世界中の人々が、パンデミックを終わらせ、生活を平常に戻すワクチンの開発を待ち望んでいます。
しかし、ワクチンはいつ実用化されると期待できるのでしょうか。また、開発者はその安全性と有効性をどのように確認するのでしょうか。
バージニア大学の医学教授であるウィリアム・ペトリ氏が解説します。
現在、COVID-19ワクチンは最終段階の研究に入っていますが、米食品医薬品局（FDA）がワクチンの安全性と有効性をどのように判断するのか、疑問に思われているかもしれません。
現在の第3相試験の進捗状況からすると、これらの試験結果が11月より前に得られる可能性は低いと考えられます。しかし、2020年末までに、競合する複数のCOVID-19ワクチンが、1種類だけでなく複数で安全性と有効性を示す可能性は高いと考えられます。
私は科学者であり、感染症の専門医です。バージニア大学に勤務し、COVID-19の患者の診療とパンデミックに関する研究を行っています。また、世界保健機関（WHO）のCOVID-19ワクチン優先接種に関する専門家グループの一員でもあります。
ヒトを対象とした臨床試験におけるCOVID-19ワクチンの現状はどうなっていますか。
第3相試験が進行中です。対象はModerna社およびBioNTech/Pfizer社のワクチン、オックスフォード大学／AstraZeneca社のウイルスベクターワクチン、そして現在はJohnson & Johnson社のウイルスベクターワクチンですJohnson & Johnson社のウイルスベクターワクチン。
これらのワクチンはいずれも、ウイルスが細胞に感染するために用いるSARS-CoV-2のスパイク糖タンパク質を利用し、免疫系に働きかけて防御抗体と、ウイルスに対する細胞性免疫応答を誘導します。防御抗体は、スパイク糖タンパク質がウイルスをヒトの細胞に結合させるのを妨げることで作用し、COVID-19を引き起こすSARS-CoV-2ウイルスを中和します。
例えばModerna社の核酸ワクチンでは、スパイク糖タンパク質をコードするメッセンジャーRNAが、脂肪の液滴であるリポソームに包まれています。これはmRNAの分解を防ぎ、細胞内への侵入を可能にするためです。これらの指示が細胞内に入ると、ヒトの細胞の仕組みがmRNAを読み取り、多数のスパイク蛋白質を作ります。これにより免疫系が反応し、このコロナウイルスに対する抗体の産生を開始できます。
オックスフォード大学／AstraZeneca社のおよび Johnson & Johnson社のワクチンは、免疫応答を活性化するために異なる戦略を用いています。ここでは、チンパンジーに見られるアデノウイルスが、スパイク糖タンパク質を作るための指示を細胞へ運びます。
製薬企業JanssenおよびMerckによる第1相および第2相試験でも、オックスフォード大学／AstraZeneca社およびJ&Jのワクチンに類似したウイルスベクターが用いられています。一方、Novavax社およびGSK-Sanofi社のワクチンは、スパイク蛋白質そのものを用いています。
動物実験では、ワクチンがコロナウイルス感染に対する防御効果を示す
COVID-19の動物モデルを用いた研究では、スパイク糖タンパク質によるワクチン接種がCOVID-19から防御することを裏付ける確かな証拠が得られています。実験では、スパイク蛋白質（それ単独では病気を引き起こすことはできません）を免疫系に示すと、免疫系が抗体応答を生じ、SARS-CoV-2感染から防御することが示されています。
ハムスターを用いた研究では、たとえばオックスフォード大学／AstraZeneca社が用いたのと同じアプローチであるアデノウイルスベクターを用い、スパイク糖タンパク質による免疫付与が行われました。SARS-CoV-2に感染させたハムスターは、肺炎、体重減少、死亡から防御されました。
非ヒト霊長類では、スパイク糖タンパク質の遺伝子を届けるDNAワクチンにより、肺内のウイルス量が減少しました。ウイルスがヒトの細胞に結合するのを妨げる抗体を産生した動物ほど、防御される可能性が最も高いことが分かりました。
ヒトを対象とした初期の第1相および第2相試験では、どのような結果が示されていますか。
全体として、ワクチン接種により、COVID-19から回復した患者に見られるものよりも強力な中和抗体応答が誘導されています。
これは、現在第3相試験中のModerna社のワクチンや、CanSino Biologics社およびオックスフォード大学／AstraZeneca社のワクチンについても同様です。
これまでにどのような副作用が確認されていますか。
医師らは、 軽度から中等度の反応 を記録しています。被験者は接種後最長28日間観察されました。これらの副作用には、注射部位の軽い痛み、熱感、圧痛、そして発熱、倦怠感、関節痛や筋肉痛が含まれていました。
しかし、第1相および第2相試験は、その設計上小規模であり、参加者は数百人に過ぎません。そのため、これらの試験では、まれな副作用や稀少な副作用を検出するには十分な規模とはなりません。
