Development of Plasmodium vivax vaccine effective both for protection and transmission blocking

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22H03116
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 吉田 栄人 金沢大学, 薬学系, 教授 (10296121)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水上 浩明 自治医科大学, 医学部, 教授 (20311938) ; 伊従 光洋 武蔵野大学, 薬学部, 教授 (20608351) ; 山本 祐太朗 金沢大学, 薬学系, 博士研究員 (30895446) ; 小川 良平 富山大学, 学術研究部医学系, 准教授 (60334736) ; 水野 哲志 金沢大学, 医学系, 助教 (60882230)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 三日熱マラリア / ワクチン / ワクシニアウイルス / アデノ随伴ウイルス / 感染防御

Outline of Annual Research Achievements

【研究目的】ワクシニアウイルスワクチン株LC16m8Dとアデノ随伴ウイルスAAVよりなる独自のワクチンプラットフォーム(LC16m8D/AAV)を技術基盤とし、三日熱ワクチンを開発する。三日熱マラリア原虫の感染防御・伝播阻止標的抗原遺伝子を導入したLC16m8D/AAVワクチンを作製。動物免疫-感染チャレンジ実験（マウスモデル）および感染者血液を用いた人工膜蚊吸血実験を実施し，感染防御効果>90%、伝播阻止効果>90%の数値目標を設定する。さらに研究の発展型として、効果、コスト、デリバリーに優れた理想の熱帯熱・三日熱マラリア2価ワクチンも並行して開発する。感染地域の海外研究協力者が参加した臨床応用に向けての重要な意義があり，かつ持続可能な研究課題である。新興・再興感染症に対しても，汎用的な純国産ワクチンプラットフォームを提案する。

【研究成果】感染防御抗原PvCSP遺伝子及び伝播阻止抗原Pvs25遺伝子を導入したm8D/AAVワクチンを作製した。BALB/cマウスに2ドース異種プライムブースト法で免疫し、感染防御効果検証した。その結果、感染防御効果に関しては、PvCSP遺伝子置換組換えP. bergheiスポロゾイトチャレンジに対して、免疫１ヶ月後では100％、8ヶ月後でも60％と非常に高い感染防御効果を維持した。伝播阻止効果に関してもブラジルのPv患者血液を用いた蚊へのex vivo伝播阻止試験で >95%の高い伝播阻止効果が示された。2ドース接種にもかかわらず、PvCSP及びPvs25に対し高い抗体価 (>10E5)を8ヶ月間持続維持していた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

三日熱ワクチンの感染防御について有効性をマウスモデル実験において立証した。その研究成果は2022年第92回日本寄生虫学会大会で発表した。

Strategy for Future Research Activity

本ワクチンのもう一つの特長である伝播阻止効果について、ブラジルの三日熱マラリア患者血液を用いた蚊へのex vivo伝播阻止試験を現地の共同研究者と引き続き実施する計画である。

