さようなら注射器？ 麻疹と風疹のパッチ、ガンビアのワクチン治験でその価値を実証

痛みがなく、投与が容易で、従来のワクチンよりも熱安定性が高いマイクロアレイパッチは、低所得層やパンデミック環境における将来のワクチン接種として宣伝されている。

素人目には、それは小さな丸い絆創膏のように見えます。通常の血液検査の後に渡されるようなものです。 皮膚に押し付けると、パッチはザラザラした感触ですが、不快ではありません。 まるで誰かがあなたにベルクロを押し付けたかのようです。 米国アトランタのジョージア工科大学医薬品設計・開発・送達センター所長のマーク・プラウスニッツ教授は、「人々はそれを痛いとは言わないし、注射より圧倒的に好むだろう」と語る。

ワクチン接種の未来へようこそ。そこでは、注射器やおそらく訓練を受けた医療専門家さえも必要とせず、痛みを伴わずに命を救う介入が行われます。 プラウスニッツ氏が共同設立したマイクロン・バイオメディカルは今週、生後9カ月の乳児を含む小児を対象としたワクチンパッチの初の臨床試験で得られた肯定的な第1/2相データを発表した。

この方法で標準的な麻疹風疹（MR）ワクチン接種の影響を評価したこの研究では、ワクチンが安全で忍容性が高く、アレルギー反応や関連する重篤な有害事象が見られないことが判明した。 ワクチンによって引き起こされる免疫反応は、ワクチンがパッチで投与されたか従来の皮下注射で投与されたかに関係なく、同様でした。一方、治験に参加した子供を持つ親の90%以上は、子供にワクチンを投与するにはパッチの方が良い方法であると述べました。

「これらは、マイクロアレイパッチが子供たちに安全かつ効果的にワクチンを投与できる可能性を初めて示した刺激的な結果です」と、この研究を主導したガンビア医学研究評議会の乳児免疫学責任者エド・クラーク教授は語る。

この結果は、2023年5月17日に米国シアトルで開催される第7回マイクロニードル国際会議で発表された。

新型コロナウイルス感染症、季節性インフルエンザ、B型肝炎に対するワクチンパッチの治験も進行中である一方、HPV、腸チフス、ロタウイルスに対するパッチは前臨床開発中です。

ワクチンを皮膚の最上層に送達する微細な突起がちりばめられたワクチンマイクロアレイパッチは、ワクチン接種の取り組みを妨げる物流上の課題の多くを克服できる可能性がある。 液体ワクチンは効果を維持するために常に冷蔵する必要があり、注射器を注射して安全に廃棄するには訓練を受けた専門家が必要ですが、パッチは熱安定性が高く、持ち運びが容易になるように設計されており、最小限の訓練で適用できます。 一部の証拠では、潜在的に低用量で従来のワクチンよりも強力な免疫反応を刺激する可能性があることさえ示唆されており、これはワクチンの供給がさらに伸びる可能性があることを意味します。

「この技術には、資源が少ない状況やパンデミックの際にワクチンの到達範囲を拡大する革命的な可能性がある」とオーストラリアのブリスベンに本拠を置くバイオテクノロジー企業ヴァクサスの社長兼最高経営責任者（CEO）のデビッド・ホーイ氏は語った。同社は現在、麻疹や風疹、新型コロナウイルスに対するパッチを開発している。 -19と季節性インフルエンザのヒト試験。

私たちの皮膚は、重さが 3.5 ～ 10 キログラム (7.5 ～ 22 ポンド)、表面積が 1.5 ～ 2 平方メートルで、臓器の中で最も重く、最大です。 それは私たちの外界との主要なインターフェースでもあるため、私たちの安全を守るために多くの免疫細胞がその層内に常駐しています。

その中には、リンパ節における T 細胞の応答を指示する強力な抗原提示細胞である樹状細胞も含まれます。 T細胞は、以前に遭遇した抗原を記憶しているため、ワクチンの主な標的です。 しかし、人間は何千年もの間、軟膏や薬を皮膚に塗布してきましたが、科学者が皮膚を通して薬物を投与し始めたのは 20 世紀になってからです。

1979 年に、世界初の経皮パッチが乗り物酔いの治療のために販売され始めました。 これは、皮膚を通して薬物スコポラミンを持続的に投与するように設計されました。 他の分子もそれに続きましたが、皮膚は非常に効果的なバリアであるため、この方法で送達できるのは特定の種類の分子のみです。 このため、科学者たちは代替方法を模索し始めました。

プラウスニッツ氏は、電流を利用して皮膚の構造を一時的に破壊し、薬物送達を助ける研究からキャリアをスタートしたが、その際には下にある神経も刺激するため、けいれんや痛みなどの副作用が生じた。

