ワクシニア

オルソポックスウイルスワクチン
ワクシニアウイルス粒子のTEM 顕微鏡写真
ウイルスの分類
(ランク外):	ウイルス
領域:	バリドナビリア
王国：	バンフォードヴィラエ
門:	核細胞ウイルス門
クラス：	ポッケスビリケテス
注文：	キトビラ目
家族：	ポックスウイルス科
属:	オルソポックスウイルス
種：	オルソポックスウイルスワクチン
メンバーウイルス[1]
バッファロポックスウイルス カンタガロウイルス ウサギ痘ウイルス ユトレヒト ワクシニアウイルス アンカラ ワクシニアウイルスコペンハーゲン ワクシニアウイルスWR

ワクシニアウイルス（VACVまたはVV）^[a]は、ポックスウイルス科に属する、大きく複雑なエンベロープ ウイルスです。^[3]約190 kbpの長さの線状二本鎖DNAゲノムを持ち、約250個の遺伝子をコードしています。ビリオンの大きさはおよそ360 × 270 × 250  nmで、質量は約5～10 fgです。^[4]ワクシニアウイルスは現代の天然痘ワクチンの原料であり、世界保健機関（WHO）は1958～1977年に世界的ワクチン接種キャンペーンで天然痘を根絶するためにこのワクチンを使用しました。天然痘はもはや野生には存在しませんが、ワクシニアウイルスは遺伝子治療や遺伝子工学のツールとして科学者によって今も広く研究されています。

天然痘は、致死率が 30% の風土病だった。1796 年、イギリスの医師エドワード ジェンナーは、比較的軽度の牛痘ウイルスに感染すると、致命的な天然痘に対する免疫も得られることを証明した。ジェンナーは牛痘をvariolae vaccinae (牛の天然痘)と呼んだ。しかし、天然痘ワクチンの起源は、ルイ パスツールが19 世紀にワクチンを作成する実験技術を開発して以来、時とともに不明瞭になっていった^{[5] 。}アラン ワット ダウニーは1939 年に、現代の天然痘ワクチンは牛痘とは血清学的に異なることを実証し^[6]、その後、ワクシニアは別のウイルス種として認識された。全ゲノム配列解析により、ワクシニアは馬痘に最も近縁であり、英国で発見された牛痘株はワクシニアと最も近縁でないことが明らかになった。^[7]

合併症のない初回ワクチン接種の罹患率、掻き傷による他の部位への感染、ワクチン接種後脳炎に加えて、ワクチン感染症のその他の合併症は、以下のタイプに分類できる：^{[8] : 391}

• 全身性ワクチン
• ワクチナタム湿疹
• 進行性ワクシニア（壊疽性ワクシニア、壊死性ワクシニア）
• バラ疹

ワクシニアウイルスは牛痘ウイルスと近縁で、歴史的にはこの2つは同一であると考えられてきました。^{[9]ワクシニアウイルスの正確な起源は、何十年にもわたって研究室で繰り返し培養され、}継代されたため、記録が残っていないため不明です。^[10]最も一般的な考え方は、ワクシニアウイルス、牛痘ウイルス、天然痘ウイルス（天然痘の原因物質）はすべて、共通の祖先ウイルスから派生したというものです。ワクシニアウイルスはもともと馬から分離されたという推測もあり、^[9]初期（1902年）の天然痘ワクチンサンプルのDNA分析では、馬痘ウイルスと99.7％類似していることが示されました。^[11]

ポックスウイルスはDNAウイルスの中で独特で、核の外側にある宿主細胞の細胞質でのみ複製する。^[12]そのため、ウイルスDNAの複製と遺伝子転写に関与するさまざまな酵素とタンパク質をコードするには、大きなゲノムが必要である。 ポックスウイルスは、複製サイクル中に、外膜が異なる4つの感染形態、すなわち細胞内成熟ウイルス粒子（IMV）、細胞内エンベロープウイルス粒子（IEV）、細胞関連エンベロープウイルス粒子（CEV）、細胞外エンベロープウイルス粒子（EEV）を生成する。^[13]この問題は依然として議論の余地があるが、IMVは単一のリポタンパク質膜で構成され、CEVとEEVはどちらも2つの膜層に囲まれ、IEVは3つのエンベロープを持つというのが一般的な見解である。 IMVは最も豊富な感染形態であり、宿主間の拡散に関与していると考えられている。一方、CEV は細胞間の拡散に役割を果たしていると考えられており、EEV は宿主生物内での長距離伝播に重要であると考えられています。^{[引用が必要]}

