『Vaxxers』（2021年）は、COVID-19ウイルスの拡大を食い止めるために実用的なワクチン開発を急ぐ過程を追った一冊です。オックスフォード大学のサラ・ギルバート教授とキャサリン・グリーン博士が、オックスフォード・アストラゼネカワクチンの設計、試験、製造を記録的な速さで成し遂げた舞台裏を、魅力的かつ深い洞察とともに語ります。革新的な瞬間の数々と、その過程で直面した障壁が生々しく綴られています。
オックスフォード・アストラゼネカワクチンはどのようにして生まれたのか
2019年末、新型コロナウイルスが急速に感染を広げているというニュースが世界を駆け巡りました。後にSARS-CoV-2と名付けられたこのウイルスが引き起こす病気、COVID-19は、1918年のスペイン風邪以来の世界的な健康危機へと発展します。2020年初頭までに、オックスフォード大学の研究者たちは安全で効果的なワクチンの開発に乗り出し、最終的に記録的な速さでオックスフォード・アストラゼネカCOVID-19ワクチンを世に送り出しました。研究チームを率いたキャサリン・グリーン博士とサラ・ギルバート教授は、その始まりから終わりまで、すべての過程に立ち会ってきたのです。
この要約では、通常なら何年もかかるプロセスをどのように加速させたのか、そして次の致死的なウイルスと闘うために、世界中の科学者や政府がこの経験から何を学べるのかを明らかにします。具体的には、以下のような内容がわかります。
- SARS、MERS、エボラ出血熱といった過去のアウトブレイクが、世界の対応システムの不備をいかに浮き彫りにしたか
- すべてのコロナウイルスに共通する特徴とは何か
- 科学者や政府、公衆衛生機関が、すでに将来のアウトブレイクにどう備えているか
COVID-19が特定される何年も前から、科学者たちはウイルスのアウトブレイクを研究し、ワクチンを開発していた
共著者のキャス・グリーンがウェールズ北西部のキャンプ場に滞在していたとき、友人と共に別のキャンパーと話をする機会がありました。キャスが携帯電話の電波が入らないとぼやくと、そのキャンパーはイギリス各地に設置されつつある5Gの電波塔に懐疑的な態度を示しました。健康リスクは確認されていないにもかかわらずです。キャスの友人は冗談交じりに「まあ、5GがCOVID-19を引き起こしているとか、ビル・ゲイツがワクチンで全員にマイクロチップを埋め込もうとしている、なんて言う人じゃなくてよかったね」と言いました。するとそのキャンパーは、陰謀説はともかく、ワクチンに何が入っているのかわからないし、ワクチンを作っている人たちを信用できない、と答えたのです。
彼女は「そういう人たち」という言い方をしました。その「人たち」の中にキャスがいるとは露知らずに。キャスは、もうすぐ承認されるワクチンに何が入っているかを正確に知っていました。何しろ、それを開発したオックスフォード大学の研究室の一員だったのです。重要なポイント：科学者たちはCOVID-19が特定されるずっと前から、ウイルスのアウトブレイクを研究し、ワクチンを開発していたのです。 ウェールズのキャンパーのような人にとっては、COVID-19ワクチンはあまりに短期間で、しかも不可解な状況で作られたように見えるかもしれません。
しかし実際には、科学者たちは最初の感染者が記録される何年も前から、COVID-19のような事態に備えていました。このウイルスの正式名称はSARS-CoV-2ですが、これは初めてのコロナウイルスでもなければ、ヒトにSARS（重症急性呼吸器症候群）を引き起こす初めてのウイルスでもありません。2002年11月、中国の一地方で、後にSARS-CoVと呼ばれる未知のコロナウイルスが確認されました。それは肺炎を引き起こし、2003年6月にアウトブレイクが終息するまでに774人が死亡しました。公衆衛生の取り組みによって、接触者追跡や隔離といった昔ながらの効果的な手法で感染拡大は封じ込められました。ワクチンはなく、当時はそれを求める声もありませんでした。
このコロナウイルスが再び現れるのか、現れるとすればいつかは不明でした。コロナウイルスはコウモリに多く見られ、たいていはコウモリの集団内にとどまり、ヒトにまで到達することは稀です。SARSの場合、コウモリから、ヒトと接触する機会の多い他の哺乳類にウイルスが伝播した可能性が高いと考えられています。2012年に中東呼吸器症候群（MERS-CoV）が発生したのも同様の経路でした。MERSは中東のラクダの集団から見つかり、ラクダが呼吸やくしゃみ、咳をする際に空気中に放出される飛沫を介して、近くにいたヒトに広がったのです。新たなアウトブレイクが起こるたびに、科学者や公衆衛生機関は、ウイルス封じ込めに最も効果的な対応策と、改善が必要な点について学びを深めていきました。
