感染症研究から食品の微生物学的分析まで、あらゆる分野の研究室において滅菌は不可欠です。細菌、ウイルス、病原菌、真菌を死滅させることを目的とした滅菌は、研究室内外における汚染物質の拡散を防ぎます。では、なぜ研究室において滅菌が重要なのでしょうか？ 滅菌の定義 まず、「滅菌」とは何か、そしてそれが実験室における意味とは何かを定義しましょう。米国疾病予防管理センター（CDC）は滅菌を以下のように定義しています。 「滅菌は、物品の表面または液体中のすべての微生物を破壊し、その物品の使用に関連する疾患の伝播を防ぎます。」CDCはさらに、「適切に滅菌されていない重要な物品の使用は病原体伝播のリスクが高いものの、適切に滅菌されていない重要な物品に関連する病原体伝播の記録は極めて稀です。これは、医療施設で使用されている滅菌プロセスに関連する安全マージンが広いためと考えられます。」と述べています。 要約すると、滅菌は病原体を殺し、汚染物質の拡散と伝染を防ぐ非常に効果的な方法です。 不妊症の測定 「滅菌」は白黒はっきりした言葉ではなく、確率で測定されます。これは滅菌保証水準（SAL）と呼ばれ、滅菌プロセス完了後に表面に残留する望ましくない微生物が1個でも存在する確率を計算します。基本的に、これは滅菌プロセスの有効性を推定するもので、10−nで表されます。 滅菌について理解が深まったところで、なぜそれが実験室で重要なのかを見ていきましょう。すべての実験室が厳格な滅菌プロトコルを遵守しなければならない根本的な理由は2つあります。以下にその両方を概説します。 病原体の拡散を防ぐ 滅菌の重要な役割は、病原体を殺し、拡散と感染を防ぐことです。感染力の高い疾患やウイルスを扱う研究室では、滅菌は特に重要です。例えば、現在COVID-19を研究しているすべての研究室は、ウイルスが他の表面を汚染したり、研究室から漏れ出たりすることを防ぐために、厳格な滅菌プロトコルを遵守する必要があります。 実験室のサンプルと実験の完全性を保護する 滅菌は病原体の拡散を防ぐだけでなく、研究室での研究の完全性を守る上で重要な役割を果たします。厳格な滅菌プロセスが整備されていないと、サンプルや実験間での交差汚染のリスクが生じ、研究や結果に悪影響を与える可能性があります。 病原体に汚染された材料やサンプルを保管および収容するために使用されるバイオセーフティキャビネット (BSC) は、滅菌に関しては独自の要件を持つ実験室用製品です。

高校や大学から最先端の研究センターまで、世界中の研究室ではピペットが欠かせない存在です。小型ながらも非常に実用的なこの器具は、様々なサイズ、デザイン、容量があり、用途に応じて使い分けられています。以下では、研究室でピペットを使用するためのベストプラクティスをご紹介します。また、器具の歴史、ピペットの種類、実験器具の用途など、ピペットに関する重要な情報もご紹介します。 実験室用ピペットとは何ですか? 実験室用ピペットは、科学者が液体を安全かつ正確に移送するための専用ツールです。生物学、化学、医学の研究室で広く使用されているピストン駆動式のピペットは、注射器に似ており、基本的な一体型のガラスピペットから高度な電動ピペットまで、様々なデザインがあります。精度と精密さはデザインによって大きく異なるため、研究室はそれぞれのニーズに基づいてピペットを選択します。手動で操作するピペットもあれば、自動技術を搭載したピペットもあります。 実験室のピペットはどのように機能しますか? ほとんどの実験室用ピペットは、液体保持チャンバー上部の空気圧を利用して液体を吸い上げ、排出します。この空気置換型は手動ピペットと電動ピペットの両方に採用されており、チップを液体表面のすぐ下に挿入します。その後、プランジャーへの圧力が解放され、液体がチップに吸い上げられます。液体を排出するには、プランジャーに圧力を加え、液体をチャンバー内から押し下げてチップから排出します。 実験室用ピペットの歴史 ピペットの概念は1世紀以上前から存在していましたが、最初のマイクロピペットが特許を取得したのは1957年でした。このピペットは、業界をリードする実験器具メーカーであるエッペンドルフの創業者であるドイツの科学者、ハインリッヒ・シュニットガー博士によって開発されました。シュニットガー博士は1961年に商業生産を開始し、エッペンドルフのマイクロピペットは世界中の研究室で急速に人気を博しました。 アメリカの発明家ウォーレン・ギルソンと生化学教授ヘンリー・ラーディも、可変式マイクロピペットの開発で知られています。様々なサイズと容量の組み合わせが可能な可変式マイクロピペットは、実験室における柔軟性を高めます。 マイクロピペットとマクロピペット 精密さを重視して設計されたマイクロピペットは、科学者がマイクロリットル単位の液体を正確に抽出、輸送、分注することを可能にします。マイクロピペットの容量は1～1000マイクロリットルです。マクロピペットはより大量の液体を扱うために設計されており、容量は0.25～5mLです。 ラボ用ピペットの種類 数十年にわたり、メーカーは特殊な用途向けに様々なピペットを開発してきました。今日では、ピペットには様々なデザインがあり、精度と正確性はモデルによって大きく異なります。以下に、研究室でよく見られるピペットをいくつかご紹介します。 1.シングルチャンネルピペット 可変容量エアーディスプレイスメントピペットとも呼ばれるシングルチャンネルピペットは、非常に汎用性が高く、様々な用途に使用できます。