弱毒化ワクチン

弱毒化ワクチン （または生弱毒化ワクチン、LAV）は、病原体の毒性を弱めながらも、病原体を生きたまま（または「生」のまま）保つことによって作られるワクチンです。 [ 1 ]弱毒化とは、感染性物質を無害または毒性が低くなるように変化させることです。[ 2 ]これらのワクチンは、病原体を「殺す」ことによって作られるワクチン（不活化ワクチン）とは対照的です。

弱毒化ワクチンは、強力かつ効果的な免疫反応を刺激し、その効果は長続きします。[ 3 ]不活化ワクチンと比較すると、弱毒化ワクチンはより強力かつ持続的な免疫反応を生じ、免疫発現も速やかです。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]妊娠中や重度の免疫不全患者には一般的に使用が避けられます。[ 7 ]弱毒化ワクチンは、ワクチンが防御する特定の病原体に対する抗体や記憶免疫細胞の生成を体内に促すことで機能します。 [ 8 ]生弱毒化ワクチンの一般的な例としては、麻疹、おたふく風邪、風疹、黄熱病、水痘、一部のインフルエンザワクチンがあります。[ 3 ]

発達

弱毒化ウイルス

ウイルスは、進化の原理を利用して、外来宿主種を介したウイルスの連続継代によって弱毒化される可能性がある。例えば、[ 9 ] [ 10 ]

最初のウイルス集団を外来宿主に投与する。自然の遺伝的変異または誘発突然変異により、ウイルス粒子のごく一部が新しい宿主に感染する能力を持つ。[ 10 ] [ 11 ]これらの株は新しい宿主内で進化を続け、選択圧の欠如により、ウイルスは元の宿主において徐々にその効力を失う。[ 10 ] [ 11 ]このプロセスは「継代」と呼ばれ、ウイルスは外来宿主に非常によく適応し、ワクチン接種を受ける被験者にとってもはや有害ではなくなる。[ 11 ]これにより、宿主の免疫系は病原体を排除し、免疫記憶細胞を生成することが容易になり、患者が「野生」で同様のウイルスに感染した場合に保護される可能性が高くなる。[ 11 ]

ウイルスは逆遺伝学によって弱毒化されることもある。[ 12 ]遺伝学による弱毒化は腫瘍溶解性ウイルスの製造にも利用されている。[ 13 ]

弱毒化細菌

細菌は、ウイルスで使用される方法と同様に、継代によって弱毒化されるのが一般的です。[ 14 ]逆遺伝学によって誘導された遺伝子ノックアウトも使用されます。[ 15 ]

管理

弱毒化ワクチンはさまざまな方法で投与できます。

経口ワクチンまたは皮下／筋肉内注射は、12ヶ月齢以上の乳児に投与されます。生弱毒化ワクチンは、6週齢で接種するロタウイルスワクチンを除き、9ヶ月齢未満の乳児には適応されません。[ 19 ]

機構

ワクチンは、 CD8+およびCD4+ Tリンパ球などの免疫細胞、または病原体に特異的な抗体などの分子の生成を促すことによって機能します。[ 8 ]細胞や分子は、感染細胞を殺すかインターロイキンを産生することにより、感染を予防または軽減できます。[ 8 ]誘発される特定のエフェクターは、ワクチンによって異なります。[ 8 ]生弱毒化ワクチンは、CD8+細胞傷害性Tリンパ球とT依存性抗体反応の生成を助ける傾向があります。[ 8 ]ワクチンは、体がこれらの細胞の集団を維持している限り有効です。[ 8 ]

弱毒化ワクチンは、病原体（ウイルスまたは細菌）を「弱めた」ものです。体内で害や病気を引き起こさないように改変されていますが、免疫系を活性化することは可能です。[ 20 ]このタイプのワクチンは、獲得免疫系の細胞性免疫応答と体液性免疫応答の両方を活性化することで作用します。経口または注射でワクチンを接種すると、抗体産生を助けるB細胞が、T細胞依存性活性化とT細胞非依存性活性化の2つの方法で活性化されます。[ 21 ]

T細胞依存性B細胞活性化では、まずB細胞がMHCII受容体上の抗原を認識し提示します。T細胞はこの提示を認識し、B細胞に結合してクローン増殖を引き起こします。これはIgMおよび形質細胞の産生、そして免疫グロブリンスイッチにも役立ちます。一方、T細胞非依存性B細胞活性化は非タンパク質抗原によるものです。これはIgM抗体の産生につながります。B細胞応答とメモリーキラーT細胞を産生できることは、強力な免疫誘導に役立つ弱毒化ウイルスワクチンの重要な特徴です。[ 21 ]

