炭疽菌ワクチン

炭疽菌ワクチン

ワクチンの説明
ターゲット	炭疽菌

炭疽ワクチンは、炭疽菌によって引き起こされる家畜およびヒトの炭疽病を予防するためのワクチンである。^[1]

パスツールによる19世紀の牛を使った先駆的な研究（最初の効果的な細菌 ワクチンと2番目に効果的なワクチン）から、生物兵器での炭疽菌の使用からアメリカ軍を守るために20世紀後半に物議を醸した現代の製品の使用まで、ワクチンは医学の歴史において重要な位置を占めてきました。ヒト炭疽菌ワクチンは、1930年代後半にソ連で、1950年代に米国と英国で開発されました。米国食品医薬品局（FDA）によって承認されている現在のワクチンは、1960年代に開発されました。  

現在投与されているヒト炭疽菌ワクチンには、無細胞（米国、英国）と生胞子（ロシア）の種類があります。現在使用されている炭疽菌ワクチンはすべて、局所的および全身的な反応性（紅斑、硬結、痛み、発熱）が著しく、接種者の約1％に重篤な副作用が発生します。^[2]研究されている新しい第3世代ワクチンには、組換え生ワクチンと組換えサブユニットワクチンがあります。

1870年代、フランスの化学者ルイ・パスツール（1822年 - 1895年）は、鶏コレラに対する免疫を鶏に与えるという以前の方法を、牛に感染する炭疽病に応用し、同じ方法で他の病気と闘うことに幅広い関心を呼び起こした。1881年5月、パスツールはワクチン接種の概念を実証するため、プイィ・ル・フォールで有名な公開実験を行った。パスツールは、羊25頭、ヤギ1頭、牛数頭からなる2つのグループを用意した。一方のグループの動物には、パスツールが調製した炭疽病ワクチンを15日間隔で2回注射し、対照群にはワクチンを接種しなかった。最初の注射から30日後、両グループに生きた炭疽菌の培養物を注射した。ワクチンを接種しなかったグループの動物はすべて死亡したが、ワクチンを接種したグループの動物はすべて生き残った。^[3]世間の反応はセンセーショナルだった。

パスツールは、炭疽菌を酸素にさらすことで炭疽菌ワクチンを作ったと公に主張した。現在パリ国立図書館に所蔵されている彼の研究ノートには、パスツールがライバルでトゥールーズの獣医であるジャン＝ジョゼフ＝アンリ・トゥーサン（1847年 - 1890年）の方法を使って炭疽菌ワクチンを作ったことが示されている。^{[4] [5]}この方法では酸化剤の二クロム酸カリウムが使われた。パスツールの酸素法は最終的にワクチンを生産したが、それは彼が炭疽菌ワクチンの製造に関する 特許を取得した後のことである。

病気の弱毒化により毒性の強いバージョンに対する免疫が生まれるという考えは新しいものではなく、天然痘では長い間知られていました。天然痘の接種 (人痘接種) は、自然に感染する病気と比較して、瘢痕がはるかに少なく、死亡率が大幅に低下することが知られていました。英国の医師エドワード ジェンナー(1749–1823) も (1796)、牛痘を使用して天然痘に対する交差免疫を与えるワクチン接種法を発見しており、パスツールの時代までに、接種に天然痘の実際の材料を使用する代わりにこれが一般的になっていました。天然痘ワクチン接種と炭疽菌または鶏コレラワクチン接種の違いは、後者の 2 つの病原体の弱毒化バージョンが「人工的に生成された」ため、病原体の自然に弱いバージョンを見つける必要がないことです。この発見は感染症の研究に革命をもたらし、パスツールはジェンナーの画期的な発見に敬意を表して、これらの人工的に弱毒化された病気に「ワクチン」という一般名を与えました。 1885年、パスツールはウサギの体内で狂犬病ウイルスを培養し、感染した神経組織を乾燥させて弱毒化させることで、 有名な最初の狂犬病ワクチンを製造した。

パスツールの死後100周年にあたる1995年、ニューヨークタイムズ紙は「パスツールの欺瞞」と題する記事を掲載した。パスツールの研究ノートを徹底的に読んだ科学史家ジェラルド・L・ガイソンは、プイィ・ル・フォールでの実験で使用された炭疽菌ワクチンの調製についてパスツールが誤解を招くような説明をしたと断言した。^{[6] [7] [8]}同年、マックス・ペルツはニューヨーク・レビュー・オブ・ブックス誌でパスツールを強力に擁護する記事を発表した。^{[9] [10] [11]}

