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COVID-19を引き起こす新しいコロナウイルス（SARS-CoV-2）が最初に出現した直後、科学者たちは感染の拡大を防ぎ、パンデミックを終わらせるためのワクチンの開発に取り組み始めました。当初はウイルスについてほとんど知られておらず、最初はワクチンが可能かどうかさえはっきりしていなかったため、これは大きな課題でした。
それ以来、研究者たちは前例のない進歩を遂げ、以前のワクチンでこれまでに行われたよりもはるかに速い時間枠で最終的に利用できる複数のワクチンを設計しました。世界中の多くの異なる商用および非商用チームが、問題に取り組むためにいくつかの重複するいくつかの異なる方法を使用しています。
一般的なワクチン開発プロセス
ワクチンの開発は、最終製品が安全で効果的であることを確認するために、慎重な一連のステップで進行します。最初に、動物の基礎研究と前臨床研究の段階が始まります。その後、ワクチンは安全性に焦点を当てた小規模な第1相試験に入り、次に有効性に焦点を当てたより大規模な第2相試験に入ります。
次に、有効性と安全性の両方について数万人の患者を研究する、はるかに大規模な第3相試験が行われます。その時点でまだ問題がない場合は、ワクチンを食品医薬品局（FDA）に提出して、レビューとリリースの可能性を確認することができます。
COVID-19の場合、CDCは最初に、特別な緊急使用許可（EUA）ステータスの下で適格なワクチンをリリースしています。つまり、標準のFDA承認に必要なほど広範な研究を受けていなくても、一部の一般市民が利用できるようになるということです。
緊急使用許可の下でワクチンがリリースされた後でも、FDAおよび米国疾病予防管理センター（CDC）は、予期しない安全上の懸念がないか監視し続けます。
COVID-19ワクチン：どのワクチンが利用可能で、誰がそれらを入手できるか、そしてそれらがどれほど安全であるかについて最新の状態に保ちます。
COVID-19ワクチンの更新
ファイザーとBioNTechによって開発されたCOVID-19ワクチンは、フェーズ3試験のデータに基づいて、2020年12月11日に緊急使用許可を付与されました。1週間以内に、Modernaが後援するワクチンはFDAからEUAを受け取りました。フェーズ3試験における有効性と安全性のデータ。
ジョンソン・エンド・ジョンソンの製薬会社ヤンセンのCOVID-19ワクチンは、フェーズ3試験中であり、2月4日にEUAに申請されました。FDAは2月26日にそれについて議論する予定の会議を持っています。
アストラゼネカは、フェーズ3試験に関する予備情報も発表しましたが、FDAからEUAを申請していません。
2021年2月の時点で、世界中で70を超えるさまざまなワクチンがヒトでの臨床試験に移行しています。さらに多くのワクチンがまだ開発の前臨床段階にあります（動物研究やその他の実験室研究）。
米国では、Novavaxからの追加のCOVID-19ワクチン候補もフェーズ3試験中です。他に約12のフェーズ3試験が世界中で進行中です。それらが有効性と安全性を実証する場合、開発中のワクチンのより多くが最終的に放出される可能性があります。
COVID-19ワクチンはFDAによってリリースされていますが、十分ではないため、誰もがすぐにワクチンを入手できるわけではありません。優先されるのは、ヘルスケアで働く人々、介護施設の居住者、最前線の労働者、65歳以上の成人などの特定の人々です。
より多くのワクチンが利用可能になり、安全性と有効性に関するさらに多くの情報が知られるようになるにつれて、より多くの人々がこれらのワクチンを入手できるようになります。
ワクチンは一般的にどのように機能しますか？
新しいコロナウイルス病を標的とするように設計されたすべてのワクチンは、いくつかの類似点を共有しています。これらはすべて、COVID-19の症状を引き起こすウイルスに対する免疫を発達させるのを助けるために作られています。そうすれば、将来ウイルスにさらされた場合でも、病気になる可能性が大幅に減少します。
免疫システムの活性化
