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臨床で使われたものと現在実際に使われているコロナワクチンは「異なるもの」だと知る中で始まってしまった「ワクチンmRNAのゲノム改変を探究する旅」

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臨床試験で使われたワクチンと現在使用されているワクチンは異なる

かつての粋な文人なんかは、早朝ほの暗い書斎で歴史ある漢詩などに目を通す、なんてこともあったかもしれないですが、私も早朝に目覚めたときに「コミナティ筋注 特例承認に係る報告書」に目を通すという日々が続いています。

この難解な報告書を読みながらも、「読書百遍意自ずから通ず……だっけ。そんな言葉があったな」と思い、「どんな意味だっけ」と辞書を見ますと、

> 初めはむずかしくてわからない書物も、辛抱して何度も繰り返して読んでいると、おのずと理解できるようになる。 ことわざを知る辞典

なるほどと思い、ことわざを知る大辞典に励まされながら、今朝も特例承認書を読んでいたのですが、前回の記事「幻のワクチン : ADE を誘発しないコロナウイルスワクチン…」を書いていたときに気づいていなかった部分があることを知りました。

それは、

「臨床試験で使われたワクチンと現在使用されているワクチンは厳密には異なる」

ということです。

「厳密には」という意味であり、仕様としては同じなのかもしれないですが、違うことは違うようです。「作り方」が違います。

「特例承認に係る報告書」の 5ページという、わりと最初のほうにきちんと書いてあるのに、今まで気づいていませんでした。「 2.1.4 製造工程の開発の経緯(同等性/同質性)」という部分です。

原文では「 Process 」という英語で記されていますが、読みやすい「プロセス」に変更しています。赤い字はこちらで入れています。

■■■ は、黒塗りされている部分です。

2.1.4 製造工程の開発の経緯(同等性/同質性)

原薬の開発過程における製造方法の主な変更点は以下のとおりである。

非臨床試験及び臨床試験で用いられた原薬は プロセス 1 により製造され、市販予定製剤は プロセス 2 により製造される。

プロセス 1 では、原薬は ■■ により作製した鋳型 DNA を用いて in vitro 転写反応後、■■ ■■ を経て、 ■■■■■ により精製されている。

プロセス 2 では、原薬はプラスミド DNA から作製した直鎖鋳型 DNA を用いて in vitro 転写反応後、■■ ■■ 及び ■■■■■■■ を経て、 ■■■■ 及び ■■■■ により精製されている。なお、プロセス 1 からプロセス 2 への変更に際して、品質の同等性/同質性が確認されている。 特例承認に係る報告書

ここに、

・臨床試験で用いられた原薬は プロセス 1 により製造
・市販される製剤は プロセス 2 により製造

とあります。

その部分を改めて書き出します。

臨床試験で使われたワクチン ■■ により作製した鋳型 DNA を用いて、転写反応後、■■ ■■ を経て、 ■■■■■ により精製

現在使われているワクチン プラスミド DNA から作製した直鎖鋳型 DNA を用いて、転写反応後、■■ ■■ 及び ■■■■■■■ を経て、 ■■■■ 及び ■■■■ により精製

異なるのは、

プラスミド DNA から作製した直鎖鋳型 DNA (現在使われているワクチン)

■■ により作製した鋳型 DNA (臨床試験で使われたワクチン)

という「鋳型 DNA」の作成部分と、

■■ ■■ 及び ■■■■■■■ を経て、 ■■■■ 及び ■■■■ により精製 (現在使われているワクチン)

■■ ■■ を経て、 ■■■■■ により精製(臨床試験で使われたワクチン)

という、精製過程が異なっています。

> 品質の同等性/同質性が確認されている。

とありますので、結局は同じということなのでしょうが、「なぜ同じ製造工程のワクチンを使わないの?」という疑問は残ります。コストの問題なのですかね。

現在使われているほうのワクチンには、「プラスミド DNA から作製した」という部分がありますが、このプラスミド DNA というのが何だか面倒な概念で、言葉の意味だけですと、以下のようなもののようです。

