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61 巻 10 号 2015［免疫］283

インフルエンザスプリットワクチンの限界と新規ワクチンの開発
Limitations of influenza split vaccine and new concepts for vaccine development

なか

中

やま

山てつ

哲

お夫

Tetsuo NAKAYAMA

価を誘導する必要があると考えられ、1960 年代からはじめにアジュバントワクチンの開発が始まった 。アジュ
2）

バントは抗原と同時に投与することで液性免疫、細インフルエンザは毎年流行を繰り返し、流行年度胞性免疫能を高める物質を呼ぶ。わが国でもインフには高齢者を中心に超過死亡が増加することから一ルエンザワクチンの研究・開発のために 1961 年に部個人負担で老人へのインフルエンザワクチンが勧インフルエンザワクチン研究会が組織されており、奨接種のワクチンとして推奨されてきた。老人の肺研究集会の記録の冒頭で「もう少しワクチンの免疫炎だけでなく、乳幼児のインフルエンザ脳症の合併効果のいいものを作ろうじゃないかということで、症などからインフルエンザの重要性の認識が高まっ

まずアジュバントワクチンを検討しよう。」と述べてきた 。

3）られている 。ミネラルオイル、ゴマ油、アルミと1）

インフルエンザウイルスは 1930 年代にヒトのイアジュバント活性について研究されたが、ヒトで安ンフルエンザウイルスがフェレットで分離された。

全性と有効性のバランスのとれたアジュバント添加

同じころ発育鶏卵を用いて黄熱ウイルスが分離され、インフルエンザワクチンは開発できなかった。

インフルエンザウイルスも発育鶏卵で増殖すること

インフルエンザワクチンの効果は抗原変異に対応がわかった。こうして増殖させたインフルエンザウできない事が開発の歴史の中から垣間みられる。20

イルスを皮下接種すると 2 週後には中和抗体が検出世紀になってヒトに流行してきた A 型インフルエされ 6 カ月は維持されており、インフルエンザ疾患

ンザウイルスは H1N1（ソ連かぜ）、H2N2（アジアの入院に対して有効率が 70 - 80％と報告されていた。

かぜ）、H3N2（香港かぜ）で、20 世紀初頭のスペイ

しかしながら、1947 年には同じ製法で作製したワクン風邪は H1N1 でトリ由来のウイルスと考えられてチンは効果がなく、これまでと同じ H1N1 亜型でいる。こうした抗原の不連続変異（シフト）によりあってもイタリア風邪の流行に際して Antigen drift

出現したウイルスは、今までにヒトに流行したことには効果が減弱することが解った 。

がないので世界中に蔓延しパンデミックを起こす。

2）

当時の全粒子不活化ワクチンは副反応として発熱

また、インフルエンザウイルスは RNA ウイルスで率が高く、その原因としては原材料の卵の汚染、ウヒトからヒトに感染するうちに変異を重ねて抗原性イルス膜は宿主由来の脂質膜成分を含んでおり、こが変化し、抗原の連続変異（drift）を起こす。インれらを除去する方法が考案された。現在のスプリッフルエンザワクチンは WHO が前年度の流行株を参

トワクチンの原型となるゾ－ナル超遠心精製後に界考にワクチン製造推奨株を 2 月頃に決定し、感染症面活性剤で分解し、エーテルで発熱の原因となる脂疫 学 セ ン タ ー で の 血 清 疫 学 調 査 等 を 参 考 と し、質膜成分を除去した安全性の高いスプリットワクチ

WHO 推奨株と同じ抗原性で増殖性の高い株を日本ンが製造されている。その後、不活化インフルエン

4）でのワクチン製造株とする 。

ザワクチンの製造法には大きな変化はなく、現在に至っている。抗原変異に対処するためにも高い抗体
北里大学 北里生命科学研究所 ウイルス感染制御Ⅰ 教授〠108 - 8641 東京都港区白金5 - 9 - 1

Laboratory of Viral Infection I, Kitasato Institute for Life Sciences,Kitasato University(Shirokane 5-9-1, Minato-ku, Tokyo)

（1）

284

結果で流行年度により有効性に差が認められる事

Ⅰ. 現行の不活化スプリット
インフルエンザワクチンの限界や、8 -17 歳では 17 論文中 6 件が有効であると結論している。H1 Pdm 2009 ワクチンでは抗原性が一スプリッ致したことから有効性が認められている 。
5）

