COVID-19 mRNAワクチンの薬理学的理解　スパイクを使ったサイコロ遊び？

Contents

概要
1.はじめに
2.COVID-19-ワクチンで誘導されたSタンパクのワクチン接種者における全身への生体内分布の証拠
3.COVID-19ワクチン接種後の有害事象　Sタンパクが多すぎる、長すぎる、間違った場所での接種？
4.COVID-19 mRNAワクチン　従来のワクチンではなく医薬品として
5.COVID-19医薬品としてのmRNAワクチン　規制の意味
6.結論
謝辞
ファンディング・ステートメント

ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9502275/

Int J Mol Sci.2022 Sep;23(18):10881.

2022年9月17日オンライン公開

Marco Cosentino*、 Franca Marino

Chang Won Choi学術担当編集者

概要

コロナウイルス感染症19型（COVID-19）mRNAワクチンは、欧米のほとんどの国で集団予防接種キャンペーンの主力となっている。しかし、その開発が行われた緊急事態のために、その効果や作用機序を十分に明らかにすることができなかった。COVID-19は抗原を含まず、活性型SARS-CoV-2 Sタンパク質mRNAを含むため、従来のワクチンよりも医薬品に近いものであることを示す証拠をまとめ、考察した。

ワクチン由来のSARS-CoV-2 Sタンパク質mRNAと生成されたSタンパク質は、いずれも複雑な薬理作用を示し、全身に分布していることが分かっている。COVID-19 mRNAワクチンを医薬品として定義することは、その薬力学的、薬物動態学的、臨床的、および市販後の安全性評価にとって直接的な意味を持つ。COVID-19mRNAワクチンの医薬品としての正確な特性評価のみが、これらの製品の安全かつ合理的で個別化された使用を保証することになるのである。

キーワード COVID-19、mRNAワクチン、SARS-CoV-2、スパイクプロテイン、薬理学、安全性、副作用、薬力学、薬物動態学

1.はじめに

ほとんどの欧米諸国では、2020年末から行われているコロナウイルス症-19（COVID-19）の集団予防接種キャンペーンは、SARS-CoV-2に対する2種類のmRNAワクチン（BioNTech-Pfizer BNT162b2およびModelna mRNA-1273）に基づいている[1 ,2]。

両製品とも、SARS-CoV-2のスパイク（S）タンパク質をコードするmRNAを含んでおり、このタンパク質は、受容体のアンジオテンシン変換酵素2（ACE2）を発現する宿主細胞へのウイルスの結合に不可欠である。これらの製品は、従来のワクチンと同様に、筋肉内に注射した後、大部分が筋肉内に残り、残りはリンパ系を流れて、最終的に抗原提示細胞やB細胞に捕捉され、長くても数十時間で完全に排除されると考えられていたため、当初から本質的に安全であると説明された[3 ,4]。

このため、一般市民は、これらの製品は全身に影響を及ぼすことはなく、Sタンパク質は細胞表面に付着したままであり、血流や組織中に放出されてACE2受容体と出会い、臓器障害を引き起こすことはないと、有力なブログ（例えば[5]）や学術機関のウェブページ（例えば[6]）で明示的に安心させられた。しかし、一歩一歩、そうでないことが明らかになってきた。

2.COVID-19-ワクチンで誘導されたSタンパクのワクチン接種者における全身への生体内分布の証拠

2021年5月に発表された研究では、モデルナCOVID-19ワクチン注射後、早ければ1日後に13人中11人の血中に、最大150pg/mL、注射後約2週間、ワクチン誘発Sタンパクが循環していることが初めて記録された[7]。

直ちに、このような濃度はACE2受容体と結合するのに必要な濃度より数桁低く、いずれにしても2週間後には血中に微量に検出されなくなることが観察された。しかし、その後まもなく、モデルナ-COVID-19ワクチンによる血小板減少症に罹患し、ワクチン接種10日後に血漿中に10ng/mLのワクチン誘発Sタンパクを認めた女性の事例が報告され[8]、以前の報告[7]の約100倍で、ワクチンによるSタンパクの過剰産生がワクチン毒性の決定因子であると示唆されている。

一方，モデルナおよびBioNTech-Pfizer COVID-19ワクチンの2回目の接種後60日まで、ワクチンmRNAとワクチン誘発Sタンパクの両方が腋窩リンパ節で確認された[9]ことから、ワクチン接種後のSタンパクの内因性産生が従来考えられていたよりも、はるかに長く続く可能性を示している。

Sタンパク質は、これまでに、COVID-19ワクチン接種後2カ月近くまで心筋炎患者の心内膜生検で同定されており[10]、COVID-19ワクチン接種後に急性後遺症（PASC）様の症状を呈する患者の循環単球で同定されている[11]。

水痘帯状疱疹ウイルス（VZV）の再活性化による皮膚病変がCOVID-19ワクチン接種後3カ月以上持続した患者の真皮の小胞性角化細胞および内皮細胞に存在し[12]、Sタンパク質mRNAは筋炎の女性の右三角筋および四頭筋に存在し、左三角筋へのBioNTech-ファイザーCOVID-19 mRNAワクチン注射の1カ月後に存在した[13]。全体として、感受性組織におけるSタンパク質の不適切な発現と、その後の組織損傷との間の可能性を強く支持する証拠がある。