【プラスミドとは】

プラスミドとは、大腸菌などの細菌や酵母の核外に存在し、細胞分裂によって娘細胞へ引き継がれる DNA 分子の総称です。一般的に環状の 2本鎖構造をとり、染色体のDNAからは独立して複製を行います。

細胞増殖など菌が生育していくための遺伝情報は、染色体の DNA にあります。プラスミドは通常の生命活動に必要な遺伝子はもっていません。 …

【プラスミドを応用した研究】

プラスミドはその独立した遺伝子複製機構から、遺伝子組み換え操作のベクターとして多くの研究や産業に利用されています。

大腸菌を用いた遺伝子のクローニングでは、まずプラスミドを回収し制限酵素で切断します。

プラスミドと同じ制限酵素で切断した、増幅させたい DNA を DNA リガーゼでプラスミドに結合します。このプラスミドを大腸菌に導入し、大腸菌の大量培養により目的のDNAを増幅します。研究用語辞典

「うーん、わかんない」と言うしかないですが、プラスミドというのは、「通常の生命活動に必要な遺伝子は持ってない」もので「独立した遺伝子複製機構」を持つもののようです。

そちらのプラスミド DNA から作製したほうが、現在使われているワクチンに使われているということで、臨床試験のものでは、それは使われていないと。

そういう違いがあることが、厚生労働省の報告書からわかります。

「なぜだ?」

と思いますが、お酒飲んでいる頭では(あーあ早朝から)理解は難しいですね。

あるいは、臨床でのワクチンと、実際に使われるワクチンの製造方法が異なるということは、一般的なことなのですかね。そのあたりがわかりません。

なお、現在使われているワクチンのところには「直鎖鋳型 DNA 」とあり、この言葉もよくわかりませんでした。

それで、この言葉を調べていましたら、このことそのものとは関係のないものなのですが、検索されたページに以下のようなものがありました。もちろんワクチンとも関係のあるものではないですが、興味深い日本の研究です。

理化学研究所の 2013年5月の発表論文です。

環状mRNAを用いてエンドレスなタンパク質合成に成功

ポイント
・終止コドンの無い環状mRNAを考案、リボゾームが永久的にタンパク質合成
・タンパク質合成効率は、直鎖状mRNAに比べて200倍アップ

要旨
理化学研究所は、大腸菌が通常持っているタンパク質合成過程において、タンパク質合成終了の目印となる終止コドンを除いた環状のメッセンジャーRNA(mRNA)を鋳型に用いてエンドレスにタンパク質合成反応を起こすことに成功しました。

通常の直鎖状RNAを鋳型とするタンパク質合成反応に比べ、反応の効率は200倍に増大しました。 理化学研究所 2013/05/22)

永久にタンパク質を作り続ける……。
200倍産生を増やす……。

「自分がコロナワクチンの作成者なら、この技術はぜひ応用したいなあ」

と思います。一度打てば、(mRNAが分解されない限り)永遠にスパイクタンパク質を作り続けることができる。

生涯の感染抑制に役に立ちます(生涯にわたるスパイクタンパク質の産生)。

この文章からは、この技術には、

> mRNA配列から終止コドンを除き

という方法が使われていて、それにより「永久にタンパク質合成をする mRNAができる」ことになっていますが……ふと、

「ちょっとコロナワクチンのコドン調べてみようか」

と思い立ちました。

これは遺伝子学の知識皆無の私には厳しい道ではありますが、たどりつけるのかどうか。




 

