新しい技術は、野生生物がエボラ出血熱、狂犬病、その他のウイルスを広めるのを防ぐことを目的としています。病原体が動物から人に飛び移るのを防ぐことで、次のパンデミックを防ぐことができます。
それが戦う病気と同じくらい伝染性のある治療法を想像してみてください。これは、宿主の体内で複製して近くの他の人に拡散し、微生物の攻撃から全人口を迅速かつ簡単に保護できるワクチンです。それは、自己拡散ワクチンを開発するために物議を醸している研究を復活させている世界中のいくつかのチームの目標です。
彼らの希望は、野生動物間の感染症の伝染を減らし、それによって、COVID-19パンデミックを引き起こしたウイルスであるSARS-CoV-2で起こったと多くの専門家が信じているように、有害なウイルスや細菌が野生生物から人間に飛び移るリスクを減らすことです。
米国疾病管理予防センターは、すべての既知の感染症の60％と、新規または新興感染症の75％が人獣共通感染症であると推定しています。科学者は、なぜ、いつ、どのように新しい人獣共通感染症が発生するかを予測することはできません。しかし、そうすると、これらの病気はしばしば致命的で、制御するのに費用がかかります。さらに、多くの研究者は、気候変動、生物多様性の喪失、および人口増加が彼らの広がりを加速すると予測しています。
ワクチンは病気の蔓延を防ぐための重要なツールですが、野生動物はそれぞれを見つけ、捕獲し、ワクチン接種し、解放する必要があるため、ワクチン接種は困難です。自己拡散ワクチンは解決策を提供します。
ゲノム技術とウイルス学の進歩、および病気の伝染のより良い理解は、ある動物から別の動物に広がる遺伝子操作されたウイルスを作り、感染ではなく病気に対する免疫を与えるために1980年代に始まった研究を加速させました。
研究者たちは現在、エボラ出血熱、ウシ結核、および西アフリカの一部で毎年30万件以上の感染を引き起こすラットによって広がるウイルス性疾患であるラッサ熱に対する自己拡散ワクチンを開発しています。このアプローチは、狂犬病、ウエストナイルウイルス、ライム病、ペストなどの他の人獣共通感染症を対象に拡張することができます。
自己拡散型ワクチンの支持者は、人獣共通感染症のスピルオーバーが発生する前に、動物に広がる感染症を破壊することで公衆衛生に革命を起こす可能性があり、次のパンデミックを防ぐ可能性があると述べています。
しかし、これらのワクチンに使用されているウイルスは、それ自体が変異したり、種をジャンプさせたり、生態系全体に壊滅的な影響を与える連鎖反応を引き起こしたりする可能性があると主張する人もいます。
オックスフォード大学のFutureofHumanityInstituteのバイオセキュリティ研究者であるJonasSandbrinkは、次のように述べています。「それを動物の集団に設定することから始めたとしても、遺伝的要素の一部が人間に戻ってくる可能性があります。」
最初で唯一の自己拡散型ワクチンの野外試験
1999年、獣医のホセマヌエルサンチェスビスカイノは、研究者チームを率いてスペイン東海岸沖の島、イスラデルアイレに行き、ウサギ出血性疾患と粘液腫症の2つのウイルス性疾患に対する自己拡散ワクチンをテストしました。どちらの病気も人間に感染しませんが、当時、彼らは両方とも数十年の間、中国とヨーロッパ全体で国内および野生のウサギの個体数を減少させていました。
両方の病気の伝統的なワクチンが家兎に使用されましたが、繁殖が速いことで有名な野生のウサギを捕獲してワクチン接種することは、乗り越えられない仕事でした、とSánchez-Vizcaínoは説明します。彼は自己拡散ワクチンに大きな可能性を見出した。
研究所では、当時スペインの動物衛生研究センターの所長であったサンチェス・ヴィスカイノと彼のチームが、ウサギ出血性疾患ウイルスから遺伝子を切り出し、それを軽度の粘液腫ウイルス株のゲノムに挿入しました。粘液腫症を引き起こします。最終製品は、ウサギ出血性疾患と粘液腫症の両方から保護するハイブリッドウイルスワクチンでした。Sánchez-Vizcaínoは、ワクチンが元の病気の原因となる粘液腫ウイルスと十分に類似しているため、野生のウサギの間でまだ広がるだろうと仮説を立てました。
島では、研究チームが147匹のウサギを捕獲し、首にマイクロチップを配置し、それらの約半分にワクチンを投与し、すべてを野生に戻しました。次の32日間、ワクチン接種されたウサギとワクチン接種されていないウサギは通常通りに生きました。研究者が最初にワクチン接種されていなかったマイクロチップのウサギを再捕獲したとき、彼らの56％が両方のウイルスに対する抗体を持っていることを発見し、ワクチンがワクチン接種された動物からワクチン接種されていない動物にうまく広がったことを示しています。
この実験は、自己拡散型ワクチンの最初の概念実証フィールドテストであり、これまでに試みられた唯一の実験です。
2000年に、研究チームは、実際の使用の評価と承認のために、研究室と現場のデータを欧州医薬品庁（EMA）に提出しました。EMAは、ワクチンの安全性評価に関する技術的な問題を指摘し、これまで行われていなかった粘液腫ゲノムの解読をチームに要請しました。
