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「私たちは重要な役割を果たしてきました」：シアトルがいかにしてCOVID-19ワクチン研究の拠点となったか

Icosavax社のCOVID-19ワクチン候補に使用されているスパイクタンパク質を含むナノ粒子の画像。（写真：イアン・ヘイドン／ワシントン大学タンパク質設計研究所）

COVID-19パンデミックの発生を受け、ワシントン大学の科学者デボラ・フラーは、迅速に新たなウイルスへと方向転換しました。彼女は長年にわたり、HIVの研究でワクチン研究のスキルを磨いてきました。HIVは、これまでワクチン開発の試みを巧みに回避してきた厄介なウイルスです。彼女は新たな挑戦に十分な能力を備えていました。

「COVID-19はHIVに比べれば朝飯前です」と彼女は言った。COVID-19を引き起こすウイルスは変化が少なく、体内に潜む場所も少ないため、ワクチンで抑えられるという期待が高まっていた。「HIVは最もハードルが高いのです」

フラー氏は、シアトル地域に深く根ざしたHIVやその他の克服困難な病原体に対するワクチン研究を生かし、COVID-19に関する研究に注力している多くのワクチン科学者の一人に過ぎない。

「シアトルは、国内でワクチン研究を行っている素晴らしい場所の一つです」と、フレッド・ハッチンソンがん研究センター名誉所長のラリー・コーリー氏は述べた。パンデミックに関しては、「私たちは重要な役割を果たしてきました」と彼は述べた。その結果、数多くの臨床試験、新たなワクチン設計、そしていくつかの急成長中のスタートアップ企業が誕生した。

現在承認されているワクチン、特にファイザー社とモデルナ社製のRNAワクチンは非常に効果的です。シアトル地域はこれらのワクチン開発において重要な役割を果たしてきました。

例えば、モデルナ社のワクチンはカイザーパーマネンテで初期臨床試験が行われており、シアトルの技術系従業員ジェニファー・ハラーさんが米国初のCOVID-19ワクチン試験の第一線に就いている。

長年にわたり世界最大規模の公的資金によるHIVワクチン試験ネットワークを運営してきたコーリー氏は、米国国立衛生研究所（NIH）からCOVID-19予防ネットワークの責任者に任命されました。このネットワークは、モデルナ社、アストラゼネカ社、ジョンソン・エンド・ジョンソン社、ノババックス社製のワクチンを試験する大規模な第3相ワクチン試験を70以上の臨床試験施設で調整しました。

しかし、現在のワクチンが成功しているにもかかわらず、研究者らは、製造がより容易で、室温での安定性が高く、あるいは新たな変異株に対する設計がより容易な新しいワクチンが開発される余地があると述べている。

「HIVのようなウイルスは極めて多様化し、追跡が非常に困難です。このような大きな課題に直面すると、研究者は真に革新的な発想を迫られます」とフラー氏は述べた。その結果、シアトルの研究者たちは「既成概念にとらわれない発想」をするようになったと彼女は述べた。革新的なワクチン設計は、より優れたHIVワクチンの開発や、次のパンデミックから世界を守ることにつながる可能性がある。

シアトル地域のワクチン新興企業 Icosavax が今週株式を公開するにあたり、私たちはシアトル地域でのワクチン研究の一部をまとめ、この科学エコシステムを活気づけているいくつかの要因、すなわち、気骨のある新興企業、安定した資金援助、そして強力な研究機関を強調しました。

裁判に持ち込む

Icosavax社とシアトル地域の別のスタートアップ企業であるHDT Bio社は、COVID-19ワクチン候補の臨床試験を開始している。

ワシントン大学タンパク質設計研究所からスピンアウトしたイコサバックスは、ウイルスの構造を模倣したタンパク質ベースのワクチンを開発しています。同社のウイルス様粒子は、ウイルスの主要成分であるスパイクタンパク質の断片を散りばめた球状ナノ粒子で構成されています。

「ウイルスに似ていますが、実際はもっと最適化されています」とフラー氏は述べた。これらのタンパク質は強力な免疫反応を引き起こすようにコンピューターで設計されており、ナノ粒子あたり60個と密集している。

ワシントン大学の生化学者であり、Icosavax社の共同創業者であるデイビッド・ベイカー氏とニール・キング氏が、ワシントン大学のタンパク質設計研究所でタンパク質の分子モデルを披露している。（ワシントン大学IPD写真 / イアン・ヘイドン）

イコサバックスは今年6月にCOVID-19ワクチン候補の第1相および第2相臨床試験を開始しており、肺炎を引き起こす2種類のウイルスに対するワクチンも開発している。

ウイルス様粒子は、すでに承認されているヒトパピローマウイルスおよびB型肝炎ワクチンに使用されており、イコサバックスのワクチン候補に対する規制プロセスを容易にする可能性がある。