ワクチン mRNA の具体的な改変の様相

実は最近は、「なんだかんだいっても、最終的には、ワクチンの mRNA そのものに行き着くしかなくなってくるんだよなあ」とは思っていました。

公表されているワクチン添加物、あるいは仮に公表されていないものが混入されているようなことがあったとしても、主成分は、

「トジナメラン(改変された mRNA )」

ではあるわけで、

・具体的にどんな改変がされているのか

・あるいは、「そもそも、この出所のゲノムはどんなものなのか」

などは知りたいところですし、本質的なワクチン作用の根本は、この改変された mRNA そのものにあるのだと思っています。

ただ、私のほうにそれに介入する知識がないのです。

 

ところが。

 

最近、水戸黄門での助さん角さん的な助けをしてくれるようなウェブサイトを見つけました。

まず、昨年 2020年に公開された、世界保健機構 WHO の、ファイザー社ワクチンの mRNA のコード(核酸の塩基配列)があります。こちらなどにあります。

以下のように、4284文字の文字列が並んでいる書類です。


WHO

私のような素人にはこれを見たところでまったくわからないですが、その「とても参考になる」ウェブサイトを見つけたときには狂喜しました。

そのページでは、この配列を、すべて解説してくれているのです。改変の具体的な部分についても、またこれを理解する上で必要最低限の知識についても、です。

とても参考になるものですので、以下にリンクしておきます。

BioNTech / Pfizer SARS-CoV-2 ワクチンのソースコードのリバースエンジニアリング
Reverse Engineering the source code of the BioNTech/Pfizer SARS-CoV-2 Vaccine
berthub.eu 2020/12/25

ところで、先ほどの理研のページの「永久にタンパク質を作り続ける mRNA を作るため」には、

「 mRNA配列から終止コドンを除く」

という工程をとったことが書かれてありますが、そもそも「コドン」とは何か

知っているようで、よく考えれば「まったく知らない」のでした。

コドンとは、核酸の塩基配列が、タンパク質を構成するアミノ酸配列へと生体内で翻訳されるときの、各アミノ酸に対応する3つの塩基配列のことで、特に、mRNAの塩基配列を指す。 コドン - Wikipedia

これは、塩基の組み合わせのことのようで、それによりタンパク質のそれぞれ(20種類)のどのアミノ酸に翻訳されるかを指定する(どの組合せがどのアミノ酸を指定するかは厳密に決まっています)ようですが、このことは、ワクチン mRNA の配列を見て、やっと理解できましたので、このまま話を進めていきます。

WHO の公開したワクチン配列を見るとご理解いただけると思います。

また、コドンを構成する「塩基」というのは、核酸( DNA だとか RNA )を構成する成分で、mRNA でしたら、以下のような英文字で示されます。

・アデニン A
・ウラシル U

・グアニン G
・シトシン C

たとえば、新型コロナウイルスの配列でしたら、

CUU GAC AAA GUU GCU ……

というような部分があったりと、この CUU とか GAC とかの「三つずつの塩基のセットがコドン」のようです。

ここをひとつずつ改変すると、mRNA の性質をいろいろと変えることができるようです。

 

話はちょっと逸れますけれど、今はこういう「遺伝子の編集」なんてことをおこなうのも簡単になりまして、たびたび出てくる CRISPR という(クリスパーと読むそうです)技術を使えば、頭のいい中学生くらいなら、ゲノム編集ができるのじゃないですかね。ものすごく頭のいい小学生とか。

しかし、そんなことをするための機材やシステムは高価で一般の人には手に入らないと思われるかもしれないですが、これが「安いもの」なんですよ。

たとえば、「エキソソーム様小胞を利用してCas9タンパク質/sgRNA複合体を細胞に直接導入」なんてことができるものは、「キャンペーン価格 プライスダウン 7万8400円」などとあります。「組換えアデノ随伴ウイルスを用いるゲノム編集システム」は、7万2000円と書かれてあります。

まあ、価格はいろいろなんでしょうし、他に必要なものもあるのでしょうけれど、何となくこういう最先端テクノロジーにつきまとう概念である何千万円とかそういうこととは無縁の世界のようで、やや裕福なご家庭でしたら、子どものクリスマスプレゼントに CRISPR システムをプレゼントできるかもしれません。

