動物用ワクチンの出来るまで
はじめに
ワクチンは病原体そのものあるいは病原体の分泌物でつくられ、それらを体の中に入れあるいは感染させ、病気に抵抗する力(免疫)を作らせるものです。
ワクチンのはじまりは、ジエンナーが天然痘の予防のために、牛痘のウイルスを人に与えて免疫を作らせたのが最初です。その後パスツールが家禽コレラと炭 その生菌(病原性を弱めて生きたまま使用する)ワクチンを、また狂犬病の生ウイルスワクチンを作りました。さらにその後細菌とかウイルスの不活化(殺し た)ワクチン、それらの一部分を利用した成分ワクチン、不活化(無毒化)した毒素のワクチン等が続々と開発されてきました。
日本ではいろいろな動物が飼育されていますが、ワクチンを必要としている動物には、家畜としては牛、馬、羊、やぎ、鶉、アヒル、七面鳥と鶏、コンパニオ ンアニマルでは犬と猫がいます。これらの動物は多数飼育されており、病気が流行すると被害も大きくなるため、あらかじめ免疫をつけさせておくことが必要に なるためです。
ワクチンは開発しても勝手には売り出せません。農林水産省に製造承認申請書を出し、認可を得て初めて、製造し、市販することが出来ます。ワクチンは申請 書にのっとり製造され、製造されたワクチンは自家検査し、さらに国家検定を受け、安全性と免疫効果の確認された後に、市販されることになります。その後実 際に使用されたワクチンは副作用の有無を調査され、発現した場合にはその原因から対策まで届け出なければなりません。副作用の強い場合には許可されたもの でも承認が取り消されます。また製造施設はGMP基準(医薬品の製造管理と品質管理に関する基準)に適合し、また試験して出された成績はGLP基準(医薬 品の安全性に関する基準)に適合したところでだされたものでなければなりません。このようにワクチンには幾重にも規制が加えられ、問題の起こらないような 仕組みのもとで製造、販売がなされています。
動物を死亡させ、生産性を著しく阻害するもの、また発見が遅れて重症化するもの、治療費が大きくなるような病気に対して、これを予防するためにワクチン が開発されています。あらかじめワクチンを投与しておくことで抵抗力を高め、感染したときの被害を最小限度に食い止めることが目的です。家畜用のワクチン は畜産物の生産のための必須な資材と考えられています。そうは言っても病気が発生していないとき、家畜自体の価格が低い場合、さらに生産物(乳、肉、卵さ らに加工した畜産物など)が安くなると、経費を安く上げるために、使われなくなる傾向もあります。
現在まで開発されているものあるいは輸入されているワクチンは牛用で22種類、馬用で6種類、豚用で43種類、鶏用で58種類、犬用で14種類、猫用で 8種類、魚用で6種類あります。
1.ワクチンの開発
ワクチンは動物を治療できないか、出来ても費用のかかる場合、また家畜では畜産経営上経済的に大きな影響を与える病気に対して開発されています。ワクチ ンの開発には莫大な経費と完成までに長い時間がかかります。開発の大略を述べると次のようになります。
病気が流行した場合経済的損失の計算を行ない、また一方では病気の研究を進め、どんな予防法をとれるのか検討されます。予防の必要な病気と判断されて、 初めてワクチンの開発が開始されます。
まず不活化ワクチンか生ワクチンのどちらを開発するのか考慮されます。開発するワクチンの種類で検討する項目が異なってくるためです。一般には不活化ワ クチンでは、病原体をそのままか、部分的に精製するくらいで製品化する(あまりに手がかかり、経費のかかるものでは価格が高くなるので使用されない)の で、期間的には短くてすみます。一方生ワクチンではワクチン株を弱毒化するために時間がかかるため、かなり長期間かかります。
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不活化ワクチンではどんなワクチン株(ワクチン製造する時に使用する病原体)をつかうか、ことに免疫のタイプが多い病原体では選択する株で効果が違って きます。どんな培地に、どの位の時間培養するのか、ワクチン株を不活化する薬剤になにを選ぶか、それを使う時の濃度、感作させる時間は、精製の方法は、濃 縮の方法は、さらに免疫増強剤(ワクチンの中にいれて生体を刺激し、免疫を強める薬剤で、水酸化アルミニウム、オイルなど)に何を使うか、その種類と量に ついても検討されます。多数回多くの試験をした後これらの各試験項目についてよかった成績を組み合わせて試作ワクチンを作り、その安全性と免疫のでき方が 検討されます。最も安全で免疫の良くできるものが選ばれます。不活化ワクチンの多くは液状ですが、中には凍結乾燥することも考えねばなりません。
