![[用語] DDS;Drug Delivery System](https://harikiri.diskstation.me/myblog/wp-content/uploads/2019/09/1970DF4E-B641-4DE7-909F-4B091C751E81-1200x831.jpeg)
DDS: Drug Delivery System, 薬は、その化学成分だけでは目的の臓器や働かせたい組織へ特異的に行くことはできない。それを可能にするのが、DDSの目的である。
例えば、最近の話題のmRNAワクチンは、ナノパーティクルにして、細胞の中に入り易くする技術がある。
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![[Vc] mRNAワクチンとは – Sanofi, Modernaなどが開発を進めている – ID15091 [2020/05/23]](data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAABVEAAAL9AQAAAAAK4htlAAAAAnRSTlMAAHaTzTgAAACVSURBVHja7cEBAQAAAIIg/69uSEABAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA8G4CGgABH7C88gAAAABJRU5ErkJggg==)
[Vc] mRNAワクチンとは – Sanofi, Modernaなどが開発を進めている – ID15091 [2020/05/23]
mRNAワクチンとは
mRNAワクチンは、核酸医薬であり、核酸のモダリティに分類される。モダリティは、手段を意味しているので、以下のようなものが考えられます。
- 低分子合成品
- タンパク質
- 核酸
- ウイルス (AAV, Lentivirus, Adenovirus)ベクター
mRNAワクチンの優位性
mRNAの優位性について、COVID-19ワクチンとしてTranslate Bio社とmRNAを使って共同開発しているSanofi社のサイトから引用 source
- 核への侵入を必要とせずにタンパク質生産を開始できる
- DNAワクチンの場合は、核に入って、mRNAに転写させる必要がありますが、mRNAは、細胞質内でRibosomeによってタンパク質への翻訳が可能です
- 迅速な開発が可能
- タンパク質ベースやその他モダリティよりは、IT技術を駆使できれば迅速な開発は可能と思われます
- 非ウイルスを使用した低コストの製造と安全な投与
- 従来の生ワクチンや弱毒ワクチンなどと比較して、全くの無生物であること、それらに比べれば製造ステップは少なくてすみます
以下に、mRNAについて文献の内容から概説1)します。
mRNAワクチンは、体内に直接投与する。mRNAはタンパク質をコードする核酸であり、細胞質内に入り込むことができれば、細胞の機能を利用して、コードしたタンパク質が作られる。しかし、RNAは非常に分解されやすいため、医薬品化を達成した品目はない。DNAでは、染色体への相同組換の危険性を伴うが、mRNAではその危険性は全くない。
歴史的経緯
核酸医薬としての最初の報告は、1990年のScience論文です。動物の骨格筋に投与した実験例は2つ実施されました。
- プラスミドDNS (pDNA)
- mRNA
当初、適切な遺伝子導入試薬を使えば、培養細胞へのpDNAおよびmRNAを細胞に導入(in vitro)することができ、その結果、タンパク質を作らせることができた。しかし、動物の骨格筋への導入(in vivo)では、mRNAでは、タンパク質を作らせることができませんでした。その原因は、mRNAが生体内では、非常に不安定であるためでした。
最近のmRNAに関する研究・開発の成果は、アメリカ、ドイツが中心のようです。日本も頑張って欲しいと思います。
mRNAを医薬にするためには
- ARCA法 (anti-reverse cap analogues)の開発*1)
- コドン最適化
- 世界は、ITを駆使している分野です。ITが弱い日本で勝機があるのか疑問です。
- 免疫原性の制御 (メチル化核酸、シュードウリジン、などは、非開示のものも多い)
*1) DNA鋳型としてmRNAが作られますが、次ステップのmRNAからタンパク質をつくるには、mRNA5’末端にcap構造が必要であるため、mRNAにcapアナログを付加しなければ、医薬品にはなりません。しかし、cap構造の人工的な付加は、効率が低く50%程度でした。更に詳しくは、別文献を参照2)のこと。次章で述べていますが、これまでの研究では、Capの不要化も検討されているようです。
編集履歴 2020/05/03 はりきり(Mr) 2020/05/15 追記 (moderna社が先行するmRNAワクチン) 2020/05/23 追記 (CleanCap法) 2020/09/29 追記 (モダリティ) 2020/10/22 追記 (mRNAワクチンの優位性 ~ Sanofiサイトより引用)
mRNA医薬の構造
医薬品に仕上げるために行われた、重要な研究項目について、以下に示されています。図には、mRNA構造が示されています。翻訳領域であるORF3)と比較して、非翻訳領域である5’UTR, 3’UTRの配列4)の改変は、比較的自由度があります。
1. 5’ Cap
- Capの不要化
- 5’Capの一般的な機能wiki
- 核外輸送
- 5’-3’エキゾタクレアーゼ抵抗性と分解抵抗性
- 翻訳促進
- イントロンのスプライシング促進
2. 5’ UTR/3’ UTR
- mRNA輸送・翻訳など
3. DRF
- 翻訳効率
- 分解耐性
4. Poly A
- mRNA安定化
5. mRNA全体
- 免疫原性の低減化
図1. 治療用mRNAの構造
参考文献1), p.454参照。
mRNA医薬の方向性
mRNA医薬は、広義の遺伝子治療の範疇であるが、ホスト細胞のゲノムへの取り込みがないことは、大きなメリットである。そのため、比較的一般的な治療にも適用が考えられる。
- ワクチン
- Moderna (US)
- BioNTech (ドイツ)
- CureVac (ドイツ)
- GSK
- 非遺伝性の疾患全般
- 加齢変性疾患
- 外傷
課題
- mRNAワクチン
- 皮下投与であるため高性能なDDSは必要ない
- 標的細胞へのDDS
- 脂質ナノ粒子 (LNP, 非開示): 炎症反応の惹起がある。
- ポリマー粒子: 組織浸透性が優れている
- 免疫反応の低減化
ワクチン