3.COVID-19ワクチン接種後の有害事象　Sタンパクが多すぎる、長すぎる、間違った場所での接種？

最近，文献の包括的レビューにより、ワクチン接種後の副作用におけるCOVID-19-mRNAワクチン誘発Sタンパクの役割が議論され[14]，私たちはCOVID-19 mRNAワクチンによって誘発されるSタンパクの産生が、SARS-CoV-2感染時の推定産生とよく比較できる可能性があることを示した[15]。

本意見書では、ワクチン接種後の副作用におけるSタンパクの役割の意味を明らかにし、発展させ、議論し、これらのワクチンの特徴をよりよく理解するための最も適切な薬理学的アプローチを示し、ワクチンの合理的かつ個別的な使用への指針を提供することを目的とするものである。

実際、これらの前提に基づけば、COVID-19ワクチン接種後の副作用の主な説明は、mRNAワクチンが特定の個体において、長すぎる時間、および／または不適切な組織や器官におけるSタンパク質の過剰産生を誘発することである可能性が十分にあり、この発生は現時点では予測不可能である。

COVID-19 mRNAワクチンの全身性生体分布および処分はこれまで問題とされておらず、その結果として実際に値する研究が行われたことがなかったのであるから。驚くべきことに、タンパク質発現のために特定の臓器や細胞を標的にする方法についての不十分な理解は、mRNA遺伝子治療の大きな限界の1つとして十分に認識されている[16]が、mRNAワクチンについては、これまでのところ無視されてきた。

4.COVID-19 mRNAワクチン　従来のワクチンではなく医薬品として

つまり、COVID-19 mRNAワクチンを従来の単純なワクチンと同じように考えるのは大きな誤解で、医薬品とは全く異なる、特定の点において医薬品に近いといったものであり、そのように考えるべきものなのである。

COVID-19mRNAワクチンは、活性なSARS-CoV-2 Sタンパク質mRNAを含んでおり、これはプロドラッグであると同時に活性な原理を表している。

プロドラッグ：親化合物に分子修飾を施した誘導体で、体内で代謝を受けて初めて高活性となる薬物のこと。

ワクチンの内容をプロドラッグと定義するのは型破りに聞こえるかもしれないが、この定義は間違いなくこれらの製品に当てはまる。完全に革新的なコンセプトを持つこれらの製品は、一般的にも型破りで、語彙の中で「ワクチン」という言葉の意味を更新する必要さえある（例えばMerriam-Webster Dictionary[17]など参照）。

そのため、これらの製品は、早急に適切な概念化を必要としている。従来のワクチンは、活性成分である抗原を含み、内因性の標的（免疫系細胞）に作用することで効果を発揮していた。一方、mRNAワクチンには、内在性細胞の代謝によって活性部位であるウイルスSタンパク質に翻訳されない限り、抗SARS-CoV-2免疫反応を引き起こすことができない分子（mRNA）が含まれている。

言い換えれば、ワクチンに含まれるmRNAは、例えばMerriam-Webster Dictionaryで報告されているような「プロドラッグ」の定義に完全に合致しているのである。「これは、ワクチン由来のmRNAが、リボソームの触媒的なペプチド転移酵素活性によって活性なSタンパク質に変換され、アミノ酸をつなぎ合わせてタンパク質合成に至るというケースに当てはまる[18]。

従来のプロドラッグの分類[19]によれば、COVID-19 mRNAワクチンは細胞内で変換されるため、タイプIのプロドラッグに分類される。

しかし、タンパク質合成につながる触媒機構は、あらゆる組織や臓器のすべての細胞に共通であり、リボソームを持たない赤血球は例外であるが、例えば血小板は、前駆体の巨核球から引き継いだ小さなリボソームのプールのおかげでタンパク質合成能力を維持している[20]，変換が起こる組織部位は不明である。

したがって、SARS-CoV-2のSタンパク質mRNAの活性Sタンパク質への翻訳は、原理的には体内のどこででも起こり得る。これは、BioNTech-ファイザーとモデルナの両方の製剤の脂質ナノ粒子-mRNA製剤が、ネズミの前臨床生体分布試験において事実上あらゆる臓器と組織に到達できることからも示唆されている[1 ,2]。

プロドラッグは活性部位の薬理活性を持たないが、医薬品の全体的な安全性と毒性プロファイルに寄与する可能性があるため、通常、新規製剤の総合評価に含まれる[19]。

4.1.SARS-CoV-2 Sタンパク質mRNAの薬理作用

COVID-19mRNAワクチンに含まれるSARS-CoV-2のSタンパク質mRNAは、複雑な薬理作用を有している。この話題は最近、優れたレビューの対象となり、mRNAワクチンがレトロポジションや統合を通じて、最終的にヒト細胞のゲノムを変化させる可能性に焦点が当てられている[21]。

著者は、ゲノム統合の安全性の問題に特化した実験を求めることで、結論付けている[21]。実際、SARS-CoV-2配列のDNAコピーが感染したヒト細胞のゲノムに組み込まれたことが最近報告され、キメラ転写物が患者由来の組織で検出されたが[22]、この発見は大きな論争と議論を呼んだ[23 ,24 ,25]。

それにもかかわらず、最近、症状発現後163日と426日のLong-COVID-19症状を示した2人の患者の虫垂、皮膚および乳房組織に残存するSARS-CoV-2 RNAと抗原を示す症例報告が発表された[26]。

驚くべきことに、BioNTech-Pfizer COVID-19 mRNAワクチンの細胞内逆転写は、ヒト肝細胞株Huh7において試験管内試験で示されたが[27]、その関連性は生体内試験モデルでの評価が待たれるところである[28]。

