C.3.2 · 疾病に対する防御

HL focused support。最初の評価2025；現在の科目概要を取得済み；生物学ガイド全体を取得済みの状態。残りのガイド、評価、実習要件は記録された保留事項を維持する。

前提知識：B.2からの細胞と膜、およびB.1からの酵素。各授業は独立した転移前に独自の手法を習得する。

これらは元々または明示的に架空の教学例であり、実際の測定値や完了した評価対象学習者調査ではない。

この観察を説明するのは何か？

• 多くの人は水疱瘡に一度かかって二度と罹患しないが、風邪は毎年再発することがある。免疫系は何を記憶しているのか、そしてなぜ風邪に対して機能しないのか。
• まず予測を立てる。比較したい量や特徴を明記し、2つの説明を区別できる証拠は何かを決定せよ。

モデルを構築する

• 病原体は抗原——身体が異物として認識するマーカー分子——を運ぶ。好中球は病原体を取り込み消化し、リンパ球は特定の抗原一つに結合する形状をした抗体（タンパク質）を生成する。最初の反応が遅いのは、対応するリンパ球を選択・増殖させる必要があるためである。
• 初回感染後、記憶細胞が残る。再曝露時にはより速く強力な二次反応を起こし、症状が出る前に病原体を破壊することが多い。ワクチン接種は病気を伴わずに記憶細胞を作成する。集団の十分に多くの者が免疫状態になれば、病原体は広まることができなくなる——集合免疫。
• 抗原：免疫系によって異物として認識される分子；抗体：特定の抗原一つに結合するタンパク質；記憶細胞：速やかな二次反応を可能にする長期存続性リンパ球；ワクチン接種：病気を伴わずに記憶細胞を形成するために抗原物質を投与すること；集合免疫：感染力を持つ宿主が少すぎて拡散できないほど集団が保護される状態。

モデルを検証できる証拠を選ぶ

• 初回および同抗原への二回目の曝露後の抗体濃度を追跡すると、モデルはより速く大きい二番目のピークを予測する。風邪ウイルスが再発するのは、その抗原が変化する（新株）ため、記憶細胞との一致が失われる——法則を試す例外である。
• 異なるワクチン接種率を持つ集団での感染爆発の規模を比較する。閾値を超えれば、感染爆発は成長しないはずである。

既知の値から始める

• 既知の値と単位を明記する。このケースに適応する仮定を持つ関係式を選び、代入前に変形する。
• 既知：ある病原体の基本再生産数 R₀ = 4 であり、完全に感受性のある集団では一人の感染者が四人に感染させる。集合免疫の閾値は 1 − 1/R₀ = 1 − 1/4 = 0.75 である。一人の感染者が一人未満にしか感染させないためには、集団の少なくとも75%が免疫状態である必要があり、これにより感染爆発は消滅する。

例：

別の病原体は R₀ = 2.5 である。同じ手順を用いて集合免疫の閾値を百分率で求めよ：既知量 → モデル → 関係式 → 代入 → 単位と解釈。（答え：1 − 1/2.5 = 1 − 0.4 = 0.6 = 60%。伝染力が低い病原体は必要な被覆率が低い。）

結論とその限界を確認する

• 閾値モデルは均一混合と均等な感受性を仮定するが、実際の集団はクラスター化するため、実際の保護率は異なる可能性がある。ワクチンの有効性は常に100%ではないため、必要な被覆率は算术的最小値よりも高い。
• 元の観察に戻り、結果が何を裏付けているか、どのような条件を前提としているかを説明し、対立する説明を検証する方法を一つ示す。

警告：

一つの抗体はあらゆる病原体に等しく結合できるという主張は誤りである。各抗体は一つの抗原の形状に特異的である——これが新しい風邪株が昨年の抗体から逃れる理由であり、各ワクチンが特定の抗原を対象とする理由である。

重要：

疾病に対する防御：好中球は取り込み、リンパ球は抗原特異的抗体を生成し、記憶細胞はより速く強力な二次反応を提供する。ワクチン接種は安全に記憶細胞を形成し、集合免疫は 1 − 1/R₀ で集団全体を保護する。