そうして、若いうちから、みーんなでゲノム編集をし始める(あーあ)。

そんな社会も、もしかすると近いのかもしれないですね。

あるいは、「個人テロ」においても、ゲノム編集した生物兵器を使うことになっていくようになるかもしれません。ビギナーがどんなものを見習えばいいかというと、たとえば、ファイザー社ワクチンなどの配列を見習えばいいだけですし、「真似して少し工夫する」だけで、十代の少年でも、とんでもない大量破壊生物兵器を作れちゃいますよ。

CRISPR が無差別に広まれば。

フランスのエリートであるジャック・アタリさんが 2006年に出版した『2030年からの世界』には以下の記述があります。

未来の戦争は、化学兵器、生物兵器、細菌兵器、電子兵器、そしてナノテクノロジー的な兵器が使われるだろう。

生物兵器でパンデミックを起こしたり、あるいは、遺伝子兵器により特定の民族をターゲットにすることが可能となる。

このような武器のほとんどは、小さな国家、あるいは国家ではない集団も入手できるようになる。そして、海賊、傭兵、マフィア、テロリストたちが入手できるようになる。 (2030年からの世界)

本が出された 2006年には、まだこんなことは、少なくとも「個人」には夢物語でしたでしょうが、 CRISPR によるゲノム編集が「格安」に「誰にでも」できるようになった現在、このような世界の現実化はすぐだと思います。

逆にいえば、個人にしても、戦うためには、あるいはサバイバルのためには、この知識と技術が必要になってくるという時代なのかもしれません。

 

話が逸れました。

さて、ファイザー社ワクチンの mRNA の改変について話を戻しますが、それについては、たとえば、過去記事「私たちの中の永遠の人工RNA」他、いくつかの記事で取りあげたことがあります。

マサチューセッツ工科大学のステファニー・セネフ博士という方が論文で述べたものをご紹介したものですが、セネフ博士は、以下のように書いていました。

セネフ博士の論文より

RNAコードのもう 1つの興味深い変更は、開発者がアデニンとウラシル(AとU)を犠牲にして、シトシンとグアニン(CとG)の配列を強化したことだ。

GC(グアニンとシトシン)含量が豊富な mRNA配列は、 GC含量が貧弱な配列よりも最大 100倍効率的に発現(タンパク質に翻訳)されることが実験的に実証されている。 
ijvtpr.com

これは、コドンの観点から見て、実際にどのように改変されたかといいますと、WHO の文書を解析している先ほどのサイト berthub.eu によれば、以下のように改変されています。

上は新型コロナウイルスの配列で、下がファイザー社ワクチンの配列の一部からの抜粋です。

ワクチンmRNAの改変の一部分

berthub.eu

上と下を比較しますと、他にも多くの変更が見られるのではないかと思います。

セネフ博士が、

> アデニンとウラシル(AとU)を犠牲にして、シトシンとグアニン(CとG)の配列を強化している

というのは、こういう改変のことです。

この変更により、mRNA のスパイクタンパク質の産生能力と強度が上げられています。

もともとの新型コロナウイルスの mRNA の配列数 4284のうちの 3777が、ワクチン mRNAのほうでは変更されていたと先ほどのサイトは述べています。

 

何だか、とても周りくどかったですが、ここで先ほどの「永久にタンパク質を合成する」というところに話を戻します。

これは、

> mRNA配列から終止コドンを除き

という方法によって成しえたと書かれていますので、ワクチンの mRNA のコドンに何らかの改変や修飾がなされているかは、コロナそのものとワクチンの配列を比較して見てみるとわかることです。

なお、「終止コドン」という言葉が出ています。

これは何かといいますと、今日初めて知ったのですが、つまり、先ほどの「三つの塩基のセット」は、それぞれが厳密にひとつのアミノ酸を指定するのですけれど、「何も指定しないコドンが3つある」ということで、

