問題となったのは、ワクチン誘発性免疫性血小板減少症・血栓症（VITT）と呼ばれる疾患です。これは、血栓（血のかたまり）ができると同時に、血小板という血液の成分が減少するという、非常に危険な状態を指します。発症頻度は約20万人に1人とされ、極めて稀ではありますが、発症すると命に関わることもあります。

今回の研究で明らかになったのは、特定の遺伝的体質と、抗体を作る細胞で偶然起きる単一の分子変化が重なったときに、免疫が誤作動を起こすという仕組みです。つまり、単なる副作用ではなく、極めて特殊な条件が重なった場合にのみ起きる現象であることが、科学的に示されたのです。

免疫システムが誤って「自分」を攻撃する仕組み

この研究は、カナダのマクマスター大学、オーストラリアのフリンダース大学、ドイツのグライフスヴァルト大学医学部などの研究者による共同研究です。

アデノウイルス型ワクチンでは、ウイルスを運び屋（ベクター）として利用します。このウイルスに含まれるタンパク質のひとつが、プロテインVII（pVII）と呼ばれるものです。研究チームは、このpVIIがヒトの血液中に存在する血小板第4因子（PF4）というタンパク質と構造的に似ていることに注目しました。

通常、免疫システムはワクチンに含まれるウイルス成分を認識し、抗体を作って攻撃します。しかし、ごく一部のケースで、その抗体が本来の標的であるpVIIではなく、自分自身のPF4を攻撃してしまうことがあるのです。

PF4が攻撃されると、血小板が過剰に活性化し、血液が異常に固まりやすくなります。その結果、血栓形成と血小板減少という危険な連鎖反応が発生するのです。

遺伝的素因と「たった1つの分子変化」

研究者らは、VITTを発症した人の多くが、IGLV3-2102（または03）と呼ばれる抗体遺伝子の変異体を持っていることを発見しました。この遺伝子型は、人口の最大60％が保有しているとされています。

しかし、それだけでは発症は説明できません。なぜなら、実際の発症率は約20万人に1人と非常に低いからです。

そこで鍵となったのが、K31Eという単一のアミノ酸変化です。抗体を作る細胞の中で偶然起こるこの変化によって、抗体の標的がpVIIからPF4へと切り替わってしまいます。

わずか1つのアミノ酸が置き換わるだけで、抗体の「攻撃対象」が変わるのです。その結果、免疫システムが自分の血液成分を敵と誤認し、血栓症を引き起こします。

研究責任著者のセオドア・ワーケンティン氏は、「正常な免疫応答が、極めて稀に逸脱する仕組みを分子レベルで示した」と説明しています。

実験で証明された因果関係

研究チームは、この仮説をヒト化マウスモデルで検証しました。

VITT患者から採取した抗体をマウスに投与すると、実際に血栓が形成されました。しかし、K31E変異を元に戻した抗体では血栓が発生しませんでした。

この結果は、単一の分子変化が直接的に血栓症を引き起こしていることを実証するものです。

欧州医薬品庁の報告によれば、アデノウイルス型ワクチン接種後、ヨーロッパでは約900件のVITT症例が報告され、そのうち約200件が死亡に至ったとされています。ただし、接種者数全体から見れば発症率は極めて低い水準です。

将来のワクチン設計への重要な示唆

今回の発見は、ワクチン技術そのものを否定するものではありません。むしろ、より安全なワクチン設計への道筋を示す成果です。

研究者らは、VITTの原因となるウイルス成分を特定できたことで、将来のアデノウイルスワクチンではこの部分を改良し、誤作動を回避できる可能性があると述べています。

現在、アデノウイルス技術はエボラ出血熱ワクチンなどで重要な役割を果たしており、インフルエンザ、マラリア、結核に対するワクチン開発も進められています。

オックスフォード大学のワクチン学者サラ・ギルバート氏は、「将来のワクチンをより安全に設計できる可能性が明確になった」と評価しています。

極めて稀だが、科学的解明の意義は大きい

VITTは約20万人に1人という非常に低い確率で発生しました。多くの人にとって、ワクチンの利益はリスクを大きく上回っていました。

しかし、医学の進歩は「稀な事象」を丁寧に解明することで成り立っています。今回の研究は、免疫システムがどのようにして正常な防御反応から逸脱するのかを分子レベルで示したという点で、大きな意義を持ちます。

たった1つのアミノ酸の違いが、免疫の標的をウイルスから自分自身へと変えてしまう。その精密な仕組みが明らかになったことで、将来のワクチン開発はさらに安全性を高めることができるでしょう。

