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、病原体を生存可能な状態（または「生」）に保つことによって作られるワクチンです。 ^[1]弱毒化は、感染性因子を無害または毒性が低くなるように変化させます。^[2]これらのワクチンは、病原体を「殺す」ことによって生成されるワクチン（不活化ワクチン）とは対照的です。

弱毒化ワクチンは、強力で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で持続的な免疫反応を生み出し、免疫発現も速やかです。^{[4] [5] [6]}弱毒化ワクチンは、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と記憶免疫細胞の生成を体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、一部のインフルエンザワクチンがあります。^[3]

ウイルスは、進化の原理を利用して、外来の宿主種を介したウイルスの連続的な継代によって弱毒化される可能性がある。^{[9] [10]}

• 組織培養
• 孵化卵（主に鶏卵）
• 生きた動物

最初のウイルス集団は外来宿主に適用される。自然な遺伝的変異または誘発された突然変異により、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はずである。^{[10] [11]}これらの株は新しい宿主内で進化し続け、選択圧がないため、ウイルスは徐々に元の宿主での効力を失う。^{[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、ワクチンを接種する対象者にとってもはや有害ではなくなる。^[11]これにより、宿主の免疫系が病原体を排除し、免疫記憶細胞を作成しやすくなる。この細胞は、患者が「野生」で同様のウイルスに感染した場合に患者を保護する可能性が高い。^[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]

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る遺伝子ノックアウトも使用されます。^[15]

弱毒化ワクチンはさまざまな方法で投与できます。

• 注射:
  • 皮下接種（例：麻疹・風疹・おたふく風邪ワクチン、水痘ワクチン、黄熱ワクチン）^[16]
  • 皮内（例：結核ワクチン、天然痘ワクチン）^[16]
• 粘膜:
  • 経鼻（例：生弱毒インフルエンザワクチン）^{[17] [16]}
  • 経口（例：経口ポリオワクチン、組換え生弱毒コレラワクチン、経口チフスワクチン、経口ロタウイルスワクチン）^{[16] [18]}

経口ワクチンまたは皮下/筋肉内注射は12か月以上の人を対象としています。生後6週間に接種するロタウイルスワクチンを除き、弱毒生ワクチンは9か月未満の乳児には適応されません。^[19]

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、感染した細胞を殺すかインターロイキンを生成することで、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）の「弱毒化」バージョンです。これらは、体内で害や病気を引き起こすことができないように改変されていますが、免疫システムを活性化することができます。^[20]このタイプのワクチンは、適応免疫システム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によって機能します。人がワクチンを経口または注射で接種すると、抗体の生成を助けるB細胞が、T細胞依存性とT細胞非依存性の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て提示します。その後、T細胞はこの提示を認識してB細胞に結合し、クローン増殖を引き起こします。これはまた、IgMおよび形質細胞の生成、ならびに免疫グロブリンの切り替えに役立ちます。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抗体の生成につながる可能性があります。B細胞応答とメモリーキラーT細胞を生成できることは、強力な免疫を誘導するのに役立つ弱毒化ウイルスワクチンの重要な特徴です。^[21]

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つ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）では、重篤な副作用は極めて稀です。^[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、十分かつ安全な免疫反応を起こせない可能性があるため、通常は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、経口ポリオワクチンを除いて、感染伝播のリスクが増大しないため、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、生ワクチンは妊娠中には通常投与されません。^{[22] [25]}これは、母親と胎児の間でウイルスが感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ワクチンは胎児と授乳中の乳児に悪影響を及ぼすことが示されています。^[25]

一部の生弱毒化ワクチンは、投与経路により、さらに一般的な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すると、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]}

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った。 ^[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た。 ^{[27] [28]}元々の天然痘ワクチンは、その生ワクチンの性質から弱毒化ワクチンであると考えられることもあるが、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ではない。その代わりに、それは関連したより軽い牛痘疾患に基づいていた。^{[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あった。^{[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狂犬病ウイルスを培養し、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イグレ、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非常に成功し、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。これらには、動物ではなく一次組織培養（例、ニワトリの胚）でウイルスを増殖させることや、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、ヒルマン、エンダースを含む多くの著名なウイルス学者の研究が行われ、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導入されました。^{[33] [34] [35] [36]}

• 自然感染を正確に模倣する。^{[37] [38]}
• 強力な抗体と細胞性免疫反応の両方を誘発するのに効果的である。 ^{[37] [38] [4]}
• 長期または生涯にわたる免疫を誘発することができる。^{[37] [38] [5]}
• 多くの場合、1回か2回の投与で十分です。^{[37] [38] [6]}
• 免疫の発現が早い。^{[4] [5] [6]}
• 費用対効果が高い（他の健康介入と比較して）。^{[39] [40]}
• 強力な有益な非特異的効果を有する可能性がある。^[41]

• 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突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]}

以下に挙げる病原体の多くには多くのワクチンがありますが、以下のリストは単にその特定の病原体に対する弱毒化ワクチンが 1 つ (または複数) あることを示しているだけで、その病原体に対するすべてのワクチンが弱毒化されているということではありません。^{[引用が必要]}

• 炭疽菌ワクチン^[46]
• コレラワクチン^[47]
• ペストワクチン^[48]
• サルモネラワクチン^[49]
• 結核ワクチン^[50]
• 腸チフスワクチン^[51]

• 生弱毒インフルエンザワクチン（LAIV）^[52]
• 日本脳炎ワクチン^[53]
• 麻疹ワクチン^[54]
• おたふく風邪ワクチン^[55]
• 麻疹・風疹（MR）ワクチン^[56]
• 麻疹・風疹・おたふく風邪（MMR）ワクチン^[57]
• 麻疹・風疹・おたふく風邪・水痘（MMRV）ワクチン^[57]
• ポリオワクチン^[58]
• ロタウイルスワクチン^[59]
• 風疹ワクチン^[60]
• 天然痘ワクチン^[61]
• 水痘ワクチン^[62]
• 黄熱病ワクチン^[63]
• 帯状疱疹ワクチン^[64]

• 毒素原性大腸菌ワクチン^[65]

• ダニ媒介性脳炎ワクチン^[66]
• COVID-19 ^[67]

Scholia には弱毒化ワクチン (Q1810913) のプロファイルがあります。

• 世界ポリオ撲滅イニシアチブ：ワクチンの種類による利点と欠点
• 米国疾病予防管理センターのウェブサイトにあるCDC H1N1インフルエンザ/2009 H1N1鼻スプレーワクチンQ&A