遺伝子治療：がん治療・検出・薬剤開発におけるイノベーションの解明

遺伝子を人間の治療ツールとして使用する歴史は約5十年にさかのぼり、医学における重要な転換点となっています。 

1972年に、遺伝子治療の概念が初めて治療法の一形態として検討されました。この画期的な考えは、ヒト遺伝性疾患に対する遺伝子治療？というタイトルの論文で、T Friedman と R Roblin によって Science誌に掲載されました。

その論文で著者らは「遺伝子治療は将来的にいくつかのヒト遺伝性疾患を改善できる可能性がある」と主張し、「遺伝子治療技術の開発に向けた研究を継続すべきだ」と呼びかけました。この研究呼びかけが遺伝医学の新時代の始まりとなりました。

実際、最初のヒト遺伝子治療臨床試験が行われるまでにさらに18年かかり、1990年に実施されました。この試験は重要な前進であり、さらなる進歩への道を開きました。2003年には、ヒトゲノム計画が完了しました。 

1990年10月に開始され、2003年4月に完了したヒトゲノム計画は、ヒトゲノムの最初の配列を生成したことにより、人類史上最大級の科学的成果の一つとされています。 

この科学的進歩の流れに続き、中国は頭頸部がん治療のための最初の遺伝子治療を承認し、別のマイルストーンを達成しました。

この開発は本稿で取り上げる治療可能性の出発点となるため、詳細を見ていきましょう。 

がんに対して最初に承認された遺伝子治療製品

2003年、中国食品薬品監督管理局（CFDA）は、深圳市シビノ・ジーンテック社が開発した組換えヒトp53 アデノウイルス「Gendicine」を承認しました。これは頭頸部がん治療用の遺伝子治療製品として商業市場に投入されました。この治療は、低侵襲の腫瘍内注射、または腔内・血管内注入によって投与されます。 

最初の12年間の治療実績を検証した科学的レビューによると、同社は41バッチ、169,571バイアルのGendicineを製造しており、重大な副作用は報告されていませんが、患者の50〜60％でベクター関連の一過性発熱が数時間続くことが確認されています。 

その後の遺伝子治療臨床試験

中国の遺伝子治療試験の成功に続き、さらなる進展が続きました。2005年には、AAVベクター技術を用いた血友病Bの最初の遺伝子治療試験が開始されました。 

AAVベクターは、エンベロープを持たないウイルスを利用して、遺伝子材料を安全に標的組織や細胞へ輸送・導入するために設計されたバイオエンジニアリングツールです。その後、2017年に米国は失明を引き起こす遺伝性疾患に対する最初の遺伝子治療を承認しました。 

この分野でさらなる科学的進歩が期待される中、遺伝子ベースの治療は、さまざまながんによる重篤な悪性腫瘍の治療に新たな地平を切り開くことは明らかです。 

しかし、この領域に深く踏み込む前に、遺伝子工学、ゲノム、ゲノミクス、ゲノムシーケンシングといった、遺伝子ベース治療に関連する用語の意味を理解しておくことが重要です。 

遺伝子工学とは何か？

米国国立ヒトゲノム研究所は、遺伝子工学を「実験室ベースの技術を用いて生物のDNA構成を変更するプロセス」と定義しています。 

DNA構成の変更はさまざまな方法で行われ、単一塩基対の置換、特定領域の削除と新セグメントへの置換、あるいは種間での遺伝子導入などが含まれます。この柔軟性により、遺伝子工学はがん治療ソリューション提供者にとって不可欠なツールとなっています。

ゲノミクスとは何か？

ゲノミクスは遺伝子を研究対象とし、個人の全遺伝子が相互に、また環境とどのように相互作用するかを理解することに焦点を当てた学問です。この分野はDNA、細胞、ヒストン、ヌクレオソーム、染色体など多様な要素を深く研究します。「ゲノミクス」という語は「ゲノム」から派生し、これは生物の全DNAセットを指します。ヒトのすべての細胞は、約30億塩基対のフルセットコピーを保持しています。