しかしながら、例えば、mRNA-1273またはBNT162b2 COVID-19ワクチン接種後60日までの腋窩リンパ節におけるワクチンmRNAおよびワクチン誘発Sタンパク質の存在[9]，ならびにワクチン接種後何カ月も経ってPASC様症状を呈したワクチン接種被験者の循環単球におけるSタンパク質の出現[11]の観点から、この問題は慎重に検討する必要があると思われる。

4.2.　Sタンパク質の薬理作用

COVID-19mRNAワクチンに含まれるSARS-CoV-2のSタンパク質mRNAを翻訳すると、Sタンパク質が内在的に産生される。Sタンパク質の主な分子標的を表1にまとめた。

表1 SARS-CoV-2のSタンパク質の分子標的。

ターゲット	アクティブコンセントレーション	参考
ACE2¹	1.58-120 nM(KD²⁾	[29 ,30]
CD147	185 nM(KD²⁾	[31]
TLR4³	300 nM(KD²⁾	[32]
TLR2⁴	500 ng/mL(6.5 nM)⁵	[33]
Erα⁶	9.7 nM(KD²⁾	[34]

1angiotensin-converting enzyme 2;2KD=equilibrium dissociation constant,結合したリガンドと標的の複合体が解離して遊離したリガンドと標的になる傾向を示す定数で、利用できる標的の50%を結合するために必要なリガンド濃度に対応する;3Toll-like receptor 4;4Toll-like receptor 2;5functional experimentsにおける活性濃度6estrogen receptor alpha,Inc.

4.2.1.アンジオテンシン変換酵素2(ACE2)

ACE2は、血管収縮物質アンジオテンシンIIを血管拡張物質アンジオテンシン(1-7)に代謝するペプチダーゼである。ACE2は可溶型と膜結合型が存在し、後者は消化管、腎臓、心臓など多くの臓器で発現している。SARS-CoVの細胞侵入は、ACE2へのSタンパクの結合に依存している[35]。

血小板凝集、血栓症、炎症、そして高血圧やその他の心臓血管系疾患の引き金となりうるACE2へのワクチン誘発性Sタンパク質結合については、洞察に満ちたレビューの対象となっている[36 ,37]。

4.2.2.CD147

CD147は免疫グロブリンスーパーファミリーの膜貫通型糖タンパク質で、SARS-CoV-2がエンドサイトーシスによって宿主細胞に侵入するのを媒介することが示唆されている[31]。

SARS-CoV-2のSタンパク質-CD147相互作用は、細胞外シグナル制御キナーゼ1/2（ERK1/2）のリン酸化／活性化の刺激を通してヒト心筋周皮細胞の機能を破壊することから、Sタンパク質による微小血管障害の新たなメカニズムとして期待されている[38]。

Sタンパク質は、1μg/mLの濃度、したがってnMの濃度範囲で心筋周皮細胞の機能を破壊し、報告されたSタンパク質-CD147親和性と一致した（表1）。

COVID-19中、Sタンパク質-CD147相互作用は、心筋細胞の損傷[39]だけでなく、赤血球の形態の変化、最終的には高粘度症候群[40]および溶血性貧血[41]につながり、さらには神経変性過程[42]にも関与している可能性がある。これらの知見とワクチンによるSタンパクの安全性との関連性については、これまで検討されたことはない。

4.2.3.TLR

Toll様受容体（TLR）は、パターン認識受容体ファミリーに属する一群の膜貫通タンパク質であり、特定の病原体関連分子パターンを認識して細胞内シグナル伝達イベントを開始し、I型インターフェロン、炎症性サイトカイン、ケモカインの分泌をもたらす[43]。いくつかのTLRがCOVID-19およびCOVID-19ワクチンの効果に関与している可能性があるが、最も強い証拠は、暫定的にTLR4およびTLR2を指摘している。

分子ドッキング研究により、Sタンパク質3量体はTLR4と直接結合することが示されている[32]。Sタンパク質-TLR4結合はTLR4シグナルを活性化し、おそらくACE2の膜発現の増加、その後のSARS-CoV-2の侵入の促進、さらに肺損傷、心筋炎、多臓器損傷に関わる過剰な炎症反応の直接的促進をもたらすと考えられる[44]。

TLR2は、試験管内試験で、Sタンパク質に暴露されたヒトやマウスのマクロファージや肺上皮細胞における炎症性サイトカインやケモカインの産生の増加に関与している[33]。

驚くべきことに、Sタンパク質を細胞内に発現している上皮細胞は非炎症性であるが、共培養するとマクロファージに炎症反応を引き起こす。これらの実験では、NF-κB経路が活性化され、Tlr2欠損マクロファージではSタンパク質に対する反応がないことから、TLR2の関与が示唆されている[33]。

COVID-19ワクチンの効果におけるTLR4またはTLR2へのSタンパク質の結合の役割は、これまで調査されていない。しかし、BioNTech-Pfizer COVID-19 mRNAワクチンを健常者に接種すると、TLR4およびTLR7/8リガンドに対する自然免疫細胞の反応が減少し、一方で真菌誘導サイトカイン反応は増加するというプレプリント研究が少なくとも1件存在している[45]。これらの知見の臨床的な意味は、現在のところ不明である。

4.2.4.ERα

商業的なタンパク質マイクロアレイの手法と表面プラズモン共鳴の速度論的解析を用いて、SARS-CoV-2のSタンパク質が高親和性のエストロゲン受容体α（ERα）と結合することが最近示された[34]。

