次世代ワクチン

ワクチンの力

18世紀末に始まった近代的なワクチン接種は、公衆衛生を大きく変えました。WHO主導の2024年の分析では、14疾患に対する接種により、1974～2024年の50年間で少なくとも1億5,400万人の命が救われたと推計されています。

天然痘はワクチン接種などによって根絶されました。かつては非常に多くの命を奪った感染症です。

ポリオの野生株による流行は2024年時点で主にパキスタンとアフガニスタンに残っていました。一方、ワクチン由来株による流行は別の問題として続いています。過去の年間数十万例という数字は主に麻痺の発生を指し、全例が死亡したという意味ではありません。

出典: Delaware Journal Of Public Health

もちろん、最近のパンデミックではワクチンと反ワクチンの動きが公共の議論の最前線に立ち、mRNAワクチン技術が市場と世間の注目を大きく集めました。

感染症の負担は依然として大きく、接種機会の不足やワクチン開発の難しさが課題です。ただし、感染症が世界の全死亡の約40%を占めるという数字は、対象年や定義なしには一般化できません。

多くの新技術が融合し、新世代ワクチンの創出が進むことで、状況は変わる可能性があります。

出典: Phrma

ワクチンの仕組み

ワクチンの基本は、危険なウイルスや細菌などの病原体に遭遇する前に、免疫系にその特徴を学習させることです。

抗原となる病原体の一部、不活化した病原体、弱毒化した病原体などを用います。弱毒生ワクチンには対象者による使用制限があり、病気を起こす可能性が絶対にないという意味ではありません。

免疫系は抗原を認識し、抗体や記憶細胞などの応答を形成します。抗体は特定の構造に結合しますが、防御にはT細胞なども関与します。

出典: Cusabio

抗原を特異的に認識する抗体は、病原体の中和などを通じて防御に役立ちます。必要な免疫応答や防御の強さは疾患によって異なります。

予防接種の基本原理は、次の約3分間の動画でも紹介されています。

天然痘では、接種と監視・封じ込めを組み合わせた取り組みが根絶につながりました。

一方、ワクチン開発が難しい病原体もあります。主な要因には次のようなものがあります。

• 変化しやすい抗原：インフルエンザウイルスでは抗原の変化が起こるため、流行株に合わせてワクチン組成を更新します。毎年完全に別の病気になるという意味ではありません。
• 低濃度と隠蔽：病原体が潜伏したり免疫応答を回避したりすると、十分な防御を誘導することが難しくなります。慢性感染症がすべて同じ仕組みを持つわけではありません。
• 免疫系への攻撃：HIVは主にCD4陽性T細胞を標的にします。抗体産生細胞だけを直接攻撃するという説明は不正確です。
• 迅速な攻撃：発症や重症化が速い感染症では、免疫が成立するまでの時間が重要です。ただし、エボラにも承認されたワクチンがあり、重症度だけで開発の可否は決まりません。

次のワクチン対象

慢性感染症

持続感染を起こす病原体の一部では、有効なワクチン開発が難航しています。免疫回避、病原体の多様性、感染部位など、理由はさまざまです。

マラリア

2022年のマラリア患者数は約2億4,900万人、死亡者数は約60万人規模と推計され、多くが幼児でした。欠席や欠勤、所得減少などを通じて社会経済にも影響します。例えばモザンビークでは、2015年に外来受診の45%、入院の24%をマラリアが占めたという報告があります。これは特定地域・時点の数字です。

「ザンベジア州では、非重症マラリアに伴う世帯費用の中央値は月間支出の10%（1.63米ドル）から21%（3.46米ドル）に相当する一方、重症例の費用（64.90～81.08米ドル）は1人当たり平均月間支出の3倍を超える。」

Malaria Journal

マラリアは蚊が媒介する寄生虫によって起こり、生活環の一部で肝臓に感染した後、血液中の段階へ進みます。熱帯熱マラリア原虫には、多数の可変抗原遺伝子を切り替えて免疫を回避する仕組みがあります。防蚊対策と薬物治療は引き続き重要で、薬剤耐性も課題です。

現在利用可能なワクチン

WHOは2021年、流行地域の小児へのRTS,S/AS01ワクチン使用を推奨しました。開発企業はGSKです。さらに2023年には、オックスフォード大学が開発したR21/Matrix-MワクチンもWHOの推奨対象となりました。WHOの推奨と各国当局による承認は区別する必要があります。

