コロナワクチンに関しての個人的見解

2021年10月14日 2021年10月14日

FPshima

FP嶋は生命科学の分野で博士を取得しました。テレビでコメントしている人たちよりは専門的な部分に関しては詳しいと思います。

そんな経歴から、今回のCOVID-19問題とワクチンについて詳しく解説してみたいと思います。

大学レベル以上の内容も扱いますが、出来る限り誰が読んでもわかる程度にするつもりです。

そのうえで、ワクチンを打つべきか否か、自身で判断できるようになってもらいたいと思います。

私は接種をすでに終えており熱は出ませんでしたが、腕の痛みや倦怠感などの副作用はありました。

しかし、ワクチン自体の効果については微妙であると考えているので、感染対策を今後も続けていきます。

ざっくりいうと、ワクチン打てるなら打っておいた方が良いですヨ。という内容です。

コロナウイルス

まずは、コロナウイルスとは何ぞや？っというところから始めましょう。

ウイルス（Virus：英語だとヴィールスまたはヴァイラスと発音）は、生物業界では厄介で、生物かどうかでずーっと議論しています。まぁ我々は「ウイルス」っと捉えていますので、生物であるかどうかは問題ではありません。

なぜ、このような問題を起こしているかというと、「生物は、設計図である「遺伝子」を持っている」と考えた時、ウイルスは定義に含まれるのですが、「自己複製」出来るという定義を合わせると、生物ではなくなるためです。

自己複製できないウイルスは我々のような動物の体を構成する細胞に感染し、感染した細胞の機能を使うことで自己複製を行います。

感染するウイルスの持っている遺伝情報が、DNAかRNAかでウイルスは大きく分かれ、さらに、1本鎖であるか、2本鎖であるか、RNAの場合は＋鎖かー鎖かなどなど、細かく分かれていきます。

＋プラス、ーマイナス鎖というのは、遺伝情報を直接持っているRNAかそうでないかという意味です。

では、コロナウイルスはどのような分類になるかというと、

RNA
1本鎖
＋鎖
エンベロープ有

この性質は＋鎖であるという点を除けばインフルエンザウイルスと同じと言ってよいでしょう。

コロナウイルスは、膜表面にスパイクタンパクと呼ばれるタンパク質を持っており、この形状が冠のように見えることからコロナ（ラテン語で冠の意味）ウイルスと名付けられています。

2021年10月現在、RNAワクチンが温度管理の問題で廃棄されていたりしますが、RNAというのは非常に壊れやすい物質で、エンベロープというコロナウイルスの核酸を包む本体の外側にある膜も壊れやすい事から、アルコールによる消毒で簡単に感染しないようにできるウイルスでもあります。

多くの人が感染に対し、気を付けていたことから、2020年はインフルエンザになる人がほとんどいませんでした。それを考慮すると、COVID-19はインフルエンザに比べ、非常に感染力が強いウイルスであると言えるでしょう。

どうやって感染するの？

飛沫感染とよく言われていますが、これは空気感染とは明確に分けられています。しかし、エアロゾル感染という微妙な中間の感染方法がコロナの主要な感染経路なのではと言われてきているので、後述のように、「空気感染」しているかのように振舞います

空気感染というのは、ウイルスが乾燥した状態で空気を漂っているときにも感染力を失わない場合を指す言葉で、コロナウイルスは空気感染しないと考えられています。しかし、とても小さな飛沫（エアロゾル）を吸い込んでしまうと、あたかも空気を介して感染しているかのように見えてしまうことがあります。これを防ぐためにマスクをしましょうというのが一般に受け入れられています。密を避けましょうというのも、この微小な飛沫による感染を避けたいからです。そういった意味で、一般の方の考える「空気感染」をしているとも言えます。

もっと具体的に言うなら飛沫が床や壁などに付着して、時間がたって乾燥し、壁や床からはがれ、空気の流れにのって他の人に感染させるような状態が本来的な「空気感染」するという状態です。恐らく、ここまでの感染力は新型コロナにはありません。