次に生ワクチンですが、まずワクチン株を選び、弱毒株を作出します。対象動物に対し弱いか、全く副作用を示さず、動物の体の中で良く増え、免疫のよくで きるものが求められます。ワクチン株の作出には時間がかかります。ごく最近までは5年も10年間も植えつぎ、弱毒になるまで待っていました。私も鶏のワク チンで120代ほど病原体を植えついだことがありましたが、3株植えつぎましたがそのうちの1株だけが使え、他の株は使えなかった経験があります。植えつ ぐだけで3年半ほどかかりました。でも最近では遺伝子の配列を操作し、免疫に関係するところは残し、病原性を示すところは除くこともできるようになったの で、これからは生ワクチン株作出の時間が短縮されるものと考えています。生ワクチンでは野外で流行している病原体とは異なる特徴(マーカー)を持つことが 要求されています。
さてワクチン株が出来あがったところで各種の性状検査が始まります。ワクチンは安全といえるか、副作用の程度、発現する期間は、体の中のどこで、どのく らい増えるのか、増えたワクチン株は体外に出るのか、どのくらいの期間、どのくらいの量か、出た株は遺伝的に安定か、ワクチンとして使っているうちに元に 戻って病原性が強くならないか、他のワクチン株と干渉を起こし効果が減少しないか、免疫のできる強さとその期間は、さらにワクチン投与の仕方(ワクチンを 水で薄めて飲ませる:経口、ワクチンを鼻に1滴滴下する:経鼻、目に1滴滴下する:経眼、ワクチン液を噴霧器で部屋中に噴霧して、吸いこませる:噴霧、ワ クチンをつけた針で突き刺す:穿刺,羽を抜いてそこにワクチン液を塗る:塗察、皮下に注射:皮下、筋肉内に注射:筋肉内など)で安全か、免疫がどのくらい 得られるのか試験されます。ワクチンは液状,凍結と凍結乾燥の形のどれにするかも決める必要があります。更に保存についても液状と凍結乾燥ワクチンは冷蔵 庫の保存ですが、凍結ワクチンは零下100℃以下としなければなりま せん。
上に述べてようにワクチンに関する多くの事柄について試験を行ない、その成績を積み上げて目的とした最も良い条件が探されます。つぎにその成績をもとに 試作ワクチンが作られます。そのワクチンで予想通りの成績が得られるか試験されます。よければこれを実際農場で多数の対象動物に使用して、その安全性と効 果が確認されます。また次に同じような試験を第三者機関に依頼(治験)して行ないます。これまで得られた成績が、実際の農場でも再現できること、間違いの ない成績であることを証明してもらうことになります。
2.製造承認の申請
動物用のワクチンは農林水産省から製造の許可を得て、初めて製造することが出来ます。開発段階が終了すると、それまで得られた成績をまとめた製造承認申 請書を、農林水産省に提出します。
申請書は次のような項目にしたがって整理されます。ワクチンの種類とか、新規性などにより項目に多少省略出来るところもありますが、およそ以下のような事 柄について記載することが求められています。
(1)起源または発見の経緯および外国での使用状況
なぜこのワクチンを開発したのか、また病原体の由来、性質など、さらに外国で既に開発 されている場合にはその使用状況などを記載
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(2)物理的、化学的性質
構造決定、物理的、科学的恒数、生物学的性質、及びその基礎実験資料、規格及び検査方 法設定資料並びにそれらの実測値等に関する資料
(3)安定性に関する試験
経時的変化等製品の安定性に関する資料(例えばワクチンは通常1−2年間有効ですが、 その1.5倍ほどの期間保存しておき、その効果が変わらないこ と、また流通過程を考えて、室温とか37℃などにおいてもある期間免疫原性と安全性が変わらないこと、またもっと温度を高めて保存期間を短縮して試験方法 などで免疫原性と安定性を試験した成績を記載)
(4)毒性試験
急性毒性、亜急性毒性、慢性毒性、吸入毒性等の特殊毒性に関する試験資料(ワクチン接 種後の局所の変化を経時的に詳細に検査し、変化の状況を詳細に検 討した成績の記載。必要に応じて各項目の試験を行う)
(5)安全性に関する試験
対象動物について、通常投与量の最高量以上を投与し、または使用し安全性を確認した試 験資料(多数の対象動物に投与して安全な投与量を決める)
(6)薬理作用
効果を裏づける資料、一般薬理に関する成績などを記載
(7)吸収、分布、代謝及び排泄に関する試験資料
(8)臨床試験(効能、効果試験を含む)
効能または効果を裏づける臨床試験資料(野外で飼育されている対象動物の多数に接種し て、安全性と免疫原性を第三者が確認した成績の記載)
この申請書は省内で検討され、見出された問題点についてはヒヤリングが行われます。不備があれば追加成績を求められます。これまで得られた全ての成績を 記載した申請書は、その後動物用生物学的製剤調査会、次いで動物用医薬品等特別部会、食品安全局、薬事審議会で審議されます。これらの審議が済むと、実際 に製造する場所とこれまで成績を出した場所について、GMP(医薬品の製造管理と品質管理に関する基準)、GLP(医薬品の安全試験の実施に関する基準) など規制されている条件に合った施設で行なわれた試験か、適合した場所で適切に計画され、実施された成績であるかの査察をうけます。申請書と査察で問題が なければ、製造の認可(仮免許のようなもの)が与えられます。
