既存のワクチンはオミクロン株に効かない可能性があります。
もしそうであれば、企業は新しいCOVID-19変異株によりよく対抗するために、ワクチンを更新する必要が生じる可能性が高いでしょう。..
デボラ・フラーは、20年以上にわたりmRNAワクチンとDNAワクチンの研究を続けてきた微生物学者です。彼女は、ワクチンを更新する必要がある理由と、そのプロセスがどのようなものになるかを解説します。
コロナウイルスのオミクロン株が元の変異株と十分に異なる場合、既存のワクチンは従来ほどの効果を発揮できない可能性があります。その場合、企業はオミクロン株によりよく対抗するため、ワクチンを更新する必要が生じる可能性が高いでしょう。デボラ・フラーはmRNAワクチンとDNAワクチンの研究を続けてきた微生物学者であり、20年以上にわたりこの分野に取り組んできました。本稿では、ワクチンを更新する必要がある理由と、そのプロセスがどのようなものになるかを彼女が解説します。
1. COVID-19ワクチンを更新する必要があるのはなぜでしょうか？
基本的には、ウイルスが十分に変化し、元のワクチンによって生成された抗体が新たに変異した株を認識して撃退できなくなっているかどうかという問題です。
コロナウイルスは、スパイクタンパク質を使ってヒトの細胞表面にあるACE-2受容体に結合し、細胞に感染します。すべてのmRNA型COVID-19ワクチンは、mRNAの形で指示を与えることによって作用し、その指示は細胞に無害なバージョンのスパイクタンパク質を作らせるというものです。このスパイクタンパク質が、人体に抗体を生成させます。その後、人がコロナウイルスに曝露された場合、これらの抗体がコロナウイルスのスパイクタンパク質に結合し、その人の細胞に感染する能力を妨げます。
オミクロン株には、新たなスパイクタンパク質の変異パターンがあります。これらの変化により、現行のワクチンによって誘導された抗体の一部（ただし、おそらくすべてではありません）が、スパイクタンパク質に結合する能力を損なう可能性があります。その場合、ワクチンは人々がオミクロン株に感染したり、それを伝播したりすることを防ぐ効果が低下する可能性があります。
2. 新しいワクチンはどのように異なるのでしょうか？
ModernaやPfizerが製造する既存のmRNAワクチンは、元の系統のコロナウイルス由来のスパイクタンパク質をコードしています。新しいワクチンや更新されたワクチンでは、mRNAの指示がオミクロン株のスパイクタンパク質をコードすることになります。
元のスパイクタンパク質の遺伝子コードを、この新しい変異株のものに置き換えることで、新しいワクチンは、オミクロン株にさらに効果的に結合し、細胞への感染を防ぐ抗体を誘導するでしょう。
すでにワクチン接種を受けた人、またはこれまでにCOVID-19に曝露した人は、まだ流行している可能性のある他の系統からも防御されるために、新しいワクチンの追加接種を1回受けるだけで済む可能性が高いと考えられます。オミクロン株がデルタ株に代わって主流になった場合、未接種の人は更新されたワクチンを2～3回接種するだけで済むでしょう。デルタ株とオミクロン株が両方とも流行している場合、人々は現行ワクチンと更新ワクチンを組み合わせて接種する可能性が高いでしょう。
3. 科学者はどのようにワクチンを更新するのでしょうか？
更新されたmRNAワクチンを製造するには、2つの要素が必要です。懸念される新しい変異株のスパイクタンパク質の遺伝配列と、mRNAを作製するために使用されるDNAテンプレートです。
ほとんどの生物では、DNAがmRNAを作るための指示を与えています。研究者はすでにオミクロン株のスパイクタンパク質の遺伝暗号を公表しているため、残された作業は、新しいワクチンのmRNA部分の製造に使用されるスパイクタンパク質のDNAテンプレートを作ることだけです。
これを行うため、研究者はDNAテンプレートを、合成酵素と、mRNAを構成する4種類の分子の構成要素（略称でG、A、U、C）と混合します。その後、酵素がDNAテンプレートのmRNAコピーを作製します。この過程は転写と呼ばれます。この方法を用いれば、ワクチン用のmRNAの一括生産には数分しかかかりません。研究者は次に、mRNAの転写産物を指示を保護する脂質性ナノ粒子の中に封入し、腕の中の細胞に安全に届くまで保護します。
4. 新しいワクチンが完成するまでにはどのくらいかかるのでしょうか？
新しいmRNAワクチンの製造に必要なDNAテンプレートを作るには、わずか3日しかかかりません。その後、研究室での試験に十分な量のmRNAワクチンを製造するのに約1週間かかり、さらに、ワクチンが意図どおりに機能することを確認するために、試験管内でヒト細胞を用いた前臨床試験をさらに6週間かけて行うことになります。
その結果、52日以内に、科学者は、製造工程に投入し、ヒトを対象とした臨床試験用のワクチンの製造を開始できる、更新されたmRNAワクチンを用意できる可能性があります。その臨床試験には、新しいワクチンの更新と試験に、少なくともあと数週間、合計で約100日かかる可能性が高いでしょう。
この試験が行われている間に、製造業者は現行の製造工程を新しいワクチンの製造へと切り替え始めることができるかもしれません。理想的には、臨床試験が完了し、ワクチンが認可または承認された時点で、企業は新しいワクチンの供給をただちに開始できるでしょう。
5. 更新されたワクチンには、完全な臨床試験が必要でしょうか？
更新されたCOVID-19ワクチンの承認または認可をFDAから受けるために、どの程度の臨床データが必要になるかは、現時点では明確ではありません。ただし、新しいワクチンでは、すべての成分が同じになるでしょう。違いは、スパイクタンパク質の形状をわずかに変える、数行分の遺伝暗号のみとなります。安全性の観点からは、更新されたワクチンは、すでに試験済みのワクチンとほぼ同一です。こうした類似性から、臨床試験は、第1世代のCOVID-19ワクチンで必要とされたほど大規模である必要はない可能性があります。
少なくとも、更新されたワクチンの臨床試験には、安全性試験と、更新されたワクチンが抗体レベルを誘導することの確認が必要となる可能性が高いでしょう。元のワクチンが元の株、ベータ株、デルタ株に対して示した反応と同等であることを示すものです。これらだけが要件であれば、研究者が必要な臨床データを得るために登録するのは、数万人ではなく、数百人のみで済むでしょう。
注意すべき重要な点として、ワクチン製造業者がオミクロン株に対応するためにワクチンを更新することを決定した場合、こうした変更を行うのは今回が初めてではありません。
以前の変異株であるB.1.351は2020年10月に出現し、当時のワクチンに対して十分な耐性を持っていたため、ワクチンの更新が必要とされました。製造業者は、この変異株に対応する更新型mRNAワクチンを開発し、新しいワクチンを試験するための臨床試験を実施することで、この潜在的な脅威に迅速に対応しました。幸いにも、この変異株は主流にはなりませんでした。しかし、もし主流になっていた場合、ワクチン製造業者は更新されたワクチンを供給する準備が整っていたでしょう。
オミクロン株、あるいは今後のいかなる変異株であっても、新しいワクチンが必要であると判断された場合、企業はすでに予行演習を終えており、その課題に対応する準備ができています。