両ワクチンは、組換えタンパク質を用いてマラリアの発症や重症化を減らします。感染を完全に防ぐものではなく、防蚊対策などと併用します。

ほかにもSanariaのPfSPZシリーズなどが開発されています。放射線で弱毒化した原虫を使う候補と、遺伝子を改変した候補は別であり、シリーズ全体を同じ製法や開発段階とみなせません。

「Sanariaの熱帯熱マラリア原虫スポロゾイトを用いたワクチンは、管理されたヒト感染試験で90%を超える有効性を示した。」この種の試験結果を、そのまま流行地域での長期的な有効性と同一視することはできません。

Sanaria

 HIV/AIDS

エイズの原因であるHIVについては、2022年に世界で約3,900万人が感染とともに生活し、約63万人が関連疾患で死亡したと推計されています。抗レトロウイルス療法は生命予後を大きく改善します。予防ワクチンの開発は重要ですが、治療や根絶が必ずワクチンだけに依存するとはいえません。

HIVはCD4陽性T細胞などに感染し、持続感染や免疫機能低下を引き起こします。検査で症状のない段階でも診断できるため、発症するまで検出できないという説明は誤りです。

出典: Delaware Journal Of Public Health

HIVワクチンの開発は難しく、2024年時点で承認された予防ワクチンはありませんでした。

研究には、予防ワクチンと治療用抗体などの異なるアプローチがあります。例として次が挙げられます。

• Gileadの中和抗体テロパビマブとジンリルビマブ。これらはワクチンそのものではありません。
• HIV Vaccine Trials Networkが支援する複数の臨床試験候補。試験数や段階は時点によって変わります。
• 国際エイズワクチン推進構想（IAVI）とスクリプス研究所が研究する組換え水疱性口内炎ウイルス（VSV）ベクター。

その他

すべての取り組みをここで取り上げることはできません。詳しくはこちらの11ページの報告書も参照できます。研究開発の対象には次の疾患が含まれますが、一部には既存の承認ワクチンもあります。

• デング熱
• 鉤虫症
• リーシュマニア症
• サイトメガロウイルス感染症
• ライム病
• 帯状疱疹

急速に重症化する感染症

急速に重症化する感染症や新興感染症は、大きな公衆衛生上の脅威です。致死率は病原体、流行、治療体制によって変わります。

エボラでは複数のワクチンが承認されており、例えばMerckのErvebo は2019年に承認されました。Johnson & Johnsonの2回接種レジメンには(JNJ ) Zabdeno+Mvabeaがあります。対象ウイルスや使用条件は製品ごとに異なります。

コロナウイルスではCOVID-19のほか、中東呼吸器症候群（MERS）や2002～2004年に流行した重症急性呼吸器症候群（SARS）なども重要な例です。

新しいワクチン技術

従来のワクチンには、不活化、弱毒化、抗原の一部を用いる方式や、別のウイルスをベクターにする方式などがあります。現在はこれらに加え、新しい製造・送達技術が研究されています。

mRNAワクチン

COVID-19の流行ではmRNAワクチンの開発と普及が急速に進みました。特に、標的の遺伝情報を基に候補を設計しやすい点が利点です。

標的抗原の配列が分かれば、mRNA候補の設計や初期製造を短期間で進められる場合があります。しかし、3～4週間で安全性と有効性が確認された「治療法」が完成するわけではありません。前臨床試験、臨床試験、品質管理や承認が必要です。

パンデミック中には他方式のワクチンも使われました。mRNAは迅速な開発に役立ちましたが、用途によって利点と制約が異なります。

ModernaやBioNTechなどは、ほかの感染症に対するmRNA候補の研究も進めています。

• Modernaはインフルエンザ、RSV、サイトメガロウイルスなど複数の感染症向けプログラムを進めてきました。対象疾患や開発段階は時点によって異なり、すべてが承認済みという意味ではありません。
• BioNTechも帯状疱疹、マラリア、結核などの感染症向け候補を研究しています。共同開発の分担や開発状況は各プログラムの資料で確認する必要があります。

核酸ワクチン

mRNAワクチンは核酸ワクチンの一種です。ほかにDNAを使う方式もあり、体内の細胞に抗原を作らせる点で関連します。臨床試験の数は集計時点や対象範囲に依存します。DNAワクチンはがんやHIVなど多様な分野で研究されてきました。出典の時点が不明な試験割合を現在の世界全体の構成として扱うことはできません。

