概要
Covid-19 のパンデミックが拡大する中、科学者たちは SARS-CoV-2 に対するワクチンの開発を急ぎました。新型コロナウイルスは世界中で何百万人もの命を奪っています。 何十年も感染症についてあまり心配していなかった多くの人々を含む、世界人口の大部分が、突然、これらの取り組みの成功に懸命になりました. ワクチンは非常に長い間存在してきたため、ワクチンを当然のことと見なし、ワクチンがどのように、そしてなぜ機能するのかについて当惑するのは簡単です. 実際、ワクチンの本当の目的は何ですか? 病気を予防するため、またはその影響を軽減するためですか? そして、パンデミックの間に開発された新しいメッセンジャー RNA (mRNA) ワクチンについて、私たちは何を知っておくべきでしょうか?
アンナ・ダービンは、ブルームバーグ公衆衛生大学院とジョンズ・ホプキンス大学医学部の国際保健学の教授であり、Covid-19、デング熱、ジカウイルス、マラリア、その他の病気と戦うために使用される実験的ワクチンを研究しています。 このエピソードでは、彼女はワクチンの背後にある科学についての洞察をホストのスティーブン ストロガッツと共有します。
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成績証明書(トランスクリプト)
スティーブンストロガッツ (00:00): こんにちは、スティーブ・ストロガッツです。 なぜの喜び、からのポッドキャスト クォンタマガジン 今日の数学と科学における最大の未解決の問題のいくつかにあなたを連れて行きます. このエピソードでは、ワクチンの背後にある科学、特に COVID-19 に対抗するために開発されたワクチンと、パンデミックを経験したこの経験から学べることについてお話します。
(00:25) シャットダウンと社会的孤立に直面して、世界中の研究者は、COVID-2 を引き起こすウイルスである SARS-CoV-19 と戦うためのワクチンを作るために全力を尽くしました。 加速された取り組みには、ワクチンを作成するための XNUMX つの新しい方法が含まれていました。そのうちの XNUMX つは、おそらく聞いたことがある mRNA ワクチンです。 インフルエンザの予防接種と同様に、コロナウイルスのワクチンの開発は、移動する標的であるため注意が必要です。 常に進化しています。 私たちは、将来進化すると思われるバージョンではなく、現在確認されているウイルスのバージョンに基づいてワクチンを作成しています。
(01:01) 今日のゲスト、アンナ・ダービン博士は、ブルームバーグ公衆衛生大学院とジョンズ・ホプキンス大学医学部の国際保健の教授です。 彼女はまた、予防接種研究センターを指揮しています。 ダービン博士は、SARS-CoV-2 だけでなく、デング熱、ジカウイルス、マラリアなどの実験的ワクチンも研究しています。 彼女はまた、CDC を通じてワクチンの安全性への取り組みにも関与しています。 ダービン博士は今、ワクチンの背後にある科学についての彼女の洞察を共有するために私に加わります. ようこそ、アンナ・ダービン博士。
アンナ・ダービン (01:42): ありがとうございます。
ストロガッツ (01:45): まずは振り返りから始めましょうか。 ご存知のように、私たちは何十年にもわたってワクチンを作成し、テストし、承認し、配布してきました。 ワクチン製造の古いシステムについて少し教えてください。 強みから始めましょう。 感染症に対処するための古いシステムの強みは何でしたか?
ダービン (02:05): 強みの XNUMX つは、試行錯誤された真の方法だと思います。 そのため、多くの異なるワクチンに同じ種類の方法を使用しています。 それで、それで快適なレベルがありました。 ご存知のように、人々はワクチンの種類に精通していました。 ほとんどのワクチンは、かなり古い学校の方法で作られたと言えます。 つまり、私たちが使用したさまざまな方法は、ウイルス自体を取得し、さまざまな方法でウイルスをますます弱くし、それが非常に弱くなるまで、病気を引き起こさず、良好な免疫反応を誘発するというものです. もうXNUMXつの方法は、おそらく同じバクテリアやウイルスを取り、それを殺し、そのように投与することでした. つまり、ハイテクではなく、かなりローテクでした。 そして、これらの方法のXNUMXつを採用できれば、ワクチンをもう少し早く作ることができるかもしれません. しかし、不明なことがたくさんあります。 ご存知のように、それは非常に具体的ではない方法論であり、これらの病原体がどのように機能するかをよりよく理解しているため、今日よりもヒットまたはミスの方法論でした. そして、これらのワクチンを改良して、副作用の少ない特定の免疫応答を誘発するワクチンを実際に見つけようとするのに役立つ新しいツールがあります。
ストロガッツ (03:22): オーケー、それであなたは — 触れましたね。私の言う通りなら、古い方法の弱点のいくつかについてです。 あなたは、それにはいくつかのヒットアンドミスの特徴があり、時には望ましくない副作用があったと言います. 他に知っておくべき弱点はありましたか?
