ワクチンの仕組み：科学、主なタイプと歴史について

ワクチンは、病原体の抗原（つまり、体が外来物として認識するバクテリアまたはウイルスの部分）の無害な形を免疫系に示すことで機能します。これはWHOのヨーロッパ地域事務所によるものです。この暴露は、病気そのものを起こさずに免疫系を訓練します。

免疫の仕組み

免疫系が抗原に出会うと、B細胞と呼ばれる白血球がその特定の抗原に結合するように形作られた抗体を産生します。WHOヨーロッパは説明しています。これらの抗体は病原体を直接ブロックするか、食細胞などの他の免疫細胞による破壊のためにそれをマーク付けすることができます。

免疫系はこの遭遇後、「記憶」細胞も保持します。WHOヨーロッパが指摘するように、ワクチン接種されていない人の最初の自然感染は、体が効果的な防御を行うまでに7～12日かかることがあります。この遅延の間に、重い病気や死亡が起こる可能性があります。ワクチン接種により、記憶反応が事前に形成されるため、後に実際の病原体に遭遇すると、より速く、より強い反応が起こります。WHOヨーロッパは、この記憶からの免疫は数年、数十年、または生涯続く可能性があると付け加えていますが、定期的なワクチンは「非常に効果的」だが「100％有効ではない」ことを強調しており、そのため一部のワクチンは複数回の投与が必要です。

能動免疫と受動免疫

CDCのピンクブック（ワクチンで予防可能な疾患に関する機関の参考資料）は、免疫に至る2つの経路を区別しています。受動免疫は別の供給源からの抗体に由来します。例えば、胎児が妊娠中に母親の抗体を受け取る場合があります。これは即座にしかし一時的な保護を提供し、数週間から数ヶ月で消えます。能動免疫は、自然感染またはワクチンに対する人自身の免疫系の反応が生じたときに発生し、免疫学的記憶のため、通常は数年または生涯続きます。

主なワクチンのタイプ

CDCのピンクブックは、ほとんどの伝統的なワクチンを2つの広いカテゴリーに分類しています。生ワクチンには、体内で依然として複製されるウイルスまたはバクテリアの弱体化した形が含まれており、ピンクブックが「自然感染と実質的に同一」と説明する免疫反応を生成します。これらは通常、1回の注射投与のみを必要とします。不活化ワクチンは複製することができず、複数のサブタイプがあります。全細胞ワクチンは不活化された病原体を使用します（ポリオ、A型肝炎、狂犬病ワクチンなど）。部分精製ワクチンは生物の保護成分だけを使用します（インフルエンザ、肺炎球菌）。トキソイドワクチンは不活化された細菌毒素を使用します（ジフテリア、破傷風）。複合ワクチンは化学的に多糖体をタンパク質に付着させ、幼い子供での反応を改善します。組み替えワクチンはDNA技術を使用して特定の抗原を産生します（B型肝炎、HPV）。

2つのより新しいプラットフォームはCOVID-19パンデミック中に広く使用されました。CDCのCOVID-19ワクチンガイダンスは、Pfizer-BioNTechおよびModernaの注射で使用されるmRNAワクチンが、筋肉細胞にウイルスのスパイクタンパク質の無害な部分を一時的に産生するよう指示する実験室で作られた遺伝子指示を供給することを説明しています。免疫系はその後、その表示されたタンパク質に反応しますが、mRNA自体は体によって分解され、クリアされます。Novavaxなどのタンパク質部分精製ワクチンは、代わりに、免疫反応を強化するアジュバント付きでスパイクタンパク質の部分を直接注射します。

起源：variolationからJennerのワクチンへ

病気の軽い形への意図的な暴露により重症を防ぐ慣行は、現代ワクチンより何世紀も前にさかのぼります。WHOのワクチン接種史資料は、variolation（天然痘潰瘍からの物質を使用してより軽い感染を引き起こす）が紀元前200年までさかのぼる可能性があり、中国では1500年代半ばから記録されたテクニック、インドでは18世紀のテクニックが記載されていると述べています。Lady Mary Wortley Montaguはオスマン帝国でそれを観察した後、1721年にこの慣行をヨーロッパに導入し、アメリカ植民地ではこの技術は奴隷化されたアフリカ人によって知られており、1721年のマサチューセッツの流行時にCotton Matherにより公表されました。

近代的なワクチンは1796年5月に登場しました。イギリスの医師Edward JennerはWHOの履歴ページによると、牛乳搾り女Sarah Nelmes の手の牛痘潰瘍からの物質を使用して、8歳のJames Phippsに接種しました。2ヶ月後、1796年7月、Jennerは意図的にPhippsを天然痘物質に暴露させました。Phippsは病気を発症しなかったため、WHOの説明によると、彼は「天然痘に対してワクチン接種された最初の人」となりました。1801年までの進一層のテストがその方法の有効性を確認しました。

義務的ワクチン接種から世界的根絶へ

WHOによると、義務的な天然痘ワクチン接種は1840年代から1850年代にイギリスとアメリカの一部で開始されました。1950年代に、ワクチンの熱安定性で凍結乾燥されたバージョンは継続的な冷蔵の必要性を取り除き、より広い流通を支援しました。WHOは1958年に世界的な天然痘根絶を呼びかけ、集中的な天然痘根絶計画は1967年に始まり、ソビエト連邦で開発された凍結乾燥ワクチンを使用しました。

病気は地域別に排除されました：1971年に南米から、1975年にアジアから、1977年にアフリカから。WHOのタイムラインが述べています。世界保健機関は1980年に天然痘の根絶を公式に宣言しました。これはWHOの説明によると、ワクチン接種によって排除された唯一の人間の病気です。