なぜCOVIDワクチンはあるのにHIVワクチンがないのですか?

2021-05-21
1984年に、一部の科学者は、HIV / AIDSワクチンが2年以内に利用可能になると予測しました。37年経った今でもワクチンはありません。Rapeepong Puttakumwong / Getty Images

天然痘は、非常に効果的な世界的な予防接種キャンペーンの結果、地球の表面から根絶されました。米国では、ポリオウイルスに対する効果的なワクチンの開発と使用により、麻痺性ポリオはもはや問題ではありません。現在、COVID-19に対する効果的なワクチンの迅速な展開により、何百万人もの命が救われています。それでも、エイズの原因としてHIVが発見されてから37年が経ち、ワクチンはありません。ここでは、HIV / AIDSに対する効果的なワクチンの開発が直面している困難について説明します。

私はマイアミ大学ミラー医学部の病理学の教授です。私の研究室では、SIVと呼ばれるサルウイルスまたはサル免疫不全ウイルスが発見されたとされています。SIVは、ヒトにAIDSを引き起こすウイルス(HIV、またはヒト免疫不全ウイルス)の近縁種です。私の研究は、HIVが病気を引き起こすメカニズムの理解とワクチン開発の取り組みに大きく貢献してきました。

アンソニー・ファウチ博士は、2017年にHIV / AIDSのワクチンを見つけることの難しさについて話します。

HIVワクチン開発の取り組みが不足している

ワクチンは間違いなく、医学的に重要なウイルス性疾患に対する社会で最も強力な武器でした。 1980年代初頭に新しい病気のエイズが発生し、それを引き起こしウイルスが1983年から84年に発見されたとき、研究コミュニティがそのワクチンを開発できると考えるのは当然のことでした。

1984年にエイズの原因としてHIVを発表した今では有名な記者会見で、当時の米国保健社会福祉長官のマーガレット・ヘックラーは、ワクチンが2年以内に利用可能になると予測しました。さて、それは37年後の今であり、ワクチンはありません。 COVID-19ワクチンの開発と配布が迅速であるため、HIVワクチンの欠如はまったく対照的です。問題は政府の失敗ではありません。問題は支出の不足ではありません。難しさはHIVウイルス自体にあります。特に、これには、HIV株の顕著な多様性とウイルスの免疫回避戦略が含まれます。

これまでに、HIVに対する5つの大規模な第3相ワクチン有効性試験があり、それぞれ1億米ドル以上の費用がかかりました。これらの最初の3つは非常に説得力のある失敗でした; HIV感染の獲得に対する保護はなく、感染した人のウイルス量の低下もありません。実際、これらの試験の3番目であるSTEP試験では、ワクチン接種を受けた個人の感染頻度が統計的に有意に高かった

4番目の試験である物議を醸しているタイのRV144試験は、当初、ワクチン接種を受けた個人のHIV感染の獲得に対する保護の成功の程度がわずかであると報告しました。ただし、その後の統計分析では、買収に対する保護が実際に行われる可能性は78%未満であると報告されています。

5番目のワクチン試験であるHVTN702試験は、RV144試験の結果を確認および延長するように命じられました。HVTN702の試験は中止されたため、無益の早いです。買収に対する保護はありません。ウイルス量の低下はありません。痛い。

HIVの複雑さ

何が問題ですか?HIVが進化させた生物学的特性により、成功するワクチンの開発は非常に困難になっています。それらのプロパティは何ですか?

何よりもまず、容赦ない継続的なウイルス複製です。HIVがドアに足を踏み入れると、それは「落とし穴」です。多くのワクチンは、感染の獲得を完全に防ぐわけではありませんが、ウイルスの複製や結果として生じる可能性のある病気を厳しく制限することができます。ワクチンがHIVに対して効果的であるためには、ウイルス複製を制限するだけでなく、絶対的な滅菌バリアを提供する必要があるでしょう。

HIVは、その遺伝情報に多くの突然変異を生成し、許容する能力を進化させてきました。この結果、ウイルスの株間で、ある個人から別の個人へだけでなく、1人の個人内でさえも膨大な量の変動が生じます。

比較のためにインフルエンザを使ってみましょう。流行しているインフルエンザ株は季節ごとに変動するため、季節ごとにインフルエンザウイルスの再ワクチン接種を受ける必要があることは誰もが知っています。さて、単一の感染した個人内のHIVの変動性は、シーズン全体を通してインフルエンザウイルスの世界的なシーケンスの変動性全体を上回っています

この程度の株の変動をカバーするために、ワクチンに何を入れるのでしょうか?