ダービン (03:34): 最大の — 私たちがそれらに持っていた最大の弱点の XNUMX つは、本当に優れた特異的免疫応答の欠如です。 たとえば、私たちはウイルスを取り、それを殺すことができ、それを人々に与えることができます. しかし、そのウイルスやバクテリアを殺す過程で、免疫反応がそれにどのように反応するかに影響を与えます. したがって、ウイルスを殺した方法だけに基づいて、できる限り良いワクチンは得られません。
(03:35) 私が言及したもう XNUMX つの方法は、弱毒生ワクチンと呼ばれるもので、ウイルスを摂取し、さまざまな方法でウイルスをどんどん弱くしていきます。 最も一般的な方法は、ウイルスがなじみのない細胞または組織で増殖させることです。 その中で成長するためには適応しなければなりませんが、その適応の中で弱まります。 弱くしすぎることもあります。 十分に弱くしないこともあります。 そして、それが十分に弱くないと、より深刻な副作用が発生します.
ストロガッツ (04:37): ああ、それはすべて非常に興味深いことです。なぜなら、私は、おそらく誰もがそうであるように、ウイルスを弱めるというこのアイデアについて聞いたことがありますが、そのトリックが何であるかを本当に知りませんでした. 慣れない環境で育てるのも面白いですね。 可能であれば、COVID の原因となるウイルスである SARS-CoV-2 を今日扱っていることに移りましょう。 一瞬、それが何なのかわからなかったことにしましょう。 聞いたことがない、またはまったく科学者ではない人に説明する必要があるとしたら、SARS-CoV-2 の主な特徴の中で際立っているものは何ですか? あなたはそれについて何と言いますか?
ダービン (05:12): ええと、私がそれについて最初に言うことは、これは誰もが怖かったと思いますが、これまでに見たことのないウイルスだったということでした. 私がウイルスの親戚と呼んでいるものは見たことがあるかもしれませんが、この特定のウイルスはこれまで見たことがありませんでした。 免疫学的に経験がないので、それは危険です. そのため、それを認識する免疫システムがありません。
(05:36) ウイルスなどに興味を持っている人に説明すると、それは呼吸器ウイルスです。 つまり、鼻から、口から、呼吸器系から体内に入ります。 そして、これらのワクチンがどのように機能するか、また免疫応答の持続性やワクチンの防御力について話すとき、それは重要です。 しかし、実際にはスパイクタンパク質と呼ばれるものを使って鼻や体に入ります. ですから、これらのウイルスの写真を見ると、スパイクが出ている大きなボールのように見えます。 そして、そのスパイクは、ウイルスが体内の細胞に侵入するために使用するタンパク質です. ウイルスについて考え、ワクチンの作り方を考えるとき、ワクチンを開発する際に常に尋ねる質問の XNUMX つは、「ターゲットは何か?」ということです。 ワクチンが感染からの保護または病気からの保護を成功させるために、その病原体の何を標的にしたいのでしょうか。 そして、私たちは通常、ヒト細胞に付着し、ヒト細胞を介して体内に侵入するウイルスの領域を標的にしています. それが、スパイクタンパク質について常に耳にする理由であり、ワクチンがスパイクタンパク質を作成したり、スパイクタンパク質に対する免疫応答を誘導したりする理由です.
ストロガッツ (06:54): では、あなたがこれまで取り組んできた他のウイルスや病原体について少しお話しましょう。 たとえば、デング熱、ジカ熱、西ナイルウイルス — SARS-CoV-2 について、それに対するワクチンの開発を、他のウイルスに対するワクチンの作成とは質的に異なる種類の課題にしたのはなぜでしょうか?
ダービン (07:17): うーん、いくつかあると思います。 ワクチンについて話すとき、私がいつも強調したいことの XNUMX つは、私たちの目標は何かということです。 このワクチンは何をしたいのですか? 感染を防ぎたいですか? それとも病気を予防したいですか? そして、パンデミックの早い段階で、これらのワクチンは感染を防ぐのに非常に効果的だったので、そのようなものは最終的なゲームになったと思います. そして、それはこれらの呼吸器ウイルスではほとんど不可能です.
(07:44) その理由は、ワクチンを投与するとき (通常、すべての SARS-CoV-2 ワクチンと同様)、腕に投与され、血中に循環する抗体を誘発するからです。 しかし、感染を防ぐためには、侵入部位にそれらの抗体が必要です。 そして、これについては少し前の冒頭で述べました。 これらは呼吸器ウイルスです。 それらは鼻粘膜を通って気道を通って入るので、感染を防ぐためにその部位に抗体が必要です. そして、ワクチンによって誘発される抗体のほとんどは血液中を循環しています。 そのため、鼻粘膜を通過して侵入部位でウイルスを攻撃できる十分な抗体を得るために、より高い力価の抗体が必要です.