エボラワクチンの研究が、ワクチン技術の進歩への道を切り開いた
2014年のエボラ出血熱の流行では、急速に広がるウイルスと闘うための体制が不十分であることが明白になりました。エボラ出血熱の流行は1976年までさかのぼりますが、2014年の時点でも、致死率40〜50％にもかかわらず、承認されたワクチンも治療法も存在しませんでした。エボラワクチンは数多く開発途上にありましたが、ヒトへの臨床試験に進む前の最終段階であるアカゲザルでの試験まで完了していたのは、わずか2つだけでした。2015年4月までに、エボラウイルスはすでに西アフリカ全域に広がっていました。
しかし感染者数が減少に転じたため、実際の流行地域で試験ができる場所は限られてきました。つまり、科学者たちは一度に1つのワクチンしか試験できなくなったのです。重要なポイント：エボラワクチンの研究が、ワクチン技術の進歩への道を切り開きました。 公衆衛生機関は研究室と協力し、まずVSVとして知られるエボラワクチンを、ある地域で試験することにしました。その後、開発中だった2つ目の候補であるChAd3 EBOZワクチンに切り替える計画でした。2016年6月までに、接触者追跡、隔離、そしてVSVワクチンの助けもあって、流行は封じ込められました。
ChAd3ワクチンはもはや不要となり、臨床試験を継続する必要性もなくなりました。世界保健機関（WHO）が2016年に優先的に対処すべき疾患のリストを発表した際、そこにはSARS、MERS、エボラ出血熱が含まれており、次の大規模アウトブレイクへの備えを強化する狙いがありました。これは共著者の一人であるサラとオックスフォード大学の彼女の研究室にとって、絶好の機会でした。彼らはエボラプロジェクトと並行して研究を進めてきたChAdOx1と呼ばれる、よく似たワクチン技術の研究を加速させることができたのです。ChAd3エボラワクチンと同様に、ChAdOx1はアデノウイルスをベースとしています。アデノウイルスはヒトに鼻水や喉の痛みといった風邪の症状を引き起こす種類のウイルスです。ほとんどのヒトは、一般的なアデノウイルスに対する抗体をすでに持っています。そのため、チンパンジー由来のもの（サルアデノウイルス）は、ヒトにおいてより強力な免疫応答を引き起こすのです。
オックスフォードの科学者たちは、アデノウイルスを採取し、自らのコピーを作って宿主の体内に広がるのを可能にする遺伝子を除去しました。これにより、ウイルスは「複製能欠損」の状態になります。次に、その遺伝子を、感染した細胞にウイルスのタンパク質を作るように指示する別の遺伝子と置き換えました。これが免疫応答を引き起こし、実際にウイルスに接触する前にウイルスを抑え込む抗体が作られます。つまり、体は実際に病気になることなく、ウイルスと戦う方法を学習するのです。
こうしてサラと彼女のチームは、複製能欠損型組換えサルアデノウイルスベクターワクチンの基礎を手に入れたのです。この手法を改良することで、彼らは新しいタイプの「プラットフォーム技術」を確立しました。これは、ワクチンを構築するためのあらかじめ設計されたフレームワークです。この技術によって、まだ存在しない病気も含めて、他の疾患用のワクチンを迅速に作ることが可能になりました。
ChAdOx1 MERSワクチンが、SARS-CoV-2ワクチンの設計図となった
プラットフォーム技術がどのように機能し、なぜCOVID-19ワクチンの開発加速にそれほど役立ったのかを理解するために、パーソナライズされたメッセージ入りのバースデーケーキを提供するパン屋の例えを考えてみましょう。友人の誕生日にケーキを注文するとします。あなたはパン屋に、ケーキに何と書くか、どのようにデコレーションするかを伝えます。さて、注文が少ない時期なら、パン屋はすべての工程を最初から始めます。
しかし注文が立て込み始めると、その方法では時間がかかりすぎます。そこで彼女は、毎日たくさんのケーキを焼いてアイシングまで済ませておき、個別の注文に応じてカスタマイズしたメッセージと最終的な飾り付けを後から加えるようにします。最も時間のかかる工程を事前に済ませておくことで、足りない部分を埋めるだけで、はるかに早く注文を処理できるのです。ギルバート教授と彼女のチームは、この「スピード対応」の手法をChAdOx1プラットフォームで実現しました。最初にインフルエンザワクチン、次にMERSワクチンを作り、さらに他のウイルスへと対象を広げていきました。重要なポイントは？ ChAdOx1 MERSワクチンが、SARS-CoV-2ワクチンの設計図となったのです。
