かける前、研究室にあった多くの瓶や容器は、標準の手順どおりに片づけられていませんでした。中には、細菌がびっしり生えた培養剤がそのまま放置されているものもありました。
フレミングがわざとそうしたのか、それとも単に厳格な研究室管理の規則に従っていなかったのか、今となっては分かりません。いずれにせよ、休暇の前にこれらの培養皿は研究室に置かれたまま、誰も管理していませんでした。もしフレミングが厳格に規則に従うJ型（判断型）の人で、毎日手順どおりにきれいに片づけていたなら、ペニシリンは永遠に発見されなかったかもしれません。
鍵となるのは、P型のもう一つの特質です。思いがけない状況を鋭く観察する力です。彼がこれらの培養剤を片づけていたとき、過去の経験によって、非常に重要な細部に気づきました。その培養剤に、透明な輪ができていたのです。前に説明したとおり、透明は細菌が生えていないこと、濁りは細菌に占拠されていることを意味します。つまり、その透明な輪の中心にある物質には、明らかに殺菌作用があるということです。
こうしてフレミングは、アオカビ（ペニシリウム）を発見しました。カビもまた微生物の一種です。フレミングが培養していたのは細菌の一種で、アオカビはその黄色ブドウ球菌を殺していたのです。
微生物どうしの戦い
その原因は推測するのも難しくありません。フレミングが出かけたとき、培養皿には蓋がなく、中には水分もあったので、簡単にカビが生えてしまったのです。
アオカビの胞子がそこに落ちました。アオカビは繁殖して数を増やし続け、細菌の増殖を抑える物質を分泌しました。それがペニシリンです。
アオカビはペニシリンを分泌できるので、ほかの微生物の増殖を抑え、自分のために、より多くの資源と縄張りを作り出すことができます。培養皿では、ブドウ球菌がアオカビに近づく勇気がないことがはっきり見て取れました。彼らは怖気づき、アオカビの周りの場所を明け渡してしまい、透明な輪ができあがったのです。
このような微生物どうしの争いは「拮抗作用」と呼ばれ、長い生物進化の結果として生まれたものです。
見過ごされた発見
フレミングはこの発見に驚き、喜びました。1928年9月にペニシリンを発見し、1929年6月には論文が発表されました。後にノーベル賞を受けることになるその論文でしたが、意外なことに、その後10年間、誰も注目しませんでした。
時は進んで1938年、オックスフォード大学のチームがフレミングの研究に目をつけ、ペニシリンの抽出に乗り出すことを決めました。1941年、一人の警察官が誤って花壇に転落し、バラのとげで目と顔を引っかかれました。その傷は敗血症へと進行しました。今日でさえ、敗血症の死亡率は非常に高いのです。
そこでオックスフォードのチームは、抽出したペニシリンをこの患者に使用しました。最初は非常に効果があったのですが、患者は結局亡くなってしまいました。ペニシリンに問題があったからではなく、研究室で抽出できたペニシリンの量があまりにも少なかったからです。
工業生産のブレイクスルー
研究室だけで薬を生産するのは、まったく不可能でした。大量生産するには、近代的な製薬工場に頼る必要があったのです。しかし不運なことに、この頃イギリスはすでに第二次世界大戦に巻き込まれており、研究チームは協力してくれる製薬会社を見つけることができませんでした。
1941年末、日本が真珠湾を奇襲し、アメリカが正式に参戦しました。オックスフォードのチームはアメリカで、ようやく希望を見出しました。彼らはアメリカ政府を説得し、ペニシリンが戦場の武器になることを、より多くの人に理解させたのです。彼らはアメリカの製薬会社と手を組み、ついに生産量の少なさという問題を乗り越えました。
その後、大量生産されたペニシリンは生産ラインから次々と送り出され、戦場へと向かいました。それは銃砲以外で連合国にとって最も重要な武器となりました。多くの負傷した連合国の兵士が素早く回復し、数週間後には前線に戻れるようになったのです。第二次世界大戦の勝利に、ペニシリンが果たした役割は小さくありません。
フレミングの栄誉
その後、フレミングは当然ながら、万人の注目を集める人物になりました。ノーベル賞の栄誉もあり、マイケル・ハートの著書『The 100』（人類の歴史の進路に影響を与えた100人のランキング）の中で、フレミングは第45位に選ばれています。
彼の地位がどれほど高かったかを感じていただくため、40位前後の人物も少し挙げてみましょう。第40位は古代ギリシャの大哲学者プラトン、第42位は音楽の巨匠ベートーヴェン、第43位は量子力学の創始者のひとりハイゼンベルクです。フレミングの地位の高さがお分かりいただけるでしょう。
人類と細菌の軍拡競争
抗生物質の誕生とともに、人類は正式に細菌との軍拡競争に入りました。「スーパーバグ」という言葉は、皆さんもきっとご存じでしょう。抗生物質に耐性を獲得した細菌のことです。
抗生物質は諸刃の剣です。人類が抗生物質を絶えず更新し続けても、細菌の進化の速さに追いつけないことを、フレミングはおそらく想像もしなかったでしょう。抗生物質の出現によって無数の人々が死の淵から生還しました。しかし同時に、スーパーバグの感染で亡くなる人も少なくありません。
結び：P型の人の教え
次回は、スーパーバグがどのようにして生まれたのか、人類と細菌の軍拡競争がどれほど見応えのある対決なのかをお話ししましょう。
ただ、今日の物語は面白い教訓を残しています。時には、まさにP型の人が持つ柔軟性や開放性、そして偶然への感受性こそが、偉大な発見を生むのだということです。もちろん、厳密な科学的態度が大切でないと言いたいわけではありません。開かれた心と鋭い観察力があれば、思いがけない場所に、思いがけない驚きが訪れることもある、ということです。
冷知識ブラインドボックス、それでは次回もお楽しみに。
