COVID-19 の経鼻ワクチンはまだ開発の初期段階にあります
[公開日] 2022 年 12 月 14 日午前 8 時 14 分 EST
[著作者] Michael W. Russell
Pfizer-BioNTech と Moderna の mRNA ワクチンは、COVID-19 による死亡と重度の感染を防ぐ上で大きな役割を果たしてきました。 しかし、研究者たちは、ワクチンの有効性を改善するために、ワクチンの投与方法を含め、ワクチンへの代替アプローチを開発中です。 バッファロー大学の免疫学者で微生物学者のマイケル W. ラッセル 名誉教授が、経鼻ワクチンがどのように機能するか、および現在 開発パイプラインのどの段階にあるかについて説明します。
免疫系はどのように病原体と戦うのでしょうか?
免疫系には、粘膜と循環系の 2 つの異なる要素があります。
粘膜免疫系 (mucosal immune system) は、体の粘膜表面を保護します。 これらには、口、目、中耳、乳腺およびその他の腺、消化管、気道、泌尿生殖器が含まれます。 これらの表面を覆う粘着性分泌物中の抗体やその他のさまざまな抗菌タンパク質、およびこれらの表面の内層にある免疫細胞は、侵入する病原体を直接攻撃します。
免疫系の循環部分 (circulatory part of the immune system) は、血流を介して内部組織や器官に送達される抗体と免疫細胞を生成します。 これらの循環抗体は通常、効果を発揮するのに十分な量では粘膜表面に到達しません。 このように、免疫系の粘膜区画と循環区画は大きく分けられ、独立しています。
粘膜免疫の主役はなんでしょう?
人々が最もよく知っている免疫成分は、抗体または免疫グロブリンとして知られるタンパク質です。 免疫系は、ウイルスやバクテリアなど、体が「非自己 (non-self)」と認識する病原体の侵入に反応して抗体 (antibodies) を生成します。
抗体は、特定の抗原: antigens (免疫応答を誘発する病原体の一部または生成物) に結合します。 抗体は、抗原に結合することで、毒素やウイルスの場合のように抗原を不活性化するか、追加の免疫タンパク質や細胞の助けを借りて細菌を殺すことができます。
粘膜免疫系は、分泌型 IgA または SIgA と呼ばれる特殊な形の抗体を生成します。 SIgA は、唾液、涙、鼻および腸の分泌物、母乳などの粘膜分泌物に存在するため、他の形態の抗体を容易に破壊する消化酵素に耐性があります。 また、ウイルスや毒素を中和し、細菌が臓器の表面を覆う細胞に付着して侵入するのを防ぐという点で、他のほとんどの免疫グロブリンよりも優れています。
病原体を殺すさまざまな種類の抗菌タンパク質や、抗体応答を生成する免疫細胞など、粘膜免疫系には他にも多くの重要な役割があります。
粘液は、粘膜免疫系の中心的な分泌物の 1 つです
COVID-19 ウイルスはどのようにして体内に侵入するのでしょうか?