効果的なワクチンを設計するために、研究者は体の免疫システムの自然の力を活用します。免疫システムは、体内の感染性生物（ウイルスなど）を識別して排除するように機能する細胞とシステムの複雑な配列です。
これは多くの異なる複雑な方法で行われますが、T細胞およびB細胞と呼ばれる特定の免疫細胞が重要な役割を果たします。 T細胞はウイルス上の特定のタンパク質を識別し、それらに結合し、最終的にウイルスを殺します。 B細胞は、ウイルスを中和し、ウイルスを確実に破壊するのに役立つ小さなタンパク質である抗体の作成に重要な役割を果たします。
体が新しいタイプの感染症に遭遇している場合、これらの細胞がそれらの標的を特定することを学ぶのにしばらく時間がかかります。それが、最初に病気になってから良くなるまでに時間がかかる理由の1つです。
T細胞とB細胞はどちらも長期的な防御免疫において重要な役割を果たします。感染後、特定の長寿命のT細胞とB細胞は、ウイルス上の特定のタンパク質をすぐに認識するように準備されます。
今回、彼らがこれらの同じウイルスタンパク質を見れば、彼らは正しく働くようになります。彼らはあなたが病気になる前にウイルスを殺し、再感染を止めます。または、場合によっては、少し病気になるかもしれませんが、最初に感染したときほど病気ではありません。
ワクチンによる長期免疫の活性化
COVID-19を予防するように設計されたワクチンなどのワクチンは、最初に活発な感染を経験することなく、体が長期的な防御免疫を発達させるのに役立ちます。ワクチンは、ウイルス（この場合はCOVID-19を引き起こすウイルス）を認識して標的とすることができるこれらの特別なT細胞とB細胞の発達を助ける何かに免疫系をさらします。
そうすれば、将来ウイルスにさらされた場合、これらの細胞はすぐにウイルスを標的にします。このため、COVID-19の重篤な症状が現れる可能性ははるかに低くなり、まったく症状が現れない可能性があります。これらのCOVID-19ワクチンは、免疫系と相互作用してこの防御免疫を発揮させる方法が異なります。
COVID-19のために開発中のワクチンは、2つの包括的なカテゴリーに分けることができます。
- 古典的なワクチン：これらには、生（弱毒化）ウイルスワクチン、不活化ウイルスワクチン、およびタンパク質ベースのサブユニットワクチンが含まれます。
- 次世代ワクチンプラットフォーム：これらには、核酸ベースのワクチン（mRNAに基づくワクチンなど）およびウイルスベクターワクチンが含まれます。
古典的なワクチン法は、現在市場に出ている人間のためのほとんどすべてのワクチンを作るために使用されてきました。 2020年12月の時点で米国で第3相試験を開始した5つのCOVID-19ワクチンのうち、1つを除くすべてがこれらの新しい方法に基づいています。
生（弱毒化）ウイルスワクチン
これらのワクチンは古典的なタイプです。
それらがどのように作られるか
生ウイルスワクチンは、免疫応答を誘発するためにまだ活動的で生きているウイルスを使用します。ただし、ウイルスは変更され、大幅に弱体化されているため、症状があったとしてもほとんど発生しません。多くの人が精通している弱毒生ウイルスワクチンの例は、小児期に投与されるはしか、おたふく風邪、風疹ワクチン（MMR）です。
長所と短所
それらはまだ生きたウイルスを持っているので、これらのタイプのワクチンはより広範な安全性試験を必要とし、他の方法で作られたものと比較して重大な有害事象を引き起こす可能性が高くなります。
このようなワクチンは、特定の薬を服用したり、特定の病状があるために免疫系に障害のある人にとって安全ではない可能性があります。また、生存を維持するために注意深い保管が必要です。
ただし、生ウイルスワクチンの利点の1つは、非常に強力な免疫応答を引き起こし、それが長期間続く傾向があることです。他の種類のワクチンよりも、生ウイルスワクチンを使用してワンショットワクチンを設計する方が簡単です。
これらのワクチンは、免疫応答を改善する薬剤である追加のアジュバントの使用を必要とする可能性も低くなります（ただし、副作用のリスクもあります）。
不活化ウイルスワクチン
これらも古典的なワクチンです。
それらがどのように作られるか
