東京都医学総合研究所のTopics(研究成果や受賞等)

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2021年1月7日
感染制御プロジェクトの小原道法特任研究員及び国立感染症研究所の石井孝司品質保証・管理部長との共同研究でワクシニアウイルスベクターを用いた新型コロナウイルスワクチンを開発し、動物実験による効果を確認しました。

ワクシニアウイルスベクターを用いた新型コロナウイルスワクチンの開発
~動物実験による効果を確認しました~

当研究所の小原道法特任研究員及び国立感染症研究所の石井孝司品質保証・管理部長との共同研究で、SARS-CoV-2遺伝子組換えDIs株ワクチンを作出しました。このワクチンを滋賀医科大学の伊藤靖教授のグループが、カニクイザルに接種し、発症予防効果の評価を行いました。ワクチンを接種したカニクイザルに新型コロナウイルスを感染させたところ、ワクチン接種群では、肺内の新型コロナウイルス増殖が強力に抑制され、肺炎の発症もほとんど見られませんでした。また、ワクチンによる重篤な副反応も認められませんでした。

本研究は、東京都の補助金による特別研究として実施しました。さらに、AMED(国立研究開発法人日本医療研究開発機構)の支援を受けて、ノーベルファーマ株式会社とともに早期の実用化を目指したワクチン開発を進めています。


研究の背景

2019年に中国・武漢で初めに確認されたとされる、高病原性の新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)による感染症(COVID-19)は、その後2021年にかけて、世界中の各国で猛威を振るっています。また、COVID-19の快復者の約30%ではウイルス排除後においても免疫誘導が不十分であるため、SARS-CoV-2の再感染リスクが懸念されています。一方で、風邪コロナウイルス感染で誘導される免疫は、感染後1、2年という比較的短期間で低下・消失し、周期的に感染が繰り返されます。現状では人類の多くはSARS-CoV-2に対する免疫を有していないこと、一度罹患した患者においても短期間のうちに免疫が低下してしまうこと、今後も世界中で蔓延し続け得ることを考えると、強力に免疫を誘導し、かつ長期間免疫を維持できる、COVID-19予防ワクチン(SARS-CoV-2用ワクチン)の開発が必須であります。

また、継続的に蔓延することによって、SARS-CoV-2に遺伝子変異が起こり得るため、変異に伴う抗原性変化にも対応し得る幅広い交差反応性を持つワクチンが求められます。

研究の概要

COVID-19に対する予防ワクチンとして、天然痘ワクチンであるワクシニアウイルスをさらに弱毒化したDIs株に、SARS-CoV-2遺伝子を導入した組換え生ワクチンを開発しました。このワクチンではワクシニアウイルスベクター*1)を用いることによって、ワクチン接種後短期間でSARS-CoV-2に対する中和抗体*2)及び細胞性免疫*3)を強力に誘導できました。また、付与された免疫が長期にわたって持続し、かつ抗原変異にも対応可能な幅広い交差反応性を持つ免疫の誘導が期待できます。さらに、温度安定性が高く保存及び輸送時の温度が冷蔵あるいは室温でも良いといった利点があります。

1 安全性に配慮したワクシニアウイルスベクターワクチンの開発

SARS-CoV-2の表面にはSpikeタンパク質があります。このタンパク質を作る遺伝子を、これまでヒトに接種された実績があり、安全性が担保されているワクシニアワクチンDIs株に導入することによりSARS-CoV-2ワクチン(以下、「rDIs-Sワクチン」という。)を開発しました。このワクチンの投与により、ウイルスの細胞内への侵入を防ぐ抗体である中和抗体の産生や、免疫細胞であるTリンパ球の活性化が期待できます。

安全性に配慮したワクシニアウイルスベクターワクチンの開発

2 マウスを用いたワクチン有効性・安全性の評価

rDIs-SワクチンをヒトACE2発現トランスジェニックマウスへ接種してSARS-CoV-2感染防御試験を行いました。rDIs-Sワクチンまたは比較対象の非組換えDIs株を三週間隔で二回接種し、その一週間後にSARS-CoV-2による攻撃感染実験を行いました。DIs接種マウスでは、急激な体重変化に伴い、死亡しましたが、rDIs-S接種個体では、ほとんど体重減少を認めず、100%の生存率を示しました。

マウスを用いたワクチン有効性・安全性の評価

3 カニクイザルを用いたワクチン有効性・安全性の評価

このワクチンをカニクイザルに接種し、発症予防効果の評価を行うため、ワクチンを接種したカニクイザルにSARS-CoV-2を感染させたところ、ワクチン接種群では肺内のSARS-CoV-2の増殖が1/50,000以下まで減少し強力に抑制され、肺炎の発症もほとんど見られませんでした。また、ワクチンによる重篤な副反応も認められませんでした。

カニクイザルを用いたワクチン有効性・安全性の評価

今後の展望

DIs株ベクターを用いたSARS-CoV-2ワクチンは、中和抗体及び細胞性免疫を誘導する強い効果をもつ安全な予防ワクチンとなり得ることが示されたので、さらに、早期の臨床試験の開始に向けて、AMEDの支援を受け、ノーベルファーマ株式会社とともに早期の実用化を目指したワクチン開発を進めています。

用語説明

*1) ウイルスベクター:
ウイルスの病原性に関する遺伝子を取り除いて、外来の目的遺伝子を組み込んだものである。
*2) 中和抗体:
ウイルスがヒト細胞の受容体に結合できないように、受容体の代わりにウイルスに結合するもので、これがあると感染しにくい。
*3) 細胞性免疫:
食細胞、細胞傷害性T細胞、NK細胞が体内の異物の排除を行う免疫系で、これらの免疫細胞が異物とウイルスに感染した細胞を攻撃することからこう呼ばれる。

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