(08:29) ですから、これらのワクチンができてから XNUMX 年ほどで失われたのは、重症化や入院の予防にどれだけ効果があるかということです。 それはパンデミックのほとんどを通して維持されています。 免疫力の低下が見られるのは、この感染防止です。
(08:48) それには 2 つの理由があります。 そして、私はあなたの質問に戻ります。 XNUMXつ目は、時間の経過とともに自然に低下する抗体価があることです。 そして時間が経つにつれて低下すると、鼻に入るのに十分な抗体がなくなります. しかし、XNUMX つ目の最大の理由は、先ほどおっしゃいましたが、これらのウイルスがどのように変化し、どのように変異するかということです。 そして、それは本当に、本当に魅力的だと思います。 ご存知のように、彼らは生存を争っています。 ご存知のように、彼らは私たちと同じように、生き残るために、そこにある他のすべてのウイルス、SARS-CoV-XNUMX バリアントを打ち負かすために、変化し進化する必要があります。 これらは頻繁に変異するウイルスであり、これらの変異の一部はウイルスに有害であり、それらの亜種は消滅します。 そして、いくつかは彼らに生存上の利点を与えます。 そしてそれは、より容易に人に感染できるか、より高い力価に成長してより多くのウイルスが存在するかのいずれかです. そのウイルスは、より多くの人々に広がる可能性があります。 それらは本当に生き残る変種です。
(09:55) また、人間の免疫システムとも競合しています。 したがって、感染を防ぐ、またはウイルスの複製を防止または排除するのに十分な抗体があれば、そのウイルス集団は死滅します。 ですから、抗体反応を回避するために変化する必要があると感じています。そうすれば、人々に感染し、広がり続けることができます. したがって、これらのウイルスは非常に頻繁に変異するため、私たちは常に、SARS-CoV-2 の継続的な拡散を封じ込めて防止しようと、押したり引いたりしています。 他のいくつかのウイルスとの違い、そして私が扱ってきたウイルスの多くは、異なる宿主に適応する必要があります。蚊から人へ。 したがって、ウイルスは蚊と人間の両方に適応する必要があり、追加の手順を経る必要があるため、これらの呼吸器ウイルスが行う「感染力」または感染力はありません。 そのため、蚊と人間の両方で生き残るためにできる突然変異の量がはるかに限られているため、ワクチンで制御するのは少し簡単です.
ストロガッツ (11:14): ああ、それは興味深い点です。 は。 それは、彼らが一種の遺伝的な何でも屋、または少なくともXNUMXつの取引でなければならないからです—
ダービンええ。
ストロガッツ (11:22): — 彼らにとっては大変な仕事です。 そして、それは彼らをもう少し弱くします—あなたにとってより良い、より簡単なターゲットになります.
ダービン (11:27): その通りです。 それらは、これらのコロナウイルスが生き残ることができるか、生き残ることができないほど変異することはできません.
ストロガッツ (11:34): あなたの答えは魅力的でしたが、非常に多くの異なる点を挙げています。 あなたが言ったことのいくつかに戻って、私がそれらを理解しているかどうかを確認したいと思う. 本当に素晴らしいものがぎっしり詰まっていました。
(11:48) では、まず重要な点に下線を引きましょう。これは、感染を防ぐか、少なくとも感染の可能性を減らすように設計されたワクチンと、主に症状の重症度や病気を軽減することを目的としたワクチンとの問題です。続きます。 開発された、または現在開発されている初期のワクチンの場合、この質問に対する答えはわかっていると思いますが、もう一度言いたいのですが、感染を防ぐこと、または死亡や入院を防ぐことの目的は何でしたか?
ダービン (12:20): そして、すべてのワクチンについてこれを言います。感染を防ぐことは信じられないほど高いハードルであるため、それは依然として主要なエンドポイントであるべきであり、重篤な疾患の予防であるべきです。 非常に高いレベルの抗体を維持しなければならないことを意味するため、特に呼吸器ウイルスの場合は高い基準です. そして、それは私たちの免疫システムが実際にどのように機能するかではありません.
(12:44) つまり、病原体にさらされたり、ワクチンを接種した後にその病原体にさらされたりすると、抗体価が非常に高くなります。 しかし、抗体価は時間の経過とともに低下するように設計されています。なぜなら、そうでなければ、観察したすべての病原体に対して非常に高い抗体価を維持すると、血液がタンパク質でいっぱいになり、血液を送り出すことができなくなるからです. そして、これは—できませんでした。ポンプでくみ上げることができませんでした。 そのため、抗体価は時間の経過とともに低下します。 そして、あなたの免疫システムは信じられないほどうまく設計されており、私たちは記憶反応と呼ばれる免疫システムの全腕を持っています. そして、メモリ応答の目的は、一種の待機です。 そして、再びその病原体に遭遇すると、免疫系は「ああ、それは知っている、以前にも遭遇したことがある。 それは危険だ。 今、私は対応し、装備を整え、私が病気になる前に、または私たちが病気になる前に、その病原体を攻撃して除去します。」
(13:45) それが私たちが予防接種をする理由です: その最初の曝露を与えるためです. 病原体を安全な方法で免疫系に導入し、その後の人生で再びその病原体に遭遇したときに、免疫系がそれを記憶し、反応し、病原体を制御できるようにする.
(14:04) したがって、ワクチンは一般に、病気を制限し、重篤な病気から保護するように設計されています。 たとえあなたが感染していたとしても — ワクチンによる免疫と感染による免疫について話すとき、私は「自然感染」という言葉を使いたくありませんが、SARS-CoV-2 に感染していたとしても、感染に対する永続的な保護がないこと。 まだ再感染する可能性があります。 したがって、ワクチンが実際にそのしきい値を超えると期待するのは、実際には十分ではなく、合理的な期待でもありません.
ストロガッツ (14:40): ありがとうございます。 さて、以前の回答で、あなたは抗体が鼻や鼻腔や粘膜に入る準備ができているのに対し、抗体は血液中を循環し、特定の侵入点を探していると述べました…つまり、これらの抗体がどの程度特異的であるかはわかりませんが、言うのは公正ですか? あらゆる種類のトラブルを探している、さまざまな組織のすべてにある、すぐに使える軍隊や民間防衛隊はありますか?
