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免疫化とは、個人の免疫系が感染性病原体（免疫原と呼ばれる）に対して強化される過程のことです。この免疫系が、体にとって異物である分子（非自己と呼ばれる）に曝されると、免疫応答が組織的に行われ、免疫記憶によって、その後の遭遇にも迅速に対応できるようになります。これは適応免疫系の機能です。したがって、ヒトや動物を免疫原に制御された方法で曝露させることで、体は自らを守ることを学習できます。これを能動免疫と呼びます。免疫化によって強化される免疫系の最も重要な要素は、T細胞、B細胞、およびB細胞が産生する抗体です。記憶B細胞と記憶T細胞は、異物分子との2度目の遭遇に対する迅速な応答を担います。受動免疫とは、これらの要素を体内で産生するのではなく、直接体内に導入することです。
免疫は、野生環境においても、医療における人間の努力においても、さまざまな方法で獲得されます。自然免疫は、免疫系が以前の感染を撃退することに成功した生物が獲得するもので、関連する病原体が免疫可能なものである場合に限ります。自然免疫には有効性の程度（絶対的ではなく部分的）があり、時間の経過とともに（病原体に応じて数ヶ月、数年、または数十年で）低下する可能性があります。医療において、人工的に免疫を誘導する主な技術はワクチン接種であり、[ 1 ]感染の予防（病原体が宿主内で十分な増殖を起こさない）、重症化の予防（感染は起こるが重症化しない）、またはその両方によって、病気を予防する主要な形態です。ワクチンで予防可能な病気に対するワクチン接種は、通常は病気を根絶することはできませんが、病気の負担を大幅に軽減します。病気を引き起こす微生物に対するワクチンは、体の免疫系を準備し、感染と戦ったり、感染を予防したりするのに役立ちます。突然変異によってがん細胞が、人体に既知のタンパク質やその他の分子を産生するようになるという事実は、がん治療用ワクチンの理論的根拠となっている。他の分子も免疫に利用することができ、例えばニコチンに対する実験的ワクチン（NicVAX）や、肥満ワクチン開発実験におけるホルモンであるグレリンなどが挙げられる。
予防接種は、特定の病気に対する免疫を獲得するリスクが、その病気の軽症型にかかるリスクよりも低い、より簡単な方法であると広く言われています。予防接種は、多くの病気から私たちを守ることができるため、大人と子供の両方にとって重要です。予防接種は、子供を致命的な病気から守るだけでなく、子供の免疫システムの発達にも役立ちます。[ 2 ]予防接種の使用により、世界中でいくつかの感染症や病気がほぼ完全に根絶されました。1つの例はポリオです。献身的な医療従事者とスケジュール通りに予防接種を受けた子供の親のおかげで、米国では1979年以来ポリオは根絶されています。ポリオは世界の他の地域ではまだ見られるため、特定の人々はまだ感染するリスクがあります。これには、ワクチンを一度も接種したことがない人、ワクチンの接種をすべて受けていない人、またはポリオがまだ蔓延している地域に旅行する人が含まれます。能動免疫／ワクチン接種は、「20世紀における公衆衛生上の10大功績」の一つに挙げられている。
ワクチンが導入される前は、人々は感染症にかかって生き残ることによってのみ、その感染症に対する免疫を獲得することができました。天然痘（variola）はこのようにして接種によって予防され、自然感染よりも軽度の効果をもたらしました。天然痘接種に関する最初の明確な記述は、中国の著述家である万泉（1499～1582）が1549年に出版した『痘 心法』にあります。 [ 3 ]中国では、粉末状の天然痘のかさぶたを健康な人の鼻に吹き込みました。すると患者は軽度の病気を発症し、それ以降は免疫を獲得しました。この技術には0.5～2.0%の死亡率がありましたが、これは病気自体の20～30%の死亡率よりかなり低いものでした。1700年にロンドンの王立協会は、中国での接種の実践に関する2つの報告を受け取りました。 