木曜日に発表された研究で詳述されている技術が実現すれば、将来のワクチンは注射ではなく深呼吸で投与されるようになるかもしれない。マウスと霊長類を用いた概念実証研究は、ワクチンが免疫系を訓練するという役割を担うために、肺から血流に安全に吸収されることを示唆している。著者らは、この研究が将来、喘息やその他の呼吸器疾患に対する新たな吸入治療の開発にも活用されることを期待している。
この技術は、ニュージャージー州ラトガース大学の研究者によって開発されました。細菌に感染するウイルスであるファージを用いて作用すると考えられています。ファージは仲間の微生物だけを捕食するため、人体に本質的に害を及ぼすことはありません。実際、ファージは殺菌能力があることから、抗生物質の代替として数十年にわたって使用されてきました。そして、近年の抗生物質耐性危機により、ファージ療法への関心が再び高まっています。
研究者たちは、ファージを新しいタイプのワクチンに転用できないか研究している。ファージは、特定のタンパク質分子を表面に表示するように改変することができ、これらのタンパク質を作成するための指示を遺伝子内に埋め込むことができるため、高度にカスタマイズ可能となる。これらのファージはその後、ヒトの細胞に侵入し、免疫系にコロナウイルスのような脅威を認識させる抗原などのペイロードを送達することができる。しかし、ファージはいわば人を気にしないため、実際の感染症のように細胞内で複製したり、その他の毒性作用を引き起こしたりすることはないはずである。それに加えて、ファージは容易かつ安価に大量生産でき、過酷な環境でも生存でき、生存を維持するために極寒の温度を必要としない。これは、ファイザーとバイオンテックが最近開発したmRNAによる新型コロナウイルス感染症ワクチンなど、一部のワクチンが引き続き抱えている問題である。
この新たな研究は、ファージワクチンに関する既存の研究を基盤としていますが、新たな知見が加わっています。ラトガース大学のがん研究者で、本研究の著者であるワディ・アラップ氏によると、エアロゾル化され吸入しても安全なファージベースのワクチンを開発する方法を発見したとのことです。これは、肺細胞に存在する重要な受容体と相互作用する特定の分子、つまりリガンドを見つけ出し、それをファージに結合させることで実現しました。このリガンドによってファージは肺をすり抜けて血流に到達し、そこで科学者が標的とするあらゆる病原菌に対する免疫を体に付与するという役割を担うことになります。
マウスと非ヒト霊長類を用いた実験において、アラップ氏と彼のチームが開発したワクチンは、肺血流関門を無傷で通過することができ、肺の正常な機能には何ら変化を及ぼさないことが確認された。通過後、ワクチンはファージとそれらが運ぶタンパク質に対して、体内で強力な免疫反応を引き起こした。これはまさに彼らが期待していた結果である。この研究結果は木曜日に医学誌「Med」に掲載された。
科学者たちは長年、吸入ワクチンの開発に取り組んできました。注射や鼻に何かをスプレーするよりも便利で痛みも少ないだけでなく、より速く作用し、副作用も少ない可能性があります。しかし、アラップ氏によると、開発の限界の一つは、肺の実際の機能、特に物質が肺から体の他の部位にどのように吸収されるかについて、まだ多くの未解明な点があることです。彼らの研究の大きな意義の一つは、この謎の解明に一歩近づいたという期待です。この技術は、吸入ワクチンの枠を超え、様々な用途に応用できるはずです。最終的には、喘息、嚢胞性線維症、その他の呼吸器疾患の治療薬の送達に利用できる可能性があります。
「標的肺ワクチン接種は、リガンドを標的とした肺送達の多くの潜在的な応用例の一つに過ぎません」とアラップ氏はギズモードへのメールで述べた。「エアロゾル製剤は、薬剤や造影剤を肺に送達することも可能でしょう。」
もちろん、この研究はまだ初期段階です。しかし、研究チームは既により大規模な動物実験に取り組んでいるほか、SARS-CoV-2コロナウイルスへの応用に向けて、この技術の改良にも取り組んでいます。このワクチン技術が今回のパンデミックで実用化されなくても、将来重要な役割を果たす可能性はあります。というのも、mRNAワクチン（現在、世界で初めて承認されたCOVID-19ワクチン）が、まだ基礎研究の段階だったのは、それほど昔のことではないからです。