一般的に、DDS併用でない場合、免疫賦活化作用が十分ではない。部分的にmRNAの二本鎖構造にして、抗原提示能と免疫賦活作用を併せ持つmRNAの開発も行われている。
mRNAワクチンで先人を切っているのは、米国のmoderna社です。詳しくは、以下の記事をご覧ください。
がんワクチン
- 液性免疫と細胞性免疫に適用可能
- 2017年、BioNTechのメラノーマワクチン(new-antigen mRNAワクチン)
- PD-(L)1阻害剤 (免疫チェックポイント阻害剤)との併用。BioNTechは、Genentechと共同で臨床試験実施。CureVacはEli Lilly, ModernaはMerckと併用の臨床試験を実施。
一般治療
- 成長因子 (overdoseが抑制できる)
- VEGF mRNA (心虚血疾患、二型糖尿病皮下投与、アストラゼネカ)
- 組織再生(徐放): 軟骨、椎間板
- シグナル
- 非分裂成熟細胞(脳神経系など)
- 酵素
- 遺伝性稀少疾患(酵素補充)
- 膜タンパク質
特許
天然の核酸分子の配列では、特許は取れない。
以上
参考文献
1) mRNA 医薬開発の世界的動向, 医薬品医療機器レギュラトリーサイエンス
mRNA 医薬開発の世界的動向, 医薬品医療機器レギュラトリーサイエンス，PMDRS，50(5)，242 ~ 249(2019)
http://nats.kenkyuukai.jp/images/sys/information/20190717095649-6ABC2FA50410294C82EBEF7D74463510333BCF1FB717B3F864612BCB0CA9F6B2.pdf2) メッセンジャー RNA 医薬を実現する DDS 開発と疾患治療への応用
メッセンジャー RNA 医薬を実現する DDS 開発と疾患治療への応用、Drug Delivery System 31―4, 2016
https://www.jstage.jst.go.jp/article/dds/31/4/31_343/_pdf3) ゲノム解析とは
ゲノム解析とは – nite – より
ＯＲＦは、開始コドンと呼ばれる３塩基から始まり、終止コドンと呼ばれる３塩基で終わります。また、アミノ酸に対応するコドンも解読されており、ＯＲＦの推定はコンピュータを用いて行います。
https://www.nite.go.jp/nbrc/genome/description/analysis2.html4) 非翻訳領域
非翻訳領域 – wikipedia – より
https://ja.wikipedia.org/wiki/非翻訳領域5) mRNAサーベイランスとは
mRNAサーベイランスとは、大野研究室 分子細胞生物学 Cell Signaling – より
http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~ohnos/research/mRNA.html -
![[Vc] mRNAワクチンの優位性 (Morderna社) – 従来ワクチンとの比較 – ID15083 [2020/05/03]](data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAwAAAAIYAQMAAADgvRmPAAAAA1BMVEUAAACnej3aAAAAAXRSTlMAQObYZgAAAElJREFUeNrtwTEBAAAAwiD7p7bGDmAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAACQcyxgAAYPQWc4AAAAASUVORK5CYII=)
[Vc] mRNAワクチンの優位性 (Morderna社) – 従来ワクチンとの比較 – ID15083 [2020/05/03]
mRNAワクチンの優位性
最初に、核酸ワクチンと従来ワクチンとの比較で、核酸ワクチンが優位である点は、探索研究が必要ないこと、それが、最も大きな優位性です。病原となる関連物質の遺伝子配列を特定し、遺伝子組み換え技術を使って、適するモダリティに適応すれば、候補薬剤ができます。この部分が探索研究が必要ないと言っている部分です。従来ワクチンでは、その特定してから候補薬剤となるまでに、精製や免疫などが必要で、それが開発時間がある程度必要であるとして不利であると考えられます。
核酸ワクチンには、DNAワクチンとmRNAワクチンがあります。どちらも同じものと理解してはいけません。
Moderna社は、mRNAワクチンに注力する医薬品開発企業です。2017/03の同社ホワイトペーパーから、mRNAワクチンの優位性について概説します1)。
はじめに
感染症を予防するワクチンは、これまでで最大の医療革新でした。CDCは、過去20年間に与えられた米国の小児ワクチン接種により以下の多くを予防できたと推定しています。
- アメリカ人が3億2,200万の病気
- 2,100万人の入院
- 732,000人の死亡
- 2,950億ドルの直接費用
- 1.3兆ドルの社会的費用
たとえば、1963年に麻疹ワクチンが出現する前は、このウイルスは毎年500,000人の アメリカ人に感染し、48万人が入院していました。今日では、主に外国人旅行者による麻疹の症例は年間60例にすぎません。天然痘、ポリオ、ジフテリア、百日咳、はしか、おたふく風邪、 その他多くのワクチンも公衆衛生に多大な影響を与えてきました。
しかし、ワクチンの研究、開発、製造、およびデリバリーには革新の余地がかなりあります。
既存のワクチンのパラダイム
ワクチン接種の目的は、病原体（抗原と呼ばれる）そのもの、または一部分を少量で無害な用量により安全に事前曝露することで、免疫システムを構築することです。
これにより、将来実際の病原体に遭遇した場合、既に出来ている免疫システムは病気と戦うことができ、病気を防ぐことができます。
今日、私たちは25を超えるさまざまな疾患に対するワクチンを持っています。その形態は、
- 弱められた病原体
- 不活化された病原体
- 不活化毒素
- 病原体の部分サブユニット(構成するタンパク質)
- 病原体の部分サプユニットの複合体
などです。
これら従来のアプローチはすべて、長くて複雑で費用のかかる開発機関と生産期間を伴います。
- 対象となる病原体/抗原は、専用の細胞培養および/または発酵ベースの生産で増殖させてから、抽出、殺害、分離、精製。これには、長くて複雑で費用のかかるプロセスが含まれます。
- 従来のワクチンの中には、経験的に有効性を示します（それ、なぜ機能するかを知らずに）。有効な正確なメカニズムは、ワクチンが認可されて使用された後にのみ完全に解明される場合があります。百日咳（百日咳）などの一部のケースでは、まだ有効性のメカニズムを理解できていません。
