Versatile next-generation vaccine platform -Application for COVID-19-

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K19374
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 吉田 栄人 金沢大学, 薬学系, 教授 (10296121)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水野 哲志 金沢大学, 医学系, 助教 (60882230) ; 坂本 明彦 金沢大学, 薬学系, 助教 (70740439)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Keywords: COVID-19 / ワクチン / ワクシニアウイルス / アデノ随伴ウイルス / 中和活性

Outline of Annual Research Achievements

【研究目的】
新興感染症アウトブレイクに迅速に対応できる汎用的国産ワクチンプラットフォームの基盤技術を確立することを目的とする。我々はワクシニアウイルス生ワクチン株LC16m8Δとアデノ随伴ウイルスAAVよりなるワクチンプラットフォーム(LC16m8Δ/AAV) を開発し、マラリアワクチン研究で100%の感染防御に成功している（マウスモデル）。本研究ではこのLC16m8Δ/AAVが汎用的ワクチンプラットフォーム基盤技術となりうるかを検証するためにCOVID-19ワクチンを作製し、動物実験によりその有効性を検証する。ポストコロナで危惧される新興感染症に対して，ワクチン開発に迅速に取り掛かれるプラットフォーム創製へと発展するインパクトと貢献が見込まれる挑戦的萌芽研究である。

2023年度の研究成果として、オミクロンBA.1株のスパイク（S）タンパク質遺伝子をウイルスゲノムに組み込んだウイルスベクターワクチンLC16m8Δ2-SおよびAAV1-Sを作製した。BALB/c マウスをLC16m8Δ2-Sで免疫し、6週後にLC16m8Δ2-SもしくはAAV1-Sで追加免疫を行った。免疫マウスの血清を用いて、Sタンパク質の受容体結合領域に対するELISAを行った。また、シュードウイルスや患者から単離したBA.1株に対する中和試験を行った。一方、脾臓細胞を用いてELISpot及びフローサイトメトリーを行うことで、主要なCD8陽性T細胞エピトープに対する免疫応答を解析した。その結果、AAV1-Sの追加免疫ではLC16m8Δ2-Sの追加免疫と比べSタンパク質の受容体結合領域に対する抗体価は同等だが、アビディティーは高かった。また、シュードウイルスと患者由来BA.1株のいずれに対する中和活性とも優れていることが分かった。一方で細胞性免疫においてはAAV1-Sの追加免疫はLC16m8Δ2-Sの追加免疫と比べ主要なエピトープに対するCD8陽性T細胞の誘導は同等だった。だが、複数のサイトカインを産生するCD8陽性T細胞の誘導は少ないことが分かった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究ではLC16m8Δ2およびAAV1をベクターとする新型コロナウイルスのワクチンを作製し、LC16m8Δ2-Sで免疫し、追加免疫のワクチンを比較することでAAV1-Sによる相乗的な免疫応答の誘導に成功した。抗原に対する抗体のアビディティーおよび中和活性の向上が見られた。上記結果を2023年第70回日本ウイルス学会学術集会で発表を行った。

Strategy for Future Research Activity

本研究ではLC16m8Δ2およびAAV1をベクターとする新型コロナウイルスのワクチンを作製し、LC16m8Δ2-Sで免疫し、追加免疫のワクチンを比較することでAAV1-Sによる相乗的な免疫応答の有無を評価した。AAV1-Sで追加免疫することでLC16m8Δ2-Sでの追加免疫と比べ抗原に対する抗体のアビディティーおよび中和活性の向上が見られた。今後は、胚中心の形成やTh1/Th2応答の解析などを通してこのしくみを明らかにしたい。

