サブユニットワクチンと組換えワクチン

サブユニットワクチンは、病原体全体ではなく、通常は1つまたは少数のタンパク質や多糖類といった、選択され精製された病原体成分のみを含みます。組換えワクチンは、組換えDNA技術を用いて、工学的に改変された細胞（細菌、酵母、昆虫細胞、または哺乳類細胞）でこれらの抗原を産生します。感染性物質を含まない明確な抗原を提示することにより、このプラットフォームは非常に安全で精密に特性評価されていますが、精製された抗原は単独では免疫原性が弱いことが多く、強力な防御応答を生成するためには通常アジュバントを必要とします。

Definition

サブユニットワクチンまたは組換えワクチンは、病原体の明確で精製された抗原成分のみを含む製剤であり、合成的に、精製によって、または組換え発現によって産生され、感染性物質なしに防御免疫を誘発するために、しばしばアジュバントとともに処方されます。

Scope

このトピックでは、防御抗原がどのように選択され、産生されるか（ウイルス様粒子、結合体、ゲノムガイド型リバースワクチノロジーのアプローチを含む）、精製された抗原が一般的にアジュバントを必要とする理由、およびこのプラットフォームのトレードオフについて説明します。これは方法論的な参考文献であり、予防接種スケジュールや適格性に関する助言を提供するものではありません。

Core questions

• 防御抗原はどのように同定され、組換え的に産生されるのか？
• 精製されたサブユニット抗原はなぜ通常アジュバントを必要とするのか？
• 結合体、ウイルス様粒子、リバースワクチノロジーの戦略はどのようにプラットフォームを拡張するのか？

Key concepts

• 精製されたタンパク質または多糖抗原
• 組換え発現系
• ウイルス様粒子 (VLPs)
• 多糖-タンパク質結合
• アジュバントの必要性
• リバースワクチノロジー（ゲノムガイド型抗原探索）
• 高い安全性と抗原の明確性

Mechanisms

選択された抗原のみを供給することにより、サブユニットワクチンは、反応原性を引き起こす可能性のある成分や防御に無関係な成分を除外しつつ、防御エピトープに免疫応答を集中させます。これらの精製された抗原は、病原体全体の危険シグナルを欠いているため、単独では免疫原性が低いことが多く、自然免疫感知を活性化して適応応答を増幅し形成するアジュバントとともに処方されます。いくつかの工学的戦略がこのプラットフォームを強化します。例えば、抗原をウイルス表面の幾何学的構造を模倣したウイルス様粒子に組み立てる、免疫原性の低い多糖類をキャリアタンパク質に化学的に結合させてT細胞ヘルプを動員する、そして従来の培養が困難な候補抗原を特定するためにゲノムシーケンシングを用いる、といったピザらがB群髄膜炎菌に対して開拓したリバースワクチノロジーのアプローチがあります。

Clinical relevance

サブユニットワクチンと組換えワクチンは、非常に明確で忍容性の高いプラットフォームを提供し、全生物アプローチでは対処が困難な病原体に対するワクチンを可能にしました。このプラットフォームを理解することで、なぜこれらのワクチンが精密に特性評価され安全であるにもかかわらず、効力のために通常アジュバントに依存するのかが説明されます。この項目はプラットフォームの科学について記述するものであり、個別の予防接種に関する助言の源ではありません。

Epidemiology

組換えワクチンおよびサブユニットワクチン（結合体およびウイルス様粒子製品を含む）は、いくつかの細菌性およびウイルス性疾患の制御に大きく貢献しており、プラットフォームの安全性と製造可能性を反映して、現代の認可ワクチンの主要なシェアを占めています。

History

このプラットフォームは、20世紀後半の組換えDNA技術の登場とともに現れました。これにより、防御抗原を病原体から精製するのではなく、工学的に改変された細胞で産生することが可能になりました。その後、ゲノムシーケンシングによってリバースワクチノロジー（候補抗原を求めて全ゲノムを探索する）が可能になり、2000年にB群髄膜炎菌に対して初めて実証され、サブユニット設計の適用範囲を以前は困難であった標的にまで広げました。

Key figures

• Rino Rappuoli
• Bali Pulendran
• Stanley Plotkin

Seminal works

• pizza-2000
• plotkin-2010

Frequently asked questions

サブユニットワクチンはなぜ通常アジュバントを含むのですか？

精製された抗原は、病原体全体の持つ自然免疫の危険シグナルを欠いているため、単独では免疫原性が弱いことがよくあります。アジュバントは自然免疫感知を活性化し、防御免疫に向けた適応応答を増強し形成します。

リバースワクチノロジーとは何ですか？

これはゲノムガイド型の戦略であり、病原体の全DNA配列を計算機的にスクリーニングして候補タンパク質抗原を特定し、その後それらを組換え的に産生して試験します。これは、従来の接近法では抵抗性を示した標的であるB群髄膜炎菌に対して初めて成功裏に適用されました。