Can identifying recent Mycobacterium tuberculosis infection support faster tuberculosis vaccine trials?

結核は、人類の大部分に感染しているものの、実際に病気を引き起こすことは稀である細菌によって引き起こされる、世界で最も根強い感染症の一つであり続けています。多くの場合、免疫系が細菌を休止状態に保つため、感染した人は発症することなく、数年あるいは生涯にわたって菌を体内に持ち続けます。感染者のうち、実際に病気になるのはごくわずかな割合であり、病気になるリスクは初期感染後の最初の数年間に最も高くなります。この生物学的な実態が、新しいワクチンを開発しようとする科学者にとっての巨大な障壁となっています。ワクチンの有効性を証明するためには、研究者はワクチンを受けた人々が、受けなかった人々と比較して病気になるかどうかを見守らなければなりません。感染して病気になる人が非常に少ないため、結論を導き出すのに十分な症例を集めるには、数千人の参加者を登録し、何年もの歳月を費やして試験を実施する必要があります。この遅く、かつ高価なプロセスが、より優れたワクチンの開発を数十年にわたって停滞させてきました。

コロラド大学ボルダー校、ケンブリッジ大学、およびエモリー大学の研究チームは、試験への参加を求める対象を変更することで、このプロセスを加速させる方法を提案しました。現在、ほとんどのワクチン研究では、インターフェロンガンマ遊離試験と呼ばれる血液検査を用いて参加者をスクリーニングしています。この検査は、その人が過去に結核菌に感染したことがあるかどうかを検出することには非常に優れていますが、その感染がいつ起こったのかを判別することはできません。20年前に感染した人も、先週感染した人も、どちらも陽性反応を示します。最近感染した人の方が発病するリスクがはるかに高いため、古い遠い感染を持つ人々を含めてしまうと、最もリスクの高い参加者の層が希薄化されてしまいます。研究者たちは、単純な問いを投げかけました。「もし最近の感染を特定できるとしたらどうなるだろうか？」

この問いに答えるため、チームは、南アフリカ、ケニア、インドという、結核の負担が大きい3カ国において、ワクチン試験がどのように進行するかをシミュレートするための統計モデルを構築しました。彼らは、過去のあらゆる感染に対して陽性反応を示す人を登録するという標準的なアプローチと、最近の感染を区別できる仮定上の検査を用いる新しい戦略を比較しました。この新しい検査は、感染後約2年間だけ陽性を維持し、古い感染を持つ人々を効果的に排除するものと想定しています。また、研究者たちは、若年層のみを登録する場合や、現在病気である人の家族のみを登録する場合など、他の手法についても調査し、これらの戦略がどのように比較されるかを確認しました。研究者たちは、最近の感染を識別する検査を用いることで、ワクチン試験の規模を劇的に縮小できることを明らかにしました。

彼らのモデルによれば、ワクチンの有効性を評価するために十分な疾患症例を見つけるには、現在の「あらゆる過去の感染に対して陽性反応を示す人を登録する」方法と比較して、最近の感染者のみを登録した場合、必要な参加者数は4分の1から6分の1に減少しました。この減少は重要です。なぜなら、追跡調査が必要な人数が少なくなることを意味し、それによって研究期間の短縮と膨大なコストの節約につながるからです。研究者たちは、このアプローチが、高リスクの個人を見つけるためにしばず用いられる戦略である「患者の同居家族を登録する」方法よりも、さらに効率的であると指摘しました。

しかし、この効率性にはトレードオフが存在します。新しい検査は最近の感染という限られた期間しか特定できないため、研究者は試験の資格を得る少数の人々を見つけ出すために、より多くの人々をスクリーニングしなければなりません。モデルの推定では、ワクチンの有効性を証明するために必要な1件の疾患症例を得るために、標準的な検査では約130人のスクリーニングで済むところ、新しい最近の感染検査では約600人の検査が必要になります。このスクリーニング数の増加にもかかわらず、研究者たちは、全体的なコストはおそらく依然として低くなると算出しました。彼らの論理では、臨床試験の参加者一人当たりの運営コストは非常に高いため、新しい検査のコストが標準的な検査の5倍から10倍を超えない限り、追加の検査費用は相殺されると考えられました。

本研究は、この手法がすぐに使用できる段階にあると主張しているわけではありません。研究者たちは、モデルで使用した「最近の感染を識別する検査」はまだ開発段階にあり、その実際の性能特性はまだ完全には分かっていないことを強調しています。彼らはモデルにおいて、その検査が完璧であることを前提としていますが、現実世界の検査では感染を見逃したり、偽陽性が出たりする可能性があります。さらに、ワクチンが非常に最近の感染に対して、古い感染に対してと同じように効果を発揮するかどうかについても、依然として不確実性が残っています。もしワクチンが感染期間の違いによって効果が異なる場合、最近の感染者に焦点を当てた試験は、より広範な集団に対する結果の解釈を困難にする可能性があります。

著者らは、診断技術が最近の感染を特定することに大きな期待を持たせる一方で、これらのツールを検証するためにはさらなる作業が必要であると結論付けています。彼らは、臨床現場で信頼されるために、これらの検査が備えるべき具体的な特性（陽性を維持する期間や、感染を検出する正確さなど）を概説しています。適切な研究対象となるグループを特定することで、科学はついに結核の自然史を克服し、より早く新しいワクチンを世界に届けることができるかもしれません。