1つは中国に駐在していた東インド会社の従業員から報告を受けたマーティン・リスター博士によるもので、もう1つはクロプトン・ヘイヴァーズによるものである。[ 4 ]ヴォルテール（1742年）によれば、トルコ人は隣国のチェルケスから種痘法を学んだ。ヴォルテールはチェルケス人がどこからその技術を得たのかについては推測していないが、中国人は「この100年間」それを実践してきたと報告している。[ 5 ] 1721年にメアリー・ワートリー・モンタギュー夫人がトルコからイギリスに持ち込み、同年ボストンのザブディエル・ボイルストンが使用した。1798年、エドワード・ジェンナーは牛痘（天然痘ワクチン）による種痘法を導入した。これははるかに安全な方法である。ワクチン接種と呼ばれるこの方法は、徐々に天然痘接種法に取って代わり、現在ではワクチン接種法と区別するために種痘法と呼ばれている。 1880年代までは、ワクチン／予防接種という言葉は天然痘のみを指していましたが、ルイ・パスツールは動物のコレラや炭疽、そしてヒトの狂犬病に対する免疫法を開発し、ワクチン／予防接種という用語をこれらの新しい治療法にも適用すべきだと提唱しました。そのため、麻疹ワクチンやインフルエンザワクチンなど、どのワクチンが使用されているかを明記しないと、混乱を招く可能性があります。
免疫獲得には能動免疫と受動免疫があり、ワクチン接種は能動免疫の一種である。
能動免疫は、例えば微生物に接触した際に自然に起こることがあります。免疫系は最終的に、その微生物に対する抗体やその他の防御機構を作り出します。次に同じ微生物に接触した際には、免疫反応は非常に効率的になります。これは、小児期によく見られる感染症の多くに当てはまります。これらの感染症は一度感染するだけで、その後は免疫を獲得します。
人工能動免疫とは、微生物またはその一部を、人が自然に取り込む前に体内に注射する治療法である。微生物全体を用いる場合は、前処理が施される。
予防接種の重要性は非常に高く、米国疾病予防管理センターはこれを「20世紀の公衆衛生における10の偉大な成果」の1つに挙げています。[ 6 ] 生弱毒化ワクチンは病原性が低下しています。その有効性は、免疫系が複製し、自然感染と同様の反応を引き起こす能力に依存します。通常、1回の接種で効果があります。生弱毒化ワクチンの例としては、麻疹、おたふく風邪、風疹、MMR、黄熱病、水痘、ロタウイルス、インフルエンザ（LAIV）などがあります。
受動免疫とは、免疫系の構成要素があらかじめ合成された状態で人に移されることで、体がこれらの構成要素を自ら産生する必要がなくなる免疫獲得方法です。現在、受動免疫には抗体が用いられています。この免疫方法は非常に速やかに効果を発揮しますが、抗体は自然に分解されるため、持続期間は短いです。抗体を産生するB細胞が存在しない場合、抗体は消失してしまいます。
受動免疫は生理的に起こるもので、妊娠中に母親から胎児へ抗体が移行し、出生前および出生直後の胎児を保護する。
人工受動免疫は通常、注射によって投与され、特定の疾患の最近の流行時や、破傷風などの中毒に対する緊急治療として用いられる。抗体は動物で産生され、「血清療法」と呼ばれるが、動物血清自体に対する免疫反応によりアナフィラキシーショックを起こす可能性が高い。そのため、入手可能な場合は、細胞培養によって体外で産生されたヒト化抗体が代わりに用いられる。
予防接種は、いわゆる正の消費者外部性を社会にもたらす。個人を特定の抗原から守るだけでなく、集団免疫を通じて社会の他のすべての個人にもより大きな保護を与える。この追加的な保護は予防接種の市場取引に考慮されていないため、各予防接種の限界便益が過小評価されることになる。この市場の失敗は、個人が社会的限界便益ではなく、私的限界便益に基づいて意思決定を行うことによって引き起こされる。社会が予防接種を過小評価するということは、通常の市場取引を通じて、社会的に最適な量よりも少ない量に落ち着くことを意味する。[ 7 ]
