寄稿

新型コロナウイルスに対する抗体を活用した薬や衛生用品の開発
高木 基樹（たかぎ もとき）
福島県立医科大学医療－産業トランスレーショナルリサーチセンター
セルファクトリー部門 教授
福島医大トランスレーショナルリサーチ機構 副理事長

１．はじめに

２．新型コロナウイルスに対する抗体を薬へ

2020年３月11日に世界保健機構から新型コロナ

人間には、ウイルス・細菌などの病原体や有害ウイルス感染症（COVID-19）のパンデミック宣物質（異物）の体内への侵入を防いだり、あるい言がなされてから、COVID-19が世界で猛威を振は体内から排除したりする「免疫」という生体防るい、新たな変異株の発生など、世界中の国々が御のしくみがあります。その中のひとつが、抗体手探りながら対応を進めてきています。2022年３による「免疫」です。人間の体内に病原体やその月現在、オミクロン株という新たな変異株が猛威

他の動植物の成分などが侵入すると、免疫機能がを振るい、新型コロナウイルスの収束の目処が立働き、これらの侵入物と強く結合する抗体をつくたない状況です。このようなコロナ禍の中で、福ります。そして、抗体は侵入物と結合することで島県立医科大学医療－産業トランスレーショナル

侵入物から体を守ります。この抗体は、感染症のリサーチセンター（TR センター）では、日本に治療、予防、診断のために使用されています。

寄港したダイヤモンド・プリンセスでの感染拡大

抗体を薬にするメリットについてです。ワクチを契機に、2020年２月から新型コロナウイルス感ン（感染しないことがわかっている病原体または染症の薬の研究開発を開始しました。TR セン

その一部）を人間に注射すると、ワクチンによりターでは、以前から、独自技術を用いて感染症の目的の病原体に対する抗体がつくられて、病原体原因となる病原体（ウイルスや細菌など）に対すの感染から人間を守ります。しかし、ワクチン投る抗体やがんを攻撃しうる抗体を薬にするための与ができない方やワクチンを投与しても十分な効研究を行っていました。これらの知見をもとに、果を示さない方も存在します。そこで、ワクチン新型コロナウイルスに対する抗体を薬にすることの欠点を補うものが抗体薬です（図１）。病原体を進めています。に確実に効果があること（感染防御）を確認した

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図１

抗体薬のメリット

抗体薬のメリット

ワクチン

デメリット

新型コロナウイルスの一部を注射し、ヒトの体内で抗体をつくらせる

抗体ができるかわからない

抗体薬のメリット・感染防御を確認した抗体を投与する
・工場で生産した安定品質の抗体を供給可能

抗体薬はワクチンのデメリットを補うことができる
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図２

新型コロナウイルス抗体薬とは新型コロナウイルスの感染を防ぐ中和抗体

感染

感染阻止

スパイクタンパク質とヒトの受容体が結合することにより感染スパイクタンパク質と抗体が結合することにより感染を阻止

新型コロナウイルス

中和抗体
新型コロナウイルス

ヒト細胞

ヒト受容体
ACE2

スパイクタンパク質

ヒト細胞抗体

ヒト受容体
ACE2

ウイルス感染阻止能 (中和能)を有する抗体（中和抗体）
ウイルス感染阻止能（中和能）を有する抗体（中和抗体）
抗体がウイルスタンパク質に結合しても、必ずしもウイルス感染を阻止するわけではない
抗体がウイルスタンパク質に結合しても、必ずしもウイルス感染を阻止するわけではない6

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スパイクタンパク質2

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抗体を安定した品質で製造し人間に投与します。の初乳中に多く含まれ、新生児をウイルスや細菌

現在までに、欧米の大手製薬企業は、新型コロナの感染から守る働きがあり、いわゆる母子免疫のウイルスの抗体薬（抗体カクテル療法など）の開重要な役割を担っています。このように、IgA 抗発に成功しており、日本でも新型コロナウイルス体は、人間を外部の侵入物から守る重要な物質での薬として使用されています。

あり、また、体内に存在する物質であることからTR センターでは、2020年２月から、新型コロ安全性が高いものです。さらに、IgA 抗体が血液ナウイルス感染症から回復された患者さんから新にある他の抗体（IgG 抗体など）より安定性が高型コロナウイルスに対する抗体の遺伝子（抗体のいことも、薬にするメリットです。

設計図）を取得して、新型コロナウイルスの治療、しかし、問題点もあります。特定のウイルスに予防、診断のための薬を研究開発しています。新

対する IgA 抗体の取得が非常に難しいことです。

型コロナウイルスの抗体薬を開発するためには、実際、新型コロナウイルスに対する IgA 抗体の新型コロナウイルスの人間への感染を阻止する抗取得は、世界的に見てもほとんど報告されていま体（中和抗体）を取得する必要があります。新型せん。このような困難な状況の中、今回、TR セ

コロナウイルスは、ウイルス表面にあるスパイクンターでは、新型コロナウイルスに強く結合するタンパク質と人間の細胞表面にある受容体 ACE2

IgA 抗体の遺伝子を取得することに成功しました。といわれるタンパク質が結合することにより感染

さらに、この IgA 抗体の特徴を調べたところ、します（図２）。そこで、新型コロナウイルスの現在問題となっているデルタ株やオミクロン株をスパイクタンパク質に結合する中和抗体を抗体薬含む新型コロナウイルスの変異株にも結合することして投与することで、新型コロナウイルスが人とが確認できました。

