ケンブリッジ大学獣医学部の人獣共通感染症ウイルス研究室は11月5日、学術誌「Cell Reports Medicine」に論文を発表し、AIを活用して設計したH5型鳥インフルエンザのワクチン候補を報告した。マウスとフェレットを使った実験では、試験した複数の変異株に対して完全な防御効果を示した。対照として使われた世界保健機関（WHO）備蓄の鳥インフルエンザワクチンは、同じウイルスに対して生存した動物が約半数だった。
研究を率いたのはJonathan Heeney教授で、Sneha Vishwanath博士が参加した。共同研究先にはケンブリッジ大学発のDIOSynVax、カナダ国立微生物学研究所、イタリアのIZSVe研究所が名を連ねる。DIOSynVaxは2017年の設立で、社名はDigitally Immune Optimised Synthetic Vaccinesの略である。
AIが担ったのはどの工程か
チームは、野鳥、家畜、ヒトの症例など世界各地の鳥インフルエンザ監視で得られた遺伝子配列を集約するツールを構築した。そのうえで、この系統のウイルスに共通する特徴を備えた「スーパー抗原」を複数設計した。候補抗原はまず細胞で選別し、最も成績の良かった1つを動物実験に進めた。どのモデルを使ったのかは、ケンブリッジの紹介では明らかにされていない。
Heeney教授はこれらの抗原を次のように説明している。
"The broadly protective antigens we design are entirely novel – they don't exist in nature."
（私たちが設計する広域防御型の抗原はまったく新しいもので、自然界には存在しない。）
Vishwanath博士によると、このワクチンは、ウイルスのライフサイクルのうち複数の異なる段階を免疫系が同時に標的にするよう働きかける。Heeney教授はまた、AIによって抗原設計は大幅に加速したが、設計された候補は研究室で一つひとつ安全性を試験する必要があると述べた。
備蓄ワクチン、季節性ワクチンとの比較
現在のWHO備蓄ワクチンは、単一の株を想定して設計されている。ケンブリッジの説明では、他の流行株に対する防御効果は限定的で、今回の動物実験の対照結果も同じ方向を示している。
季節性インフルエンザワクチンは別の道をとる。まず予測するのである。WHOは年2回、監視データに基づいて次のシーズンの推奨株を示し、メーカーはそれに沿って製造する。予測が外れれば、そのシーズンの防御効果は下がる。H5鳥インフルエンザはさらに予測が難しい。鳥、牛、そのほかの哺乳類の間で広がり、系統が多く、変化も速いからだ。
ケンブリッジのアプローチは発想が異なり、1種類の抗原でウイルス群全体をできるだけ覆うことを狙う。Heeney教授は設計目標を、ウイルスの進化を打ち消すことと表現し、変異のたびに後追いする必要はないとした。チームは傍証も挙げている。2018年に設計した季節性インフルエンザ抗原は、予備的な結果で7年後も有効だった。これは予備データであり、具体的な防御率は紹介資料に示されていない。
まだ答えのない部分
現時点の証拠はすべて動物実験によるものだ。ケンブリッジの紹介には、1群あたりの動物数、統計手法、どの変異株を試験したかが書かれておらず、論文の全文で確認する必要がある。次の段階はヒトを対象とした臨床試験だが、スケジュールは公表されていない。ヒトに使った場合に安全か、同じ防御効果が得られるかは、まだ検証されていない。
資金面では、チームは10月に英国研究・イノベーション機構（UKRI）と環境・食糧・農村地域省（Defra）から428万ポンドを獲得した。レーゲンスブルクとサウサンプトンの共同研究者とともに、ラッサ熱、マールブルグウイルス、エボラウイルスを同時に対象とするワクチンを開発する。この資金は別の研究ラインのもので、今回の鳥インフルエンザワクチンとは関係がない。
Heeney教授は、最も緊張する瞬間は、鳥インフルエンザが哺乳類の呼吸器内で生き延びられるよう適応したときだと語った。この研究でAIが短縮したのは抗原設計の工程であり、臨床試験、承認、量産にそれぞれどれだけかかるかは、論文では扱われていない。
参考資料：ケンブリッジ大学公式ニュース、「Cell Reports Medicine」論文情報、CocoLoop。動物実験の防御結果、WHO備蓄ワクチンとの対照、UKRIおよびDefraの助成額を確認した。