チームは遵守するために2年間与えられましたが、資金提供団体はそれ以上の作業をサポートしませんでした、と当時博士号を取得したJuanBárcenaは回想します。Sánchez-Vizcaínoの下で働く学生。バルセナはもはや自己拡散ワクチン技術を支持していませんが、実験室および野外試験からのデータは、ワクチンが安全であり、その拡散がウサギの集団に限定されたままであることを示したと彼は言います。
それでも、バルセナは、遺伝子組み換え生物をめぐる躊躇と論争を考えると、EMAがワクチンを承認したことはないだろうと疑っています。
今日、自己拡散ワクチンの数学的モデリング研究を行っているアイダホ大学のスコット・ヌイスマー教授は、チームがそれ自体が致命的な粘液腫ウイルスを使用したため、サンチェス・ヴィスカイノのワクチンは現在の技術よりも多くのリスクをもたらした可能性があると述べました。ワクチンのためのその媒体。
Isla del Aireの野外試験の後、自己拡散ワクチンの研究はほとんど休止状態になりました。製薬会社は、設計上、自社の利益率を低下させる技術の研究開発に投資することに関心がなかったと、Sánchez-Vizcaínoは推測しています。
進行中のワクチン
この技術に対する新たな関心と資金が2016年頃に現れ、今日、いくつかの研究グループが動物用の自己拡散ワクチンを開発しています。
これらの新しいワクチンはそれぞれ、いわゆる組換えウイルスです。研究者はまず、抗原として機能する標的微生物からタンパク質を特定します。これは、ワクチン接種を受けた人や動物の免疫応答を引き起こす物質です。次に、研究者はワクチンを運ぶウイルスを選択し、それを広めます。これを行うために、研究者はターゲット集団から数匹の動物（エボラ出血熱の霊長類、ラッサ熱のラット）を捕獲し、それらの動物に自然に感染するウイルスを分離します。次に、ターゲットから遺伝物質を接合してワクチンを作成します。
これらのワクチンはそれぞれ、ヘルペスファミリーに属するグループであるサイトメガロウイルス（CMV）を使用しています。
CMVは、研究者がいくつかの技術的課題を克服するのに役立ちます。一つには、CMVは二本鎖DNAから作られた大きなゲノムを持っています。これは、それらの遺伝暗号がより安定しており、標的微生物からの追加の遺伝子に対応できることを意味します、と西オーストラリア大学の主任研究員であるアレックレッドウッドは言います。彼は2000年代初頭に自己拡散ワクチン研究を実施し、現在はCMVベースのラッサ熱ワクチンを開発するチームの一員です。
CMVはまた、一生宿主に感染し、強力な免疫応答を誘発しますが、重篤な疾患を引き起こすことはあまりありません。おそらく最も重要なのは、CMVが固有の種固有であるということです。たとえば、ラッサ熱を拡散するラット種であるMastomys natalensisに拡散するCMVは、M。natalensis以外の動物に感染することはできません。
いくつかの小規模な研究では、CMVベースのエボラおよびウシ結核ワクチンが従来の注射で投与された場合に効果的であることが示されています。約50匹のサルを対象とした2つの試験で、CMVベースの結核ワクチンは病気を68％減少させたと研究者らは報告しました。別の研究では、エボラワクチンを接種されたサルの4匹に3匹がエボラへの直接曝露を生き延びました。
レッドウッドによれば、ラッサウイルスワクチンを用いた同様の実験は1年以内に開始されると予想されています。そのワクチンはまた、研究者がワクチンが増殖できる回数を制御することを可能にする特許出願中の遺伝的保護手段を特徴とし、それによってその寿命を制限すると、レッドウッドは説明します。
これまでのところ、自己拡散メカニズムを介して送達されるこれらのワクチンの影響と安全性を評価するフィールドまたは実験室での研究を行った人は誰もいません。しかし、最近の数学的モデリング研究では、期待どおりに機能する場合、ラッサ熱ワクチンをリリースすると、1年以内にげっ歯類の病気の伝染を95％減らすことができると報告されています。
「アイデアがどれほど強力であるかを実際に見ることができます」と、モデリング研究の上級著者であるNuismerは言います。
自己拡散ワクチンのリスク
潜在的な利益にもかかわらず、多くの専門家は、人獣共通感染症の伝染とウイルスの進化についてはほとんど知られていないため、自己拡散ワクチンが野生に放出された場合に何が起こるかを正確に予測できないと警告しています。
オーストラリアのチャールズ・スタート大学の野生生物の健康と病理学の准教授であり、野生生物病協会。
ウイルスの意図的な放出を含む以前の動物管理戦略が予期せぬ結果をもたらしたのを見た後、バルセナの自己拡散性疾患に対する見方は変わりました。
たとえば、ヨーロッパでこのような壊滅的な挑戦となった粘液腫ウイルスは、1952年にフランスの男性がウサギを自宅の庭から遠ざけるために意図的にウイルスを放出したために発生しました。2018年、スペインの研究者たちは、粘液腫ウイルスがウサギに似た種である野生のノウサギを殺していることに気づき始めました。科学者たちはそのゲノムの配列を決定し、粘液腫ウイルスがポックスウイルスと混合し、種をジャンプさせることができたと結論付けました。
