培養細胞で高い増殖能を持つＢ型インフルエンザウイルスの作出に成功

ポイント

• 培養細胞で高い増殖能を持つB型インフルエンザウイルスを作出した。
• 本研究グループがこれまでに開発したA型インフルエンザウイルス高増殖株と今回開発したB型インフルエンザウイルス高増殖株をワクチン製造に利用することで、季節性インフルエンザワクチンを効率よく生産することが可能になる。
• 従来の鶏卵ワクチンに見られたようなワクチン製造過程で起きる抗原変異による有効性低下の懸念がない季節性インフルエンザワクチンを迅速に供給することが可能になる。

＜研究の背景・先行研究における問題点＞

Ａ型およびＢ型インフルエンザウイルス感染によって発症する季節性インフルエンザの予防には、ワクチン接種が最も有効であると考えられています。季節性インフルエンザワクチンを注射すると、ウイルスの主要抗原に対する抗体が体内に産生され、それによってインフルエンザの発症や重症化を防ぐことができます。季節性インフルエンザワクチンは発育鶏卵で増やしたウイルスから製造されていますが、鶏卵で季節性インフルエンザウイルスを増やすとウイルスの主要抗原であるＨＡに変異が入り、その抗原性が大きく変化してしまいます。ワクチン製造で使われるウイルス（ワクチン株）と野外で流行するウイルス（流行株）との間で抗原性が一致しないと、ワクチンの予防効果が弱まることが知られています。

この問題を根本的に解決するためには、ワクチン製造用の培養基材を発育鶏卵から哺乳類由来の培養細胞に変える必要があります。一部の海外ワクチン製造会社は、既に細胞培養ワクチンを製造販売しており、国内の製造会社もその実用化に向けて準備を進めています。しかし、季節性インフルエンザウイルスは培養細胞での増殖能が低いことから、細胞培養ワクチンの生産性の低さが大きな問題となっていました。

本研究グループは、これまでに培養細胞で高い増殖能を持つＡ型インフルエンザウイルス株の作出に成功し、生産効率の高い細胞培養ワクチンの開発を前進させる研究成果を報告しています。しかし、より迅速に、かつ十分な量の季節性インフルエンザワクチンを供給するには、細胞培養ワクチン製造に適したＢ型インフルエンザウイルス高増殖株の開発が不可欠でした。

＜研究内容＞

Ｂ型インフルエンザウイルスは８種類の遺伝子を持っていますが（図１）、その中でヘマグルチニン（ＨＡ）遺伝子とノイラミニダーゼ（ＮＡ）遺伝子がワクチン抗原として重要な２種類のタンパク質（ＨＡとＮＡ）をコードしています。

本研究では、培養細胞で効率よく増殖するＢ型インフルエンザワクチン株のバックボーン^注４）（ＨＡ遺伝子とＮＡ遺伝子を除く６種類の遺伝子を開発するために、Ｂ／Ｙａｍａｇａｔａ／１／７３株（他のＢ型ウイルスと比べて培養細胞での増殖能が高い株）のバックボーンにさまざまな変異（ランダム変異）を導入した遺伝子を作製しました。ランダム変異を持つＢ／Ｙａｍａｇａｔａ株バックボーンをもとに多様なウイルス株からなる変異体集団（変異ウイルスライブラリ）を、リバースジェネティクス法を用いて作出しました（図２、図３）。

まず、変異ウイルスライブラリを細胞培養ワクチン製造でよく利用されているＭＤＣＫ細胞^注５）およびＶｅｒｏ細胞^注６）に感染させました。その後、増殖したウイルスを別の新たな細胞にまた感染させ、これを何度も繰り返すことで、高い増殖能を持つ複数のウイルス株を選択しました（図３）。選択されたウイルス株の遺伝子性状と増殖能を比較分析したところ、５カ所の変異がＢ型ウイルスの増殖能を向上させることが判明しました。これらの変異を持つＢ／Ｙａｍａｇａｔａ株バックボーンとＢ型ウイルス流行株のＨＡ遺伝子とＮＡ遺伝子を持つハイブリットウイルスを作製し、Ｖｅｒｏ細胞、ＭＤＣＫ細胞、発育鶏卵における増殖能を調べました。その結果、いずれの培養基材でも変異を持つハイブリットウイルスは高い増殖能を示すことが確認されました（図４）。

＜社会的意義＞

本研究で開発した特定の変異を持つＢ／Ｙａｍａｇａｔａ株バックボーンを使用することにより、Ｂ型インフルエンザウイルス流行株の主要抗原（ＨＡとＮＡ）を持つワクチン製造用高増殖株を短期間で作出することが可能になります。すなわち、理論的にはどのような流行株であっても２種類の主要抗原を入れ換えるだけで、流行株と抗原性が一致したワクチン製造用高増殖株を作出することが可能になります。

ワクチン製造会社は細胞培養ワクチンの実用化に向けて準備を進めていますが、現状ではウイルスの増殖能の低さが原因で十分な供給量を確保できず苦慮しています。本研究グループが以前に開発したＡ型インフルエンザワクチン株バックボーンと今回開発したＢ型インフルエンザワクチン株バックボーンをワクチン製造に利用することで、十分な量の季節性インフルエンザワクチンを、より迅速に製造することが可能になると期待されます。

季節性インフルエンザワクチンは発育鶏卵を用いて製造されていますが、その製造過程でウイルスの主要抗原に変異が入ることが知られています。したがって、ワクチン接種により抗インフルエンザ抗体ができたとしても、実際の流行株との反応性が弱まるためワクチンの有効性が低下します。変異の導入が最小限となる培養細胞で増殖したウイルス株を用いてワクチンを製造することで、従来の鶏卵ワクチンよりも有効性の高い季節性インフルエンザワクチンを供給することが可能になります。

＜参考図＞

＜用語解説＞

注１） 季節性インフルエンザウイルス

２種類のＡ型インフルエンザウイルス（Ａ／Ｈ１Ｎ１ｐｄｍ、香港型Ａ／Ｈ３Ｎ２）とＢ型インフルエンザウイルスが季節性インフルエンザウイルスとして流行している。

注２） 発育鶏卵

鶏卵ふ卵器を使って受精卵を１０日間程度ふ卵したもの。

注３） リバースジェネティクス法

８種類のインフルエンザウイルス遺伝子を発現するプラスミドと４種類のインフルエンザウイルスタンパク質を発現するプラスミドを細胞に導入することで、感染性を持つウイルスを産生させる方法。プラスミドには自由に変異を導入することが可能であるため、人工的に変異を導入したウイルスを作出することができる。

注４） バックボーン

ワクチンの生産効率を上げるために、発育鶏卵あるいは培養細胞でよく増えるウイルス株（高増殖株）と、野外で流行しているウイルス株（流行株）との間でハイブリットウイルス（ワクチン株）が作製される。ワクチン株のＨＡ遺伝子とＮＡ遺伝子は流行株に由来し、残りの６種類の遺伝子は高増殖株に由来する。高増殖株の６種類の遺伝子を総称してバックボーンと呼ぶ。

注５） ＭＤＣＫ細胞

イヌ腎臓上皮細胞株Ｍａｄｉｎ－Ｄａｒｂｙ ｃａｎｉｎｅ ｋｉｄｎｅｙ ｃｅｌｌの略称。

注６） Ｖｅｒｏ細胞

アフリカミドリザルの腎臓上皮細胞。

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