この研究は、現在bioRxivとPubMed Centralにプレプリントとして掲載されているが、培養細胞株を使った試験管内試験の実験も含まれている。特に関連性が高いのは、10ng/mL（約0.13nM）の濃度のSタンパク質が、ERの活性化を通じて乳癌細胞株MCF-7の増殖を増加させ、強力で選択的なERモジュレーターであるラロキシフェンがこの効果をブロックする能力によって示唆されていることである[34]。

Sタンパク質-ERα相互作用の臨床的関連性は、SARS-CoV-2感染ネズミおよびヒトの肺組織における死後実験が、肺胞マクロファージにおけるERα発現およびERα-Sタンパク質共焦点化の増加を示すことによって示唆されている[34]。

SARS-CoV-2のSタンパク質がエストロゲン様特性を備えている可能性は、COVID-19ワクチン接種後によく観察される月経不順を解釈するための新しい手がかりとなる[46]。

一方，エストロゲン化合物は乳癌の発生・進展における確立された因子である[47]。したがって、SタンパクのERαに対する高い親和性は、SARS-CoV-2感染およびCOVID-19ワクチンの乳癌に対する影響の可能性について詳細な調査を促すものであると思われる。

4.2.5.SARS-CoV-2のSタンパク質は単独でヒトの細胞に直接作用する

SARS-CoV-2 Sタンパク質は、他のウイルス成分がない場合でも、ヒトの細胞に対して直接的な作用を及ぼす[48]。

例えば、ヒト肺動脈平滑筋細胞または内皮細胞を10 ng/mL(0.13 nM) SARS-CoV-2 Sタンパク質S1サブユニットで処理すると、細胞増殖シグナルが活性化され、この効果はCOVID-19で死亡した患者の肺血管壁の肥厚と一致する[49]。

別の研究では、ヒト肺胞上皮細胞株A549またはヒト肝臓上皮細胞株Huh7.5の一過性トランスフェクションが、SARS-CoV-S1サブユニットによって活性化されることが示された。5にSARS-CoV-2 Sタンパク質を一過性に導入すると、炎症性NF-κBおよびAP-1転写因子、p38およびERK分裂因子活性化タンパク質キナーゼの活性化が増大し、ACE2タンパク質発現の低下とその後のアンジオテンシンIIタイプ1受容体の活性化を通じて、最終的にインターロイキン（IL）-6放出が増加することがわかった[50]。

SARS-CoV-2のSタンパク質を一過性にトランスフェクトした細胞株は、ワクチンによって誘発されたSタンパク質の内因性産生の結果をよく反映し、一方SARS-CoV-2のSタンパク質を用いた試験管内試験実験は、血漿および細胞外液中に遊離するタンパク質の効果を予測することができる。

要約すると、SARS-CoV-2のSタンパク質mRNAとSタンパク質そのものは、複雑な薬理学的プロファイルを示し、潜在的な毒性学的問題を含んでいる。しかし、これらの問題は、販売承認に至った研究において考慮されなかった[1 ,2]。まさに、第一に、規制上の観点から、これらの製品は従来のワクチンとして扱われたからだ。

5.COVID-19医薬品としてのmRNAワクチン　規制の意味

COVID-19 mRNAワクチンの性質を定義することは、単に科学的意見の対立の問題ではない。規制機関は、これらの製品を先験的に従来のワクチンと定義し、その結果、その後の販売認可のためのCOVID-19ワクチンの申請を評価することになったとき、適用される製品ガイドライン[51 ,52]を参照した。

ワクチンの評価に関するガイドラインは、他の活性が期待されない抗原と抗原製剤だけを扱うことを意図しているため、明らかに免疫系を刺激する能力に焦点を当てている。一方、医薬品の評価に関するガイドラインでは、薬力学、薬物動態および臨床薬理学のグローバルな評価を必要とする。

5.1.前臨床評価

ワクチンの非臨床評価に関するWHOガイドライン[51]によると、「ワクチン製剤の薬力学的試験は、一般的に免疫原性を評価するために実施される。

しかし、薬力学的試験はアジュバントの薬理学的な検討にも及ぶことがある」（43ページ）、「毒性試験は、局所炎症反応、排出リンパ節への影響の可能性、全身毒性、免疫系への影響を検討すべき」（47ページ）、「遺伝毒性試験は通常最終ワクチン製剤には必要ない」（50ページ）、「薬物動態試験（例：ワクチン成分の血清または組織中濃度を決定するための試験）は必要ない」（60ページ）。薬物動態試験（ワクチン成分の血清または組織中濃度の測定）は通常必要ない」（51ページ）。

比較のために、ヒト用医薬品の技術的要求事項の調和に関する国際評議会（ICH）ガイドライン、医薬品のヒト臨床試験および販売承認のための非臨床試験[53]では、「望ましい治療標的に関する物質の作用機序および／または効果を調べることを目的とした主要薬力学試験（生体内試験および／または試験管内試験）[・・・]」および「心血管系、中枢神経および呼吸器に及ぼす影響評価を含む[安全性薬理試験]」（5頁）を推奨している。

また、毒物動態および薬物動態試験（吸収、分布、代謝および排泄を含む）、ならびに急性および反復投与毒性も要求され、遺伝毒性試験は、遺伝子突然変異のアッセイ（単回投与臨床開発試験をサポートするため）または哺乳動物系における染色体損傷のアッセイ（反復投与臨床開発試験）のいずれかで必須とされている。

