ポリオワクチン

IPV（注射）を使用すると、2回の接種後には90%以上の人がポリオウイルスの3つの血清型すべてに対する防御抗体を生成し、3回の接種後には少なくとも99%が免疫を獲得します。IPVによって誘導される免疫の持続期間は確実にはわかっていませんが、完全な接種シリーズは長年にわたって保護すると考えられています。^{[ 19 ]}経口ワクチンのワクチン由来ポリオの（わずかな）リスクが主な理由で、1990年代に多くの先進国でIPVが経口ワクチンに取って代わりました。^{[ 20 ] [ 21 ]}

経口ポリオワクチンは、滅菌注射器が不要となるため、IPVよりも投与が容易であり、集団予防接種キャンペーンに適しています。また、OPVは体液性免疫と細胞性免疫の両方を提供するため、ソークワクチンよりも持続的な免疫を提供します。^{[ 22 ]}

1回の三価OPV接種で、約50%の接種者に3種類のポリオウイルス血清型すべてに対する免疫が誘導されます。^{[ 23 ]} 3回の弱毒生OPV接種で、95%以上の接種者に3種類のポリオウイルス型すべてに対する防御抗体が誘導されます。他の生ウイルスワクチンと同様に、OPVによって誘導される免疫は恐らく生涯持続します。^{[ 19 ]} OPVは、野生ポリオウイルスが侵入する主な部位である腸管で優れた免疫を誘導し、ウイルスが風土病となっている地域で野生ウイルスによる感染を防ぐのに役立ちます。^{[ 24 ]} OPVは特別な医療機器や広範な訓練を必要としません。OPV由来の弱毒ポリオウイルスはワクチン接種後数日間排泄され、ワクチン未接種者に感染して間接的に免疫を誘導する可能性があり、投与されたワクチンの効果を増幅します。^{[ 25 ]}これらの利点を総合すると、多くの国で好まれるワクチンとなり、世界的な根絶イニシアチブでも長らく好まれてきた。^{[ 26 ]}

OPVの主な欠点は、小さいながらも固有のリスクに起因します。弱毒化されているものの活性のあるウイルスであるため、 投与された約270万回につき1人の割合でワクチン関連麻痺性ポリオ（VAPP）を引き起こす可能性があります。^{[ 26 ]}生ウイルスはワクチン接種率の低い集団で循環し（変異ポリオウイルスまたは循環ワクチン由来ポリオウイルス、cVDPVと呼ばれる）、時間の経過とともに神経毒性のある形態に逆戻りして麻痺性ポリオを引き起こす可能性があります。^{[ 26 ]}この病原体の毒性のある形態への遺伝的逆戻りにはかなりの時間がかかり、最初にワクチン接種を受けた人には影響しません。野生型ポリオの症例が過去最低を記録した2017年は、野生型ポリオウイルスよりも多くのcVDPV症例が記録された最初の年でした。^{[ 27 ]}

最近まで、3つのウイルス株すべてを含む三価OPVが使用され、世界中でポリオ感染をほぼ根絶していました。^{[ 28 ]} 野生型ポリオウイルス2型が完全に根絶されたため^{[ 29 ]}、これは2016年に段階的に廃止され、1型と3型のみを含む二価ワクチンに置き換えられ、 cVDPV 2型が流行していることが知られている地域では、単価2型OPVが追加されました。^{[ 26 ]}二価ワクチンへの切り替えと、それに伴う2型株に対する免疫の欠如などの要因により、循環型ワクチン由来ポリオウイルス2型（cVDPV2）の流行が発生し、2016年の2例から2020年には1037例に増加しました。^{[ 30 ]}

病気を引き起こす活性化変異の可能性を低減するために遺伝子改変された新しいOPV2ワクチン（nOPV2）は、2021年に緊急承認され、その後2023年12月に正式な承認を受けた。^{[ 31 ]}これは従来の経口ワクチンよりも遺伝的に安定しており、毒性の強い形態に戻る可能性が低い。^{[ 32 ] [ 12 ]}ポリオウイルス1型と3型を標的とした遺伝的に安定化されたワクチンが開発中で、最終的にはこれらがサビンワクチンを完全に置き換えることを目的としている。^{[ 33 ]}

