新型コロナウイルスワクチンの有効性と安全性に関する明るいニュースは、2020年を通じて世界中の日常生活を一変させたパンデミックの収束に向けた希望の光となっています。ファイザー／ビオンテックとモデルナの2種類のmRNAワクチンが、米国で緊急使用許可（EUA）を取得し、英国やカナダでも承認されました。さらに、多くの候補がこれに続いています。しかし、今後数ヶ月の間に複数のワクチンが一般に提供されるようになる中で、多くの人々がこの希望に対して多くの疑問を抱いています。ここでは、現在開発中の新型コロナウイルスワクチンについて、私がよく受ける科学的な質問に回答し、詳細な情報を得るための主要なリソースを紹介します。誰もが十分な情報に基づいたワクチン接種の判断を下せるよう、科学的に裏付けられた正確な情報源を共有していただくことを強く推奨します。
新型コロナウイルスワクチンには、どのような主要な種類がありますか？
世界中で200種類以上の新型コロナウイルスワクチン候補が、さまざまなアプローチに基づいて開発されています。すべてのワクチンは、病原体と構造が似ているものの、病気を引き起こさない病原体（または抗原）を体内に取り入れることで、免疫系がその特定の病原体を認識し、実際に遭遇した際に効果的に反応できるよう訓練する仕組みです。ただし、ワクチンのプラットフォームによって、使用される抗原や、免疫反応を引き起こすためにその抗原を導入する方法が異なります。
mRNAワクチンは、ワクチン研究の分野では比較的新しい技術です。しかし、この技術はすでにジカウイルスやサイトメガロウイルスに対するワクチンで大きな可能性を示しています。広く普及が見込まれる最初のワクチンであるファイザー／ビオンテック（BNT162b2）とモデルナ（mRNA-1273）の候補は、いずれもこのアプローチを採用しており、他にも20種類以上のmRNAワクチン候補が開発のさまざまな段階にあります。
mRNAワクチンは、免疫を誘発する抗原を直接体内に届けるのではなく、細胞が抗原を作るための遺伝情報であるmRNAの断片を届けます。mRNAは壊れやすい生体分子であり、高温や体内の酵素によって容易に分解されてしまいます。そのため、これらのワクチンは超低温で保管する必要があります。また、このワクチンに含まれるmRNAは、安定性を保ち、細胞への取り込みを促進するために脂質ナノ粒子で包まれています。
mRNAワクチンは、経験が限られているにもかかわらず、病原体を導入したりゲノム変異を引き起こしたりするリスクを最小限に抑えられるため、ウイルス材料を使用する従来のワクチンよりも一般的に安全であると考えられています。また、mRNAワクチンの製造は他のワクチンよりも迅速かつ低コストで、拡張性も高いため、現在の新型コロナウイルス感染症の緊急性を考えると特に重要です。
mRNAワクチンの詳細については、こちらの最新ブログをお読みください。また、細胞レベルでワクチンがどのように作用するかを示す以下の動画もご覧ください。
非増殖型ウイルスベクターワクチンは、病気を引き起こさないウイルスをベクター（運び屋）として利用し、病原ウイルスの抗原タンパク質を発現させるための遺伝情報を運びます。ただし、このキャリアウイルスは体内で増殖できないよう遺伝子改変されています。この技術の好例として、欧州連合で緊急使用が承認されたエボラウイルスワクチンがあります。現在、アストラゼネカ／オックスフォード（AZD1222）やヤンセン（Ad26COVS1）などの主要候補を含め、約30種類の新型コロナウイルスワクチンがこのプラットフォームに基づいて開発されています。このアプローチには、高い生産能力、低コスト、保管・輸送時の温度管理が比較的容易であるといった利点があります。
タンパク質サブユニットワクチンは、mRNAワクチンや非増殖型ウイルスベクターワクチンとは異なり、細胞内で抗原を作るための遺伝情報を導入するのではなく、免疫反応を引き起こす抗原タンパク質そのものを直接体内に導入します。インフルエンザワクチンの「FluBlok」は、このアプローチを採用した現在承認済みのワクチンの例です。現在、約70種類の新型コロナウイルスワクチンがこの技術に基づいて開発されており、10種類以上が臨床試験の段階にあります。
不活化ウイルスワクチンは、細胞培養で病原ウイルスを増殖させ、それを不活化して体内に導入するものです。一般的なインフルエンザワクチンの多くがこの手法を採用しています。現在、約20種類の新型コロナウイルスワクチンがこのアプローチで開発されています。ウイルス全体を体内に導入するため、幅広い抗原タンパク質に対応でき、実際の感染に近い免疫反応を模倣できることが多いのが特徴です。しかし、生きたウイルスを扱うための高度なバイオセーフティレベルを備えた施設が必要となるため、生産能力には限界があります。
各ワクチンの種類の比較や、その仕組みに関する詳細については、こちらの記事をご覧ください。
なぜ新型コロナウイルスワクチンはこれほど短期間で開発できたのでしょうか？