COVID-19ワクチンに含まれるSARS-CoV-2 Sタンパク質mRNAとそのSタンパク質の両方の複雑な薬理学的プロファイルと、それらの全身性処分の証拠は、従来のワクチンに必要な免疫原性に焦点を当てた評価と比較して、医薬品に推奨される包括的評価によく適合するはずであった。

残念ながら、EMAの評価報告書[1 ,2]に明示されているように、COVID-19 mRNAワクチンの基準として後者が選択された。

その結果、これらの製品の前臨床評価には、二次薬力学試験、安全性薬理試験、薬力学的薬物相互作用試験、従来の薬物動態または生体内分布試験および/または遺伝毒性試験が含まれておらず、これらのすべての省略はEMAヒト用医薬品委員会（CHMP）によって許容/同意可能と定義されている。

具体的には、EMAの評価報告書は、上記4.で述べたSARS-CoV-2のSタンパク質mRNAおよび/またはSタンパク質の薬理学的および機能的特性について全く言及していない。

5.2. クリニカルアセスメント

ワクチンの臨床評価に関するWHOガイドライン[52]は、WHOの非臨床ガイドラインと一致しており、まず候補ワクチンの免疫原性とその結果としての防御効果の評価を扱っている。

医薬品に関するICHガイドラインの最も顕著な違いの一つは、「ワクチンの多くの臨床試験において、ルーチンの臨床検査（血液学、化学、尿分析）のデータ収集は必要ない」（564ページ）ことである。実際、臨床検査は、わずか数十人の参加者が登録された小規模の第I相試験プログラムでのみ実施された。

例えば、BioNTech-ファイザーの第I相試験では、各投与群のリンパ球数のグレード3の減少が8.3%から33.3%、他の2名の参加者にグレード2の好中球減少が記録されている[54]。このような所見にもかかわらず、その後、第III相試験には臨床検査値の評価は含まれなかった[55]。

新薬の安全性評価全般における臨床検査値評価の重要性は、ICHガイドラインで十分に説明されている。共通技術文書（CTD）Efficacy（M4E）[56]によれば、新薬承認申請における臨床データの構成と形式を記述し、「血液学、臨床化学、尿検査およびその他適宜のデータ」を含む臨床検査のパターンの変化を詳細に報告することは、観察された有害事象の解釈にとって非常に重要である。

特に、CTDでは、「どの被験者が極端な臨床検査値異常を経験したか（「外れ値」）を調べることは、特定の有害事象の特定のリスクを有する個人のサブグループを特定するのに有用である」（有害事象の解析の2.7.4.2.1項）ことから、「実際のまたは起こりうる重大な医療影響を反映する臨床検査値」を考慮することが明確に推奨されている。

自発的な研究が存在し、COVID-19-ワクチン誘発効果をより明確にし、最終的には臨床的に関連する副作用の発現リスクがある被験者を特定するためのワクチン接種後の臨床検査が有用であることが示唆された。例えば、BioNTech-Pfizerワクチンを接種した143人を含む281人の被接種者を対象とした研究では、ワクチン接種後に抗PF4/ポリアニオン抗体が6.8%（BioNTech-Pfizerワクチン接種者の5.6%）で陽性となったことが示されている[57]。

抗PF4/ポリアニオン抗体は、ワクチン誘発性免疫性血小板減少症（VITT）と関連しており、この研究では抗体レベルは血小板凝集を誘発するほど高くはなかったが、抗PF4/ポリアニオン抗体を持つ被験者はVITTのリスクのあるサブグループと考えられ、結果として長期間の監視と最終的には適時の治療が提供されることになった。

別の研究では、心血管リスク評価のために循環器クリニックで追跡調査された566人の患者を対象として、BioNTech-ファイザーまたはモデルナ mRNAワクチン後の急性冠症候群の5年リスクを予測することが知られている様々な炎症マーカーの増加が記録されており[58]、心血管イベントのリスクを持つ被験者を識別するためのこれらのマーカーの予測価値を評価する機会を示唆するものである。

さらなる例として、血小板活性化のマーカーと炎症性サイトカインの増加が、SARS-CoV-2ワクチン後にCOVID-19の急性後遺症（PASC）様の症状を経験した50人の患者の血液に認められたが、10人の健常者やPASC様症状を持たない35人のワクチン接種者では認められなかった[11]。この実験室パターンが、COVID-19ワクチン接種後の何らかの有害事象のバイオマーカーサインであるかどうかは、検討に値すると思われる。

COVID-19ワクチンの臨床評価に臨床検査評価を含めなかったため、多くの政府や機関がこの「証拠がないことを証拠とする」ようになり、その結果、ワクチン接種の前後に何らかの検査を行うことを推奨しない（場合によっては助言さえしない）ようになった。

イタリアにおける顕著な例は、全国外科・歯科医師会連盟（FNOMCeO）が採用した立場である[59]。

5.3.製造販売後安全性評価

COVID-19 mRNAワクチンは、これまでに承認された医薬品に含まれない新規活性物質を含むため、EMAの追加モニタリングリストに含まれており、条件付き販売承認の下で承認されている[1 ,2]。

しかし、これらの製品のリスク管理計画には、例えば心筋炎/心膜炎、小児における安全性、妊娠中の安全性などに対処するためのいくつかの特別な追加試験が含まれているが、市販後の安全性評価のほとんどは、基本的に医師や他の医療従事者、一般市民から送られた個々の自発的有害事象報告の受領とレビューに関する活動に基づいている[60 ,61]。