さてワクチンの製造が認可になり、実際にワクチンを製造しても、そのまま販売は出来ません。ワクチンは製造ロット毎に検査が行なわれます。この検査は自 家検査に合格した後、国家検定を受け、それに合格して初めて販売できることになります。
さらに販売した後、市販後調査(5年間)が行なわれます。実際に使用されたときに副作用が出なかったか、出た場合はどんなものが、何例出たのか、その原 因は何かなどを報告することになっています。市販後副作用をはじめ問題点が出た場合には、使用方法について制限が加えられ、場合によっては製造の認可取り 消しにもつながります。そのような意味ではワクチンの製造、販売は規制の厳しいものと云えます。市販後調査の成績は再審査にかけ、問題がなければそのまま 製造が許可されます(本当の意味の免許)。
さてワクチンの開発については、開発を始めてから申請書を書くまでに早くて5,6年かかります。また製造承認を得てから実際にワクチンが製造されるのに 5―6ヶ月、また自家検査と国家検定を経て市販されるのはさらに7−8ヶ月もかかります。そんなことで開発を始めてからワクチンが実際に販売されるまでに は6,7年かかることになります。
3.ワクチンの作成法
これまで述べてきたように各種の実験を行ない、その成績をまとめて製造承認申請書にまとめて審査を受け、さらに現場の査察を受け、これらに合格しなけれ ばワクチンは製造できません。ワクチンの製造には定められた施設、機械、器具、そのほか製造用ワクチン株、製造用材料、製造に必要な薬剤などを準備する必 要があります。
製造用のワクチン株と原材料は次ぎのような条件を遵守するように義務つけられています。
(1)ワクチン株
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ワクチン株は原材料に植えついで行くと性質の変わる場合があります。そこでシードロッ トシステムがとられています。これは一度にたくさんのワクチン株を 増やして小分けし、保存しておき、製造のたびに新しい物を取り出して使うというシステムです。規則では3代以上の植えつぎは出来ないことに規制されていま す。
(2)製造用原材料
ワクチン株は人工培地、卵、細胞で増やされます。人工培地は作る時に熱を加えて滅菌し ますので、培地から入ってくる微生物はありません。しかし卵では親 が他の病原体にかかっている場合があります。先年市販の卵を使ってマレック病の生ワクチンが作られたとき、卵の中にそれまで日本で調べたこともなかった細 網内皮症ウイルスが入りこみました。注射した数百万羽の雛が感染し大騒ぎとなりました。この事件以来、製造用の原材料はSPF(特定病原体不在,鶏に病原 性を示す病原体の持っていない)鶏(アヒル、ウズラ)からの卵と雛を使うようになりました。SPFの鶏は完全に密封した鶏舎にいれ、滅菌した餌と水をあた えて飼育します。飼育者は勿論毎回風呂に入り全身を洗い、滅菌した衣服とマスク,帽子をつけて作業します。
また製造には卵のほかに実験用小動物の細胞が使われていますが、SPF動物由来のものを使うようになっています。また山羊、豚、牛から得られた細胞を使 うワクチンがありますが、これは培養毎に原材料から入ってくる病原体のないことを確かめながら使われています。
(3)製造法
不活化ワクチンはワクチン株を人工培地、細胞や卵に植えます。その後37℃に2−7日間ほど温めておくとワクチン株が増えてきます。これを集めて不活化 剤を加え、病原体を殺します。全部殺したことを確認した後、濃縮精製し、これに免疫増強剤を加えます。よく攪拌したのちに容器に分注します。一般的には液 状の形をしています。しかし中にはこの後凍結乾燥するものがあります。
次は生ワクチンですが、これには色々な製造方法があります。
生ワクチンは不活化ワクチンと同様に細胞や卵でワクチン株を培養し、培養した液(細胞培養では培養液を、発育卵では奨尿液)を収集して雑菌が入っていな いことを確認します。その後ワクチン株の量を測定し、次に安定剤(凍結乾燥保護剤、)を加えて小分け瓶に分注し、これを凍結乾燥し真空の状態で密栓し製品 とします。
マレック病生ワクチン(鶏)では細胞で培養しますが、増えた病原体は細胞の外に出ると死んでしまいます。そこで病原体を含んでいる、生きた細胞をそのま ま集めて、アンプールに封入します。封入直後に零下100℃以下で凍 結します。このタイプのワクチンでは流通過程でも温度は零下100℃以 下に保っています。
