抗ウイルス薬とワクチン開発
抗ウイルス薬とワクチン開発は、ウイルス性疾患に対抗するための相補的な二つの柱です。抗ウイルス薬は、ウイルスの複製サイクルにおける段階を阻害することで、確立された感染を抑制する薬剤であり、ワクチンは、将来の感染を予防または軽減するために、事前に免疫系を準備します。これらは分子ウイルス学と免疫学を、ウイルス予防と治療のツールへと変換します。
Definition
抗ウイルス薬とは、感染を治療または抑制するためにウイルスの複製を阻害する物質であり、ワクチン開発とは、ウイルスに対する防御免疫を誘導する免疫原を設計・評価する科学です。この分野は、両者の発見、メカニズム、評価、および限界を包含します。
Scope
この分野では、集団レベルおよび実験室レベルでウイルス感染がどのように予防・治療されるかを概観します。主要な抗ウイルス薬の種類とその標的、主要なワクチンプラットフォームとその背後にある合理的設計論理、免疫原性と有効性の測定方法、ウイルスが薬剤耐性を獲得する理由、および抗体ベースの免疫療法の台頭について取り上げます。これは、メカニズムとエビデンスに関する参照および教育的な概要であり、臨床ガイドラインではありません。
Sub-topics
Core questions
- ウイルスの複製サイクルのどの段階が薬剤の標的となり得るか、また、その結果として得られる薬剤の選択性はどうなっているか？
- どのようなワクチンプラットフォームが存在し、プラットフォームの選択は、それが誘発する免疫応答をどのように形成するか？
- 防御免疫はどのように定量化され、何が防御相関として機能するか？
- ウイルスはなぜ、どのようにして抗ウイルス薬に耐性を持つようになるのか、また、耐性をどのように制限できるか？
- 受動的に投与される抗体と免疫療法は、薬剤やワクチンとどのように位置づけられるか？
Key concepts
- 薬剤標的としてのウイルス複製サイクル
- 選択毒性と治療指数
- 能動免疫と受動免疫
- ワクチンプラットフォーム（生弱毒化、不活化、サブユニット、ウイルスベクター、核酸）
- 免疫原性、有効性、実効性
- 防御相関
- 抗ウイルス薬耐性とウイルスエスケープ
- 中和モノクローナル抗体
Mechanisms
抗ウイルス薬は、複製に必要なウイルスまたは宿主のタンパク質（侵入受容体、ポリメラーゼ、プロテアーゼ、インテグラーゼ、または放出酵素）に結合することで、そのサイクルを停止させます。宿主プロセスに対するウイルスプロセスの選択性が、忍容性を決定します。De ClercqとLi（2016）は、これらのメカニズムカテゴリーにおける約50年間の承認薬剤をカタログ化しています。一方、ワクチンはウイルス抗原を適応免疫系に提示し、記憶B細胞とT細胞を生成します。プラットフォーム（生ワクチン、不活化ワクチン、サブユニットワクチン、ウイルスベクターワクチン、またはmRNA/DNAワクチン）が、PollardとBijker（2020）によってレビューされているように、その応答の規模と質を決定します。防御が続くかどうかは、防御相関（多くの場合、中和抗体価）（Plotkin, 2010）に対して判断されます。BNT162b2 mRNAワクチン（Polack et al., 2020）やレムデシビル（Beigel et al., 2020）のような大規模な無作為化試験は、これらのメカニズムがヒトでどのように確認されるかを示しています。
Clinical relevance
ここで説明する薬剤とプラットフォームは、小児期の予防接種からHIV、肝炎、ヘルペスウイルス、インフルエンザ、新興ウイルスの管理に至るまで、現代の感染症予防とケアの多くを支えています。この項目では、これらのツールがどのように機能し、その利点がエビデンスでどのように確立されるかを説明しており、臨床医と現在のガイドラインに属する投薬量や個別化された治療推奨事項は提供していません。
Epidemiology
ワクチン接種は、天然痘の根絶や麻疹、ポリオ、B型肝炎の急激な減少を含む、ウイルス性疾患の負担の歴史的な軽減を推進してきました。一方、抗ウイルス薬は、HIVのような疾患を致死的なものから慢性的に管理可能なものへと変革しました。2020年から2021年にかけてのCOVID-19ワクチンと抗ウイルス薬の未曾有の速度での展開（Polack et al., 2020; Beigel et al., 2020）は、迅速な対策開発に対する期待を再形成しました。
History
ワクチン学はウイルス学に先行し、ジェンナーの天然痘接種に始まりますが、合理的な抗ウイルス薬設計の分子時代は、20世紀後半のウイルス複製の解明に続きました。De ClercqとLi（2016）は1960年代以降の承認された抗ウイルス薬を追跡しており、一方、ワクチン科学は全病原体製剤からサブユニット、そして最近ではPollardとBijker（2020）によって要約された核酸プラットフォームへと移行しました。
Key figures
- Erik De Clercq
- Stanley Plotkin
- Andrew Pollard
Related topics
Seminal works
- declercq-li-2016
- pollard-bijker-2020
- plotkin-2010
Frequently asked questions
- 抗ウイルス薬とワクチンの違いは何ですか？
- 抗ウイルス薬は、体内で既に複製しているウイルスを、そのライフサイクルの段階を阻害することで抑制する薬剤です。一方、ワクチンは、感染前に投与され、後の曝露が予防されるか、または軽症化するように免疫系を訓練します。
- 抗ウイルス薬は抗菌薬よりも開発が難しいのはなぜですか？
- ウイルスは宿主細胞の機構を利用して複製するため、宿主に害を与えることなく攻撃できるウイルス固有の標的が少なく、多くの細菌の場合よりも選択毒性を達成することが困難です。