現行の季節性インフルエンザワクチンの有効性にトワクチンはインフルエンザウイルス感染の既往が関しては開発当初から議論されている。1967- 2011

あるワクチン被接種者において抗体を誘導し、その年の間に発表されたワクチンスタディの 5707 の論

免疫応答は年齢因子（過去のインフルエンザの既往）文のなかで randomized control study で 18 - 65 歳をに強く影響される。現行のスプリットワクチンの限対象に遺伝子検出を指標としたワクチンの有効率は界について図 1 に示した。こうした課題を克服する

59％、6 -24 カ月を対象とした論文では全く異なるために新規のワクチンの開発研究が行われている。

Ⅱ. インフルエンザワクチンの剤型による免疫応答

１）ワクチンの剤型の問題* 自然免疫系に刺激が入らない。
免疫原性が低くnaϊveな乳幼児には免疫応答が低い。
（CD4メモリー）に依存する。
* インフルエンザの既往歴* IgA抗体、細胞性免疫の誘導ができない。
* 抗原変異に対応できない。
全粒子不活化、生ワクチン* IgE感作を増強する。
アジュバント２）投与ルートの問題
局所IgA抗体の誘導ができない。

わが国で認可されているインフルエンザワクチン
はスプリットワクチンのみであるが、外国では噴霧
弱毒生ワクチン、アジュバント添加サブユニットワ

経鼻接種

クチンも存在する。感染症で獲得免疫を誘導するに

細胞培養型
３）
孵化鶏卵による製造
孵化鶏卵で増えるようになるまでにHA抗原が変異する。
４）
昨年度の流行型から製造株を決定する。

は自然免疫系にシグナルを入れてサイトカインを誘導することが必須で、ワクチン免疫も同様であり模4価スプリットワクチン

式的に図 2 に示した。インフルエンザ生ワクチンで
図 1 現行のインフルエンザワクチンの限界

は自然感染と同様に感染しウイルスの一本鎖 RNA、

ゲノムRNA

ワクチン抗原,MPL、
HAタンパク

HA

TLRs

NA

RNP
M2

TLR2

TLR4

MyD88

MyD88

TRIF

TRAF-3

D8My

NF-kB

IL-10
HH

IRF-3

スプリットワクチン
CD4+, B cell
memoryRIG-I

TLR8TLR7

MyD88

MyD88

IRF-3

Type I IFN

Type I IFN

NLRP-3

RNABinding
domainCARDCASPASE 1
CASPASE 1

NF-kB

IRF-7

Type I IFN

NOD-like
receptor

CARD

8

TRAF-6IL-1β
TNF-α
IL-6

RIG-like
receptor

dsRNA
TLR9

TRIF

M2タンパク
アルミ

MDA5

ssRNA
TLR3

IRAK1-4

生ウイルス
dsRNA

Pro IL-1β

IL-1β, IL-6

Inﬂammasome

自然免疫は侵入してきた病原体をパターン認識する。
細胞にとって危険なシグナルを認識する。

図 2 インフルエンザワクチンの剤型による自然免疫系へのシグナル
自然 感 染・生ワクチンでは粒 子 内の一 本 鎖 RNA ウイルス遺 伝 子（ssRNA）は細 胞 内に取り込まれendosome の TLR3, 7 にシグナルを入れ type I Interferon（IFN）を誘導する。生ワクチンウイルスは増殖する過 程 に 産 生される二 本 鎖 RNA（dsRNA）が RIG-I にシグナルが 入 れ caspase recruitment domain（CARD）に caspase を動員し炎症性サイトカンを誘導する。インフルエンザ M2 タンパクやアルミアジュバントはNOD-like receptor に刺激を入れ同様に炎症性サイトカンを産生する。全粒子不活化ワクチンでは粒子内のゲノム RNA が TLR に刺激を入れる。不活化スプリットワクチンはこうした自然免疫系にシグナルが入らない。

（2）

285

一部二本鎖 RNA は endosome の自然免疫受容体の造されることからその原因は卵アレルギーと考えら

Toll-like receptor（TLR）3 に認識され、感染後の複製れてきた。2011/12 シーズンの 2 -フェノキシエタ

過程で生じる 2 本鎖 RNA は retinoic acid inducible

ノールを保存剤として使用したインフルエンザワク

6）gene（RIG）- I を刺激する 。またインフルエンザウチン接種後にアナフィラキシーが起こり、その原因

イルスの M2 タンパクは inflammasome を刺激しはインフルエンザワクチン成分に対する IgE 抗体

IL -1β，IL - 6，TNF-αの炎症性サイトカインを誘導の存在が報告されている 。IgE 抗体の存在だけでする 。ウイルス感染、生ワクチンはこうして自然はアナフィラキシー反応は起こさず、ワクチン抗原免疫系に多くのシグナルを入れる。全粒子不活化ワ分子はマスト細胞の表面で IgE 抗体と数カ所以上クチンは細胞内に取り込まれるが増殖することはな結合する抗原分子、粒子の大きさが必要となる。まく、ウイルス粒子内のゲノム RNA は TLR 3/7 を刺た、昆虫細胞を用いて遺伝子組換え技術を応用した激するが RIG -I には刺激が入らない。一方、スプリッ

