【特集】次世代ワクチン開発―実用化に向けた課題と挑戦―

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特集にあたって
Introduction

國澤純 ((独)医薬基盤研究所)

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次世代ワクチン開発への課題と挑戦―経口ワクチン―
Challenge on Developing Novel Oral Vaccines

鹿島光司 (東京大学)
幸義和 (東京大学)
清野宏 (東京大学)

　現代の人類を感染症から防御しているワクチンの中でも、近年特に新しい概念として活発に研究され、人体の免疫機構における重要性が認識され始めている粘膜ワクチンのうち、経口ワクチンについて概説する。経口ワクチンの種類や基礎的な情報をはじめ、効果的な米型経口ワクチンとして開発されているMucoRice-CTB の特色を述べ、新たなワクチン開発の現状と課題、展望を述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 経口ワクチンの特徴
3. ワクチン抗原を植物の種子(米)に生産させたMucoRice-CTB
4. これからの経口ワクチンへの期待と課題
4.1　デリバリ―システム
4.2　腸内環境の特殊性
5.おわりに

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経鼻不活化インフルエンザワクチンの実用化に向けた課題と挑戦　　　　　
Critical Issues and Challenges in Development of Inactivated Intranasal Influenza Vaccines

鈴木忠樹 (国立感染症研究所)
相内章 (国立感染症研究所)
長谷川秀樹 (国立感染症研究所)

　現行のインフルエンザワクチンの有効性は限定的であり、よりワクチン効果の高い次世代ワクチンの開発が望まれているが、次世代のインフルエンザワクチンの一つとして粘膜免疫を活用した経鼻ワクチンが有望視されている。インフルエンザウイルスの感染は気道の粘膜上皮に限局して起こり、その防御には粘膜における免疫機構が重要な働きをしているという知見から、経鼻インフルエンザワクチンは、現行の注射型のインフルエンザワクチンよりも感染防御能およびインフルエンザ発症予防効果が高い可能性が示唆されている。本稿では、経鼻インフルエンザワクチンの一般的な特徴について概説し、現在、臨床開発の途上にある経鼻不活化インフルエンザワクチンの実用化に向けた課題と挑戦について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. 経鼻インフルエンザワクチンの特徴
3. 経鼻インフルエンザワクチンの種類
4. 経鼻不活化インフルエンザワクチンの開発研究
5. 経鼻不活化インフルエンザワクチン実用化における課題
6. おわりに

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経皮ワクチン
Transcutaneous Vaccine

廣部祥子 (大阪大学)
岡田直貴 (大阪大学)
中川晋作 (大阪大学)

　経皮ワクチンは免疫担当細胞が多数存在する皮膚を標的としており、投与が簡便なだけでなく、高いワクチン効果が期待できる。粘着性パッチやマイクロニードルを用いた経皮ワクチン製剤はただ貼るだけでワクチン抗原を効率よく皮膚内へと送達することから、簡便・安全・有効な次世代ワクチン製剤として注目されている。

【目次】
1. はじめに
2. 皮膚の免疫学的機能を利用した経皮ワクチン
3. 抗原の角質層透過を促進する経皮ワクチンデリバリー技術
4. 物理化学的に角質層を突破する経皮ワクチンデリバリー技術
5. おわりに

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アジュバントの可能性 : がんワクチン, がん免疫療法への展開
The Possibility of Adjuvant: Development of Cancer Vaccine and Cancer Immunotherapy

北畑裕司 ((独)医薬基盤研究所)
石井健 ((独)医薬基盤研究所)

　古くからワクチンに添加されて使われているアルミ塩やエマルジョンなどのアジュバントは有効性に限界があるとされ、難治感染症、がん、アレルギーなどの疾患に対するワクチン開発において次世代のアジュバント創薬が切望されている。本稿ではアジュバント研究、特にがんに対するワクチンや免疫療法への開発研究の展開を紹介したい。

