免疫のしくみ（自然免疫→獲得免疫）How Immunity Works (Innate → Adaptive)

1予想しよう（触る前に）Predict (before you touch anything)

1. 病原体が体に入ってきたとき、抗体はすぐにつくられると思いますか。それとも時間がかかると思いますか。When pathogens enter the body, do you think antibodies are made right away, or does it take time?💡 抗体をつくる細胞が、どの病原体に対する抗体をつくればよいかを「知る」までに、どんな段階が必要か考えてみましょう。Think about what steps are needed before the antibody-making cells "know" which pathogen to make antibodies against.
2. 同じ病原体に2回目に感染したとき、抗体のつくられ方は1回目と比べてどう変わると思いますか。形の違う別の病原体ならどうでしょうか。When infected by the same pathogen a second time, how do you think antibody production will differ from the first time? What about a different pathogen with a different shape?💡 1回目の感染のあとに、体の中に何が残るかに注目しましょう。Focus on what remains in the body after the first infection.

2動かしてみようTry it

1. 初期設定(病原体投入数 20 個、記憶B細胞 3 個、抗体産生速度 ×1.0)のまま初回感染を最後まで見る。画面下の説明文と「段階(1)/8〜(8)/8」の表示に合わせて、マクロファージの貪食、MHC(旗)での抗原提示、形の一致するヘルパーT細胞の活性化、B細胞→形質細胞、Y字の抗体を順に確認する。With the starting settings (Pathogens added: 20, Memory B cells: 3, Antibody production rate: ×1.0), watch the first infection to the end. Following the explanation line and the "Stage (1)/8 to (8)/8" display, check in order: macrophages eating, antigen presentation on MHC (the flag), activation of the matching helper T cell, B cell → plasma cells, and Y-shaped antibodies.
2. 再生が終わったら、グラフの初回感染(○)のピーク(抗体量/日数)と、青帯の「応答の遅れ：抗体出現まで ○日」を読み取る。When playback ends, read the peak of the 1st infection (○) curve on the graph (antibody amount / day) and the blue band's "Response delay: antibodies after ○ days".
3. 「2回目感染を開始」を押して最後まで見て、2回目(○)の曲線のピークの高さと日数、応答の遅れを初回と比べる。Press "Start 2nd infection", watch to the end, and compare the 2nd (○) curve's peak height, day of peak, and response delay with the first infection.
4. 「新種(△)を投入」を押して最後まで見て、緑の記憶B細胞が反応するかどうかと、新種(△)の曲線が初回・2回目のどちらに近いかを確かめる。Press "Add new type (△)", watch to the end, and check whether the green memory B cells respond and whether the new type (△) curve looks more like the 1st or the 2nd infection.
5. 発展:「リセット」後に「抗体産生速度」を×3.0にして初回感染を見る。または初回終了後に「記憶B細胞」を0にしてから「2回目感染を開始」を押し、グラフを比べる。Extension: after "Reset", set "Antibody production rate" to ×3.0 and watch a first infection. Or, after the first infection ends, set "Memory B cells" to 0 before pressing "Start 2nd infection", and compare the graphs.

3確かめようCheck

1. マクロファージはどんな形の相手を食べていましたか。抗体はどうでしたか。What shapes of targets did the macrophages eat? What about the antibodies?→ マクロファージは赤い病原体(○)も紫の四角も区別せずに食べた(非特異的)。抗体は形が一致する病原体(○)だけに結合して灰色に無力化・凝集させ、紫の四角には結合しなかった(特異的)。Macrophages ate both the red pathogens (○) and the purple squares without distinction (non-specific). Antibodies bound only to pathogens of the matching shape (○), turning them gray and clumping them, and did not bind the purple squares (specific).
2. 初回感染で抗体が出現したのは何日目ごろで、ピークは何日目ごろでしたか。In the first infection, around which day did antibodies appear, and around which day was the peak?→ 抗体が出現するまで約12日かかり(応答の遅れ)、ピークは約15日目で、抗体量は約10〜14程度と低かった。It took about 12 days for antibodies to appear (the response delay), and the peak was around day 15 with a low antibody level of about 10–14.
3. 2回目感染(○)では、初回と比べてグラフはどう違いましたか。How did the graph for the 2nd infection (○) differ from the first?→ 抗体は約4日目には出現し、約7.5日目に約59のピークに達した。初回(約12日で出現、約15日目にピーク約10)と比べて、速く、はるかに多くの抗体がつくられた(二次応答)。Antibodies appeared by about day 4 and peaked at about 59 around day 7.5. Compared with the first infection (appearing after about 12 days, peak about 10 around day 15), antibodies were made faster and in much larger amounts (secondary response).
4. 新種(△)を投入したとき、記憶B細胞は反応しましたか。グラフはどうなりましたか。When the new type (△) was added, did the memory B cells respond? What did the graph look like?→ 記憶B細胞は○型専用なので△には反応せず、抗体の出現は約12日目、ピークは約16日目で高さも初回と同じ程度の、ゆっくりした応答になった。The memory B cells are specific to ○, so they did not respond to △. Antibodies appeared around day 12 and peaked around day 16 at about the same height as the first infection — a slow response.

4考えようThink further

1. 予防接種(ワクチン)によって病気にかかりにくくなる理由を、このシミュレーションの「2回目感染」の結果を使って説明しよう。Using the "2nd infection" result in this simulation, explain why vaccination makes people less likely to get sick.→ ワクチンで無毒化した抗原などを先に体に入れると、1回目の免疫応答が起きて記憶細胞が残る。本物の病原体が入ってきたときには2回目の応答(二次応答)になり、すぐに大量の抗体がつくられるので、病原体が増える前に無毒化でき発症しにくくなる。A vaccine introduces a harmless form of the antigen first, so a first immune response happens and memory cells remain. When the real pathogen arrives, the body gives a secondary response and quickly makes a large amount of antibody, so the pathogen is neutralized before it multiplies and illness is less likely.
2. 毎年流行するインフルエンザで、前に一度かかったのにまたかかることがあるのはなぜか、新種(△)の結果をもとに考えよう。Based on the new type (△) result, why can people catch influenza again even if they had it before?→ 記憶細胞や抗体は特定の形の抗原にしか反応しない(特異性)。ウイルスの抗原の形が変わると前の記憶細胞が反応できず、新種(△)のように初回と同じゆっくりした応答になるため、再び発症することがある。Memory cells and antibodies respond only to antigens of a specific shape (specificity). If the virus's antigens change shape, the old memory cells cannot respond, so, like the new type (△), the response is as slow as the first time and the person can get sick again.

よくある誤解Common misconceptions

• 「抗体は病原体が入るとすぐにつくられ、どんな病原体にも効く」という誤解。初回は抗体ができるまで日数がかかり、抗体は形の一致する抗原だけに結合する。Misconception: "Antibodies are made as soon as pathogens enter and work against any pathogen." The first time, it takes days for antibodies to appear, and antibodies bind only to antigens with a matching shape.
• 「一度かかった病気の記憶はどんな病原体にも役立つ」という誤解。記憶細胞は同じ抗原にだけ反応し、形の違う新種には役立たない。Misconception: "Immune memory from one disease helps against any pathogen." Memory cells respond only to the same antigen and do not help against a new type with a different shape.

用語（日本語 / English）Key terms (Japanese / English)