あらゆるインフルエンザに効く？「万能ワクチン」ついに誕生？

あらゆるインフルエンザに効果がある「ユニバーサルインフルエンザワクチン」という夢の薬の実現に向け、大きな進展があった。ウイルスの進化プロセスが明らかになり、ワクチンが標的にするウイルス内のタンパク質を絞り込めたからだ。さらに、人工知能（AI）を活用した“人間の生態”についての研究も進んでいる。

ノーベル賞受賞者のフランク・マクファーレン・バーネットは1962年、自著『伝染病の生態学』第3版の序文で、仰々しいともいえる主張を披露した。この見解を前にすると、最も著名な免疫学者ですら、やや浅はかな人物に見えてしまう。バーネットは次のように述べている。
「ときどき、こう感じることがある。伝染病について書くことは、歴史のかなたに過ぎ去ってしまったことを書くようなものだ」

当時、バーネットの意見は的を射ていた。例えば、天然痘には20世紀だけでも3億人が感染して死亡したと推定されている。しかし、予防接種制度が広まったかいあって、バーネットの記述のわずか17年後、79年に天然痘の根絶が確認された。

また、バーネットの言葉をさかのぼること20年の間に、ジフテリア、破傷風、ポリオ、百日咳のワクチンが多数の国で普及した。その結果、かつて広範囲で流行していた死に至る病は劇的に減少した。

ところが、バーネットの強気な物言いにもかかわらず、ある感染症だけは依然としてワクチンによる制圧がままならない。インフルエンザだ。

米国では2017〜18年シーズンのインフルエンザの流行は特に深刻で、8万人が死亡した。

米国疾病対策センター（CDC）の推計値によると、1976年以降で最多の死亡者数を記録したシーズンになった。

インフルエンザはワクチンで予防できる保証はない。英国では2017〜18シーズン、予防接種を受けた人のうち、インフルエンザにかからなかったのは、15パーセントだけだった［PDFファイル］。

2015〜16シーズンのようにワクチンの効果が高い年は、予防接種を受けた人のうちインフルエンザにかからなかった人の割合は52パーセントにもなる。だが、たいていは40パーセントが上限である。

ワクチンの効果は「多くの幸運」に左右される

そこで科学者は、あらゆる人をインフルエンザから守るため、ワクチンの開発を抜本的に見直そうと競っている。

現時点でインフルエンザワクチンを製造するには、驚くほど多くの“幸運”が必要だ。
世界保健機関（WHO）は年に2回の会合を開き、その年のワクチンで予防するインフルエンザウイルスを決定する。選ばれたウイルスを混合して製造されるワクチンは通常、4種類のインフルエンザウイルスを予防する。このワクチンは、かなり風変わりで飲む気がしないカクテルのように思われがちだ。

2018〜19シーズンのインフルエンザワクチンは、まさにその奇妙なカクテルの典型である。ワクチンの製造および流通に費やす十分な時間を製薬会社に与えるために、ワクチンの構成はかなり前の2月に決定された。

インフルエンザワクチンを構成するウイルスは、それぞれ分離された地名から命名される。2017〜18年シーズンのワクチンは、ミシガン、シンガポール、コロラド、プーケットという4種類のウイルスを予防するために製造された。2017〜18年にかけての冬、最も広範囲に流行したインフルエンザウイルスと判断されたのが、この4種類だったからだ。

しかし、2月〜10月までにはさまざまなことが発生しうる。北半球では11月末ころからインフルエンザのシーズンが始まる。比較的昔に流行し、今シーズンのインフルエンザワクチンに含まれていないインフルエンザウイルスが、また流行するかもしれない。あるいは、まだ分離されていないインフルエンザウイルスが出現するかもしれない。

インフルエンザの予防注射に入っている各ワクチンは、1種類のインフルエンザウイルスにのみ有効である。従って前述のように、ワクチンに含まれていないインフルエンザウイルスが流行したり、出現したりすると、ワクチンが効く人の数は激減し始める。

あらゆるインフルエンザに効く夢のワクチン

そこで登場するのが、万能な「ユニヴァーサルインフルエンザワクチン」だ。1回あるいは必要なら2回の予防接種によって、あらゆる種類のインフルエンザウイルスに対する免疫を与えると期待されている。オックスフォード大学で感染症の進化を研究するクレイグ・トンプソンは次のように語る。

「世界中で、ユニバーサルインフルエンザワクチンが必要とされています。インフルエンザはあまりにも多くの問題を起こし、実に多くの死をもたらしているからです。この傾向は、とりわけ発展途上国で顕著に見られます」

現在のインフルエンザワクチンが機能するのは、インフルエンザウイルスの細胞表面に埋め込まれている非常に特殊なタンパク質に、人間の免疫システムが反応するからだ。わたしたちの免疫システムは、このタンパク質、すなわち「エピトープ」を認識すると、ウイルスに対する抗体をつくり、インフルエンザの感染を防ぐ。

インフルエンザワクチンに含まれているのは、抗体をつくるために必要な成分だけを入れた不活化ウイルスだ。ワクチンを接種すると、免疫システムは不活化ウイルスの中にあるエピトープの形を記憶する。その結果、本物のインフルエンザウイルスが体内に侵入すると、インフルエンザに感染する前に、免疫システムがすぐに抗体をつくれるというわけだ。