実際、マスクによって感染をある程度防げていることから、空気感染はしないと考えられます。空気感染するレベルだとマスクしてても感染します。ちなみに、空気感染程度の感染力がある場合は、換気をしてしまうと、換気先が汚染されて、感染が広がります。換気時にはHEPAフィルターという、極小の物質を取り去ることのできるフィルターを使う必要があります。

それほどの状態になっていないことを考えれば、エアロゾルを含む飛沫対策で良いのだと思います。

現在、マスクをしてても感染した！っというケースは、鼻が出ていたり、あごにマスクをずらしたことで、あごについた飛沫をマスク内に入れてしまったり、食事等の際にマスクを外し、手を介して鼻や口にウイルスを含む飛沫が侵入しているのだと思います。また、不織布以外のマスクは一般にやや機能的に劣ると考えられます。できれば不織布のマスクを使いましょう。

正しくマスクを使い、手を洗い、アルコール消毒を行って、黙食していれば、感染はほぼ抑えられるはず…ですが、なかなか難しいのが現状です。

実際のウイルス粒子は下図のような方法で、粘膜面から侵入・増殖していると考えられます。

受容体（ACE2）を介して細胞に侵入
プラス鎖RNAから自分のRNAを複製可能なタンパク質を合成
作成したRNA合成酵素で自分のRNA－鎖を作る
新たに作ったRNA-鎖からRNA＋鎖を合成してウイルスタンパクを合成する
小胞体で新しいウイルスとなって外部に放出される

ACE２は膜タンパク質で、本来は別の働きをしていますが、コロナウイルスの侵入経路として利用されてしまっています。

さて、ここで出てくるタンパク質が作られる過程については、高校-大学位の生物学の知識が必要です。簡単にですが、少し解説しておきます。知っている人は読み飛ばして大丈夫です。また、この際に出てくるmRNAという物質は、大学の研究領域に行くと、実際に自分で抽出して、発現遺伝子の量を調べたりするのに重宝するわけですが、非常に分解されやすく、とても注意深く扱わないといけないと教わります。今使われているコロナワクチンはこのmRNAを利用したものなので覚えておきましょう。

タンパク質の合成と遺伝子

タンパク質は生物の体を構成する物質で、通常20種類のアミノ酸によって構成されています。

このアミノ酸の配列（並び方）で様々な種類のタンパク質が存在し、体を構成していきます。

この配列を記憶したものが、いわゆる遺伝子で、DNA（デオキシリボ核酸）という核酸の並びで決まります。

DNAは4種類あって、それぞれA（アデニン）T（チミン）G（グアニン）C（シトシン）と呼ばれ、A,Gはプリン塩基、T,Cはピリミジン塩基を含んでいて、デオキシリボースとリン酸がくっついて、核酸となります。この、DNAは二重らせん構造をとっています。

この4種類は上図にあるように、G-CとA-Tが対になるように2本鎖になります。その理由はGC間、AT間に水素結合を作ることが出来るからです。水素結合は高校の化学で習いますが、F,O,Nなどの電気陰性度の高い原子を含む分子（H2O：水）などの、他分子間のOとHの間に出来る電気的な結合っぽいもののことを言います。ちなみに、GCの方が水素結合が3本なので、より強固に結合しています。この性質は研究上、気にする必要が出るのですが、ここでは割愛します。

このDNAはDNA自身を複製する際や、遺伝子を発現する際に酵素の力を借りて、水素結合を切ります。そうして、1本鎖になり、1本のDNA鎖を鋳型として、対応する核酸が新たに繋がって複製、または遺伝子発現が起こります。

DNA複製時、伸長可能な方向が決まっているため、一方はどんどんと伸長していきますが、もう一方は、断片化したDNAが合成され繋ぎ合わされていきます。この断片化したDNAを岡崎フラグメントと呼びます。これはテストに出ます（大学1~2年の遺伝学）。

