なぜエイズワクチンはまだ存在しないのでしょうか?

著者: 孫才軍 (中山大学公衆衛生学院 (深圳)/中国科学院広州生物医学衛生研究所)

この記事はサイエンスアカデミー公式アカウント（ID: kexuedayuan）から引用したものです。

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エイズの予防と制御の状況は厳しい、それは誰もが知っている事実です。しかし不思議なのは、エイズがウイルスによって引き起こされる典型的な感染症であり、ワクチンはウイルスと戦うための人類の最大の発明であるということです。ワクチンを通じて、人々は天然痘を根絶し、ポリオ、B型肝炎、その他の感染症の蔓延を効果的に抑制してきました。これほど蔓延しているエイズに、なぜいまだに有効なワクチンがないのでしょうか?

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HIVは小さなウイルスだが、大きな脅威である

AIDS は「後天性免疫不全症候群」の略語であり、英語の略語 AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome) に由来しています。これは、ヒト免疫不全ウイルス (HIV) の感染によって引き起こされる慢性で進行性の致命的な病気です。エイズは1980年代初頭に発見されました。当時、それはまさに末期の病気でした。同様の症状を示した患者のほぼ全員が、ウイルスによる日和見感染と全身臓器不全で急速に死亡した。

HIVウイルスは、主に性行為（同性愛、異性愛）、血液（不潔な注射、不潔な手術、不潔な輸血や献血の履歴など）、母子感染の3つの経路を通じて人体に感染します。

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純粋に生物学的な観点から見ると、このウイルスはゲノムがわずか 10kb で、9 つの遺伝子しかエンコードできないため、非常に「小さい」ものですが、それが引き起こす害は非常に「大きい」ものです。世界保健機関（WHO）と国連エイズ合同計画の最新データによると、世界には依然として3,690万人のHIV感染者がおり、約3,540万人がエイズで死亡している。言い換えれば、HIVウイルスは地球上で少なくとも7000万人に感染しており、これは第二次世界大戦の死者数よりも多い。そして、感染者数は今でも年間約200万人の割合で増加しています（2017年は180万人）。

私の国におけるHIV/AIDSの流行も非常に深刻です。 2018年に昆明で開催された第5回全国エイズ学術会議のデータによると、わが国には少なくとも82万人のHIV/エイズ感染者がおり、その急速な増加傾向は抑えられていない。たとえば、2017年だけで135,000件の新たな感染が発見されました。さらに心配なのは、我が国のエイズ流行が、麻薬中毒者や売血者などの地元の高リスクグループから、一般住民の間での性行為による感染へと移行し、新規感染者の95%以上が同性愛または異性愛の性行為を通じて感染していることです。

エイズワクチンの開発はなぜ難しいのでしょうか?

人類はワクチンを通じて天然痘を根絶し、ポリオやB型肝炎など多くの感染症の蔓延を効果的に抑制してきました。ワクチン接種による感染症の予防は、20世紀における人類の最大の公衆衛生上の成果の1つであり、「ワクチン接種が人間の死亡率を下げ、人口増加を促進する効果は、抗生物質とは比べものにならないほど大きい」とされています。

しかし、人類はまだHIVに対する効果的なワクチンを持っていません。

エイズが人類に初めて発見され報告されたのは 1981 年で、HIV ウイルスは 1983 年に分離されました。当時の人々は非常に楽観的で、病原体がすぐに発見されたため、他のウイルスワクチンの開発経験をそのまま踏襲するだけでエイズワクチンをすぐに開発できると信じていました。

1984年早くも、米国公衆衛生局長官はエイズワクチンが2年以内に利用可能になると発表した。それから 10 年以上経った 1997 年、クリントン米大統領は自信たっぷりに「エイズワクチンのためのマンハッタン計画」を発表しました。これは、ルーズベルト大統領が 1939 年に発表した「原爆のためのマンハッタン計画」や、ケネディ大統領が 1961 年に発表した「有人月面着陸のためのマンハッタン計画」に匹敵する重要性を持つものでした。「36 年前、ケネディ大統領は月に到達するという目標を掲げ、私たちはそれを予定より早く達成しました。生物学の時代を迎えた今日、私たちは新たな国家的科学目標を設定しましょう。次の 10 年間をエイズワクチンの開発に捧げましょう。」