ほとんどのピペットは0～2500マイクロリットルの広い容量範囲に対応しています。用途に応じて、科学者は容量可変型または固定容量型のシングルチャンネルピペットを選択できます。 シングルチャンネルピペットは小型でコンパクトなため、コニカルチューブやフリップキャップ容器といった小型のソース容器やデスティネーション容器に最適です。小型容器に使用できるコンパクトさに加え、シングルチャンネルピペットはトラフやウェルプレートにも適しています。 高品質のシングルチャンネルピペットは、効率性だけでなく人間工学にも優れ、ユーザーエクスペリエンスを可能な限り直感的で快適なものにするように設計されています。これにより、反復運動障害のリスクを最小限に抑え、精度と精密度の両方を向上させることができます。 シングルチャンネルピペットはコンパクトで使いやすいですが、一度に1つの液体サンプルしか移送できません。そのため、複数回の移送が必要な場合は、面倒で時間がかかります。 2.マルチチャンネルピペット マイクロプレートアプリケーションに最適なマルチチャンネルピペットは、小規模アプリケーションや反復的な作業に最適です。多くのマルチチャンネルピペットは8～12個のヘッドを備えており、1つのデバイスで複数の液体サンプルを移送できます。 マルチチャンネルピペットの大きな利点の一つは生産性です。この技術により、必要な個々の分注回数が大幅に削減されます。ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）、酵素結合免疫吸着測定（ELISA）、細胞培養研究に携わる科学者に多く利用されています。 マルチチャンネルピペットは確かに個々の移し替え回数を減らすことができますが、それでも手の疲労につながる可能性があります。そのため、多くのマルチチャンネルピペットにはスプリング式のチップが搭載されており、手のストレスを軽減し、反復性運動障害のリスクを最小限に抑え、実験室におけるピペットの機能性を向上させています。 3.電動ピペット 反復運動障害（反復性運動障害）は、研究室の科学者が遭遇する最も一般的なリスクの一つです。電動ピペットは、空気置換プロセスを自動化することで、この障害のリスクを最小限に抑えます。内蔵モーターを搭載した電動ピペットは、手動ピペットと同等の精度と精密さを提供しながら、身体的な負担はありません。電動ピペットは、試薬を異なる用量に分割するマルチディスペンシング（複数回分注）の際に特に便利です。 例えば、PCRマスターミックスを96ウェルプレートに移す科学者にとって、電動ピペットの使用は大きなメリットとなります。手動ピペットでは96回の移し替えが必要となり、作業者に大きな負担がかかります。一方、電動ピペットは、チップサイズや移し替える液体の量にもよりますが、移し替え回数を30%以上削減できます。電動ピペットは時間の節約になるだけでなく、手の怪我や疲労のリスクも最小限に抑えます。 内蔵モーターにより、空気の排出速度と分散力が調整され、バレル内の汚染を軽減し、気泡の発生を防ぎます。また、実験室の特定の作業に合わせて事前にプログラム設定できるため、効率が向上します。電動ピペットはチップ間隔も調整可能で、複数のサンプルを同時に移送できます。 4.マルチチャンネル電動ピペット マルチチャンネル電動ピペットは、複数のヘッドによる効率性と自動化による人間工学的な利点を兼ね備えています。この両方の技術を活用することで、マイクロプレートへの分注作業の効率を大幅に向上させることができます。多くの場合、作業完了に必要な時間は1分未満に短縮されます。 5.血清ピペット 組織培養や細胞培養の用途で使用される血清ピペットは、一般的にガラスまたはポリスチレンで製造されています。滅菌を重視する研究室では、耐久性のあるプラスチック製の使い捨てピペットが使用されることが多いです。血清ピペットは、1mLを超える液体の投与にも広く使用されています。 6.手動ステッパーピペット 最大5mLの吐出範囲を持つ手動ステッパーピペットは、基本的な作業や繰り返しの作業に最適です。ポジティブディスプレイスメント方式を採用しており、チャンバーを補充することなく、少量のサンプルを連続的に迅速に吐出できます。ポジティブディスプレイスメント方式を採用しているため、取り扱いが難しい粘性が高く揮発性の高い液体にも最適です。 適切なピペットの選択 実験室用ピペットを使用する際は、作業に適した機器を選ぶことが重要です。前述の通り、ピペットの性能と機能はモデルによって大きく異なります。ピペットを選ぶ際には、以下の点に必ずご留意ください。 1. 実験室におけるピペットの機能と、実施される作業の種類は直接関係しています。作業には正確さと精密さが求められるのでしょうか、それともスピードが重視されるのでしょうか？その答えによって、使用するピペットの種類が決まります。 2. 輸送する液体の種類は？腐食性があり、不適切なピペットを使用すると損傷する可能性はありますか？サンプルの粘度によって、使用するピペット実験器具も決まります。 3. セッション間のオペレーターの回復時間はどのくらいですか？高負荷の作業の場合、オペレーターは定期的に休憩を取ったり、30分ごとに同僚と交代したりする必要があるかもしれません。 4. 作業は反復的なものですか？