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コロナの革命的ワクチンを導いた女性移民研究者

降格や乏しい研究費を乗り越えてmRNAの活用法を見出した足跡を追う

船引宏則 ロックフェラー大学教授(細胞生物学)

ウイルスに対してヒトの体はどう反応するのか

 仮に、私が新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)に初めて曝露したとしよう。体の中には様々な異物を認識する抗体を作り出す免疫細胞があるのだが、その時点で新型コロナウイルスを認識できる抗体を作る免疫細胞は少なく、抗体による防御には期待できない。病原体一般に反応する自然免疫系が対処できなければ、そのウイルスは私の細胞に入って増殖してしまう。これが感染だ。

 感染と同時に、複雑な免疫システムが発動する。樹状細胞と呼ばれる免疫細胞は、ウイルスを積極的に取り込んで分解する。分解されたウイルスたんぱく質の一部は細胞表面に運ばれて、「こういう特徴のウイルスに感染されました!」との「標識(抗原)」を周囲のリンパ球に提示する。数百億種類はあるとされるリンパ球のうち、この抗原を認識するリンパ球が選ばれ活性化する。このうちB細胞と呼ばれる抗体産生細胞が増殖し、抗体の設計図(遺伝子)はさらに書き換えられ、より強力な抗体を作ることができるB細胞が体内に備蓄される。

拡大コロナウイルスに一度感染する、もしくはワクチンを受けると、抗体産生細胞が増え、次にウイルスがやってきたときに感染を阻止できることを示す模式図

 私が新型コロナウイルスに再び曝露したならば、この強化型バージョンの抗体(中和抗体)が直ちに反応し、ウイルス感染を防ぐことが期待できる。ワクチンでは、ウイルスの部分的なパーツだけを抗原として利用することで、それを接種しても発症することなく、将来ウイルス防御に役立つ中和抗体を効果的に作れるようにするのを目的としている。

生ワクチンや不活化ワクチンの開発はコストと時間がかかる

 新型コロナウイルスの場合、従来型のコロナウイルスなどの研究により、ウイルス表面に突き出したスパイクたんぱく質に反応する抗体が、中和抗体として感染防御に役立つと予想されていた。ウイルス感染にはスパイクたんぱく質がヒトの細胞表面に結合することが必要なので、スパイクたんぱく質に抗体が結合して細胞内部への進入をブロックできれば感染を防ぐことができるはずだ。

 旧来のワクチンは、弱毒化した生ワクチン(生きているウイルスを使う)や、不活化ワクチン(ウイルスを壊して使う)が主流だった。しかし、全く新しいウイルスに対しては、効果的に弱毒化や不活化する手法を試行錯誤する必要があるだけでなく、ウイルスの培養作業に万全の感染対策を施すことが求められる。だが、もしスパイクたんぱく質だけを人工的に作りだしてワクチンに利用できれば、開発・製造過程で感染を心配する必要はない。つまり開発コスト、時間の大幅な削減が可能だ。

 ところが、遺伝子工学が進歩した今でも、収率良く目的のたんぱく質を大量生産するのは簡単ではない。DNAやRNAはA、G、C、T(RNAの場合はTの代わりにU)の4種類の核酸が様々な順番で並んだ鎖状構造体だが、たんぱく質は20種類のアミノ酸が連なった構造をとるため、その性質や機能は多様で、周囲の環境によって安定性が大きく変化する。大量生産できるかどうかは、実際に実験してみるまで分からないことがほとんどだ。実際、スパイクたんぱく質を大量に作るのは簡単ではなかった。

必要なたんぱく質を人間の体の中で作らせるという新発想

 そこで、スパイクたんぱく質だけを人間の体の中で作らせてしまうという大胆な作戦をとっているのが、英アストラゼネカとオクスフォード大などが開発しているウイルスベクター系ワクチン、大阪アンジェスなどのDNAワクチン、そしてファイザー/ビオンテックやモデルナなどのmRNAワクチンだ。

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筆者

船引宏則

船引宏則(ふなびき・ひろのり) ロックフェラー大学教授(細胞生物学)

1967年、京都市生まれ。1990年京都大学理学部卒業。1995年京都大学大学院理学研究科博士課程修了。日本学術振興会特別研究員、カリフォルニア大学サンフランシスコ校博士研究員、ハーバード大学博士研究員を経て、2002年ロックフェラー大学助教授、2007年同准教授、2014年より現職。サールスカラー賞、シンシャイマースカラー賞などを受賞。専門は染色体・細胞生物学。

※プロフィールは原則として、論座に最後に執筆した当時のものです

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