粘膜ワクチンは霊長類の研究でSARS-CoV-2オミクロンに対する持続的な防御を示す

最近アップロードされたプレプリント* では、 バイオRxiv 米国の研究者らは、異種オミクロン株である XBB.1.16 に対する、「ChAd-SARS-CoV-2-S」と名付けられた新しい粘膜投与型アデノウイルスベクターワクチンを開発し、テストした。 ヒト以外の霊長類での研究結果により、時間の経過とともに効力が失われる従来の抗オミクロンワクチンとは異なり、ChAd がウイルスに対して持続的で効果的な免疫を提供することが明らかになった。 この研究は、粘膜送達型ウイルスベクターワクチンによって送達されるChAdおよびその他のワクチンが、コロナウイルス感染症2019（COVID-19）パンデミックに対する人類の継続的な取り組みにおいて前進する方法である可能性があることを示唆しています。

勉強： 粘膜アデノウイルスベクターワクチンブースティングは非ヒト霊長類における XBB.1.16 感染を永続的に防止する。 画像クレジット: DALL・E 3

*重要なお知らせ： バイオRxiv は、査読されていない予備的な科学報告書を発行しているため、決定的なものとみなされたり、臨床実践や健康関連の行動をガイドしたり、確立された情報として扱われたりするべきではありません。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の世界的な健康上の脅威とワクチンの限界

世界保健機関（WHO）は、2019年後半に新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックが始まって以来、感染者数が7億7,100万人を超え、死亡者数が約700万人と推定しており、これは観測史上最悪の事態の一つとなっている。 COVID-19 は、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS‑CoV‑2) ファミリーによって引き起こされます。 コロナウイルス本質的に速い速度で進化します。 現在、ウイルスには少なくとも 5 つの株と数千の亜株が存在します。

最も重篤で毒性の高い染色は、Omicron 系統です。 2021年11月に南アフリカで最初に発見されたこのウイルスは急速に世界中に広がり、他の新型コロナウイルス株を上回り、現在も世界中で優勢な新型コロナウイルスの系統であり続けた。 このウイルスに対するメッセンジャーRNA（mRNA）ベースの筋肉内（IM）ワクチンの開発と普及により、ヒトにおけるウイルスの蔓延と死亡率は大幅に減少しましたが、最近の研究ではワクチン由来の免疫が衰えていることが明らかになりました。

ウイルスの急速な進化と従来のワクチンで刺激された免疫細胞の半減期の短さの組み合わせにより、私たちが新型コロナウイルス感染症の再流行やパンデミックの新たな波にさらされないように、新たな抗オミクロン介入が必要となっています。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）に対する粘膜免疫の探求

今回の研究で研究者らは次のように評価した。 の効能 これは、異種Omicron株であるXBB.1.16に感染した非ヒト霊長類を対象に開発された、新しい粘膜投与ワクチンである。 研究コホートは、生後2〜6か月のインド起源のアカゲザル（コンゴウインコ）これらは、5か月前に4週間間隔で2回のIM注射によりmRNAワクチンを投与されていた。 20頭のマカクザルを、年齢と性別が一致した症例（ChAd）コホートと対照（IMワクチンのみ）コホートに分けた。

最初のワクチン初回刺激から 32 週間後に、8 匹のマカクザルに IM 追加免疫投与を受け、6 匹のマカクザルに鼻腔内 (IN) 追加免疫投与を受けました。 6人は追加免疫として現在の研究治療（ChAd）を受け、4人はmRNAワクチンの初回刺激なしでChAdワクチンのみを受けた。

ChAd ワクチンの開発と提供

「ChAd-SARS-CoV-2」と名付けられた新しいワクチンは、一価の武漢-1と二価の武漢-1/BA.5 COVIDに由来するSARS-CoV-2のスパイク（S）タンパク質S-2Pの組み合わせを使用して、in vitroで合成された。ひずみ。 この配列は、Ad36 由来の複製不能サルベクターである ChAd-SARS-CoV-2 -BA.5-S と呼ばれるベクターに組み込まれました。 ベクターを使用して HEK-293 細胞を感染させ、発現したタンパク質を塩化セシウム (CsCL) 密度勾配超遠心分離 (密度にわずかな違いがある分子を分離するために使用される方法) を使用して精製しました。