ここで問題になるのは、世界的大流行を起こすA型インフルエンザウイルスにはヘマグルチニン（HA）というエピトープが18種類あることである。各エピトープはそれぞれ少しずつ異なるタイプの免疫反応を起こす。

ワクチンの製造にあたっては、インフルエンザウイルスのこうした特徴を踏まえなければならない。つまり、インフルエンザワクチンのカクテルに入れる4種類のワクチンは、それぞれ特定の種類のウイルスを攻撃するものにしなければならないのである。そのウイルスは説明したように、WHOがその年に流行すると見込んで選んだものだ。

流行しそうなインフルエンザウイルス全種類の抗体を産生し、1回の接種で済むユニバーサルインフルエンザワクチンをつくること──。それは、いま行われているワクチン製造法では不可能なのである。

ウイルスの進化が予測可能であると判明

この問題を解決するには別の方法があるのではないかと、トンプソンは考えている。あらゆる生物種と同様に、インフルエンザウイルスも時間とともに進化する。一方、人類はある特定のインフルエンザウイルスに対する免疫を得るのが比較的得意なので、インフルエンザウイルスは感染性を保つために極めて急速に進化する。

「こうやって進化すれば、集団の免疫をかいくぐることができるので、インフルエンザウイルスはある意味、賢いといえます。それに対して人類は、インフルエンザウイルスがどのように進化するかを予測できていませんし、インフルエンザワクチンによってどのように変異するかも把握できていないのです」とトンプソンは言う。

だが、トンプソンの研究チームは、インフルエンザが予測可能な方法で変化することを突き止めた。これまで流行したインフルエンザウイルスが時間をかけて進化する方法について、数学的モデルを用いて検証したのである。どのインフルエンザウイルスも、その内部にあるタンパク質も、約10年ごとにいずれも等しく4つの進化の段階を経るという。

この研究結果によって、ワクチンが標的にするエピトープの数を18から4に減らせる。4種類のウイルスなら少数なので、1回ないし2回接種のワクチンに入れることができる。
トンプソンは「このワクチンの免疫効果は20年持続します。免疫期間を延ばす方法を研究中です」と語る。すでに研究チームはマウスを用いた最初の試験を終了した。これから試験の対象を人間に広げ、この新技術を完全なインフルエンザワクチンに生かす作業を始めるところだ。

オックスフォード大学からスピンアウトしたワクチン開発のスタートアップ、ヴァクシテック（Vaccitech）は、インフルエンザウイルス中のタンパク質を標的とするユニバーサルワクチンを製造しようとしている。GV（旧グーグル・ヴェンチャーズ）から2,000万ポンド（約28億8,265万円）の資金を調達しており、2,000人の参加者による2年に及ぶ試験を近々終える予定だ。

「効く人」と「効かない人」を見分けるAI

ユニバーサルインフルエンザワクチンの開発の出発点は、ワクチンよりもむしろ人間に着目することではないかという研究者もいる。ワクチンが有効な人とそうではない人がいる原因を解くには、人間の生物学的構成について考えるべきだというのだ。ボストンに拠点を置く製薬分野のスタートアップで、新薬開発にAIを活用するベルグ（Berg）の共同創業者兼最高経営責任者（CEO）のニヴン・ナレインは次のように語る。

「人間の一人ひとりの個体としての違いを見出す技術をどう活用するかという問題でしょう。その技術から得た個々人の違いに関する情報を、より個別具体的で効果的なインフルエンザワクチンにするために使えばいいのではないでしょうか。そもそも、集団の生態を理解してからでなければ、この種のプロジェクトには着手できません」

ベルグはフランスの製薬会社サノフィと共同でAIを活用し、インフルエンザワクチンが有効だった人とそうではなかった人を比較している。対象者一人ひとりについて特定のバイオマーカーを研究することにより、特定の集団に適合するワクチンを製造できるのではないかとナレインは考えている。

ナレインは、免疫状態がわかる「免疫プロファイル」を血液型にたとえる。「もともと人間はみな、特定の免疫型をもっています。ですからその免疫型によって、接種すべきワクチンはaかもしれないし、bやcかもしれません」

インフルエンザは人類最大の脅威に

血中に含まれる特定のタンパク質はワクチンの有効性と関連があるのか。そのタンパク質は接種したワクチンに影響を与えるほどのものなのか──。こうした問題の解明にナレインは乗り出している。

「AIは世界の諸問題にかかわったり答えを出したりはしませんが、人間を助けて問題を解決しやすくします。より具体的かつ正確に問題に対処できるように人間の力になります。生物学の未知の領域にわれわれを導くのです」

そう語るナレインは、人間の生態とインフルエンザウイルス、双方に関する研究に期待を寄せている。こうした研究によって、ワクチンを微調整し、より効果を高める新たな方法を開発できると考えている。

トンプソンとナレインの方法はかなり異なるものの、意見が一致している点もある。

現在のインフルエンザワクチンの変化に伴い、インフルエンザウイルスも変化しないわけにはいかないという点だ。

ワクチンがカバーするウイルスはとても変化しやすいので、壊滅的なインフルエンザの大流行の恐れが大きく迫っている。1918年から1920年に1億人もの人々を死に追いやったスペイン風邪のようなインフルエンザがいつ流行してもおかしくない。ナレインは言う。

「いまやインフルエンザの世界的な大流行は、人類最大の脅威なのです」

TEXT BY MATT REYNOLDS
TRANSLATION BY MADOKA SUGIYAMA

WIRED(UK)