集団免疫
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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/12/12 05:06 UTC 版)
2.中の図は、少数の人が免疫がある場合、免疫のない健康な人が感染し、免疫がある人は感染しない。
3.下の図は、人口の多くが免疫がある場合、免疫のない健康な人を含め、感染が大きく広がらない。
上の2つの例では、免疫のない健康な人のほとんどが感染するが、下の例では免疫がある人が流行を防ぐ壁となり、感染が拡大しなくなる。
集団免疫（しゅうだんめんえき、英: herd immunity, herd effect, community immunity, population immunity, social immunity）は、感染症のみに適用される間接的な防御であり、個人だけでなく集団での病気の予防を目指すものである[1][2]。これは、ある感染症に対して、人口の十分な割合が、過去の感染や予防接種によって免疫を獲得した場合に生じ、免疫を持たない個人の感染する可能性を減少させる[1][2][3][4]。多数の人々が免疫を持っている集団では、感染の連鎖が断ち切られる可能性が高く、病気の拡大は収まるか緩やかなものとなる[5]。あるコミュニティにおいて免疫を持っている人の割合が高ければ高いほど、免疫を持たない人が感染者と接触する可能性は低くなる[1]。
自然感染して治癒した場合も、個人の免疫は獲得できるが、自然感染は重篤な症状や後遺症、死亡のリスクを伴い、集団免疫が成立するまでに多大な犠牲が生じる[6][7]。ワクチンは病気のリスクを回避して免疫を得るために開発され、ワクチンにより作られた集団免疫は、麻疹や風疹、ポリオ、百日咳、水痘などワクチンで予防できる病気の減少に貢献している[6][8][9][10]。
概説
個人の免疫は、感染症からの回復や予防接種によって獲得される[5]。一部の人々は医学的理由により免疫を獲得することができず、集団免疫はこれらの人々に対する重要な保護手段となる[11][12]。免疫を持つ人々の割合が一定の値に達すると、集団免疫によって病気が徐々に集団から排除されるようになる[12]。この排除が世界中で達成されれば感染の数は永続的にゼロまで減少する可能性があり、この状態が撲滅または根絶と呼ばれる[13]。この感染の拡大と予防接種による集団免疫で天然痘は1977年に根絶され、他の感染症についても地域的な排除が行われている[8]。集団免疫は全ての感染症に適用されるわけでなく、伝染、つまりある人から他の人へうつる疾患のみに適用される[12]。例えば、破傷風は感染症であるが伝染しないため、集団免疫は適用されない[11]。
予防接種は個人を感染から守ると共に、集団全体の免疫率を上げることで流行を防ぐ壁となる[14][15]。これは感染症に弱い人を、繭（cocoon）のように周囲の人たちが守るという意味で、コクーニング（cocooning）と呼ばれる[14][10]。現在、ワクチンで予防できる病気は、ジフテリアや破傷風、百日咳、ポリオ、麻疹など30種類以上ある[9][16][17]。世界保健機関（WHO）は、予防接種は最も費用対効果の高い病気を回避する方法であり、世界中で毎年200 - 300万人の死亡を防ぎ、世界全体の予防接種率が向上すれば、更に150万人の死亡を回避できるとしている[9][18]。それにもかかわらず、ワクチンへのためらいや反ワクチン運動が起きており、これは集団免疫の課題となっている[19]。特に予防接種率が不十分な社会・コミュニティでは、集団免疫が低下したり消失したりしており、ワクチンで予防可能な病気が根強く残ったり、再流行が起きたりしている[19][20][21]。
効果
免疫を持たない人々の保護
予防接種を受けても免疫を取得できない人や、高齢者など免疫が減弱した人、病気の治療などにより接種できない人は、予防接種により感染を予防することができない[11][23][24]。新生児は、安全上の理由や母親から移行する受動免疫でワクチンの効果が無効になるため、多くのワクチンを受けることができない[25]。HIV/AIDS、リンパ腫、白血病、骨髄がん、脾臓の機能不全、化学療法や放射線療法などによって免疫不全状態にある人は、以前に持っていた免疫を失っている可能性があり、また免疫不全のためにワクチンも役に立たない可能性がある[11][23][25][26]。一般に、ワクチンの効果は100%ではなく、予防接種を受けた人の一部は、免疫応答による長期的な免疫を獲得できない場合がある[1][27][28]。これらの人々は、免疫がないことに加え、その健康状態から感染による合併症を発症するリスクが高いが、集団内の十分な割合が免疫を獲得していれば保護される可能性がある[11][23][28][29]。
