2021-07-12

～新型コロナウイルス用ワクチンについて～

1.　はじめに

2019年末に中国の武漢市で初めて確認され、日本では2020年2月に3,711人を乗せた大型クルーズ船「ダイヤモンドプリンセス号」船内にて712人もの大量感染者を出した新型コロナウイルス感染症（COVID19）は、その後瞬く間に世界中に飛び火していきました。本コラムでも2020年5月14日付け「動物由来感染症について #5 ～新型コロナウイルス感染症に関する正しい情報①～」、2020年6月17日付け「動物由来感染症について #7 ～新型コロナウイルス感染症に関する正しい情報②～」にて、新型コロナウイルスについて公的機関及び準公的機関の情報をお伝えすると同時に、一部環境問題から外れ、本コラムにふさわしくないかとも思いましたが、ウイルス自体も「環境汚染物質」という位置付けから、「生体の防御機能としての免疫と作用機序」などにも踏み込みました。

多くの人々は「まあ半年もすれば収束するだろう」と楽観視していましたが、2021年7月5日現在、米国ジョンホップキンス大学コロナウイルス研究センターのデータでは全世界で1億8,379人以上が感染し、397万人以上が亡くなっており、いまだに拡大を続けている様子を示しています。

同時に、唯一の明るい情報として、日本でも接種が始まった新型コロナウイルス用のワクチンが世界で約32億回分提供されたことも報告されています。

一般的に、ワクチンの開発にはかなり長い年月が必要と言われていますが、近年の遺伝子操作技術やAIなどの技術が駆使され、臨床試験も含めて1年ほどでこれを実用化できたのは驚異ですが、今回は公的機関、準公的機関の情報を基に、この新型コロナウイルス用ワクチンについて基本知識や種類や特性、副反応などをわかる範囲でお伝えしたいと思います。

2.　ワクチンの種類と作用機序

2.1　基本情報のおさらい

本コラム2020年6月17日付け「動物由来感染症について #7～新型コロナウイルス感染症に関する正しい情報②～」で述べた内容の概要を整理し、表1に示します。

表1　新型コロナウィルス感染症に関する正しい情報　～基本情報～

感染症とは	細菌、真菌（カビ類など）、ウイルス、寄生虫、などの病原体が、空気、食べ物、水、動物、昆虫、人などを介して人に感染し、さまざまな症状を引き起こす疾患の総称です。
細菌・真菌とウイルス	細菌や真菌（カビ）は細胞を有する生物で自己増殖しますが、ウイルスは遺伝情報のみを有した物質で、生物の細胞内に侵入しないかぎり増殖できません。
生体の防御機能	人間を含む生物には、体内に病原性の異物が侵入してきた場合、あるいは死んだ細胞、変異したがん細胞などを排除する防衛機能として「免疫」があります。
自然免疫と獲得免疫	免疫には生まれつき備わっている「自然免疫」と、一度侵入された異物の情報を記憶し、再度侵入した場合に素早く対応する後天的な「獲得免疫」があります。
自然免疫の作用	細菌や真菌など微生物が侵入した場合には、自然免疫が働き白血球の中の単球・マクロファージや顆粒球など貪食細胞と呼ばれる細胞がこれを取り込み排除します。
獲得免疫の作用	ウイルスのような微細で血液中などに溶け込んだ病原体に対しては、貪食細胞はこれに対応できず、初めて侵入された場合には、細胞内に侵入を許してしまいます。この場合はリンパ球が対応します。リンパ球B細胞がウイルスなどを発見し、抗体（免疫グロブリン）を放出します。免疫グロブリンは細胞内の入り込んだウイルスと結合します。リンパ球のキラーT細胞が細胞ごと破壊して排除します。

