1976年8月26日、ザイール地方（現コンゴ民主共和国）の小さな村ヤンブクで時限爆弾が爆発した。エボラとして知られる糸のようなウィルスが出現し、感染者は出血熱と呼ばれる数々の恐ろしい症状を発症し、約90％が死に至った。地球上で最も致命的な天然由来の病原体の一つと認識されるまでに、時間はかからなかった。そして今、アリゾナ州立大学(ASU) Biodesign Institute（バイオデザイン研究所）のチャールス・アンツェン博士は、ASUとアリゾナ大学医学部（アリゾナ州フェニックス）、そして米国陸軍感染医学研究所（メリーランド州フォートデトリック）の研究者達と共に、この恐ろしいウィルスに対するワクチンの開発に向かって研究を進めている。
この研究結果は、ラリー・ザイトリン博士率いるカリフォルニア州サンディエゴMAPP医薬品の共同研究チームのコンパニオン紙と共に、2011年12月5日付けのProceedings of the National Academy of Science誌にオンライン版に掲載された。
アンツェン博士のグループは、エボラに対する植物由来のワクチンが、マウスモデルで強力な免疫力を発揮することを実証した。この努力が実を結べば、エボラワクチンを米国で使用するために備蓄することも可能である。そうすれば、感染が突発した場合、またはバイオテロで武器化されたウィルスが兵士や社会環境に対して放出された場合などに役立つであろう。有り難い事に、今までエボラ出血熱の大流行は稀であった。しかし、アンツェン博士のような研究者にとってこれはチャレンジを意味するのである：「HIVのような他の致命的なウィルスの発生には、共通するパターンがあり、ワクチンのテストを可能にします。例えば、AIDSワクチンの研究は現在、疾患の発生率が高いタイの2カ所で進行中です。これとは対照的に、エボラの発生はつかの間で、予測できないものが多々あります。」このような理由から、アンツェン博士はエボラワクチンが予防接種に使用されることはないと強調する。つまり、インフルエンザやポリオなどに対する一般的なワクチンとは違うのだ。その代わりに、ウィルスが突発的に大発生した際に使用出来るだけのワクチンを保管しておくのだ。
エボラは、曲がりくねった糸状の形が特徴のフィロウィルス科の一種である。フィロウィルスは、エボラウィルスとマールブルグウィルスの二つに大きく分類される。エボラ出血熱が初めて大流行したエボラ川沿いにあるヤンブクでは、318例の感染者中280例が死亡した。その後まもなく、近くのスーダンでは284例中151例が死亡した。ヤンブクの地元の小さな病院では、17名のスタッフの内11人が死亡し、病院自体がシャットダウンされた。この疾患のリザーバーはコウモリだと思われる。サルを含む霊長類がコウモリを食べたり、コウモリの落とした果実を食べたりすることで感染する。感染した動物は刺咬を介して、またはアフリカの一部の地域で一般的である霊長類を食べることによって、人間に病気を広めることが出来る。疾患の経過は残酷である。時には出血熱を起こし、消化管、目、鼻、膣や歯肉の粘膜から重度の出血を引き起こす。非常に高い死亡率と、身の毛もよだつ症状が世間の注目を引き、数多くの映画や本の題材にされている。リチャード・プレストンのホットゾーンは特に有名である。
アンツェン博士は、エボラに対するヒト用のワクチンはいまだ存在しないが、一方で、強力な候補が上がっていることを指摘した。動物モデルと良好な結果が得られているものもあるが、ウィルスに対する防護の観点から実用的な欠点がある。「これらの既存のワクチン候補の全てが遺伝子改変されたライブウィルスです。この種のワクチンは、保管に非常に厳重な注意を払う必要があり、数ヶ月の期間に効力を失う傾向があります。もし、パンデミックに準備するために何年間も液体窒素の温度で維持する必要があるとしたら、それは非現実的です。」と、アンツェン博士は説明する。現在利用可能なワクチンの内、一部（例えばインフルエンザ用）は卵で、いくつかは動物の培養細胞で、そしていくつかは酵母で生産されている。アンツェン博士のチームは、ワクチン生産のためにタバコ工場を製薬工場に代えるという、全く別のアプローチ法を考えだした。エボラワクチンのDNAのブループリントを作成し、特殊な菌を使用してそれをタバコの葉に注入した。