エボラワクチンのハイテク魔法瓶のワイルドな物流

2018年5月29日午前8時

新しいエボラワクチンの導入で最も難しいのは、その効果を人々に伝えることです。次に難しいのは、ワクチンを人々に届けることです。

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5月26日現在、コンゴ民主共和国ではエボラ出血熱により25人が死亡、31人が感染しています。これを受けて治療センターが開設され（ムバンダカ市内のセンターから避難した3人のうち2人が死亡）、そこで医療従事者はまだ実験段階のワクチン接種を受けています。エボラ出血熱の感染者と接触した人、そしてその接触者も接種を受けます。勇敢な医療従事者たちは、感染者のケアと疫学調査に尽力しています。そして、この流行が悪夢へと発展する前に食い止める鍵は、ハイテク合成氷かもしれません。

ちょっと待って、えっ？という話ですが、少し話を戻しましょう。2013年から2016年にかけて西アフリカで1万1000人の死者を出したエボラ出血熱の流行が終盤を迎えた頃、世界的な研究者ネットワークが、9月11日の同時多発テロ後に開発されて以来、棚に置かれていたエボラワクチンを取り出しました。彼らはそれを本格的な実地試験に投入し、その研究によってrVSV-Zebovワクチンの有効性が十分に確認され、保健機関は現在コンゴでワクチンを配備しています。

10種類ほどあるエボラワクチンの中で、rVSV-ゼボフワクチンは多くの利点を備えています。rVSV-ゼボフワクチンのVSVはヒトには感染しない水疱性口内炎ウイルスですが、今回は科学者らが特定の糖タンパク質をザイール株エボラウイルス（「ゼボフ」）由来の糖タンパク質に置き換えました。これはいわゆる弱毒生ワクチンで、1回の接種で強力な免疫誘導効果を発揮します。

素晴らしい話だ。2016年、GAVI（ワクチン同盟）は、現在のようなアウトブレイクが再び発生した場合に備えて、30万回分のワクチンを承認する体制を整えた。ただ一つ問題がある。「正直に言うと、このワクチンは最初はかなり低温で開発され、その後、常温での運用を検討したのです」と、GAVIのCEOで疫学者のセス・バークレー氏は言う。「安定性やプロセスに関する作業がまだすべて完了していないのです」。つまり、ワクチン開発者には、通常の2～8℃（華氏35.6～46.4度）で安定して使用できるように製剤を練る時間がなかったのだ。

要するに、ワクチンの効果はあらゆる兆候から明らかだ。しかし、実際に使用する準備ができるまで、ワクチンはずっと低温、つまり摂氏マイナス60度からマイナス80度で冷凍保存しなければならない。（いや、いいだろう、華氏マイナス76度からマイナス112度でもいいんだ、野蛮人め）。つまり、ワクチンメーカーにとってお馴染みの問題、コールドチェーンの特に厄介なバージョンが生まれることになる。

電力が限られている地域では、氷点下より低い気温でも寒さは課題です。この状況に対処するため、ビル・ゲイツ氏が資金提供しているGlobal Good（元Microsoft CTO、ネイサン・ミアボルド氏が率いるIntellectual Venturesの科学部門）が解決策を開発しました。^彼らの答えはArktekと呼ばれ、おそらく地球上で最もクールなクーラーと言えるでしょう。

アークテックは、工業用途で超低温液体窒素などを保管するために使用されるデュワー瓶を大まかにベースに、強化グラスファイバーで接合された二重壁容器で、中間部はほぼ真空状態となっている。「外側の温かい部分と内側の冷たい部分の間の熱伝達メカニズムをすべて低減しようとしているのです」と、インテレクチュアル・ベンチャーズの主任研究員マイク・フレンド氏は語る。真空状態は対流を抑制し、内側の容器に施された光沢のあるコーティングは熱放射を低減する。強化グラスファイバーの低伝導性は、熱が漏れるのを防ぐ。「そして、いわば熱電池が必要なのです」

この場合、バッテリーは熱ではなく冷気を供給する。オリジナルのアークテックでは、半円形のプラスチック容器に氷を入れ、氷点よりわずかに高い温度まで温めるという単純な方法で作られていた。アークテックにこのバッテリーを8個設置すれば、赤道直下の猛暑の中でも、最長1ヶ月間適切な温度を保つことができる。つまり、村々は月に一度、冷凍庫のある場所からワクチンと氷ブロックを補給することができ、その間に全員がワクチン接種を受けることができるのだ。この技術はインテレクチュアル・ベンチャーズ社が開発し、中国の冷凍企業であるAucma社に無償でライセンス供与してクーラーの製造を委託した。

完璧なシステムだったのだろうか？まあ、軽い冷蔵の機会があったので、一部の人々は少しばかり便乗した。あるソーラー冷蔵庫の技術者は、検査の結果、アークテックから怪しい魚臭がしたと報告した。ワクチンを冷やせるものなら、ビールにも同じ効果があるだろう。だが、それでもだ。

エボラ出血熱は、その要求をさらに引き上げました。ワクチン製造元であるメルク社が推奨するマイナス60度（摂氏マイナス15度）以下の温度にするには、通常、ドライアイス（凍結した二酸化炭素）を使用します。ドライアイスは適切な温度で、液体に溶けるのではなく、気体に昇華します。そのためより多くのエネルギーが必要になるため、ドライアイスは冷気を蓄えるのに非常に優れた方法です。「しかし、シエラレオネ、ギニア、リベリアでは、ドライアイスの安定した供給が確保できず、電力供給も大きな問題でした」とフレンド氏は言います。「CDCとWHOは、首都に安定した電力供給のある倉庫を建設することしかできず、そのために極端な手段を講じざるを得ませんでした。」

