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カナダのヴァンクーヴァーに本社があるバイオテクノロジー企業AbCelleraのオフィスに、医療宅配業者によって一両日中に発泡スチロールのクーラーボックスが届けられる。その箱には、米国立衛生研究所（NIH）の研究者が新型コロナウイルス感染症「COVID-19」の患者から採取した血液サンプルが、ドライアイスとともに詰められているはずだ。

この血液サンプルは、AbCelleraの研究室に運ばれることになる。そして、クレジットカードの大きさのマイクロ流体チップにセットされ、数百万個の白血球が1個ずつマイクロチャンバーに分離される。その後、それぞれの白血球は1時間ごとに撮影され、白血球が新型コロナウイルスを撃退するために生成する抗体を探し出すのだ。

「患者の血液サンプルの全細胞を数時間でチェックできます」と、AbCelleraの最高経営責任者（CEO）であるカール・ハンセンは言う。「患者1人のサンプルから、1日のスクリーニングで400の抗体をつくれるようになりました」

抗体とは、ウイルスやその他の異物を生体内から除去するために、免疫系がつくり出すたんぱく質のことだ。ワクチンは体内の免疫系を刺激して、侵入してくるウイルスに対する抗体の産生を促す。同じウイルスにまた攻撃されることがあった場合にも、この免疫力は有効になる。

ワクチンの効果は何年も続くが、その開発には長い時間がかかる。現在、COVID-19の原因ウイルスに対して使用できるワクチンはないが、ジョンソン・エンド・ジョンソンやマサチューセッツ州ケンブリッジのModernaといった製薬会社は、COVID-19のワクチンの開発に取り組んでいる。

これに対して研究者は、医師や病院職員、そして感染患者の家族など緊急に対策が必要な人がすぐに使える一時的な対策として、抗体自体の注入が役立つかどうかを研究している。

まだ症状の出ていない人に抗体を

米国防総省の国防高等研究計画局（DARPA）は、致死率が高い新型ウイルスに対する抗体を60日以内に特定・生成することを目標に、2年前に「パンデミック防止プラットフォーム（P3）」プログラムを立ち上げている。デューク大学とヴァンダービルト大学のメディカルスクールから研究者を募り、AbCelleraと製薬大手のアストラゼネカにも協力を求めた。

いま中国で猛威を振るっている新型コロナウイルスのようなアウトブレイクに備えて、P3プログラムの科学者は、SARS（重症急性呼吸器症候群）およびMERS（中東呼吸器症候群）の原因となるウイルスを使用して試験を実施した。どちらもコロナウイルス科のウイルスで、COVID-19と密接に関連している。

研究者はこの2種類のコロナウイルスの抗体を分離したあと、遺伝子コードを特定し、それを基に抗体を大量生産する。患者に直接注射することで、感染したコロナウイルスに対して即座に抵抗力を与える抗体薬を開発することが目標だ。

「わたしたちは患者の血液を採取し、抗体を特定します。これを素早く実施するのです」と、DARPAのバイオロジカルテクノロジー研究室プログラムマネージャーのエイミー・ジェンキンスは説明する。同研究室はAbCelleraの研究に4年間で3,500万ドル（約38億4,000万円）の資金を支援している。

「抗体を分離できたら、まだ症状の出ていない人にその抗体を与えることができます。抗体はワクチンと同じように感染を防ぎます。違いは、ワクチンの効果は長く持続する点です。わたしたちはワクチンほど効果が長く続かなくても、いますぐ免疫力をつけられる治療法を目指しています」

米国では入手困難な血液サンプル

すべてうまく進めば、数年は効果が続くワクチンに対して、この抗体治療による効果の持続期間は数カ月になるとジェンキンスは言う。とはいえ、研究者は動物およびヒトの臨床試験で、この抗体の安全性と有効性をテストする必要がまだある。

もちろん、抗体を使った治療法の開発は簡単ではない。そもそも、COVID-19を発症した15人の米国人患者のうち、献血に同意した人はこれまで1人しかいない（中国には数千人の感染患者がいるが、米国の研究者はいまのところ米国での研究のためにその血液サンプルを入手できていない）。