「ブループリントが各葉の細胞をミニチュアの製造ユニットに代えるのです。」と、アンツェン博士は説明する。現在の研究では、ワクチンのブループリントはエボラウィルスの表面タンパク質（GP1）とGP1とバインドするようカスタマイズされたモノクローナル抗体を融合することによって設計された。結果として生じる分子の逆末端が、棒状の磁石のように互いを引きつける。ワクチン分子が互いに結合すると、エボラ免疫複合体(EIC)が形成される。「免疫学ではこれは、私たちの免疫システムにとってはるかに認識しやすいものが出来るということになります。同一の分子のコピーを多く持っているので、リピーティングアレイと呼ばれます。」と、アンツェン博士は説明する。
ワクチンの“ブループリント”がタバコの葉に注入されてから2週間以内に、葉の他の細胞成分からの精製を可能にするために十分な量のEICが蓄積する。研究者はマウスに精製サンプルを接種し、その免疫システムが強い反応を見せたことを示した。
しかし、ワクチンの最終検証では、接種されたマウスがエボラウィルスの感染に耐えることが出来ることを示さなければいけなかった。ウィルスを扱う際の危険性を考慮し、この実験は格納設備の整っているメリーランド州米国陸軍医学研究所の研究者によって実施された。結果、ワクチン接種したマウスの感染保護レベルは、以前行われた実験でベストの結果を出したワクチンのそれと同等であることが判明した。ワクチン製造にタバコを使用する利点は著しい。植物を育てるための初期コストは、これまでの製薬設備の設計よりもはるかに安価である。さらに、タバコの葉から輸出した物質の精製は非常に簡単に出来、噴霧乾燥またはフリーズドライで長期常温保存が可能な安定した化合物が出来る。
これは、エボラワクチンにとって不可欠である。なぜなら、エボラワクチンは感染が大流行した場合のみ使用するために備蓄されるからだ。通常、ワクチンの保護品質を向上させるために、免疫調節因子であるアジュバントが入れられる。ほとんどのワクチンは、FDA認定済みのミョウバン（または水酸化アルミニウム）を含む。
植物由来のエボラワクチンの場合、ミョウバンはEICを同時投与されたマウスの生存率を改善しなかった。その代わりに、PICとして知られるトール様レセプター(TLR)アゴニストがEICとタンデムに投与されると、生存率を劇的に改善することが発見された。TLRが身体の自然免疫システムの一部であり、マクロファージや樹状細胞のような防御細胞が感染部位に誘引される炎症の過程に関与している。
アンツェン博士は、TLRアゴニストのPICが炎症部位を模範し、組織の損傷を引き起こす事なく免疫反応を増幅させると説明した。PICおよびEICの組み合わせを用いた実験において、マウスはエボラの致死チャレンジに対して80%の生存率を達成した。これは、既存のワクチン候補では最高である。PNASのコンパニオン紙では、MAPPバイオインフォマティクスのアンツェン博士の共同研究者が、本研究で使用されたモノクローナル抗体を作成するためのプロセスを概説している。
アンツェン博士によると、エボラ感染の治療は、おそらくウィルスを直に攻撃するための即効性の抗体を注入する方法が取られる。これは受動免疫とワクチンを組み合わせた方法で、防御免疫応答（能動免疫）を刺激する。この方法は、他のウィルス感染症、特に狂犬病などによく使用される。「我々の2つの論文を合わせると、これからの画が見えてくるでしょう。タバコを使って、ポスト・エボラ感染の試薬の両方を製造、防御用に備蓄することができます。」とアンツェン博士は説明する。
植物由来のフィロウィルスワクチンの次なるステップは、これらの糸のようなウィルス全てをカバーする防御法を、EICプラットフォームを使用してデザインすることである。
簡単な精製プロトコールを持つこの方法は、これまで糖タンパク質の抽出が困難であったC型肝炎やデング熱など、他の病原体の場合にも使用される可能性を持つ。この努力が実り、米軍で備蓄可能な感染後治療の生産が成功すれば、遠方での大流行に備えてワクチンを伝染病予防センターに置く事も可能になる。
[BioQuick News: Progress Made Toward Vaccine for Ebola Virus">