もしそうなら、人間工学に基づいて設計されたピペットは、疲労を軽減し、精度や精密さを損なう可能性のあるエラーのリスクを最小限に抑えるため、効果的です。 5. 研究室で使用するピペットの種類は、予算によって大きく左右されます。電動ピペットは一般的に手動ピペットよりも高価なため、技術レベルが低い研究室でよく使用されます。 マニュアルを読む 陳腐に聞こえるかもしれませんが、研究室でピペットの最適な機能を使うには、マニュアルをよく読むことが不可欠です。ピペットはそれぞれ異なり、同じカテゴリーであってもモデルによって機能が異なる場合があります。研究室スタッフは皆、職場で利用可能なピペットの使い方を十分に理解しておく必要があります。ピペットを用いた実験器具の使用方法に関する深い知識は、精度、効率、信頼性の向上だけでなく、職場の健康と安全にとっても重要です。

細胞や培養物をインキュベーターに託すなら、適切に設計され、適切に機能する実験室用インキュベーターが、あなたの不安を軽減します。細胞や培養物は順調に成長し、汚染は少なくなり、メンテナンスもシンプルかつ容易になります。 現在、市場には様々なインキュベーターが販売されており、選択肢は多岐にわたります。そこで、いくつか重要な質問をさせていただきます。 CO2制御は必要ですか？ どのような温度設定点または範囲が必要ですか? どれくらいのスペース（チャンバーサイズ）が必要ですか？ ベンチトップ型、スタッキング型、フロア型のどれがお好みですか? どの程度の温度安定性と均一性が求められますか? 湿度コントロールが必要ですか？ 重力対流は適切ですか、それとも強制空気循環が必要ですか? 他にはどのような機能（除染サイクル、監視、アクセス ポート、内部ガラス ドア、銅製内装）が求められますか、または必要ですか? CO2インキュベーター 直熱式かウォータージャケット式か? 用途を考慮して、直熱式インキュベーターとウォータージャケット式インキュベーターのどちらを選ぶか決めてください。ウォータージャケット式は温度回復が速く、停電時でも温度を長時間維持できますが、高温除染サイクルは提供できません。直熱式インキュベーターは、ボタン操作で滅菌／除染ルーチンを実行できます。 TC センサーか IR センサーか? アプリケーションに最適なCO2センサーをお選びください。従来の赤外線センサーは応答時間が速いものの、価格が高く、頻繁に電球交換が必要になる場合があります。一方、熱電対センサーはより堅牢で、メンテナンスもほとんど必要ありません。 可変O2制御? 細胞を本来の環境または生体内の環境を模倣した環境で成長させる必要がある場合、酸素レベルを制御することで細胞をより速く、より健康的に成長させることができます。 汚染管理？ 最先端の汚染制御技術には、ISO 5 またはクラス 100 の空気を実現する HEPA フィルター、100% 銅製の内装、高温滅菌などがあります。 微生物インキュベーター 温度範囲は？ 室温（30℃）以下の温度が必要な場合は、低温インキュベーターまたは冷蔵インキュベーターを選択してください。30℃以上の温度が必要な場合は、標準インキュベーターまたは微生物インキュベーターで十分です。 重力か強制空気流か? インキュベーターには通常、対流式と空気流式の2種類があります。重力流式インキュベーターにはファンや空気を循環させる機構はなく、物理法則（熱い空気は上昇し、冷たい空気は下降する）に基づいて循環します。強制空気流式インキュベーターは、チャンバー全体の温度均一性を高めますが、時間の経過とともに乾燥効果をもたらす可能性があります。強制空気流式インキュベーターの中には、調整可能なファンを備えているものもあり、どちらの方式による悪影響も軽減できます。重力対流式モデルは、より手頃な価格で提供されています。 低温/冷蔵インキュベーター 冷却タイプは何ですか? 冷却はコンプレッサーまたは熱電素子/ペルチェ素子によって行われます。コンプレッサーを使用すると、ユニットの温度を0℃以下に下げることができます。ペルチェ素子はエネルギー効率がはるかに高く、冷媒も使用しませんが、購入費用が高くなる場合があります。 環境チャンバー 湿度コントロール？ 正確な湿度制御が必要な場合は、非常に特殊な制御環境を提供できる環境チャンバーの購入を検討してください。 その他の機能と考慮事項 内部ドア — 一部のインキュベーターには内部にガラス製のドアがあり、インキュベーターを完全に開けて温度に影響を与えずに内容物を見ることができます。 ポートとコンセント — インキュベーター内部でアクセサリ (撹拌プレートやシェーカーなど) を使用する必要がある場合は、アクセス ポートまたは内部コンセントを備えたユニットを選択してください。 サイズと設置場所 — インキュベーターは1.4立方フィートから40立方フィートまで、幅広い容量のものが揃っています。現在のスペースニーズを把握し、将来の成長や作業負荷の変化を考慮してください。スペースが限られている場合は、インキュベーターを固定式または移動式のベンチ、あるいは床に設置できます。積み重ね可能なユニットも選択肢の一つです。