ポリオが風土病となっている国や輸入症例のリスクが高い国では、WHOは出生時にOPVワクチンを接種し、その後、OPVを3回接種する一次接種シリーズを行い、生後6週から少なくとも1回のIPV接種を行い、OPV接種の間隔を最低4週間空けることを推奨しています。予防接種率が90%を超え、輸入リスクが低い国では、WHOは生後2か月から1回または2回のIPV接種を行い、その後、曝露リスクに応じて4～8週間間隔で少なくとも2回のOPV接種を行うことを推奨しています。予防接種率が最も高く、輸入および感染リスクが最も低い国では、WHOはIPVを3回接種する一次接種シリーズを行い、最初の接種が生後2か月未満で行われた場合は、6か月以上の間隔を空けて追加接種を行うことを推奨しています。^{[ 5 ]}

不活化ポリオワクチンには微量の抗生物質、ストレプトマイシン、ポリミキシンB、ネオマイシンが含まれているため、ごく一部の人にアレルギー反応を引き起こす可能性があります。これらの薬剤にアレルギー反応を起こしたことがある人には接種してはいけません。通常、ワクチン接種後数分から数時間以内に現れるアレルギー反応の兆候や症状には、呼吸困難、脱力感、声のかすれや喘鳴、心拍数の変動、皮膚の発疹、めまいなどがあります。^{[ 34 ]}

サビンOPVの潜在的な有害作用は、神経感染症や麻痺を引き起こす形態に組み換える可能性があることが知られていることに起因する。^{[ 35 ]}サビンOPVは、約270万回投与ごとに1人の割合でワクチン関連麻痺性ポリオ（VAPP）を引き起こし 、その症状は野生型ポリオと同一である。^{[ 26 ]}新規OPV（nOPV）は遺伝的安定性が向上しているため、このリスクは低減されている。^{[ 36 ]}

1960年、ポリオウイルスワクチンの製造に使用されたアカゲザルの腎臓細胞が、同じく1960年に発見されたサルに感染する自然発生ウイルスであるシミアンウイルス40（SV40）に感染していることが判明した^{[ 37 ]} 。1961年には、SV40がげっ歯類に腫瘍を引き起こすことが発見された^{[ 38 ]}。さらに最近では、このウイルスはヒトの特定のがん、例えば脳腫瘍や骨腫瘍、胸膜中皮腫や腹膜中皮腫、および一部の非ホジキンリンパ腫で発見されている^{[ 39 ] [ 40 ]}。しかし、SV40がこれらのがんの原因であるとは断定されていない^{[ 41 ] 。}

SV40は、1955年から1963年の間に使用されていた注射剤型のIPVの在庫に存在することが判明しました。^{[ 37 ]} OPV型には存在しません。^{[ 37 ]} 1955年から1963年の間に、ワクチンの一部がSV40に汚染されていた時期に、9800万人以上のアメリカ人が1回以上のポリオワクチン接種を受けました。推定1000万～3000万人のアメリカ人がSV40に汚染されたワクチンを接種した可能性があります。^{[ 37 ]}その後の分析では、1980年まで旧ソ連圏諸国で製造され、ソ連、中国、日本、およびいくつかのアフリカ諸国で使用されたワクチンが汚染されていた可能性があり、数億人がSV40に曝露された可能性があることが示唆されました。^{[ 42 ]}

1998年、国立がん研究所は、同研究所のSEERデータベースのがん症例情報を用いて大規模な研究を実施した。発表された研究結果では、SV40を含むワクチンを接種した可能性のある人々の癌発生率の増加は認められなかった。^{[ 43 ]}スウェーデンで行われた別の大規模研究では、1957年という遅い時期に汚染の可能性のあるポリオワクチンを接種した70万人の癌発生率を調べた。この研究でも、SV40を含むポリオワクチンを接種した人と接種していない人の間で癌発生率の増加は認められなかった。^{[ 44 ]}しかし、SV40がヒトに癌を引き起こすかどうかという問題は依然として議論の的となっており、この論争を解決するには、ヒト組織中のSV40を検出するための改良された検査法の開発が必要となるだろう。^{[ 41 ]}

