ワクチンは感染症を引き起こす病原体の一部を人工的に導入することで免疫反応を導き、いわゆる獲得免疫を獲る事を目的とした一種の予防医療である。ワクチンにも種類があり、
・弱毒化した細菌株や不活化した細菌を接種する全病原体ワクチン、
・細菌が放つ毒素やウイルスのスパイクタンパクなど全体でなくとも感染成立や発症にピンポイントに対策させる成分ワクチン、
・ウイルス、細菌DNAやRNAを投与し、接種した人の細胞における翻訳機能によって病原体成分を作り出すことで免疫作用を惹起する核酸ワクチンが知られている。
これらは手段の違いであって、もたらす結果は免疫反応の惹起である。注射によって投与された病原成分は私たちの細胞外か、細胞内かによって異なる反応を引き起こすものの、大抵の病原成分は細胞外へ放出されるものと考えられる。細胞内へ直接送り込むことを目的としているのは核酸ワクチンだ。
細胞外をうろついている病原体があれば、大抵は樹状細胞や組織マクロファージといった組織内での自然免疫を担当する細胞が貪食し、抗原として機能するタンパク成分をmhcクラス2という「細胞の外に突き出た腕」に乗せて所属リンパ節で待機するナイーブリンパ球に情報伝達をする。これによって、抗原タンパク成分に特異的に反応するリンパ球が増大する。特に、mhcクラスⅡによって活性化するのはBリンパ球である。Bリンパ球が活性化すると、抗体と呼ばれるタンパク質を分泌して、抗体は抗原にくっつく。抗体は極性をもつ。すなわち、抗原にくっつく側(Fab=Fragment antigen binding)と、免疫細胞にくっつく側(Fc=Fragment crystallizable)。抗体につく免疫細胞はナチュラルキラー細胞や好中球、マクロファージ、マスト細胞など抗原の破壊に関わる免疫細胞が主である。
次に、細胞内へ直接導入された核酸の免疫反応の惹起の機序であるが、こちらはウイルス感染と同じ機序で免疫反応を惹起させる。ウイルスは細胞内に核酸を侵入させて宿主の核酸をタンパク質に翻訳する機能を利用して増殖する。
ただ、私達の核を持つ細胞(赤血球などは持たない)は進化の過程でウイルスへの対抗策として、細胞内で生成されるタンパクのすべてを抗原として提示する機能を獲得している。(mhcクラス1という腕を用いる。)すなわち、正常な細胞でも細胞内で生成されたタンパク質は「病原体だよー」と言って免疫細胞に知らされているのである。しかし、免疫細胞は成熟の過程で自分のタンパク質に反応しないように調教されている。そのため、普段のタンパク質提示には反応しない。ウイルスのタンパクは体内のタンパクとは異なるため、それが提示されれば免疫細胞は活発化する。
ウイルス感染によって動員される免疫細胞は細胞障害性T細胞(いわゆるキラーT細胞)である。キラーT細胞はパーフォリンとグランザイムと呼ばれる物質を分泌して、mhcクラス1による抗原提示を行なっている細胞に「細胞死」を誘導させる。細胞死によって細胞機能が破綻すれば中にあるウイルスDNA、RNAは完成されないまま細胞外環境へ放出されて死んでしまう。
以上の機序をもってワクチンによって免疫機能が誘導される。副反応は、さまざまであるが、大きく分けて二つ。導入した細菌やウイルスが活性化して毒性を放つものと過剰な免疫反応によるものである。全病原体ワクチンなどの弱毒株は病原菌を何世代も培養させ続けて、変異によって毒性を失ったものをワクチンとして使用している。それが体内に導入されたときに毒性を取り戻すことがあるそうだ。後者の過剰な免疫反応はアナフィラキシーがよくある例である。そもそも、免疫反応は肉を切らせて骨を断つ戦術なため、免疫反応自体が身体に何らか有害な反応を伴う。ただ、それでも細菌やウイルスに負けて身体全体が侵されるよりはよっぽどマシなのである。
(加筆の余地があるため未完)