従来、ワクチンの設計から開発、前臨床試験、臨床試験、規制当局の審査を経て市場に出るまでには、15年以上かかることが一般的でした。したがって、1年足らずで複数の極めて有効な新型コロナウイルスワクチンが承認、あるいは承認間近であることは驚異的です。この記録的なスピードは、開発や試験における努力不足を意味するものではありません。開発の過程で手順が省略されたり、規制基準が引き下げられたりしたことは一切ありません。開発プロセスが加速された理由は以下の通りです。（1）中国の科学者が1月初旬にSARS-CoV-2ウイルスのゲノム配列を世界中の研究コミュニティに公開したことを皮切りに、研究者たちが前例のないレベルで協力し、情報を共有しました。（2）mRNAワクチンは新しい技術と考えられていますが、その基礎となるアイデアは1990年代に生まれ、2003年のSARS流行以来続けられてきたmRNAワクチン技術の研究が、新型コロナウイルス対策に大きく活用されました。（3）新型コロナウイルスワクチンの開発は、米国の「オペレーション・ワープ・スピード」のように、政府が財政的・規制的な観点から積極的に支援し、規制プロセスを可能な限り迅速に進め、流通の事前計画を立てることを優先しました。（4）パンデミックが広範囲に及んだことと、公衆の関心が高かったことにより、複数の大規模な臨床試験を同時に進めるための十分な参加者を確保できました。
どの新型コロナウイルスワクチンがすぐに利用可能になり、どれが最も優れているのでしょうか？
全体として、世界中で50種類以上のワクチン候補が臨床試験中であり、170種類近くが前臨床評価の段階にあります。30カ国以上が新型コロナウイルスワクチンの開発に取り組んでおり、その少なくとも半数が臨床試験を実施しています（図1）。最初に一般提供されると見込まれているのは、米国、英国、カナダで最近承認されたファイザー／ビオンテックとモデルナのmRNAワクチンです。中国とロシアも自国で開発したワクチンの配布を開始しており、臨床試験の完了を待たずに承認を付与する決定を下しています。
以下の表は、後期臨床試験の予備的な有効性データが発表されている主要な4つのワクチンの主な特徴をまとめたものです。初期データに基づくと、mRNAワクチンはいずれも、アストラゼネカ／オックスフォードの非増殖型ウイルスベクターワクチン候補よりも高い有効性を示しています。しかし、後者はコストや保管条件の面で利点があります。ヤンセンが開発した別の非増殖型アデノウイルスベクターワクチンは、大規模な臨床試験が予定されており、1回の接種で済む可能性がありますが、有効性データはまだ入手できていません。
ただし、最初に市場に出たものが、すべての人にとって長期的に最適な解決策とは限らないことに留意してください。上記の先行候補以外にも、臨床試験が進められている有望なワクチン候補が多数存在します。それらの中には、複数回の接種が必要であること、極低温での保管が必要であること、保存期間が短いこと、新しいワクチン・プラットフォームに対する公衆の信頼が低い可能性があることなど、主要な候補が直面している物流上の課題を克服する代替案となるものがあるかもしれません。
These additional late-stage candidates, if approved, will be especially important to support vaccination programs in places where physical, clinical and public health infrastructure are more limited. For example, NVX-CoV2373, developed by Novavax and currently in phase III clinical trial, is a protein subunit vaccine, based on the same vaccine technology as the existing hepatitis B vaccine. This vaccine candidate appears to have milder side effects, triggers a stronger immune response than the mRNA vaccines, can be stored at normal refrigeration temperatures and may offer public confidence of safety due to familiarity with the technology. Another example, ARCT-021 from Arcturus Therapeutics, currently in phase II clinical study, is another mRNA vaccine candidate. It delivers a self-amplifying RNA payload directly into cells, which requires only one shot at a much lower dose. Thanks to the freeze-drying, ARCT-021 can also be stored at normal refrigeration temperatures.