【目次】
1. アジュバントとは
2. アジュバントの作用機序:自然免疫の役割
3. アジュバントの可能性:ガンワクチン, がん免疫療法への展開
3.1　自然免疫受容体によって認識されるアジュバント
3.1.1　TLR4 リガンド(MPLA)
3.1.2　TLR9 リガンド(CpG ODN)
3.2　自然免疫受容体リガンド以外(または作用機序不明)のアジュバント
3.2.1　サイトカイン
3.2.2　界面活性剤
3.3　ドラッグデリバリーに着目したアジュバント
3.3.1　リポソーム
4. まとめ

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ウイルスベクターを用いたワクチン開発の現状―結核ワクチンへの取り組みから―
Current Situation of Development of Recombinant Virus Vaccine
- In the Case of Tuberculosis Vaccine -

保富康宏 ((独)医薬基盤研究所)

　ウイルスベクターを用いた組換えウイルスワクチンは近年新たなワクチンの可能性が数多く報告され、ヒトでの治験等からも実用化へと進んでいる。本稿においてはウイルスベクターを用いたワクチン開発を、結核ワクチンの開発状況を中心に述べ、さらに現在、筆者らが開発中のヒトパラインフルエンザ2型ウイルス(HPIV2)ベクターを用いた結核ワクチンについて述べる。

【目次】
1. はじめに
2. ウイルスベクターを用いたワクチン(組換えウイルスワクチン)
3. ウイルスベクターを用いた結核ワクチン
3.1　ワクシニアウイルスベクター
3.2　アデノウイルスベクター
3.3　サイトメガロウイルス(CMV)ベクター
3.4　ヒトパラインフルエンザ2 型ウイルス(HPIV2)ベクター
4. おわりに

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ワクチンの生産と備蓄
Production and Stock of Vaccines

石川豊数 ((一財)阪大微生物病研究会)

　感染症対策において最も有効な手段は予防接種であり、安全で有効なワクチンが恒常的に供給されることは非常に重要である。現在、わが国で発生する感染症に対するワクチンはほとんどが臨床使用されるようになった。本稿では製造販売業者の立場からワクチンの製造(生産)と供給(備蓄)の現状について紹介したい。

【目次】
1. はじめに
2. ワクチンの種類
3. ワクチンの製造用基材
4. ワクチンの製造工程
4.1　生ウイルスワクチンの製造方法
4.2　不活化ワクチンの製造方法
5. ワクチンの備蓄
6. おわりに

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ワクチンの非臨床試験ガイドライン‥新発出のWHO ガイドラインを中心に
Guidelines for Non-clinical Studies for Vaccines with a Focus on the Newly Released WHO Guidelines

松本峰男 ((独)医薬品医療機器総合機構)
小松真一 (グラクソ・スミスクライン(株))
土本まゆみ (サノフィ(株))
松井元 ((一財)化学及血清療法研究所)
真木一茂 ((独)医薬品医療機器総合機構)

　近年、ワクチン開発においてはアジュバントの使用機会が明らかに増え、それに伴いワクチンの非臨床安全性試験の内容を規定し直す必要性が高まっていた。本稿においては、主にこのような背景のもと2013年に発表されたWHO「ワクチンアジュバントとアジュバント添加ワクチンの非臨床試験ガイドライン」について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 2013年 WHO ガイドラインの策定の経緯とその概要
3. 2013年 WHO ガイドライン策定おいて争点となった事項
3.1　ガイドラインの適用範囲
3.2　アジュバント添加ワクチンの反復投与毒性試験における投与回数
3.3　アジュバント添加ワクチンの生殖発生毒性試験の投与時期
3.4　新規アジュバント単独の毒性評価
3.5　ワクチンアジュバントによる自己免疫疾患
4. おわりに

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抑制型免疫システムを応用した次世代型抗アレルギーワクチンの開発
Current Status in the Development of New Generation of Anti-allergic Mucosal Vaccine