- 特注品であるワクチンである場合、固有の製造プロセスや製造設備、などが必要です。さらに、これらの設備投資はワクチン承認の何年も前に行わなければならず、ワクチンが最終的に失敗してこの資本を 浪費する可能性があるというリスクも大きな課題です。ワクチン開発の持続的な活動が損なわれる要因となります。
- 既存のワクチンは、経験則によるところが多く、アジュバントを使用して、それらが誘発する免疫応答の種類を調整することを学んでいるだけです。
核酸ワクチン
核酸ワクチン、即ち、DNAおよびメッセンジャーRNA（mRNA）は、病原体が疾患を引き起こすために使用するタンパク質をコードするヌクレオチド配列（たとえば、「AAAGGCC …」）をコードしています。
これらのタンパク質は、免疫システムが認識する抗原として機能するという考えです。 このタンパク質のみでは、病原性はありません。これらのタンパク質には、病原性はありませんが、免疫応答を構築できるという訳です。
©2017 Moderna Therapeutics
https：//www.fda.gov/BiologicsBloodVaccines/Vaccines/ApprovedProducts/UCM093833このアプローチには、従来のワクチンに比べて利点があります。
- これらの抗原の多くはすでに特定されているため、発見段階は非常に迅速です。 発見も小動物モデルでの重要なコンピュータ内（コンピュータベース）の抗原設計とワクチンの迅速なテストが可能です
- 生産は標準化されています。 それは、病原体または標的特異的細胞培養または発酵などの製造工程も含まない(化学合成による製造と考察される)。 ワクチンを育てる必要はありません。 その結果、単一の施設ですべてのmRNAワクチンを製造でき、単一のプロセス、資本設備、労働力を効率的に利用できます。
- ワクチンは、免疫系が認識する方法で自然のウイルス感染を模倣します。 それは筋肉と免疫細胞に送達され、実際の感染時に体の細胞内のウイルスDNA / mRNAを使用して行うのと同じようにヌクレオチド配列を処理します（ただし安全）。
- さらに、ワクチンはDNAまたはmRNAであるため、標準化されたプロセスで、より正確に制御されたステップで製造することができます。 これにより、生産がより速く、より安くなり、バッチ間のばらつきによる不必要なバッチ損失の影響を受けにくくなります。 mRNAワクチンとDNAワクチンは、モジュール性と標準化の両方において、従来のワクチンよりも格段に優れています。
- さらに、核酸ワクチンは、送達される抗原を正確に調整する能力に基づいて、腋生免疫と細胞免疫の間のバランスを調整する可能性があります。 このため、核酸ワクチンは、従来のワクチンアプローチでは対処が非常に難しい病原体に対処するように設計できます。
1. DNAワクチン
DNAワクチンの研究は30年前に始まりましたが、認可されたDNAワクチンはまだなく、ほとんどが第1相試験に残っています。
DNAワクチンに関連する主な課題は、それらが細胞核（2つの膜を通過する、細胞質と核）を貫通する必要があることです。 次に、DNAは核でmRNAに転写されてから、細胞質に移動して抗原の産生を刺激する必要があります。 この中核となる複雑な経路は、多くの場合、DNAワクチンを送達するために、大量の投与と、電気ショックまたは金のミクロスフェアを使用して人の皮膚に投与する、しばしば痛みを伴う特別な送達デバイスの両方を必要とします。 核内に入ると、DNAワクチンは人のDNAを永久的に変化させるリスクがあります。
- DNAワクチンが機能を発揮するには、細胞膜と細胞核の2つの膜を通過しなければならない
- デリバリー技術が必要となる
- 細胞核内でゲノムに組み込まれるリスクがある
2. mRNAワクチン
現在、臨床試験には6つの予防的mRNAワクチンがあり、そのうち4つはModerna Therapeuticsによって実施されています。 これらのワクチンは、多くの欠点に対処しながら、DNAワクチンの利点（より速く、標準化された天然の抗原の発現と産生）を組み合わせています。 DNAワクチンとは異なり、mRNAワクチンは核に入る必要がなく、DNAに組み込まれるリスクもありません。また、タンパク質ワクチンに直接翻訳されます。 その結果、mRNAワクチンはDNAワクチンのたった1/1000の用量で済み、特別な送達装置を必要としません。
ヒトで強力な免疫を誘発する予防的mRNAワクチンの能力を示す最初に発表されたデータは、2017年4月の分子療法で発表されました。（Bahl et al。、2017）
すべての新しいワクチンと同様に、より大きく、より多様な集団における免疫原性の持続時間とmRNAワクチンの安全性プロファイルのレベルを確立するために時間が必要です。
しかし、mRNAワクチンの革新は、DNAワクチンを改善する機会を提供します。 これらのワクチンは身体とシームレスに作用し、実際の感染の危険なしに、自然の一連の曝露と防御を模倣します。 抗原の設計とデリバリーの正確さと標準化は、発見のスピードとコスト、開発のスピード、多くのターゲットが成功する確率、そして生産のスピード、コスト、適応性の点で、公衆衛生と商業上の利点をもたらします。
mRNAは私たちにワクチン接種の100年の歴史における新しいパラダイムを提供します。
- mRNAワクチンが機能を発揮するには、細胞膜を通過すればいい
- 特別なデリバリー技術は必要ない
- 細胞核内でゲノムに組み込まれない
- DNAワクチンの投与量と比較して1/1000程度で済む
The science of mRNA
Learn about messenger RNA’s role in human biology, the instructions it provides that direct cells in the body to make proteins, and why we believe mRNA medicines may have the potential to treat a broad array of diseases.Vaccine Excipient Summary
https://www.cdc.gov/vaccines/pubs/pinkbook/downloads/appendices/B/excipient-table-2.pdf
Excipients Included in U.S. Vaccines, by VaccinDocumenting Vaccination