ダービン (15:13): 素晴らしい質問ですね。 つまり、分泌型 IgA、または粘膜抗体と呼ばれるものがあり、それが実際に粘膜にある抗体です。 鼻、気道、胃腸管の粘膜に沿っています。 そこから侵入する病原体のために特別に作られています。 しかし、ワクチンは分泌型 IgA を誘導しません。これは、分泌型 IgA を作る細胞が実際に粘膜の内側を覆っているからです。 それらは腕の筋肉にも、ワクチンを接種する血液系にもありません。 そのため、私たちは通常、ワクチンを使って IgG、つまり塩基性 IgG を作ります。これは、最も一般的に血液中を循環している免疫グロブリンです。 その IgG は血液から粘膜を横切って移動することができます。 しかし、繰り返しになりますが、血液から鼻への勾配を得るには、血液中の非常に高いレベルが必要です. 一方、実際に鼻や粘膜にさらされている場合は、粘膜抗体または分泌型 IgA と IgG の両方を刺激できます。 これが、人々が SARS-CoV-2 の鼻腔内ワクチンについて話している理由です。
ストロガッツ (16:24): 初期の頃 — 私たちは皆、これを経験したと思います — 肺の奥深くまで感染し、本当に病気になり、ひどい肺炎になり、時には死亡するケースと、後の亜種のようなケースを耳にします — COVIDにかかったときに経験したものは、鼻水と喉の痛みのようなもので、実際にはこれまでで最悪でした。 しかし、それは、上気道感染症を思い出させました。 つまり、私たちの多くは、ウイルスが免疫システムと競合しているだけでなく、実際にはウイルスの他の亜種と競合していることを認識していないと思います. 肺の奥深くにあるものと比べて、上気道のウイルスだったので、咳をしてウイルスを排出するのがどれほど簡単だったかを思い出します… ウイルスが持っているのは偶然ではないように感じます.深い下気道疾患ではなく、より上気道になるように変異しました。
ダービン (17:19): ウイルスだけではないので、もう少し詳しく説明します。 それはまた、その記憶反応を誘発しているワクチンでもあります. そして、それらは単なる抗体以上のものを誘導します。 ここで免疫学の講義をするつもりはありませんが、私たちには抗体があり、感染した細胞を排除する T 細胞と呼ばれるものがあります。 そして、その T 細胞応答を誘導し、その下気道疾患 (肺炎、深刻な病気) から保護するのに役立つ免疫応答を誘導する上でのワクチンの役割は、本当に過小評価されていたと思います. 今日、ウイルスの突然変異だけでなく、より軽度の病気が見られます。 しかし、それはまた、予防接種とおそらく以前の感染の両方から、過去XNUMX年間に人々が獲得した免疫によるものでもあります. 深刻な病気になる前に、そのウイルスの世話をするのに役立つ優れた記憶免疫応答があるように. そうです、私たちはウイルスを変異させてより感染力を高め、より簡単に上気道に侵入しようとします. しかし、私たちにはより良いものもあります — 免疫システムはより良い状態で、過去 XNUMX 年間も訓練されており、感染が発生するとそのウイルスをよりよく排除できます.
ストロガッツ (18:36): では、あなたの主張が正しいかどうか見てみましょう。 どういうわけか、ワクチン接種プログラムを通じて、下気道をより住みにくいものにすることができたのでしょうか? ウイルスが私たちの防御を回避しようとしているようで、今度は上に行きます. それがアイデアですか?
ダービン (18:51): そうです。 それがそこに行こうとすると、ウイルスを殺す、またはウイルスが感染した細胞を殺す細胞があり、肺炎やその他の深刻な病気を発症する前にウイルスを除去します.
ストロガッツ (19:02): わかりました。 これはとても興味深いものです。 ありがとう。 きっと私の声が聞こえたはずです。 もちろん、私はこれについて大喜びするべきではありません。 全体がかなり深刻で恐ろしくて怖いです。 しかし、あなたが私たちにそれをすべて説明してくれるのもとてもうれしいです。
(19:16) 次は新しいテクノロジーについてお話したいと思います。 私たちの多くはワクチン接種を受けることの大きなメリットであり、非常に興味深い科学実験を受けてきました。 ファイザーやモデルナが作ったことで有名なmRNAワクチンです。 初心者の私たちに彼らがどのように機能するか教えていただけますか? 同様に、mRNAワクチンと比較したアイデアは何ですか - あなたが私たちに死んだウイルスワクチンまたは弱毒化ウイルスについて語ったことを覚えておいてください. mRNAワクチンの違いは何ですか?