> コドンはそれぞれ1つのアミノ酸に対応するが、UAA, UAG, UGAの3つに対応するアミノ酸はなく、タンパク質合成の終了を指定する(終止コドン)。 (fukuoka-u.ac.jp)

というもので、ここで「タンパク質合成の終了」となるということです。そして、終了コドンは、UAA UAG UGA の三つだと

先ほどの理研の研究は、この「タンパク質合成の終了のコドンを除いた」ことにより

「タンパク質合成が永遠に終わらない」

ということが示されたと。

さて、ファイザー社ワクチンですが、終止コドンの部分は以下のように改変されていました。

上が新型コロナウイルスの配列で、下がワクチンの配列です。


berthub.eu

新型コロナウイルスそのものの終止コドンが UAA なのに対して、ファイザー社ワクチンでは UGA UGA と、オリジナルのウイルスとは異なる終止コドンが2つとなっています。

終止コドンも、このように変更はされていますが、これがどういう意図なのか、あるいはどういう効果のある改変なのかは、私にはわかりません。

2つの終止コドンを使うことの意味がまずわかりません。このあたりは想像さえできないです。自然のものでも、2つの終止コドンが示されているものがあるのかどうかも私はわかりません。

いずれにしましても、終止コドンはこういうように改変はされていました。

続けます。

 

人工 RNA の意味

ところで、先ほど、以下のように書きました。

> 塩基というのは、核酸( DNA だとか RNA )を構成する成分で、mRNA でしたら、以下のように示されます。

> アデニン A
> ウラシル U

> グアニン G
> シトシン C

ということは、新型コロナウイルスのものであれ、ワクチンのものであれ

AUGC

で現されていなれければ変です。

ところが、先ほどの WHO が公開しているワクチンの配列表は以下のようなこんな感じなんですよ。全部がです。


WHO International Nonproprietary Names Programme

「 U がないじゃん」

と思いました。

AGC はありますが、U はなく、そのかわりに Ψ みたいな文字がえんえんと書かれています。

ここでまた、読書百遍意自ずから……の厚生労働省のファイザー社の特例承認報告書を見直していて、それではじめて、

「そういうことだったのか」

と、基本的なことに気づいた次第でした。

特例承認書には最初に以下のようにあります。あるいは、ファイザー社ワクチンに関しての他のどんな公的な書類や、添付文書にもこれは記載されています。

[販売名] コミナティ筋注
[一般名] コロナウイルス修飾ウリジンRNAワクチン(SARS- CoV-2)

この「修飾ウリジン」の部分は以前から意味を考えたことがなかったのです。
よくわからないから無視していた、みたいな。

それで、ウリジンというのを見ますと、

> ウリジンは、ウラシルとリボースから構成されるヌクレオシド。 日本大百科全書

とあり、つまり、ウリジンも U で示されるものなんです。

そして、特例承認書には、以下のように書かれてあります。

トジナメランは、… 全てのウリジン残基が N1-メチルシュードウリジン残基に置換された、4284 個のヌクレオチド残基からなる 1 本鎖 RNA である。

それで、特例承認書の「用語解説」のところを見ますと、

> m1Ψ → 1-メチルシュードウリジン三リン酸

とあり、これでやっとわかったのです。

配列中の U が、すべて、

Ψ

に置き換えられているという意味が。

天然の mRNA のウリジンが、「シュードウリジン三リン酸」というものと置き換えられている部分が、このファイザー社ワクチンの一般名である「修飾ウリジンRNAワクチン」の「修飾」を示しているということを初めて知ったのです。

「ああ、本当に人工 RNA なんだなあ」

という思いを強くしましたが、これもまた「外から入った(つまりワクチンからの) RNA を体内の免疫システムの認識から逃れさせるためのことなのかな」とも思いました。