https://www.immunize.org/askexperts/documenting-vaccination.aspVaccines Licensed for Use in the United States
https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/vaccines/vaccines-licensed-use-united-states参考文献
1)
mRNA Vaccine: Distuptive Innovation in Vaccination – Moderna, May 2017 –
https://www.modernatx.com/sites/default/files/RNA_Vaccines_White_Paper_Moderna_050317_v8_4.pdf編集履歴 2020/05/16 Mr.HARIKIRI 2020/08/19 追記 (USワクチン関連情報)
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![[WordPress] 広告プラグイン – Advanced Ads Pro (有料版)の応用機能(Header/Footerにコードを挿入) [2020/05/03]](data:image/png;base64,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)
[WordPress] 広告プラグイン – Advanced Ads Pro (有料版)の応用機能(Header/Footerにコードを挿入) [2020/05/03]
充実する広告表示機能を応用
Advanced Adsプラグインは、Google Adsenseの対応に注力しているドイツ製のプラグインです。
今回は、Advanced Adsのホームページを元に応用できる機能について紹介します。
Header/Footerにコードをどのように挿入するか
専用のプラグインを使わなくても、Advanced Ads(有料版)を使用しているなら、その機能の応用でコードをどこにでも挿入することも可能です。
Advanced Adsで選べる「広告タイプ」は、7種類あります。
- プレーンテキストとコード
- ダミー
- リットコンテンツ
- 画像広告
- 広告グループ
- AMP
- アドセンス広告
今回紹介する内容は、「プレーンテキストとコード」を選択して「広告」を作り、Header/Footer部にコードとして「配置」を作れば、Header/Footer部にそのコードを自動的に挿入させることが可能です。
プレーンテキストとコード広告の作り方
もちろん、広告としてつくることもできますが、今回想定しているのは、以下のようなネットワークから指示されてコードをHeader/Footerに挿入する場合です。
- Google Search Console
- Google Analytics
- Google AdSense
- Bing Webmaster Tools
- Alexa
- Facebook,
操作方法
概略
先ず、広告を「プレーンテキストとコード」を選択して作り、配置を「Header」として作る。
- Advanced Ads → 広告(Ads) → 新しい広告
- 「タイトル」入力
- 広告タイプを「プレーンテキストとコード」にする
- 「次に」
- 「広告パラメータ」にコードを挿入
- 最低限、以上の設定で広告の作成を完了してします
- Advanced Ads → 配置 → 配置の新規作成
- 配置の種類を選択で、「</Head>」を選ぶ
- 名前を入力
- 広告又はグループを選択で、作成した広告を選択
- 新しい配置を保存↩️
以上で、自動的にHeader部にコードが挿入されます。
応用
挿入したいコードが複数ある
- 各コードに対応する広告の作成を作成
- 各コードの広告をグループ化する
- グループを「</head>」に配置として作成する
まとめ
<head>..</head>への挿入は、プラグインを使用すれば可能ですが、Advance Ads(有料版)を使用している場合は、そのような挿入プラグインを無効化して、Advance Adsにまとめることが可能です。それによって、サイトはシンプルになり、プラグイン同士のコンフリクトも少なくなり安定性も向上します。
以上
履歴
2020/05/03 はりきり(Mr)
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[特許関連/記事紹介] 新型コロナウイルスに関する特許の概説記事から – ID15052 [2020/05/02]
記事へのリンクのみ
新型コロナウイルスの特許について、現状を踏まえて概説している記事です。特許の学習として実務的に参考になります。
SARS-CoV-2 Coronavirus and patents20 · 02 · 20 – ABGexperts – Irene Vázquez
https://abg-ip.com/coronavirus-patents/?cli_action=1588405272.673 -
[Edu] 間質という組織は間質液を蓄えていて、細胞も含めた体組織を衝撃から守る緩衝材になってい
間質とは
これまで、間質という組織構造については、正しく捉えられていなかったというお話です。
以下の論文には、間質は、いろいろな機能を持っているということから、「器官」として格上げの必要性を述べています。
- 間質や細胞は、コラーゲンで作られた網目構造の中にある
- 間質液の成分は何らかの状態情報を持っているかもしれない
- 間質に入り込んだ癌細胞は、自由に動き回れることが観察された
- これまで、組織の観察は、ホルムアルデヒドなどの固定により水分が除去された状態で行われていたため、実体像は分かっていなかった。
- 今回、共焦点レーザー内視鏡で患者の胆管を観察している際に間質液に満たされた間質を発見した。その他、肺、腎臓、筋肉、胃などに存在している。
以上
人体で最大の「新しい器官」は、なぜいまになって“発見”されたのか , 2018
https://wired.jp/2018/04/04/found-a-new-human-organ/ -
[Vc] 核酸ワクチンとは DNAワクチンとmRNAワクチン – ベクターワクチンとの違い – ID15040 [2020/09/10]
ID15040
核酸ワクチン