遺伝子発現をする場合にはここで、DNAではなくRNA（リボ核酸）がやってきてmRNA（メッセンジャーRNA）を作ります。RNAはDNAと一部異なり、Tの代わりにU（ウラシル）というものを使っています。

核酸構造の一部　リボースの2位からO（酸素）が無くなる（デオキシ）とDNAを構成するデオキシリボースとなる。

RNAはリボースの2位に酸素が残っていることで、非常に物質として不安定であり、壊れやすいです。また、RNAを分解する酵素もいたるところに存在していることから、非常に扱いが難しい物質です。

RNAは体の中に非常に多く存在しており、その役割で様々な呼び名があり、遺伝子情報をタンパク質にするために作られるRNAはｍRNAと呼ばれています。リボソームも実はRNAで構成されていて、リボソームを構成するRNAはrRNA（リボソーマルRNA）と呼ばれています。ここら辺の話に興味がある方は大学の講義を聴いていただくか、こちらの書籍が詳しいです。本来であれば1~2年講義をしなくてはならない内容です。

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私が持っているのは遺伝学キーノートですが、現在は、生命情報学キーノートとなっているようです。大学レベルの参考書ですが、辞書的に使えるので非常に有用です。

さて、この後、タンパク質をどのように作るかということですが、細胞の中には先ほども述べたリボソームと呼ばれるタンパク質を合成する部分が存在します。

ここにｍRNAが来るとmRNAの配列に応じたtRNA（トランスファーRNA）がアミノ酸を運んできて、繋いでいくことでタンパク質が合成されていきます。

DNA、RNAはそれぞれ3つの配列でアミノ酸20種類を決定します。この並びをコドンと呼びます。

DNAやRNAは4種類ありましたので、配列は4×4×4で64通りあります。

したがって、20種類のアミノ酸は十分に指定できますね。ちなみに、同じアミノ酸を複数の並びで指定したり、合成の開始や、終結のコドンは決まっています。

2021年10月現在、COVID-19は様々な変異を持っており、感染力の強いデルタ株が騒がれておりますが、ラムダ株というのも出てきているようですね。

こういった変異はRNAの配列がちょっと変わったことによって、指定されるアミノ酸が変化し、タンパク質の配列や構造が少し変化してしまうことによって起こります。例えば下のような例がそうです。

RNAは不安定であると先述しましたが、これが原因で、変異も入りやすいです。

このようにして紡ぎだされてきたタンパク質は、タンパク質内の電気的な性質や、システイン同士のS-S結合、分子内での水素結合、修飾などなど様々な因子による影響をうけ、立体的な構造を取り、時には複数のタンパク質と複合体を作ることで、酵素や受容体等様々な機能を発揮するようになります。

また、この立体構造は1か所に変異が入っただけで、大きく形が変わることもあれば、ほとんど変わらないこともありますが、受容体等との結合力に影響を与えます。もちろん、強く結合するようになるばかりでなく、結合力が弱くなるような変異も起こりえます。

しかしながら、感染力が弱まった場合は、当然、新たに感染しづらいので、その変異は淘汰されていきます。

一方、感染力が強まるような変異は、どんどんと勢力を拡大していきますので、次第に強い方に置き換わっていきます。これが、新型コロナウイルス「COVID-19」の始まりであり、その後のデルタ株への変化だと言えるでしょう。もともとのコロナウイルスは、ただの風邪と言われる程度のウイルスでした。

ウイルスと免疫・ワクチンとの関係

最後に免疫系の話をします。ここら辺は大学でも、医療系の大学でないと聞く機会は無いかもしれません。

医学は非常に古い歴史がありますが、免疫の働きがわかるようになってきたのは、実は最近のことで、ワクチンの発見の方が先に起こります。

1度病気にかかった人は、2度かかりにくいということ自体は知られていましたが、それをワクチンとして初めて利用したのはエドワード・ジェンナーで、1798年のことです。この話は有名ですのでご存じの方も多いと思います。牛痘をつかって天然痘にかからなくするという天然痘ワクチンを作ったのです。

