突破感染

ブレイクスルー感染とは、ワクチン接種を受けた人が病原体（現在はウイルスのみ）に対する完全な免疫を獲得できなかったために、病気に感染したケースである。 ^{[1]ブレイクスルー感染は、おたふく}風邪、水痘（水ぼうそう）、インフルエンザ、COVID-19など、さまざまな病気に対する免疫を獲得した人で確認されている。^{[2] [3] [4]}ブレイクスルー感染の特徴はウイルス自体に依存する。多くの場合、ワクチン接種を受けた人の感染は、自然に感染した場合よりも症状が軽く、期間も短い。^[5]

ブレイクスルー感染の原因には、接種者の生物学的要因、ワクチンの不適切な投与や保管、ウイルスの変異、抗体形成の阻害などがある。これらの理由から、ワクチンが100％効果的であることはめったにない。2021年の研究では、一般的なインフルエンザワクチンは接種者の58％にインフルエンザに対する免疫を提供したことが判明した。^[6]麻疹ワクチンは、ワクチンを接種した子供の2％に免疫を提供しない。しかし、集団免疫が存在する場合、通常、効果的にワクチン接種を受けていない個人が病気にかかるのを防ぐことができます。^[7]したがって、集団免疫は集団内のブレイクスルー感染の数を減らします。^[8]

水痘ワクチンは、水痘（水ぼうそう）感染を85％予防する効果があります。 ^[9]しかし、水痘のブレイクスルーと診断された人の75％は、ワクチン接種を受けていない人よりも症状が軽度です。^[5] 軽度の水痘の人は、発熱が弱く、皮膚の病変が50個未満で、斑状丘疹状の発疹が見られます。対照的に、ワクチン接種を受けていない人は通常、発熱が102度、皮膚病変が200〜500個で、斑点（高熱ではない病変）が丘疹や水疱性病変に進行します。^{[5] [10]}さらに、ワクチン接種を受けていない人の感染は、ワクチン接種を受けた人よりも長期間続く傾向があります。^[5]

ブレイクスルー水痘の症例の大部分は、個人が水痘ワクチンを接種できなかったことに起因しています^。[ 9 ^{]したがって、ブレイクスルー感染を防ぐために}、子供は最初の接種から1年以内に2回目の水痘ワクチン接種を受けることが提案されています。^[9]

おたふく風邪ワクチンは、麻疹・風疹・おたふく風邪混合ワクチン（MMR）の成分です。[ ^{11 ]}特におたふく風邪ワクチンは、おたふく風邪の予防に88%の効果があります。 [12]おたふく風邪のブレイクスルー症例の人は、おたふく風邪のワクチンを接種していない人に比べて、感染症による重篤な合併症が少ないです。^{[13]これらの合併症には、}無菌性髄膜炎や脳炎の発症が含まれます。^[13]

ブレイクスルー流行性耳下腺炎の原因は、現在のところ完全には解明されていない。ウイルスの進化（抗原ドリフト）がブレイクスルー症例の大部分を説明すると考えられている。[ ^{13]他の理論では、}メモリーTリンパ球がブレイクスルー感染の発症に役割を果たしていると示唆されている。 ^[13]

B型肝炎のブレイクスルー症例は、主にB型肝炎ウイルス（HBV）の変異が原因で、 HBVワクチンから産生される抗体がHBV表面タンパク質を認識できなくなることが原因です。^{[14] [15] [16]このような変異を持つウイルスは「ワクチン回避変異体」と呼ばれます。ブレイクスルー感染は、ワクチン接種の遅れ、}免疫抑制、母親のウイルス量によっても引き起こされる可能性があります。^[15] HBVのブレイクスルー感染を起こしても無症状である可能性があります。^[14]

2021年4月、科学者らは、ワクチン接種を受けた417人のコホートで、発表時点で2人の女性がブレイクスルー感染を起こし、その変異体のウイルス変異を特定したと報告した。^{[17] [18} ]同月、CDCは、米国では、COVID-19ウイルスのワクチン接種を完了した7,500万人以上のうち、5,814人がCOVID -19のブレイクスルー感染を起こし、74人が死亡したと報告した。^{[19] [20] [21] [22] [23] [24]} 2021年7月、科学者らは、大規模な集会に関連したSARS-CoV-2デルタ変異体の流行において、感染の74％がワクチン接種を完了した人々に発生したと報告した。^{[25] [26]}

人は加齢とともに免疫系に一連の変化が起こり、この過程は免疫老化と呼ばれます。^{[27]これらの変化の中で注目すべきは、}ナイーブT細胞とナイーブB細胞の産生の減少です。^[28]ナイーブリンパ球（T細胞とB細胞）の数が減少するのは、造血幹細胞（HSC）のテロメアが時間の経過とともに変性し、その結果、HSCの増殖とリンパ系前駆細胞の産生が制限されるためです。^{[27] [28]時間の経過とともに、HSCはリンパ系}前駆細胞よりも骨髄系前駆細胞の産生を好む傾向があるという事実によって、この問題はさらに複雑になっています。^[28]成熟リンパ球も無限に増殖することはできません。^[27]さらに、ナイーブリンパ球数の減少と成熟リンパ球の増殖能力の限界により、ワクチンで提示された病原体に反応するリンパ球の数と種類が限られることになる。^[28]