ワクチンの目的は、病原性の抑制に直接的/間接的に関わるタンパク質に対する抗体の誘導である。核酸ワクチンには、DNAワクチンとRNAワクチンがあり、目的タンパク質の遺伝子コードに関わり長所/短所が存在する。製造し易さ、ワクチン能力に関わる投与量は製造規模に影響する。副作用の問題も加味して、それぞれの目的に応じて選択される。
核酸ワクチンでは、従来のタンパク質性ワクチンでは無く、目的のタンパク質の設計図である遺伝子を使う。遺伝子には、DNA(特にplasmid DNA; pDNA)とmRNAがあり、それぞ長所/短所がある。よく似たアプローチとして、ベクターワクチンという種類のものもある。これらは、それぞれ異なるモダリティである。
- 核酸ワクチン
タンパク質の設計図であるDNAやmRNAそのものを体内に注入して、細胞内に到達した時には、それが遺伝子をコードしているタンパク質を作らせ、それを異物として認識されることで、免疫抗体が作られる - 核酸の保護剤
核酸(DNAやmRNA)をLNP*1でナノパーティクルにすることで、目的の遺伝子を細胞内に導入し易くさせる。これはをDrug Delivery System (DDS)と言い、mRANの送達技術の進歩によりmRNAを使用した医薬品開発が進展してきている。Precision NanoSystems Inc.の mRNA-LNP技術については、下記、「関連記事」参照 - 参考 : ウイルスベクターワクチン
ウイルスの病原性を欠損させて、細胞への感染機能により細胞内に到達させ、タンパク質をコードする遺伝子を細胞内にリリースさせることができる。日本では、阪大の仙台ウイルス・ベクター(下記参照)、世界では、AstraZenecaのAdenovirus Vector vaccine などがある
- ADE
ワクチンの副作用として知られる、ワクチン接種後の抗体依存性感染増強（Antibody Dependent Enhancement：ADE）は、症状を悪化させる副作用であり、ワクチン開発にとって重要な評価項目である 参考SOURCE:NIKKEI
導入された遺伝子は、コードされたタンパク質を産生する。このタンパク質が細胞外に分泌されて、免疫系が働けば、その結果としての抗体が産生される。核酸ワクチンでは、ウイルスベクターワクチンと比較して、液性免疫は起こるものの、細胞性免疫があまり期待ができないこと言われており、メリットでありデメリットである。細胞性免疫があれば、より強固にワクチン効果を期待できる。反面、ウイルスベクターワクチンでの細胞性免疫が生じ安いということは、何回も免疫をすることは、不要な免疫も生じることからデメリットでもある。
核酸には、DNAとmRNA
plasmid DNA (pDNA)、mRNA、いずれも細胞内に目的遺伝子を選ぶ事は可能です。
pDNAは、大元の設計図が含まれていて、これがmRNAに変換される幾つかのステップが必要です。RNAは、直接的に目的のタンパク質に変換されます。
高分子ナノテクノロジーが切り拓く 核酸医薬デリバリー Drug Delivery System 31-1, 2016 – 核酸医薬とDDS – より
https://www.jstage.jst.go.jp/article/dds/31/1/31_44/_pdfDNAワクチンとRNAワクチンのメリット/デメリット
DNAワクチン
- 文献4)
- 分解を受けにくい
- 一般的に組換え大腸菌により大量製造が容易
- (細胞内でタンパク質を作るには、いったんmRNAに変換されなければならない)
- 細胞のゲノムに組み込まれて(相同組換え)しまう危険性(癌原性のリスク)が全く無いわけではない。医薬品としては、その辺りの確認が重要となってくる。
- 抗DNA抗体が産生されやすかったり、不要な免疫活動が起こる
mRNAワクチン
- 文献1), 2), 3)
- 分解を受けやすい (ため、LNP*1 の技術が重要となってくる)
- 一般的に大量製造が難しい
- (細胞内に到達できれば、直接的にタンパク質の変換に使われる)
- 研究がこれまで進まなかったが、mRNAワクチンとして、moderna社が躍進していたが、Pfizer/BioNTech社の新型コロナワクチンが一番最初に世界に上市された
- 日本のRNAワクチンでは、仙台ウイルス(SeV)ベクターの開発が進んでいる3)
関連記事
編集履歴 2020/05/02 はりきり(Mr) 2020/05/08 追記 (作用機序、DNAワクチン開発状況) 2020/05/28 追記 (拡散には、DNAとmRNA)、訂正 2020/08/03 個別記事(DNAワクチン、RNAワクチン)のリンク追加 2020/08/06 修正 (混在していたベクターワクチンとDNAワクチンの説明を訂正) 2020/09/10 追記 (液性免疫と細胞性免疫について) 2021/02/24 文言整備
以上
参考文献
1) RNAワクチンの開発
RNA ワクチンの開発:感染症への応用 - 長谷川 護 (ディナベック)、バイオロジクスフォーラム 第9回学術集会
http://www.nihs.go.jp/cbtp/home/Biologics-forum/BF9/DrHasegawaM.pdf2) RNAワクチン
RNAワクチン
http://inewsletter-king-skyfront.jp/jp/research_highlights/vol-11-research01/
安全、効率的かつ汎用性に優れた新しいRNAワクチンの開発 –3) ベクターワクチン
ベクターワクチン
https://www.jstage.jst.go.jp/article/dds/22/6/22_6_636/_pdf
センダイウイルスベクターを利用した ワクチン技術の開発4) 新型コロナのDNAワクチン開発状況
アンジェス山田社長、新型コロナのDNAワクチンの開発状況を明らかに – 日経バイテク 2020
https://bio.nikkeibp.co.jp/atcl/news/p1/20/03/26/06735/5) DNAワクチン
DNAワクチン
https://iyakutsushinsha.com/2020/04/22/来春にも新型コロナ感染予防dnaワクチン実用化へ/
来春にも新型コロナ感染予防DNAワクチン実用化へ 森下竜一氏 （大阪大学大学院医学系研究科 臨床遺伝子治療学寄附講座教授）に聞く 20206) DNAワクチンの作用機序を解明
遺伝子（DNA）ワクチンの作用機序を解明, 2008, 科学技術振興機構報 第473号
https://www.jst.go.jp/pr/info/info473/index.html7) 新型コロナワクチンに適したモダリティはあるのか?
