結核菌は免疫反応から逃れるために「死んだふり」をすることができる

このワクチンは、乳児に発症する可能性のある致命的な脳腫脹を含む重症結核（TB）から、毎年1億人以上の乳児を守っています。しかし、同じワクチンは、成人に多くみられる肺を侵す結核を予防することはできません。そのため、結核は世界で最も致命的な感染症であり、年間125万人が亡くなっています。

ほとんどの研究によると、現在の結核ワクチンは強力な免疫反応を引き起こします。しかし、標準的な免疫指標では成人における予防効果を予測できません。そこで、タフツ大学カミングス獣医学部、ユタ大学、ハーバード大学THチャン公衆衛生大学院、テキサスA&M大学の科学者たちは新たなアプローチを採用しました。結核菌が、自身を破壊するために準備された免疫システムをどのように回避するかを研究したのです。

最近npj Vaccines 誌に発表されたマウスでの遺伝子研究では、結核菌は免疫反応を生き延びるために本質的に「死んだふり」ができることが示された。

結核は、歴史的には「消耗」という名前でも知られています。これは、病気がゆっくりと進行し、衰弱させ、しばしば致命的となることを反映した用語です。

「治療だけでは結核の蔓延を食い止めることはできないため、より効果的な予防策が緊急に必要です」と、カミングス獣医学部准教授で本研究の共著者であるアマンダ・マルティーノ医学博士（MD、MPH、PhD）は述べています。「60年以上前に結核治療薬が利用可能になって以来、世界中で症例数は劇的に減少しました。しかし、HIVの流行とともに結核は再び蔓延し、従来の抗生物質に対する耐性がますます高まっています。現在、耐性結核を治療できる新薬はごくわずかであり、治癒ははるかに困難になっています。」

インフルエンザやCOVID-19などの他の呼吸器疾患はウイルスによって引き起こされ、頻繁な変異のためにワクチンの継続的な更新が必要ですが、結核は遺伝的に非常に安定した細菌である結核菌によって引き起こされます。理論的には、ワクチンで容易に予防できるはずです。

研究チームは、トランスポゾン挿入配列解析（TnSeq）と呼ばれる技術を使用して、4つのマウスのグループで細菌が生き残るために必要な遺伝子を特定した。

• 最初のグループには、既存のワクチン（100年以上前に牛の結核菌株から開発された）が接種されました。
• 2人目の被験者は、ヒトの結核株をベースにした実験的なワクチンを接種されたが、前臨床研究では、このワクチンはより強い免疫反応を引き起こすことが分かっている。
• 3番目のグループは以前に結核に感染しており、その後抗生物質による治療を受けていた。
• 4番目のグループ（対照群）は、ワクチンや感染症に一度も曝露されていませんでした。

科学者たちは、ワクチン接種を受けた宿主の体内で細菌が生存するために用いる重要な遺伝子を発見できると期待し、実際に将来のワクチンの標的となる可能性のある遺伝子をいくつか発見した。しかし、最大の驚きは、ワクチン接種後または感染後に細菌が必要としない遺伝子だった。

「細菌が急速に増殖し、重篤な結核感染症を引き起こすために通常重要である特定の遺伝子が、ワクチン接種や過去の感染など、既存の免疫反応を持つ体に細菌が感染する場合にはそれほど必要ではないことに、私たちは特に驚きました」とマルティーノ氏は述べた。

その代わりに研究者らは、結核菌がストレスに対処し不利な環境で「固まる」のに役立つ他の遺伝子に頼って戦略を切り替えることを発見した。

「ワクチンの効果、HIV、その他の要因によって免疫反応が弱まるまで、細菌はいわば『静かに潜んでいる』のではないかと考えています」と、ユタ大学の准教授でこの研究の共著者であるアリソン・ケアリー氏は説明する。

これらの研究結果は、科学者がワクチンと併用して免疫システムが結核を隠れた場所から「追い出す」のを助ける薬を開発するのに役立つ可能性がある。

研究チームはまた、ワクチンの種類や投与方法によって、結核菌の生存に必要な遺伝子が変化することを発見しました。これは、ワクチンの種類によって結核菌に異なる圧力がかかることを示し、より効果的なワクチンとブースターの組み合わせの新たな可能性を切り開きます。

「この細菌は免疫システム内で生き残るために驚くほど巧みに適応しています」とマルティーノ氏は言います。「古代エジプトの時代から人々に感染してきました。結核を克服し、この世界的な緊急事態を制御するには、さらなる研究が必要です。」