ダービン (19:52): ですから、私はこのように考えます。 たとえば、私たちの古い技術では病原体がありましたが、それは不透明なブラックボックスのようなものでした。 私たちは遺伝物質を知りませんでした。 何がそれを動かし、何が機能し、それを防ぐ方法を知りませんでした。 それで、私たちは病原体全体、または可能な限り多くの病原体を取り、それを少しいじって、それを弱めたり殺したりして、ワクチンとして与えました. 病原体のどの部分を防御するのが重要かを知らなかったからです。 60年、70年、80年、100年と早送りすると、今では遺伝子技術があります。 私たちは遺伝子構成を知っています。 私たちは、あらゆる病原体の遺伝子構成を決定することができます。 私たちは、遺伝物質を使ってタンパク質を作る方法を知っています。
(20:41) つまり、mRNA はメッセンジャー RNA の略です。 そして私たちのすべての細胞 — 動物細胞、ヒト細胞 — は mRNA をメッセンジャーとして使用します。 メッセンジャーRNA、暗号です。 より適切な用語がないため、モールス信号の一種と考えてください。ただし、モールス信号と考えてください。 あなたの体がそのモールス信号を見ると、それをタンパク質に変換し、スパイクタンパク質に変換します. mRNA の優れた点は、このすべての機構が体内で発生することです。これは、体が作るあらゆるタンパク質に対して、mRNA を使用し、その mRNA を体が必要とするさまざまなタンパク質に変換することです。 ワクチンのmRNAが与えられると、細胞に入ります。 あなたの細胞機構はそのmRNAコードを見て、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質を作ります. そして、それがどのように作られるか、また、これがmRNA技術の優れたところです.あなたの体は、そのタンパク質を、それが作っている他のタンパク質と区別することができません. それが私たちのやり方です — 私たちはそれが提示されていると言います. だから、それは細胞を通して運ばれます。 それは、抗体応答だけでなく、細胞の T 細胞応答も刺激するように、免疫系に示されています。
(22:03) したがって、ウイルスのごく一部を使用することができますが、そこから非常に大きな免疫応答が得られます。 スパイクタンパク質で生きたウイルスを与えたように見える免疫応答を得ることができますが、スパイクタンパク質を与えたばかりで、優れた抗体応答と記憶応答が得られます。これは非常に重要です.
ストロガッツ (22:27): 考えてみると本当にワイルドです。 おそらくすべてのワクチンはこのように機能すると思いますが、あなたが説明したように、それは私の心の中で考えを刺激しています.それは、あなた自身の細胞がこのエイリアンスパイクタンパク質を作っているという点で、それがどれほど奇妙であるかということです. それでも、あなたの体はそれが「自分」ではないことを知っています。 あなたの体が理解します — でも、それは興味深いことではありませんか?
ダービン (22:47): とても、とても興味深いです。 これは、他のウイルスの場合とまったく同じです。 たとえば、生きたウイルスを持っている場合、ウイルスに感染している場合、または生ワクチンを投与している場合、それらのウイルスは細胞に感染し、細胞がそれらを処理します。 そして、ウイルスが複製しようとするとき — あなたに感染するどんなウイルスでも… 私が言いたいのは、あなたの細胞機構を「ハイジャック」することです。 しかし、確かに、細胞内にあるさまざまなヌクレオチドや物を使用して、自己複製を助けます。 そして、その一部は、広範な免疫反応を可能にするそのウイルスの免疫システムの部分を示しています. つまり、抗体と記憶 (または T 細胞) の両方の応答です。
(23:31) タンパク質ワクチンのみを投与する場合 — そのスパイクタンパク質を mRNA ワクチンの一部として投与するのではなく、サブユニットタンパク質ワクチンと呼ばれるものとして投与するとします。学校の技術。 破傷風ワクチンのようなものが考えられますが、これはトキソイドであり、ただのタンパク質です。 しかし、そのスパイクタンパク質を体外で作り、それを注射すると、スパイクタンパク質に対する非常に優れた抗体が作られます. しかし、あなたの細胞がそのタンパク質を見てそのタンパク質を摂取した方法では、実際には良好な CD8 T 細胞応答が得られないように処理されます. かなり良い抗体応答しか得られません。 それがmRNA技術の素晴らしさです。
ストロガッツ (24:16): ああ、聞いたことがないので確認させてください。 つまり、あなたが破傷風について言及したように、同じ戦略を試すことができます。 スパイクタンパク質を直接入れます。 私たちの体はこう言います。 ここにあってはならない。」 抗体はそれを一掃するためにそこに行きます。 しかし、あなたはそれが生産されないと言いました—私はあなたの言うことを正しく聞きましたか? C — CD8 と言いましたか?
ダービン (24:38): はい。 私たちが細胞性免疫応答と呼んでいるもののように。 それは、あなたの体が良好な CD8 応答を誘導するためには、そのタンパク質が細胞内で生成され、細胞の表面に「提示」される必要があるからです。 細胞内の経路を通過し、その小さな断片が細胞の表面に現れ、さまざまな T 細胞と結合し、CD8 T 細胞を刺激します。 しかし、それが細胞の表面に特定の方法で示されている場合にのみ、それらの CD8 T 細胞を刺激することができます。 そして、そのタンパク質が細胞内で生成され、細胞内で切り刻まれ、細胞の表面に提示された場合にのみ、そこに到達することができます.
ストロガッツ (25:21): きちんと、きちんと。 そうか。 したがって、mRNA を使ってこの新しい方法でそれを行う方がはるかに優れています。 その通り。 面白い。 面白い。 これは私たちの多くが今持っているテクノロジーの XNUMX つで、特にブースターを手に入れれば、私たち自身の体の中で働いていると思います。
(25:38) しかし、この会話の準備を始めるまで、私がよく知らなかった他のテクノロジについても認めなければなりません。 私はそれを言う方法さえわかりません。 「AHH-デノウイルス」(アデノウイルス)ベクターワクチンまたは「a-DEE-ノウイルス」と発音されますか?