1章 新型コロナワクチンに適したモダリティはあるのか？, 2020 – 日経バイオテク –
https://bio.nikkeibp.co.jp/atcl/report/16/082400016/072000119/ - 核酸ワクチン
-
気になる企業 – Moderna – 新モダリティ(mRNA)・ワクチン (新型コロナウイルス) で駆ける / Phase IIIの中間結果では94.5%の有効性を示す – LNP製剤による2~8℃保存が可能である優位性 – ID15029 [2020/12/03]
Moderna
MODERNAは、いち早く、新型コロナウイルスのワクチン開発を進めているIT技術とFA(Factory Automation)を駆使する米国のバイオテクノロジー企業。
旧来の医薬品開発では達成できない、テクノロジーの連携を究極に進め、mRNAによる個別化医療(多品種-少量生産)モデルを追求している。感染症に対するmRNAワクチンでは、必要となる大量な需要に対しても余念がなく、外部CMOとしてLonzaと連携を発表している。
- 2020/11/08, 結局は、現時点でワクチン開発の先頭を走っているのは、Pfizer社です。グローバル治験で43,000人余りのPhase III試験で90%の予防効果があるとの中間結果を報告しました。Pfizerは米国から資金提供を受けていません。
- 2020/11/16, Phase 3の中間結果(95人実薬、90人プラセボ)、94.5%の有効性が示された。2020年末までに2,000人人分を提供する source
- 2020/10/22, 30,000人がPhase 3臨床試験に登録し、25,654人が2回目の投与を完了しましたsource
- 2020/07/28, NIHの一部機関NIAIDと共同開発している新型コロナウイルス・ワクチン(mRNA-1273)の臨床試験(Phase III, 30,000人, 2回 x 100μg/28日)が開始された source。来年からは、年間3億回の提供を予定する。
- LONZAとの製造提携により、20億回の提供も可能としている
編集履歴 2020/05/02 Mr.HARIKIRI 2020/06/03 追記(NorwoodのcGMP施設とビジネスモデル) 2020/07/28 追記(SARS-CoV-2ワクチンのPhase III clinical開始) 2020/10/22 追記(SARS-CoV-2ワクチン投与2回目完了は25,000にあまり) 2020/11/16 追記(SARS-CoV-2、Phase3中間報告では94.5%の有効性を示す) 2020/12/03 追記 (moderna社のrRNAワクチンはLNP採用による優位性)
技術力について
- さまざまな病気や症状に対応するmRNA医薬品の開発に邁進
- mRNAを医薬品にする技術を主軸 (mRNAテクノロジープラットフォーム)
- 数百人の科学者とエンジニアからなる専門チームを擁する
- モダリティsource : 1つの技術ソリューションで多くの (mRNA生物学、化学、製剤とデリバリー、バイオインフォマティクス、タンパク質工学)
- mRNA予防ワクチン 免疫応答性抗原 (9つのパイプライン)
- mRNAがんワクチン : ネオ抗原 (2つのパイプライン)
- mRNA腸内免疫腫瘍 : 抗癌T細胞応答 (3つのパイプライン)
- mRNAによる局所再生療法 : 標的組織 (VEGF-A)
- 全身分泌と細胞表面治療 : 抗体・酵素の補充 (3つのパイプライン)
- 全身の細胞内治療 : 細胞内酵素・オルガネラ特異的タンパク質 (3つのパイプライン)
- リサーチエンジンsource
- 数千の前臨床用mRNAの供給できる設備とデジタル技術
- 「ドラッグデザインスタジオ」は、 数日以内の迅速設計(ワクチンの抗原にふさわしい部分の特定など)と合成指示の連携
- 自動化された製造で迅速デリバリー
- 迅速なスクリーニング実験が可能
- 自社製造設備 sorce
- マサチューセッツ州ノーウッドには、Phase 2まで対応
- プロセス開発
- GLP (IND対応)
- 毒性研究
- 薬剤のヒトへの概念実証(PoC)対応
- マサチューセッツ州ノーウッドには、Phase 2まで対応
図2. リポソームにタンパク質を作らせる
特定のモダリティ内で、基本コンポーネントは、開発候補全体で一般的に同一です- 製剤、5 ‘領域、3’領域。コーディング領域のみが、潜在的な医薬品が細胞に生産を指示しているタンパク質に基づいて変化します。主要な課題
- 免疫システムを回避しながら、mRNAを標的組織および細胞に取り込む
- 免疫系が誘発された場合、結果として生じる応答はタンパク質産生が制限され、mRNA薬の治療効果を制限される
- mRNAが自然に生成されたとして、正しいタンパク質を生成するための指示を正確に読み取ることができるリボソーム
- 細胞がタンパク質を十分に発現して、目的の治療効果を得る
- 学際的なプラットフォームチームの緊密な連携による科学的および技術的な課題に対処
- 集中的な機能横断的なコラボレーションによるプラットフォームの高度化と患者への迅速なmRNA薬の提供
Modernaの強みを垣間見る
- 米国政府からの支援の速さと大きさ
- 2020/1/11 : 中国当局から新型コロナウイルス遺伝子配列を世界に共有
- 2020/1/13 : NIHとModernaは、mRNA-1273の遺伝子配列を選定し、NIAID(米国アレルギー感染症研究所)はPhase I 臨床用製造を開始、資金は、Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI)
- 2020/02/07 : Phase I用製剤が完成し、バッチリリース試験が始まった
- 2020/02/24 : NIHに製剤を提出
- 2020/03/04 : FDAは、NIHが申請していたINDの審査を完了し試験の許可を与えた
- 2020/03/16 : NIHの発表 (投与開始), シーケンスの決定から最初の投与までに63日で実行できた
- 2020/03/23 : Modernaによる「Current Report on Form 8-K」を用いた報告。緊急使用の可能性、製造能力拡大について、
- 2020/03/27 : NIHの発表 (アトランタ、エモリー大学でPhase I試験に健常成人ボランティアの登録:18~55歳)
- 2020/04/16 : BARDAから最高4億8,300万ドルの奨励金をModernaに供給されることを発表
- 登録ボランティア
- US, EU and オーストラリア
- >1,400人が登録
- モダリティ
- 複数のmRNAをワクチンとして組み込むことができる
- 製造設備
- 自社製造設備を持つ