安全性

生弱毒化ワクチンは安全で、強力かつ効果的な免疫反応を刺激し、その効果は長期にわたり持続します。[ 3 ]病原体が弱毒化されているため、病原体が病原体に戻って病気を引き起こすことは極めて稀です。[ 22 ]さらに、WHOが推奨する5種類の生弱毒化ワクチン（結核、経口ポリオ、麻疹、ロタウイルス、黄熱病）の中で、重篤な副作用が起こることは極めて稀です。[ 22 ]

免疫系が重度に低下している人（HIV感染、化学療法、免疫抑制療法、リンパ腫、白血病、複合免疫不全症など）は、適切かつ安全な免疫反応を生成できない可能性があるため、通常、生弱毒化ワクチンを接種すべきではありません。[ 3 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]免疫不全者の家庭内接触者は、感染伝播のリスクが増加しないため、経口ポリオワクチンを除いて、ほとんどの弱毒化ワクチンを接種することができます。[ 24 ]

予防措置として、生弱毒化ワクチンは通常、妊娠中に投与されません。[ 22 ] [ 25 ]これは、母親と胎児の間でウイルスが伝染するリスクがあるためです。[ 25 ]特に、水痘ワクチンと黄熱病ワクチンは、胎児と授乳中の乳児に悪影響を与えることが示されている。[ 25 ]

一部の生弱毒化ワクチンは、投与経路により、さらに一般的で軽度の副作用を伴う。[ 25 ]例えば、生弱毒化インフルエンザワクチンは鼻から投与され、鼻づまりを伴います。[ 25 ]

不活化ワクチンと比較して、生弱毒化ワクチンはコールドチェーン中に厳格な条件下で保管され、慎重に調製（例えば、再構成中）される必要があるため、予防接種エラーが発生しやすくなります。[ 3 ] [ 22 ] [ 23 ]

歴史

ワクチン開発の歴史は、18世紀後半にエドワード・ジェンナーが天然痘ワクチンを開発したことから始まりました。 [ 26 ]ジェンナーは、動物の痘ウイルスを人間に接種すると、人類史上最も壊滅的な病気の一つと考えられている天然痘に対する免疫が得られることを発見しました。 [ 27 ] [ 28 ]最初の天然痘ワクチンは生ワクチンであるため弱毒化ワクチンであると考えられることもありますが、天然痘から直接得られたものではないため、厳密に言えば弱毒化されていませんでした。その代わりに、関連がありより軽い牛痘に基づいていました。[ 29 ] [ 30 ]病気を人工的に弱毒化できることが発見されたのは、19世紀後半、ルイ・パスツールが鶏コレラの弱毒株を導き出すことができたときでした。[ 29 ]パスツールはこの知識を応用して弱毒化炭疽菌ワクチンを開発し、公開実験でその有効性を実証しました。[ 31 ]その後、パスツールとエミール・ルーはウサギの体内でウイルスを培養し、感染した神経組織を乾燥させることで、最初の狂犬病ワクチンを製造しました。[ 31 ]

ウイルスを人工培地で繰り返し培養し、毒性の弱い株を分離する技術は、20世紀初頭にアルベール・カルメットとカミーユ・ゲランによって開拓され、彼らはBCGワクチンと呼ばれる弱毒化結核ワクチンを開発した。[ 26 ]この技術は後に、黄熱病のワクチンを開発する際に、最初はセラーズとレグレ、次にタイラーとスミスによっていくつかのチームによって使用された。[ 26 ] [ 29 ] [ 32 ]タイラーとスミスによって開発されたワクチンは大きな成功を収め、他の多くのワクチンの推奨される慣行と規制を確立するのに役立った。これには、動物ではなく一次組織培養（ニワトリの胚など）でのウイルスの増殖、および派生ウイルスではなく元の弱毒化ウイルスを使用するシードストックシステムの使用（ワクチン開発のばらつきを減らし、副作用の可能性を減らすために行われた）が含まれる。[ 29 ] [ 32 ] 20世紀半ばには、セービン、ヒレマン、エンダースなど多くの著名なウイルス学者が研究を行い、ポリオ、麻疹、おたふく風邪、風疹などの弱毒化ワクチンがいくつか開発されました。[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]

メリットとデメリット

利点

デメリット

  • まれに、特に集団へのワクチン接種が不十分な場合、ウイルス複製中の自然変異や関連ウイルスによる干渉により、弱毒化したウイルスが野生型に戻ったり、新しい株に変異したりすることがあり、その結果、新しいウイルスが感染性または病原性を持つ可能性があります。[ 37 ] [ 42 ]
  • 潜在的な合併症のリスクがあるため、妊娠中や重度の免疫不全患者には推奨されないことが多い。 [ 37 ] [ 43 ] [ 44 ]
  • 生きた菌株は通常、冷蔵や新鮮な培地などの高度なメンテナンスを必要とするため、遠隔地への輸送は困難でコストがかかります。[ 37 ] [ 45 ]

弱毒化ワクチンのリスト

現在使用中

細菌ワクチン

ウイルスワクチン

開発中

細菌ワクチン

ウイルスワクチン

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