HIVはまた、抗体による認識から身を守るという信じられないほどの能力を進化させてきました。コロナウイルスやヘルペスウイルスなどのエンベロープウイルスは、各ウイルスが細胞に侵入するために使用する構造を表面にエンコードします。この構造は「糖タンパク質」と呼ばれ、糖とタンパク質の両方で構成されていることを意味します。しかし、HIV外被糖タンパク質は極端です。これは、22の家族すべてのすべてのウイルスの中で最も糖分の多いタンパク質です。重量の半分以上が砂糖です。そしてウイルスは、感染した宿主が作ろうとしている抗体による認識から身を守るために、これらの糖をシールドとして使用する方法、つまりウイルスが自然淘汰によって進化したことを理解しました。宿主細胞はこれらの糖を加えて、それを自己と見なします。

これらの特性は、ワクチン開発の取り組みに関連する重要な結果をもたらします。 HIV感染者が作る抗体は、通常、ウイルスに対する中和活性が非常に弱いだけです。さらに、これらの抗体は非常に株特異的です。それらは、個人が感染している株を中和しますが、集団内を循環している他の何千もの株を中和しません。研究者は、1つの株を中和する抗体を引き出す方法を知っていますが、集団内を循環する何千もの株から保護する能力を持つ抗体は知りません。これはワクチン開発の取り組みにとって大きな問題です。

HIVは、免疫応答の一歩先を行くために、感染した1人の個人の中で絶えず進化しています。ホストは、ウイルスを攻撃する特定の免疫応答を誘発します。これはウイルスに選択圧をかけ、自然淘汰によって、個人の免疫系によって認識されなくなった変異ウイルス変異体が現れます。その結果、容赦ないウイルス複製が継続的に発生します。

それで、私たち研究者はあきらめるべきですか?いいえ、すべきではありません。研究者がいくつかの研究室で動物モデルで試みている1つのアプローチは、エイズウイルスタンパク質を送達するためのベクターとしてヘルペスウイルスを使用することです。ヘルペスウイルス科は「持続性」カテゴリーに属します。ヘルペスウイルスに感染すると、あなたは一生感染します。そして、免疫応答は記憶としてだけでなく、継続的に活発な方法で持続します。ただし、このアプローチの成功は、集団内を循環する非常に複雑なHIVシーケンスに対するカバレッジを可能にする免疫応答の幅を引き出す方法を理解することに依然依存します。

別のアプローチは、別の角度から保護免疫を追求することです。 HIVに感染した個人の大多数は、弱い株特異的な中和活性を持つ抗体を作成しますが、一部のまれな個人は、広範囲のHIV分​​離株に対して強力な中和活性を持つ抗体を作成します。これらの抗体はまれで非常に珍しいものですが、私たちの科学者はそれらを所有しています。

また、科学者たちは最近、1回の投与でこれらの抗体の保護レベルを一生維持する方法を考え出しました。生活のために!この送達は、ウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスと呼ばれるベクターに依存します。ベクターが筋肉に投与されると、筋細胞は強力で広範囲に中和する抗体を継続的に産生する工場になります。研究者たちは最近、サルの6年半の連続生産を記録しました

私たちは進歩しています。あきらめてはいけません。

この記事はから再版された会話、クリエイティブコモンズライセンスの下で。元の記事はここにあります

Ronald C. Desrosiersは、マイアミ大学の病理学教授および研究担当副議長です。彼は国立衛生研究所から資金提供を受けています。

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