実験室用冷凍庫または冷蔵庫の選び方 実験室用冷凍庫と実験室用冷蔵庫は、ワクチンの製造から患者の腕に注射されるまでの保管において重要な役割を果たしているため、マスコミの注目を集めています。Scientific American誌の報道によると、実験室用冷凍庫と実験室用冷蔵庫は「COVIDコールドチェーン」において重要な役割を果たしています。この記事では、コロナウイルスワクチンやその他の温度管理が重要な製品に適した実験室用冷凍庫または冷蔵庫の選び方について説明します。 実験室単位と家庭用単位の違い 研究室用の冷凍庫や冷蔵庫は、家庭用や業務用の冷凍庫に一般的に見られるものよりもはるかに厳しい基準を満たすように設計・製造されています。例えば、ワクチン、その他の医薬品、血液、血漿などは、効力の低下や腐敗を防ぐために、厳格な温度範囲内で保管する必要があります。 留意すべき重要なポイント これらおよびその他の温度に敏感な製品の適切な保管は、食品医薬品局 (FDA) などの組織や疾病予防管理センターなどの機関によって厳格に管理されています。 たとえば、ワクチンを不適切に保管すると効力が失われ、製品の損失と再接種の費用の両方で莫大なコストが発生します。 貴重な、またはかけがえのない生物学的標本の保管も、適切な温度管理が極めて重要であるもう一つの例です。 研究室の冷凍庫や冷蔵庫での不適切な保管によって発生するコスト（および潜在的な罰金）は、それらのコストの高さを十分に正当化します。 そのため、温度管理と日々の記録保存が非常に重要です。 実験室用冷凍庫および冷蔵庫のカテゴリー 実験室用冷凍庫は様々な基準で分類できますが、まずは温度性能から見ていきましょう。次に、その他の選定基準をご紹介します。 ほとんどのラボ用冷凍庫は通常-10℃から-25℃で動作しますが、モデルによっては例外もあります。低温冷凍庫は、モデルによって異なりますが、-25℃、-30℃、-40℃までの温度で動作します。 COVID-19ワクチンの保管における超低温モデルの必要性は、前述のScientific American誌の記事に代表されるように、報道でも頻繁に取り上げられています。繰り返しになりますが、超低温冷凍庫はモデルによって-40℃から-86℃まで設定可能です。 提案: 研究室用冷凍庫を購入する場合は、温度が低いほど多くの電力が必要になるため、必要な温度を実現できるものを選択してください。 研究室の冷蔵庫は通常、1⁰C ～ 10⁰C で動作します。 研究室用冷凍庫と冷蔵庫の5つの選定ガイドライン 次のセクションでは、研究室の冷凍庫または冷蔵庫を購入する際に考慮すべき点を見ていきます。 1. 温度記録と温度アラーム CDCは、実験室の冷凍庫と冷蔵庫の温度を1日2回手動で点検し、記録することを推奨しています。警報システムを考慮すると、これは冗長に思えるかもしれませんが、自動化された装置は誤作動を起こす可能性があります。実際にそのような事例が発生しています。 貴重なワクチン、医薬品、生物製剤を保管する際には、警報機能は極めて重要な機能です。最も基本的な実験室用冷蔵庫や実験室用冷凍庫であっても、オプションでデジタル温度計アラームを装備できます。これは、グリコールボトルに内蔵された内部センサーで構成され、ヒンジ側のドアガスケットを通して配線するか、オプションのセンサーアクセスポートを介して外部の制御・表示モジュールに接続します。 グリコールの目的は、ドアが開いたときなどの急激な温度変動にセンサーが反応しないように「絶縁」することです。 次のステップは、施設内の他の場所にいる担当者に警告するためのリモート アラーム コンタクトを備えた、デジタル音声および視覚による高温/低温アラームを内蔵することです。 オプションのアラーム内蔵USB温度データロガーは、NISTトレーサブルプローブを使用して、ユーザーがプログラム可能な間隔で室内温度を自動記録します。結果を読むには、USBフラッシュドライブをコンピューターに接続し、データをPCに転送して確認・アーカイブするだけです。 2. 容量要件を決定する 必要なユニットのサイズを計算することが重要です。過剰な容量はコストの増加につながるだけでなく、貴重なスペースを占有する可能性があるためです。例えば、CDCは60日分のワクチンを在庫として確保し、有効期限に注意しながら30日周期で補充用在庫を発注することを推奨しています。 3. 手動および自動霜取り式実験室用冷凍庫と冷蔵庫 手動霜取りユニットと自動霜取りユニットには重要な違いがあります。 自動霜取りユニットは、一般的に研究室や薬局で好まれています。ほとんどのモデルには、ユニット全体に冷気を循環させるファンが搭載されており、内部温度を均一に保ちます。一部のモデルでは、霜取りサイクルの頻度と時間をユーザーが制御できます。製品や水のボトルをユニット内に満たしておくと、コンプレッサーの作動やドアの開閉による温度変動を軽減できます。 手動霜取り式科学用冷蔵庫は、壁面のチューブを通して冷媒を循環させることで冷却します。内部の温度差によって冷気が循環します。手動霜取り式冷蔵庫にはファンによる強制空気循環がないため、空気の流れによる乾燥が許されない開放型容器での実験などに適しています。 自動霜取り機能付きの科学用冷凍庫は、その利便性から多くの研究室で好まれています。自動霜取り機能はメンテナンスを自動化し、霜取りサイクル中に別の冷凍庫を用意する必要がありません。一部の自動霜取り機能付き冷凍庫には、ユーザーが霜取りサイクルを制御できる機能が搭載されています。 手動霜取り式科学冷凍庫は、手動霜取り式冷蔵庫と同じ原理で動作します。