経口ポリオワクチンの開発競争中、いくつかの大規模なヒト臨床試験が行われた。1958年までに、国立衛生研究所は、サビン株を使用して製造されたOPVが最も安全であると判断した。^{[ 45 ]}しかし、1957年から1960年の間、ヒラリー・コプロウスキーは世界中でワクチンの投与を続けた。アフリカでは、ベルギー領（現在のコンゴ民主共和国、ルワンダ、ブルンジ）で約100万人にワクチンが投与された。^{[ 46 ] [ 47 ]}これらのヒト臨床試験の結果は物議を醸し、^{[ 48 ]} 1990年代には、ワクチンがチンパンジーからヒトへのサル免疫不全ウイルスの伝播に必要な条件を作り出し、 HIV/AIDSを引き起こしたという根拠のない非難が起こった。しかし、これらの仮説は決定的に否定されている。^{[ 46 ]} 2004年までに、アフリカにおけるポリオの症例は大陸西部のごく少数の孤立した地域にまで減少し、他の地域では散発的な症例が見られるのみとなった。最近のワクチン接種キャンペーンに対する地域住民の反対は、適切な情報の欠如が原因で発生しており、^{[ 49 ] [ 50 ]}多くの場合、ワクチンが不妊症を引き起こす可能性があるという懸念に関連している。^{[ 51 ]}その後、必要な情報がないままナイジェリアや他のいくつかのアフリカ諸国でこの病気が再流行したが、疫学者は、これは一部の地域住民が子供にポリオワクチンを接種させることを拒否したためだと考えている。^{[ 52 ]}

ソークワクチンIPVは、サル腎臓組織培養（Vero細胞株）で培養された3つの野生の毒性の強い参照株、Mahoney（1型ポリオウイルス）、MEF-1（2型ポリオウイルス）、およびSaukett（3型ポリオウイルス）を基にしており、その後ホルマリンで不活化されます。^{[ 53 ]}注射されたソークワクチンは、血流中にIgGを介した免疫を付与し、ポリオ感染がウイルス血症に進行するのを防ぎ、運動ニューロンを保護するため、球麻痺型ポリオおよびポリオ後症候群のリスクを排除します。

米国では、このワクチンは破傷風、ジフテリア、無細胞百日咳ワクチン（DTaP）および小児用量のB型肝炎ワクチンとともに投与される。^{[ 23 ]}英国では、IPVは破傷風、ジフテリア、百日咳、インフルエンザ菌b型ワクチンと混合されている。^{[ 54 ]}

OPVは弱毒化ワクチンであり、ウイルスを生理的温度以下の温度で非ヒト細胞に通過させることで、ウイルスゲノムに自然突然変異が生じる。^{[ 55 ]}経口ポリオワクチンは、アルバート・セイビンが率いるグループを含む複数のグループによって開発された。ヒラリー・コプロウスキーとHRコックスが率いる他のグループは、弱毒化ワクチン株を開発した。1958年、NIHは生ポリオワクチンに関する特別委員会を設立した。さまざまなワクチンは、サルにおける神経病原性の発生率を低く抑えつつ、ポリオに対する免疫を誘導する能力について慎重に評価された。1950年代後半から1960年代初頭にかけてソビエト連邦でミハイル・チュマコフとその同僚によって実施された大規模な臨床試験は、ワクチンの安全性と高い有効性を実証した。^{[ 56 ] [ 57 ]}これらの結果に基づいて、セイビン株が世界的に配布されることが決定された。^{[ 45 ]}弱毒化サビン 1 株は、 57 個のヌクレオチド置換によってその毒性の強い親株 (マホニー血清型) と区別され、2 つのヌクレオチド置換によってサビン 2 株が弱毒化され、10 個の置換によってサビン 3 株が弱毒化される。^{[ 53 ]} 3 つのサビン ワクチンすべてに共通する主な弱毒化因子は、ウイルスの内部リボソーム進入部位にある突然変異であり、^{[ 58 ]}ステムループ構造を変化させ、宿主細胞内でポリオウイルスが RNA テンプレートを翻訳する能力を低下させる。^{[ 59 ]}サビン ワクチンの弱毒化ポリオウイルスは、感染と複製の主要部位である腸管で非常に効率的に複製されるが、神経系組織内では効率的に複製できない。 1961 年に 1 型および 2 型の単価経口ポリオウイルス ワクチン (MOPV) が認可され、1962 年に 3 型の MOPV が認可された。 1963年、三価経口ポリオワクチン（TOPV）が認可され、米国および世界のほとんどの国で第一選択ワクチンとなり、不活化ポリオワクチンに取って代わった。^{[ 60 ]}第二波の集団予防接種により、ポリオ症例数はさらに劇的に減少した。1962年から1965年の間に、約1億人のアメリカ人（当時の人口の約56%）がセイビンワクチンを接種した。その結果、ポリオ症例数は、ソークワクチンの導入後に大幅に減少したレベルからさらに大幅に減少した。^{[61 ]}

