新たなコロナウイルスワクチンが蛾から出現？科学者たちはワクチンを誰もが手頃な価格で入手できるようにするために懸命に取り組んでいる

新型コロナウイルスワクチンの登場で事態が好転することを人々は熱望しているが、現実的にはワクチンがあっても誰もがそれを買えるかどうかという問題がある。ワクチンの価格設定ではどのような要素を考慮すべきでしょうか?

予想通り、人類と新型コロナウイルスとの戦いは膠着状態に陥っているが、幸いなことに、人類側に有利な朗報が次々と届いている。最近、中国企業が製造したさらに2つの不活化新型コロナウイルスワクチンが臨床試験に入ることが承認され、108人のボランティアによる最初のワクチンの臨床試験まであと1か月を切った。

ハイテクノロジーの急速な発展は確かに人類の未来を救っていると言わざるを得ません。しかし、安全で効果的なCOVID-19ワクチンがいつ市場に出るかを心配するよりも、私たちがもっと心配する必要があるのは、たとえワクチンが出たとしても、誰もがそれを買えるかどうかだ。

（写真提供：CFP）

手頃な価格のCOVID-19ワクチンは蛾から「飛び出す」ことができるのか？

ワクチンの価格がどの程度引き下げられるかを議論したいのであれば、まずワクチンの価格がなぜ高いのかを理解する必要があります。

ウイルスが人体に侵入すると、その表面タンパク質の一部が抗原となり、人々に抗体を生成させます。ワクチン接種は、ウイルスが病気を引き起こさないようにし、人体にそのような抗体を持たせることを目的としています。この目標を達成するために、科学者たちはさまざまな技術を駆使して、生弱毒ワクチン、不活化ワクチン、組み換えタンパク質ワクチン、ウイルスベクターワクチンなど、さまざまな種類のワクチンを開発してきました。製造プロセスが異なるため、これらのワクチンにはさまざまな長所と短所があり、価格も大きく異なります。

現在、遺伝子組み換えなどの新興技術がワクチン業界に大きなチャンスをもたらしているものの、プロセスやコストなどの総合的な要因により、不活化ワクチンや弱毒生ワクチンに代表される従来のワクチンが依然としてワクチン市場の主力となっています。通常、このようなワクチンの製造には、ワクチンの製造に必要なウイルスを培養し分離するための「インキュベーター」として卵、細菌、動物細胞、昆虫細胞を使用する必要があります。

こうした背景から、各国は、流行の継続的な拡大をできるだけ早く抑制することを期待して、さまざまな技術を駆使して新たなコロナウイルスワクチンの開発に取り組んでいる。我が国では、研究者らが「五本柱」の戦略を採用し、不活化ワクチン、核酸ワクチン、組み換えタンパク質ワクチン、アデノウイルスベクターワクチン、弱毒化インフルエンザウイルスベクターワクチンを同時に開発し、安全で効果的なワクチンをできるだけ早く見つけようと努めています。西洋では、一部の科学者は効果的なワクチンを見つけたいだけでなく、例えば蛾の害虫を使って新しいコロナワクチンを開発するなど、ワクチンのコストをできるだけ下げたいとも考えています。

フランスの製薬大手サノフィは最近、グラクソ・スミスクライン（GSK）と提携し、FluBlok組み換え四価ワクチン技術を最大限に活用して新型コロナワクチンを開発する計画を発表したとみられる。この工程のハイライトは、使用する「原材料」が普通の卵ではなく、農家にとって頭痛の種であるヨトウガであるという点です。

外来種であるヨトウガは、近年、我が国の多くの地域で農業に深刻な脅威をもたらしています。この研究開発が成功すれば、世界中の科学者に「廃棄物を宝物に変える」より効率的で経済的な方法を提供し、新たなコロナワクチンを生産できるようになるかもしれない。

▲ヨトウムシの幼虫（出典：TheVaccineReaction）

簡単に言えば、この技術では、必要な細胞をヨトウムシの卵巣から抽出し、遺伝子編集されたウイルスを使用してこれらの蛾の細胞に感染させ、これらの細胞がウイルスの表面にタンパク質を生成するようにする必要がある。抽出と精製の後、研究者はこれらの精製されたタンパク質を他の必要なアジュバントと混合して最終的にワクチンを作ります。ワクチンを注射すると、これらの防御抗原タンパク質が人間の免疫システムを刺激し、体が事前にウイルスの侵入を「リハーサル」し、将来実際に起こるかもしれない危険に備えることが可能になります。