- Lonzaとの戦略的提携により製造能力を10倍に拡大できる。技術移管が2020/06より開始され、製造設備がLonzaサイドではスイスやUSに建設される
- 製造能力
- worldwide
- 10億ドーズ/年, 50μg
- 製造(予定)
- Lonzaでのファーストバッチ: 2020/07
- 特許
- 100を超える特許と、それを補完するライセンスにより事業強度を高めているsource
Modernaのパイプライン
- 呼吸器感染関連のワクチン
- mRNA-1273 : 新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)ワクチン
- mRNA-1777 : RSVワクチン(高齢者)
- mRNA-1345 : RSVワクチン(幼児)
- mRNA-1653 : hMPV(ヒトメタニューモウイルス)及びパラインフルエンザウイルス3型(PIV3)ワクチン (Phase I, 2020/05/01)
- mRNA-1273 : 新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)
- Phase I試験は完了Source-NIH(2020/03/16~, 米国アレル感染症研究所によるIND: (25μg, 100μg, 250μg) x 18才から55才(45人) / 追加: 56才から70才と71才以上、合計3つのコホート), 2020/05/01
- mRNA-1851 : インフルエンザH7N9
- 母子感染関連のワクチン
- mRNA-1647 : サイトメガロウイルス(CMV)ワクチン (Phase II, 2020/05/01)
- mRNA-1893 : Zikaワクチン (研究段階, FDA Fast Track, 2020/05/01)
- 蔓延しているウイルス関連のワクチン
- mRNA-1189 : Epstein-Barrウイルス(EBV)ワクチン
mRNA-1273について
新型コロナウイルスのワクチン
mRNA-1273は、 米国アレルギー研究所の ワクチン研究センター（VRC）の研究者と共同で モデルナが選択した、スパイク（S）タンパク質の融合前安定化型をコードするSARS-CoV-2に対するmRNAワクチンです。
感染症 （NIAID）、NIHの一部。Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI)から資金提供された最初の臨床バッチは、2020年2月7日に完了し、分析テストを受けました。
シーケンス選択から42日後の2月24日にNIHに出荷されました。mRNA-1273のNIAID主導の第1相試験の最初の参加者は、シーケンスの選択から第1相試験の投与まで63日、3月16日に投薬されました。SARS-CoV-2に関するこれまでの同社の作業の概要は、ここにあります。 。
NIAID主導の第1相試験について
mRNA-1273のオープンラベルのフェーズ1研究は、米国アレルギー感染症研究所によって米国で独自のInvestigational New Drug（IND）アプリケーションの下で実施されています。
2020年3月16日に開始されたフェーズ1研究は完了しました
元の3つの用量コホート（25 µg、100 µgおよび250 µg）における18歳から55歳までの45人の健康な成人ボランティアの登録 、追加の6つのコホートを：高齢者（年齢56から70）と高齢者（年齢71以上）の3つのコホート。
Moderna and Lonza Announce Worldwide Strategic Collaboration to Manufacture Moderna’s Vaccine (mRNA-1273) Against Novel Coronavirus, 2020/05/
https://lonza.com/news/2020-05-01-04-50自社施設
施設
- マサチューセッツ州ノーウッド
- 期間 2016/10~ 2018/07
- 2018/07以降、100以上の臨床製造パッチの実施
- >300人
- 200,000ft2 (更に220,000ft2の余力)
- MES (Manufacturing Execution System)から規制申請の統合
- 製造記録、データおよび自動化の統合
- デジタル管理システム
- 資材管理
- 製造の実行
- ラボ情報
- 製品のテストとリリース
- 規制申請情報のデジタル統合の保証
目的
- 原材料から臨床用の出荷を内製化
- 品質、速度、規模、コストの改善
- 貯蔵寿命
- INDのための属性試験の早期取得
- DP製造 (Phase I ~ Commercial)
機能
- プロセス開発
- 凍結乾燥研究→凍結から冷凍保存を可能にする
- Plasmid調製
- mRNA調製
- LNP調製
- FFF (formulation, fill, finish)
- QC
Make Engine 1 (for Pre-clinical)
- mRNA調製 (配列設計から製剤化) : ~4 weeks
- mRNA lots : 1,000/month
- amount : 1~1,000mg/Lot
- Experience : 23,500 batch since 2014
- Moderna Eco System : 追跡システム(材料~製造開始~配送)
- 製造性の最適化 : 人工知能、機械学習、独自アルゴリズム
Make Engine 2 (個別化医療)
- 患者のサンプル(Tissue sample: Tumor and Blood)から個別のmRNAを作る (Needle to Needle)
- 1つの製造バッチが1人の患者のために
- Personalized Vaccine Unit (PVU)
- 腫瘍サンプルのシーケンスからPersonalized Cancer Vaccine (PCV)を自動的に設計
- 独自のバイオインフャマティクク設計アゴリズムとリンクしたmRNAの自動製造
Make Engine 3 (臨床試験用資料の提供)
- 2つのcGMP施設(Norwood, Kembridge )
- デジタル統合された電子製造記録
- 冗長性のためにCMO委託製造
mRNAの剤型
ModernaのmRNAワクチンの剤型は、以下の文献の通りLipidNanoparticle (LNP)sourceを採用sourceしており、新型コロナウイルスに対するmRNAワクチンの保存が、2-8℃で30日間可能であり、Pfizer & BioNTechのmRNAワクチンの保存が-80~-60℃であることとの差別化に寄与している。医療機関においては、-80 ~ -60℃仕様のディープフリーザー保有率は極めて低い。
これまで、製造はCMOに頼ってきたが、自社の施設をNorwoodに建設、およびそのメリットについて。
