免疫システムを利用して、病気への感染や重症化を防ぐ働きを持つ「ワクチン」。世界ではこれまでにさまざまな感染症に対するワクチンが開発されてきましたが、紀元前の記録にも残る世界三大感染症の一つでありながら、近年までワクチンが存在しなかったのがマラリアです。感染免疫学などを専門とする伊從教授は、免疫の働きをコントロールできる新しいマラリアワクチンの開発に力を注ぐとともに、品質設計や個別化の観点を取り入れたこれまでにないワクチン設計指針の提案をめざして研究を進めています。

研究の背景

免疫を利用して体を守る「ワクチン」とは

私たちの体は、体内に侵入してきた細菌やウイルスなどの異物から自分を守る「免疫」というシステムを備えています。免疫システムには、一度体に侵入した病原体の情報を記憶し、また同じ病原体が侵入した時により早く強力な抗体を大量につくって病原体を排除できる仕組みがあります。この仕組みを利用しているのが、みなさんにもおなじみの「ワクチン」です。

ワクチンは、ある感染症に対して、病原体の毒性や病気になる性質をなくしたり弱めたりしたものや、病原体のタンパク質を作る元になる遺伝情報の一部から作られます。そのワクチンを接種すると、体の中に擬似的な感染状況がつくられて免疫が活性化し、その後“本物の”感染症が侵入しても体を守ることができるのです。
ワクチンで予防できる疾患は多く、日本では幼児期に定期接種があるはしかやみずぼうそう、結核、さらにインフルエンザ、帯状疱疹、新型コロナウイルスなどが挙げられます。一方で、長年研究が続けられているものの、ワクチン開発が難しい感染症もあります。そのうちの一つが「世界三大感染症」に数えられるマラリアです。私は今、そのマラリアのワクチン開発のための基礎的研究に取り組んでいます。

研究について

開発の難しいマラリアワクチン

－炎症を抑え免疫細胞だけを刺激する設計を探る－

マラリアは、熱帯、亜熱帯地方を中心に、今でも年間2億人以上が感染し、60万人以上が亡くなる恐ろしい病気です。マラリアは、マラリア原虫という寄生虫を病原体とし、ハマダラカという蚊によって媒介されます。マラリア原虫に感染したハマダラカがヒトを刺すと、ヒトの体内に入ったマラリア原虫が肝臓や血液で増殖し、高熱などの症状を引き起こします。マラリア原虫は、形態を変えながらヒトの肝臓、ヒトの赤血球、蚊の体内の3ステージを行き来するため、有効なワクチンの開発が難しく、長年の懸案となっていました。
近年ようやく感染を阻止するワクチンが開発され、2021年からWHOが予防接種を推奨しているものの、臨床試験では有効性と持続性が不十分であると指摘されています。これらをより向上させたワクチンを目指して、現在挑戦しているのが、核酸系（DNAやRNA）の新たなマラリアワクチンの開発です。

この研究の特色は、「免疫応答の強さや質をコントロールできるワクチン」を目指しているという点にあります。
ワクチンが働くためには、免疫応答の標的となる物質（抗原）の発現と、アジュバント（免疫賦活剤）による免疫細胞の活性化の両方が欠かせません。新型コロナウイルスにも使われたmRNAワクチンは、抗原となるタンパク質のmRNAを、脂質でできたカプセル（脂質性ナノ粒子、LNP）に閉じ込めて投与しますが、このLNPはmRNAを保護しながら細胞内まで届けるだけでなく、免疫を活性化させるアジュバントの役割も果たします。 LNPは、多すぎると全身に炎症反応を引き起こす可能性があり、逆に足りなければ細胞内にmRNAが届きにくく、免疫反応が弱まります。現状のmRNAワクチンは、この2つの機能を担う構造が一体化されているため、それぞれの働きを個別に調節できないという課題がありました。