しかし、「原爆のマンハッタン計画」と「有人月面着陸のマンハッタン計画」がそれぞれ6年と8年を経て成功裏に完了した後、「エイズワクチンのマンハッタン計画」の発表から20年以上が経過した現在でも、エイズワクチンは未だ夢のままであり、エイズの流行は未だに世界中で猛威を振るっています。

効果的なエイズワクチンの開発は最も困難な科学的課題の一つとなっており、数え切れないほどの科学者が生涯をかけてこの課題に取り組んできました。エイズワクチンの開発は1980年代から始まっているが、エイズウイルスに対する人類の記録は0:200だ！そうです、エイズウイルスは200回以上も戦いに勝利してきましたが、いまだに有効なワクチンは存在しません。

エイズワクチンの開発が困難な理由は数多くありますが、主なものは次のとおりです。

1. HIV は非常に変異性が高く、72 種類の異なる形態に変化する可能性があるため、その痕跡を見つけるのは困難です。従来のワクチン研究方法はHIVと戦うのに効果がありません。

2. HIV ウイルスは犬の皮膚絆創膏のように宿主細胞のゲノムに組み込まれるため、細胞を殺さない限り除去できません。これは治療とワクチン開発の両方に大きな問題を引き起こします。

3. HIV ウイルスは人間にのみ感染し、他の種に感染して病気を引き起こすことはできません (オランウータンのいくつかの種は感染しますが、病気にはなりません)。したがって、HIVワクチンの研究には適切な動物モデルが不足しています。

4. 商業的要因現在のエイズ薬物療法では、患者は生涯にわたって薬を服用する必要があり、多くの製薬会社に莫大な利益をもたらしています。したがって、彼らはエイズワクチンの研究開発に投資したくない（公の場ではあまり興味がないと言うべきでしょう）。

Cohen より変更。科学。 2017年。有望なエイズワクチンの失敗で業界は混乱に陥る

エイズワクチン開発における「3大戦い」

エイズワクチンの研究開発の歴史を振り返ると、効果的なワクチンを見つけることは、空に向かって撃ち、干し草の山から針を探すようなものだと言えます。それは紆余曲折と躊躇のプロセスです。大小200回以上にわたる戦いを振り返ると、人間は常に負けるという受動的な状態にありながらも、諦めることはなかった。

エイズワクチンの研究は、体液性免疫を誘導するワクチン、 T細胞免疫を誘導するワクチン抗体免疫と細胞免疫の両方を誘導するワクチン。これらの段階は、人類が HIV ウイルスに対して開始した 3 つの主要な戦いに例えることができます。人類は、この3つの大きな戦いを経験した後、まだエイズという邪悪な病気から解放されたわけではないものの、前進し戦い続ける方向を見つけ、勝利の夜明けを迎えました。

最初の戦闘フェーズ

このキャンペーンの目標は、従来のワクチン戦略に基づいて、HIVに対する中和抗体を誘導することです。 1984年に始まったエイズワクチンの研究は、細胞性免疫の役割を考慮せずに、ウイルス感染を防ぐための抗体の誘導に重点が置かれていました。 2003年に欧州、米国、タイで完了したエイズワクチンの第3相臨床試験2件は、エイズワクチン開発の第1段階の研究成果を実際的な意味で臨床的に検証したものであった。結果は、単に抗体産生を誘発するワクチンには実際の予防効果がないということを示した。戦いはまだ終わっておらず、多くの科学者が依然として、広範囲にわたる中和抗体を誘導するための新たな免疫戦略の開発に取り組んでいます。

第2戦闘フェーズ

抗体誘導戦略における多くの失敗した実験の後、人類はエイズワクチン戦略の研究開発の方向性について考え始め、その努力のほとんどを別の方向に向けました。それは、ワクチンが効率的な細胞免疫反応を誘導できることを強調することです。

この段階のキャンペーンでは、細胞性免疫反応を誘発する組み換えウイルスベクターワクチン（ワクシニア、アデノウイルス、カナリア痘ウイルスなど）が主に使用されます。これは、理論上、細胞性免疫反応はウイルスの複製と感染を効果的に制御できるためであり、数学モデルでは、ウイルス量を1 log値減らすことで人口の感染率を効果的に減らすことができることも示されており、臨床試験でこのワクチンの応用の見通しを確認できます。