この方法には、2つの大きな限界がある。

第一は、よく知られている過少報告で、「通常」の場合、すべての有害事象の82-98%のオーダーと推定され、重篤／重度な事象ではさらに高くなる[62]。

しかし、COVID-19ワクチンの場合、このような過少報告は、さらに劇的で極端である可能性がある。COVID-19ワクチンのサーベイランスに関するイタリアの最新報告書[63]を見てみよう。この報告書には、93%の自発的な報告と、「積極的ファーマコビジランス」の不特定試験（おそらくEMAが前述のリスク管理計画で言及した追加試験）から来る追加の7%の報告が含まれているようだ。

しかし、重要な問題は、AIFAが投与10万回当たり約100件の疑わしい有害事象を報告しているのに対し、同じ期間に、米国の能動的監視システムv-safeは、初回投与後10万回当たり約68600件の局所反応と52700件の全身性反応、2回投与後10万回当たり71700件の局所反応と70800件の全身性反応、すなわち10万件当たり70300件、10万件当たり6175件の局所反応と全身性反応と報告している[64]。

v-safeのデータを基準にすると、AIFAの自発報告システムは約99.92%の割合、つまり1000件に1件以下の有害事象しか報告されていないという問題を抱えている。重篤な有害事象（永久的な障害や損傷を防ぐために介入を必要とする事象、障害や永久的な損傷をもたらす事象、入院を必要としたり長期化する事象、先天異常/出生時障害、死亡に至る事象）の場合、報告率はさらに高く、AIFAでは10万回投与あたり3.8件、v-safeでは10万回投与あたり17700件、つまりAIFAの報告1件あたりv-safeの4650件の報告がある。

したがって、EMAの追加モニタリングにもかかわらず、イタリアを参考にすると（実際、2022年9月8日にEudraVigilanceシステム-https://www.adrreports.eu/-accessedに含まれるCOVID-19-ワクチン関連報告の絶対数が最も多い国の中に常に入っているので）、これらの製品のファーマコビジランスシステムは1000事象あたり999以上のあらゆる重症度の有害事象、5000事象あたり4998以上の重度の有害事象を見逃していると思われる。

しかし、COVID-19ワクチンの市販後調査における過少報告は、COVID-19ワクチンを医薬品としてではなく、従来のワクチンとして考えた場合の結果に比べれば、些細な問題である。疑わしい有害事象の自発的な報告は、確かに正式な症例因果関係の評価を受けなければならないが、これは従来のワクチンと医薬品では全く異なる手順に基づいている。

Uppsala Monitoring Center guidelines for standardized case causality assessment for pharmaceutical drugsにあるように、「ファーマコビジランスは特に未知で予期せぬ副作用の発見に関係しているので、既知や統計的偶然性といった他の基準は、システムにおいてあまり重要な役割を果たしていない」[65]一方で、予防接種後の有害事象（AEFI）の因果関係評価に関するWHOガイドラインでは

「改訂WHO因果関係のアルゴリズムにおける二つの重大問題、すなわち、「このワクチンが正しく投与された場合、そのような事象を引き起こす可能性があるという証拠が、発表されたピアレビュー文献にあるか」と「この患者において、その事象はワクチン投与後のもっともらしい時間枠内に発生したか」

「対象となる事象の発生に関するバックグラウンド率を考慮し、集団がワクチンを接種した後に、その事象の観察率がバックグラウンド率を超えているかどうかを判断することが重要である」[66]。

この2つの導入文を比較すると、医薬品（ワクチンではない）の因果性評価が、「未知で予期しない」あらゆる副作用を特定することを明示的に目的としており、そのために、「既知の知識および統計的偶然性」は重要な問題ではないと明言されていることがよくわかる。

一方、従来のワクチンの因果関係評価では、「公表された査読付き文献における証拠」を前提条件とし、「その事象の観察率がバックグラウンド率を超えている」ことを要求している。つまり、ある有害事象は、科学文献にワクチンと関連する類似の事象が発表されれば、ワクチンと関連する可能性があるが、その関連性が認められるまでは、ほとんど発生しないという、一種のcatch-22（米国の作家J・ヘラー（1923-1999）の小説(1961)のタイトルから）が前提条件となっているのである。

実際、従来のワクチンの因果関係評価ガイドラインは、評価の初期段階から、有害事象を説明する可能性のある全ての「他の原因」を検討することを推奨し、ワクチンの役割を排除しているため、多くの批判を受けている。

その後、たとえワクチンとその事象の間に生物学的妥当性と時間的適合性があったとしても、ガイドラインは、ワクチンがその事象を引き起こす可能性がないことを示すあらゆる証拠を探すことを推奨している。

したがって、WHOのワクチンに関するガイドラインは非常に厳しく、ワクチンを除外する傾向にある[67 ,68]。この方法論の結果は、COVID-19-ワクチン関連心筋炎を例にとって説明され、議論されている。

ケーススタディとしての心筋炎

2021年6月まで、米国疾病対策予防センターは、COVID-19 mRNAワクチンと心筋炎との関連を、しかし、自然報告に基づく10万人あたりわずか約0.5例の発生率で、可能性があるとみなしていた[69]。