ダービン (25:51): 私は「AHH での」が好きです。
ストロガッツ (25:54): 何、今それは何ですか? これが、ジョンソン・エンド・ジョンソンがワクチン開発を追求した方法であるというのは正しいですか?
ダービン (26:01): そしてアストラゼネカも。 したがって、アデノウイルスは環境に存在する DNA ウイルスです。 実際、私たちは何年もの間、アデノウイルスワクチンを接種してきました。 アデノウイルス5型と呼ばれる理由は、特に軍隊や大学のキャンパスなどの近くにいる人々に病気や感染を引き起こすためです. そのため、軍は長年にわたってアデノウイルス 5 型ワクチンを使用していました。 そして、それこそが人々がアデノウイルスをベクターとして使用するきっかけとなったのです. 結局、この技術は何年にもわたって実験的なワクチンに使用されてきました. アデノウイルスベクター技術を使用した HIV ワクチン候補がいくつかあります。 そしてマラリアワクチン。
(26:47) さまざまなワクチンがこの技術を使用していましたが、SARS-CoV-3 でよく知られるようになりました。 基本的にあなたがしていることは、そのアデノウイルスをトロイの木馬のように使っているということです。 ですから、私がmRNAワクチンについて言ったことを思い出してください。その美しさは、細胞内でスパイクタンパク質が産生されることです. アデノウイルスベクターワクチンと非常によく似ています。 それは、コーディングを導入することであり、この点で、それはアデノウイルスの遺伝子としてのスパイクタンパク質の DNA コードです。 その後、アデノウイルスが細胞に感染し、その DNA 物質を細胞核に届けます。 その後、メッセンジャー RNA が作られ、細胞の細胞質に入ります。再び、その細胞機構を使用して細胞内でスパイクタンパク質を作成し、抗体産生と CD8 T 細胞応答の両方に提示されます。 .
(27:51) さて、これらのアデノウイルスと少し違う点は、これらの新しいアデノウイルスベクターにはいくつかの点があり、それが重要だと思います. 5つは、人々がすでにさらされている一般的な5型アデノウイルスを使用していないことです. すでに5型アデノウイルスにさらされていて、26型アデノウイルス抗体を持っている場合、そのワクチンの感染能力をブロックする可能性があるため. そこで J&J はアデノウイルス XNUMX 型を使用しますが、これはヒトではあまり一般的ではありません。次に、アストラゼネカはチンパンジーのアデノウイルスを使用しました。
(28:32) 両方のワクチンに関するもう XNUMX つの非常に重要な点は、使用されているアデノウイルス自体が複製欠陥と呼ばれるものであるということです。 複製できません。 したがって、病気になる可能性のあるアデノウイルスの複製はありません. 何が起こるかというと、それは本当にただのことです — だから私はそれを一種のトロイの木馬送達システムと呼んだのです。スパイクタンパク質の DNA 遺伝子を細胞の核に送達するだけで、スパイクを取得できるからです。タンパク質は、細胞内で複製および作成され、細胞に提示されて抗体および T 細胞応答を行います。
ストロガッツ (29:14): おそらく、mRNA について話しているときに言及できたかもしれませんが、私は軌道から外れたくはありません。アデノウイルス ベクター ワクチンを使い続けたいのです。その配信システムのトロイの木馬?
ダービン (29:26): これがその唇で、私たちが脂質ナノ粒子と呼んでいるものです。 そのため、RNA 自体は非常に簡単に分解されます。 私たちの体には酵素があり、環境にはそれを破壊する酵素があるため、私たちが「裸の RNA」と呼ぶものを与えることはできません。 つまり、保護されなければなりません。 そしてXNUMXつ目は、細胞に取り込まれるだけでなく、実際に細胞に取り込まれ、細胞質に入れられ、タンパク質に翻訳されるように、実際に細胞に取り込まれるような方法で与えられなければなりません. そのために、脂質ナノ粒子が使用されます。 (そして、「ナノ粒子」とは粒子のサイズを指します。それは、敵と見なされて破壊されることなく細胞に入ることができ、RNAを保護できるように十分に小さくなければなりません。)脂質ナノ粒子は、私たちがアジュバントと呼んでいるもの、または一種の免疫刺激剤としても機能している可能性があります. ご存知のように、腕の痛み、人々の熱、痛み - ワクチン分野の私たちのほとんどは、それは実際には、送達されているmRNAよりも脂質ナノ粒子によるものだと信じていました.
ストロガッツ (30:35): ああ、面白いですね。 それで、あなたはワクチンを作る新しい方法を作るこれらのXNUMXつの素晴らしい方法について私たちに話してくれました. あるタイプが他のタイプよりも実用的な利点はありますか?
