Eastern equine encephalitis virus-vaccinated mice are protected against Madariaga virus despite negligible neutralizing antibody titers

蚊は単なる夏の厄介者ではありません。一部の人々にとって、蚊は壊滅的な疾患を引き起こす目に見えない侵入者の媒介者です。これらの中には、動物から動物へと移動し、時には人間へと飛び移るアルファウイルスと呼ばれるウイルスのファミリーがあります。このファミリーの一員である東部馬脳炎ウイルスは、北米において馬や人間に深刻な脳炎を引き起こすことで悪名高い存在です。もう一つ、これに密接に関連するいとこのような存在であるマダリャウイルスは、中南米で広く循環しています。このウイルスは北米の親戚と同じ家系を共有していますが、両者は十分に異なっているため、一方のために設計されたワクチンが他方に対しても保護効果を提供できるかどうか、科学者たちは長年疑問を抱いてきました。この問いは単に学術的なものではなく、公衆衛生に関わる問題です。現在、マダリャウイルスに特化した承認済みのワクチンは存在しませんが、アウトブレイクは致命的になる可能性があります。もし北米のウイルスに対する既存のワクチンが、中南米の株から人々や動物を守ることができるならば、それはウイルスが拡大している地域における疾病予防のための強力な手段となるでしょう。

この可能性を検証するため、テキサスA&M大学の研究者たちは、ウイルスが生きている体の中でどのように振る舞うかを研究するための標準的なモデルであるマウスを用いた、制御された実験を設定しました。彼らは、北米の馬を保護するために市販されているワクチンを選択しました。この注射剤は、死滅させた東部馬脳炎ウイルスとその他の成分を含んでおり、特定のウイルスを認識して戦うよう免疫系に学習させるように設計されています。科学者たちは、マウスのグループにこの馬用ワクチンを接種し、その2週間後に致死量のマダリアウイルスに曝露させました。彼らは、代わりに無害な生理食塩水を注入されたグループと、ワクチンを接種したマウスを比較しました。目的は単純でした。すなわち、直接訓練を受けたことのないウイルスによる攻撃に対し、馬用ワクチンを受け取った動物たちが生存できるかどうかを確認することです。

結果は驚くべきものでした。馬用ワクチンを受け取ったマウスはすべて、生存し、30日間の観察期間を通じて健康な状態を維持しました。対照的に、ワクチンを接種していないマウスの経過ははるかに悪く、3分の1以上が感染により死亡し、生存した個体も麻痺や痙攣を含む深刻な神経学的苦痛に苦しみました。ワクチンを接種したマウスも、体重減少や嗜眠状態（無気力）といったいくつかの病状を示しましたが、それらははるかに軽微であり、死が避けられない決定的な段階には決して達しませんでした。研究者が研究後に動物の体内を調べたところ、ウイルスが体内で行った作用に明確な違いがあることが分かりました。ワクチンを接種していないマウスでは、ウイルスが脳を含む臓器内に広く拡散し、神経細胞に深刻な炎症と損傷を引き起こしていました。しかし、ワクチンを接種したマウスは、ウイルスを大部分食い止めていました。数個の臓器にウイルスの痕跡は見られましたが、脳には到達しておらず、病状が悪化した未接種のマウスに見られたような深刻な脳損傷の兆候も認められませんでした。

おそらく最も驚くべき発見は、免疫系がいかにしてこの保護を実現したかという点でした。ワクチンの世界において、科学者たちはしばしば「中和抗体」を探します。これは、ウイルスが細胞内に侵入するのを防ぐために、鍵のようにウイルスに適合するタンパク質です。これらの抗体は通常、ワクチンが機能するかどうかを測定するためのゴールドスタンダード（標準）と見なされます。研究者がワクチンを接種したマウスの血液をテストしたところ、ほとんどのマウスにおいて、マダリャウイルスに対する検出可能な中和抗体が全く存在しないことが判明しました。ごくわずかなレベルを持つ個体もありましたが、致命的な感染を阻止するのに通常期待されるレベルではありませんでした。一方で、感染から生き残った未接種のマウスは、これらの抗体を強力かつ高レベルに発達させていました。これは不可解な光景を作り出しています。つまり、保護された動物には中和抗体がほとんどなかった一方で、病気になった動物には抗体ができていたのです。

この発見は、ワクチンが科学者が成功を測るために通常依存しているものとは異なるメカニズムを通じて機能したことを示唆しています。ワクチンはおそらく、別の方法でウイルスを認識するように免疫系を訓練したのでしょう。例えば、異なる種類の免疫細胞を活性化させたり、ウイルスを直接ブロックはしないものの感染の除去を助ける抗体を利用したりすることなどが考えられます。研究は、具体的にどの防御策が責任を負っているのかまでは特定しませんでしたが、それらが効果的であることを証明しました。研究者たちは、使用されたワクチンが他のウイルスを含む混合物であったため、他の成分の一つが保護に寄与した可能性があると指摘していますが、両ウイルスの類似性を考えると、東部馬脳炎の成分が最も有力な要因であると考えられます。

この研究の意義は研究所の枠を超えています。これは、異なるが関連するウイルスのために設計された既存のワクチンが、伝統的な免疫の指標が存在しない場合でも、致命的な病原体に対する盾となり得ることを示しています。マダリアウイルスが広がっており、特定のワクチンが存在しない中南米の地域にとって、これは潜在的な命綱となります。馬用のワクチンをそのまま利用することが、アウトブレイクが発生した際の重症化や死亡を防ぐ助けになる可能性があることを示唆しているのです。ただし、この研究はマウスを用いて行われたものであり、研究者たちは、さらなるテストなしには馬や人間においても同様の保護が起こるとは限らないと注意を促しています。明確なのは、免疫系は単純な抗体のチェックリストよりもはるかに多才であり、時には体の防御機能が、私たちが免疫を測定するために用いる標準的なテストからは見えない方法で機能することもある、ということです。