サノフィとグラクソ・スミスクラインのワクチンが成功するかどうかはまだ不明だが、この技術は「誰もが新型コロナワクチンを買える」可能性をさらに広げる。卵を原料とする従来の「鶏胚」ワクチンと比較すると、昆虫を使って開発されたこの抗ウイルスワクチンは、特に大規模生産において明らかな利点がある。

一方、この技術はタンパク質生産サイクルが短く、効率が高く、スループットが大きいため、大規模生産の目標を達成しやすくなります。一方、タンパク質の栽培プロセスはリスクが低く、鶏に対する鳥インフルエンザの脅威による大きな変化は生じません。リスク管理が簡単で、栽培コストも比較的リーズナブルです。ワクチンの有効性に関する不確実性が高く、ウイルスが急速に変異する場合、この昆虫製造プロセスはより費用対効果が高くなります。このクラウンワクチンで言及されている秋ツトガのほかにも、キャベツの幼虫も抗ウイルスワクチンの原料として広く使用されていることが分かっています。

インフルエンザワクチンはこんなに高価ですが、原因は卵なのでしょうか？

「蛾」は本当に安全で効果的かつ安価な新型コロナウイルスワクチンを飛び出せるのか？ 「ゴミを宝に変える」ことが成功するかどうかはまだ不明だが、一つ確かなことは、新型コロナウイルスが「インフルエンザ2.0」として人類を長期間苦しめることになるとすれば、ワクチンが安価になればなるほど、より多くの人々の健康を守れるということだ。しかし、現実は残酷なことが多い。新しいワクチンの研究開発投資に対する要求がいかに高いかは言うまでもなく、研究開発費が最も安い鶏胚ワクチンの価格を下げることさえ非常に難しい。

インフルエンザワクチンを例に挙げると、現在では卵を使って作られる従来のインフルエンザワクチンが、依然としてインフルエンザワクチン市場の主流となっています。その理由は、一方では、インフルエンザウイルスを培養する過程において、動物細胞による「ウイルス培養」の効率が理想的ではなく、コストが極めて高く、費用対効果が低すぎるためである。一方、細菌や動物細胞、植物細胞をウイルス培養器として使用するのに比べ、卵自体には卵白など「ウイルス培養」に適したさまざまなタンパク質が含まれており、さまざまなインフルエンザウイルスの「繁殖地」として非常に適しています。さらに、鶏胚を原料とした「苗」は、長い歴史を持つ伝統的な製法であるため、安全性が高く、輸送も容易で、経済的です。

では、最も手頃な卵ベースのインフルエンザワクチンは、誰もが接種できるほど安いのでしょうか?まだ難しそうですね。胚由来のインフルエンザワクチンでさえ、なぜこんなに高価なのでしょうか?誰かを責めなければならないとしたら、それぞれのワクチンの背後にある「繊細な」卵を責めるしかない。

まず、ワクチンの培養液として使えるのは受精卵だけなので、普段スーパーで買える普通の卵は「ウイルスを孵化させる」のに使えません。同時に、これらの「孵化場」を生産できる鶏を育てるには、純粋な天然飼料のみを与え、十分な生活空間を確保するなど、多くの複雑な要件があります...これらの条件が満たされると、30〜56週の間に生まれた鶏だけが卵を産むために保持されます。卵は産まれた後、10日以上孵化させ​​、最終的に「毛卵」のような状態になって初めて実際に利用できるようになります。

現在、多くの国ではワクチン卵の育成に関わるあらゆる面の安全レベルを「国家安全保障に関わる」と分類しています。養鶏場の場所は国家機密であり、警備のために多数の警備員が配置されるだけでなく、養鶏場からバイオセーフティーレベル3の研究所に卵を移送するプロセスにもボディーガードが配置され、輸送プロセス全体を監視します。