オーストリア系南アフリカ人の免疫学者マックス・スターン（1905-1997）は、1935年に弱毒生動物ワクチンを開発しました。このワクチンは現在でも使用されており、彼の株の派生株は、今日世界中で使用されているほぼすべての獣医用炭疽菌ワクチンに使用されています。 ^[12] 1934年からプレトリア北部のオンデルステポールト獣医研究所で、彼はパスツールが開発した方法を使用して弱毒炭疽菌ワクチンを調製しました。パスツールのワクチンの根強い問題は、調製中に毒性と免疫原性の適切なバランスを達成することでした。この悪名高い困難な手順により、ワクチンを接種した動物に定期的に死傷者が出ました。同僚の助けをほとんど受けずに、スターンは小規模な実験を行い、炭疽菌の「スターン株」（34F2）を分離しました。これは現在でも、世界中のほとんどの改良された家畜炭疽菌ワクチンの基礎となっています。^[13] スターンのワクチンは生ワクチンであるため、抗生物質の使用中に接種すると効果が大幅に低下するため、避けるべきである。ワクチン接種後、動物を屠殺できない期間がある。牛乳にはそのような期間は定義されておらず、ワクチン接種を受けた動物の製品によって人間が感染したという報告はない。苦しんでいる動物に投与しようとして、人間が誤ってワクチンを自己注射したケースがいくつかある。1件は発熱と髄膜炎を発症したが、この病気がワクチンによって引き起こされたかどうかは不明である。家畜炭疽菌ワクチンは世界中の多くの国で製造されており、そのほとんどはサポニンアジュバントを含む34F2を使用している。^[14]

炭疽菌ワクチンは1930年代にソ連で開発され、1940年までに人間に使用可能になった。 ^{[15] [16]}弱毒化生胞子ワクチンは、カプセル化されていないものが人間に広く使用されるようになった。これは瘢痕化または皮下注射（緊急時のみ）によって投与され^[14]、開発者は、忍容性がかなり高く、臨床現場試験で皮膚炭疽菌に対するある程度の予防効果を示したと主張した。^[16] 1970年代から80年代にかけて、ロシアの生ワクチンの有効性は、英国の不活化炭疽菌ワクチン（AVP）または米国の不活化炭疽菌ワクチン（AVA）のいずれよりも高かったと報告されている^{[17] [18 ] [19] [20]}。凍結乾燥胞子のみからなるSTI-1ワクチンは^[14] 2回接種スケジュールで投与されるが、重篤な副作用のため使用は健康な成人に限られていた。^[21] 1991年までジョージアのトビリシにあるジョージ・エリアヴァ・バクテリオファージ・微生物学・ウイルス学研究所で製造されていたと伝えられている。^[22] 2008年現在、STI-1ワクチンは入手可能であり、国境外で名目上入手可能な唯一のヒト炭疽菌ワクチンである。^[14]

中国は、人間用ワクチンに「A16R」と呼ばれる別の弱毒生菌株を使用しています。A16Rワクチンは、50％グリセロールと蒸留水に懸濁して投与されます。1回投与は瘢痕化法で行われ、その後6か月または12か月後にブースター接種が行われ、その後は毎年ブースター接種が行われます。^[14]

英国の生化学者ハリー・スミス（1921–2011）は、英国ポートンダウン研究所の生物兵器プログラムに携わり、1948年に3種類の炭疽菌毒素を発見した。この発見は、次世代の抗原炭疽菌ワクチンと現代の炭疽菌抗毒素の基礎となった。 [ ^23]広く使用されている英国の炭疽菌ワクチンは、類似のAVA（下記参照）と区別するために炭疽菌沈殿ワクチン（AVP）と呼ばれることもあり、1954年に人間向けに利用可能になった。これは、以前獣医目的で使用されていた生細胞のパスツール型ワクチンとは対照的に、無細胞ワクチンであった。^[24]現在は英国保健省が所有する会社、ポートン・バイオファーマ社によって製造されている。