このワクチンの働きが、後世の研究で明らかとなっていくのですが、それを始めてやったのが、パスツールです。

さらに研究が進み、ワクチンの働きが抗体によるものであることを明らかにしたのが、北里大学とも関係の深い北里柴三郎です。

その後も研究が進み、抗体が出来るまでの流れもわかってきています。簡単に紹介します。

抗体を作るまでの大まかな流れ

抗原を樹状細胞が取り込む
抗原の一部をMHC-II上に提示
活性化した樹状細胞はCD86(B7-2とも呼ばれる）などの共刺激分子も発現
抗原にぴったりと合うTCR（T cell receptor）を持つT細胞を活性化
抗原とくっつくBCR（B cell receptor)をもつB細胞上のMHC-IIをT細胞が認識
B細胞を活性化させてプラズマ細胞へと分化させる
プラズマ細胞が抗体を分泌

このように、侵入してきた特定の抗原に対して応答する免疫を「獲得免疫( acquired immunity)」とよびます。

一方、ウイルスや細菌などの異物に対して非特異的に応答する免疫を「自然免疫（innate immunity）」と呼びます。

自然免疫はもともと体に備わっている能力で、ワクチンや病気とは関係なく存在するのですが、非常に残念なことに、テレビに出ている自称専門家の方やコメンテーターが「自然免疫を獲得する」などと言っている場合があります。テレビなどに出ている専門家を名乗っている方々は、実はそんなに専門家ではないのかもしれませんので、気を付けて下さいね。

医師であっても、免疫のことはあまり詳しく理解していないのかもしれません。というのも、医療系、薬学系の日本語の免疫学の教科書は、古いうえに現在では間違っていると考えられる内容も載っていることがあります。さらに、臨床の現場と研究の現場では方向性が違い過ぎて、同じ現象でも理解が異なる場合もあります。何やら偉そうな人の意見を鵜呑みにするのではなく、自身で理解して判断できるようになってください。

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免疫を学びたいなら上記の本が良いです。私は英語版の7版か8版を使ったはずで、現在は9版まで出ています。ちなみに講義では教科書は使用しませんでした。他にも良い教科書はありますが、基本的に英語版か翻訳本がおすすめです。日本語系教科書は国家試験対策として書かれているもので、資格試験用だと割り切りましょう。研究や、学問としての免疫の理解には全く向きません。

抗体

さて、こうして出てきた抗体ですが、実は、最初から体の中にあります。

こちらはざっくりとした抗体の形状で、IgGをイメージして書きました。Fab領域というのが可変領域と呼ばれる部分で、抗体ごとに異なり、抗原に対しての特異性を持つ部分です。

一方、Fc領域というのは定常領域とも呼ばれ、抗体の特異性によらず、抗体の種類（IgGやIgEなどのこと）ごとに異なる部分です。

Fab部分は、遺伝子のある領域から少しずつ組み合わされて作られます。その領域を少しずつ切り出す作業をV(D)Jリコンビネーションと呼びます。V×D×J通りの組み合わせがあることから、様々な抗体の種類を作ることが出来ると考えられています。そして、この様々な抗体は、少量ずつ、すでに体の中で待機していると考えられています。もちろん、新規で作られる場合もあるでしょう。

侵入してきた抗原に対し、ぴったり合う抗体を持った免疫細胞たちが協力し、前述の図のような応答を起こして血液中に抗体を増やせる状態になります。

しかし、問題点は、抗体というものは、抗原特異性が高すぎて、抗原側にほんの少し変異が入っただけで、親和性が著しく下がり、機能しなくなる可能性が非常に高いということです。