植物や藻類を使うワクチン製造

抗原の製造には細菌、酵母、動物細胞など、さまざまな生産系が使われます。すべての抗原ワクチンが単細胞生物で作られるわけではありません。

遺伝子工学により、植物にワクチン抗原を作らせる方法も研究されています。

温室や管理施設などでの生産は、条件次第で費用や設備面の利点を持つ可能性があります。医薬品品質と環境への拡散防止が必要であり、通常の食用作物栽培と同一ではありません。

植物では、タンパク質に付加される糖鎖などが哺乳類と異なる場合があります。抗原の機能や安全性に影響するため、設計と精製の工夫が求められます。

微細藻類も研究対象です。一部の動物向け研究では、藻類の細胞が抗原を保護し、経口送達に役立つ可能性が検討されています。

ナノ粒子アジュバント

製造技術だけでなく、免疫応答を調整する方法も改良されています。

アジュバントはワクチンの免疫応答を高める成分です。副反応を伴うことがありますが、すべての免疫反応を一律に刺激するという説明は過度に単純化しています。

MITの研究チームは、ナノ粒子を用いて特定の免疫経路を活性化するアプローチを報告しました。

金属有機構造体（MOF）の一種ZIF-8を用いた研究は、前臨床段階で免疫応答の増強を調べたものです。ヒトでの安全性や有効性が確立した製品ではありません。詳しくは「金属有機ナノ粒子によるワクチン効果の向上」を参照してください。

幅広い防御を目指すインフルエンザワクチン

季節性インフルエンザのように変化しやすいウイルスでは、従来の標的だけでは幅広い防御を得にくい場合があります。

そのため、変化の少ない領域に対する免疫を誘導する研究が進められています。

ある研究では約8万種類の変異体ライブラリーを解析し、防御を広げる候補を探しました。8万種類のウイルスをすべて混ぜたヒト用ワクチンが完成したという意味ではありません。詳しくは「手探りのインフルエンザワクチン開発 — 科学者が新たな手法を探る」を参照してください。

より良い物流と投与

接種の普及には、輸送、低温保管、供給管理や投与方法も重要です。これらの改善は、ワクチンが届かない地域での接種を助けます。

例えば、オックスフォード大学の研究者は2010年、ウイルスベクターを薄い糖ガラス層に固定し、45℃までの条件で6か月保存する技術を報告しました。これは特定の製剤の結果で、すべてのワクチンが同じ条件に耐えるという意味ではありません。

藻類などを利用した経口製剤も研究されています。ただし、消化管での分解や免疫誘導を考慮する必要があります。

別の選択肢はワクチン・マイクロアレイパッチ（vaccine-MAP）です。微細な突起を使って皮膚に送達し、投与や物流を簡便にできる可能性があります。痛み、投与量や有効性は製品ごとに評価します。

デジタルワクチン記録

デジタル記録は、個人の接種履歴や地域の接種状況の把握を助けます。キャンペーンの計画や未接種者への対応に役立ちますが、個人情報の保護と記録の正確さも必要です。

非感染性疾患ワクチン

感染症以外にも、免疫系を利用して病気を予防・治療する研究があります。治療用ワクチンと、抗体製剤や細胞療法などの別の技術は区別する必要があります。

がんワクチン

がんは世界の主要な死因の一つであり、新しい治療法と予防法が求められています。

HPVやB型肝炎ウイルスに対するワクチンは、感染を防ぐことで関連するがんのリスクを下げます。これらは既存のがんを直接治療するワクチンとは異なります。

治療用がんワクチンは、がん細胞に対する免疫応答を誘導することを目指します。

標的には、がん細胞に関連する抗原や個々の腫瘍の変異由来抗原などがあります。

がん免疫療法には、前立腺がんの細胞性免疫療法、膀胱がんのBCG療法、メラノーマの腫瘍溶解ウイルス療法などの承認例があります。これらはすべて同じ種類のワクチンではなく、承認地域や適応も異なります。

さまざまながんでワクチン候補が開発されています。膵がんなど治療が難しい領域でも研究が進んでいます。

抗老化ワクチン

老化研究では、細胞の部分的な再プログラムなどが検討されています。iPS細胞を作る完全な再プログラムと、細胞の性質を一時的に調整する方法は区別すべきです。

mRNAを送達に使う場合でも、目的が抗原に対する免疫の誘導でなければ、通常の意味でのワクチンとは異なります。臨床的な若返り効果や安全性が確立したわけではありません。