人や他の動物のほとんどすべての感染症は、飲食、呼吸、性的接触などの粘膜表面を介して感染します。 主な例外には、傷からの感染、または昆虫やダニの咬傷によって運ばれる病原体が含まれます。
COVID-19 の原因となるウイルス、SARS-CoV-2 は、鼻、口、または目に入る飛沫またはエアロゾルを介して体内に入ります。 肺の奥深くまで到達し、過活動の炎症性免疫反応を引き起こすと、重篤な疾患を引き起こす可能性があります。
これは、ウイルスが免疫系と最初に接触するのは、おそらく鼻、口、喉の表面を通じてであることを意味します。 これは、唾液、鼻水、涙などの感染した人の分泌物に SARS-CoV-2 に対する SIgA 抗体が存在することによって裏付けられています。 これらの場所、特に扁桃腺 (tonsils) には、粘膜免疫応答を特異的に誘発する特殊な領域があります。
いくつかの研究は、これらの SIgA 抗体応答がワクチン接種または以前の感染の結果として形成された場合、または新しい感染に応答して十分に迅速に発生した場合、ウイルスが排除されるまで上気道に閉じ込めることによって深刻な病気を防ぐことができることを示唆しています。
経鼻ワクチンはどのように機能するでしょうか？
ワクチンは、口または鼻から粘膜経路で投与できます。 これは、粘膜免疫系を刺激する領域を介して免疫応答を誘発し、粘膜分泌物を誘導して SIgA 抗体を産生します。
いくつかの既存の粘膜ワクチンがあり、それらのほとんどは経口摂取されます。 現在、鼻から投与されるのはインフルエンザワクチンのみです。
経鼻ワクチンの場合、免疫系を刺激することを目的としたウイルス抗原が、鼻の粘膜または扁桃腺内の免疫細胞に取り込まれます。 鼻ワクチンが人々に作用する正確なメカニズムは十分に研究されていませんが、研究者は、それらが口腔粘膜ワクチンと同様に作用すると信じています。 ワクチン中の抗原は、粘膜部位の B 細胞を誘導して、IgA の型を分泌する形質細胞に成熟させます。 その IgA はその後、全身の粘膜分泌物に運ばれ、そこで SIgA になります。
鼻、口、または喉の SIgA 抗体が SARS-CoV-2 を標的とする場合、ウイルスが肺に落ちて感染を確立する前にウイルスを中和する可能性があります。
経鼻ワクチンは、針を嫌がる患者にとって、注射に代わるより親しみやすい代替手段となる可能性があります
粘膜ワクチンは COVID-19 に対してどのような利点があるでしょうか?
私は、個人を COVID-19 から保護する最善の方法は、ウイルスの侵入を阻止するか、少なくとも上気道に限定することであり、比較的ダメージが少ないと考えられます。
流行を制御するには、ウイルス感染の連鎖を断ち切ることが重要です。 研究者は、COVID-19 が通常の呼吸や発話中に広がり、くしゃみ、咳、叫び声、歌などの運動によって悪化することを知っています。 これらの放出は主に唾液と鼻の分泌物に由来するため、存在する抗体の主な形態は SIgA であるため、ウイルスに対する十分に高いレベルの SIgA 抗体を含む分泌物が中和され、それによってその伝染性が低下する可能性があるのは当然のことです。
しかし、既存のワクチンは SIgA 抗体応答を誘導しません。 注射されたワクチンは、主に循環 IgG 抗体を誘導します。これは、肺の重篤な疾患の予防に効果的です。 経鼻ワクチンは、ウイルスが最初に獲得される鼻および唾液の分泌物で SIgA 抗体を特異的に誘導し、より効果的に伝染を防ぐことができます。
経鼻ワクチンは、感染のホット スポットに注射されたワクチンを補うのに役立つ可能性があります。 針を必要としないため、注射への恐怖によるワクチンの躊躇を克服するのにも役立つ可能性があります。
研究者は、鼻の COVID-19 ワクチンの作成にどれくらい近づいているでしょうか?
世界中で開発中の経口または経鼻 COVID-19 ワクチンは 100 以上あります。
これらのほとんどは、動物モデルでテストされたか、現在テストされています。 多くの人が、血液や分泌物に防御抗体を誘導することに成功したと報告しており、これらの動物の感染を防いでいます。 ただし、人でのテストに成功したものはほとんどありません。 多くは、研究の詳細を完全に報告することなく放棄されています。
世界保健機関 (WHO) によると、2022 年後半の時点で 14 の COVID-19 経鼻ワクチンが臨床試験段階にあります。中国とインドからの報告によると、これらの国では経鼻または吸入ワクチンが承認されています。 しかし、これらのワクチンの承認を裏付ける研究の結果について、公に利用できる情報はほとんどありません。
この記事は、クリエイティブコモンズライセンス(CCL)の下で The Conversation と各著作者からの承認に基づき再発行されています。日本語訳は archive4ones(Koichi Ikenoue) の文責で行われています。オリジナルの記事を読めます。original article.