HA タンパクを用いたワクチンは鶏卵由来でないこ

トワクチンは粒子がバラバラになり、理論的には自とから卵アレルギーを持つ患者さんに推奨された然免疫系にシグナルは入らないので、naïve な個体が、このワクチン接種後にもアナフィラキシーが報に獲得免疫を誘導できないが、製剤中に残存する遺告されている伝子成分、タンパク成分が刺激となり弱いながらもワクチン接種後のアナフィラキシー反応は卵アレル抗体産生を誘導する。従って、スプリットワクチン成ギーではなく、インフルエンザワクチン成分に対す分である HA タンパクが CD4 memory、抗体産生の Bるアレルギー反応と考えられる。インフルエンザのcell memory を刺激するのみで、今までにインフル

自然感染では IgE 抗体の感作は認めず、感作の原

8）

エンザの感染の既往がない乳幼児には効果が低い 。

因は Th2 応答に偏った免疫応答のみを誘導する現CD4 ヘルパー T 細胞を介する抗体刺激以外にも抗行のスプリットワクチンの剤型に問題があることが原の B cell epitope は B 細胞抗原受容体（BCR）を介明らかとなり、Th1 応答も誘導できる有効なワクチして取り込まれ抗体産生を誘導する。

ンの剤型を検討する必要がある。これらの課題を克9）7）。こうした報告からインフルエンザ10）

生ワクチン、全粒子不活化、スプリットワクチン

服するためには、精製全粒子不活化、もしくはスプの剤型による免疫応答の差は自然免疫系へのシグナ

リット＋アジュバントにするかワクチンの基本的なルの差に起因する。

剤型を考える turning point にある。アジュバントに関しては Th1/Th2 のバランスのとれた応答が必Ⅲ. アナフィラキシー

要であり、理想的なアジュバントはインフルエンザウイルスそのものである。ワクチンの免疫原性、安インフルエンザワクチン接種後のアナフィラキ全性の課題を解決するための種々の検討が行われておりまとめて表 1 に示した。

シー反応は毎年数例報告されており、発育鶏卵で製

表 1 インフルエンザワクチンの剤型、製造、投与経路
インフルエンザワクチンの剤型
1）
不活化スプリット、不活化サブユニット、virus like particles（VLP）
2）
弱毒生ワクチン3）
Virus-vectored vaccine
ウイルス抗原の製造
1）
鶏卵培養ワクチン
スプリット、サブユニット、4価ワクチン, 弱毒生ワクチン
2）
動物培養（MDCK, PER.C6, Vero, HEK293）
スプリット、全粒子不活化、弱毒生ワクチン
3）
昆虫細胞－バキュロウイルス
HA サブユニット、virus like particles（VLP : HA, NA, M1）
4）
Virus-vectored vaccine
HAタンパクを発現する adenovirus, poxvirus, measles virus human parainfluenza virus
5）
NS1欠損 non-replicative virus
ワクチンの投与経路
1）
筋注、皮下注
2）
皮内3）
経鼻（3）

286

与された抗原は M 細胞に uptake され、粘膜下に運Ⅳ. 投与ルートの問題

ばれ、樹状細胞に取り上げられ、所属リンパ節に運ばれる。腸管、鼻咽頭粘膜組織の共通する mucosa -ワクチン接種により血中に IgG 抗体が誘導され、

associated lymphoid tissue（MALT）で B 細胞はプ

気道粘膜にしみ出してくる抗体により感染を抑えるラズマ細胞に分化し、経鼻接種により血清中に IgGと考えられる。現行ワクチンでは上気道には IgA 抗抗体を誘導するとともに IgA 抗体が血中にも産生体が誘導できないために感染防御能には限界があされる。血清中の IgA は粘膜上皮の基底膜側からる。今までのワクチン開発はウイルス血症を起こす上皮細胞に取り込まれ secretory component を付加

ウイルス感染症をターゲットに開発され、血中に抗して多量体として内腔面に分泌される。IgA は抗原体を誘導する事を目的としてきた。筋注、皮下接種との結合がゆるく抗原変異にも対応できる。