科学は常に進歩しています。そして今回の発見は、安全性を高めながらワクチン技術を発展させるための重要な一歩といえます。

ソース

ニューイングランド・ジャーナル・オブ・メディシン
Science
ABC News
Medical Xpress

投稿 科学者らが新型コロナワクチンによる希少血栓症の原因を特定 は 仕事終わりの小節 に最初に表示されました。

今週、学術誌 BioEssays に発表された研究によると、人類が繰り返し火傷を経験してきたことが、創傷の治り方や免疫反応のあり方に関わる遺伝子の進化を後押ししてきた可能性があるといいます。研究を主導したのは、インペリアル・カレッジ・ロンドンの研究チームです。

研究者らはこの考え方を「火傷による選択仮説」と名付けました。これは、火と共に生活するという人類特有の行動が、他の霊長類や哺乳類とは異なる遺伝的適応を人間にもたらした、という仮説です。

人間特有の負傷としての「火傷」

多くの動物は本能的に炎や高温を避けます。しかし人間は例外です。人類は進化の早い段階から火を生活の中心に取り入れ、調理、暖房、防御、道具づくりなどに利用してきました。その結果、人間は他の動物ではほとんど見られない頻度で火傷を経験する種になりました。

現代でも、多くの人が生涯のどこかで軽度の火傷を負います。研究者たちは、こうした状況は太古の人類にも当てはまっていたと考えています。つまり、火傷を負っても生き延びやすい身体的特徴を持つ個体が、自然選択によって残りやすかった可能性があるということです。

インペリアル・カレッジ・ロンドンの外科・がん学部の名誉臨床講師であり、本研究の筆頭著者であるジョシュア・カディヒー博士は、次のように説明しています。

「火傷は人間特有の負傷です。人間のように高温とともに生活し、定期的に火傷のリスクにさらされている種は他にありません」

研究チームは、霊長類全体の比較ゲノムデータを分析しました。その結果、創傷を閉じる仕組み、炎症反応、免疫応答に関与する遺伝子が、人間では特に速いペースで進化していることが分かりました。

これらの遺伝的変化は、抗生物質が存在しなかった時代において、傷口からの感染を防ぎ、命を守るために非常に重要だったと考えられます。

現代医学における進化的トレードオフ

この研究は同時に、なぜ重度の火傷が現代においても非常に危険なのかという疑問に対しても、新しい説明を与えています。

軽度の火傷に対して有利に働く特徴、例えば素早く起こる炎症反応や強力な免疫反応は、小さな損傷であれば回復を助けます。しかし、火傷が広範囲に及ぶ場合、これらの反応が過剰になり、かえって身体を傷つけることがあります。

実際、重度の火傷では、過度な炎症、強い瘢痕形成、さらには臓器不全といった深刻な合併症が起こることがあります。研究者らは、これは進化の過程で生じた「トレードオフ」、つまり利益と引き換えに生じた不利な側面である可能性を指摘しています。

カディヒー博士は次のように述べています。

「自然選択は、頻繁に起こる軽度の火傷から生き延びる能力を高める形質を優先してきたと考えられます。しかし、その適応は代償を伴い、人間を重度の火傷に対して特に脆弱にしている可能性があります」

インペリアル・カレッジ・ロンドンの進化発生生物学教授であるアーマンド・レロイ教授も、この研究について、「文化的行動が遺伝的進化に影響を与えた例を示している」と評価しています。火を使うという人類特有の文化が、生物学的進化にも深く関わっていた可能性を示す重要な発見だとしています。

熱傷治療への新たな示唆

本研究は、インペリアル・カレッジ・ロンドンを中心に、チェルシー・アンド・ウェストミンスター病院NHSファウンデーション・トラスト、クイーン・メアリー・ロンドン大学の熱傷専門医、進化生物学者、遺伝学者が共同で行いました。

研究者らは、この知見が将来的に熱傷治療をより個別化する手がかりになると期待しています。クイーン・メアリー・ロンドン大学の博士課程学生である Yuemin Li 氏は、次のように述べています。

「異なる集団における遺伝的な違いが、火傷への反応や治癒の進み方にどのような影響を与えるのかを調べることで、なぜ一部の患者は順調に回復し、別の患者は重い経過をたどるのかを説明できるかもしれません」

また、この研究は、動物実験の結果がヒトの熱傷治療にそのまま当てはまらないことが多い理由を理解する助けにもなります。人間は火と共に進化してきた特異な存在であり、その生理反応も他の動物とは異なる可能性が高いためです。

火を使いこなすことで文明を築いてきた人類は、その一方で、火傷と向き合うための進化を遺伝子レベルで積み重ねてきたのかもしれません。この研究は、人類の進化と医療を結びつける、新たな視点を提供する重要な成果と言えるでしょう。

ソース

・BioEssays
・Imperial College London
・News Medical

投稿 火傷が人類の進化を変えた可能性　火と共に生きた100万年が遺伝子に残した痕跡 は 仕事終わりの小節 に最初に表示されました。