間の細胞に感染できなくなります（図２）。このTR センターでは、この IgA 抗体をウイルスの中和抗体が新型コロナウイルスの有望な治療薬や侵入を防ぐ予防薬にするために研究開発を行って予防薬になります。これまでに、TR センターでは、います。注射などで体内に投与するのではなく、新型コロナウイルスに対する多数の中和抗体の遺新型コロナウイルスが侵入する上気道（口や鼻か伝子を取得することに成功しました。現在、これら喉へつながる部分）に IgA 抗体を留まらせるらの遺伝子を利用して中和抗体を作製し、新型コために、鼻への投与（経鼻投与）による予防薬をロナウイルス感染症の治療、予防、診断のための目指しています。経鼻投与の大きなメリットは、薬の研究開発を進めています。

自身による自己投与が可能になり、体への負担が少ない点です（図３）。IgA 抗体による予防薬は、

３．新型コロナウイルスに対する IgA 抗体薬

医薬品として承認されれば世界初であり、画期的の開発です。それは、現在、ワクチン投与だけでは新型人間がつくりだす抗体は５種類あります。そのコロナウイルスの感染を完全に防ぐことができな中で、TR センターでは IgA 抗体に注目していまいことが判明しており、ワクチン以外の対策が求す。それは、IgA 抗体がヒトの粘膜（口・鼻腔・められているからです。ワクチン投与ができない腸など皮膚以外で外界と接触する部分）に存在し、方やワクチンを投与しても十分な効果を示さない

外部からの異物の侵入を防ぐ役割を果たしている方も存在します。また、多くのワクチンが低温でからです（図３）。また、IgA 抗体は、お母さんの保存を要求されますが、IgA 抗体は常温での輸福島の進路 2022. 57寄稿

送や保管が可能です。このような理由で、IgA 抗４．新型コロナウイルスに対する抗体の衛生体を用いた経鼻投与による予防薬の開発には大き用品への活用な期待が寄せられています。

このように、TR センターが取得した IgA 抗体

ただ、IgA 抗体の生産は技術的に難しいことがは、新型コロナウイルス感染症の予防薬として有知られており、大量生産を行うことが問題になり望ですが、薬として承認されるまでには、まだかます。この問題を解決するために、TR センターなりの時間を要します。そこで、この成果をいち

では、IgA 抗体を大量生産する技術開発も進めた

早く世の中に役立てるために、取得した IgA 抗結果、産業化に向けた IgA 抗体の安定的な生産体を衛生用品に活用できないか検討しました。そに目処が立ってきました。今後、動物を用いた薬して、IgA 抗体を含むフィルターを利用したマスの効果や安全性の試験を行い、人間に対して予防ク製品の開発に着手しました。前述のように、薬として新型コロナウイルスの抗体を投与する試

IgA 抗体は口や鼻腔の粘膜に存在する抗体です。

験を行う予定です。

この IgA 抗体をマスクに固定化することで、口や鼻から侵入する新型コロナウイルスを事前に効

図３

IgA 抗体薬の特長

IgA抗体の一次防御機能に注目
IgA抗体は粘膜上でウイルスをトラップして体外に排出する

ウイルスウイルス

粘膜

血液

IgA抗体の優位性
自ら経鼻投与でき、医療従事者による投与が不要
注射器・注射針による疼痛・不安の軽減
室温で安定予防薬としての役割
医薬品として承認されれば世界初

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IgA抗体

IgA抗体

IgG抗体

寄率的に捕らえることが可能であると考えられます。

稿

ます（図４）。

IgA 抗体マスクの開発で重要な点は、使用されまた、不織布のマスクを使用できない方のためる不織布に IgA 抗体液を浸透させ、抗体を固定に、抗体液をスプレーとして布マスクなどに噴霧化することです。しかし、実際に行ったところ、して利用できる製品も開発しました。このマスク

通常の不織布には IgA 抗体液が浸透せず、IgAやスプレーは、地元企業で製造され、一般販売さ抗体を保持させることができませんでした。そこれています（図４）。

で、この問題を解決するために、様々な特殊な不織布を試してみました。その結果、IgA 抗体液を５．おわりに効率的に浸透させ、IgA 抗体を固定化できる不織新型コロナウイルスの IgA 抗体薬の開発はま布を見いだしました。その後、いくつかの改善をだ道半ばですが、新型コロナウイルスの収束に向加えることにより、IgA 抗体を長期的・安定的にけて貢献できるように研究開発を進めていきます。

保持できるフィルターを開発することができまし

さらに、IgA 抗体については、マスクなどの衛生た。

用品を含め多くの製品への活用も検討しています。

マスクの構造は、通常フィルターと IgA フィ

この IgA 抗体薬の研究開発について、新型コロルターで構成される４層構造で、３層目（口側のナウイルスだけに留まらず、インフルエンザウイフィルター）に IgA 抗体フィルターを配置しま

ルスや結核菌、さらに、新たな感染症である「新した。この配置により、通常のフィルターを通り興感染症」や、過去に流行した感染症で一時は発抜けたウイルスを確実に吸着し、体内への侵入を生数が減少したものの再び出現した感染症である、防ぐことが期待できます。通常の３層マスクより、「再興感染症」の世界的な大流行の危機を防ぐこウイルスの体内への侵入を強力に防ぐことができとに貢献していきたいと考えています。

図４

ウイルス吸着マスク

IgA 抗体マスクと IgA 抗体スプレー

IgA抗体マスク

IgA抗体スプレー

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