2.2　ワクチンとは

ワクチンとは、「人工的に弱毒化、無毒化、あるいは疑似的抗原などを事前に投与し、抗体を生成することによる予防処置を行うための薬剤」といえます。

2.3　ワクチンの種類

ワクチンの種類には、図1に示すものがあります。

生ワクチン（弱毒化した）	病原性を弱めた病原体からできています。接種すると、その病気に自然にかかった場合とほぼ同じ免疫力がつくことが期待できます。一方で、副反応として、軽度で済むことが多いですが、その病気にかかったような症状が出ることがあります。代表的なワクチンとしては、MRワクチン（M：麻しん、R：風しん）、水痘（みずぼうそう）ワクチン、BCGワクチン（結核）、おたふくかぜワクチンなどがあります。
不活化ワクチン、組換え蛋白ワクチン（無毒化した）	感染力をなくした病原体や、病原体を構成するタンパク質からできています。1回接種しただけでは必要な免疫を獲得・維持できないため、一般に複数回の接種が必要です。代表的なワクチンとしては、DPT－IPV：四種混合ワクチン（D：ジフテリア・P：百日せき・T：破傷風・IPV：不活化ポリオ）、DT：二種混合ワクチン（D：ジフテリア・T：破傷風）、日本脳炎ワクチン、インフルエンザワクチン、B型肝炎ワクチン、肺炎球菌ワクチン、ヒトパピローマウイルスワクチンなどがあります。
mRNAワクチン、DNAワクチン、ウイルスベクターワクチン（情報を提供）	これらのワクチンは、ウイルスを構成するタンパク質の遺伝情報を投与します。その遺伝情報をもとに、体内でウイルスのタンパク質が作られ、そのタンパク質に対する抗体が作られることで免疫を獲得します。今回、新型コロナウイルスの表面にあるタンパク質に対するワクチンが国内外で承認を受け、日本でも接種が開始されています。遺伝情報だけを投与すると分解されてしまうため、無毒なウイルスや人工的な被膜で保護して投与されます。

図1　ワクチンの種類（出典：厚生労働省、一部筆者が加筆）

生ワクチン、不活性化ワクチン、組換え蛋白ワクチンなどは従来型のワクチン、新型コロナウイルス用として開発されたmRNAワクチン、ウイルスベクターワクチンなどは遺伝子操作やAI技術を駆使して作られた新型のワクチンといえます。mRNA、DNAなど核酸を用いたワクチンやウイルスベクターワクチンは、迅速に開発/実用化できる利点があります。

2.4　新型コロナウイルス用ワクチン一覧

新型コロナウイルス用ワクチンの開発状況は、表2のとおりです。
現在日本国内で実際に多く接種が進められているファイザー社及びモデルナ社のワクチンはいずれもmRNA型のワクチンです。

表2　COVID19用ワクチン開発状況

開発・製造	ワクチンの種類	国名	備考（国内）
ファイザー/ビオンテック	mRNA	米国・ドイツ	緊急接種許可／承認
モデルナ	mRNA	米国	緊急接種許可
アストラゼネカ/オックスフォード	ウイルスベクター	英国	緊急接種許可（公的接種は行わない）
ジョンソン＆ジョンソン	ウイルスベクター	米国	臨床試験中
サノフィ	組換え蛋白、mRNA	フランス	2021下期実用化予定
ノババックス（武田）	組換え蛋白	米国	国内生産
塩野義／感染研／UMN ファーマ	組換え蛋白	日本	臨床試験中
アンジェス阪大／タカラバイオ	DNA	日本	臨床試験中
第一三共／東大医科研	mRNA	日本	臨床試験中（2021/3～）
KM バイオロジクス／東大医科研／感染研／基盤研	不活性化（従来型）	日本	臨床試験中（2021/3～）
ID ファーマ／感染研	ウイルスベクター	日本	臨床試験中（2021/3～）

NIH（米国アレルギー感染症研究所）は、「mRNAワクチンは、SARS-CoV-2スパイクタンパク質の作成方法に関する読み取り可能な指示を細胞に直接提供することにより、このステップをスキップします。脂質ナノ粒子は、mRNAを細胞の細胞質に送達します」と説明していますが、ややわかりにくいですね。簡単にいうと、mRNAワクチンとは次の（1）～（3）のように言えると思います。

（1）図2の新型コロナウイルス模式図の内部にある遺伝情報（RNA）のうち、スパイクの生成情報（設計図）部分を含む一部を加工して、体内にワクチンとして注入します。そのまま注入すると分解されてしまうので、保護膜で包みます。

図2　コロナ型ウイルスの模式図（出典：各種資料より筆者が作成）

（2）体内に入ったmRNAは、細胞に新型コロナウイルスの遺伝情報を持たないスパイク部分だけを生成させます。
（3）スパイク部分が生成されると、抗体が生成されます。従って、mRNAは抗体ができるまで時間がかかります。

図3　mRNAワクチンが働くしくみ（出典：ワシントン州スノホミッシュ郡健康局）
※引用した図は不鮮明ですので、直接ワシントン州スノホミッシュ群の図を参照下さい。

3.　ワクチンの接種状況と効果および副反応など

3.1　接種状況

（1）2021年6月24日現在、世界では毎日4050万回の接種が行われ、合計28億回の接種が行われました。この結果、世界の人口の22.2%がCOVID-19ワクチンを少なくとも1回接種したことになります。低所得国でも少なくとも0.9%が接種を受けました（出典：Our world in data、アクセス2021/6/24）。
（2）Our world in dataよりNHKがまとめた各国の接種詳細状況はこちらで確認できます。1位が中国で10億回を越えています。これに米国の3億回強、インドの3億回弱、以下、ブラジル、イギリス、フランス、ドイツなどが並び、日本はロシアやカナダなどと同じ10位以下で約3,000万回です。