たとえば以下は、2020年2月の京都大学 iPS 細胞研究所のニュースリリースからです。コロナワクチンとまったく関係ないものですが、「 Ψ 」の意味がわかるものです。

太字はこちらでしています。

mRNAスイッチの性能を大幅に向上させることのできる修飾塩基を発見

・人工mRNAは、細胞の遺伝子発現を操作するツールとして注目されている。

・N1-メチルシュードウリジン(m1Ψ)が、人工mRNAツールの性能を大幅に向上させることを見出した。

人工mRNAは、細胞の遺伝子発現を操作するツールとして注目を集めています。

外来mRNAは細胞に異物として認識され、免疫応答を誘発します。これを回避するために、人工mRNAのシトシン(C)・ウリジン(U)をそれぞれ 5-メチルシトシン(m5C)・シュードウリジン(Ψ)に置換するアプローチが取られてきました。

しかし、人工mRNAの性能という点で、これらの修飾塩基が最適かどうかは検討されていませんでした。

研究グループは、様々な塩基修飾を施した人工mRNAの性能を評価し、N1-メチルシュードウリジン(m1Ψ)を用いた人工mRNAが最も高い性能を示すことを見出しました。

さらに、m1Ψ修飾を施したmRNAスイッチを応用することで、未分化iPS細胞をより効率的に除去できることや、狙った細胞に目的のタンパク質を発現できることを示しました。

本研究成果は、より安全性の高い細胞医療や特異性の高いmRNA医薬への応用が期待されます京都大学 iPS 細胞研究所 CiRA

なるほど、天然のウリジン(U)を、N1-メチルシュードウリジン(Ψ)というものに置き換えた人工 mRNA の場合「免疫システムの応答を回避できる」とか、あるいは、「狙った細胞に目的のタンパク質を発現できる」など、いろいろなことが「理想的に」行えるようです。

人工 RNA なのに、「まるで人の天然の RNA そのもののにように免疫システムに思わせる」ことができるわけです。

ファイザー社コロナワクチンを修飾ウリジンRNAワクチンとしたことには、このあたりに理由がありそうです。

 

何だか内容があっちへ行ったりこっちへ行ったり、混沌としてきていますので、一端そろそろ締めさせていただきますが、私は、以前から、最も知りたいこととして、ワクチンの mRNA は、

「結局、誰からの、あるいは何から由来の RNA なんだろう」

ということがありました。

この mRNA は、全体としては人工 mRNA ではあるけれども、鋳型の DNA があるというのだし、それは「何に由来しているのだろう」と。

それに関しては、厚生労働省の「特例承認報告書」に実は項目はあるのです。4ページにあります。

特例承認に係る報告書 4ページ

2.1.3 外来性感染性物質の安全性評価

原薬の製造工程で、生物由来原料等は使用されていない。

なお、原材料作製時に用いられる生物由来原料についても確認を行った。MCB 及び WCB の調製時に使用された ■■■■ は、健康な ■■■■ に由来し、■ °C以上で ■ 分以上、 ■°C以上で ■ 時間以上の加熱処理及び ■ °C以上で乾燥処理により病原体の不活化が行われたものである。特例承認に係る報告書


pmda.go.jp

文中の「MCB 及び WCB」というのは、MCBは、マスターバンクセルというもので、WCBは、ワーキングセルバンクというものだと用語解説にはあります。

マスターバンクセル → すべての製造用細胞シードの元になる種株を一定の培養条件下で増殖させたもの

ワーキングセルバンク → マスターバンクセルから培養されたもので、製品を製造するためのもとになる出発細胞基材

だそうです。

しかし、その「製品を製造するためのもとになる出発細胞基材」は、書類によれば、

> 調製時に使用された ■■■■ は、健康な ■■■■ に由来し

と、消されてしまっています。

どちらも「日本語4文字」です。

> 健康な ■■■■ に由来し

の4文字は何なのか。

健康な〇〇〇〇とは何なのか。

ここを知ることが最近の大きな願いです。

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