ウィルスの解剖学的構造の作者。 アンナ・タンコス/ウェルカム・イメージ, CC BY-NC-ND
インフルエンザワクチンは、インフルエンザに感染することを望んでいません。 しかし、効果的な1年ごとのインフルエンザの発生は、どの季節に人口に感染する可能性が最も高いインフルエンザ株を正確に予測するかによって決まります。 これは、ウイルスが地域間を移動する際に、世界中の複数の保健センターの調整を必要とします。 疫学者が標的インフルエンザ株に定着すると、ワクチンの生産は高機に移行する。 それはとります 約6ヶ月 生成します 100万回以上の注射可能量 アメリカの人口に必要なものです。
毎年のインフルエンザワクチンはどれくらい効果がありますか？
年次インフルエンザの発症を効果的にするには、特定の季節に人口に感染する可能性が最も高いインフルエンザ株を正確に予測する必要があります。 CDCは毎年、その年のショットに対する「ワクチンの有効性」を計算するために観察研究を実施している。
不正確または不完全な疫学的予測は大きな影響を与える可能性がある。 2009では、while MedImmuneとSanofi Pasteurを含むメーカー予想された菌株に対するワクチンを調製していた。 追加のインフルエンザ株、H1N1、出現した。 準備されたワクチンは、この予期しない緊張を防ぎませんでした。世界的な恐怖を引き起こし、18,000の死亡を確認しました。これはおそらく、 150,000を超えると推定される。 遅くなくても、H1N1に対して最終的にワクチンが製造され、その年に2度目のインフルエンザが必要でした。
インフルエンザが大部分を引き起こしていることを考えると 過去の100年のパンデミック - 1918インフルエンザを含む 数万人の死者を出した 我々は疑問を残している：科学者は、疫学者によって毎年の予測を必要とせず、1年に1度のあなたのためのショットを必要としない多様なインフルエンザ株を防御できる「普遍的な」ワクチンを生産できるか？
ワクチンは戦うために免疫システムを準備する
18th世紀には、おそらく歴史的にはるかに早い時期に、 天然痘の生存者は再びそれと一緒に降りないだろう その後の曝露時に生じる。 どういうわけか、感染症はその病気に対して免疫を与えた。 また、牛痘に罹患した牛と接触した牛乳師は同様に天然痘から保護されると認識していました。
後期1700では、農家 Benjamin Jestyは彼の家族に牛痘を接種した将来の曝露にもかかわらず、天然痘に対してそれらを効果的に免疫する。 医師 エドワード・ジェンナーはその後、人類を新たな時代の免疫学に導いた 彼はその手続きに科学的信用を貸した。
したがって、牛痘の接種や天然痘の曝露（または生存）が10年の価値、さらには生涯にわたる免疫性を付与する場合、なぜ個人は毎年インフルエンザワクチンを受けることを勧められますか？
答えは、インフルエンザウイルスの解剖学の変化がいかに早く起こるかである。 各ウイルスは、常に突然変異する遺伝物質を内包するほぼ球状の膜からなる。 この膜には、ヘマグルチニンまたはHA、ならびにノイラミニダーゼまたはNA（各々、幹と頭部からなる）の2種類の「スパイク」が付いている。 HAおよびNAは、宿主細胞に結合することによってウイルスを感染させ、ウイルスが細胞内に侵入し、最終的にその出口に入るのを媒介する。
ワクチンは、典型的には、これら2つの分子を標的とする抗体を誘発する。 一度注射されると、個体の免疫系が機能するようになる。 特殊細胞はワクチン分子を侵入者として集めます。 他の細胞は、外来分子を認識する抗体を生成する。 次に同じ侵入者が出現したとき、それは同じワクチンの形であろうと、それが模倣したウイルス株であろうと、体の免疫細胞はそれらを認識し、それらと戦い、感染を予防する。
ワクチン開発者にとって、インフルエンザの突然変異ゲノムについての不満足な特徴の1つは、HAおよびNAがどれだけ急速に変化するかである。 これらの絶え間ない変化は、インフルエンザの時期ごとに新しいワクチンのために彼らを図板に戻すものです。
ワクチンを設計するさまざまな方法
天然痘ワクチンは、ワクチン学の「経験的パラダイム」を初めて使用しました。これは、現在主に使用している戦略と同じです。 それは、自然感染によって誘発された免疫を模倣する試行錯誤の手法に依拠している。