一時的な細胞再プログラムなどについては、「老化は人生の一部 – だからといって戦えないわけではない」でも取り上げています。

アルツハイマーワクチン

高齢化に伴い、アルツハイマー病は重要な公衆衛生上の課題となっています。

米国のVaxxinityは、アミロイドβを標的とするUB-311の第2a相試験を報告しました。43人の小規模試験で免疫応答や忍容性などを調べたもので、認知機能低下を確実に防ぐと証明したわけではありません。

ほかにもアルツハイマー病のワクチン候補が臨床試験で研究されています。アミロイド、タウ、炎症などが検討対象ですが、すべての候補が成功するとは限りません。

糖尿病

1型糖尿病では、免疫系が膵臓のインスリン産生細胞を攻撃します。免疫を調整して発症を遅らせたり機能を保護したりする方法が研究されています。

抗CD3抗体のTZIELDは2022年に米国で承認されました。当時の適応は、ステージ2の1型糖尿病がある8歳以上の人で、臨床症状を伴うステージ3への進行を遅らせることでした。ワクチンではなく、一般人口での完全な予防や、失われた細胞の再生を保証する治療でもありません。

炎症ワクチン

喘息に関係するヒトのサイトカインを標的にするワクチン候補が研究されています。2023年の報告などには前臨床研究が含まれ、承認された喘息ワクチンを意味しません。乾癬を標的とするモノクローナル抗体もありますが、抗体製剤とワクチンは別の分類です。サイトカインを標的とするワクチンや免疫寛容を誘導する研究には、次のような領域があります。

• 多発性硬化症などを想定したシカゴ大学の免疫寛容を誘導するワクチン候補。
• 炎症性腸疾患やクローン病に対するさまざまな治療アプローチ
• 関節リウマチ向けのナノワクチン研究。

ワクチン企業

1. BioNTech (BNTX)

BioNTech(BNTX )は、事業の中核であるmRNA技術への投資を続けています。Pfizerと共同開発したCOVID-19ワクチン(PFE )の収益などを活用し、感染症とがんの研究を拡大してきました。

帯状疱疹、結核、マラリアなどに対する候補を研究しています。開発数や進捗を競合企業と比べるには、同じ時点と定義で確認する必要があります。Moderna（MRNA）もこの分野の主要企業です。

BioNTechはがん領域でもmRNAを活用し、複数の治療候補をパイプラインに含めています。過去の候補数が現在も同じとは限りません。

出典: BioNTech

細胞療法など、mRNA以外のがん治療技術も開発しています。

mRNAは感染症予防で実績を示しました。がん治療でも有用性が期待されますが、臨床効果は各候補の試験で確認する必要があります。

このためBioNTechへの投資は、感染症とがんの両分野に関わることになります。同時に、研究開発、規制、競争や資金配分のリスクも伴います。

2. Immatics

Immaticsは、免疫系によるがん細胞の認識を利用するT細胞受容体（TCR）関連療法を開発しています。これらすべてをがんワクチンと呼ぶのは不正確です。

2つの基本的なステップが必要です：

• 腫瘍上で自然かつ特異的に高レベルで発現している真のがん標的を選択すること。
• 選択したがん標的を特異的に認識し、正常組織との交差反応が最小限または全くない、適切で強力なTCRを開発すること。

出典: Immatics

同社の開発には、患者自身の細胞を使う自家TCR-T細胞療法と、既製品として投与するTCR二重特異性分子などがあります。既製品の分子製剤は、他人の細胞を使う他家細胞療法と同じではありません。

同社はBMS、Moderna、Editasなどとの提携を発表してきました。契約の範囲や継続状況は時点ごとの資料で確認する必要があります。

出典: Immatics

Modernaとの戦略的な複数プラットフォーム協業は2023年9月に発表されました。

候補の多くは開発段階にあり、提携は将来の承認や商業的成功を保証しません。

研究対象にはメラノーマ、卵巣がん、肺がん、子宮がん、膀胱がん、頭頸部がんなどの固形がんが含まれます。各候補の対象と開発段階は異なります。

結論

ワクチンは多くの命を救い、公衆衛生を大きく改善してきました。さらに予防できる疾患を増やすには、研究開発だけでなく接種機会の確保も重要です。

新しい技術は、これまで難しかった疾患への対応や、投与方法・保存条件の改善につながる可能性があります。ただし、経口、パッチ、室温保存などがすべての製品で実現するわけではありません。

免疫や炎症への理解の進展は、アルツハイマー病、喘息、糖尿病などの新しい治療研究にも役立ちます。これらの候補を、すでに予防や治癒が確立したワクチンとして扱わないことが大切です。