このとき、彼はマイクロニードルのアイデアを初めて思いつきました。「ニードルは非常に強力です。薬物やワクチンを非常に効果的に浸透させ、沈着させることができますが、それを安全に使用するために必要な専門知識という点では限界もあります。」処分するなどしてください」とプラウスニッツ氏は語った。 「しかし、皮膚のバリア層は髪の毛の太さよりも薄いので、必ずしも大きな針が必要というわけではありません。原理的には小さな針でも十分です。」

しかし、マイクロニードルの製造は簡単ではありませんでした。 「本当の問題は、微細加工の世界の人々が薬物送達や医療応用にあまり関与していないのに対し、医薬品や薬物送達について知っている人々はマイクロニードルの作り方を知らないということでした」とプラウスニッツ氏は語った。

1995 年に米国アトランタのジョージア工科大学に移った彼は、コンピューターチップ業界で開発された技術を利用して、ワクチンを皮膚に送達するという目標を達成するのに十分小さな突起を製造する微細加工の専門家と協力し始めました。

次の課題は、これらのマイクロニードル パッチに有効成分を組み込む方法を見つけることでした。 従来のワクチンは液体として製剤化され、ガラスバイアルに保管される傾向がありますが、ワクチンパッチは乾燥したワクチン製剤でコーティングするか、皮膚に触れると溶解する突起物に成分を統合する必要があります。

「製剤はワクチンと適合する必要があるだけでなく、マイクロニードルとも適合する必要があります。機械的に強いものが必要であり、これが私たちにとって新たな制約になります」とプラウスニッツ氏は述べた。 「これを達成するのは大変な作業であり、それぞれのワクチンに合わせて非常にカスタマイズされています。それぞれのワクチンをパッチに組み込み、適切な用量を取得し、少なくとも冷蔵下で安定するのに十分な安定化を図るため、そして理想的には冷蔵なしで安定させるために、それぞれ独自の製剤が必要です。」冷凍。"

それでも、最近の成果は、これらの課題が克服できないものではないことを示唆しています。 マイクロン バイオメディカルは、プラウスニッツ氏と彼の同僚がジョージア工科大学で開発した技術から生まれました。 米国アトランタに本拠を置く同社は、現在臨床試験中のワクチンパッチを保有している2社のうちの1社で、もう1社はVaxxas社である。

2017年、マイクロンは、溶解性マイクロニードルパッチと筋肉注射を使用した季節性インフルエンザワクチンの安全性、免疫原性、および受容性を調査した研究をランセットに発表しました。 免疫反応も同様であることが示唆されました。 最も一般的に報告された副作用は、パッチを適用した周囲の軽度の圧痛と発赤またはかゆみでした。 「これにより、ワクチンのマイクロニードルパッチを作ることができ、本当に効果があるという大きな自信を人々に与えたのだと思います」とプラウスニッツ氏は語った。 「麻疹と風疹のワクチン試験がこの分野をさらに前進させることを期待しています。」

2021年に開始されたこの試験は、成人45人、幼児120人、乳児120人を対象に、マイクロンの技術を使用した標準的な麻疹および風疹ワクチンの投与の安全性、忍容性、免疫原性を標準的な皮下注射と比較して調査することを目的とした。 マイクロンのスティーブン・デイモン最高経営責任者（ＣＥＯ）は「一般に、親たちは針を使わずに幼児にワクチン接種できることに非常に好意的だった」と述べた。

麻疹と風疹のワクチン接種は、ワクチンパッチベースのアプローチから大きな恩恵を受ける可能性がある介入の代表的な例です。 安全で手頃な価格で効果の高いワクチンが利用可能であるにもかかわらず、2018年には世界中で14万人以上の麻疹による死亡者が発生しました。 「主に、人々が医療資源にアクセスできない場所にいて、その結果、ワクチン接種を受けられないことが問題です」とプラウスニッツ氏は述べた。 「看護師による投与を必要としないワクチンができ、少なくとも部分的にコールドチェーンから外して、信頼性の高い電気や冷蔵庫がない場所にもワクチンを届けることができれば、私たちはこれにより、より多くの子供たちにワクチンが届けられることを期待しています。」