これは全く新しい物流上の取り組みを意味しました。地元の医療従事者と国際援助団体は、倉庫に電源、警報器、スイッチ、華氏80度（摂氏約27度）以下の冷凍庫、エアコンなどを改修しました。科学者たちが西アフリカで試験しようとしていた「リングワクチン接種」戦略では、エボラ出血熱の症例が多数存在する地域に出向き、接触者や接触者の接触者を追跡してワクチン接種を行う必要がありました。これには数日かかることもあり、その間、ワクチンは極寒の状態で保管する必要がありました。

WHOはフレンズ氏のチームに連絡を取った。2014年11月のことだ。彼らには1月までに解決策を見つける時間が残されていた。

ここで合成アルコール氷の出番です。水氷では冷たさが足りず、ドライアイスも入手できませんでした。友人は別の蓄熱電池を必要としていました。

彼は相変化物質（PCM）と呼ばれる化学物質のカテゴリー、つまり特定の凍結融解サイクルを持つ合成分子を探した。そして、ある物質を見つけた。変性アルコールをベースにした、イギリスの小さな会社が製造する独自のPCMだ。「オーナーはとても控えめな人で、東欧系だったと思う。彼から情報を引き出すのは少し大変だった」とフレンド氏は言う。例えば、なぜこんなものを作っているのか？「特別な依頼だったんだ。誰が依頼したのか、あまり詳しくは教えてくれなかった」

それはあまり問題ではなかった。彼はフレンド氏のためにわずか数週間でそれを作る気だったのだ。「その後、実際に現場で行われることを実際にシミュレーションして、それが実際に機能することを検証する必要がありました」とフレンド氏は言う。彼らはPCMをプラスチックの半円形のブロックに詰めて冷凍し、西アフリカの極限まで加熱された部屋に保管されたArktekに詰め込んだ。そして、現場の作業員と同じようにブロックを開閉し、内部の温度をモニタリングした。PCMは可燃性だったため、軍の貨物機で西アフリカに輸送する必要があった。フレンド氏のチームはArktek自体が低温に耐えられるかどうかさえ確信が持てなかったのに、ワクチンを入れるプラスチックトレイはなおさらだった。「それらを所定の温度まで下げ、振動を与え、落とし、どのように機能するかを確認する必要がありました」とフレンド氏は言う。「幸いにもすべて問題ありませんでした。」

全てではない。プラスチックブロックの製造に使われた高密度ポリエチレンはPCMと相性が悪く、数回の凍結融解サイクルの後、ねじ込み式の蓋からPCMが漏れ始めた。臭いもした。しかし、フレンドのチームは念のためアルミ製の容器を用意していた。

アルミ容器は効果を発揮した。改良型アークテックは、コンゴにおける本格的な環状ワクチン接種の物流戦略の中核を担っている。WHOは首都キンシャサで、マイナス86度以下にまで冷却可能な冷凍庫2台をワクチンの保管とPCM（ポリメラーゼ連鎖反応）アイスパックの凍結に使用しており、電源と発電機も備えている。人口約130万人のムバンダカでは4件の感染が確認されているが、さらに2台の冷凍庫があり、アイスパック用300リットル、ワクチン用600リットルとなっている。そして、現場では16台のアークテックが使用されている。ワクチンはマイナス65度以下に5日間保管でき、経験上、2度から8度の間で最大2週間保管しても機能することが分かっている。（フレンド氏はその後、PCMを若干改造し、難燃性を高めた。）

「最初はみんな『なんてこった、これは不可能だ』と言っていました」とバークレー氏はコールドチェーンについて語る。「理想的ではありませんが、問題にはなりません。」

実際、ワクチンが安全であれば、より大きな懸念は、人々が安心して接種を受けられるかどうかだ。「ワクチンとは何かは誰もが知っていますが、通常はキャンペーンの一環として、あるいは定期予防接種の一環として接種されます」とバークレー氏は言う。「地域社会に出向き、病気の人の家族を訪ね、その家族とその周囲の人々にワクチンを接種するという概念は、社会に浸透させる必要があります。」その地域で働き、コンゴ民主共和国の言語を話し、コンゴ民主共和国出身の人々が、このメッセージを伝え、接種対象者からインフォームド・コンセントを得る役割を担うことになる。しかし、このプログラムが成功すれば、人々は治療センターや、ワクチン接種が必要な人々の年代を特定しようとする疫学専門家との会話を、それほど恐れなくなるかもしれない。

リングワクチン接種が十分な速さで効果を発揮するかどうかはまだ分からない。研究者たちは、rVSV-Zebovの展開に関するデータを収集するとともに、抗体医薬品ZMapp、抗ウイルス薬ファビピラビル、GS-5734といった、より実験的な治療法についても検討していく予定だ。Nature誌によると、コンゴ保健省と倫理委員会は、これらの薬剤をまだ承認していない。「多くの人々の協力によって実現した成果を、このワクチンで展開できたことは非常に喜ばしいことです」とフレンド氏は語る。「ワクチンが有効で、それを世に送り出すことができたのは素晴らしいことです。」優れた疫学調査、治療、そしてワクチン（あのネオアイスのおかげで）は、依然としてコンゴにとって最大の希望となっている。

¹更新 2018年5月29日午後5時18分Global Goodの資金源を修正しました

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