不活化ワクチンは、最初に作成された一般的なワクチンの1つでした。これらは、ウイルス（または細菌などの他の種類の病原体）を殺すことによって作られます。それから、死者、不活化ウイルスが体内に注入されます。
ウイルスは死んでいるので、免疫系に根本的な問題を抱えている人であっても、実際に感染することはありません。しかし、免疫システムは依然として活性化されており、将来曝露された場合にあなたを保護するのに役立つ長期的な免疫記憶を引き起こします。米国での不活化ワクチンの例は、ポリオウイルスに対して使用されているものです。
長所と短所
不活化ウイルスを使用するワクチンは通常、複数回の投与が必要です。それらはまた、生ワクチンほど強い反応を引き起こさないかもしれず、そしてそれらは時間をかけて繰り返しの追加免疫投与を必要とするかもしれない。また、生ウイルスワクチンよりも安全で安定しています。
ただし、不活化ウイルスワクチンと弱毒化ウイルスワクチンの両方を使用するには、特別な安全プロトコルが必要です。しかし、どちらも製品開発と製造のための確立された経路を持っています。
開発中のCOVID-19ワクチン
米国で臨床試験が行われているワクチンは、生ウイルスまたは不活化ウイルスのいずれかのアプローチを使用していません。ただし、不活化ウイルスワクチンアプローチを開発している海外（中国とインド）で行われているいくつかのフェーズ3試験があり、少なくとも1つのワクチンが生ワクチン法を利用して開発されています。
タンパク質ベースのサブユニットワクチン
これらも古典的なタイプのワクチンですが、このカテゴリーにはいくつかの新しい革新があります。
それらがどのように作られるか
これらのワクチンは、不活化または弱体化したウイルスを使用する代わりに、部免疫応答を誘発する病原体の。
科学者は、免疫システムを最もよく動かすウイルスのごく一部を注意深く選択します。 COVID-19の場合、これはタンパク質またはタンパク質のグループを意味します。サブユニットワクチンにはさまざまな種類がありますが、すべて同じ原理を使用しています。
免疫系の良い引き金と考えられている特定のタンパク質が、生きたウイルスから精製されることがあります。また、科学者はタンパク質自体を合成します（ウイルスタンパク質とほぼ同じものに）。
この実験室で合成されたタンパク質は「組換え」タンパク質と呼ばれます。たとえば、B型肝炎ワクチンは、このタイプの特定のタイプのタンパク質サブユニットワクチンから作られています。
ウイルス様粒子（VLP）に基づくものなど、他の特定の種類のタンパク質サブユニットワクチンについても耳にするかもしれません。これらには、ウイルスからの複数の構造タンパク質が含まれますが、ウイルスの遺伝物質は含まれません。このタイプのワクチンの例は、ヒトパピローマウイルス（HPV）の予防に使用されるものです。
COVID-19の場合、ほとんどすべてのワクチンがスパイクタンパク質と呼ばれる特定のウイルスタンパク質を標的にしており、これは強力な免疫応答を引き起こすようです。免疫系がスパイクタンパク質に遭遇すると、まるでそうであるかのように応答します。ウイルス自体を見てください。
これらのワクチンは、ウイルスが複製するために必要な完全なウイルス機構ではなく、ウイルスタンパク質またはタンパク質のグループのみを含むため、活発な感染を引き起こすことはありません。
インフルエンザワクチンのさまざまなバージョンは、利用可能なさまざまな種類の古典的なワクチンの良い例を提供します。生きているウイルスと不活化ウイルスから作られたバージョンが利用可能です。また、ワクチンのタンパク質サブユニットバージョンが利用可能であり、精製タンパク質から作られたものと組換えタンパク質から作られたものの両方があります。
これらのインフルエンザワクチンはすべて、その有効性、安全性、投与経路、および製造要件の点でわずかに異なる特性を持っています。
長所と短所
タンパク質サブユニットワクチンの利点の1つは、ウイルス全体を使用するワクチンよりも副作用が少ない傾向があることです（弱毒化または不活化ウイルスワクチンのように）。