分光測光法を使用してウイルス粒子濃度が確認されたら、小児用シリコンフェイスマスクを使用して、各マカクザルコホートの肺に直接治療薬（症例にはワクチン、対照にはプラセボ）を投与しました。 さらに、希釈した治療薬（ChAd ワクチンまたはプラセボ）の鼻腔内スプレーを含む粘膜送達も投与されました。

ワクチンの有効性評価の方法論

この研究で使用した攻撃ウイルスは、VeroE6-TMPRSS2 細胞で増殖した XBB.1.16 (EPI_ISL_17417328) Omicron 変異体でした。 マカク感染後のウイルス結合の評価には、血清および粘膜結合および ACE2-S 結合阻害アッセイが使用されました。 ウイルス感染力はTCIDを使用して推定されました₅₀ 定量アッセイ、および自動化された SARS-CoV-2 レンチウイルス偽型中和アッセイを使用したワクチンの有効性。

クラスカル・ウォリス検定は、従来のワクチン単独、従来のワクチン + ChAd ブースター、および ChAd ワクチン単独の 3 つの研究コホートからの結果の統計分析に使用されました。

ChAdワクチン研究から得られた重要な発見

この研究の主な発見は次のとおりです。 1. 組織特異的 ウイルス量 配送ルートにより異なります。 従来のIM送達ルートは鼻のみでウイルス免疫を誘発することが判明しましたが、IN送達ルートは鼻粘膜と肺の両方で免疫を誘発しました。 これは重要である。なぜなら、新型コロナウイルスは残りの体細胞に広がる前に鼻組織と肺組織の両方で活性と複製を集中させ、これらの組織にウイルスを限定することで疾患の転帰が大幅に改善される可能性があることがこれまでの研究で示されているからである。

第二に、IM ワクチンは主に免疫グロブリン G (IgG) 抗体を増強することが判明しましたが、ChAd のような粘膜ワクチンは IgG と IgA の両方をアップレギュレートすることが判明しました。 IgA 抗体は IgG よりも半減期が大幅に長いため、新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) に対する持続的かつ長期的な免疫に貢献します。 第三に、従来の IM ワクチンの即時効果は急速なピークを示し、その後徐々に減衰します (2 か月以上) のに対し、ChAd は 5 か月以上にわたって比較的安定していました。

「これらのデータは、肺と鼻の両方（AEグループ）を対象としたワクチンが広範な多区画粘膜免疫を誘導し、上気道と下気道の両方でウイルスの複製を効果的かつ迅速に抑制し、全身性免疫を促進するために利用できる抗原が不十分であることを示しています。しかし、主に鼻を対象とした粘膜ワクチン接種（INブーストグループ）は、上気道のIgA力価を上昇させ、局所的なウイルス複製を防ぐことができましたが、肺でのウイルス複製を効果的に抑制できませんでした。 AEブースト。

将来のパンデミック対応への影響

本研究では、研究者らは、オミクロン 新型コロナウイルス感染症 (Omicron) 株に感染した非ヒト霊長類 (NHP) に対する新規 ChAd ワクチンの有効性と持続免疫を開発し、テストした。 従来のワクチンで使用されるIM送達とは異なり、新しいワクチンはIN送達ルートに従いました。 その結果、従来のワクチンは2か月以内に効果が失われるのに比べ、新しいワクチンはオミクロンに対して5か月以上安定した持続的な防御を提供することが明らかになった。

「…この研究は、XBB.1.16感染の機能的予防を伴う広範かつ耐久性のある異種間体液性および細胞性免疫を達成するための、関連する前臨床モデルにおける粘膜ワクチン接種の原理の証明を提供する。」

*重要なお知らせ： バイオRxiv は、査読されていない予備的な科学報告書を発行しているため、決定的なものとみなされたり、臨床実践/健康関連行動の指針となったり、確立された情報として扱われたりするべきではありません。