しかし、2021年8月、ワシントン州、オレゴン州、モンタナ州、カリフォルニア州ロサンゼルス郡の40の病院のネットワークからのデータは、COVID-19ワクチン後に心筋炎または心膜炎の診断を受けた救急部または入院患者の遭遇が、心筋炎については10万人あたり1例、心膜炎については1.心膜炎では8例であり[70]、したがって、たとえこの研究がケア環境外の症例や不顕性心筋炎または心膜炎の症例を扱っていなかったとしても、CDCファーマコビジランスシステムへの過少報告の直接的証拠を提供している。その後、多くの研究が、大規模な医療データベースを照会してこの問題に取り組み、さらに高い数値を報告している（例えば、[71 ,72]）。

いくつかの研究は、COVID-19ワクチンとCOVID-19関連リスクの比較も目的としている：主要な例は、COVID-19ワクチン接種に関する英国国立予防接種（NIMS）データベースからのデータに基づいている[73]。

著者らは、NIMSデータベースのデータを、個々の患者レベルで、死亡率、入院数、SARS-CoV-2感染の全国データにリンクし、例えば、一般集団では、BioNTech-Pfizerワクチン、モデルナワクチン、SARS-CoV-2感染は、それぞれ100万人当たりの心筋炎1,16,40例と関連しており、40歳未満では100万人当たりの過剰例がそれぞれ5,23,10あることがわかった[73]。

これは、代替原因の存在を支持し、したがってワクチンの役割を排除するWHO AEFIガイドラインと暗黙のうちに一致しており[66]、既往症や併存症を潜在的な原因としてのみ考慮する医薬品に関するウプサラ・モニタリングセンターのガイドラインとは対照的である[65]。

実際、フランス人口の99%以上をカバーするフランス国民健康データシステム（SNDS）のデータに基づく研究は、最近、COVID-19-mRNA-ワクチン関連心筋炎または心膜炎のオッズ比は、過去30日間のSARS-CoV-2感染歴がある場合はそれぞれ平均6.3および3.9、心筋炎または心膜炎の経歴がある場合は最大で140および250だったことを示した[74]。

WHOのAEFIガイドラインによる勧告のもう一つの帰結は、ある種の生物学的妥当性に基づくリスク増加のタイムウィンドウを事前に特定する必要性である[66]。通常、従来のワクチンに対する有害反応の大部分は、過剰な、あるいは偏った炎症反応や免疫反応によって起こると予想されるため、時間窓は狭くなる。上述の例を含むCOVID-19ワクチンに関するほとんどの研究では、時間窓は通常、各投与後2週間、場合によってはワクチン接種サイクルの完了後4～6週間に設定されている。

このような狭い時間窓は、例えばイタリア医薬品庁（AIFA）のような規制機関でも採用されており、わずか2週間の時間窓は、深刻で致命的な事象にも適用されると公然と宣言している[75]。

この制限的なアプローチの結果のおおよその推定は、米国の退役軍人省の全国医療データベースにおける最近の研究によって提供されている。退役軍人省の全国医療データベースで、COVID-19 mRNAワクチン接種後38週間にわたる一連の重篤な有害事象の発生頻度を評価した最近の研究である[76]。

その結果、BioNTech-ファイザー社製品では1万人あたり1512.9件、モデルナ社製品では1万人あたり1422.3件発生し、BioNTech-Pfizer群では、虚血性脳卒中10.9、心筋梗塞14.8、その他の血栓塞栓症11.3、腎障害17.1件の過剰発生となり、合計では接種対象1万人に53.1件で約200分の1にあたる重大有害事象の発生となることが示された。

これらの知見は、成人におけるBioNTech-ファイザーおよびモデルナ mRNA COVID-19ワクチンのプラセボ対照第3相ランダム化臨床試験において、特に関心の高いBrighton Collaboration有害事象に焦点を当てた重篤な有害事象の二次解析とやや一致する[77]。

BioNTech-ファイザーおよびモデルナ mRNAワクチンは、プラセボ群に対するCOVID-19入院の減少のリスクが1万人あたり2.3人（BioNTech-Pfizer）および6.4人（モデルナ）であるのに対し、約2カ月の追跡中央値に基づく1万人あたり12.5件の、特に関心のある重大な有害事象のリスクの絶対増加であることがわかった[77]（BioNTech-Pfizer）．

以上のことから、COVID-19 mRNAワクチンの市販後安全性評価を、自然発生的な有害事象報告システムのみに基づくものとすることは、前例のないレベルの過少報告によって偏りが生じている可能性が高いことがわかった。さらに、報告の因果関係の評価にWHO AEFIガイドラインを使用すると、関連する情報の大部分を無視することになる。

これは主に、ワクチン接種後の時間枠が狭すぎることと、既往症や併存疾患を単なる潜在的原因としてではなく、代替説明として特定するという偏った態度に起因している[66]。特に、時間窓に関しては、すでにセクション2で述べたように、ワクチン接種後、特にワクチン接種後に有害事象が発生した被験者において、ワクチン由来のSタンパク質が数ヶ月間持続することを示す証拠が増えている[8 ,11 ,12]。特に、COVID-19ワクチン接種後2カ月近くまで心筋炎患者の心内膜生検にワクチン由来のSタンパクが認められたことは、その典型的な例である[10]。

最後に、BioNTech-Pfizer COVID-19 mRNAワクチンの2回目の投与を受けた13～18歳の301人の学生を対象に、心血管への影響を系統的に調べた最近の研究は、徹底した安全監視アプローチによって達成できることの素晴らしい証拠となる。