BACKGROUND ON MODERNA MANUFACTURING WHY NORWOOD, 2020
https://www.modernatx.com/sites/default/files/Moderna_MFG_Digital_WhitePaper_Final.pdfLipid Nanoparticle Systems for Enabling Gene Therapies
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5498813/COVID-19ワクチンの各社の開発状況 (moderna, inovio, novavax, pfizer, など)
– ワクチン開発のお話（その２）：ワクチン製造方法とCOVID-19ワクチン開発状況 – 城西国際大学 看護学部 大森 直哉
https://www.jiu.ac.jp/features/detail/id=6587関連記事
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[用語] Btrfs; B-tree file system
ID15001
Btrfs; B-tree file system
FAT、NTFS、ext4などのファイルシステムと同様にコンピュータ・システムに使用されるストレッジ・ファイル・システムの1つ。Btrfsは、オープLinux向けのオープンソースソフトウェアで、高い拡張性と耐障害性を誇る。Synology製のNASの一部にも採用されており、データ保護に重点が置かれている。
- メタデータのミラー化とデータ可用性の向上
- メタデータとは
- ファイル構造
- ファイル名
- アクセス権
- ファイルの場所
- メタデータとは
- Btrfsファイル自己修復
- 従来のストレージシステムでは、データが壊れていても警告もされないし、アプリケーションに提供されてしまう
- Btrfsでは、データとメタデータのチェックサムを持っていて、読み込み処理において確認している。
- もしも、自動検出でチェックサムが壊れてれば、ミラーのメタデータで、ファイルの自動修復により復元する
- 対応RAIDボリューム
- RAID1
- RAID5
- RAID6
- RAID10
- F1
- SHR
- スナップショットとデータ保護
- Synologyのパッケージ・アプリでBtrfsの機能を利用可能
- SynologyアプリのDriveで容量効率化
- もしも、Btrfsを使えば、Driveのファイルバージョニング、履歴データの保管については、ext4の場合より容量を最大1/2に抑えることができる。
- バックアップの一貫性 (堅牢性)
- Btrfsでは、データを別の場所にコピーする場合、一旦、元データのスナップショットを撮ります
- その後、そのスナップショットを元にデータをバックアップ先にコビーします
- 従って、バックアップ中に元データに修正があったり、削除されても、バックアップ開始時点の状態がそのままコピーされます
- 共有フォルダへの容量割り当て
- Btrfs上に作る強要フォルダに予めその容量を割り当てることができます
- 共有フォルダ全体のクローン作成
- Btrfsで作成した共有フォルダは、ほぼ瞬時にクローンの作成が可能
- ウェブサイトのテストなどに便利です
Btrfs が大切なデータを保護する方法
https://www.synology.com/ja-jp/dsm/BtrfsBtrfs (B-tree file system)とは – IT用語辞典 e-Words –
https://www.google.co.jp/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwiDspac4MTuAhUKc3AKHVDrCKwQFjAQegQIFhAC&url=https%3A%2F%2Fe-words.jp%2Fw%2FBtrfs.html&usg=AOvVaw3hpmwMyCBLdKPeQ0rMelgQ - メタデータのミラー化とデータ可用性の向上
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[Synology] Universal Searchで必要な書類は速攻探せる – 集中的なHDDアクセスの原因を確認する
ID14937
Universal Search
Synology NASのDisk Station Manager (DSM)に付属している「Universal Search」は、「File Manager」と連携して、高速な検査を可能にしています。
Universal Searchが、インデックスを作りだすと、長時間のHDDアクセスが行われます。本当に、それが原因かどうかを確認する1つとしてUniversal Searchの状態を確認してみましょう。
以下の解説は、Universal Searchの環境設定画面を表示させて、「インデックス作成中」であることを確認します。
ディスクトップモードにして、左上の窓マークをクリックすると、インストールされているパッケージが表示されます(図1)。
DSM 図1. インストールしたパッケージ
パッケージセンターから「Universal Search」を選ぶと、以下のように「Universal Search」の初期画面が起動します。
「開く」をクリックすると環境設定画面が現れます(図2)
図2. Universal Searchの初期画面
Universal Search(図3上)の初期画面の右上メニューの歯車マークをクリックすると「環境設定」が面が現れます(図3中、下)。
現在、インデックスを作るように設定している共有フォルダのリストが、「インデックス付きフォルダ」に表示されています。
更に、ステータスには、「インデックス作成中」とあります。現在、インデックスの作成のため、HDDへのアクセスが集中的に行われていることが理解できます。
DSM 
図3. Universal Searchの環境設定画面でステータスの確認
以上
編集履歴
2020/05/27 はりきり(Mr)
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![[Vc] mRNAワクチンの優位性 (Morderna社) – 従来ワクチンとの比較 – ID15083 [2020/05/03]](https://harikiri.diskstation.me/myblog/wp-content/uploads/2020/05/0F0AAD8C-0954-4554-9660-6A7B42F6E1EA.jpeg)
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