HDTバイオは今年7月、RNAベースのワクチン候補の米国臨床試験計画を発表した。体内に入ると、RNAは免疫反応を促すタンパク質を生成するための指示を出す。モデルナ社とファイザー社のワクチンのRNAはナノ粒子に包まれているが、HDTバイオのワクチンのRNAはナノ粒子の表面に自己組織化する。

この設計により、RNAと粒子を別々に製造できるため、製造が迅速化されるとフラー氏は述べた。さらに、HDT RNAは自己複製も可能であり、ワクチンに必要な材料の量を減らし、効力を高めるように設計された機能である。

フラー氏によると、同社は製造が容易で、深冷凍を必要とせず、1回の接種で効果を発揮する可能性のあるワクチンの開発を目指している。「これにより、理論的には世界中へのワクチンの供給がより容易になるだろう」

さらに、このアプローチは、新たな変異体に対するプラグアンドプレイ製造を可能にする可能性があります。変異体に対してRNAを生成し、事前に作製されたナノ粒子と組み合わせることが可能です。

フラー氏はHDT社の科学顧問であり、投資家でもある。彼女は最近、マカクザルとマウスを用いたHDTワクチン候補の試験を主導した。フラー氏はまた、シアトルを拠点とし、COVID-19などの疾患に対するDNAワクチンを研究するスタートアップ企業Orlance社の創業者でもある。

「私の研究室のほぼ全員が民間企業と密接に連携しています」とフラー氏は語った。「世界に発信したいのであれば、提携は不可欠です。」

フラー研究室は現在、Icosavax社およびHDT社と提携し、これら2つのアプローチを組み合わせています。ヒト以外の霊長類を用いた初期の未発表データによると、RNAワクチン接種後にタンパク質ワクチンによる追加接種を行うと、特に強力な免疫反応が誘発されることが示唆されています。フラー研究室はまた、Icosavax社と共同で、同社のワクチンのDNAベース版の開発にも取り組んでいます。

この地域の強力な研究基盤は、診断および治療薬開発に取り組む他のスタートアップ企業の育成にも貢献しています。シアトルに拠点を置くAdaptive Biotechnologies社は、COVID-19の免疫細胞を用いた検査を開発し、サンフランシスコに拠点を置くVir Biotechnology社はCOVID-19をはじめとするウイルスの潜在的な治療法を開発しています。コーリー氏はVir Biotechnology社の共同創業者であり、同社はビル・ゲイツ氏の支援を受け、フレッド・ハッチ研究所の他の研究者とも共同研究を行っています。

ワシントン州では、シアトルを拠点とするAGCバイオロジクス社や、ノババックス社やインドのバーラト・バイオテック社向けの製品を製造しているスポケーンを拠点とするジュビラント・ホリスター・スティア社など、より確立された企業もワクチン製造に携わっている。

「ウイルス学と免疫学は、ワシントン州、特にピュージェット湾周辺地域において、研究が集中的に行われている2つの大きな分野です」と、業界団体ライフサイエンス・ワシントンのCEO、レスリー・アレクサンドル氏は述べた。「パイプラインは既に整っています。」

資金調達の強豪

パイプラインの鍵を握ってきたのは、ビル＆メリンダ・ゲイツ財団です。例えば、イコサバックスの臨床試験は、同財団からの1,000万ドルの資金提供を受けて開始されています。

同財団のGAVIワクチンアライアンスへの拠出金は総額約57億ドルに上ります。また、COVID-19対策として世界全体で17億5000万ドル以上の拠出を約束していますが、ワクチンの特許保護に関する見解の変化や、国際的なワクチンイニシアチブであるCOVAXへの支援に偏りがあるとの批判を受けています。

シアトルには、公衆衛生関連の他の団体もワクチン研究を支援している。しかし、ゲイツ財団は独自の役割を担っている。コーリー氏は、ゲイツ財団がシアトルのグローバルヘルス研究開発の強みを築く上で「大きな役割を果たしてきた」と述べた。

リサーチエンジン

フレッド・ハッチ研究所は、エイズ流行の初期、患者がカポジ肉腫やその他の癌に罹患したころから、長年にわたりHIVワクチン研究の先駆者であり続けている。

クリステン・コーエンは、フレッド・ハッチ研究所のHIVワクチン研究者の一人であり、COVID-19に着目しています。彼女は複数の製薬会社と提携し、免疫系が様々なCOVID-19ワクチンにどのように反応するかを研究しています。例えば、ジョンソン・エンド・ジョンソン社のCOVID-19ワクチンが強力な免疫反応を引き起こすことを示しています。