言い換えれば、ワクチンの開発者は、接種の際に何かに身体が抗体反応を起こすと信じています。 しかし、彼らはウイルスの特定のパッチが免疫応答を引き起こしているのに焦点を当てていません。 たとえば、多くの緊張が分かれているHAの小さなパッチへの反応であるかどうかは問題ではありません。 ワクチン全体を出発物質として使用する場合、ワクチンに使用されるウイルスの多くの異なる部分を認識する多くの異なる抗体を得ることが可能である。
季節性インフルエンザの発病は、この経験的アプローチに概ね合致します。 毎年、疫学者はどのインフルエンザ株が集団に感染する可能性が最も高いかを予測しており、通常は3つまたは4つに定住しています。 研究者らは、これらの菌株を弱毒化または不活性化するので、その年のインフルエンザワクチンの模倣品として作用し、全面的にインフルエンザに感染することはありません。 個人の免疫システムが、これらの菌株を標的とする抗体を作製することによってワクチンに応答することが期待される。 インフルエンザと接触すると、抗体はこれらの菌株を中和するのを待っています。
しかし、ワクチンを設計するには別の方法があります。 これは合理的なデザインと呼ばれ、潜在的にゲームを変えるパラダイムシフトを表しています。
目標は、ウイルスへの曝露を必要とせずに効果的な抗体を産生させることができる分子（または「免疫原」）を設計することです。 現行のワクチンと比較して、操作された免疫原は、より特異的な応答を可能にすることさえでき、免疫応答はウイルスの特定の部分を標的とし、より広い範囲を意味し、複数の株または関連するウイルスを標的にすることができる。
この戦略は、ウイルスの特定のエピトープまたはパッチを標的とするために働く。 抗体は構造を認識することで機能するため、設計者は免疫系の構造特性を強調したいと考えています。 研究者らは、関連する抗体を産生するために免疫系を刺激することを期待して、これらの構造を有する候補ワクチンを設計しようと試みることができる。 この経路により、従来の試行錯誤法で可能であったよりも効果的かつ効率的な免疫応答を誘発するワクチンを組み立てることができるかもしれない。
有望な進路が作られた 呼吸器合胞体ウイルスのためのワクチン設計 この新しい合理的なパラダイムを使用して、インフルエンザのためのこのアプローチを使用する努力はまだ進行中です。
ユニバーサル・インフルエンザ・ワクチンを目指して
近年、研究者らは、体内で産生される多数の強力なインフォランザ中和抗体を単離しました。 インフルエンザに対する抗体応答は、 主にHAスパイクの先頭に向けられています、いくつかが発見された ターゲットHAの茎。 幹は頭部よりウイルス株全体でより一定であるため、これはインフルエンザのアキレス腱であり、この領域を標的とする抗体はワクチン設計のための良い鋳型となりうる。
研究者は、身体にこれらの抗体を産生させて感染させる可能性のあるいくつかのアプローチを追求しています。 ナノ粒子ディスプレイとして知られている1つの戦略は、ウイルスの一部を組み込んだ分子を設計することを含む。 研究室では、科学者は、それ自体が免疫応答を引き起こすことができる球形ナノ粒子の外側にHAおよびNA粒子のいくつかの組み合わせを付けることができた。 ワクチンの一部として注射されると、免疫系はこれらの分子を「見る」ことができ、運があればそれらに対する抗体を産生する。
答えが必要な主な質問の1つは、これらのナノ粒子の外部に正確に表示されるべきものです。 完全なHA分子の様々なバージョンを表示する戦略もあれば、幹を含むだけの戦略もあります。 これらのアプローチを検証するためには、ヒトに関するより多くのデータを収集する必要がありますが、 幹のみの免疫原が奨励されている.
現在の技術では、インフルエンザの予防接種が行われることはありません。 そして、疫学的監視が常に必要となるでしょう。 しかし、1年に1回のモデルから1年に1度の10年のアプローチに移行することは不可能ではありません。私たちはそこにいるのはわずか数年以内かもしれません。
著者について
イアン・セトリフ博士学生、化学および物理生物学のプログラム、ヴァンダービルトワクチンセンター、 バンダービルト大学 Amyn Murji、Ph.D. 学生、微生物学および免疫学科、ヴァンダービルトワクチンセンター、 バンダービルト大学
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