7人（2.3%）に少なくとも一つの心臓バイオマーカーの上昇または検査評価陽性、1人には心筋炎、2人には心膜炎疑い、4人には不顕性心膜炎疑いだった[78]。これらの知見は、現在入手可能なワクチンに関する情報に基づいて、ワクチン接種後の副作用の頻度をSARS-CoV-2感染と比較することは、少なくとも非現実的であることを示すものである。

6.結論

mRNAの翻訳は、あらゆる組織や器官で潜在的に、そして最も重要なことに予測不可能に起こるため、脆弱な組織での不適切な産生は、局所組織損傷の大きな危険因子となり、Sタンパク質発現（または一般循環からの局所分布）の場所と量に応じて、心筋炎、中枢および末梢神経障害、血管障害、筋障害、内分泌障害や他の疾患を引き起こすかもしれないという仮説は容易に立てることが可能である。

さらに、異なる組織はタンパク質合成の効率が大きく異なることはよく知られているが、このことがmRNAワクチンの有効性と安全性に関連するかどうか、またどの程度関連するかを評価した人は今のところいない[79]。

例えば、代謝標識技術は、筋肉量と機能が変化した状態でのヒト筋肉のタンパク質合成のフラックス速度を測定するために開発されており[80]、同様のアプローチを開発して、COVID-19ワクチン接種後のSタンパク質の予想生産を予測することは興味深いかもしれない。

ワクチンによって誘発されるSタンパク質の体内動態に関する知識は、投与量や投与間隔の点で、個々の最適なワクチン接種レジメンを定義する際にも大いに役立つ可能性がある。私たちは最近，他のペプチドの実験データに基づいてSタンパクのクリアランス（CL）を推定した[15]が、他の薬剤ですでに確立されている簡単で慣用的な方法によって、ヒトにおけるSタンパクのCLを直接測定することは容易であろう。

ワクチンによって誘導されたSタンパクの生体内分布と体内動態を詳細に知ることにより、その薬物動態と薬力学の統合が可能となり、個々の被験者における効果の時間経過を説明できるようになり、例えば、用量と投与の個別化や、重大な副作用のリスクのある被験者を適時に特定することにつながると考えられる。RNAのSタンパクへの翻訳に関与するリボソーム機構やACE2受容体の多型[81]などの感受性の高い機構や標的の薬理遺伝学をモデルに取り入れるべきである。

残念ながら、現時点では、これらすべての側面に対処・管理し、COVID-19 mRNAワクチンを意識的、標的的かつ合理的に使用するために必要な情報はほとんどない。本意見書は、医薬品で開発された適切なアプローチを用いて、これらの製品の薬毒物プロファイル、体内動態、臨床薬理、安全性を評価し、研究の優先順位をつけるための指針を示すことを目的として書かれたものである。

私たちは、ワクチンに含まれるSARS-CoV-2 Sタンパク質mRNAおよびワクチン由来のSタンパク質の薬理学的および機能的プロファイルについて説明したが、これらの薬剤の薬理学的および臨床的評価には、mRNAを新たに開発した脂質ナノ粒子（LNP）にカプセル化した製剤も考慮する必要があることは十分に承知している。

LNPは、これらの製品の反応原性および免疫原性に寄与している可能性が高く、その炎症促進能は懸念事項である[82]。さらに、LNPはmRNAの安定性に重要であり、LNPに内包されたmRNAの構造がほとんど確立されていないことは注目に値する[83]。

このような不確実性が、mRNAの安定性やこれらの製品の全体的な医薬品の品質に影響を与えるかどうか、またどの程度影響を与えるかは、その使用を改善するために対処しなければならないもう一つの問題である[84 ,85]。

COVID-19mRNAワクチンの品質と安全性に大きな影響を与えるもう一つの重要な問題は、いわゆる「適応型」ワクチンの認可に関してで、これは、出現しつつあるSARS-CoV-2変異株から保護することが期待されている[86 ,87]。このような製品は、ワクチン接種後の循環抗体のレベルと試験管内試験の中和活性に焦点を当てた小規模な免疫原性試験の結果を受けて認可されている[88]。

しかしながら、SARS-CoV-2 Sタンパク質mRNAの薬理学的プロファイルと、その結果として得られる医薬品に関する上述の問題を考慮すると、「別のmRNA配列の問題に過ぎない」としてその製品を安全とみなすことに伴うリスクは明らかであるはずだ。

要約すると、これまでCOVID-19 mRNAワクチンを単なる従来のワクチンとして考えてきたことの落とし穴を強調するものであり、最も緊急に必要とされる前臨床、臨床、市販後の安全性評価を示した。

COVID-19 mRNAワクチンは実際には医薬品であり、したがってその薬物動態と薬力学、そしておそらく薬理遺伝学も、合理的で的を射た使用のための確かな知識背景を提供するために、適切に特性評価されなければならない[89]。COVID-19 mRNAワクチンの正しく、厳密で完全な評価は、安全で効果的な使用について一般の人々を安心させ、最終的にはワクチンへのためらいを克服するために極めて重要である。

謝辞

著者らは、洞察に満ちた批判を通じて、本意見で議論された多くの問題をより良く発展させるために大いに貢献した匿名査読者に感謝する。また、独立医科学委員会（CMSi-https://cmsindipendente.it/、2022年9月8日アクセス）、特にAlberto Donzelliには、COVID-19 mRNAワクチンの市販後安全性評価におけるAIFAとv-safeシステムの比較についてお世話になった（セクション5.3）。