背景

オルファウイルス（ORFV）によって引き起こされる伝染性皮膚炎は、ヤギやヒツジにおいて非常に伝染性の高い疾患であり、口唇や口腔内に増殖性の病変を特徴とする。若い動物では、痛みによって摂食不良、成長遅延、さらには死亡につながる可能性がある。また、感染動物との接触によってヒトに感染する人獣共通感染症でもある。回復後も再発する可能性があり、群れ内でのウイルス排除が困難である。

現在の制御戦略は、主に市販の生ワクチンに依存している。生ワクチンは比較的強い免疫を誘導するが、生ウイルスを使用するため、注射部位の病変、未接種動物への感染、環境汚染のリスクがある。さらに、ワクチン株と野外株を区別することが難しいという限界がある。

一方、メッセンジャーRNA（mRNA）ワクチンは、感染性ウイルスを使用せず、抗原配列を変更するだけで迅速にワクチン候補を設計できる。ヒト医療での使用は拡大しているが、家畜動物用のワクチンに関する研究はまだ初期段階にある。

主な発見

研究者らは、ORFVの主要な免疫優位性表面タンパク質であるF1Lを抗原として選択した。F1L遺伝子をコードするmRNAは、試験管内転写によって合成され、リポソームナノ粒子（LNP）に封入され、「F1L-mRNA-LNP」が作成された。F1Lは、ウイルス表面で中和抗体を誘導することが知られており、したがって、感染性ウイルスを使用せずに保護免疫を誘導することを目的として、標的として選択された。

70匹のBALB/cマウスを、それぞれ14匹ずつの5つのグループに分け、5、10、または15マイクログラムのF1L-mRNA-LNP、市販の生ワクチン、またはリン酸緩衝生理食塩水（PBS）を投与した。最初の免疫は筋肉内注射によって投与され、14日後にブースター注射が行われた。免疫応答は、ブースター注射後14日後に評価された。動物実験のデザインと報告は、ARRIVE 2.0ガイドラインに従った。

3つの投与量のいずれにおいてもmRNAワクチン群と、生ワクチン群の両方で、PBS対照群と比較して、より高いF1L特異的抗体応答が認められた。これは、LNPによって送達されたmRNAが、生ワクチンと同様に、生体内で抗原タンパク質に翻訳され、適応免疫系によって認識されたことを示している。重要なことに、複製しない単一抗原プラットフォームは、市販の生ワクチンと同等の免疫原性を示した。ただし、この比較は、ワクチン接種後の測定された免疫マーカーに基づいており、必ずしも、ORFV感染を予防するか、病変を軽減するかどうかを確認するチャレンジ試験における「有効性」と同等であるとは限らない。

意義と展望

本研究は、ヒトワクチンで使用されている成熟したmRNA-LNP技術を、小型反芻動物の感染症に拡張する可能性を示している。製造プロセスでは、ORFVの大規模培養は必要なく、生ワクチン株の放出のリスクも軽減される。流行株の配列が変化した場合、mRNA配列を比較的簡単に置き換えたり、B2Lなどの他の抗原を含めることで、多価ワクチンを開発したりすることができる。

ただし、明確な限界として、実験動物は、この疾患の自然宿主であるヤギやヒツジではなく、マウスである点が挙げられる。抗体がウイルスを中和するか、細胞性免疫と免疫の持続期間が十分であるか、そして、野外株を用いたチャレンジ試験で、臨床病変とウイルス排出を抑制するかどうかを確認する必要がある。家畜ワクチンでは、免疫原性は単なる一つの要素であり、コールドチェーンロジスティクス、1回あたりのコスト、大規模な投与の容易さも、採用において重要な要素となる。生ワクチンに代わる実行可能な代替手段とするためには、自然宿主での試験や、費用対効果の高い製造を含む、さらなる研究が必要である。