抗生物質では耐性が一般的であるが、ワクチンではまれである理由

抗生物質では耐性が一般的であるが、ワクチンではまれである理由抗生物質耐性は、一般的な感染症がまもなく発生するという重大なリスクがある限り、世界的な問題です。 治療不可能。 一方、ワクチンが開発されました ほぼ一世紀前 それでも私たちを致命的な病気から守ってくれます。 この違いを説明できるのは何ですか?

バクテリアは耐性を進化させてきました これまでに開発されたすべての抗生物質。 抗生物質が最初に導入された直後に、これが起こることがありました。 それは取った たったXNUMX年 最初の抗生物質であるペニシリンに対する耐性が英国の病院に広まったことに対して。

しかし、ワクチンに対する耐性は めったに起こらなかった。 そしてワクチンは私たちが天然痘を根絶するのを助け、そしてうまくいけばすぐにポリオも根絶するのを助けました。 以前の研究 薬物とワクチンのメカニズムの決定的な違いを強調することにより、この現象を説明するためのXNUMXつの説得力のある議論を提案しました。

しかし、最初に、抵抗とは何を意味し、それがどのように発生するかを説明しましょう。 感染中、ウイルスやバクテリアは急速に増殖します。 その過程で、彼らは遺伝物質を何百万回もコピーします。 そうしている間、間違いがしばしば起こり、すべての間違いが彼らのゲノムをわずかに変えます。 これらのエラーは突然変異と呼ばれます。

多くの場合、突然変異はほとんどまたはまったく効果がないか、ウイルスの有効性に非常に有害です。 しかし、非常にまれに、病原体が幸運に恵まれ、突然変異によって抗生物質が細胞に侵入したり、薬物や抗体が結合する部位が変化したりして、病原体が機能しなくなることがあります。 これらを「耐性」または「エスケープ」変異と呼びます。


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最初の違い:ターゲットの数

ワクチンは効きます 抗原と呼ばれる病原体の無害な部分を体内に導入することによって。 それらは私達の免疫システムを訓練して、それらに特異的に結合するY字型のタンパク質または抗体を生成します。 また、T細胞と呼ばれる特定の白血球の産生を刺激し、感染した細胞を破壊して抗体の産生を助けます。

抗体は抗原に結合することにより、病原体を破壊したり、病原体が細胞に侵入するのを阻止したりするのに役立ちます。 また、私たちの免疫システムは、単一の抗体だけでなく、それぞれが抗原の異なる部分を標的とする最大数百の異なる抗体(またはエピトープ)を作成します。

比較すると、抗生物質や抗ウイルス薬などの薬は通常、特定の酵素やタンパク質を阻害する小分子であり、それなしでは病原体は生き残ることも複製することもできません。 その結果、薬剤耐性は通常、単一の部位を変異させるだけで済みます。 一方、不可能ではありませんが、抗体の標的となるすべての、またはほとんどのエピトープでエスケープ変異が進化する可能性は、ほとんどのワクチンでほとんどありません。

抗生物質では耐性が一般的であるが、ワクチンではまれである理由 抗生物質は通常XNUMXつの標的しか持っていませんが、ワクチンは抗原の異なる部分に結合する複数の抗体を作成し、耐性の進化をより困難にします。 セリア・スーク

薬の場合、HIVと結核の治療に使用される併用療法と呼ばれる戦略を同時に使用することで、抵抗の可能性を減らすことも同様に達成できます。 あなたはあなたの体の抗体が作用していると考えることができます 非常に複雑な併用療法のように、数百のわずかに異なる薬で、それによって抵抗が進化する可能性を減らします。

XNUMX番目の違い:病原体の数

抗生物質とワクチンのもうXNUMXつの重要な違いは、それらがいつ使用されるか、そして病原体がいくつあるかということです。 抗生物質は、何百万もの病原体がすでに体内に存在する場合に、すでに確立されている感染症を治療するために使用されます。 しかし、ワクチンは予防として使用されます。 それらが作成する抗体は、病原体の数が少ない感染の最初の段階で作用する可能性があります。 抵抗は数字のゲームであるため、これは重要な結果をもたらします。 いくつかの病原体の複製中に耐性変異が発生する可能性は低いですが、より多くの病原体が存在するにつれてその可能性は高くなります。

抗生物質では耐性が一般的であるが、ワクチンではまれである理由 感染中に存在する病原体が多いほど、耐性変異が発生する可能性が高くなります。 セリア・スーク

これは、ワクチンに対する耐性が決して進化しないことを意味するものではありません。良い例はインフルエンザです。 その高い突然変異率のおかげで、インフルエンザウイルスは抗体がそれをもはや認識しないかもしれない十分な突然変異をすぐに蓄積することができます-と呼ばれるプロセス 「抗原連続変異」。 これは、インフルエンザワクチンを毎年交換しなければならない理由の一部を説明しています。

これはSARS-CoV-2に対するワクチンについて何を教えてくれますか? 新しいワクチンの効能が失われることを心配する必要がありますか? 幸いなことに、新しいコロナウイルス 校正メカニズムを備えています これは、ゲノムを複製するときに発生するエラーを減らし、突然変異が発生することを意味します インフルエンザウイルスよりもはるかに少ない頻度.

また、 オックスフォード/アストラゼネカファイザー/ BioNTech ワクチンは、複数のエピトープに結合する抗体を効果的に刺激することができ、耐性の進化を遅らせるはずです。

しかし、それでも注意する必要があります。 先に述べたように、抵抗に関しては数字が重要です。 急速に拡大しているパンデミックのように、存在するウイルスが多ければ多いほど、大流行に見舞われて突然変異を起こし、ワクチンの有効性に大きな影響を与える可能性が高くなります。 その場合、これらの変異ウイルスに対する抗体を作成するために、新しいバージョンのワクチンが必要になる可能性があります。 これはまた、予防とコンタクトトレーシングを通じて感染数を低く抑えることを試みることが、ワクチンを可能な限り長く機能させるために不可欠である理由でもあります。会話

著者について

セリア・スーク、ポスドク研究員、微生物学、 オックスフォード大学 及び ルイ・デュ・プレシス、ポスドク研究アソシエイト、 オックスフォード大学

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この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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