OPVは通常、10～20回分のワクチンが入ったバイアルで提供されます。経口ポリオワクチンの1回分（通常2滴）には、Sabin 1（PV1に有効）の感染単位が1,000,000、Sabin 2株の感染単位が100,000、Sabin 3株の感染単位が600,000含まれています。ワクチンには微量の抗生物質（ネオマイシンとストレプトマイシン）が含まれていますが、防腐剤は含まれていません。^{[ 62 ]}

1930年代初頭、モーリス・ブロディはニューヨーク市の公衆衛生研究所のチームを率い、ジョン・A・コルマーはフィラデルフィアの皮膚医学研究所と協力した。^{[ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]}

1948年にボストン小児病院のジョン・エンダース率いる研究グループが、実験室でヒト組織中のポリオウイルスの培養に成功したことで、画期的な進歩がもたらされた。^{[ 79 ]}このグループは最近、細胞培養でムンプスウイルスの培養に成功していた。1948年3月、トーマス・H・ウェラーは胎児肺組織で水痘ウイルスの培養を試みていた。計画通りの試験管に接種した後、未使用の試験管がいくつか残っていることに気づいた。彼はポリオウイルスに感染したマウスの脳のサンプルを取り出し、ウイルスが増殖する可能性を期待して、残りの試験管に加えた。水痘の培養は失敗に終わったが、ポリオの培養は成功した。この進展によりワクチン研究が大きく促進され、最終的にはポリオに対するワクチンの開発が可能になった。エンダースと彼の同僚であるトーマス・H・ウェラーとフレデリック・C・ロビンスは、1954年にその功績によりノーベル生理学・医学賞を受賞した。^{[ 80 ]}ポリオワクチンの開発につながったその他の重要な進歩には、3 つのポリオウイルス血清型 (ポリオウイルス 1 型 – PV1、または Mahoney ; PV2、Lansing; および PV3、Leon) の特定、麻痺の前にウイルスが血液中に存在しなければならないという発見、およびガンマグロブリンの形で抗体を投与すると麻痺性ポリオから保護されるという実証が含まれます。^{[ 76 ] [ 53 ] [ 81 ]}

1950年代初頭、米国のポリオ発生率は年間25,000件を超えていました。1952年と1953年には、米国でそれぞれ58,000件と35,000件のポリオ症例が発生し、これは通常の年間約20,000件から増加しており、これらの年の死者数は3,200人と1,400人でした。^{[ 82 ]}この米国のポリオ流行の最中、 HR Coxの指揮の下、ニューヨークのLederle Laboratoriesを含む商業的利益団体によって、ポリオワクチンの発見と販売に数百万ドルが投資されました。レダーレ社には、1950年に最初のポリオワクチンを試験した、フィラデルフィアのウィスター研究所のポーランド生まれのウイルス学者兼免疫学者ヒラリー・コプロウスキーも勤務していた。 ^{[ 13 ] [ 47 ]}しかし、彼のワクチンは経口摂取する弱毒生ウイルスであったため、まだ研究段階であり、ジョナス・ソークのポリオワクチン（注射可能な不活化ウイルスワクチン）が市場に出回ってから5年後まで使用準備は整わなかった。コプロウスキーの弱毒ワクチンは、スイスのアルビノマウスの脳を連続的に通過させることで作られた。7回目の通過までに、ワクチン株は神経組織に感染したり麻痺を引き起こしたりすることができなくなった。ラットでさらに1～3回通過させた後、ワクチンはヒトへの使用が安全であると判断された。^{[ 45 ] [ 83 ]} 1950年2月27日、コプロウスキーの生弱毒化ワクチンが、ニューヨークにある身体的および精神的障害者のための施設、レッチワース・ビレッジに住む8歳の少年に初めて試験された。その子供に副作用がなかったため、コプロウスキーは実験を拡大し、さらに19人の子供を対象に加えた。^{[ 45 ] [ 84 ]}