病種
ある年齢集団で高い水準の免疫があると、他の年齢集団に対しても集団免疫を作ることができる[8]。
肺炎球菌の予防接種を受けた子どもは、予防接種を受けていない年下の兄弟の肺炎球菌感染症の発生率を低下させる[30]。子どもたちに肺炎球菌とロタウイルスの予防接種をすると、予防接種していない年長児と成人の肺炎球菌とロタウイルスの感染による入院を減らす効果がある[30][31][32]。インフルエンザは若年層よりも高齢者の方が重症となる傾向があるが、加齢によって免疫系が衰えるため、この層のインフルエンザワクチンの発症予防効果は34 - 55％と報告されている[8][33][34]。しかし、学齢期の児童に予防接種を優先的に行うことで、高齢者の感染と死亡率を減らすことができる[8][33]。
百日咳の予防接種を乳幼児の周囲にいる人が受けると、その個人の健康を守るだけでなく、百日咳による合併症のリスクが最も高い、ワクチンを接種するには幼すぎる乳幼児の百日咳が減少する[35][36]。乳幼児への伝染の大部分は身近な家族から起こるため、このことは特に重要である[8][28]。加えて母親が妊娠中に百日咳の予防接種を受けることで、生後2カ月でワクチンを接種できるようになるまで、母体移行抗体により赤ちゃんに短期的な保護を与えることができる[14][37]。
風疹は、妊婦が罹ると赤ちゃんに深刻な障害が起こるが、周囲の人が予防接種を受けると、その人が風疹に罹ることを防ぐと共に集団免疫が高まり、妊婦の感染を予防できる[15][38]。日本では成人男性（1962年4月 - 1979年4月に生まれ）に感染や予防接種による免疫がなく、流行が繰り返し起きている[38][10]。2018年12月より、この世代への追加接種が始まったが、新型コロナの流行もあり、接種率は伸びていない[39][40][38]。
HPVワクチンの定期接種は、日本では女性のみだが、免疫のない女性を守る集団免疫の効果や、男性自身の病気も防げるため、世界保健機構（WHO）やアメリカ疾病管理予防センター（CDC）は男女共に予防接種を奨励している[41][42]。HPV（ヒトパピローマウイルス）は子宮頸がんや、中咽頭がん、肛門がん、陰茎がんの原因になり、子宮頸がんの95%、中咽頭がんの75%がHPVが原因だと言われている[43][44]。男性の子宮頸以外のHPVに関連する癌は、女性の接種率が高ければある程度減少するが、男女へのワクチン接種がより効果的である[45][46]。そのため、海外では男性も無料接種の対象にする国が増えており、日本でも男性の定期接種化を求める活動が行われている[44][47][48][49]。
病気の根絶
ある集団において十分な期間、集団免疫が確立され維持された場合、その病気は必然的に排除され、流行は発生しなくなる[12]。世界中で病気の排除が達成され、発生数が永続的にゼロになれば、その病気は「根絶」と宣言される[13]。したがって病気の根絶は、感染症の拡大をコントロールする公衆衛生の取り組みの、最終的な影響または結果であると考えることができる[13][8]。
根絶の利点には「病気の罹患率と死亡率をなくすことができる」「個人や医療提供者、政府にとって経済的な節約になる」「病気のコントロールに使われていたリソースを他の物事に充てることができるようになる」ことが挙げられる[13]。これまでに、感染と予防接種の集団免疫により根絶された病気は、牛疫と天然痘の2つである[1][8][50]。現在、ポリオに対しても集団免疫による根絶の取り組みが行われているが、市民の現代医療に対する不安や不信が根絶を困難にしている[1][51]。予防接種する人が少ない場合、予防接種の義務化は撲滅活動にとって有益である可能性がある[52][53][54][55]。
議論
集団免疫と個人の利益
予防接種には、「自分自身を守る（個人防衛）」と「周囲の人を守る（集団免疫、社会防衛）」の2つの目的がある[6][56][57][58][59]。医学的な理由でワクチン接種を受けられない人やワクチンが効かない人々は感染症にかかりやすいが、周囲の人々が接種を受け、伝染を防ぐことで、彼らを間接的に守ることができる[6][14]。