内壁や凝縮器に付着した氷は、霜取り作業中は内容物を保管するための代替冷凍庫スペースを確保するなど、計画的に除去する必要があります。 4. 実験室用冷蔵庫/冷凍庫の組み合わせはどうですか? 一般的に、独立型の科学用冷蔵庫と独立型の科学用冷凍庫は、単一のコンデンサーを備えた複合型冷蔵庫・冷凍庫よりも優れた温度制御を維持します。厳密な温度制御が重要な場合は、この点を考慮する必要があります。 しかし、限られたスペースと冷蔵と冷凍の両方の機能を必要とすることから、科学的な冷蔵庫と冷凍庫を組み合わせたユニットが適しています。以下に3つの設計構成を簡単に説明します。 最適な温度制御を実現するのは、各コンパートメントに専用のコンプレッサー、サーモスタット、そして外部ドアを備えたラボ用冷蔵庫／冷凍庫の組み合わせです。このタイプのコンボモデルは、温度に非常に敏感な製品を保管する場合におすすめです。 温度にそれほど敏感でない製品を保管するための低コストの選択肢として、両室に1台のコンプレッサーを搭載した実験室用冷凍冷蔵庫があります。両室はそれぞれ独立した外部ドアを備え、温度調節も個別に行うことができます。冷凍室からの冷気が通気口から冷蔵室に流れ込むため、両室の温度は完全に独立しているわけではありません。 スペースが限られている場合は、カウンター下またはカウンタートップの冷蔵庫／冷凍庫をご検討ください。これらの冷蔵庫／冷凍庫は通常、冷蔵室と内部に扉付きの冷凍室を備えた構造になっています。この場合、冷凍室には専用のサーモスタットは付いていません。 5. 実験室の冷凍庫と冷蔵庫の設置場所 これは、プロの大工の格言「二度測り、一度切る」を模倣したものです。あるいは、地下室でボートを作ったらドアに入らないことに気づいた男を模倣したものかもしれません。 科学用冷蔵庫および冷凍庫を購入する際に留意すべき点は次のとおりです。 ユニットの設置場所。十分なスペースがあり、電源コンセントが近くにあることを確認してください。専用コンセントが望ましいですが、延長コードは推奨されません。 カウンター下ユニットと独立型ユニットの違い。カウンター下ビルトインユニットは前面から換気するため、側面と背面にスペースを必要としません。独立型ユニットは、一般的に空気の循環のために側面と上部にスペースが必要です。独立型ユニットは、側面だけでなく、上部と前面も仕上げられています。モデルによっては、ビルトインユニットでも側面と上部が仕上げられている場合とされていない場合があります。 フルサイズユニットの側面、上面、背面のクリアランス。メーカーの仕様書にはこれらの要件が記載されています。例えば、デザインによっては数インチのクリアランスが必要な場合もあれば、サイドキャビネットや背面の壁にぴったりと収まる場合もあります。 [...]

COVID-19ワクチンの種類 現在、COVID-19ワクチンの開発ルートは5つあります。臨床試験に入っているアデノウイルスベクターワクチンと不活化ワクチンに加え、他の3つの技術ルートのワクチンも臨床試験に入っているところです。これら5つのワクチンの特徴は何でしょうか？ 1.不活化ワクチン 不活化ワクチンは最も伝統的かつ古典的な技術経路です。新型コロナウイルスを試験管内で培養し、不活化することで無毒化しますが、これらのウイルスの「死骸」は依然として体内に抗体を産生させ、免疫細胞にウイルスの出現を記憶させます。現在、中国では3つの不活化COVID-19ワクチンが臨床研究に入っています。そのうち、武漢生物製品研究所が開発した不活化COVID-19ワクチンは、臨床研究の第II相に入っています。 COVID-19ワクチンの種類 不活化ワクチンの利点は、製造方法が簡便かつ迅速で、安全性が比較的高いことです。急性疾患の伝染に対処するための通常の手段です。不活化ワクチンは非常に普及しており、中国で一般的に使用されているB型肝炎ワクチン、不活化ポリオワクチン、不活化日本脳炎ワクチン、三種混合ワクチンはすべて不活化ワクチンです。 しかし、不活化ワクチンには、高用量、免疫期間の短さ、単一免疫経路といった欠点もあります。最も深刻な欠点は、抗体依存性増強効果（ADE）を引き起こし、ウイルス感染を悪化させることです。深刻な副作用はワクチン開発の失敗につながります。 2. アデノウイルスベクターワクチン アデノウイルスベクターワクチンは、改変された無害なアデノウイルスをキャリアとして、新型コロナウイルスのSタンパク質遺伝子を搭載することでアデノウイルスベクターワクチンを作製し、体内の抗体産生を刺激します。Sタンパク質は、新型コロナウイルスがヒト細胞に侵入するための重要な「鍵」です。無害なアデノウイルスはSタンパク質の「帽子」をかぶり、「凶暴」なふりをすることで、体内に免疫記憶を生成させます。院士陳偉氏のチームが現在、第2相臨床試験を実施している新型コロナワクチンは、アデノウイルスベクターワクチンであり、比較的成熟したワクチン技術ルートです。 アデノウイルスベクターワクチンの利点は、安全性、高い効率、そして副作用の少なさです。このワクチンには成功例があり、院士陳偉氏と天津カンシノバイオテクノロジー株式会社のチームが独自に開発した組み換え型エボラウイルス感染症ワクチンも、アデノウイルスをベクターとして使用していました。 このワクチンにも欠点があります。組み換えウイルスベクターワクチンの開発では、「既存免疫」をいかに克服するかという点を考慮する必要があります。