▲米国ペンシルベニア州のワクチン卵農場の作業員が使用する卵を選別している（出典：CNN）

これらの厳しい条件が満たされれば、これらの「優れた起源」の卵子はワクチンの開発に使用できるのでしょうか?もちろん違います。

まず、最初のスクリーニングに合格した卵は、別の手作業によるスクリーニングプロセスを経る必要があります。研究者たちは卵検査装置を使ってすべての卵を検査する。卵殻に透明でふっくらとした血管がある卵だけが保存され、残りの「毛深い卵」は廃棄される。上記のすべての手順を完了すると、消毒された卵は真に無菌バイオリアクターとみなされ、ウイルス株の「インキュベーター」として使用できます。

▲技術者がインフルエンザウイルス株を卵に注入する（出典：CNN）

その後、これらの選択された「鶏の胚」はベルトコンベアに載せられ、ウイルスの注入を完了するために送られます。具体的には、ウイルスを希釈して、人間の赤ちゃんの羊水に似た鶏の胎児の尿膜腔に注入します。敏感な細胞が豊富に存在する、密閉された無菌の一定温度環境では、ウイルスは急速に増殖し、最終的には多数のウイルスに増殖する可能性があります。全体のプロセスを完了するには少なくとも 50 ～ 60 時間かかります。この期間中、この「ウイルスの卵」は、温度や光など、多くの外部要因に対して極めて高い要求をします。

最後に、「ウイルスの卵」が本当に「成熟」すると、研究者は卵の上部のカバーを持ち上げ、針を使って尿膜腔内の赤みがかった鶏の胚液を滅菌瓶に注入します。この時点で、生物学的インキュベーターとしての卵の使命は完了します。その後、これらの液体は、精製や不活化などの一連の複雑で高度なプロセスを経なければ、最終的に私たちがよく知っているワクチンにはなりません。

▲ニワトリ胚の尿膜腔内でのウイルス培養の模式図（イラスト：北京科学技術ニュース/王雪英）

1930年代以降、人類は卵を使ってワクチンを開発しようと試み始めました。継続的な技術の向上によりコストは低下しているものの、各リンクには依然としてさまざまなリスクが存在しており、「鶏胚」ワクチンのコストは依然として高いままです。遺伝子組み換え技術の発達によりワクチン製造の可能性は広がったが、世界中の多くのインフルエンザワクチンは過去80年間、依然としてこの「鶏胚」プロセスを使用している。

米国疾病予防管理センターのデータによると、2020年2月時点で米国で流通しているインフルエンザワクチン1億7,400万回分のうち82％が「鶏胚」から作られており、米国政府はこれら1億4,000万個の適格な「高品質卵」を培養するためだけに数十億ドルを投資している。 2017年に公開された文書によると、高品質のワクチン用卵を入手するため、米国保健福祉省は養鶏会社と3年間の協力協定を結び、同社から提供される卵の1年間の安定供給を得るためだけに4200万ドルを投資していた。

これほど多くの段階を経てワクチンの価格を下げるのはどれほど難しいのでしょうか?

実際、研究開発投資から大量生産、市場での販売まで、ワクチン1回分の価格設定に影響を与える要因は数多くあります。

製品開発段階では、ワクチンの主なコストは研究開発研究所と専門家への投資に集中しており、その原価は少なくとも5億ドルになります。特許料を簡素化したり、成熟した既存の技術を利用して新しい品種を開発したりできれば、このリンクにかかるコストは 1 億 3,500 万ドルから 3 億 5,000 万ドルにまで削減できます。

▲Seqirusのワクチン研究開発および生産設備（出典：Seqirus公式サイト）

工場建物と設備の面では、ワクチン費用には主に土地取得、工場建設、設備購入、および関連するメンテナンスが含まれます。この段階でのコストは、サイトの複雑さや自動化の程度などのさまざまな要件に応じて、最高 7 億ドル、最低 5,000 万ドルになる可能性があります。例えば、世界最大のバイオ医薬品企業であるファイザーは、小児用肺炎球菌ワクチン「プレベナー13」の開発と生産に5年を費やし、6億ドルを投資し、最終的に適格な新しい研究開発および生産工場を建設しました。同じラインで生産できるワクチンは、この分野における企業の投資を大幅に削減するだろう。使い捨てでリサイクルできないシステムを使用したり、機器の自動化レベルを下げたりすることでも、この分野でのコストを削減できます。