コーエン氏の研究は、新たなワクチンの設計にも役立っています。ある研究では、ウイルスの核タンパク質と呼ばれる構成要素が、しばしば無視されがちな、特に強力な免疫反応を引き起こす可能性があることが示唆されており、新たなワクチンの潜在的な標的となる可能性があります。これは、ボストンに拠点を置くスタートアップ企業、グリットストーン・オンコロジーが臨床試験で検討しているアプローチです。

フレッド・ハッチの上級スタッフ科学者、クリステン・コーエン。（フレッド・ハッチの写真）

新たに登場するワクチン設計は、COVID-19への対応においてより汎用性を高める可能性があるが、コーエン氏はより遠い将来にも目を向けている。「次のパンデミックに対応できるよう、容易に利用できるプラットフォームを構築したい」と彼女は述べた。彼女はまた、ジョンソン・エンド・ジョンソン社と協力し、同社のCOVID-19ワクチンプラットフォームをエボラ出血熱やHIVなどの他の病原体にも適応させる取り組みを進めている。

一方、COVID-19予防ネットワークは、すでに承認されているワクチンの試験を継続しており、免疫がどのくらい持続するか、ワクチンがデルタ変異株の伝染をどのくらい予防するか、HIV感染者に対してどのくらい効果があるかなどの疑問を検証しているとコーリー氏は述べた。

新たに登場したワクチン候補の中には製造が容易なものもあるかもしれないが、流通、資金、ワクチン接種への躊躇率の高さといった要因もワクチン接種を阻んでいる。アフリカではワクチン接種を受けている人の割合はごくわずかだとコーリー氏は指摘する。

「そのうちどれだけがテクノロジーで、どれだけが流通、資金、世界管理、そして混沌とした流通方法によるものでしょうか？」と彼は問いかける。「素晴らしい技術は開発できますが、それを人々に届けることができなければ、何の役にも立ちません。」

そして、世界の大半の人々がワクチン接種を受けるまでは、全人口が危険にさらされている。「世界には依然としてワクチン接種を受けていない人々が大勢いるが、その間、ウイルスは進化し、感染力を高め、さらに病原性を高める機会を十分に得ることになるだろう」とコーエン氏は述べた。「世界の人口の大部分にワクチン接種を施さなければ、出現しつつあるこれらの変異株に打ち勝つことは決してできないだろう。」

フレッド・ハッチ研究所は、COVID-19ワクチン研究に関する記事をこちらにまとめています。一方、ワシントン大学やシアトル地域の他の研究機関は、COVID-19に関する研究を着実に発表しています。全てを列挙することは不可能ですが、いくつか例を挙げます。進歩の鍵となったのは、地域の研究機関間、そしてより広範な機関間で築かれた協力関係です。

ワシントン大学ウイルス学研究所所長のキース・ジェローム氏は、ウイルスの検査と監視において重要な役割を果たしてきました。同大学のヘレン・チュー氏と共同で研究を行い、この地域で最初の症例を特定したことで知られています。また、ワクチン研究にも携わっています。例えば、ジェローム氏はハッチ・センター（ワシントン大学ウイルス学研究所）の教授も務める同センターで主導する臨床研究において、被験者のウイルス濃度を測定しています。
ワシントン大学とバージニア・メイソン大学のベナロヤ研究所の研究者たちは、追加接種の有効性を調査している。また、ワシントン大学のデイビッド・ヴィースラー氏とその同僚は、マカク属サルを用いた研究を行い、既に承認されているワクチンが変異株に対して強力な抗体反応を示す可能性があることを示唆している。
シアトル小児病院のリア・コーラー氏とその同僚は、モデルナ社製ワクチンの最初の治験に参加し、現在は妊娠中または最近出産した女性を対象にいくつかのワクチンを研究している。
アレン免疫学研究所とフレッド・ハッチ研究所の研究者たちは、COVID-19感染者の免疫反応を追跡調査し、非常に詳細な研究結果を発表しています。同様に、システム生物学研究所の科学者たちは最近、スウェーデン医療センターなどと共同で、軽症、中等症、重症の感染者における免疫反応を比較する研究を行いました。強力な免疫反応とはどのようなものかを理解することは、新しいワクチン開発に役立つ可能性があります。
シアトルの感染症研究所（IDRI）は、ワクチンの効果を高める物質であるアジュバントの研究で知られています。最近の研究では、IDRIと3Mが開発したアジュバントと、デューク大学で開発されたワクチンを組み合わせました。この研究では、マカクザルにおいて、幅広いコロナウイルスに対する強力な免疫反応が示されました。これはワクチン研究の最終目標の一つであり、このような「万能ワクチン」候補は、次のパンデミックを阻止する可能性があるからです。このアジュバントは現在、別のウイルスに対するワクチンとの併用療法の初期段階の臨床試験で試験されています。そのウイルスとは、当然のことながらHIVです。