同じプラットフォームを複数のワクチン開発プロジェクトに使うことで、ギルバートと共著者グリーンが所属するオックスフォード大学の臨床バイオ製造施設（CBF）は、先行研究の上に積み上げることも可能になりました。WHOが2018年に未知の「 Disease X」を優先疾患リストに加えたとき、サラとキャスはすでにそのワクチンの基礎を築いていました。Disease Xは、将来的に出現する仮想のウイルスのコードネームで、科学者たちはそれが何かまだ知りませんでした。しかし2019年末、SARS-CoV-2がヒトから確認されました。感染が拡大するにつれて、これこそがDisease Xであることが明らかになったのです。
MERSワクチンを作り上げた時点で、彼らは2度の成功した臨床試験から、それが小児、高齢者、糖尿病患者のような基礎疾患を持つ人にも安全で有効であることをすでに知っていました。MERSもコロナウイルスであり、スパイクタンパク質と呼ばれる一種のタンパク質を持っています。新しいCOVIDワクチンの「デコレーション」を続けるために彼らが必要としたのは、このスパイクタンパク質の遺伝子配列だけでした。そして2020年1月10日、中国の科学者たちがそれをオンラインで公開しました。
ワクチン開発にあたり、オックスフォードのワクチン学者たちはその新しい遺伝子コードを入手し、改変するだけで済みました。それによってワクチンは体内の応答を効率化し、ウイルスの悪影響を一切与えることなく、同じタンパク質配列を作り出せるようになります。新型コロナウイルスの遺伝子配列が公開されてからわずか2日足らずで、彼らはワクチンの正確なDNA配列を設計し終えていました。
「アットリスク」で段階を進めたことで、COVID-19ワクチン製造の期間は大幅に短縮された
2020年1月末までに、サラとキャス、そしてオックスフォードの各チームは、すでにワクチン製造と資金申請に精力的に取り組んでいました。研究室のキャパシティには限りがあり、COVID-19が最優先されたため、他のワクチン開発プロジェクトは後回しにせざるを得ませんでした。「ケーキをデコレーションする」作業、つまりウイルス固有の遺伝子材料をChAdOx1プラットフォームに加えるプロセスは、実際にはいくつかの異なる段階に分かれます。通常、これらの各段階には数か月、場合によっては数年かかり、資金申請だけでも各段階の合間に長い待機期間が必要です。
しかし、この新しい迅速開発手法によって、サラとキャスのCBFチームは、前の段階の試験がすべて完了する前に次の段階に進むことができました。これは「アットリスク（リスクを取って進める）」アプローチとして知られています。重要なポイント：段階から段階へ「アットリスク」で進めたことで、COVID-19ワクチン製造の期間は大幅に短縮されました。 科学者がアットリスクで進めるというとき、ここでの「リスク」はワクチンの安全性や有効性、あるいは開発者自身の安全を指しているのではありません。リスクは研究者の時間にあります。そして外部資金に依存する研究室にとって、時間はお金です。このアプローチの欠点、そしてそれほどリスクが高い理由はここにあります。もし試験が完了して失敗に終われば、それ以降の段階で行われた作業はすべて無駄になってしまいます。
科学者たちは前の段階に戻り、正しく修正してから再び先に進まなければなりません。しかし、急速に進化するCOVID-19のパンデミックにおいては、得られる潜在的な利益がリスクをはるかに上回っていました。もしすべての段階の試験が成功すれば、何百万人もの命が救われる可能性があったからです。彼らはそのリスクを取ることを決断し、それは報われました。開発の最初の段階は計画通りに進み、改変されたSARS-CoV-2ウイルスに感染させた細胞を収穫し、精製する準備が整いました。研究者たちが望まない細胞の部分を取り除くため、細胞は遠心分離機に入れられ、154,000Gの重力で2時間回転させられました。比較のために言えば、最速のジェットコースターでもわずか6.3Gの重力しか生み出しません。
そして2020年4月2日、CBFのスタッフは精製されたワクチンをバイアルに充填し、ラベルを貼り、各バイアルが無菌であることを確認する試験を開始しました。彼らがワクチンを設計した1月から、ラベル貼りと試験が終了するまで、わずか65日しか経っていませんでした。ワクチン生産は、いよいよ大規模化への準備が整ったのです。