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: 6-6
  • DOI: 10.3390/antib12030060
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Adeno-associated virus-based malaria booster vaccine following attenuated replicationcompetent vaccinia virus LC16m8Δ priming (2023)
  • Author(s): Hasyim Ammar A., Iyori Mitsuhiro, Mizuno Tetsushi, Abe Yu-ichi, Yamagoshi Iroha, Yusuf Yenni, Syafira Intan, Shahnaij Mohammad, Sakamoto Akihiko, Yamamoto Yutaro, Mizukami Hiroaki, Shida Hisatoshi, Yoshida Shigeto
  • Journal Title: Parasitology International Volume: 92 Pages: 102652~102652
  • DOI: 10.1016/j.parint.2022.102652
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A replication-competent smallpox vaccine LC16m8Δ-based COVID-19 vaccin (2022)
  • Author(s): Sakamoto Akihiko, Osawa Hiroaki, Hashimoto Hinata, Mizuno Tetsushi, Hasyim Ammar A, Abe Yuichi, Okahashi Yuto, Ogawa Ryohei, Iyori Mitsuhiro, Shida Hisatoshi, Yoshida Shigeto
  • Journal Title: Emerging Microbes & Infection Volume: 11 Pages: 2359~2370
  • DOI: 10.1080/22221751.2022.2122580
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Sterile protection and transmission blockade by a multistage anti-malarial vaccine in the preclinical study (2022)
  • Author(s): Iyori Mitsuhiro, Blagborough Andrew M., Mizuno Tetsushi, Abe Yu-ichi, Nagaoka Mio, Hori Naoto, Yamagoshi Iroha, Da Dari F., Gregory William F., Hasyim Ammar A., Yamamoto Yutaro, Sakamoto Akihiko, Yoshida Kunitaka, Mizukami Hiroaki, Shida Hisatoshi, Yoshida Shiget
  • Journal Title: Frontiers in Immunology Volume: 13 Pages: -
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.1005476
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [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] 熱帯熱マラリアワクチンLC16m8Δ/AAV-Pf(s25-CSP)のエピトープ変異原虫に対する感染防御効果の評価（マウスモデル） (2023)
  • Author(s): 奥山竣介、山本祐太朗、村井駿介、金村若葉、水野哲志、坂本明彦、伊從光洋、福本晋也、吉田栄人
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] 前臨床試験におけるマラリアマルチステージワクチンの感染防御効果と伝搬阻止効果 (2023)
  • Author(s): 伊從 光洋、BLAGBOROUGH Andrew、水野 哲志、阿部 優一、DA Dari、WILLIAM Gregory、水上 浩明、志田 壽利、吉田 栄人
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] 熱帯熱マラリア・COVID-19・サル痘に有効な3価ワクチンの開発研究 (2023)
  • Author(s): 佐藤侑奈、山本祐太朗、坂本明彦、伊從光洋、森田武志、渡士幸一、水上浩明、志田壽利、吉田栄人
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] The synergy of the multi-stage vaccine against Plasmodium falciparum enhances the reduction of parasite prevalence in a murine model (2023)
  • Author(s): 水野哲志、Blagborough Andrew、新倉保、Hasyim Ammar A.、伊從光洋、山本祐太朗、坂本明彦、水上浩明、志田壽利、吉田栄人
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] 感染防御・伝播阻止両機能を有する次世代型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): 山本祐太朗、Fabbri Camila、奥原大輝、片山拓和、坂本明彦、水上浩明、志田壽利、伊從光洋、水野哲志、Lopes Stefanie、吉田栄人
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] ウイルスベクターよりなる熱帯熱-三日熱マラリア2価ワクチンの開発と有効性の検証 (2023)
  • Author(s): 片山 拓和、山本 祐太朗、FABBRI Camila、水野 哲志、伊從 光洋、水上 浩明、志田 壽利、LOPES Stefanie Costa Pinto、吉田 栄人
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] The effectiveness of a multi-stage vaccine formulation in the malaria vivax transmission-blocking (2023)
  • Author(s): Fabbri Camila、山本 祐太朗、片山 拓和、Santana Rosa、Belchior Heliana、吉田 栄人、Lopes Stefanie Costa Pinto
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] Multistage malaria booster vaccine based on Adeno-associated virus serotype 5 induces sterile protection and blocks parasite transmission (2023)
  • Author(s): Hasyim Ammar A.、水野哲志、阿部優一、山越彩葉、Yusuf Yenni、Syafira Intan、坂本明彦、山本祐太朗、伊從光洋、水上浩明、志田壽 利、吉田栄人
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] Improved immunogenicity of the recombinant vaccinia virus by targeting the immunomodulatory A46R gene locus (2022)
  • 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、小川良平、車京儒、伊從光洋、志田壽利、吉田栄人
  • Organizer: 第51回日本免疫学会学術集会
• [Presentation] 三日熱マラリアに対する次世代型マルチステージワクチン開発研究 (2022)