3.2　接種による効果

新型コロナウイルスワクチン接種による発症予防効果、重症化低減効果、効果持続期間などについては、世界中の機関がデータの収集を行っており、厚生労働省によると、「例えば、ファイザー社のワクチンの場合、海外で実施された臨床試験後の追跡調査の結果によると、2回目接種後6ヶ月の発症予防効果は91.3%であったという報告もがあります。また、武田／モデルナ社のワクチンの場合、同様の調査において、2回目接種後6ヶ月の発症予防効果は90%以上と発表されています。今後も引き続き、集積される様々なデータを見てゆく必要があります」とのことです。
一般にワクチンの効果は、種類、人種、気候、流行の程度、ウイルスの変異など種々の要因にも左右されますが、インフルエンザワクチンの例などを見ても、接種数が増えると予防効果は低下する傾向にあり、一般的には70～75%程度といわれています。ただし、感染しても重症化を予防する効果は高いと思われます。
変異ウイルスも中国型、英国型、ブラジル型、インド型など、スパイクを形成するタンパク質の構造が変異し続けるのがウイルスの特徴で、インフルエンザも毎年のように変異を繰り返していますので、新型コロナウイルスのワクチンも対応をせざるを得ない運命にあると想像されます。

3.3　接種による副反応

各種マスコミでは、新型コロナウイルウスそのものによる死者数が多いことや、mRNAワクチンやウイルスベクターワクチンなど、遺伝子操作とAI技術を使った新しいワクチンである点などから、接種後の副反応について過剰に感じられる報道もあるように思われます。
以下、厚生労働省による情報を（1）～（4）に示します。

（1）頻度の高いAE（※）について16歳以上の被接種者に生じた頻度の高いAEは以下の通りであった。通常は軽度又中度で、接種後数日で消失した。なお、国内治験でも同様の傾向が見られた。接種部位の痛み（>80%）、疲労（>60%）、頭痛（>50%）、筋肉痛（>30%）、悪寒（>30%）、関節痛（>20%）、下痢、発熱、接種部位の腫脹（>10%）
※「AE（Adverse Event）」とは、医薬品の使用と時間的に関連のある、あらゆる好ましくない、意図しない徴候、症状又は疾病のことであり、当該医薬品との因果関係の有無は問わない。例えば、ワクチン接種後に地震が発生して負傷した場合も、ワクチン接種との因果関係にかかわらず、時間的な関連があるためAEとして扱われる。

（2）SAE（※）について本剤群126/21,621例（0.6%）、プラセボ群111/21,631例（0.5%）に認められた。治療薬との関連が否定されなかった事象（４例）の転帰は、リンパ節症は未回復、心室性不整脈は回復、その他の事象は軽快であった。
※「SAE （Serious Adverse Event）」は重篤なAEをいう。
※筆者注）ブラセボ群とは、治験において生理食塩水などの偽薬を被験者に知らせず投与する群。

（3）死亡例は、本剤群2例（動脈硬化症及び心停止各1例）、プラセボ群4例（原因不明2例、出血性卒中及び心筋梗塞各1例）に認められ、いずれも治験薬との因果関係は否定された。なお、国内治験では死亡及び重篤な有害事象は認められなかった。

（4）接種後、数日以内に現れる可能性のある症状は、次のとおり。

接種後、すぐに現れる可能性のある症状（接種後15分程度）	＜アナフラキシー＞・薬や食物が体内に入り、短時間で起こるアレルギー反応。・じんま疹、頭痛、嘔吐、意識レベル低下（接種会場で対応準備）＜血管迷走神経反射＞・ワクチン接種に対する緊張⇒立ち眩み、貧血による失神
接種後、数日以内に現れる可能性のある症状	50%以上	接種部の痛み、疲労、頭痛
	10～50%	筋肉痛、悪寒、関節痛、下痢、発熱、接種部の腫れ
	1～10	吐き気、嘔吐

