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過去20年間で、コロナウイルスによって引き起こされた3つの主要なパンデミックの脅威がありました。2003年にはSARSが発生し、774人が死亡しました。その9年後にはMERSが発生し、現在までに858人が死亡しています。2020年にはCOVID-19が発生し、これまでに250万人以上が死亡しています。近年の歴史を鑑みると、今後も動物から人間へのコロナウイルスの感染が拡大し、新たな世界的な危機を引き起こす可能性は否定できません。
科学者たちは、次のパンデミックがこれほど多くの死と破壊をもたらす前に、それを阻止する方法をすでに研究しています。一つのアプローチは、万能ワクチン、つまり様々なウイルス、あるいはウイルスの変異株から身を守ることができるワクチンの開発です。
ジョージア大学ワクチン・免疫学センター所長のテッド・ロス氏は、過去15年間、万能インフルエンザワクチンの開発に取り組んできた。2019年、ロス氏のチームは、そのようなワクチン開発のために、米国立衛生研究所（NIH）から過去最大規模の契約を獲得した。ロス氏によると、これはインフルエンザが次のパンデミックを引き起こす「もの」と目されていた頃の話だ。現在のインフルエンザワクチンの設計では、そのシーズンにどの株が優勢になるかを予測し、毎年微調整する必要がある。しかし、より長期的な解決策は、すべての株を防御し、インフルエンザのパンデミックを食い止める可能性のあるワクチンだろう。これまでの試みはほとんど成果を上げておらず、承認まで至った万能インフルエンザワクチンはない。
2020年3月、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）が終息しないことが明らかになったため、ロス氏のチームは万能コロナウイルスワクチンの開発に着手した。彼らのアプローチは、SARS-CoV-2ウイルスにおいて、様々なウイルスに対する防御に使われる抗体を刺激するのに重要な領域に焦点を当てている。彼らはアルゴリズムを用いて複数のウイルス株の重要な部分を分析し、それらを単一のワクチンに組み立てる。「より多くの変異株が出現し始めているので、より幅広い株に対する反応を実際に試験する機会が得られ始めています。これが、ワクチンが本当に万能であるかどうかを判断するために必要なことです」とロス氏は語る。彼らは2021年夏に最初の試験を開始する予定だ。
ウイルスが自分のコピーを作るたびに、遺伝子コードに小さな変化が入り込む。こうした変異のほとんどはウイルスの行動には影響しないが、間違った場所で変異が起こると大きく変わる可能性がある。スパイクタンパク質（ウイルスが宿主細胞に引っ掛かり侵入するために使う部分）の変異は特に心配だ。市場で最も広く使われているワクチンのうち3つ（ファイザー/バイオンテック、オックスフォード-アストラゼネカ、モデルナ）はいずれも、体にスパイクタンパク質を標的とする抗体の生成を促すことで作用する。南アフリカの変異株では、スパイクタンパク質の遺伝子コードが大きく変化したため、オックスフォード-アストラゼネカのワクチンは軽症から中等症の発症をほとんど（最低10％）予防できない可能性があることが、あるプレプリント論文で示されている。
万能ワクチンは理論上、これらの変異の影響を受けないはずです。ワクチンが変異耐性を持つとみなされるためには、ウイルスの中で変化しにくい部分を標的とする必要があるかもしれません。厄介なほど変化しやすいスパイクタンパク質とは異なり、ヌクレオカプシドタンパク質（既知のすべてのヒトコロナウイルスに存在し、ウイルスの複製を助ける内部タンパク質）の変異率は低いです。（これは、このタンパク質の変異が分子構造を破壊し、ウイルスの複製と伝播に適さなくなるためと考えられます。そのため、ヌクレオカプシドタンパク質のアミノ酸構造の変化が少ないほど、ウイルスの生存能力を維持するのに有利になります。）
このアプローチを採用している企業の一つが、フランスのバイオテクノロジー企業オシバックスです。同社はヌクレオカプシドを標的としたワクチンの開発に取り組んでいます。同社のワクチンは、細胞傷害性T細胞という形で強力な免疫反応を引き起こし、ウイルスが増殖して体内に放出される前に感染細胞を破壊します。また、ベルギーのバイオテクノロジー企業マイネオは、利用可能なコロナウイルスの配列をコンピューターアルゴリズムで解析し、ウイルスの生存に不可欠と思われるあらゆるタンパク質の標的を見つけようとしています。マイネオのCEOであるセドリック・ボガート氏によると、同社のワクチンはウイルスのどの変異体に対しても有効性が低下していないことが証明されています。彼は5年以内にワクチンを市場に投入できると見込んでいます。
