ワクチンはいくつかの種類に分けられますが、最終的には同じ原理で作用しています。 それは、病原体（病気を引き起こす生物）または病原体の一部を認識するために、免疫反応を刺激するというものです。 一旦、免疫システムがこれを認識するように訓練されると、その後、体が病原体にさらされた場合、その病原体は体外に排出されるようになります。
全病原体ワクチン
最も古く、最もよく知られている予防接種の方法は、病気を引き起こす病原体をまるごとワクチンにして、自然感染時に見られるのと同様の免疫反応を起こさせることです。 病原体を自然な状態で使用すると、活発な病気が発生し、それを受けた個人が危険にさらされる可能性があり、病気が他の人に広がる危険もあります。 これを避けるために、現代のワクチンは、改変された病原体を使用している。
弱毒性ワクチン
弱毒性ワクチンには、保護免疫反応を引き起こすが健康な人に病気を引き起こさないように「弱毒化」された細菌やウイルス全体が含まれています。 現代のほとんどのワクチンでは、この「弱毒化」は、自然発生現象または科学者によって特別に導入された病原体の遺伝子組み換えによって達成されています。
生ワクチンは、強力で持続的な免疫反応を引き起こす傾向があり、私たちの最高のワクチンの一部も含まれています。 しかし、生ワクチンは、薬物治療や基礎疾患のために免疫系が機能しない人々には適さないかもしれません。 なぜなら、弱ったウイルスや細菌が場合によっては過剰に増殖し、これらの人々に病気を引き起こす可能性があるからです。
英国のスケジュールで使用されている弱毒性生ワクチン。
- ロタウイルスワクチン
- MMRワクチン
- 鼻かぜワクチン
- 帯状疱疹ワクチン
- 水疱瘡ワクチン ワクチン（特別なグループのみ）
- BCG 結核ワクチン（特別なグループのみ）
英国で使用されているライブトラベルワクチンです。
- 黄熱病ワクチン
- 腸チフス経口ワクチン（注射ではありません）
不活化ワクチン
不活化ワクチンは、細菌やウイルスの全体が死滅するか、複製ができないように変化しているワクチンです。 不活化ワクチンには生きた細菌やウイルスが含まれていないため、たとえ免疫力が著しく低下している人であっても、予防する病気を引き起こすことはありません。 しかし、不活化ワクチンは、必ずしも弱毒生ワクチンのような強い免疫反応や長期にわたる免疫反応を引き起こすとは限りません。
英国のスケジュールで使用されている「Whole killed」ワクチン。
- 不活化ポリオワクチンまたはIPV（6in1ワクチン、就学前ブースター、就学前ブースター、就学前ブースター、就学前ブースター、就学前ブースター、就学前ブースター、就学前ブースター、就学前ブースター）。 10代のブースターと妊娠中の百日咳ワクチン）
- Some inactivated flu vaccines which is described as ‘split virion’
- Hepatitis A vaccine (special groups only)
The example of ‘whole killed’ travel vaccines used in UK.（イギリスで使用される「ホールキル」トラベルワクチンの例）
- 狂犬病ワクチン
- 日本脳炎ワクチン
サブユニットワクチン
英国のスケジュールにおけるワクチンのほとんどは、細菌やウイルスがまるごと含まれていないサブユニットワクチンです。 その代わりに、これらのワクチンは通常、病原体の表面から1つ以上の特定の抗原（または「フラグ」）を含んでいます。 全病原体ワクチンに対するサブユニットワクチンの利点は、免疫応答が少数の抗原ターゲット（「フラグ」）を認識することに集中できることである。
サブユニットワクチンは、必ずしも弱毒生ワクチンのような強力で長期にわたる免疫反応を引き起こすわけではありません。 通常、初期に繰り返し接種し、次年度以降にブースター接種を行う必要があります。 サブユニットワクチンには、しばしばアジュバントが添加されます。 これらは、ワクチンに対する免疫反応を強化し、長持ちさせるのに役立つ物質です。 その結果、一般的な局所反応（腕の痛みなど）は、これらのタイプのワクチンでより顕著に、より頻繁に起こるかもしれません。
遺伝子組換えタンパク質ワクチン
遺伝子組換えワクチンは、細菌または酵母の細胞を用いてワクチンを製造するものです。 守りたいウイルスや細菌からDNAの一部を取り出し、製造細胞に挿入する。 例えば、B型肝炎ワクチンを作るには、B型肝炎ウイルスのDNAの一部を、酵母細胞のDNAに挿入します。 この酵母細胞は、B型肝炎ウイルスの表面タンパク質の1つを産生することができ、これを精製してワクチンの有効成分として使用するのです。