臨床試験に入った組み換え新型コロナウイルスワクチンを例に挙げましょう。このワクチンは5型アデノウイルスをキャリアとして用いていますが、ほとんどの人は成長過程で5型アデノウイルスに感染しています。体内にアデノウイルスベクターを中和できる抗体が存在する場合があり、それがベクターを攻撃し、ワクチンの効果を低下させる可能性があります。つまり、ワクチンの安全性は高いものの、有効性が不十分となる可能性があります。 3. 核酸ワクチン 核酸ワクチンには、mRNAワクチンとDNAワクチンがあり、Sタンパク質をコードする遺伝子、mRNA、またはDNAを人体に直接注入し、ヒト細胞を用いて人体内でSタンパク質を合成することで、抗体産生を刺激します。簡単に言えば、詳細なウイルスファイルを体内の免疫システムに渡すようなものです。米国モデナで第2相臨床試験が承認されたmRNA COVID-19ワクチンは、核酸ワクチンです。 核酸ワクチンの利点は、開発段階でタンパク質やウイルスを合成する必要がなく、プロセスが簡単で、安全性が比較的高いことです。核酸ワクチンは、ワクチンの研究開発における新しい技術であり、世界中で積極的に研究が進められています。現在、市場には核酸ワクチンは存在しません。中国では、一部の高官が、このルートの研究を行っています。 このワクチンの技術はあまりにも新しく、成功例もないため、開発プロセスのどこに落とし穴があるのか分かりません。産業的な観点から見ると、生産プロセス自体は複雑ではありませんが、世界のほとんどの国ではこの分野の基盤が比較的弱く、安定的かつ制御可能な大量生産サプライチェーンがまだ形成されていません。そのため、成功例がなく、ほとんどの国では大規模生産ができず、価格が高いため低所得国への普及が難しいという欠点があります。 4. 組み換えタンパク質ワクチン 組み換えタンパク質ワクチンは、遺伝子工学組み換えサブユニットワクチンとも呼ばれ、遺伝子工学の手法を用いて、新型コロナウイルスの抗原となる可能性が最も高いSタンパク質を大量生産し、人体に注入することで抗体産生を刺激する。これは、完全なウイルスを製造するのではなく、多くの新型コロナウイルスの主要構成要素を個別に製造し、人体の免疫システムに渡すことに相当する。中国は高品質・高純度のワクチンタンパク質の大規模生産技術を習得しており、これはワクチンを迅速に大規模に生産できる技術ルートである。 組み換えサブユニットワクチンの利点は、安全性、高効率、そして大規模生産です。この方法には成功例があり、より成功した遺伝子工学サブユニットワクチンはB型肝炎表面抗原ワクチンです。 組換えサブユニットワクチンの欠点は、適切な発現系を見つけるのが難しいことです。抗原性は選択された発現系によって影響を受けるため、ワクチンを調製する際には発現系を慎重に選択する必要があります。 5. 弱毒化インフルエンザウイルスベクターワクチン 弱毒化インフルエンザウイルスベクターワクチンは、市販承認済みの弱毒化インフルエンザウイルスワクチンをキャリアとして、新型コロナウイルスのSタンパク質を運び、人体に共刺激を与えて両ウイルスに対する抗体を産生させるものです。簡単に言えば、このワクチンは低毒性インフルエンザウイルスが新型コロナウイルスのSタンパク質の「帽子」をかぶって形成された融合ウイルスであり、一石二鳥の効果があり、インフルエンザと新型コロナを予防できます。新型コロナ肺炎の流行とインフルエンザが重なると、その臨床的意義は非常に大きくなります。弱毒化インフルエンザウイルスは鼻腔に感染しやすいため、このワクチンは点鼻のみで接種できます。 弱毒化インフルエンザウイルスベクターワクチンの利点は、1 つのワクチンで 2 つの病気を予防できること、ワクチン接種の頻度が少なくて済むこと、ワクチン接種方法が簡単であることなどです。 生弱毒ウイルスワクチンは非常に重要なワクチンです。私たちが通常使用している一般的な弱毒生ワクチンには、日本脳炎生弱毒ワクチン、A型肝炎生弱毒ワクチン、麻疹生弱毒ワクチンなどがあります。しかし、生弱毒ワクチンの欠点は、開発プロセスが長いことです。 この技術的ルートは、長期にわたるウイルス培養と継代弱毒化およびスクリーニングを必要とするため、新型コロナウイルスを直接ワクチンに弱毒化するものではなく、弱毒化したインフルエンザウイルスワクチンをキャリアとして使用することに留意する必要があります。、新型コロナウイルスの病原性Sタンパク質をバイオエンジニアリングの方法で弱毒化したインフルエンザウイルスワクチンに移行することで、ウイルスの培養、継代、弱毒化、スクリーニングにかかる時間を大幅に節約できます。 ワクチン開発の難しさは何ですか？ 新型コロナウイルス肺炎ワクチンの研究開発は多くの困難と障害に直面しています。 難しさ1：新しいウイルスを認識する 新しいウイルスに打ち勝つには、科学者はまずそれを認識し、理解する必要があります。新型コロナウイルスは、過去18年間で種間伝播により大規模なヒト感染を引き起こした3番目のコロナウイルスです。以前の2つはSARSとMERSです。 類似ウイルスの研究経験は、新たなウイルスへの理解を深めるのに役立ちます。残念ながら、特定の種類のコロナウイルスに対するワクチンや治療薬は未だ開発されておらず、SARSやMERSにも特効薬や市販ワクチンは存在しません。他のウイルスと比較して、新型コロナウイルスの生物学的特性、感染プロセス、病原性、そして人体の免疫反応については、まだ解明されていない部分が多くあります。