ダービン (30:47): どちらのタイプにも実際的な利点があると思います。 mRNA技術にはわずかな利点があると思います。 そして、それが何を意味するのかを説明します。
(30:58) したがって、これらの両方のタイプのプラットフォームを使用すると、必要なのは遺伝子コードだけなので、新しいワクチンの作成に関して非常に迅速に対応できます。 その良い例がCOVIDだと思いますよね? SARS-CoV-2 のシーケンスは、おそらく 2 月の終わり、XNUMX 月の初めにわかっていました。 XNUMX週間以内にバイアルされたワクチンがありました。 mRNAワクチンについては、遺伝子コードがわかればすぐにワクチンを作ることができます。 アデノベクターウイルスでは、そのDNAコードを作成し、それをウイルスに挿入し、ウイルスがそれに耐えられることを確認する必要があります.DNAコードタンパク質で十分なアデノウイルスを取得できることを知っている必要があります.そこで。 そして、そのウイルスを成長させるか、SARS-CoV-XNUMXスパイクタンパク質のDNAコードを含む十分な量のウイルスを入手する必要があるため、もう少し時間がかかる可能性があります. しかし、ワクチンに変更を加えるという点では、必要なのは遺伝子コードだけです。 そのため、非常に迅速に実行できます。
ストロガッツ (32:03): わかりました。この話全体の一部として、進化についてはすでに触れました。 そして、あなたに反応してもらうために、あなたのアナロジーを試してみたいと思います。 ウイルスが非常に急速に進化する状況にあるときのように、私は考えていました。 また、ワクチンを非常に迅速に作成することもできます。あなたが説明したように、新しい亜種に対応して迅速に変更することができます. 運転中に時々対処することを思い出しました。 車にこのテクノロジーが搭載されている場合、GPS は XNUMX つの道路の交通量を教えてくれます。 いかに混雑しているかがわかります。 そして、あなたは、まあ、例えばWazeのように考えます。 さて、Waze を使用しているすべての人は、「渋滞が少ないので、その道を行くつもりはありません。別の道を行くつもりです。」と言っています。 例外として、今は誰もが別の道を進んでいます。
ダービン: 右。
ストロガッツ (32:54): 言い換えれば、この種の共進化システムがあれば、私たちが持っているウイルスのワクチンを作ることが想像できます。 そして今、ウイルスは私たちの下から適応したので、それはもう良くありません. それは私たちが心配しなければならないことですか? コロナウイルスは進化して私たちのワクチンを追い越しますか?
ダービン (33:11): 繰り返しになりますが、これは私が最初に尋ねた質問に戻ると思います: 最終的なゲームは何ですか? 感染に対する保護または病気に対する保護? したがって、これらのワクチンは、ほとんどの人に病気に対する非常に優れた長期的な防御をもたらしたと思います. しかし、私たちは高齢者、つまり重篤な病気に対する防御力が低下し、免疫力が低下していることを知っています. そして、これらのウイルスがますます進化するにつれて、感染に対する保護はますます少なくなります。 そして、私たちが第二世代ワクチンと呼ぶものを作る必要があるかどうかについて考え始める必要があるのはその時です. ワクチンのターゲットを元の武漢株からオミクロンのようなものに変更する必要がありますか?
(34:00) そして、私たちは今、その答えが出る時点にいると思います — または、2022 年の XNUMX 月、XNUMX 月の時点で、イエスと答えた時点で、その時点にいるので、その変更を行う必要があります。 ご存知のように、武漢株はなくなったので、XNUMX年以上なくなっています。 それはパンデミックの非常に早い段階で進化しました。 しかし、アルファ株、デルタ株、さらにはある程度ベータ株でさえも、元のワクチンを使い続けることができるほど十分に関連していました. Omicron は、以前の亜種とはシーケンスがまったく異なります。 つまり、オミクロンバリアントに対してより効果的な二価ワクチンを開発することは、より理にかなっているということです。 そして、それが私たちが今見ているものです。 それが今提供されているものです。 そして、それは理にかなっています。
(34:48) さて、それを毎年行う必要があるのでしょうか? わかりません。 私たちは、このウイルスがどのように進化し続けているか、集団免疫がどのようなものか、そして私たちが見ている病気の重症度がどのようなものであるかを実際に知る必要があります. ご存知のように、しばらくの間、毎年恒例のブースターが見られる気がします。 それがどれくらいの期間か、私にはわかりません。 インフルエンザのようになるかもしれません. 私たちが年をとるにつれて、私たちの免疫システムはうまく機能しなくなるからです. それはそれほど堅牢ではありません。 私たちは永続的な免疫を得ることができません。 したがって、予防接種を受けていない非常に若い人や高齢者など、最も脆弱な人々を保護するために、毎年のブースターが必要になる場合があります.
ストロガッツ (35:37): 可能であれば、あなたの研究、あなたの研究室に移りたいと思います。 SARS-CoV-2 とワクチンに関して皆さんが行ってきたこと。 その裏話を少し教えていただけますか?