Causes of Carryover

動物実験の計画変更によりマウス購入分に残額が生じました。令和6年度実施する動物実験のマウス購入と試薬に使用します。

Research Products

• [Journal Article] Comparison between neutralization capacity of antibodies elicited by COVID-19 natural infection and vaccination in Indonesia: A prospective cohort (2023)
  • Author(s): Sitti Nurisyah, Mitsuhiro Iyori, Ammar Abdurrahman Hasyim, Akihiko Sakamoto, Hinata Hashimoto, Kyouhei Yamagata, Saya Yamauchi, Khaeriah Amru, Kartika Hardianti Zainal, Irfan Idris, Shigeto Yoshida, Irawaty Djaharuddin, Din Syafruddin, Agussalim Bukhari, Puji Budi Setia Asih, Yenni Yusuf
  • Journal Title: Antibodies Volume: 12 Pages: 60～60
  • DOI: 10.3390/antib12030060.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 三日熱マラリアユニーバーサルワクチン開発（マウスモデル）-3種のPvCSP変異型アレルに対応- (2024)
  • Author(s): 矢坂 悠人、山本 祐太朗、水上 浩明、志田 壽利、伊從 光洋、吉田 栄人
  • Organizer: 第93回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] A Replication-Competent Vaccinia Virus LC16m8Δ/AAV1-Based malaria vaccine versus RTS, S/AS01E in a Murine Model (2024)
  • Author(s): Hasyim Ammar Abdurrahman、Zainal Kartika Hardianti、山本 祐太朗、水野 哲志、大浦 祐人、岡橋 侑渡、林 久輝、高木 里菜、佐藤 侑奈、宮浦 茉奈、Rasyid Sani Hadiyan、伊從 光洋、水上 浩明、志田 壽利、吉田 栄人
  • Organizer: 第93回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] Development of Epitope-Lacking Transgenic Rodent Malaria Parasite as an Approach for Assessing Vaccine Mechanism of Protection (2024)
  • Author(s): Rasyid Sani Hadiyan、村井 駿介、奥山 竣介、吉田 涼翔、水野 哲志、山本 祐太朗、伊從 光洋、福本 晋也、水上 浩明、志田 壽利、吉田 栄人
  • Organizer: 第93回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] 三日熱マラリア撲滅へ向けて -次世代型ウイルスベクター（LC16m8Δ/AAV）を用いた三日熱マラリアマルチステージワクチン開発研究- (2023)
  • Author(s): 仁和 空、山本 祐太朗、Fabbri Camila、片山 拓和、坂本 明彦、水上 浩明、志田 壽利、伊從 光洋、Lopes Stefanie、吉田 栄人
  • Organizer: 日本薬学会北陸支部第135回例会
• [Presentation] P. falciparum-P. vivax bivalent vaccine development using LC16m8Δ/AAV viral vectors platform achieves sterile protection and transmission blocking (2023)
  • Author(s): Yutaro Yamamoto, Camila Fabbri, Takuto Katayama, Tetushi Mizuno, Akihiko Sakamoto, Ammar Abdurrahman Hasyim, Shunsuke Okuyama, Sani Hadiyan Rasyid, Mitsuhiro Iyori, Hiroaki Mizukami, Hisatoshi Shida, StefanieLopes, Shigeto Yoshida
  • Organizer: ASTMH 2023 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Humoral immune responses to the central repeat region of PfCSP induced by a vial-vectored plasmodium falciparum vaccine play critical roles in protection in a murine model (2023)
  • Author(s): Shunsuke Okuyama, Yutaro Yamamoto, Shunsuke Murai, Mitsuhiro Iyori, Tetsushi Mizuno, Akihiko Sakamoto, Shinya Fukumoto, Hiroaki Mizukami, Hisatoshi Shida, Shigeto Yoshida
  • Organizer: ASTMH 2023 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 新型コロナウイルスに対する2種のウイルスベクターワクチンを用いることによる相乗的な免疫応答の解析 (2023)
  • Author(s): 山形 恭平、坂本 明彦、橋本 ひなた、山内 彩椰、水野 哲志、小川 良平、三橋 慧吾、車 京儒、坪内 貴之、山本 祐太朗、伊從 光洋、水上 浩明、志田 壽利、吉田 栄人
  • Organizer: 第70回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] ワクシニアウイルスを用いたCOVID-19ワクチン（武漢型）におけるプロモーター・遺伝子挿入部位がワクチン効果に及ぼす影響 (2023)
  • Author(s): 橋本 ひなた、山内 彩椰、坂本 明彦、山形 恭平、水野 哲志、小川 良平、三橋 慧吾、車 京儒、坪内 貴之、山本 祐太朗、伊從 光洋、志田 壽利、吉田 栄人
  • Organizer: 第70回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] A Head-to-Head comparative study of the LC16m8Δ/AAV vaccine versus RTS,S/AS01E vaccine in murine models (2023)