ワクチンパッチは、別のパンデミックが発生した場合にも役立つ可能性があります。 新型コロナウイルス感染症ワクチンを必要とするすべての人に迅速に届けるための最大の障害の一つは、十分な投与量を確保することであった。 しかし、現在、いくつかの研究では、ワクチンパッチはより少ない抗原を使用するだけで、注射ワクチンと同等の免疫反応を誘導できることが示唆されています。 たとえば、2020年にPLoS Medicineに掲載された研究によると、Vaxxasの技術を使用して投与されたインフルエンザワクチンは、同様の反応を引き出すのに必要なワクチン投与量の6分の1のみでした。 用量が少なくなれば、限られたワクチン在庫がさらに拡大する可能性がある。 もう 1 つの利点は、ワクチン パッチの展開がバイアルや注射器などの補助的な供給品に依存しないことです。バイアルや注射器も、新型コロナウイルス感染症のパンデミック中に在庫切れを経験しました。

2023年2月、バクサス社は、同じ技術を使用して成人150人を対象に投与される関連インフルエンザワクチンの第1相研究を開始した。 これとは別に、同社は最近、自社のワクチンパッチが訓練を受けた専門家によって投与された場合、または自己投与された場合に同等の性能を示すデータを発表した。

「自己投与ができれば、US Postのようなサービスを利用して全世帯にワクチンを届けられる可能性がある」とホーイ氏は語った。 そうすることで、ワクチンの普及がさらに早まる可能性があるほか、人々が感染するリスクがある混雑したワクチン接種センターに通う必要もなくなる可能性がある。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミック中に浮き彫りになったように、コールドチェーン、さらにはウルトラコールドチェーン保管庫が、特定の国における新型コロナウイルス感染症（COVID-19）ワクチンの配送に対する大きな障壁となっていた。 Vaxxas のインフルエンザ ワクチンは、40°C (104°F) で少なくとも 12 か月間保存しても安定でした。「冷蔵庫を見る必要はまったくありません」と Hoey 氏は言いました。

ワクチンパッチ上でインフルエンザウイルス抗原を安定化させることは別のことですが、mRNAベースのワクチンは、従来よりも早く設計および製造できるため、新型コロナウイルス感染症のときと同様に、将来のパンデミックへの早期対応において主要な役割を果たすことが期待されています。ワクチン。 欠点は、超低温で保管する必要があるため、使用が制限されることです。

この障害を克服するために、疫病対策イノベーション連合（CEPI）は、mRNAベースのワクチン用のマイクロアレイパッチの開発を進めるために最大430万米ドルをVaxxasに提供している。

ホーイ氏によると、彼らはすでに、mRNA分子をカプセル化する脂質ナノ粒子を「熱安定性をさらに高める」方法で微調整することに成功しているという。 しかし、「私たちはおそらく、脂質の誘導体であるか、脂質とは完全に異なる次世代の構築物にもっと興奮していると思います」と彼は言う。

それでも、少なくとも短期的には、ワクチンパッチが注射器ベースのワクチンに完全に置き換わる可能性は低い。 「これらのワクチンの設計、製造施設と流通経路の構築には多額の資金が投入され、その安全性と有効性については多くの経験が積まれてきました」とプラウスニッツ氏は言う。 「すでに成功的に使用されているワクチンを採用し、それを変更するために投資し、ある程度のリスクを負うには、かなり説得力のある理由が必要です。」

麻疹と風疹については、その議論がほぼ勝っている。 季節性インフルエンザワクチンも有力な候補となる可能性がある。 ほとんどのワクチンとは異なり、通常は年に一度の接種として提供されるため、人々は繰り返し外に出てワクチンを接種する努力をしなければなりません。 そのワクチンに痛みがなく、自分で投与できれば、彼らはもっとやる気になるかもしれません。 注射は最も一般的な医療処置の 1 つですが、注射に対する恐怖は一般的であり、最近の研究では、成人の約 16% がそれを理由にインフルエンザワクチン接種を避けていると推定されています。

ホーイ氏は、注射器を使わないワクチンの長期的な見通しについては、より楽観的だ。 「高所得国では、おそらく今から15～20年後には、すべてのワクチンがパッチで接種されるようになるだろう」と彼は言う。 本当に必要なワクチン成分の用量が少なく、効率的に製造できると仮定すると、企業にとってワクチンを注射器に入れるよりもパッチに入れるほうが利益が上がるかもしれない、と同氏は説明する。 「市場に投入されると、患者の好みも生まれます。科学的にはそのほうが賢明ですが、最終的には経済性が推進力となるでしょう。」

針で刺されることや、予防接種を受けたばかりで泣き叫ぶ赤ちゃんを慰めることを楽しみにしている人はほとんどいません。ただし、ほとんどの人は、それがもたらす健康上の利益のために、今でも接種を続けています。 しかし、ワクチンパッチが注射ワクチンと同じくらい安全で有効であることが本当に証明された場合、注射器の死を本当に悲しむ人はいるでしょうか？