ジョナス・ソーク

最初の効果的なポリオワクチンは、1952年にジョナス・ソークとピッツバーグ大学のチーム（ジュリアス・ヤングナー、バイロン・ベネット、L・ジェームズ・ルイス、ロレイン・フリードマンを含む）によって開発され、その後何年もの試験が必要でした。ソークは1953年3月26日にCBSラジオで少数の大人と子供に対する試験の成功を報告し、2日後にその結果がJAMAに掲載されました。^{[ 71 ]}レオーネ・N・ファレルは、トロントで彼女が率いたチームによるワクチンの大量生産を可能にする重要な実験技術を発明しました。^{[ 85 ] [ 86 ]} 1954年2月23日から、このワクチンはペンシルベニア州ピッツバーグのアーセナル小学校とワトソン児童ホームで試験されました。^{[ 87 ]}

ソークのワクチンはその後、トーマス・フランシスが主導したフランシス・フィールド試験と呼ばれる試験で使用され、当時としては史上最大の医学実験となった。この試験はバージニア州マクリーンのフランクリン・シャーマン小学校の約4,000人の子供から始まり^{[ 88 ] [ 89 ]}、最終的にはメイン州からカリフォルニア州までの44州の180万人の子供が参加した^{[ 90 ]}。研究の終了までに、約44万人が1回以上のワクチン接種を受け、約21万人の子供が無害な培養液からなるプラセボを投与され、120万人の子供はワクチン接種を受けず、対照群としてポリオに感染した子供がいるかどうかを観察された^{[ 45 ] 。}

臨床試験の結果は、1955 年 4 月 12 日 (フランクリン D. ルーズベルト大統領の死去 10 周年記念日) に発表された。ルーズベルト大統領の麻痺性疾患は、一般的にポリオが原因と考えられていた。ソーク ワクチンは、PV1 (ポリオウイルス 1 型) に対して 60 ～ 70% の有効性、PV2 および PV3 に対して 90% 以上の有効性、球麻痺性ポリオの発症に対して 94% の有効性を示した。^{[ 91 ]} 1955 年にソーク ワクチンが認可されるとすぐに、子供へのワクチン接種キャンペーンが開始された。米国では、マーチ オブ ダイムズが推進した集団予防接種キャンペーンの後、ポリオの年間症例数は 1953 年の 35,000 から 1957 年までに 5,600 に減少した。^{[ 92 ]} 1961 年までに米国で記録された症例はわずか 161 件だった。^{[ 93 ]}

A week before the announcement of the Francis Field Trial results in April 1955, Pierre Lépine at the Pasteur Institute in Paris had also announced an effective polio vaccine.^[94][95]

At the same time that Salk was testing his vaccine, both Albert Sabin and Hilary Koprowski continued working on developing a vaccine using live virus. During a meeting in Stockholm to discuss polio vaccines in November 1955, Sabin presented results obtained on a group of 80 volunteers, while Koprowski read a paper detailing the findings of a trial enrolling 150 people.^[45] Sabin and Koprowski both eventually succeeded in developing vaccines. Because of the commitment to the Salk vaccine in America, Sabin and Koprowski both did their testing outside the United States, Sabin in Mexico^[55] and the Soviet Union,^[99] Koprowski in the Congo and Poland.^[47] In 1957, Sabin developed a trivalent vaccine containing attenuated strains of all three types of poliovirus.^[99] In 1959, ten million children in the Soviet Union received the Sabin oral vaccine. For this work, Sabin was given the medal of the Order of Friendship of Peoples, described as the Soviet Union's highest civilian honor.^[100] Sabin's oral vaccine using live virus came into commercial use in 1961.^[5]

Once Sabin's oral vaccine became widely available, it supplanted Salk's injected vaccine, which had been tarnished in the public's opinion by the Cutter incident of 1955, in which Salk vaccines improperly prepared by one company resulted in several children dying or becoming paralyzed.^[71]