  • Author(s): Zainal Kartika Hardianti、Hasyim Ammar Abdurrahman、山本 祐太朗、大浦 祐人、岡橋 侑渡、林 久輝、高木 里菜、佐藤 侑奈、宮浦 茉奈、Rasyid Sani Hadiyan、伊從 光洋、水上 浩明、志田 壽利、吉田 栄人
  • Organizer: 第78回日本寄生虫学会西日本支部大会
• [Presentation] 汎用的・持続可能な感染防御と伝播阻止効果を発揮する三日熱マラリアワクチンの開発 (2023)
  • Author(s): 仁和 空、山本 祐太朗、Fabbri Camila、片山 拓和、坂本 明彦、水上 浩明、志田 壽利、伊従 光洋、Lopes Stefanie Costa Pinto、吉田 栄人
  • Organizer: 第78回日本寄生虫学会西日本支部大会
• [Presentation] 熱帯熱マラリアワクチンLC16m8Δ/AAVの感染防御メカニズムの解析 (2023)
  • Author(s): 奥山 竣介、山本 祐太朗、村井 駿介、水野 哲志、佐藤 侑奈、伊從 光洋、福本 晋也、水上 浩明、志田 壽利、吉田 栄人
  • Organizer: 第78回日本寄生虫学会西日本支部大会
• [Presentation] Conquering Plasmodium vivax: LC16m8Δ/AAV Vaccine Strategy on Protection and Transmission-Blockade (2023)
  • Author(s): Yutaro Yamamoto, Camila Fabbri, Takuto Katayama, Sora Niwa, Tetushi Mizuno, Akihiko Sakamoto, Ammar Abdurrahman, Sani Hadiyan Rasyid, Mitsuhiro Iyori, Hiroaki Mizukami, Hisatoshi Shida, Stefanie Lopes, Shigeto Yoshida
  • Organizer: 第21回松山国際学術シンポジウム ＆ PRiME 共同研究発表会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Evaluation of Multistage Malaria Vaccine Using Transgenic Epitope-Deficient Rodent Malaria Parasite as a Tool for Assessing Mechanism of Protection (2023)
  • Author(s): Sani Hadiyan Rasyid, Okuyama Shunsuke, Shunsuke Murai, Tetsushi Mizuno, Yutaro Yamamoto, Mitsuhiro Iyori, Shinya Fukumoto, Hiroaki Mizukami, Hisatoshi Shida, Shigeto Yoshida
  • Organizer: 第21回松山国際学術シンポジウム ＆ PRiME 共同研究発表会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] AAV1 and AAV5 as a malaria booster vaccine following priming with LC16m8Δ (2023)
  • Author(s): Ammar A. Hasyim, Mitsuhiro Iyori, Tetsushi Mizuno, Yu-ichi Abe, Iroha Yamagoshi, Yenni Yusuf, Intan Syafira, Akihiko Sakamoto, Yutaro Yamamoto, Hiroaki Mizukami, Hisatoshi Shida, and Shigeto Yoshida
  • Organizer: 第21回松山国際学術シンポジウム ＆ PRiME 共同研究発表会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] LC16m8Δ2/AAV1ウイルスプラットフォームを基盤とした熱帯熱および三日熱マラリアに対する乳幼児用マルチステージ2価ワクチンの開発研究 (2023)
  • Author(s): 山本 祐太朗、片山 拓和、Fabbri Camila、水野 哲志、坂本 明彦、伊從 光洋、水上 浩明、志田 壽利、Lopes Stefanie Costa Pinto、吉田 栄人
  • Organizer: 第29回分子寄生虫学ワークショップ／第19回分子寄生虫・マラリア研究フォーラム
• [Presentation] ワクシニアウイルスLC16m8Δ2株をもとにしたワクチンの開発 (2023)
  • Author(s): 坂本 明彦、橋本 ひなた、大澤 弘明、山内 彩椰、水野 哲志、山形 恭平、三橋 慧吾、車 京儒、坪内 貴之、小川 良平、伊從 光洋、志田 壽利、吉田 栄人
  • Organizer: 第1回新型コロナウイルス研究集会
• [Presentation] P. falciparum- P.vivax bivalent vaccine development using LC16m8Δ/AAV viral vectors platform (2023)
  • Author(s): Yutaro Yamamoto, Camila Fabbri, Takuto Katayama, Tetushi Mizuno, Akihiko Sakamoto, Ammar Abdurrahman Hasyim, Shunsuke Murai, Sani Hadiyan Rasyid, Mitsuhiro Iyori, Hiroaki Mizukami, Hisatoshi Shida, Stefanie Lopes, Shigeto Yoshida
  • Organizer: BioMalPar XVIII: biology and pathology of the malaria parasite
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Protective efficacy of viral-vectored P. falciparum vaccine against mutated parasites in a murine model (2023)
  • Author(s): Shunsuke Murai, Yutaro Yamamoto, Shunsuke Okuyama, Wakaba Kanayama, Tetushi Mizuno,Akihiko Sakamoto, Mitsuhiro Iyori, Shinya Fukumoto, Shigeto Yoshida
  • Organizer: BioMalPar XVIII: biology and pathology of the malaria parasite
  • Int'l Joint Research