したがってAbCelleraは、DARPAおよび米疾病管理予防センター（CDC）と提携して治療法を開発しているほかの企業や学術機関とともに、貴重な米国人患者の血液サンプルほんの数滴を得るために順番待ちの状態だ。「わたしたちは血液サンプルが到着したら、すぐその場に行けるようにチームを配備しています」と、AbCelleraの研究開発責任者であるエスター・ファルコナーは言う。「サンプル入手が待ち遠しいです」

中国の科学者チームは1月31日に、コロナウイルスの表面に結合し、中和作用を発揮すると思われる抗体を発見したと発表している。この研究論文はプレプリントサーヴァー「bioRxiv（バイオアーカイヴ）」に投稿されたもので、まだほかの科学者による査読を受けていない。また大量生産され、動物またはヒトで試験された場合のこの抗体の有効性は明らかではない。

この抗体治療が有効な場合、誰が最初に治療を受けるのかという問題もある。COVID-19患者の治療を実施している特定の病院で働く医療従事者か、それとも感染が確認された人と同じ屋根の下に暮らす家族なのか（抗体は米国では、政府の公衆衛生当局によって配布されることになる可能性が高い）。

ボトルネックは抗体の生産体制

もうひとつ考えられる問題は、抗体の生産規模拡大におけるボトルネックだ。必要とするすべての人に配布できる量の抗体を製薬会社が生産できるとは考えにくいと、医療専門家は指摘する。

ネブラスカ大学医療センターの新興疾患専門家であるジェームス・ローラーは、「生産能力に限界があります」と言う。ローラーはDARPAのプログラムには関与していない。「適切な抗体の精製能力はかなり進歩しました。しかし、どのようにすれば世界的な感染症の流行に効果をもたらせるほど素早く抗体を生産できるのかという問題は、まだ残っています」

ローラーによると、米国の5,500以上の病院および医療センターの医師や看護師、医療従事者を保護するには、100万回分以上の投与量が必要になる。「数百万回分の投与量の抗体医薬品を生産するように数カ月で生産規模を拡大するのは、かなり難しいです」と、ローラーは言う。「わたしたちにはそのような短期間に治療薬や予防薬の生産を拡大する能力はありません。2年後にはそのレヴェルに到達できるかもしれません」

機械学習とパターン認識が効果を発揮する

このような障害があるなか、DARPAのプログラムに携わる医学研究者は、最先端のツールを使って細胞のスクリーニングとイメージングを進める準備は整っていると語る。この最先端のツールは近年、機械学習とパターン認識の進歩で進化している。AbCelleraのマシンは、何百万枚もの画像から新型コロナウイルスの表面に結合する完璧な抗体を発見するように訓練されている。

ヴァンダービルト大学メディカルセンターのロバート・カーナハンも、同大学独自の抗体スクリーニング技術を活用するため、米国人患者から初めて採取された血液サンプルを待っている。ヴァンダービルト大学ワクチンセンターのカーナハン研究チームは昨年、この独自抗体スクリーニング手法を使ってジカウイルスに対する新しい抗体を発見した。最初のスクリーニングテストで800の抗体を発見したあと、動物実験で20の抗体に絞り込み、最終的にそのうち1つがウイルスの感染を阻止した。カーナハンによると、このプロセスにかかった日数はわずか78日だ。

「最も効果のある抗体が必要です」と、カーナハンは言う。「それを見つけるには多くの作業が必要になります。ジカを対象にした際に、わたしたちは小さなサブセットを取り出して、それを詳しく研究することを繰り返しました。パンデミックの最中には、そんなことをしている余裕はありません」

事態は急速に進展する？

ヴァンダービルト大学のカーナハンは、新型コロナウイルスの米国人患者の血液サンプルがもうすぐ手に入ると考えている。米国人の患者が少ないため、カーナハンの同僚は中国以外の国に居住する感染患者からサンプルを入手しようとしている。ただし、共同研究プログラムを調整する国際機関がまだ存在しないため、サンプルを入手するには各国の病院管理者および公衆衛生当局に直接働きかける必要がある。

「わたしたちの誰もがサンプルを待ち望んでいます」と、カーナハンは言う。「感染患者のサンプルが手に入るようになれば、事態は急速に進展するでしょう。また安全面から考えると、サンプルが米国中を飛び回っていないのは悪いことではないと思います」