  • Author(s): 山本 祐太朗、FABBRI Camila、奥原 大輝、高木 里菜、川端 裕菜、片山 拓和、水上 浩明、志田 壽利、伊從 光洋、LOPES Stefanie Costa Pinto、吉田 栄人
  • Organizer: 第26回日本ワクチン学会学術集会
• [Presentation] 弱毒・増殖性ワクシニアウイルスをベクターとするCOVID-19ワクチンの開発 (2022)
  • Author(s): 橋本ひなた、坂本明彦、大澤弘明、水野哲志、小川良平、三橋慧吾、山内彩椰、山形恭平、伊從光洋、志田壽利、吉田栄人
  • Organizer: 第26回日本ワクチン学会学術集会
• [Presentation] 国産種痘ワクチンをベクターとしたCOVID-19ワクチンは中和抗体・細胞性免疫応答を効果的に誘導（マウスモデル） (2022)
  • Author(s): 大澤弘明、坂本明彦、橋本ひなた、水野哲志、小川良平、三橋慧吾、山内彩椰、山形恭平、伊從光洋、志田壽利、吉田栄人
  • Organizer: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] 弱毒化ワクシニアウイルス/アデノ随伴ウイルスよりなる三日熱マラリアワクチン開発研究 (2022)
  • Author(s): 奥原 大輝、山本 祐太朗、FABBRI Camila、高木 里菜、川端 裕菜、片山 拓和、水上 浩明、志田 壽利、伊從 光洋、LOPES Stefanie Costa Pinto、吉田 栄人
  • Organizer: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] 次世代型組換えウイルスベクター（LC16m8Δ/AAV）を用いた熱帯熱-三日熱マラリア2価ワクチン開発 (2022)
  • Author(s): 片山 拓和、山本 祐太朗、奥原 大輝、伊從 光洋、水上 浩明、志田 壽利、吉田 栄人
  • Organizer: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] 組換えワクシニアウイルスベクターのin vitro発現量増強とin vivo免疫原性・ワクチン効果との相関解析 (2022)
  • Author(s): 宮部 諒、山本 祐太朗、Zainal Kartika Hardianti、HASYIM Ammar Abdurrahman、阿部 優一、仁和 空、水野 哲志、伊從 光洋、志田 壽 利、水上 浩明、吉田 栄人
  • Organizer: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] A Novel Malaria Multistage Vaccine Based on Vaccinia virus-Prime/AAV5-Boost Elicits Sterile Protection and Transmission Blocking Efficacy (2022)
  • Author(s): Hasyim Ammar A., Iyori Mitsuhiro, Mizuno Tetsushi, Abe Yu-ichi, Mizukami Hiroaki, Yamagoshi Iroha, Yusuf Yenni, Syafira Intan, Sakamoto Akihiko, Yamamoto Yutaro, Shida Hisatoshi, Yoshida Shigeto
  • Organizer: ASTMH 2022 Annual Meeting
• [Presentation] Optimization of Plasmodium falciparum multistage vaccine based on the heterologous viral-vectored platform in a murine mod (2022)
  • Author(s): Miyabe Ryo, Yamamoto Yutaro, Zainal Kartika H., Hasyim Ammar A., Abe Yu-ichi, Iyori Mitsuhiro, Mizuno Tetsushi, Sakamoto Akihiko, Mizukami Hiroaki, Shida Hisatoshi, Yoshida Shigeto
  • Organizer: ASTMH 2022 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pre-erythrocytic and transmission-blocking multi-stage malaria vaccine strategy shows a strong synergic effect to control malaria disease (2022)
  • Author(s): Mizuno Tetsushi, Blagborough Andrew M., Niikura Mamoru, Hasyim Ammar A., Iyori Mitsuhiro, Yamamoto Yutaro, Sakamoto Akihiko, Mizukami Hiroaki, Shida Hisatoshi, Yoshida Shiget
  • Organizer: ASTMH 2022 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Plasmodium vivax multistage vaccine based on the heterologous viral-vectored platform achieves sterile protection and transmission blocking (2022)
  • Author(s): Yamamoto Yutaro, Fabbri Camila, Okuhara Daiki, Katayama Takuto, Takagi Rina, Kawabata Yuna, Iyori Mitsuhiro, Mizuno Tetsushi, Sakamoto Akihiko, Hasyim Ammar A., Mizukami Hiroaki, Shida Hisatoshi, Lopes Stefanie, Yoshida Shigeto
  • Organizer: ASTMH 2022 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Availability of the highly attenuated replication-competent vaccinia virus strain LC16m8Δ as a COVID-19 vaccine platfo (2022)
  • Author(s): Sakamoto Akihiko, Osawa HiroakiMizuno, Mizuno Tetsushi, Hashimoto Hinata, Yamagata Kyouhei, Yamauchi Saya, Mitsuhashi Keigo, Ogawa Ryohei, Iyori Mitsuhiro, Shida Hisatoshi, Yoshida Shigeto
  • Organizer: 16th Vaccine Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マラリア肝内期原虫の感染防御における細胞性免疫応答の関与 (2022)
  • Author(s): 伊從 光洋、井谷 慧、鶴見 尚緒理、辻村 聡恵、村井 駿介、吉田 栄人
  • Organizer: 第91回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] 臨床応用可能なマラリアワクチン開発のためのPfCSP抗原発現メカニズムの解析 (2022)
  • Author(s): 林 久輝、伊從 光洋、山本 祐太朗、片山 拓和、宮部 諒、吉田 栄人
  • Organizer: 第91回日本寄生虫学会大会
• [Patent(Industrial Property Rights)] マラリアワクチン (2022)
  • Inventor(s): 吉田栄人
  • Industrial Property Rights Holder: 吉田栄人
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2022-24221