カリフォルニア工科大学のパメラ・ビョークマン研究室は、8種類のコロナウイルスのスパイクタンパク質の先端を採取し、モザイクナノ粒子と呼ばれる粒子に付着させるワクチンプラットフォームの開発に取り組んでいます。ビョークマン研究室の研究者たちは、このワクチンをマウスに投与したところ、マウスがコロナウイルスの全てのスパイクタンパク質に反応する抗体を産生することを発見しました。ナノ粒子の表面に存在しないものも含まれています。ビョークマン研究室は、ヒト臨床試験のための資金をまだ待っていると述べています。
コロナウイルスの万能ワクチンが開発可能かどうかは、誰に話を聞くかによって大きく左右されます。長年万能ワクチン開発に携わってきた人たちは、依然として慎重な姿勢を崩していません。ロス氏はインフルエンザの万能ワクチン開発で何度も行き詰まりを経験してきたため、コロナウイルスの万能ワクチンが近い将来に実現するとは考えにくいと指摘します。まず、「万能」の定義に問題があります。「多くの人がこの言葉をかなり曖昧に使っている」とロス氏は言います。「万能」という言葉は、あらゆる株から常に身を守ることができるという意味合いを帯びており、ハードルが高すぎるのです。
「あらゆるコロナウイルスを無力化し、防御する、真に汎コロナウイルスワクチン、いや抗体の開発は、その多様性を考えるとおそらく不可能でしょう」と、SARS-CoV-2以外のコロナウイルスを標的としたモノクローナル抗体療法を開発しているアダージオ社の最高科学責任者、ローラ・ウォーカー氏は語る。この療法は基本的に、ヒトの免疫システムの働きを模倣してウイルスを無力化する薬物治療である。ウォーカー氏は、コロナウイルスファミリー内の亜型に焦点を当てる方が現実的なアプローチだと述べている。
万能ワクチンは、広域中和抗体と呼ばれる種類の抗体を誘導するように設計できる可能性があります。広域中和抗体とは、1種類のウイルス株だけでなく、多くの異なるウイルス株に結合して中和できる分子です。しかし、このような抗体を見つけるのは困難です。「感染によって容易に誘導されるわけではなく、人間が勝手にこれらの抗体を作るわけでもありません」とウォーカー氏は言います。「1種類を見つけるのに、1000種類以上の抗体を探索する必要がありました。」
「SARSファミリーのようなウイルスのサブファミリーに有効な抗体をワクチンに組み込むことは、はるかに実現可能です」と彼女は言います。そして、彼女の会社はまさにそれを実現しました。ウォーカー氏によると、アダージオ社は本質的にSARS全般に効く抗体を発見したとのことです。これは、2003年にSARS-CoV-1に感染した人から抗体産生B細胞を分離することで実現しました。その後、同社の科学者たちは、SARSウイルス、SARS-CoV-2、そしてコウモリなどの動物に見られる他の潜在的に出現するコロナウイルスの両方を中和する抗体を探しました。同社は、開発した抗体を用いて、他の研究グループと共同でコロナウイルスワクチンの開発に取り組む予定です。
ヒトの免疫システムの解明を目指す国際非営利団体「ヒューマン・ワクチンズ・プロジェクト」のCEO、ウェイン・コフ氏もこのアプローチに賛同している。彼は、万能ワクチン開発への道筋は段階的であるべきだと述べている。まず単一のウイルスに効果のあるワクチンを開発し、次にコロナウイルスのサブセットに効果のある汎コロナウイルスワクチンを開発し、そして最終的に万能ワクチンを開発するという流れだ。
いずれにせよ、そのようなワクチンが市場に登場するまでには長い時間がかかるだろう。しかし、時間も我々の味方ではない。過去1年間のCOVID-19ワクチン開発は急速だったものの、「遅すぎた」とコフ氏は言う。彼の見方では、SARS-CoV-2に関しては幸運だったと言えるだろう。感染しやすいにもかかわらず、致死率はそれほど高くない。では、次にSARS-CoV-2と同じくらい感染力が高く、2003年のSARS流行を引き起こしたSARS-CoVと同じくらい致死率の高いウイルスが出現したらどうなるだろうか？
コフ氏は、万能ワクチンの開発に向けた世界的な取り組みを呼びかけています。これは、スーパーコンピューティングや機械学習といった他の科学分野を巻き込み、その専門知識を提供することで、例えばすべてのコロナウイルスに共通する抗原標的の特定など、開発プロセスを迅速化させることを意味します。「私たちは今、これを実現するためのツールを持っています」と彼は言います。「真に重要なのは社会の問題です。私たちがそれを実現するだけの力を持っているかどうかです。」
ロス氏も同意見だ。「今資金を投入しなければ、危機が訪れた時に備えができません。舵取りをしながら船を建造することはできないのです」と彼は言う。「私たちが制御できない人獣共通感染症の世界が広がっています。そして彼らは、私たちには予測も対処もできない系統を人類に持ち込もうとしているのです。」
グレース・ブラウンはWIREDのサイエンスライターです。@gracefbrowneからツイートしています。
この記事はWIRED UKで最初に公開されました。