例えば、個人Aが自身の抗原に対する免疫を100ドルと評価し、予防接種の費用が150ドルだとすると、個人Aは予防接種を受けないことを選択するだろう。しかし、集団免疫による付加的な便益によって、個人Bが個人Aの免疫を70ドルと評価する場合、個人Bの予防接種による社会全体の限界便益は170ドルとなる。個人Aの私的限界便益が社会全体の限界便益よりも低いため、予防接種の消費量が不足することになる。
私的限界便益が社会的限界便益よりも低い場合、あらゆる財の消費不足が生じる。その差の大きさは、社会がそれぞれの予防接種にどれだけの価値を置いているかによって決まる。多くの場合、予防接種は抗原を根絶するのに十分な社会的最適量に達しない。その代わりに、最適な数の病人が残る社会的量に達する。米国で一般的に予防接種されている病気のほとんどは、依然として少数の感染者と時折発生する大規模な流行が見られる。麻疹は、社会的最適量が米国で流行する余地を残し、しばしば少数の死者が出る病気の良い例である。[ 8 ]
天然痘のように、ウイルスの根絶によって社会的な最適解が達成されるほど危険な病気の例もある。このような場合、社会的な限界便益が非常に大きいため、社会は病気の蔓延と生存を不可能にするレベルの免疫を獲得するために、費用を喜んで支払うのである。
特定の病気の深刻さにもかかわらず、予防接種の費用と社会的限界便益を比較すると、病気の完全根絶は必ずしも予防接種の最終目標ではないことがわかります。社会的に最適な結果がどこにあるかを正確に判断するのは難しいですが、予防接種が存在するすべての病気を根絶することが最適ではないことは確かです。
予防接種によってもたらされる正の外部性を内部化するために、限界便益に等しい支払いを行う必要があります。米国のような国では、これらの支払いは通常、政府からの補助金の形で行われます。1962 年以前、米国の予防接種プログラムは地方政府と州政府によって運営されていました。補助金の不一致により、米国の一部の地域では社会的に最適な量に達する一方で、他の地域では補助金を受けられず、予防接種の私的限界便益レベルにとどまりました。1962 年以降、ワクチン支援法が制定されてから、米国全体としては、より大規模な社会的に最適な結果に向かって進んでいます。[ 9 ]政府の補助金があるにもかかわらず、社会的最適がいつ達成されたかを判断するのは困難です。予防接種の真の社会的限界便益を決定する困難に加えて、私的限界便益曲線を変化させる文化的動きも見られます。ワクチン論争は、一部の民間人が予防接種の限界便益をどのように見ているかを変えました。個人Aが、予防接種に伴う健康リスクが、抗原そのものよりも大きい可能性があると信じている場合、予防接種の費用を支払ったり、接種を受けたりすることを望まないだろう。参加を希望する人が減り、限界便益が拡大するにつれて、政府が補助金を通じて社会的最適値を達成することはより困難になる。
政府による補助金などの介入以外にも、非営利団体は開発途上地域に無料の予防接種を提供することで、社会を社会的に最適な状態へと導くことができる。そもそも予防接種を受ける余裕がなければ、開発途上社会は私的限界便益によって決定される接種率を達成できない。予防接種プログラムを実施することで、非営利団体は私的接種率が低い地域社会を社会的に最適な状態へと導くことができる。
米国では、人種と民族は、予防医療および治療医療サービスの利用と健康転帰の強力な決定要因です。[ 10 ]乳児死亡率と全死亡の主要原因のほとんどは、アフリカ系アメリカ人の方がヨーロッパ系アメリカ人よりも高くなっています。インフルエンザと肺炎による死亡率に関する最近の分析では、1999年から2018年にかけて、アフリカ系アメリカ人はヨーロッパ系アメリカ人よりもこれらの原因で高い割合で死亡していることが明らかになりました。[ 11 ]これらの人種間の格差の一因として、インフルエンザと肺炎球菌性肺炎に対する予防接種率の低さが挙げられます。[ 10 ] COVID-19パンデミックの間、死亡率はアフリカ系アメリカ人の方がヨーロッパ系アメリカ人よりも高く、ワクチン接種率はアフリカ系アメリカ人で展開中に遅れていました。[ 12 ]ヒスパニック系の予防接種率は、非ヒスパニック系白人よりも低くなっています。[ 13 ]