アストラゼネカをはじめとするパートナーとの提携が、数億回分のワクチン製造に必要な資金とインフラをもたらした
ワクチンが救える命の数は、試験での有効性だけでなく、どれだけの量を生産できるか、どれだけの人がアクセスできるか、そしてどれだけの人が接種を選ぶかにも左右されます。後者2つの要素を現実のものとするためには、オックスフォードのCBFの科学者たちは、ワクチンをはるかに大規模に生産する必要がありました。CBFでは、一度に10リットルのワクチン培養液を育て、数百回分の接種量を生産できました。イタリアの提携ラボであるAdventでは、100リットルの培養能力があり、つまり数千回分です。
これで小規模な試験には十分でしたが、彼らが実際に必要としていたのは、一度に数百万回分を生産できる能力でした。重要なポイントは？ アストラゼネカをはじめとするパートナーとの提携が、数億回分のワクチン製造に必要な資金とインフラをもたらしたのです。 オックスフォードチームの一員であるサンディ・ダグラス博士は、早い段階から生産規模拡大の問題を検討していました。彼は、1,000リットルのバイオリアクター（要するに巨大なタンク）を使って、一度に数百万回分のワクチンを培養・精製する方法を開発していたのです。
この技術はすでに小規模で試験済みだったので、ダグラス博士はその真の可能性を証明するための財政支援を申請しました。40万ポンドの資金を得て、彼は英ポーツマスのPall施設で50リットルおよび200リットルのタンクを使った大規模な製造方法の試験に成功しました。さらにその後、英国政府のワクチンタスクフォースから追加の資金を確保しました。これにより、共同研究者たちは製造方法の最適化を進め、生産されたワクチンの試験、保管、輸送まで行えるようになりました。2020年4月末までに、すべての準備が整いました。
CBFは3段階のヒト試験に十分な量を生産し、ワクチンが一般向けに承認され次第、何百万回分も追加生産できる体制が整っていました。4月30日、この研究所がアストラゼネカという大手製薬会社とグローバルな生産・流通で提携することが発表されました。AZD1222と改名されたこのワクチンに対する数十億回分の注文が、世界中から殺到し始めました。このオックスフォード－アストラゼネカの提携によって、他の多くのCOVID-19ワクチンとは一線を画す、もうひとつの重要な特徴が生まれました。それは、超低温での保管や輸送を必要としない点です。ポリオや麻疹のワクチンのように、摂氏2～8度の通常の冷蔵が可能だったため、そのような施設を持たない、あるいは導入する余裕のない地域にとって、より入手しやすいものになったのです。
厳格な試験によって、公に提供される前にワクチンの安全性と有効性が確保された
最初のCOVID-19ワクチンの設計と生産には2か月余りしかかかりませんでしたが、これはすべて、認可前の最終段階である有効性試験への準備でした。この段階には、さらに7か月を要することになります。幸いにも、同じChAdOx1プラットフォームが以前のインフルエンザやMERSのワクチンに用いられていたため、投与量に関する初期の試験の多くはすでに完了していました。しかし、これはまったく新しいウイルスであり、その振る舞いについてはまだほとんど知られていなかったため、CBFとオックスフォード大学臨床ワクチン学・熱帯医学センター（CCVTM）の科学者たちは、特に慎重を期すことにしました。
ある種のワクチンは、接種者が後に実際のウイルスに接触した場合、かえって感染を悪化させる可能性があります。重要なポイント：厳格な試験によって、公に提供される前にワクチンの安全性と有効性が確保されました。 慎重を期すということは、ヒトにワクチンを1回でも投与する前に、動物試験を終えることを意味していました。科学者たちは動物にワクチンを接種し、その後、高濃度のコロナウイルスにさらしました。結果は成功で、ワクチンは正しい免疫応答を引き起こしました。ワクチンを接種した動物は、接種していない対照群の動物よりもはるかに良好な状態を保ちました。
この知らせを受けて、オックスフォードのチームはヒト試験の組織化に向けてゴーサインを得ました。第I相試験と呼ばれる最初の試験は、わずか1000人のボランティアで開始されました。目的は、55歳未満の健康な成人において、ワクチンが安全な免疫応答を誘導するかどうかを確認することでした。ボランティアの半数はワクチンを、残りの半数はプラセボを接種しました。二重盲検試験として、ボランティアもワクチンを投与する看護師も、本物のワクチンを接種したのかプラセボなのかを知りませんでした。すべてのボランティアはオンラインで健康日記をつけ、生じた健康上の問題をすべて記録しました。