AVP は初回接種時に 3 回投与され、6 か月後に追加接種が行われます。有効成分は、シュテルン株由来のミョウバン沈殿炭疽菌抗原の滅菌濾液で、注射用溶液になっています。その他の成分は、硫酸アルミニウムカリウム、塩化ナトリウム、精製水です。防腐剤はチオマーサール(0.005%) です。ワクチンは筋肉内注射で投与され、4 回の単回注射 (3 週間間隔で 3 回注射し、その後 6 か月間隔で投与) の初回コースの後、1 年に 1 回単回の追加接種が行われます。湾岸戦争(1990 ～ 1991 年) 中、英国軍人は、全体的な免疫応答と有効性を改善するために、百日咳ワクチンと同時に AVP をアジュバントとして投与されました。

米国は1950年代から60年代にかけて、新しい炭疽菌ワクチンの製造に向けた基礎研究を行った。吸着炭疽菌ワクチン（AVA）として知られる製品（商品名バイオスラックス）は、 1970年に米国国立衛生研究所（NIH）により認可され、1972年に食品医薬品局（FDA）がワクチンの認可と監督の責任を引き継いだ。AVAは、炭疽菌Vollum株のV770-NP1-Rとして知られる無毒性非莢膜変異体の培養濾液から生産される。^[25]ワクチンには生物は含まれていないため、3～6回の投与で防御免疫が得られる。^{[25] AVAは}米国で唯一FDA認可を受けたヒト炭疽菌ワクチンであり、ミシガン州ランシングのエマージェント・バイオソリューションズ社（旧バイオポート社）により生産されている。米国におけるワクチンの主な購入者は国防総省と保健福祉省です。大規模なバイオテロによる炭疽菌攻撃に備えて、米国の戦略国家備蓄用に 1,000 万回分の AVA が購入されています。

1997年、クリントン政権は炭疽菌ワクチン予防接種プログラム（AVIP）を開始し、現役の米軍人に対してワクチン接種を行うこととした。ワクチン接種が義務付けられたため論争が起こり、GAOはAVAの安全性と有効性に疑問を呈し、時には深刻な副作用を引き起こすとする報告書を発表した。^[26]議会の報告書もワクチンの安全性と有効性に疑問を呈し、義務的接種の合法性に異議を唱えた。^[27]義務的ワクチン接種は2004年に正式な法的差し止め命令によって停止され、ワクチンとその安全性に関して数多くの実質的な異議が唱えられた。^[28] FDAは広範な科学的証拠を検討した後、2005年に、曝露経路に関係なく、AVAは炭疽菌の予防に認可されているとおり安全で効果的であると判断した。2006年、国防総省は20万人以上の兵士と防衛関連請負業者に対して炭疽菌ワクチンの義務的接種を再開すると発表した。ワクチン接種は、国内のバイオテロ防衛に配属されている、あるいはイラク、アフガニスタン、韓国に派遣されているほとんどの米軍部隊と民間請負業者に義務付けられている。^[29]

数多くの実験的な炭疽菌ワクチンが前臨床試験中ですが、特にPA（炭疽菌毒素参照）として知られる炭疽菌防御抗原を、スクアレン/レシチン/ Tween 80エマルジョン（SLT）中の水酸化アルミニウム（アルヒドロゲル）、サポニンQS-21、モノホスホリル脂質A（MPL）などのさまざまなアジュバントと組み合わせたワクチンが注目されています。各製剤の1回投与で、アカゲザルの吸入炭疽菌に対して有意な（> 90%）予防効果が得られています。

• オメル2試験: 1998年に始まり8年間続いたイスラエルの秘密プロジェクト、オメル2では、イスラエル国防軍のボランティア716名を対象に、イスラエルの炭疽菌ワクチンの試験が行われた。7回接種のこのワクチンは、ネス・ツィオナ生物学研究所で開発された。研究ボランティアの一団は、ワクチンと関連があるとされる多症状の病気を訴え、国防省に障害手当を申請したが却下された。2009年2月、ボランティアらは、国防省、ネス・ツィオナのイスラエル生物学研究所、所長アヴィグドール・シャッファーマン、およびイスラエル国防軍医療部隊を相手取り、オメル2に関する報告書の開示を求める申し立てをイスラエル高等裁判所に提出した。情報の開示は、ボランティアらの障害補償金支給に向けたさらなる措置を支援するために要請された。^[30]
• 2012年、韓国人の胃腸炭疽病患者から炭疽菌分離株H9401が採取された。韓国は、この株をチャレンジ株として使用し、炭疽病に対する組み換えワクチンを開発することを目標としている。^[31]

ウィキメディア・コモンズには炭疽菌ワクチンに関連するメディアがあります。

• 「炭疽菌ワクチン情報声明」。米国疾病予防管理センター（CDC）。2020年1月。