鶏痘生ワクチンではワクチン株は卵の奨尿膜で増やします。その後この膜を集めて乳剤とし、小分け瓶に分注してワクチンとします。液状と凍結乾燥したもの があります。
鶏脳脊髄炎生ワクチンは発育卵に病原体を増やした後、胎児を集め乳剤とし、小分け瓶に分注し、凍結乾燥してワクチンとします。乳剤のままワクチンとする ものもあります。
生ワクチンでは凍結乾燥したワクチンとか凍結ワクチンのために溶解用液が別途製造されています。
これらの不活化ワクチンも生ワクチンも製造されたものについては、自家検査し、合格したものは国家検定を受けることになります。国家検定で合格したワク チンには国のほうから合格証紙が与えられます。ワクチンは1本1本にこの合格証紙が貼られ販売されることになります。
4.ワクチンの検査
ワクチンの検査は多数の試験項目について行なわれ、その方法も決められています。不活化ワクチン,生ワクチン、さらにワクチンのタイプによっても検査さ れる項目が異なります。また検査した項目のなかで一つでも不適合(不合格)なものがあると、ワクチンとして使用できません。
どの段階(原液段階、プール段階、凍結乾燥段階あるいは製品の段階)で検査するのか、どのような方法でするのか、ワクチンのタイプにより若干異なるとこ ろがありますが、ここには項目だけ記載しておきます。
特性試験 | : | 同一ロットの中では同じ性状をもつ |
水素イオン濃度試験 | : | 規程通りのpH |
真空度試験 | : | 凍結乾燥したものは真空である |
含湿度試験 | : | 規程量以下 |
マイコプラズマ否定試験 | : | 存在しない |
サルモネラ菌否定試験 | : | 存在しない |
無菌試験 | : | 生きた菌が存在しない |
生菌数限度試験 | : | 注射用は菌数0、その他は10個/ml以内 |
染色試験 | : | ワクチン株以外の死菌は存在しない |
ホルマリン定量試験 | : | 規程量以下 |
アルミニウム定量試験 | : | 規程量以下 |
ワクチン株含有量試験 | : | 規程量以上 |
発痘試験 | : | 穿刺して痘疹が出来る |
マーカー試験 | : | ワクチン株特有の特徴がある |
安全性試験 | : | 副作用は規程以下 |
力価試験 | : | 期待した免疫が得られる |
5.使い方
不活化ワクチンでは注射が行なわれます。内容をよく振って内容を均一にしてから注射器に吸い取ります。注射する場所は動物により異なり頚部皮下、筋肉 内、大腿部筋肉内、耳根部皮下などに行ないます。生ワクチンでは、乾燥したものと凍結したものは溶解溶液に溶解した後使用します。筋肉内、皮下、塗察、穿 刺、経口、経鼻、経眼,噴霧などで与えます。投与する部位と方法により、副反応とかできる免疫に差が出てきます。ワクチンを使うためのプログラムが作成さ れており、多くの農場では推奨されたものを用いています。しかし病気の発生状況,飼育状況、さらに農場の置かれた条件によってプログラムを変えている農場 があります。自分の財産ですから自分の責任で、どのようにワクチンを使用しても良いことになっています。ただ伝染病を発生させると、伝染病予防法の適用を 受け、殺処分の対象になることがあります。
6.効果に影響するもの
動物用ワクチンは対象とする動物で、直接に感染を予防するかどうかの効果を確かめていますので、はっきりきりと効果の限界がわかります。動物用では少な くとも80%ないしそれ以上効果の期待できるものでないと製品化されません。この点は動物で得られた成績で読みかえる人体用のワクチンとは違っています。 また実際に病気が流行すれば効果があるかないかはすぐわかります。ですから効果のないワクチンは持続して使われることはありません。
そうはいってもワクチンは使い方を間違えると効果が減少し、全く効果のなくなることもあります。ワクチンの保存方法のわるかったもの、有効期限の切れた もの,ワクチンの調整を失敗したもの,また投与方法の間違えた場合など,ワクチンの取り扱いが不十分の場合です。このような場合にはワクチンの効果は期待 した通りにはなりません。
次に動物が原因となり効果の減少することもあります。それは成長段階の異なることで免疫の出来方に違いがあり、幼弱なものでは弱い免疫しか出来ないから です。またほかに免疫寛容(免疫のできにくい病気)になっている動物ではよい免疫は作れません。さらに家系とか種類によってはよい免疫の出来るものと出来 にくいものがいます。環境条件とか飼養条件によっては免疫のでき方が弱いこともあります。他の微生物に感染しているもの、既に抗体を持つものでは免疫はよ くあがりません。また免疫の出来る前に微生物に感染したとき、発病中の動物に投与したとき、異なるタイプの病原体が感染したとき、また微生物の大量侵入な どのとき効果があがりません。
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