ダービン (35:49): はい。 つまり、私のセンター — 私のセンターにはさまざまな研究者がいます。 博士 カウサー・タラート 私のとても親しい同僚です。 そして、パンデミックの間、ご存知のように、パンデミックの早い段階で、SARS-CoV-2 以外の研究はすべて中止されました。 また、2 つの SARS-CoV-XNUMX ワクチンの臨床試験の実施にも関与しました。 Dr. Talaat は Pfizer COVID ワクチンのサイト PI で、私は AstraZeneca ワクチンの PI でした。
(36:21) つまり、2020 年半前にさかのぼると、今は XNUMX 年 XNUMX 月で、全員がロックダウンされています。 誰も病院に来ない。 患者だけが入ることができます。病院には訪問者を入れることはできません。 私たちのほとんどは遠隔医療を行っており、病院では外来患者を診ていませんでした。 もちろん、これらの臨床試験の一部は、COVID感染に対する保護を検討しています. では、COVID に感染している、または COVID に感染していると思われる人々をどのように確認しますか? 私たちはそれらを私たちの診療所に持ち込むことを許可されていませんでした. 彼らは検査を受ける必要があり、陽性だった場合はクリニックに入ることができませんでした。 病院の周りや大学の周りには、COVID 研究のボランティアに会う場所がありませんでした。 また、回復期の血漿研究を行っている他のグループもありました。
(37:14) そこで、感染症の同僚と大学が集まり、実際に「COVID ビレッジ」と呼ばれるものを作成しました。ここで私たちはこの貯蔵ポッドを見たことがあるかもしれませんよね? 人々はそうするだろう…それで、それらは試験室に改造され、駐車場にありました。 そして、試験室に改造されたストレージ ポッドが 45 つまたは XNUMX つありました。 そして、入る前に PPE を着用しました。 COVIDのためにそれらを綿棒します。 XNUMX分で戻ってくる迅速なPCR検査がありました。 陰性だった場合は、診療所で見ることができました。 それが陽性だった場合、私たちは彼らをポッドに連れて行き、病気の訪問を行い、その後、ポッドでの病気の訪問のためにそれらを戻しました. しかし、それを成し遂げるには、ここの行政からの多くの組織と協力が必要でした. 感染の予防とこれらの間には緊張関係があるため、私たちは病院の環境にあり、暴露ではありません.
(38:22) そして、どのように調査を行うのか。 アストラゼネカの治験には 300 人以上が参加しました。 成人、青年、子供、幼児をファイザーの研究に登録しました。 そして、アストラゼネカの研究に参加している人々が最終訪問のために今見ているので、それは一種の楽しみです. 彼らに追いつき、彼らが過去 XNUMX 年間に何をしてきたかを見ることができてうれしいです。 そして、その裁判は終わっています。 そしてファイザー、最後のワクチン接種から少なくともXNUMX年後まで、それらの子供たちと家族に会い続けます.
ストロガッツ (38:53): このウイルスや他のウイルスの監視を改善するために世界的にできる最も価値のあることは何ですか?
ダービン (39:00): 世界のさまざまな場所で監視を開始するための資金を確保する必要があります。 私たちはいくつかのインフルエンザの監視を行っており、それによって毎年新しいインフルエンザワクチンがどのようになるかが決まります. しかし、SARS-CoV-2 だけでなく、他の新興病原体にもそれが必要です。 次の SARS-CoV-2 はどうなるのですか? 監視はそのヒントを与えてくれます。
(39:26) ご存知のように、パンデミックの間、私たちは多くの教訓を学びました。 そして、ご存知のように、そのXNUMXつは、新しいワクチンなどを開発するためにどのように協力できるかということでした. しかし、私たちはさまざまな分野で前進することに失敗していると思います。また、別のパンデミックが発生した場合、それが戻ってきて私たちを傷つけることになると思います. それで、それはどういう意味ですか? ええと、ご存知のように、私たちは多くのワクチンナショナリズムを持っていました。 私たちは、他の国々が独自のワクチンを作ることができるように力を与え、築き上げ、訓練する必要があります。 米国やヨーロッパだけでなく、世界向けのワクチンを製造できるように、地域のワクチン製造業者、または世界のさまざまな地域のさまざまな国の国レベルでさえも持つ必要があります。しかし、全世界のために。 そして、その教訓が心に留められているかどうかはわかりませんね。 このような危機やパンデミックが発生した場合、誰かがワクチンの技術を持っている場合、その技術を共有して世界的にワクチンを製造できるようにするために、技術の共有においてより良い仕事をする必要があります.
(40:36) 私たちがもっとうまくやれると私が思うもう 30 つの分野は、健康の格差と、世界的にだけでなく、健康の公平性を得るために実際に取り組むことです。 しかし、ご存知のように、ボルチモア、米国、そして世界中のあらゆる場所で、誰もがワクチンや医療にアクセスできるようにします。 ご存知のように、パンデミックの間、ここボルチモアで、COVID で入院した人の 30%、約 XNUMX% が以前に糖尿病と診断されていなかったことがわかりました。 そしてそれは、ヘルスケアへのアクセスの欠如の直接的な結果です. ですから、私たちはパンデミックで多くのことを学びました。私たちが成し遂げたことを本当に誇りに思っていますが、できることはまだたくさんあると思います。
ストロガッツ (41:16): 今日はお話できてとても光栄です。 ダービン博士、私たちと一緒に時間を過ごし、免疫システム、ウイルス学、これらのワクチンについて本当に多くのことを説明してくれてありがとう. お時間をいただき、誠にありがとうございます。
ダービン (41:29): どういたしまして。 すごく楽しかったです。
アナウンサー (41:34):よろしければ なぜの喜び、チェックアウト QuantaMagazineサイエンスポッドキャスト、このショーのプロデューサーの XNUMX 人である私、Susan Valot が主催します。 また、このポッドキャストについて友達に教えて、「いいね!」を付けるか、聴いているところをフォローしてください。 それは人々が見つけるのに役立ちます なぜの喜び ポッドキャスト。
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