たとえば、1940年代に百日咳に対して作られた最初のワクチンは、不活化細菌を使用していました。その後の百日咳ワクチンはサブユニットアプローチを使用し、重大な副作用を引き起こす可能性ははるかに低くなりました。
タンパク質サブユニットワクチンのもう1つの利点は、新しいワクチン技術よりも長い間使用されてきたことです。これは、彼らの安全が全体的によりよく確立されていることを意味します。
ただし、タンパク質サブユニットワクチンは、免疫応答を高めるためにアジュバントの使用を必要とし、それ自体が潜在的な悪影響をもたらす可能性があります。また、ウイルス全体を使用するワクチンと比較して、免疫はそれほど長くは続かない可能性があります。また、新しい技術を使用したワクチンよりも開発に時間がかかる場合があります。
COVID-19のために開発中のワクチン
Novavax COVID-19ワクチンは、2020年12月に米国で第3相臨床試験を開始したサブユニットワクチンの一種です（組換えタンパク質から作られています）。他のワクチンは2021年に第3相試験に入る可能性があります。
核酸ベースのワクチン
新しいワクチン技術は、DNAとmRNAという核酸を中心に構築されています。 DNAはあなたが両親から受け継いだ遺伝物質であり、mRNAはあなたの細胞がタンパク質を作るために使用するその遺伝物質の一種のコピーです。
それらがどのように作られるか
これらのワクチンは、ラボで合成されたmRNAまたはDNAの小さなセクションを利用して、最終的に免疫応答を引き起こします。この遺伝物質には、必要な特定のウイルスタンパク質（この場合はCOVID-19スパイクタンパク質）のコードが含まれています。
遺伝物質は、体の細胞内に入ります（ワクチンの一部でもある特定の担体分子を使用することによって）。次に、人の細胞はこの遺伝情報を使用して実際のタンパク質を生成します。
このアプローチは、それよりもはるかに恐ろしいように聞こえます。あなた自身の細胞は、通常ウイルスによって作られるタイプのタンパク質を生産するために使用されます。しかし、ウイルスが機能するには、それ以上のものが必要です。感染して病気になる可能性はありません。
あなたの細胞のいくつかは（あなたの体が毎日必要とする他の多くのタンパク質に加えて）ほんの少しのCOVID-19スパイクタンパク質を作るでしょう。それはあなたの免疫システムを活性化し、防御免疫応答を形成し始めます。
長所と短所
DNAおよびmRNAワクチンは、製造業者が取り扱うのに非常に安全な非常に安定したワクチンを作ることができます。また、強力で長期的な免疫応答をもたらす非常に安全なワクチンを製造する可能性もあります。
DNAワクチンと比較して、mRNAワクチンはさらに優れた安全性プロファイルを持っている可能性があります。 DNAワクチンでは、DNAの一部が自分のDNAに挿入される可能性が理論的にあります。これは通常問題にはなりませんが、場合によっては、癌やその他の健康上の問題につながる可能性のある突然変異の理論的リスクがあります。ただし、mRNAベースのワクチンはその理論上のリスクをもたらしません。
製造に関しては、これらは新しい技術であるため、世界の一部の地域ではこれらのワクチンを製造する能力がない可能性があります。しかし、それらが利用できる場所では、これらの技術は、以前の方法よりもはるかに迅速なワクチン生産の能力を持っています。
科学者がCOVID-19ワクチンの成功をこれまでよりもはるかに迅速に生み出すことを期待しているのは、これらの技術が利用できることも一因です。
COVID-19のために開発中のワクチン
研究者たちは、長年にわたってDNAおよびmRNAベースのワクチンに関心を持ってきました。過去数年にわたって、研究者は、HIV、狂犬病、ジカ熱、インフルエンザなどの感染症のためのさまざまなmRNAベースのワクチンに取り組んできました。
しかし、これらの他のワクチンはいずれも開発段階に達していないため、FDAによるヒトへの使用が正式に承認されています。 DNAベースのワクチンについても同じことが言えますが、これらのいくつかは獣医用として承認されています。
ファイザーとモダーナのCOVID-19ワクチンはどちらもmRNAベースのワクチンです。他のいくつかのDNAおよびmRNAベースのワクチンは現在世界中で臨床試験が行われています。