高里良宏 (東京大学)
倉島洋介 (東京大学)
清野宏 (東京大学)
國澤純 ((独)医薬基盤研究所:東京大学)

　既存のワクチンに対する概念では、病原体に対するワクチンが一般的であるが、アレルゲンに対する免疫学的不応答を誘導しようとする減感作療法も抗アレルギーワクチンという新概念のワクチンとしてとらえることができる。近年、免疫抑制のメカニズムが学術的に明らかにされてきたこともあり、より実効性の高い免疫療法として抗アレルギーワクチンが注目されている。臨床の場においては、苦痛が少なく、副作用の危険性も低い舌下免疫療法が、花粉症に対する抗アレルギーワクチンとして2014年から保険適用となる。また近年、社会的な問題となっている食物アレルギーに対しても、経口免疫療法が本邦で数多く行われ、有効性を示す多くの報告がされている。本稿においては、基礎と臨床の両面から、抗アレルギーワクチンの現状と将来展望について概説したい。

【目次】
1. はじめに
2. 現在提唱されている抑制型免疫システムの概要
2.1　脱感作
2.2　阻害抗体の産生
2.3　制御性T 細胞(Treg 細胞)の誘導
3. 花粉症や食物アレルギーを対象にした減感作療法の臨床応用について
3.1　アレルギー性鼻炎に対する舌下免疫療法
3.2　食物アレルギーに対する経口免疫療法
4. おわりに

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BIO R&D

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魚類不凍タンパク質の細胞保護機能の解析
Analysis of Cell-Preservation Function of Fish Antifreeze Protein

石原和成 (北海道大学)
三浦愛 ((独)産業技術総合研究所)
津田栄 ((独)産業技術総合研究所)

　寒冷地の動植物は、塩、グリセロール、トレハロース、不凍タンパク質などの抗凍結物質を有している。不凍タンパク質には細胞保護機能も認められているが、不明な点が多い。本稿では、筆者らが見出した魚類不凍タンパク質の細胞保護機能の解析結果とその細胞移植分野への応用可能性等について記述する。

【目次】
1. はじめに
2. AFPは細胞に対してどのように働くか
3. マウス膵島細胞に対する保護効果
4. 細胞膜保護機能を有するAFP の種類
5. 細胞治療技術に向けた取り組みと課題

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ゲノム科学におけるビッグデータ分析・大規模データマイニング
Big Data Analysis and Large Scale Data Mining in Genome Sciences

石井一夫 (東京農工大学)

　超並列型高速DNA解析装置(次世代シーケンサー)の普及により、ゲノムの塩基配列データの産生量が爆発的に増えており、生命科学分野である医療、農業、環境分野で、これらの膨大なデータを用いたビッグデータ分析を行う機会が増えている。ビッグデータ分析では、乱数を用いたシミュレーションによるモンテカルロ法という計算手法で大量データの情報を推定したり、多数のプロセッサコアを有する大容量メモリの高性能サーバーや、多数のコンピュータを接続したコンピュータクラスタを用いた並列分散処理を用いたりすることにより、テラバイト、ペタバイト、エクサバイト級のデータ解析を可能にする。本稿では、ゲノム科学におけるビッグデータ分析を用いた大規模データマイニングについて述べる。

【目次】
1. ゲノム科学とビッグデータ
2. バイオインフォマティクスとビッグデータ
2.1　汎用のフリーソフトウェア
2.2　生物学的なデータ解析専用のソフトウェア
3. ゲノム科学におけるビッグデータ分析の実際
3.1　モンテカルロシミュレーションによるデータ分析
3.2　大容量メモリを搭載したマルチコアCPU の高性能計算機によるデータ分析
3.3　Hadoop を用いたコンピュータクラスタによるデータ分析
3.4　Hadoop を用いたゲノム解析ソフトウェアの例
3.5　Hadoop を用いないコンピュータクラスタによるデータ分析
4. まとめ