以外の投与ルートをまとめて図 3 に示した。インフ他の投与ルートとして皮内接種のワクチンが外国

ルエンザは気道粘膜感染であり弱毒生ワクチン、現では認可されている。皮内は Langerhans 細胞をは行のスプリット抗原、全粒子不活化抗原を用いた自じめ樹状細胞が多く存在することで、接種された抗然感染に近い経鼻投与のワクチンが開発されてお原は効率よく uptake され所属リンパ節に運ばれり、抗原性が近い亜型のウイルスに関しても交叉免CD4, CD8 細胞に抗原を提示することで細胞性免疫原性があることから、その有効性が期待されてい疫、液性免疫の双方を活性化できると報告されている。経鼻噴霧型弱毒生ワクチンアメリカでは 10 年以る上の使用実績があり、わが国でも臨床試験が 2015

る。ヨーロッパで認可されているシリンジタイプの年度内には終了し 2017/18 年の認可を目途に申請さデバイスの皮内接種ワクチンの臨床試験が終わり製れる。経鼻接種による免疫応答を模式的に図 4 に造申請された。他にマイクロニードルのデバイスも示した。鼻粘膜中に停留し自然免疫を刺激する粘膜あるが、安定した抗原のデリバリーに関して課題がアジュバントと共に投与する必要がある 。粘膜投残っている。

11）。皮内接種の課題はそのデバイスの開発であ12, 13）投与ルート
1．経鼻投与a）
卵由来 弱毒生ワクチン FluMist（MedImmune）
アストラゼネカ 2015申請予定 2017/18上市目標b）
全粒子不活化
小規模臨床試験では 感染防御能は3W間隔2回接種で76％
大阪大学微生物病研究会 2018/20に申請目標c）
スプリットワクチン＋粘膜アジュバント
2．経皮接種a）
シリンジ型b）
マイクロニードル

Hickling JK, et al. Bull World Health Organ 89: 221-226, 2011

図 3 経鼻ワクチン、経皮接種のワクチンの開発状況
経皮接種のシリンジ型は周辺の皮膚を圧迫して針刺しで抗原を刺入する。
Langerhans 細胞が抗原を取り込み所属リンパ節に運び獲得免疫を誘導する。

（4）

287

たし有効性が減弱する 。現行の鶏卵ワクチンの状
14）Ⅴ. これからのインフルエンザワクチン

況をまとめて図 5 に示した。全世界のインフルエ
ンザワクチンの製造量は 6 億ドース弱であり、フルインフルエンザワクチンの効果が低いことの原因稼働で 15 億ドースとなる。70 億の全人口に対してとしては、現行スプリットワクチン株と流行株とのパンデミックに対処するには、受精卵の供給等の問抗原性の変異が挙げられる。季節性ワクチン株の選題から効率の高い製造法の開発が必要とされる。そ定だけではなくワクチン製造のために鶏卵で増殖すの解決策として組織培養型ワクチンへの転換が期待る株を選択し、その馴化過程に変異が導入され流行されるが、組織培養ワクチンの開発は主としてパン野生株型ではあるが鶏卵馴化の過程で抗原変異を来

デミックワクチンの抗原製造のための迅速性、生産

経鼻ワクチン

粘膜上皮細胞

M-cell

樹状細胞

粘膜上皮細胞

Secretorycomponents

MHC IICD4+T

TGF-β
IL-4

Mucosa-associated lymphoid tissue
B cell（MALT）
Nasopharynx-associatedGut-associatedlymphoid tissues
lymphoid tissues（NALT）（GALT）

Common mucosal
immune response

血清IgG
血清IgA

Systemicimmune response

図 4 経鼻接種のワクチンによる免疫反応投与された抗原は粘膜下の樹状細胞に取り上げられ、所属リンパ節に運ばれ、腸管や鼻咽頭粘膜に共通する Mucosa-associated lymphoid tissue（MALT）で CD4+T 細胞を活性化し、Bリンパ球を抗体分泌細胞に分化させ IgG, IgA 抗体を産生する。血清中の IgA 抗体は基底膜層から粘膜細胞に uptake され secretory component が付加されて管腔に分泌される。

鶏卵由来のワクチンのメリット
安価製造施設Regulationが既に出来上がっている。
ウイルスの収量が高い。

世界のインフルエンザワクチンの製造量
6億ドース （Max 15億ドース）
Cell-culture based vaccine
MDCK（Novartis）
sf9/baculovirus（Protein Sciences）
Vero（Baxter）
季節性の供給量は10％以下

