Litesizerによる抗ウイルスワクチンの品質管理

序論

現在入手可能な抗ウイルス薬の種類と治療の成功には限界があるため、ワクチンはウイルス感染に対する唯一の予防手段となることがよくあります。ただし、抗生物質が効率的な治療方法である細菌感染の場合は、状況は異なります。

抗ウイルスワクチンは、弱毒化された生きたウイルスの粒子で構成され、接種者に弱い感染を引き起こします。この方法により病原体による感染を非常によく模倣することができ、一般に非常に強力な免疫応答を引き起こしますが、免疫不全者に対しては重篤な副作用を引き起こすリスクがあります。

したがって、現在抗ウイルスワクチンの大部分は、宿主での複製のリスクがない製剤になっています。これらは、化学的に不活性化されたウイルス全体もしくは分割したものから、遺伝子工学を用いて生成された組換えタンパク質またはウイルス様粒子に至るまで、さまざまなワクチンがあります。これらのワクチンは弱毒化されたものよりも安全性に優れていますが、引き起こされる免疫応答がより弱くなってしまう傾向があります。したがって、それらの多くはいわゆるワクチンアジュバントと一緒に投与され、免疫応答の有効性と寿命を向上させます。

最も古く、最も使用されているワクチンアジュバントは、アルミニウム塩（例えば、水酸化アルミニウムまたは水酸化リン酸アルミニウム）です。その免疫刺激特性は、注射部位で長期間抗原を吸着および保持する能力と、炎症誘発性メディエーターの局所放出を誘発する能力の両方に関連していると考えられています(1)。

ワクチンの粒子径は、その免疫原性に大きな影響を与えます。いくつかの例外はありますが、ウイルスは直径15〜300 nmのナノ粒子です。注入すると、このサイズ範囲の粒子は樹状細胞によって効率的に取り込まれます。樹状細胞は、抗体およびキラー細胞を介した免疫を誘導する能力を独自に備えたセンチネル細胞の一種です(2)。対照的に、アルミニウム塩粒子（1）などのμm範囲の粒子は、主に抗体媒介性免疫応答を誘導する単球およびマクロファージによって優先的に取り込まれます。
体内のさまざまな種類のセンチネル細胞の分布は強く組織特異的であることを念頭に置いて、ワクチンの粒子径を以下に基づき調整する必要があります。
• 病原体に対抗するために必要な免疫反応の種類
• ワクチンの送達経路（3）。

動的光散乱（DLS）は高速で非侵襲的な測定方法であり、数 nmから数 μmの範囲の粒子径分布を明らかにします。このため、DLSは抗ウイルスワクチンの品質管理のための最適な方法になります（3）。
ここでは、Litesizerが3つの抗ウイルスワクチン、アルミニウム塩アジュバントの不活化ダニ媒介脳炎（TBE）ワクチン、非アジュバントで不活化したインフルエンザスプリットワクチン、脂質ナノ粒子で形成したSARS-CoV-2 mRNAワクチンの3つの抗ウイルスワクチンの粒子径を決定する能力を有していることを示します。最適な条件で保存された試料を、熱処理または凍結融解サイクルにかけられた試料と比較することにより、コールドチェーンの寸断を実験的に行いました。
さらに、ELS測定を行ってワクチン粒子のゼータ電位を評価し、製剤の安定性に関する追加情報を得ました。

参考文献

1. Etchart N, et al. (2001). Dendritic cells recruitment and in vivo priming of CD8+ CTL induced by a single topical or transepithelial immunization via the buccal mucosa with measles virus nucleoprotein. Journal of Immunology 167:384-391.

2. Shardlow E, Mold M & Exley C (2017). From stock bottle to vaccine: elucidating the particle size distributions of aluminum adjuvants using dynamic light scattering. Frontiers in Chemistry 4:48.

3. Slütter B & Jiskoot W (2016). Sizing the optimal dimensions of a vaccine delivery: a particulate matter. Expert Opinion on Drug Delivery 13:167-170.