新型コロナウイルスを深く理解するには、今後多くの時間を要するでしょう。 しかし、SARSとMERSはコロナウイルスに対する理解を深めました。発生後、中国の科学者たちは新型コロナウイルスの遺伝子配列解析と株の分離を迅速に完了し、ワクチンの研究開発のための確固たる基盤を築きました。 難しさ2：ウイルスは変化する 新型コロナウイルスは高度にグリコシル化されたRNAウイルスであり、簡単に変形してワクチンの効果を失わせることができる。 糖鎖付加は、細胞や生体において重要な役割を果たしている、広範囲に及ぶ複雑かつ可変的なタンパク質翻訳後修飾です。一部の研究者は、一般的なエンベロープウイルスの糖鎖付加部位を比較しています。C型肝炎ウイルスは4～11箇所、インフルエンザウイルスは5～11箇所、エボ・プルウイルスは8～15箇所、HIVは20～30箇所もの糖鎖付加部位を有しています。 これらの糖鎖付加部位は、ウイルスが様々な変異を起こしやすくします。ウイルスが糖鎖付加されると、それは「偽装」に等しい状態になります。ワクチンを人体に注射した後に生成される抗体は、体内のウイルスを正確に識別できず、感染を予防できない可能性があります。HIVの糖鎖付加部位はインフルエンザウイルスの3～6倍であり、これがエイズワクチンの開発が遅れている主な理由の一つとなっています。 最新の研究によると、新型コロナウイルスは高度にグリコシル化された球状粒子であり、少なくとも66箇所のグリコシル化部位を持つ巨大な構造をしています。新型コロナウイルスのグリコシル化部位はHIVの2倍以上であり、ワクチン開発が極めて困難であることも意味しています。 難点3：ワクチンは人間に有害かもしれない 新冠ワクチンは人類がウイルスに対抗するための武器ですが、ADE効果によって、この武器がかえって人類への危害を深める可能性があります。ADE効果とは、病原体に感染した際に、本来の中和抗体ではウイルスのヒト細胞への侵入を阻止できないだけでなく、一部のウイルスは特異抗体の助けを借りて増殖・感染を拡大し、より深刻な病理学的損傷を引き起こすことを意味します。ADE効果は、デング熱ワクチンの数十年にわたる懸命な研究開発における主要な障害の一つとなっています。 科学者たちは、SARSワクチン開発のための霊長類実験でADEの影響を発見した。サルにSARSウイルスのスパイクタンパク質を発現する「組み換え型ワクチン-SARSワクチン」を接種し、その後SARSウイルスに感染させると、急性肺障害がかえって増加するという。 . 新型コロナウイルスとSARSウイルスのスパイクタンパク質構造や感染メカニズムが類似していることから、新型コロナウイルスワクチンにもADEのリスクがあり、ワクチン設計においては慎重に考慮し研究する必要がある。 しかし、この点に関して最近朗報がある。5月6日、中国の科学者らが率先して新型コロナウイルスワクチンの動物実験結果を、国際トップ学術誌「サイエンス」に発表した。論文は「SARS-CoV-2ウイルス不活化ワクチンの急速な開発」と題されている。研究者らは、動物実験用に精製された不活化新型コロナウイルスワクチン候補を開発し、高用量群のアカゲザル4匹では、喉、肛門、肺からウイルスが検出されず、感染後7日目にはADE（急性呼吸器疾患）も観察されなかった。 上記の3つの困難に加えて、新型コロナワクチンの開発には、ワクチン開発が成功する保証は誰にもないため、一つ一つ克服しなければならない予期せぬ困難が数多く存在する可能性があります。HIVはRNAウイルスです。ワクチンは1980年代から開発されてきましたが、これまでのところ成功していません。 しかし、中国の新型コロナワクチンの開発は現在順調に進んでおり、その研究開発成果に対する人々の信頼は依然として厚い。中国工程院院士の王俊志氏はかつて次のように明言している。「現在まで、中国のワクチンに関する5つの主要な技術方向は概ね順調に進展しています。中国の新型コロナワクチンの研究開発は、

これら5種類のワクチンの特徴は何でしょうか？ 不活化ワクチン 技術的ルート：不活化ワクチンは最も伝統的かつ古典的な技術的ルートです。新型コロナウイルスを体外で培養し、その後不活化して無毒化しますが、これらのウイルスの「死体」は依然として体を刺激して抗体を生成させ、免疫細胞に生きているウイルスの姿を記憶させます。 利点: 不活化ワクチンの利点は、製造方法が簡便かつ迅速で、安全性が比較的高いことです。急性疾患の伝染に対処するための通常の手段です。不活化ワクチンは非常に普及しており、一般的に使用されているB型肝炎ワクチン、不活化ポリオワクチン、不活化日本脳炎ワクチン、三種混合ワクチンはすべて不活化ワクチンです。 デメリット: しかし、不活化ワクチンには、接種量が多い、免疫期間が短い、免疫経路が単一であるといった欠点もあります。最も深刻な欠点は、抗体依存性増強効果（ADE）を引き起こすことがあり、ウイルス感染を悪化させる可能性があることです。これは深刻な副作用であり、ワクチン開発の失敗につながる可能性があります。 アデノウイルスベクターワクチン 技術的ルート：アデノウイルスベクターワクチンは、改変された無害なアデノウイルスをキャリアとして用い、新型コロナウイルスのSタンパク質遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターワクチンを作製し、体内の抗体産生を刺激します。