ウイルスベクターワクチン
ウイルスベクターワクチンは、mRNAまたはDNAに基づいてこれらのワクチンと多くの類似点があります。彼らは、ウイルスの遺伝物質を人の細胞に取り込む別のモードを使用しているだけです。
ウイルスベクターワクチンは、異なるウイルス、感染性ではないように遺伝子組み換えされたもの。ウイルスは特に細胞に侵入するのが得意です。
の助けを借りて不活化ウイルス（アデノウイルスなど）COVID-19スパイクタンパク質をコードする特定の遺伝物質が細胞に持ち込まれます。他の種類のmRNAおよびDNAワクチンと同様に、細胞自体が免疫応答を引き起こすタンパク質を生成します。
技術的な観点から、これらのワクチンは、体内で自分自身のコピーを作成し続けることができるウイルスベクター（複製ウイルスベクター）とできないウイルスベクター（非複製ウイルスベクター）に分けることができます。しかし、原理はどちらの場合も同じです。
他の種類の核酸ベースのワクチンと同じように、そのようなワクチンを入手してもCOVID-19自体を入手することはできません。遺伝暗号には、単一のCOVID-19タンパク質を作成するための情報のみが含まれています。これは、免疫系を促進するためのものですが、病気になることはありません。
長所と短所
研究者は、mRNAに基づくアプローチなどの新しいアプローチと比較して、ウイルスベクターワクチンの経験が少し多くなっています。たとえば、この方法はエボラ出血熱のワクチンに安全に使用されており、HIVなどの他のウイルスのワクチンの研究も行われています。ただし、現在、米国では人間への適用は許可されていません。
この方法の利点の1つは、他の新しいワクチン技術とは対照的に、予防接種のためのシングルショット法を作成する方が簡単な場合があることです。他の新しいワクチン技術と比較して、世界中の多くの異なる施設での大量生産に適応するのも簡単かもしれません。
COVID-19のために開発中のワクチン
アストラゼネカワクチンは、非複製ウイルスベクターに基づいています。 Johnson＆Johnsonの製薬会社Janssenは、非複製ウイルスベクターに基づくCOVID-19ワクチンも開発し、FDAから緊急使用許可を申請しました。 （米国で現在フェーズ3の試験が行われているのは、ワンショット方式の唯一の方法です）。
異なるCOVID-19ワクチンが必要ですか？
最終的には、複数の安全で効果的なワクチンが利用可能になることが期待されています。この理由の一部は、単一の製造業者が全世界の人口にサービスを提供するのに十分なワクチンを迅速に放出することは不可能であるということです。いくつかの異なる安全で効果的なワクチンが製造されれば、広範囲にわたるワクチン接種を行うのははるかに簡単になります。
また、これらのワクチンのすべてがまったく同じ特性を持っているわけではありません。うまくいけば、さまざまなニーズを満たすのに役立つ可能性のある複数の成功したワクチンが生産されるでしょう。
凍結など、特定の保管条件が必要なものもあります。世界のすべての地域で利用できるわけではない非常にハイテクな施設で生産する必要があるものもあれば、より簡単に再現できる古い技術を使用するものもあります。そして、いくつかは他よりも高価になります。
一部のワクチンは、他のワクチンと比較してより長く持続する免疫を提供することが判明する可能性がありますが、現時点では明確ではありません。一部の人々は、高齢者や特定の病状のある人々など、特定の人々の集団にとってより良いことが判明する可能性があります。たとえば、免疫系に問題がある人には、生ウイルスワクチンはおそらく勧められません。
ただし、現在、これらのワクチンの有効性（およびできれば最小限の安全性の問題）に関して適切に比較するための十分なデータがありません。それは時間とともに明らかになるでしょう。
ワクチンが利用できるようになると、できるだけ多くの人がワクチンを接種することが重要になります。そのような努力によってのみ、私たちは本当にパンデミックを終わらせることができます。
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