英国で予定されているワクチンのほとんどは、細菌やウイルス全体をまったく含まないサブユニットワクチンです。 (その代わりに、この種のワクチンには細菌やウイルスの表面にある多糖類（糖類）やタンパク質が含まれています。 これらの多糖類やタンパク質は、私たちの免疫システムが「異物」として認識する部分であり、抗原と呼ばれるものです。 たとえワクチンに含まれるタンパク質が、細菌に含まれる何千ものタンパク質のうちの数個であっても、それ自体が免疫反応を引き起こし、病気を防ぐのに十分なのです。
英国のスケジュールで使用されている組み換えワクチン：
- B型肝炎ワクチン（6種混合ワクチンおよびB型肝炎ワクチンとして）
- HPVワクチン
- MenBワクチン.B型肝炎の予防接種に使用されるワクチンです。 髄膜炎菌の表面に存在するタンパク質を含んでいます。 8603>
トキソイドワクチン
細菌の中には、体を攻撃する際に毒素（毒タンパク質）を出すものがあり、細菌そのものよりも毒素から身を守りたいというのが本音です。 免疫系は、細菌の表面にある他の抗原を認識するのと同じように、これらの毒素を認識し、それに対して免疫反応を起こすことができます。 ワクチンの中には、これらの毒素を不活性化したものがあります。 これらは毒素のように見えるが毒ではないので、「トキソイド」と呼ばれています。 トキソイドは強い免疫反応を引き起こします。
英国のスケジュールで使用されているトキソイドワクチン。
- ジフテリアワクチン（6in1ワクチン、就学前ブースター、10代ブースター、妊娠中の百日咳ワクチン）
- 破傷風ワクチン（6in1ワクチンに含まれています。 8603>
- 百日咳ワクチン（6in1ワクチン、プレスクール・ブースター、妊娠中の百日咳ワクチンに含まれる）。 これは、百日咳菌の表面のタンパク質とともに、百日咳トキソイドを含んでいます。 8603>
Conjugate Vaccines
「Conjugate」とは「連結」「結合」を意味します。 細菌によっては、ワクチンで防御するためには、タンパク質ではなく多糖類（細菌の表面にある複合糖質）に反応するよう免疫系を訓練する必要があります。 しかし、多糖類ワクチンの初期には、赤ちゃんや幼い子どもにはあまり効果がないことがわかりました。 ほとんどの結合型ワクチンでは、多糖類はジフテリアや破傷風のトキソイドタンパク質と結合しています（上記の「トキソイドワクチン」を参照）。 免疫系はこれらのタンパク質を非常に容易に認識し、多糖体に対するより強い免疫反応を生み出すのに役立ちます。
製品情報シートでは、ジフテリアトキソイドはしばしば「CRM197キャリアタンパク質」と呼ばれていますが、これはジフテリアトキソイドとほとんど同じですが、まったく同じではないためです。
英国のスケジュールで使用されている結合型ワクチンです。
- Hibワクチン（6in1ワクチンおよびHib/MenCワクチン）：破傷風トキソイドに多糖体を結合したもの
- MenCワクチン（Hib/MenCワクチン）：破傷風トキソイドに多糖体を結合したもの
- PCV（子ども用肺炎球菌ワクチン）…… PCV（pneumococcal vaccine）, 肺炎球菌感染症原因菌13種類の表面多糖類とジフテリアトキソイド（CRM197）
- MenACWYを含有する。 また、腸チフスには、腸チフス菌結合ワクチン（TCV：Typhoid Conjugate Vaccine）という結合ワクチンがあります。 このワクチンはオックスフォード・ワクチン・グループが主導した研究で有効性が示され、ネパールやバングラデシュなどの流行地域でチフスから子どもを守るために、WHOが推奨しています。
ウイルス様粒子
ウイルス様粒子（VLP）は、ウイルスに酷似した分子ですが、ウイルスの遺伝物質を含まないため非感染性です。 自然界に存在するものと、ウイルス構造タンパク質を個別に発現させて合成したものがあり、自己集合してウイルス様構造を形成することができる。 場合によっては、VLPワクチンの抗原は、ウイルス構造タンパク質そのものです。 あるいは、VLPは表面に別の病原体からの抗原を提示するように製造することもでき、一度に複数の病原体を提示することも可能である。 各VLPは表面に複数の抗原を持つため、単一の抗原よりも効果的に免疫反応を刺激することができます。 場合によっては、VLPの構造タンパク質がアジュバントとして作用し、主要な標的抗原に対する免疫反応を強化するのに役立つことがあります。