強化型IPVは1987年11月に米国で認可され、現在では米国で第一選択のワクチンとなっている。^{[ 23 ]}ポリオワクチンの初回接種は出生直後、通常は生後1～2ヶ月の間に行われ、2回目の接種は生後4ヶ月に行われる。^{[ 23 ]} 3回目の接種時期はワクチンの製剤によって異なるが、生後6～18ヶ月の間に行うべきである。^{[ 54 ]}ブースター接種は4～6歳で行われ、就学前または就学時に合計4回の接種となる。^{[ 24 ]}一部の国では、5回目の接種は思春期に行われる。^{[ 54 ]}先進国では、成人（18歳以上）の定期予防接種は、ほとんどの成人がすでに免疫を獲得しており、自国で野生型ポリオウイルスに曝露されるリスクが非常に低いため、必要でも推奨もされていない。^{[ 23 ]} 2002年に、 IPVを含む五価（5成分）混合ワクチン（Pediarixと呼ばれる）^{[ 103 ] [ 104 ]}が米国での使用が承認された。^{[ 105 ] [ 104 ]}

世界保健機関（WHO）、ユニセフ[ ^{106 ] 、}ロータリー財団が主導するポリオ根絶のための世界的な取り組みは1988年に始まり、アルバート・セイビンとミハイル・チュマコフによって開発された経口ポリオワクチン（セイビン・チュマコフワクチン）に大きく依存してきた^{[ 107 ] 。}

ポリオは1994年までにアメリカ大陸で撲滅された。^{[ 108 ]}この病気は2000年に中国とオーストラリアを含む西太平洋の36か国で公式に撲滅された。^{[ 109 ] [ 110 ]}ヨーロッパは2002年にポリオ撲滅が宣言された。^{[ 111 ]} 2011年1月以降、インドではこの病気の症例が報告されていないため、2012年2月にインドはWHOのポリオ流行国リストから削除された。2014年3月、インドはポリオ撲滅国と宣言された。^{[ 112 ] [ 113 ] [ 114 ]}

Although poliovirus transmission has been interrupted in much of the world, transmission of wild poliovirus does continue and creates an ongoing risk for the importation of wild poliovirus into previously polio-free regions. If importations of poliovirus occur, outbreaks of poliomyelitis may develop, especially in areas with low vaccination coverage and poor sanitation. As a result, high levels of vaccination coverage must be maintained.^[108] In November 2013, the WHO announced a polio outbreak in Syria. In response, the Armenian government put out a notice asking Syrian Armenians under age 15 to get the polio vaccine.^[115] As of 2014, polio virus had spread to 10 countries, mainly in Africa, Asia, and the Middle East, with Pakistan, Syria, and Cameroon advising vaccinations to outbound travellers.^[116]

Polio vaccination programs have been resisted by some people in Pakistan and Afghanistan – the two countries with remaining wild polio cases as of 2020.^[117] Almost all Muslim religious and political leaders have endorsed the vaccine,^[118] but a fringe minority believes that the vaccines are secretly being used for the sterilisation of Muslims.^[52] The fact that the CIA organized a fake vaccination program in 2011 to help find Osama bin Laden is an additional cause of distrust.^[119] In 2015, the WHO announced a deal with the Taliban to encourage them to distribute the vaccine in areas they control.^[120] However, the Pakistani Taliban was not supportive. On 11 September 2016, two unidentified gunmen associated with the Pakistani Taliban, Jamaat-ul-Ahrar, shot Zakaullah Khan, a doctor who was administering polio vaccines in Pakistan. The leader of the Jamaat-ul-Ahrar claimed responsibility for the shooting and stated that the group would continue this type of attack. Such resistance to and skepticism of vaccinations has consequently slowed down the polio eradication process within the two remaining endemic countries.^[119]

2015年現在ワクチンと予防接種のための世界同盟は、不活化ワクチンを開発途上国に1回分あたりわずか0.75ユーロ（約0.89米ドル）で10回分入りのバイアルで供給している。^{[ 148 ]}

パキスタンでは、ポリオワクチンにはハラームな成分が含まれており、男児にインポテンツや不妊症を引き起こす可能性があるという誤解があり、一部の親は子供にワクチンを接種させない。この考えはカイバル・パクトゥンクワ州で最も一般的である。ポリオワクチン接種チームへの攻撃も発生しており、パキスタンおよび世界におけるポリオ根絶に向けた国際的な取り組みを妨げている。^{[ 149 ] [ 150 ]}