COVID-19ワクチンの安全性はどのように確認されていますか？
ワクチン接種は、現代文明における最も偉大な医学的功績の一つとされています。過去に多くの人命を奪った致死的な感染症から、私たちはワクチンによって解放されてきました。200年以上前のエドワード・ジェンナー博士による牛痘ワクチンの先駆的な研究以来、麻疹、おたふくかぜ、風疹、ポリオ、A型・B型肝炎、ヒトパピローマウイルス（HPV）、インフルエンザなど、多くの致死的な感染症に対するワクチンは、基本的な医療の一部として定着しています。COVID-19ワクチンの開発プロセスも、多くの人々が懸念なく接種しているこれらのワクチンと何ら変わりはなく、研究と承認の迅速化が図られたという点が異なるのみです。
ワクチンが一般に提供されるまでに行われる開発、評価、規制の全プロセスは、安全性を最優先に設計されています。ワクチンの臨床試験は、ワクチンの有効性を確立し、稀な短期的・長期的な安全性の問題を排除するために、多様なボランティアを大規模に募って行われる非常に大規模な取り組みです。これまでのワクチン開発の豊富なデータから、ワクチンの重篤な反応や副作用のほとんどは接種後6週間以内に発生することがわかっています。そのため、FDAは緊急使用許可（EUA）を検討する際、第III相臨床試験から少なくとも2ヶ月間の安全性データを求めることを義務付けており、長期的な問題が発生しないよう、参加者のデータはその後も長年にわたって追跡されます。
主要なCOVID-19ワクチンの臨床試験の規模は、過去のワクチン試験と同等でした。ファイザー社の臨床試験データによると、44,000人の参加者のうち、現在までに170人のCOVID-19感染が確認されています。そのうち162人はプラセボ群であり、ワクチン接種群はわずか8人でした。モデルナ社の30,000人を対象とした臨床試験では、ワクチン接種群でCOVID-19の発症が確認されたのは5人のみでしたが、プラセボ群では90人が発症しました。試験参加者の多くが何らかの副作用を経験しましたが、そのほとんどは軽度で、疲労、頭痛、注射部位の痛み、筋肉痛などが含まれ、多くの参加者が2回目の接種後により強く感じたと報告しています。
COVID-19ワクチンの予防効果はどのくらい持続しますか？
The full extent of immunity for those that have had COVID-19 or gain immunity through vaccination is not yet fully known. Researchers report that the antibody levels in the blood of COVID-19 patients drop quickly during the weeks after their recovery. However, the memory B cells and T cells, both capable of rapid immune response to possible reinfection, are known to last for a much longer period. The idea that these cells may provide longer lasting immunity is supported by the observation that recovered COVID-19 patients are highly unlikely to contract the disease again for at least six months. In addition, scientists also anticipate that COVID-19 vaccine-induced immunity may be stronger than that from natural viral infection. That belief is supported by early antibody tests in people vaccinated with Moderna’s mRNA vaccine that showed higher antibody production than observed in recovered COVID-19 patients as well as longer-term data on many widely used vaccines including human papillomavirus and tetanus vaccines. In addition, from what has been observed to date, this coronavirus does not mutate as fast as the influenza virus, so it is very unlikely that researchers will need to redesign another vaccine for COVID-19 each year.
ただし、ほとんどのCOVID-19ワクチンの臨床試験は、各ワクチンの安全性と疾患予防の有効性を証明するために設計されていることを理解しておく必要があります。これらの試験は、ワクチンが感染そのものを完全に防ぐかどうかを必ずしも証明するものではありません。そのため、来年以降にさらなる試験が行われるまでは、ワクチン接種者が発症しなくてもウイルスを拡散させる可能性があるかどうかは不明です。したがって、人口の大部分がワクチン接種を終えるまでは、マスクの着用や社会的距離の確保が引き続き推奨される可能性があります。
科学的知見、オープンアクセスのデータセット、特別レポートなど、COVID-19ワクチンや治療薬に関する詳細情報は、CAS COVID-19リソースをご覧ください。