実際、インフルエンザワクチン、Tdap、肺炎球菌ワクチンなどのワクチンは、65歳以上の成人では効果が低くなります。^{[28] [29]}それでも、インフルエンザ感染はこの集団では特に危険であり、ワクチンはインフルエンザウイルスに対して少なくとも中程度の免疫を提供するため、CDCは高齢者にインフルエンザワクチンの接種を推奨しています。^[29]

乳児の体内に母親からの抗体が存在すると、不活化ワクチン、弱毒化ワクチンおよびサブユニットワクチンの有効性が制限される。 ^[30]母親からの抗体は、ワクチン接種時にウイルスが産生するタンパク質上のエピトープに結合することができる。母親からの抗体によるウイルスタンパク質の認識により、ウイルスは中和される。 ^[31]さらに、母親からの抗体は、抗原への結合に関して乳児のB細胞上のB細胞受容体に打ち勝つ。そのため、乳児の免疫系は高度に活性化されず、乳児はより少ない抗体を産生する。 ^{[8] [30]} B細胞が病原体に結合した場合でも、免疫応答は依然として抑制されていることが多い。B細胞受容体が抗原に結合し、Fc受容体が同時に母親からの抗体に結合すると、Fc受容体は細胞分裂を阻害するシグナルをB細胞受容体に送る。^[31]乳児の免疫系は刺激されず、B細胞分裂は阻害されるため、記憶B細胞はほとんど生成されない。記憶B細胞のレベルは、乳児の病原体に対する生涯にわたる抵抗力を保証するのに十分ではない。^{[30] [31]}

ほとんどの乳児では母親からの抗体は生後12～15か月で消失するため、この期間外に投与されたワクチンは母親からの抗体の干渉の影響を受けない。^[8]

個人が病気に対するワクチン接種を受けると、個人の免疫システムが活性化し、記憶B細胞が特定の抗体反応を保存します。^[8]これらの細胞は、病原体感染が解消されるまで循環内に残ります。遺伝子のテロメアは細胞分裂のたびに変性するため、記憶B細胞を含むリンパ球は無限に増殖することはできません。^[27]通常、細胞は数十年生存しますが、刺激されたワクチンの種類とワクチンの投与量に応じて、これらの細胞の寿命にばらつきがあります。^[31]記憶B細胞の寿命が異なる理由は現在不明です。ただし、記憶B細胞の寿命の違いは、病原体が体に感染する速度と、それに応じてワクチン内の病原体に対する免疫反応に関与する細胞の数と種類によるものであると提案されています。^[32]

ワクチン接種を受けると、免疫系が特定のセグメント（エピトープ）ウイルスまたはウイルス誘発性タンパク質を認識する抗体を生成します。しかし、時間の経過とともに、ウイルスは遺伝子変異を蓄積し、ウイルスタンパク質の3D構造に影響を与える可能性があります。^[33]これらの変異が抗体によって認識される部位で発生すると、変異は抗体の結合をブロックし、免疫応答を阻害します。^[34]この現象は抗原ドリフトと呼ばれます。B型肝炎やおたふく風邪のブレイクスルー感染は、部分的に抗原ドリフトに起因しています。^{[13] [15]}

ワクチンは、投与時に品質が悪いと免疫が得られない可能性があります。ワクチンは、不適切な温度で保管されたり、有効期限を過ぎて保管されたりすると効力が失われます。^[35]同様に、適切なワクチン投与量は免疫を確実にするために不可欠です。ワクチン投与量は、患者の年齢や体重などの要因によって異なります。^[35]これらの要因を考慮しないと、患者が間違った量のワクチンを接種する可能性があります。推奨量よりも少ない量のワクチンを接種した患者は、免疫を確実にするためのワクチンに対する適切な免疫反応を示しません。^[31]

ワクチンが有効であるためには、個体が適応免疫系を介してワクチン内の病原体に反応し、その反応が個体の免疫記憶に保存されなければならない。^[8]個体は適応免疫反応を活性化することなく、体液性反応を介して病原体を中和し、排除することができる。 ^[8]病原体の株が弱い、または少ないワクチンは、投与時にワクチンの品質が悪い場合のように、主に体液性反応を引き起こし、したがって将来の免疫を確保できない可能性がある。^[8]

• COVID-19ワクチンのブレイクスルー事例の調査と報告、CDC
• CDCに報告されたCOVID-19ワクチンのブレイクスルー感染 — 米国、2021年1月1日～4月30日、CDC
• 帯状疱疹と水痘（原因、診断、治療、予防）2011-01-13 にWayback Machineでアーカイブ