ワクシニアウイルスは多重性再活性化（MR）を起こすことができる。^[14] MR は、致死的な損傷を含む 2 つ以上のウイルスゲノムが感染細胞内で相互作用して、生存可能なウイルスゲノムを形成するプロセスである。Abel ^[14]は、単一のウイルス粒子が宿主のニワトリ胚細胞に感染したときに子孫形成を防ぐのに十分な量の紫外線にさらされたワクシニアウイルスは、宿主細胞が 2 つ以上のこれらの不活化ウイルスに感染した場合でも生存可能な子孫ウイルスを生成できることを発見した。つまり、MR が発生する可能性がある。Kim と Sharp は、紫外線^[15] 、ナイトロジェンマスタード^[16]、X 線またはガンマ線で処理した後のワクシニアウイルスの MR を実証した。^[17] Michod ら^{[18] は}、さまざまなウイルスの MR の多数の例を検討し、MR はウイルスの性的相互作用の一般的な形式であり、ゲノム損傷の組み換え修復の利点を提供すると示唆した。^{[追加の引用が必要]}

ワクシニアのゲノムには、ウイルスにインターフェロン耐性を与えるいくつかのタンパク質の遺伝子が含まれています。

• K3L（P18378 ）は、真核生物開始因子2 （eIF-2alpha）タンパク質と相同性を持つタンパク質である。K3Lタンパク質は、インターフェロンの活性化因子であるPKRの作用を阻害する。 ^[19]
• E3L（P21605）はワクシニアによってコードされるもう一つのタンパク質である。E3LもPKRの活性化を阻害し、二本鎖RNAに結合することもできる。^[19]
• B18Rは、モデルナ社の技術の一つにおいてインターフェロン阻害剤として機能するタンパク質である。 ^[20]

ワクシニアウイルス感染は、通常は非常に軽度で、健康な人では症状が出ないことが多いが、発疹や発熱は起こることがある。ワクシニアウイルス感染によって生じる免疫反応は、致死的な天然痘感染から人を守ります。このため、ワクシニアウイルスは、天然痘に対する生ウイルスワクチンとして使用されてきましたし、現在も使用されています。ワクチン接種するウイルスの弱毒化型を使用するワクチンとは異なり、ワクシニアウイルスワクチンは天然痘ウイルスを含まないため、天然痘感染を引き起こすことはありません。ただし、特定の合併症やワクチンの副作用が時々発生します。免疫不全の人では、これが発生する可能性が大幅に高まります。ワクチン接種を受けた100万人のうち約1～2人が、ワクチン接種に対する生命を脅かす反応により死亡する可能性があります。^[21] ACAM2000による心筋心膜炎の発生率は、初回ワクチン接種者1,000人あたり5.7人です。^[22]

2007年9月1日、米国食品医薬品局（FDA）は、必要に応じて迅速に製造できる天然痘に対する新しいワクチン ACAM2000を認可した。サノフィパスツール社が製造したこの新しいワクチンは、米国疾病予防管理センターが1億9,250万回分を備蓄している（一般的な株のリストは下記を参照）。^[23]

天然痘ワクチンであるイムバネックス（Imvanex ）は、改変ワクシニアアンカラ株をベースにしており、2013年に欧州医薬品庁（EMA）によって承認されました。 ^{[24]この株は}、2022年のサル痘の流行時にワクチンに使用されました。^[要出典]

ワクシニアは、免疫反応を生成するために、宿主内で外来遺伝子を発現するためのベクターとして、組み換えワクチンにも使用されます。他のポックスウイルスも、生組み換えワクチンとして使用されます。^[25]

天然痘の最初のワクチンであり、ワクチン接種の発想の起源となったのは、エドワード・ジェンナーが1798年に記述した牛痘である。牛痘のラテン語はVariolae vaccinaeで、ジェンナー自身の「牛の天然痘」の翻訳である。この用語がワクチン接種の発想全体に名前を与えた。^[26] 天然痘ワクチン接種に使用されたウイルスが牛痘ウイルスと同じではない、またはもはや同じではないことが判明したとき、天然痘ワクチンのウイルスに「vaccinia」という名前が使用された。（OEDを参照。）冷蔵輸送方法が発明される前のワクチンの効力と効果は信頼できないものであった。ワクチンは熱と日光によって無効になり、サンプルを羽ペンで乾燥させて必要とする国に輸送する方法では、不活性なワクチンになることが多かった。使用された別の方法は「腕から腕へ」法であった。これは、ある個体にワクチンを接種し、感染性の膿疱が形成されたらすぐに別の個体に移し、さらに別の個体に移すという手順を踏むというものである。この方法はワクチンの生体輸送の一形態として使用され、通常は孤児が運搬人として採用された。しかし、この方法は肝炎や梅毒など他の血液疾患を広める可能性があるため問題があった。1861年には、41人のイタリアの子供が「腕から腕へ」の方法でワクチン接種を受けた後に梅毒に感染した。^[27]ヘンリー・オースティン・マーティンは子牛からワクチンを製造する方法を導入した。^[28]