現在、世界中で数種類のVLPベースのワクチンが使用されている。
- B型肝炎ワクチン
- HPVワクチン
OMV ワクチン
Outer Membrane Vesicle（OMV）は細菌によって自然に作られ、本質的には細菌外細胞膜のブリード（bleb）となっている。 これは細胞膜に見られる抗原の多くを含んでいるが、非感染性の粒子である。 研究室では、このOMVをバクテリアから採取し、ワクチンとして使用することができる。 また、OMVを改変して、毒性のある抗原を除去し、免疫反応を刺激するのに適した抗原を残すことも可能である。 また、OMVはもともとアジュバントとして機能する。 8758>
- MenBワクチン（髄膜炎菌Bワクチン）
核酸ワクチン
核酸ワクチンは他のワクチンとは異なり、タンパク質抗原を体内に供給するわけではない点で機能します。 その代わりに、抗原の遺伝子を体内の細胞に与え、その細胞が抗原を産生することで、免疫反応を促します。 核酸ワクチンは、迅速かつ容易に開発することができ、将来のワクチン開発に大きな期待が持てます。
RNAワクチン
RNAワクチンは、脂質（脂肪）膜の中にあるmRNA（メッセンジャーRNA）を使用します。 この脂質膜は、mRNAが体内に入ったときに保護すると同時に、細胞膜と融合することで細胞内に入りやすくします。 mRNAが細胞内に入ると、細胞内の機械がそれを抗原タンパク質に翻訳する。 このmRNAの寿命は通常数日ですが、その間に免疫反応を刺激するのに十分な量の抗原が作られます。 その後、体内で自然に分解され除去されます。 RNAワクチンは、人間の遺伝暗号（DNA）と結合することができません。
現在、英国で緊急用として認可されているRNAワクチンは2種類あります。 ファイザー社のBioNTechワクチンとModerna社のCOVID-19ワクチンは、いずれもRNAワクチンである。
DNAワクチン
DNAはmRNAよりも安定であるため、同じように初期保護を必要としない。 DNAワクチンは、通常、エレクトロポレーションと呼ばれる技術とともに投与されます。 これは、低レベルの電子波を用いて、体の細胞がDNAワクチンを取り込むようにするものです。 DNAは細胞核内でmRNAに翻訳され、その後、免疫反応を刺激するタンパク質抗原に翻訳される必要があります。
複製ウイルスベクターは、ワクチン送達プラットフォームとして使用される場合、ワクチン抗原の送達と同時に新しいウイルス粒子を作る能力を保持します。 弱毒性全病原体ワクチンと同様に、複製ウイルスとして、非複製ワクチンと比較して、長期間にわたってワクチン抗原の継続的な供給源を提供できるという固有の利点があり、したがって、より強い免疫反応を引き起こす可能性が高い。 1回のワクチンで十分な防御が得られる可能性がある。
複製ウイルスベクターは通常、ウイルス自体が無害であるか、または弱毒化されているため、宿主に感染している間は病気を引き起こすことができません。
エルベボ（rVSV-ZEBOV）と呼ばれるエボラ出血熱予防ワクチンは、組換え水疱性口内炎ウイルスを使用しています。 このワクチンは2019年に欧州全域で使用が承認され、これまで複数のエボラ出血熱の発生で使用され、9万人以上を守ってきました。 このワクチンは主に、感染者の身近な人にワクチンを接種してウイルスの拡散を防ぐ「リングワクチネーション」で使用されてきました。
非複製型ウイルスベクターは、ワクチン抗原を細胞に送達する過程で、新しいウイルス粒子を作る能力を保持していません。 これは、ウイルスが複製することを可能にする重要なウイルス遺伝子が実験室で取り除かれているためです。 このため、ワクチンは病気を引き起こすことができず、ウイルスベクターの複製に関連する有害事象が減少するという利点があります。 しかし、ワクチン抗原は、最初のワクチンが感染細胞に残っている間（数日間）しか作れない。 このため、一般的に免疫反応は複製するウイルスベクターの場合よりも弱く、ブースター投与が必要となる可能性が高い。
エボラを予防するために開発されたウイルスベクターワクチンは、2020年7月に欧州医薬品庁から使用許可を取得しました。 2020年12月にMHRAから緊急承認されたオックスフォード・アストラゼネカ社のCOVID-19ワクチンも、ChAdOx1という非複製型ウイルスベクターを使用しています。
この図は、Oxford-AstraZeneca COVID-19ワクチンがどのように機能するかを示しています。