この集団免疫の意義を強調する人と、個人の権利やリスクを重視する人との対立は、安全性の高いワクチンの開発と、行政機関による副反応への補償制度を生み出してきた[6][60][61][62]。また医療従事者の対応が副反応を悪化させるとの報告もあり、医療従事者による丁寧な情報提供を受けた上での 自己決定と、接種後のフォロー体制の整備が求められている[63][64][60][17]。
日本には、定期接種を対象にした「予防接種健康被害救済制度」という、国が健康被害を救済するための制度があるが、この制度は、集団免疫による「病気のまん延を予防する」という必要性を背景にしたものであり、「自分のためだけではなく、他の人のために」接種した予防接種に対する、公衆衛生の貢献に対する補償である[65][66][67]。この定期接種に対し任意接種は、その意義が変わらないにもかかわらず医薬品医療機器総合機構 (PMDA)からの給付で、補償額が少ないという区別があり、同等の補償を行うべきという議論がある[68][69]。アメリカには、定期接種と任意接種の区別はなく、有害事象の被害者を迅速に救済する「国家ワクチン健康被害補償プログラム（VICP）」により、ワクチン毎に保険者が約75セント支払う税金を財源とし、要件を満たす場合は因果関係不明でも迅速に補償される[70][71]。VICPは、ワクチンメーカー（不適切な設計など）や医療提供者（不十分なリスク説明など）の過失を問わない無過失損害賠償制度であり、製薬会社と医療者を訴訟から保護することで、ワクチンの提供をためらわずに行うことができる制度になっている[72]。以前はアメリカにも無過失損害賠償制度がなく、訴訟の度に接種が中断されて公衆衛生が脅かされる事態が起きていた[73][74][75][60]。
義務化と個人の自由
接種者を増やすために、いくつかの国では義務化政策や、動機づけのために特典を付けるなどの取り組みを行っている[76][77]。しかし、このような強制的なワクチンの接種は、市民の自由を侵害するというワクチンへの反対感情を引き起こしている[78][79]。ワクチンを接種していない人は病気に感染しやすく、幼児や高齢者、免疫力の弱い人、ワクチンが有効ではない人に病気を広げやすいため、ワクチン接種政策には「公衆衛生」に対する「個人の自由」という複雑で倫理的な問題が含まれる[80][60][81]。感染症の流行を防ぐには、集団の高い接種率（麻疹は95％、風疹は85%以上）が必要であるため、アメリカでは、ジフテリアや破傷風、百日咳、ポリオ、MMR（麻疹、おたふく風邪、風疹）、水痘、A型肝炎、B型肝炎、髄膜炎などの予防接種は一般に子どもたちが公立学校に通うためには必須である[16][82][83]。2022年、アメリカの公立学校のワクチン義務付けに反対する保護者が増えているという調査が報告された[84]。これは、COVID-19ワクチンをめぐる共和党の「健康の自由」政策や、公衆衛生当局への不信感が原因とされ、調査では全体の28％の大人が「たとえ他人に健康リスクをもたらすとしても、親は自分の子どもにワクチンを接種しないことを選択できるようにすべきだ」と回答した[84][85]。アメリカでは小児ワクチンの接種率が低下した結果、麻疹を始めとした小児感染症の流行が起きている[86][87]。
集団免疫へのただ乗り（フリーライダー）
集団免疫はフリーライダー問題に対して脆弱である[88][53]。免疫を持たない人は、予防接種を受けないことを選択した人も含めて、免疫を持つ人々によって作られた集団免疫に保護されることになる[88]。ワクチンには普及すればするほど、その病気の危険性を見聞きする機会が減り、必要性を感じにくくなるという逆説があり、集団内の接種率が低下すると、予防接種で防ぐことができる病気の流行が起こりやすくなる[89][19][90][1]。ワクチンを受けるかどうかの自己決定は、感染とワクチンによるリスクの比較、個人の利益、他者への利益など幾つかの要因によって行われるが、予防接種率が十分に高い場合、感染症に罹患するリスクが減少し、ワクチンを受ける動機が低下する[19][1][64][55][91][92][93]。
予防接種の安全性評価システム
