Analysis of immune responses induced by intranasal administration of B. pertussis vaccine candidates

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K08596
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 相内 章 国立感染症研究所, 感染病理部, 主任研究官 (10572133)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中尾 龍馬 国立感染症研究所, 細菌第一部, 主任研究官 (10370959)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: ワクチン / 百日咳 / 膜小胞 / 経鼻接種

Outline of Annual Research Achievements

百日咳は、百日咳菌によって引き起こされる急性呼吸器感染症であり、ワクチンにより予防可能な疾患とされている。しかしながら、近年本国のみならず世界的に百日咳患者の増加が認められている。原因として、ワクチン効果が弱いこと、最近の流行株の抗原性がワクチン株のそれと乖離していること、ワクチン接種法、ならびに獲得した免疫が長期に渡って維持されないことが問題として考えられているが、詳細は未だに明らかになっていない。
本研究課題では、日本発の百日咳無細胞ワクチンに不足している部分を百日咳菌由来の膜小胞（Membrane Vesicles; MVs）の添加で補いつつ、呼吸器感染症の防御に重要な呼吸器粘膜上の分泌型IgA抗体も誘導できる経鼻百日咳ワクチンの可能性を評価することを目的とする。
今年度は、百日咳菌由来のMVsに含まれる主要防御抗原の評価を行った。現行の無細胞ワクチンの元になるTohama株をCFDN寒天培地に播種し菌体を回収後、菌体を洗浄し、フィルターろ過した洗浄液を超遠心して得た沈渣をMVsとして回収した。ロット間誤差を評価するため、3ロットのMVsを得た。主要防御抗原と考えられるFHA、FimならびにPrnをウェスタンブロットで検出したところ、ロット間で大きな差はなく含有されることが示唆された。また、当初MVsには含まれないと考えていた百日咳毒素（PT）もMVsに含まれることが明らかになった。今後は、今回得たMVsを抗原とした経鼻ワクチン接種による抗体応答ならびに防御効果を検討する。この際、MVsに不活化百日咳毒素を添加する必要があるか否かを検討する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

百日咳菌由来MVsの正常評価に少し時間を要したが、概ね良好な結果を得ている。今後、MVs+PTを抗原とする経鼻ワクチンによる免疫応答の評価（Th1/Th17応答、好中球応答）を行う予定であるが、既報の論文をもとに評価系の検討を行ったところ、同様に評価可能であることを確認した。
当初、MVsにはPTが含まれないと考えていたが、今回調製したMVsにはPTが含まれることが明らかになった。しかしながら、ワクチン抗原とした場合に抗体を誘導可能な量か否かは現時点では不明であるため、MVsのみの経鼻接種群ならびにMVs+PTの経鼻接種群でPTに対する抗体応答を比較し、今後の方針を改めて考える予定である。

Strategy for Future Research Activity

2023年度-第1四半期から第2四半期にかけて、MVs+PTを抗原とした経鼻ワクチンの接種量の検討を実施し至適な抗原量を設定する。その後は、ワクチン未接種群、現行の無細胞ワクチン皮下接種群ならびにMVs+PT経鼻接種群の3群で、ワクチン接種により誘導される血清中抗体応答、鼻腔および肺洗浄液中の抗体応答の評価、Th1/Th17応答ならびに好中球応答を適宜評価していく予定である。

Causes of Carryover

年度末納品等にかかる支払いが、令和５年４月１日以降となったため。
当該支出分については次年度の実支出額に計上予定であるが、令和４年度分についてはほぼ使用済みである。