人的資源の面では、製造にかかる人件費は通常、総生産コストの 1/4 を超えませんが、企業は IT サポートや専門家の評価費用などの分野で依然として多額の費用を費やす必要があります。従来のワクチンの評価費用は 25,000 ～ 100,000 米ドルの範囲で、年間料金は 140,000 米ドルに達することもあります。

上記の固定投資に加えて、ワクチンが研究室から出て実際に市場に出るまでの承認プロセスには、依然として多くの人的資源、エネルギー、物質的資源が必要です。ファイザー社の最初のプレベナーワクチンが市場に出るまでに14年かかりました。

▲新型コロナワクチンの研究開発には、多くの人材、物資、資金が必要である（図注：フォートラス）

通常のワクチンですらこれほど巨額の資金援助が必要なのに、世界中で緊急に必要とされている新型コロナウイルスワクチンの状況はさらに厳しい。カナダ政府は企業の不安を軽減するため、3月初旬にカナダの機関によるワクチン開発を支援するために2億7500万ドルを投資すると発表した。同様に、米国生物医学先端研究開発局も、他の企業とワクチンを共同開発するために10億ドルを投資すると発表した。

しかし、この国家資金によって、誰もが新型コロナウイルスワクチンを接種できるようになるのだろうか？結局のところ、政府の支援は初期の資金調達の困難を解決することしかできない。企業が自主的にワクチンを開発・生産することを促進できるかどうかが、ワクチンの運命を決める鍵となる。

エボラウイルスワクチンを例に挙げると、2000年初頭に研究開発に入ったrVSV-ZEBOVワクチンは、2019年まで承認されませんでした。この間、臨床試験でその有効性が証明されましたが、市場の需要は主に経済力が限られている貧しい国にあり、ワクチンの価格設定は企業の開発に追いつかず、最終的にエボラrVSV-ZEBOVワクチンは長期棚上げに至りました。

大きな需要がある新型コロナウイルスワクチンは、「企業の自主性」と「適正な価格設定」の矛盾を解決し、企業が生産・製造に意欲的でありながら、誰もが購入できる価格を実現できるのだろうか。この点に関して、米国保健福祉省のアレックス・アザー長官は、状況は楽観的ではないと考えている。彼は、国家財政の支援にもかかわらず、新型コロナワクチンの価格が「手頃な」レベルに達しない可能性があることを認めた。米国では、貧困層がワクチンを手頃な価格で購入できるようにするという考えは現実的ではない。

対照的に、わが国では、臨床研究への参入が承認された最初のワクチン製造業者として、シノファームグループ、中国国家バイオテクノロジーグループ、武漢生物製品研究所、北京シノバックバイオテックなどの企業が、研究開発の過程でベロ細胞不活化ワクチンを選択しました。このプロセスでは、鶏の胚や昆虫の細胞ではなく、動物の細胞、つまりマカクの腎臓細胞が使用されます。一方で、ベロ細胞を使用してワクチンを製造することの利点は、製造プロセス中の汚染を効果的に削減できること、副作用が少ないこと、より安全であることなど、確かに明らかですが、その一方で、製造コストが高いという無視できない欠点もあります。

高価ですが必要なものです。人類は新型コロナワクチンの開発コストと市場価格をどうやって調整できるのでしょうか?これはワクチンの開発よりも答えるのが難しい質問かもしれないが、中国の答えは「科学研究部門は経済的利益ではなく、人々の健康だけを計算している」というものだ。

参考文献

1. スタンレー・プロトキン、ジェームズ・M・ロビンソン著「ワクチン製造の複雑さとコスト - 概要」

2.https://www.statnews.com/2020/04/14/glaxosmithkline-sanofi-coronavirus-vaccine-collaboration/

3.https://thevaccinereaction.org/2017/10/armyworms-used-to-make-flublok-influenza-vaccine/#_edn4

4. https://www.cms.gov/Medicare/Medicare-Fee-for-Service-Part-B-Drugs/McrPartBDrugAvgSalesPrice/VaccinesPricing

5. https://www.nytimes.com/2014/07/03/health/Vaccine-Costs-Soaring-Paying-Till-It-Hurts.html

6.https://edition.cnn.com/2020/03/27/health/chicken-egg-flu-vaccine-intl-hnk-scli/index.html

記者 王雪英 執筆 劉昭 編集

ニューメディア編集者/陳玄志

制作：サイエンス・セントラル・キッチン

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