「数学モデルが70年後にこのようなことが起こり得ると言っていたかどうかはわかりません」と、現在スペインの動物衛生研究センターの上級科学者であるバルセナは言います。
キングスカレッジロンドンの科学および国際安全保障の専門家であるフィリッパレンツォスは、ウイルスは遺伝的に不安定であり、頻繁に突然変異を起こす傾向があると指摘しています。したがって、自己拡散型ワクチンウイルスは進化して種をジャンプさせたり、野生動物や家畜集団、そしておそらく人間にさえ他の未知の結果を引き起こす可能性があります。
NuismerとRedwoodはどちらも、ウイルスの生物学を考えると、CMVベースのワクチンが種を飛び越える可能性は非常に低いと述べています。CMVの種特異性の根底にある進化的要因は完全にはわかっていませんが、野生または実験室で異種間CMV感染が成功した事例はこれまでに記録されていません。
自己拡散型ワクチンのもう1つの潜在的なリスクは、野生動物から感染症を取り除くことで、自然の個体数管理を混乱させる可能性があることです。ラッサウイルスを蔓延させる齧歯動物は、作物や家を破壊し、貯蔵された食品や飲料水を汚染し、不衛生な生活環境を作り出す害虫です。ウイルスが彼らに影響を与えなくなった場合、彼らの数は急増する可能性があります。
「ラッサウイルスのこれらの齧歯動物を治療するとします。それは良いことです。それは人類にとって素晴らしいことです。そのウイルスが彼らの人口サイズか何かを制御していた場合を除いて？そして、私たちは貯水池の齧歯動物の野生の拡大を手に入れます」とNuismerは言います。「これは、私たちが失敗する可能性のあるはるかに信頼できる場所だと思います…本当に不幸な方法で生態系を変えることができたからです」と彼は言います。
さらに、ウイルスとバクテリアが複雑な微生物の生態系に存在し、おそらくお互いの個体数を抑制しているという理解が生まれつつあります。1つの特定のウイルスを一掃する自己拡散ワクチンの影響は、未知の結果をもたらす可能性があります。
「自然界の風土病ウイルスを根絶または減少させることによってバランスを劇的に変えることは、野生生物種自体だけでなく、人々と私たちの家畜の両方に影響を与える他の病原体の出現を危険にさらす可能性があります」とピーターズは言います。
これらのリスクを軽減するために、NuismerとRedwoodは、おそらくSánchez-Vizcaínoと彼のチームが20年以上前に行ったような島で、実験室で管理された試験から大規模なエンクロージャーにゆっくりと移行するテスト設定の進行を想定しています。
長い道のり
ほとんどの研究者は、普遍的なインフォームドコンセントが決して達成されないため、自己拡散ワクチンが人間の集団に適用されることは決してないことに同意します。
「世界的大流行では、人々にワクチンを接種させることすらできません。暴動を起こさずに密かにウイルスを集団に予防接種できるという考えは、まさに空想のようなものです。人間には決して使用されません」とRedwoodは言います。
しかし、動物に自己拡散ワクチンを使用することでさえ、規制上および社会上のハードルに直面しています。
「州や国境を認識せず、封じ込めることができないそのような介入の政治的影響は何ですか？」ピーターズは尋ねます。
Sandbrinkはまた、自己拡散ワクチン研究がバイオセキュリティの脅威をもたらすことを指摘しています。それらを開発し、それらの潜在的な結果のいくつかを防ぐことは、伝染性を微調整し、遺伝的安定性を変えることを含みます。
科学的および世界的な健康コミュニティと資金提供団体は、同じ利益をより少ないリスクで提供する代替ソリューションを検討する必要がある、とサンドブリンクは主張します。たとえば、野生生物と安全に相互作用する方法について人々を教育することで、ウイルスの波及の可能性を減らすことができます。リスクの高い地域での疾病監視を改善し、人間と家畜のための伝統的なワクチンと治療法の研究開発を拡大することも重要な戦略です。
この研究は非常にリスクが高く国際的な性質を持っており、その結果は「不可逆的である可能性がある」ため、Lentzosは、利害関係者はこの研究がどのように規制されているかについて対話する必要があると述べ、NuismerとRedwoodは行く。
「人々がウイルスベクターの普及に神経質になることを理解するために、ローズ奨学生である必要はありません。それは人々を怖がらせる概念です」とレッドウッドは言います。「私が思うに、それは決して使用されないかもしれないということですが、必要に応じて使用でき、成熟したものを食器棚に入れておいたほうがよいでしょう。そして、「危険すぎるので、この研究をやめましょう」と言うのは、私にはまったく意味がありません。」
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