この抗体は、ヒトではIgM、IgG、IgA、IgE、IgDが知られています。初めはIgM として存在していますが、抗原が入ってきたときにクラススイッチと呼ばれる現象によって、IgGになったりIgAになったりします。ワクチン的には、IgMからIgGにクラススイッチを起こさせておいて、かつ、免疫記憶を定着させておくことで、感染の際にIgGを素早く大量に出せるようにしよう！というのが基本の考え方です。

ここで重要になるのは、一般的な注射によるワクチン接種ではIgGが誘導されるということです。

このIgGは血液中で働きます。言い換えるなら、コロナウイルスが感染する場である咽喉では無力ということ。したがって、新規感染者数はワクチンを打っても減りません（測定される数としては減る可能性はあります）。

感染の最前線である粘膜面に分泌される抗体はIgAですが、この抗体を作るためには粘膜面からワクチンを投与する必要があります。しかしながら、様々な問題があって、日本では粘膜面を標的としたワクチンは無いに等しいです（小児用のロタワクチン位：2021年10月現在）。

ただし、ワクチンを打つことで、症状の緩和が起こる可能性は十分にあると考えられます。

実際、ファイザーやモデルナのワクチン実施結果を見る限り、「症状が出ている人をPCR検査して」有効性を判断しています。つまり、ワクチンまたは偽薬を打った群のすべてをPCRした場合の有効性は評価されていません。言い換えるなら、「感染成立者」を比べているのではなく「有症状者」を比較しています。

これは、症状を緩和するのにワクチンは効果的であると判断されるべきでしょう。

また、ワクチンの2回目はブースターと呼ばれ、IgG量を増やすものですが、2回接種した人の重症化率は、未接種の人よりも著しく低い事も報告されているようです。

そういったことを考えると、ワクチン接種は一定の効果があると言えるでしょう。ただし、もともと重症化しにくい若年層にはあまり効果的とは言えないかもしれません。なぜなら、新規感染者数は減らすことが出来ないからです。さらに言うなら、心筋炎などの副作用は若い人に多いともいわれ、世界的にみると、若い人へのワクチン接種をやめている国も出始めています。

したがって、たとえワクチンを打ったとしても、これまで通りの感染症対策は必須なのです。しっかりとマスク、手洗いは続けましょう。

ｍRNAワクチンについて

さて、最後に、今使われているｍRNAワクチンについて記載します。

前述のように、ｍRNAは非常に分解されやすい物質で、タンパク質を作成する直前の設計図です。

このmRNAを脂質膜をもつ小さな泡のようなものに封入し、筋肉に注射することで細胞内でコロナウイルスのスパイクタンパク質のみを合成します。

しかし、コロナウイルスのすべての設計図が入っているわけではないので、ワクチン接種を受けた人の免疫は惹起（じゃっき：誘導するということ）するものの、外部には排出されず、他人に感染させたりはしません。

また、このワクチンを打つことによって、熱が出たり倦怠感が出たりしますが、これは、免疫応答によって体の中で作られるサイトカインなどの作用によるものです。この際作られるであろうIFN（インターフェロン）はウイルスに対抗するための免疫応答のひとつですが、RNAを無差別に分解する酵素の発現を誘導します。

このため、自身の体のmRNAも分解されてしまい、不調になるわけです。一方、ワクチンによって注入されたmRNAも分解されていきます。したがって、新型コロナのｍRNAワクチンを接種しても、体には残らず、大きな後遺症のようなものは発生しないと考えられます。（ほんとにそうかは数年しないと確定的なことはわかりませんが…）

妊娠との関係

現在は妊婦であってもワクチンは接種するべきと考えられています。

というのも、妊婦はコロナになると悪化しやすくなることが報告されていますし、ワクチンによって不妊・奇形などは起きていないことも統計的に明らかになってきています。mRNAワクチンのメカニズムからも胎児に影響があるとは考えにくいです。むしろ、妊婦がコロナに感染し、病院に行きたいタイミングで行けなくなることの方がリスクが高いでしょう。

胎盤を通じて胎児に母親の血液が行っているイメージがあるかもしれませんが、実際は血液は混合していません。