そこで私たちは、まずmRNAを細胞内に届ける機能を担う成分に炎症を起こしにくいものを採用し、後付けでアジュバント物質を加え、その量を変えることで免疫応答の調節が可能なワクチンをつくることができないかと考えています。免疫を担当する細胞だけを活性化し、炎症反応は抑えられるようなワクチンの設計を目指して、現在マウスでの実験をスタートさせるところまで研究を進めています。

－蚊の飼育も自前で　一気通貫の研究が可能－

感染症用ワクチンの研究は、ワクチンによって免疫応答を起こすことだけでは不十分で、“本物の”病原体が体に侵入してきた時に感染を防ぐことができるかを調べることが最も重要です。開発したワクチンをマウスに投与して有効性を確かめるためには、マラリア原虫に感染したハマダラカが必要になるため、私たちの研究室では、ハマダラカ専用の昆虫飼育室を設置し、外部に逃げないよう対策を施した上で、約5000匹の蚊を飼育しています。

実験にはマウスを使いますが、実はヒトに感染するマラリア原虫は、マウスには感染しません。そこで、マウスに感染する「ネズミマラリア原虫」を元に、抗原の遺伝子だけをヒト用に組み換えた特殊なマラリア原虫を作り、実験に使用しています。この“遺伝子組換えマラリア原虫”はヒトには感染しないため、安全に有効性を確認することができます。決して大きな研究室ではありませんが、ワクチンの作製から有効性評価まで、一気通貫で研究可能な体制をコンパクトに整えているところが、私たちの研究室の強みだと考えています。実際、上述のmRNAワクチンをマウスに接種し、遺伝子組換えマラリア原虫を曝露（ばくろ）したところ、100%の感染防御効果を得ることに成功しました。

今後の展望

「品質設計」に基づく開発指針を確立したい

私が最終的に目指しているのは、単に個々の病気に対するワクチンを作ることにとどまらず、「狙い通りの免疫を誘導できるワクチン開発の設計原理」を確立することです。
ワクチンには、mRNAのほかにも、生ワクチン、不活化ワクチン、ウイルスベクターワクチンなどの種類があり、対象となる病原体によってその種類はまちまちです。これまでのワクチン開発研究は、どの疾患にどの種類のワクチンが適しているかのルールが明確ではなく、ワクチンを作ってはその効果を試す、という経験依存的な方法が採られてきました。しかしこうした方法では、ワクチンが完成するまでに長い時間と多くの実験動物の犠牲を必要とします。そのため私は、AIなどを駆使して結果の予測が可能なワクチン開発のガイドラインを示し、より効率的なワクチン開発を実現したいと考えています。そうしたガイドラインがあれば、今後また新型コロナウイルスのような未知の感染症が突然発生しても、有効なワクチンを早期に開発できるかもしれません。

また、医薬品とは違い、ワクチンには「人によって用量を変えて投与する」という発想がほとんどないように思います。免疫応答が起こりにくい人には刺激の強いワクチン、免疫反応が強すぎる人には刺激を抑えたワクチンというように、ワクチンの量や質を個別に調整することができれば、ワクチン接種の回数を最低限に抑え、副反応を制御することもできるでしょう。私は将来的に、ワクチン開発に「適切な品質設計」や「個別化」という考え方を取り入れ、思い通りの免疫を誘導できるワクチン設計指針を提案したいと考えています。さらに、ワクチン接種後の免疫応答を自在にコントロールする「精密免疫設計学」という新しい学問領域を切り拓き、世界の予防医学に新たな基準を示すことを大きな目標として、今後も研究に力を尽くしていきたいと思っています。

※研究室に関する詳細はラボのWebページをご確認ください。

教育

臨床での重要性を重視　実例やイラストで理解促す

私が講義と実習を担当している「免疫学」と「微生物学」は、薬剤師になるために必須の知識を学ぶ授業です。今では自分の専門分野になった免疫学と微生物学ですが、実は私は大学時代、授業が理解できずにこの科目の単位を一度落としています。だからこそ、教える私自身が理解していなければ学生が理解することは決してないと考え、授業の準備にはかなりの時間をかけています。

