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中和抗体定量による，新型コロナウイルスワクチンの有効性評価
新型コロナウイルスワクチンの有効性は，スパイク蛋白に対する抗体（中和抗体）定量で評価してよいのでしょうか？ 一般的にワクチンの効果を知る場合，「中和抗体は液性免疫の指標になるが，細胞性免疫の指標はないので，抗体を調べる意義はほとんどない」とききますが，いかがでしょうか？（福岡県 K）
【回答】
【中和抗体がどのくらいのレベルにあれば感染を防御するかは明らかになっていないが，免疫能の目安となる】
新型コロナウイルスワクチンにはmRNA，アデノウイルスベクター，組換え蛋白，全粒子不活化ワクチンが使用されています。mRNAワクチンは，スパイク領域をPCRで増幅し蛋白発現プラスミドに挿入して，RNAポリメラーゼを用いて合成したmRNAを，脂質ナノ粒子に包み込んだものです。アデノウイルスベクターワクチンは，アデノウイルスが感染後に最初に働くE1領域を欠損させ，その領域にスパイクDNAを挿入し，1回感染しても増殖できないウイルスを回収してワクチンとして使用したものです。組換え蛋白ワクチンは，バキュロウイルス・昆虫細胞系で蛋白を発現させ，精製したものです。
スパイク蛋白はS1とS2のサブユニットにわかれ，S1領域には細胞表面に発現しているアンジオテンシン変換酵素2（angiotensin converting enzyme 2：ACE2）に結合するreceptor binding domain（RBD）が存在するので，感染の最初のステップに働きます。認可されているワクチンはすべて，スパイク蛋白を抗原として使用しています。
ワクチンは筋注によって接種されます。mRNAは細胞質内の自然免疫に刺激を入れることで活性化し，強固な獲得免疫を誘導します。mRNAは脂質ナノ粒子に包まれており，抗原提示細胞に取り込まれ炎症性サイトカインを誘導することで，血中にスパイク蛋白に対する抗体を誘導するとともに細胞性免疫能も誘導しています。
なお，新型コロナウイルス感染症（COVID-19）は気道感染のため，IgA抗体が感染防御に重要な働きをします。mRNAワクチンではIgG抗体だけでなく，IgA抗体も誘導します1）。血中にIgA抗体が産生され，気道粘膜上皮細胞からsecretary componentが付加されて内腔に分泌され，感染予防に働く分泌型IgA抗体となります。
抗体測定法として，スパイク蛋白やRBD蛋白に対するEIA抗体，ウイルスの感染性を中和する中和抗体の測定法があります。血中のIgG中和抗体は，下気道に染み出すことで，肺炎の発生・重症化を予防します。
細胞性免疫能は簡単には測定できませんが，抗体を産生するには細胞性免疫能としてヘルパーT細胞が誘導されることが必要であるため，「抗体陽性」であるということは細胞性免疫能も獲得していると考えられます2）。
mRNAワクチンで誘導された抗体は，自然感染の回復期よりもはるかに高い抗体を誘導していますが，3～6カ月経過すると減少し，ワクチンの有効率は低下します。こうした観点から，追加接種が議論されています。
また，ワクチン接種後に中和抗体が検出されたということは，抗体を産生するメモリーB細胞，メモリーT細胞が誘導されていると考えられます。麻疹，風疹等はウイルス血症を起こすことから，血中の中和抗体のレベルが感染防御，発症予防の目安になることがわかっています。
しかし，新型コロナウイルスは気道感染のため，血中中和抗体が感染防御・発症予防と相関するものではなく，中和抗体がどのくらいのレベルにあれば感染を防御するかは明らかになっていません。だからといって，中和抗体を測定することに意味がないわけではなく，免疫能の目安として理解することと思います。
【文献】
1）Ketas TJ, et al:Pathog Immun. 2021;6(1):116-34.
2）Sahin U, et al:Nature. 2020;586(7830):594-9.
【回答者】
中山哲夫 日本臨床ウイルス学会総務幹事／北里大学大村智記念研究所特任教授