鶏卵由来のワクチンのデメリット
鶏由来のウイルスの迷入
安定した受精卵の供給
高増殖株の樹立
流行株・PR8 reassortant
鶏卵馴化過程の変異

図 5 鶏卵由来インフルエンザワクチンのメリットとデメリット
現在のインフルエンザスプリットワクチンは受精卵 2 個で製造される。

（5）

288

性の面から検討されている。犬腎臓細胞（MDCK）、エンザから 2004 年にベトナムで H5N1 による感染

ヒト胎児網膜細胞（PER.C6）、サル腎臓細胞（Vero）、死亡例が報告され、パンデミックワクチンとしてヒト胎児腎臓細胞（HEK293）が用いられている。抗H5N1 ワクチンの製造開発が始まり全粒子不活化ウイ原変異に対応する観点から季節性インフルエンザワルス＋アルミアジュバント製剤で製造された。H5N1

クチンへの応用が期待されるものも、現在では世界ウイルスでは HI 抗体反応は低く、中和抗体応答がの季節性ワクチンの製造量のうち細胞培養型ワクチ

EMA の基準をクリアし成人で認可されたが、同じンの占める割合は全体の 10％以下である。鶏卵由ワクチンを小児で使用すると良好な免疫応答を示し

来ワクチンはウイルスの収量が多く、既に製造工程たが高い発熱率を示した

基準は確立されており、製造施設も特別な設備は必H5N1 A/Vietnam/2004 だけの問題なのか、その後要とされないことから安価に製造が可能である 。の細胞培養型の H5N1/Indonesia、A/Anhui で臨床

また、遺伝子組換え技術はインフルエンザワクチ試験を継続しており小児への接種試験も実施しておン製造にも応用され、HA タンパク遺伝子を発現す

り、H5N1 A/Vietnam の発熱率よりは低いようで、るバキュロウイルスを昆虫細胞に感染させ培養上清

開発当初の全粒子不活化ワクチンとは異なり精製のから HA タンパクを精製したワクチンは既にアメリ技術も高まり発熱率も低くなっているものと考えら

15）カで認可され有効性が報告されている。また同じ。この時の鶏卵製造株

18）

れる。

16）

系を用いて HA, NA, M1 タンパクを発現するようにおわりに設計し、virus like particle（VLP）を用いた新規ワクチンの研究も始まっている。
以上のように、既に認可されたワクチン以外にも従来、免疫原性、感染防御能に課題を持っている

新たな概念に基づくワクチン開発が進められていものの安全であるとされてきたワクチンであるが、る。生ワクチンの新たな開発の方法として、ウイルアナフィラキシーの IgE 感作が問題となってきた。

スベクターを用いてインフルエンザ HA タンパクを現実問題としてその頻度は高いものではないが毎年発現する組換えウイルスの手法も試みられている。

毎年の感作の蓄積がアナフィラキシーの下地を作る

Reverse genetics の手法を用いて NS1 を欠損した非ことになる。Th2 応答に偏った現行スプリットのワ増殖性の欠損ウイルスも検討されている 。

クチンの剤型に根本的な問題があり現在のスプリッ

17）

トワクチン以外に経鼻弱毒生ワクチン、経皮ワクチ

Ⅵ. 日本の状況

ンの申請が提出され 2017/18 シーズンには使用できる可能性が出てきた。個々のワクチンの性状、メリッワクチン株の選定は毎年 WHO 推奨株が 2 月までト、デメリットを考えワクチンを選択できるようにに決まり、わが国では製造株が 3 月末に決定される。

なる。

前シーズンの流行株、増殖性、抗原性、血清抗体の文保有状況を参考に次のシーズンのワクチン株が 3 株選定される。B 型にはビクトリア、山形タイプと異献1 ）CDC. Prevention and control of influenza : recommendations of Advisory Committee on Immunization Practices（ACIP）, MMWR 2008 ; 57 : 1-60.
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MMWR 2013 ; 62 : 473- 479.

なる抗原性のウイルスが存在しワクチン株の選定に毎年苦慮しているが、欧米では B 型 2 株を加えた 4価ワクチンが既に使用されている。日本のワクチン製造の基準は生物製剤基準により 240μg と規定されており、4 価のワクチンにすると総タンパク量が増えることから 400μg 以下と規定され、アナフィラキシー、IgE 感作の増強の可能性があるかどうかの検討が行われ、IgE 感作の程度は従来の 3 価のワクチンと同じ程度であると報告されている。
1997 年に始まった H5N1 高病原性トリインフル

（6）

289

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（7）