授業をする上で意識しているのは、内容にメリハリを付けることです。たとえば、微生物学の教科書には細菌の名前がびっしり並んでいますが、それを順番に教えるのではなく、今世界や日本で問題になっている病原体に集中して時間を割き、実例も交えながら講義するようにしています。感染症の治療薬についても、臨床現場で必ず使う最も重要な薬から順番に紹介していきます。このような私の授業に感銘を受けて研究室配属を決めてくれた学生もいます。
一方、免疫学は暗記より理解が重要な科目ですから、私が書いたヘタウマな細胞のイラストを使ったり、それぞれの細胞の成り立ちや役割を丁寧に紹介したりすることで、できるだけ理解しやすい説明を心掛けています。薬剤師を目指す学生には、国家試験や実務に向けて暗記しなければならないこと、理解しなければならないことが数多くあります。しかし、単に丸暗記するのではなく、本当に重要な本質を理解した上で、特徴や重要性を判別する能力をつけてほしいと願っています。

人となり

歯学部から微生物学・免疫学研究の道へ

冒頭のプロフィールを見てお気付きかもしれませんが、私自身は薬学部ではなく、歯学部の出身です。歯学部の卒業生は９割以上が歯医者さんになりますから、薬学部で研究している私は、同窓会に行くとかなり異色の存在ですね。
高校時代は文系コースなのに生物が得意で、理転して歯学部に入ったのですが、得意なはずの生物系科目の「免疫学・微生物学」で単位を落としてしまったのは、先ほどもお話しした通りです。翌年同じ科目を再履修すると、授業を担当する先生が変わっていて、新しい先生の講義はとても分かりやすかった。その先生が私の師匠の一人である口腔分子微生物学の柴田健一郎先生（現・北海道大学名誉教授）です。
柴田先生の授業で微生物や免疫への興味が増した私は、講義中の先生の話を文字起こししたり、CGで図を書いたりして、自主的に授業内容のデータをまとめるようになりました。それを柴田先生に見せたところ、先生がとても驚いて自分の研究室に誘ってくださったことが、今の道に進んだきっかけです。

「レシピ通りでおいしい」の快感

実家が以前割烹旅館を営んでいて、身近なところに調理器具がそろっていたので、小学生の頃からお菓子をつくるのが好きでした。今は食事のおかずを作ったり、ピザを生地から作ったりもしますし、研究室のBBQではダッチオーブンでピザや肉を焼いて学生に振る舞っています。目分量でもおいしくできる普通の料理と違って、お菓子はレシピ通りに作らないと成功しないところが楽しい。レシピに忠実に作っておいしくできると、研究で実験が成功するのと似たような快感があります。

休日はあまり街へ出ることはありませんが、離れて暮らしている小学生の娘から東京のお菓子やシールを送ってほしいとリクエストがあると、吉祥寺や原宿に買い物に出かけます。娘が一生懸命書いてくれた手紙は、宝物ですね。
他に趣味として囲碁（三段）、シミュレーションゲーム（マイクラなど）、アニメ鑑賞などインドアのものが多いのですが、最近は興味を持ったことはとにかく現場で体験してみて、自分の世界を広げています。この間は初めてK-1の試合を観に行きました。これからもっとほかのスポーツの試合や歌手のコンサートにも行ってみようかと計画中です。

読者へのメッセージ

私が取り組んでいる大学でのワクチン開発研究には、医療的な側面はもちろん、科学技術の発展という面でも大きな意義があると考えています。ワクチン開発を目指しながら、その研究に付随して、想像もしていなかったさまざまな科学的発見があるからです。
私自身、新しいマラリアワクチンの開発を目的としつつ、免疫応答のコントロールやワクチン開発のガイドラインづくりといった、マラリア以外のワクチンにも応用可能な成果を追求しながら研究を進めています。さまざまな科学的発見につながる分野としても、ワクチン開発を応援していただけたらと思います。

取材日：2026年９月

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