※（1）～（3）は厚生労働省ホームページから、（4）は厚生労働省が接種者に配布したチラシから引用。

4．　まとめ

（1）「感染症」には細菌（バクテリア）や真菌（カビ）などの微生物や寄生虫などのほか、ウイルスによるものがある。
（2）細菌、真菌、寄生虫は生物であるが、ウイルスは「遺伝情報のみを有する物質」で、生物ではないので自己増殖はしない。
（3）病原性の微生物やウイルスが体内に侵入してきた場合は、防御機能である免疫が作用し異物を排除する。
（4）免疫には生まれた時から持っている「自然免疫」と、一度侵入を許したことによる経験から得た「獲得免疫」がある。
（5）微生物や寄生虫などには自然免疫が機能して白血球中の単球・マクロファージや顆粒球など貪食細胞がこれを取り込み排除する。
（6）ウイルスなど非常に小さい病原体（抗原）には自然免疫は対応しないので、いったんは生体の細胞内への侵入を許してしまうが、リンパ球B細胞が発見し、抗原と結合する抗体（免疫グロブリン）を生成する。抗体は細胞内に入り込み抗原と結合する。これをリンパ球のキラーT細胞が細胞ごと破壊して排除する。一度侵入を許した抗原に対しては、獲得免疫が得られ、再侵入の際は素早い対応が取られる。
（7）この獲得免疫を人工的に作る物質を「ワクチン」と呼ぶ。
（8）ワクチンには図1に示す通り、いくつかの種類がある。従来の方法でワクチンを開発するには、長い年月がかかるが、mRNAワクチン、DNAワクチン、ウイルスベクターワクチンなどは、最新の遺伝子解析／操作、AIなどの技術によって、ウイルスの遺伝子情報だけの、いわゆる設計図をワクチンとして送り込むため、極めて短い期間で開発が可能。
（9）世界では毎日4050万回の接種が行われ、既に合計28億回の接種が行われた。この結果、世界の人口の22.2%がCOVID-19ワクチンを少なくとも1回接種した計算になる。（2021年6月24日時点）
（10）接種による効果、持続期間、変異ウイルスへの効果、重症化予防効果など過去のワクチンと比べて高い効果が報告されているが、最終的には感染予防効果70～75%程度、重症予防効果は高い数字になると期待される。ただし、変異株に対する効果は変異を重ねるほどに効果は薄れると思われるので、ワクチンの開発は継続される。
（11）副作用が心配されているが、通常のワクチン程度といえる。新しいワクチンということで、SNSなどで副反応などについて根拠のない誤った情報が流され、一部にそれを信じる人が居るが、公的機関ないしは準公的機関から情報を取得するべき。
（12）ワクチンは変異が進む前に、できるだけ多くの人に接種することが感染拡大を防ぐために有効。ワクチンを接種するリスクと感染のリスクを天秤にかけた場合、ワクチン接種を受けるべきと思える。

引用・参考資料

ダイヤモンドプリンセス号環境検査に関する報告　（国立感染症研究所、2020年9月14日）
新型コロナワクチンQ&A　（厚生労働省）
ワクチンの副反応に対する考え方及び評価について　（厚生労働省）
新型コロナワクチンについて第 1 版（2021 年 2 月 12 日現在）　（国立感染症研究所）
COVID-19ワクチンに関する提言（第1版）　（日本感染症学会、2020年12月28日）
COVID-19ワクチンに関する提言（第2版）　（日本感染症学会、2021年2月26日）
COVID-19ワクチンに関する提言（第3版）　（日本感染症学会、2021年6月16日）
「ファイザー」のワクチンとは？　（NHK新型コロナウイルス特設サイト）
「モデルナ」のワクチンとは？　（NHK新型コロナウイルス特設サイト）
「アストラゼネカ」のワクチンとは？　（NHK新型コロナウイルス特設サイト）
「ジョンソン・エンド・ジョンソン」のワクチンとは？　（NHK新型コロナウイルス特設サイト）
COVID-19 Vaccine Questions and Answers　（NIH、米国アレルギー感染症研究所）
Frequently asked questions on regulation of COVID-19 vaccines　（WHO）
Frequently Asked Questions about COVID-19 Vaccination　（CDC、米国疾病予防管理センター）
Covid19 Dashboard by the Center for Systems Science and Engineering (CSSE) at Johns Hopkins University (JHU) （ジョンホップキンス大学コロナウイルス研究センター、2021年6月21日現在アクセス）
COVID19 mRNAワクチンが働く仕組み　（ワシントン州スノホミッシュ群健康局）
動物由来感染症について #5～新型コロナウイルス感染症に関する正しい情報①～　（日本バルブ工業会、2020年5月14日）
動物由来感染症について #7～新型コロナウイルス感染症に関する正しい情報②～　（日本バルブ工業会、2020年6月17日）

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