安全性を最優先の目標とすることの重要性は、最近の第3相オックスフォード大学／AstraZeneca社ワクチン試験で示されました。ワクチン接種を受けた1名に脊髄の炎症が生じた。ワクチンがこの反応を引き起こしたのかどうかは明らかではありません。ワクチンとは無関係の多発性硬化症の新たな症例である可能性もあります。しかし、詳細が明らかになるまで、米国では第3相試験が中断されました。
FDAは、ワクチンの安全性を確保しつつ迅速に製造できるようどのように取り組んでいますか。
FDAは業界向けガイダンスを公表しています。これはCOVID-19の予防ワクチンを開発し、最終的に承認を得るために必要な手順に関するものです。これらは、すべてのワクチンに求められる厳格な安全基準と同じものです。
ただし、「プラットフォーム技術」を中心とした承認プロセスの迅速化の方法があります。これは、アデノウイルスなど、安全性が既に示されている手法をワクチンが用いている場合、企業は以前に収集された毒性や薬物動態に関するデータを用いて、臨床試験の承認を迅速化できる可能性があるという意味です。
迅速性と安全性は相反するように思えるかもしれませんが、競合するワクチン製造企業が、政治的圧力に屈してワクチンの承認を急ぐことはせず、最も厳格な安全基準を維持することで共同で誓約している点は励みになります。
FDAの承認を得るには、ワクチンはどの程度の防御効果が必要ですか。
FDAは、COVID-19ワクチンの承認に向けて、第3相試験の主要評価項目として50%の防御効果という基準を設定しています。
防御効果とは、症候性COVID-19感染に対する防御を指します。これは、検査で確認されたSARS-CoV-2感染に加え、発熱や悪寒、咳、息切れ、倦怠感、筋肉痛、味覚や嗅覚の喪失、鼻づまりや鼻水、下痢、吐き気や嘔吐などの症状がある場合と定義されています。
つまり、有効なワクチンとは、ワクチン接種者の感染数を半分に減らすものと見なされます。これは臨床的に有用と見込まれる最低限の防御効果です。その理由の一つは、有効性が低い場合、ワクチン接種者が完全に防御されていると考えてマスク着用や社会的距離の確保を怠るようになると、逆説的にCOVID-19感染が増加する可能性があるためです。
ワクチンは重症のCOVID-19の予防により効果的である可能性があるため、FDAは次のように指示しています。重症COVID-19からの防御を副次評価項目とすべきである。
第3相試験でワクチンの有効性を確認するには、何人にワクチンを接種する必要がありますか。
現在の第3相試験では、30,000～40,000人の被験者が登録されています。その大半の参加者はワクチンを接種され、一部はプラセボ（偽薬）を投与されます。
第3相試験の結果がいつ正確に公表されるかは、主にプラセボ投与群における感染率に左右されます。これらのワクチン試験の仕組みは、自然に感染した新型コロナウイルス感染症の発生数が、プラセボ投与群と比べてワクチン接種群で低いかどうかを検証するものです。
米国では最近、COVID-19の感染者数が1日あたり70,000人から40,000人に減少したのは喜ばしいニュースですが、新規感染者数の減少により、ワクチン試験が遅れる可能性もあります。
緊急使用許可により、ワクチンの承認を迅速化できるのでしょうか。
現在、1日あたり約700人の新規死亡者と40,000人の新規感染者が出ているCOVID-19パンデミックのような緊急事態では、FDAは、病気の診断、治療、予防のために未承認製品の使用を認める権限を持っています。これにはワクチンも含まれます。
ワクチンの通常の承認プロセスには、接種後1年以上の観察が必要となる場合があります。短期的な安全性が良好で、ワクチンがCOVID-19の予防に有効であれば、ワクチンは研究が継続している間も、緊急使用許可のもとで使用が認められるべきです。
緊急使用許可の下で、FDAは利益と害に関する情報を引き続き収集します。これには、ワクチンを製造する企業からの情報が含まれ、ワクチン関連の重篤な呼吸器疾患の増強や、100万人に1人しか観察されないかもしれない、その他まれな合併症の監視も含まれます。
承認に関して、どのようなことが期待できますか。
FDAは、緊急使用許可の権限に基づき、2020年末までに複数のワクチンを承認し、直ちに接種を開始できるようにすると予想しています。接種は、対応にあたる救急隊員、医療従事者、高齢者、基礎疾患のある人々などの高リスク群から始まります。
その後、速やかに一般住民への接種の展開が行われると見込まれます。その間、FDAとワクチン製造企業は副作用を引き続き監視し、これらの初期ワクチンの改善に取り組み続けます。このプロセスには数か月かかる見込みです。
来年中に生活が完全に平常に戻ることはないかもしれませんが、すべての兆候は2021年がより健全な年になることを示しています。