最も注目すべき成果の一つは、メルク社がヒトアデノウイルス5型をベクターとして開発したエイズワクチンです。しかし、2007年9月に発表された臨床試験の結果によると、細胞免疫反応を単純に重視するだけでは予防効果は得られない。このT細胞反応ワクチンの失敗は、間違いなくワクチンの研究開発分野に大きな打撃を与えました。かつては、エイズに有効なワクチンが開発できるかどうか疑問視され、業界全体が絶望の雰囲気に包まれていた。

第三戦闘ステージ

数え切れないほどの失敗を経験した後も、科学者たちは諦めませんでした。短い休憩の後、彼らはエイズウイルスに対する新たな攻撃を開始した。科学者は現在、効果的なエイズワクチンはバランスのとれた体液性免疫反応と細胞性免疫反応を同時に誘発する必要があると一般的に考えています。

ウイルス感染時には、中和抗体が第一防衛線として機能し、ウイルスを部分的に中和して、その後の細胞性記憶反応の活性化のための時間を稼ぐことができます。強力な細胞免疫反応により、ウイルスに感染した細胞を排除し、ウイルス量を減らすことができるため、人口における HIV の感染率を低下させることができます。したがって、この段階では、体液性免疫応答と細胞性免疫応答のバランスに焦点が当てられます。 DNAワクチン、生ベクターワクチン、多価タンパク質ワクチンが総合的に開発されています。さまざまなワクチンの複合免疫（プライム/ブースト戦略）がエイズワクチン開発の主流となっています。

米軍とタイが開発し、2009年9月に発表された新しい混合ワクチン（RV144）は、ヒトのHIV感染リスクを31.2％低減できる。人間に対して有効なエイズワクチンの開発の実現可能性が証明されたのは、人類史上初めてのことだ。この実験により、効果的なエイズワクチンの開発への希望が生まれました。究極的に効果的なエイズワクチンを見つけるために、私のチームを含む研究者たちは、複数の異なるタイプのワクチンを組み合わせて使用​​し、最適な組み合わせを見つけようとしています。

データは IAVI 臨床試験データベースから取得されます。

結論

今世紀の前例のない敵であるエイズを克服する旅において、数え切れないほどの科学者がこれまでも、現在も、そしてこれからも生涯を通じてエイズと闘い続けます。

高活性抗レトロウイルス療法（「カクテル療法」とも呼ばれる）は、エイズの進行を効果的に抑制し、感染者が「普通の人のように」尊厳を持って生活できるようにしますが、この療法はウイルスを一時的に「制御」するだけで、体内のウイルスを完全に排除することはできません。投薬が中止されれば、抑制されたHIVウイルスは、まるで「封印のお守り」を外された五本指山の下の猿のように、自らの原始的な力で回復するだろう。したがって、エイズ患者は一度感染すると、生涯にわたって薬を服用しなければなりません。

エイズの流行を完全に抑制し根絶するためには、予防が最善の方法です。予防には行動介入とワクチン接種が含まれます。行動介入には、健康と衛生に関する教育の宣伝を強化することが含まれます。薬物使用者に対するメサドン代替療法と清潔な注射針の推進。危険な性行為を避け、安全な性行為に関する知識を広め、清潔を保つこと。感染が発見された場合はできるだけ早く医師の診察を受けるようにしてください。効果的なエイズワクチンが開発されるまでは、行動介入がエイズを予防する効果的かつ必要な手段となります。

人類の究極の目標は、より科学的かつ効果的にHIV感染を防ぐことであり、効果的なエイズワクチンを開発することであるはずだ。エイズワクチン開発の長い道のりにおいて、科学者たちは懸命に努力し、決して諦めませんでした。著者の研究チームは長年、エイズの予防と治療のための新しい戦略の研究に重点を置いてきました。ワクチン設計、免疫療法、感染メカニズムなどにおいて数々の革新的な課題を遂行し、一連の新たなエイズワクチン戦略を模索してきました。エイズワクチンが成功するまで人類は何年待たなければならないのでしょうか？まだ明確な数値的な答えは出せませんが、解決に向かっています…

参考文献:

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