アメリカやイギリス、北欧諸国、香港や台湾、韓国などの国には、ビッグデータを用いたモニタリングシステムがあり、ワクチン接種後の病気の発生率と、非接種者の病気の自然発生率を比較することで、ワクチン接種と死亡との因果関係を検証している[94][95][96]。これにより、接種後に偶然同時に発生した症状と実際の有害事象との区別ができる[97][98]。日本には、こうした公的なモニタリングシステムがないことが課題になっていたが、2022年に九州大学のグループがシステムを開発した[96][99][100]。
COVID-19
COVID-19に関しては、2020年当初、起源株に2つのmRNAワクチンが94 - 95％の発症予防効果を示し、基本再生産数（R0）は2.9（1-1/2.9=集団免疫閾値65%）[101]であったため、70%の接種や感染で集団免疫に達し、免疫のない30%が守られると試算された[102][103]。しかしその後、ウイルスの次々と変異する感染力が強い性質や（免疫逃避）、感染やワクチンによる免疫の経時的な減少で、集団免疫の獲得は困難とされた[102][104]。ただし、獲得免疫の液性免疫（抗体）による感染予防効果が低下しても、細胞性免疫は変異株に対しても有効であり、重症化や死亡[105][106]、後遺症[107]等の予防効果は保たれる[108][109][110]。しかし、その効果も時間とともに低下するため、追加接種の重要性が強調されている[108][111][112]。
COVID-19ワクチン接種は、多くの国では病人と接する医療者や重症化する可能性が高い高齢者、基礎疾患のある人を優先して始まった[113]。一方でインドネシアでは感染を広げず活発に行動できるよう、若い労働者（18 - 59歳）の接種を優先した[114][115]。デルタ期とオミクロン期の研究では、両親のワクチン接種状況は、5歳未満の子どものCOVID-19による入院リスクの低下と関連していた[116]。両波において、幼児の感染は家族から起きていると推測されたが、オミクロン期では学校や保育所、兄弟姉妹からの感染が増えており、親からの感染はデルタ期よりも少なかった[116][117]。オミクロン株の流行後、COVID-19は子どもの間で広がる感染症に変化してきたが、子どもを感染から守るためには、依然として周囲の大人（親や小児に関わる業務従事者）への適切な回数（3 - 4回目）の接種が推奨されている[116][118]。
メカニズム
病気に対して免疫をもつ人は病気の拡大の障壁として機能し、他人への伝染を低下させたり防いだりする[5]。個人の免疫は自然感染や予防接種などの人為的手段によって獲得される[5]。免疫をもつ人の割合が集団免疫閾値（herd immunity threshold、HIT）または集団免疫レベル（herd immunity level、HIL）と呼ばれる臨界比率に達すると、病気は集団内に維持されなくなり、病気の蔓延は終息する[12][121]。この閾値は基本再生産数 R0 から計算することができる。R0は、均質で十分に混ざり合う集団、すなわち全ての人々が接触を行う、完全に感受性の集団において、個々の症例から新たに引き起こされる感染の平均数である[143][121][52]。集団内で感染に対して感受性の人々の割合を S とすると、
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地中海東岸地域における麻疹ワクチンの接種率（黄）と麻疹の報告症例数（青）。接種率が上昇すると症例数は減少する。 -
- 集団免疫とは何ですか。 厚生労働省
- 集団免疫について 日本プライマリ・ケア連合学会
- ワクチンにはどんな役割があるの？ Know VPD!
- 集団免疫シミュレーション written by Shane Killian and modified by Robert Webb
- 集団免疫シミュレーション
- GACVS; ワクチン安全性に関するグローバル専門家委員会 (2015年12月17日). HPVワクチンの安全性に関する声明（全文仮訳） (pdf) (Report). 世界保健機関. 2018年4月20日閲覧。 Statement on Safety of HPV vaccines, 17 December 2015. 第19回・厚労省副反応検討部会による資料
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