1913年、E.スタインハート、C.イスラエル、RAランバートは豚の角膜 組織培養 片でワクシニアウイルスを培養した。^[29]

ウィリアム・ブロックの弟子であるフレデリック・W・トゥートが1915年に発表した論文は、現代のファージ研究の始まりと考えられている。彼は生きた細胞がない状態で寒天培地上でワクシニアウイルスを増殖させようとしていたとき、汚染されたミクロコッカスのコロニーが多数増殖し、粘液状、水っぽい、またはガラス状に見えることに気づいた。そして、この変化は、水っぽいコロニーの材料を新鮮なコロニーに接種することで他のコロニーに誘発できる。顕微鏡を使用して、彼は細菌がギムザ染色で赤く染まる小さな顆粒に退化しているのを観察した。彼は「...それ[変化の原因]は、ミクロコッカスの急性感染症とほぼ見なすことができる」と結論付けた。^[31]

1939年、 アラン・ワット・ダウニーは、 20世紀に使用されていた天然痘ワクチンと牛痘ウイルスは同じではないが、免疫学的には関連があることを示しました。^{[6] [32]}

2007年3月、インディアナ州の2歳の男児とその母親は、男児の父親から命に関わるワクシニア感染症に感染した。^{[33]男児は、}アメリカ陸軍によって海外に派遣される前に天然痘の予防接種を受けていた父親と密接に接触した後、体の80％以上に特徴的な発疹を発症した。アメリカ軍は2002年に天然痘の予防接種を再開した。男児は、ワクシニア感染症の既知の危険因子である湿疹のために感染症にかかった。男児は、静注免疫グロブリン、シドホビル、およびSIGAテクノロジーズによって開発された（当時の）実験薬であるテコビリマット（ST-246）による治療を受けた。^[34] 2007年4月19日、男児は皮膚の瘢痕の可能性を除いて後遺症なく帰宅した。^[33]

2010年、疾病管理予防センター（CDC）は、ワシントン州在住の女性が、天然痘の予防接種を受けたばかりの軍人であるボーイフレンドと膣の指で接触した後にワクシニアウイルスに感染したと報告した。この女性は小児期に湿疹にかかったことがあったが、成人してからは症状が出ていなかった。CDCは、軍人であり最近ワクチン接種を受けた人との性行為後にワクシニアウイルスに感染した同様の症例が過去12か月間に4件あったことを認識していると述べている。^[35] 2012年には、湿疹の既往歴のある患者でさらに症例が発生した。^[36]

これは、研究やワクチン接種に使用される、特性がよくわかっているワクシニア株の一部のリストです。^{[引用が必要]}

• リスター（別名エルストリー）：レスリー・コリアーが粉末状の耐熱性ワクチンを開発するために使用した英国のワクチン株。世界保健機関の天然痘撲滅キャンペーン（SEC）中にワクチン製造の基礎として使用されました。
• ドライバックス（別名「ワイエス」）：以前米国で使用されていたワクチン株で、ワイエス社が製造した。SECで使用されていたが、2008年にアカンビス社が製造したACAM2000（下記参照）に置き換えられた^{[37] 。これは、}凍結乾燥され抗生物質で処理された子牛の リンパ液の調製物として製造された。
• EM63: SECで使用されているロシアの株
• ACAM2000 : 現在米国で使用されている株で、Acambis 社によって生産されています。ACAM2000 は、プラーク精製によって Dryvax ウイルスのクローンから派生したものです。Vero細胞の培養で生産されます。
• 改変ワクシニアアンカラ（MVA とも呼ばれる）：ワクシニアウイルスを鶏の 胚線維 芽細胞で数百回継代培養して作成された、高度に弱毒化された（毒性のない）株。他のワクシニア株とは異なり、免疫不全 マウスを病気にすることはないため、非常に若い、非常に高齢、 HIV/AIDSに感染しているなど、免疫システムが弱い人間に使用する方が安全である可能性があります。
• LC16m8: 日本で開発され現在使用されている弱毒株
• CV-1: 米国で開発され、1960年代後半から1970年代にかけて使用された弱毒株
• ウェスタンリザーブ
• コペンハーゲン
• コンノート研究所（カナダ）

• B13R（ウイルスタンパク質）

• 「ワクシニアウイルス、完全ゲノム」。国立生物工学情報センター。 2007年7月25日閲覧。
• Condit RC、Moussatche N、Traktman P.「ワクシニアウイルス粒子: 3D ツアー」。2007 年 7 月 26 日閲覧。
• 「天然痘」。緊急事態への備えと対応。米国疾病予防管理センター。2007年 8 月 13 日にオリジナルからアーカイブ。2007 年 7 月 26 日に取得。
• ゴルベット、ザリア。「サル痘を防ぐ謎のウイルス」 。 2022年7月26日閲覧。</ref>

• ウイルス病原体データベースおよび分析リソース (ViPR): ポックスウイルス科