コロナ禍で実用化加速「mRNA」医薬、日本人研究者たちの挑戦

2021年10月04日トピックス

新型コロナウイルスのパンデミック（世界的大流行）を受け、異例の早さで実用化された遺伝物質のメッセンジャー（ｍ）ＲＮＡを利用したワクチン。感染症の発症予防や重症化防止だけでなく、この仕組みを応用すればがんや難病を克服する「ｍＲＮＡ（リボ核酸）医薬」の道も切り開く。独ビオンテック上級副社長で、米ペンシルベニア大学客員教授のカタリン・カリコ博士らに注目が集まる中、日本人研究者も研究に果敢に挑んでいる。

物質を置換　炎症抑制、ワクチン開発に寄与

遺伝物質の一つであるｍＲＮＡは筋肉や臓器、酵素、免疫物質などのたんぱく質を作る設計図としての役割を担う。細胞の核の中にある遺伝情報を蓄積したデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）は、そのまま核の外に情報を持ち運べないため、ｍＲＮＡにその一部を転写（コピー）し、核の外でたんぱく質を合成する。

この仕組みをワクチンの開発に応用する試みは３０年ほど前から始まっていたが、人工のｍＲＮＡを細胞にそのまま導入しても複数の不具合が起きる。その課題の一つを解決したのがカリコ博士だ。カリコ博士は２００５年、同じ大学のドリュー・ワイスマン教授と共同で、ｍＲＮＡを構成する物質の一つを置き換えれば、免疫系がｍＲＮＡを異物として認識して排除する炎症反応を抑制できることを発見。これが現在のｍＲＮＡワクチンの開発につながった。

ｍＲＮＡワクチンでは、ｍＲＮＡを細胞に確実に届ける薬物送達システム（ＤＤＳ）も重要だ。この要素技術は９０年代半ばに、カナダのブリティッシュコロンビア大学のピーター・カリス博士によって確立。体内にはｍＲＮＡを分解する酵素がいたるところで存在するため、これを脂質の膜で保護し、細胞に到着後は速やかに溶ける手法を開発した。

「キャップ構造」安定化貢献

日本人研究者も、ｍＲＮＡワクチン開発につながる課題の一つを解決している。新潟薬科大学の古市泰宏客員教授だ。古市氏は７４年、壊れやすいｍＲＮＡの安定化に貢献する、ウイルスのｍＲＮＡに特徴的な構造を発見した。その時、古市氏は「金の鉱脈だ」と思ったという。ｍＲＮＡの端に帽子をかぶせたような特別な構造のため、これを「キャップ」と名付けた。

古市氏は米国のジェームズ・ワトソン、英国のフランシス・クリック両氏が５３年に発見した「ＤＮＡの二重らせん構造」に関する学術論文を読み、「これは面白い」と思い、遺伝学の世界に飛び込んだ。当初はウイルスのｍＲＮＡを研究していたが、その後、細胞のｍＲＮＡに研究の幅を拡大。細胞でもこのキャップ構造を持っていることを明らかにした。「この構造は新型コロナのｍＲＮＡワクチンの基本構造にも採用されている」（古市氏）。

ｍＲＮＡの医薬品への応用研究は、マウスの筋肉にｍＲＮＡを投与してたんぱく質を作らせることに成功した９０年から本格的に始まった。それよりもはるか前に日本人研究者がｍＲＮＡワクチン開発に直接的に貢献する構造を発見していたことはワクチン開発史の中でも特筆すべきことだろう。

ワクチン開発のゲームチェンジャー

医療変革の潜在力秘める

新型コロナウイルス感染症に対する切り札として初めて実用化された遺伝物質のメッセンジャー（ｍ）ＲＮＡを利用したワクチン。ワクチン開発史におけるゲームチェンジャーであるだけでなく、ｍＲＮＡ（リボ核酸）の利用はがん治療や再生医療など、今後の医療を変える計り知れない可能性を秘める。

有事・平時で使い分け

ｍＲＮＡワクチンなどの研究を進める東京大学医科学研究所の石井健教授は、「デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）ワクチンやＲＮＡワクチンは、ウイルスや細菌の塩基配列さえ分かればすぐに作れる。今回のパンデミック（世界的大流行）のような有事のワクチンとして有効だ」とした上で、「より取り扱いしやすく、安全性が高いとされる不活化ワクチンや、たんぱくワクチンは平時用に使うといった使い分けが必要だ」と指摘する。

石井教授は、ワクチンと一緒に投与してその効果を高める物質「アジュバント」研究の第一人者。これまで第一三共と共同で研究してきた。表舞台に出ることはなかったが、中東呼吸器症候群（ＭＥＲＳ）ウイルスのワクチン開発でも同社と共同研究をしていた。新型コロナのｍＲＮＡワクチンの開発でも共同研究を進めている。