Sタンパク質は、新型コロナウイルスがヒト細胞に侵入するための鍵となる「鍵」です。無害なアデノウイルスがSタンパク質の帽子をかぶり、凶暴なふりをすることで、体内に免疫記憶を形成させます。 利点: アデノウイルスベクターワクチンの利点は、安全性、高い効率性、そして副作用の少なさです。このワクチンには成功例があり、院士陳偉氏と天津康思生物科技有限公司のチームが独自に開発した「組み換えエボラウイルス感染症ワクチン」もアデノウイルスをキャリアとして利用していました。 デメリット: このワクチンには欠点もあります。組み換えウイルスベクターワクチンの開発では、「既存免疫」をいかに克服するかを考慮する必要があります。臨床試験に入った「組み換え新型コロナウイルスワクチン」を例に挙げてみましょう。このワクチンは5型アデノウイルスをキャリアとして用いていますが、ほとんどの人は成長過程で5型アデノウイルスに感染しており、体内にアデノウイルスベクターを中和できる抗体が存在する可能性があります。これがベクターを攻撃し、ワクチンの効果を低下させる可能性があります。つまり、ワクチンの安全性は高いものの、有効性が不十分となる可能性があります。 核酸ワクチン 技術的経路：核酸ワクチンには、mRNAワクチンとDNAワクチンがあります。Sタンパク質をコードする遺伝子、mRNA、またはDNAを人体に直接注入し、ヒト細胞を用いて人体内でSタンパク質を合成することで、抗体産生を刺激します。簡単に言えば、詳細なウイルスファイルを体内の免疫システムに渡すようなものです。米国モデナで臨床試験中のmRNA新型コロナワクチンは、核酸ワクチンです。 利点: 核酸ワクチンの利点は、開発段階でタンパク質やウイルスを合成する必要がなく、プロセスが簡便で、安全性が比較的高いことです。核酸ワクチンは、ワクチンの研究開発における新しい技術であり、世界中で積極的に研究が進められています。現在、ヒト用の核酸ワクチンは市場に出回っていません。 デメリット: このワクチンの技術はあまりにも新しく、成功例もないため、開発プロセスのどこに落とし穴があるのか分かりません。産業的な観点から見ると、生産プロセス自体は複雑ではないものの、世界のほとんどの国ではこの分野における基盤が比較的弱く、安定的かつ制御可能な大量生産サプライチェーンがまだ構築されていません。そのため、成功例がなく、ほとんどの国では大規模生産が不可能であり、価格が高いため低所得国での普及が難しいという欠点があります。 組み換えタンパク質ワクチン 技術経路：組み換えタンパク質ワクチン、別名遺伝子工学組み換えサブユニットワクチン。遺伝子工学の手法を用いて、新型コロナウイルスの抗原となる可能性が最も高いSタンパク質を大量生産し、人体に注入することで抗体産生を刺激する。これは、完全なウイルスを生産するのではなく、多くの新型コロナウイルスの主要構成要素を個別に生産し、人体の免疫システムに渡すことに相当する。 利点: 組み換えサブユニットワクチンの利点は、安全性、高効率、そして大規模生産です。この方法には成功例があり、中でも遺伝子工学サブユニットワクチンとして最も成功しているのはB型肝炎表面抗原ワクチンです。 デメリット: 組換えサブユニットワクチンの欠点は、適切な発現系を見つけるのが困難なことです。抗原性は選択された発現系によって影響を受けるため、ワクチンを調製する際には発現系を慎重に選択する必要があります。 弱毒化インフルエンザウイルスベクターワクチン 技術的ルート：弱毒化インフルエンザウイルスベクターワクチンは、市販承認済みの弱毒化インフルエンザウイルスワクチンをキャリアとして、新型コロナウイルスのSタンパク質を運び、人体に共刺激を与えて両ウイルスに対する抗体を産生させます。簡単に言えば、このワクチンは低毒性インフルエンザウイルスが新型コロナウイルスのSタンパク質の「帽子」をかぶって形成された融合ウイルスであり、一石二鳥の効果があり、インフルエンザと新型コロナを予防できます。新型コロナ肺炎の流行とインフルエンザが重なると、その臨床的意義は非常に大きくなります。弱毒化インフルエンザウイルスは鼻腔に感染しやすいため、このワクチンは点鼻するだけで接種できます。 利点: 弱毒化インフルエンザウイルスベクターワクチンの利点は、1 つのワクチンで 2 つの病気を予防できること、ワクチン接種の頻度が少なくて済むこと、ワクチン接種方法が簡単であることなどです。 デメリット: 生弱毒ウイルスワクチンは非常に重要なワクチンです。私たちが普段使用している弱毒生ワクチンには、日本脳炎生弱毒ワクチン、A型肝炎生弱毒ワクチン、麻疹生弱毒ワクチン、風疹弱毒生ウイルスワクチン、生弱毒水痘ワクチン、経口ロタウイルス生ワクチンなどがあります。しかし、弱毒生ワクチンの欠点は、開発プロセスが長いことです。 この技術的ルートは、長期にわたるウイルス培養と継代弱毒化およびスクリーニングを必要とするため、新型コロナウイルスを直接弱毒化してワクチンにするわけではなく、弱毒化したインフルエンザウイルスワクチンをキャリアとして使用することに留意する必要があります。、新型コロナウイルスの病原性Sタンパク質をバイオエンジニアリングによって弱毒化インフルエンザウイルスワクチンに移行することで、ウイルスの培養、継代、弱毒化、スクリーニングの時間を大幅に節約できます。