4週間後、10人のボランティアからなるグループに2回目の追加接種が行われ、免疫応答が改善するかどうかが確かめられました。第II相試験では、ボランティアの年齢範囲が拡大され、基礎疾患のない56歳以上の成人が含まれました。最終的に第III相試験は、あらゆる年齢層と健康状態の成人を対象に実施されました。試験の結果、12週間の間隔を空けて2回接種することで最も高い有効性が得られ、感染、伝播、そして曝露した場合の症状が抑えられることが示されました。
試験はその後、ブラジルと南アフリカにも拡大されました。そして2020年12月30日、英国医薬品・医療製品規制庁（MHRA）がAZD1222ワクチンを承認しました。最初の接種が2021年1月4日に行われ、その後、数億回分が続いていくことになります。
Disease Yに備えるために、世界は研究・製造インフラ、公衆衛生対応システム、そして国際協力を改善する必要がある
世界各地の人々の腕にワクチンが注射され始めたことで、ウイルスを封じ込め、次の脅威に備えるための取り組みは、まだ始まったばかりでした。製造と流通のロジスティックな課題に加えて、より人間的な障害もありました。世界規模のワクチン接種キャンペーンは、一部のコミュニティで懐疑的な目にさらされ、ワクチン全体の有効性を脅かすものとなっています。変異株の問題もあります。ウイルスは広がれば広がるほど、変異を繰り返します。
ワクチンはいくつかの変異株には効果を示していますが、他の変異株に対しては、改良されたワクチンが必要となるでしょう。特定の準備によってワクチン開発と人命救助の世界的な取り組みは加速されましたが、次のウイルス発生に備えてプロセスを最適化するには、まだ長い道のりがあります。重要なポイント：Disease Yに備えるために、世界は研究・製造インフラ、公衆衛生対応システム、そして国際協力を改善する必要があります。 疫学者たちは、当面「Disease Y」と名付けられたこの将来の仮想ウイルスがどのようなものか、すでにいくつかの手がかりを得ています。ひとつのヒントは、しばしば動物を不衛生な環境に置く工業的畜産の慣行にあります。そうした環境は、ウイルスがある種から別の種へ伝播し、変異し、最終的にヒトに到達する原因となります。
Disease Yは、SARSやMERSのような別のコロナウイルスである可能性もあれば、感染力の非常に強い新型のインフルエンザウイルスである可能性もあります。あるいは、まったく知られていないウイルスかもしれません。科学者たちが研究してきたのは、現存する推定167万種のウイルスのうち、まだ267種にすぎません。Disease Yが何であれ、それは世界の対応システムを再び試すことになるでしょう。COVID-19パンデミックの間の大きな障壁のひとつは、資金と製造インフラでした。
初期の段階で、CBFは数百万ポンドの資金を申請しました。当時はまったく現実的でないと見なされました。しかし今振り返れば、それは各国政府や企業がこのウイルスと戦うために費やした資金のごく一部にすぎません。組織的な体制としては、研究室や医療従事者向けのPPE（個人防護具）のような重要な装備を備蓄するプログラムの拡充も必要です。最後に、パンデミックへの備えに投資することは、CBFなどが切り開いたワクチン開発手法をさらに改善することを意味します。もし開発プロセスをさらに加速でき、ファイザー-ビオンテックやモデルナといった他のワクチンも通常の冷蔵温度で保管できるように改良されれば、次回のパンデミック対応はさらに格段に効果的になるでしょう。
最終的なまとめ
この本の重要なメッセージは以下のとおりです。世界の多くは、COVID-19パンデミックがもたらした課題に対して準備ができていませんでした。しかし、オックスフォード大学の科学者たちは、そのようなアウトブレイクが起こるずっと前から、準備を進めていた人々の一員でした。
SARS、MERS、さらにはエボラ出血熱といった他のコロナウイルスに対するワクチンを開発することで、彼らは通常よりもはるかに迅速にワクチンを作り出すChAdOx1フレームワークを構築するために必要な研究基盤を築いたのです。COVID-19ワクチンの設計、製造、試験、流通を経た今、次のパンデミックを見据えることが重要です。 ワクチン開発と国際協力のためのインフラを改善することによって、世界は将来のアウトブレイクに、より万全の備えで立ち向かえるようになるでしょう。