ゲノミクスとCRISPRへの投資に関する全情報はこちらをご覧ください。

ゲノムシーケンシングとは？

ゲノムは遺伝暗号であり、個々の生物を他と区別する役割を果たします。人間の指紋がそれぞれ異なるように、すべての生物は独自の遺伝暗号を持っています。したがって、ゲノムシーケンシングは細菌、植物、哺乳類など、各生物の独自の識別パターンを認識する手段です。 

ゲノムシーケンシングは、次の4つの主要要素から構成されます： 

• DNA切断（シアリング）
• DNAバーコード化
• DNAシーケンシング
• データ解析

これらの遺伝子検査ツールが長年にわたって開発された結果、科学・医療コミュニティはがんを含む生命を脅かす疾患の治療に大きな成功を収めています。次のセクションでは、遺伝子ベースのアプローチががん検出と治療にどのように貢献しているかを見ていきます。 

がんの脅威：すべての疾病の皇帝

インド出身の米国医師・腫瘍学者シッダールタ・ムカジーは、2010年の著書でがんを「すべての疾病の皇帝」と呼びました。この表現は、がんがもたらす影響の大きさを考えると今なお的確です。米国がん協会は、2022年に米国だけで約200万件の新規がん症例と60万件以上のがん死亡が報告されたと推定しています。 

別の2020年の研究によると、肺がんが世界で最もがん死亡原因となっており、推定死亡者数は180万人（全死亡の18％）です。次いで大腸がん（9.4％）、肝臓がん（8.3％）、胃がん（7.7％）、女性の乳がん（6.9％）が続きます。 

さらに懸念すべきは、2020年レベルと比較して2024年までにがんの全体負担が47％増加すると予測されている点です。2040年には2840万件のがん患者が見込まれ、2020年の1930万件と比べて900万件以上増加すると見込まれています。 

これらの数字は深刻な状況を示しており、がんを早期に検出できる革新的な取り組みを強化することが不可欠です。医師が根本原因に十分に時間をかけて対処し、治療できるようにするためです。幸いにも、遺伝子ベースの取り組みがこの方向で前向きな結果を生み出しています。 

ゲノムシーケンシングを活用したがん検出・治療企業

1. SeekInCare

SeekInCareは、SeekIn Inc. が提供する血液ベースのマルチがん検出テストで、20種類以上のがんを検出可能です。この高度なソリューションは、細胞遊離DNA（cfDNA）からの全ゲノムシーケンシングを活用して診断能力を実現しています。 

米国疾病予防管理センター（CDC）によれば、全ゲノムシーケンシングは生物のゲノム中の塩基配列を決定する実験室手法です。塩基は生物のユニークな遺伝情報を構成します。 

研究者は617人のがん患者を対象にテストの有効性を調査し、顕著な結果を得ました。感度は65.5％、特異度は97.9％で、がんのステージが高いほど感度が上がることが示されました。ステージIで46.9％だった感度は、ステージIVでは81.8％に上昇しました。

実世界での前向き研究（1203人の患者）では、感度60.0％、特異度96.1％が得られました。 

2018年初頭に設立されたSeekIn Inc. は、血液ベースのパンクがん早期検出に注力するバイオテック企業です。がんの早期検出により死亡率を15％削減できると考えています。 

SeekInCareに加えて、SeekInCure と SeekIn Clarity というソリューションも提供しています。SeekInCure はがん再発のモニタリングと術後がん患者のリスク評価を行い、患者のcfDNA中のがんゲノム変異を監視します。 

SeekInClarity は治療反応のモニタリングに役立ち、浅層全ゲノムシーケンシング（sWGS）データを用いてパノラマがんゲノムをマッピングします。 

本社は中国にあり、非上場企業として、2018年にGreen Pine Capital Partners と別の投資家からエンジェル資金を受けました。資金額は非公開です。 

2. Editas Medicines

Editas Medicine (EDIT ) は、遺伝子編集を活用してがんやその他の重篤な疾患向けの医薬品を開発しています。そのSLEEK 遺伝子編集手法により、がんの次世代細胞療法医薬品の開発が進められています。Editas は独自に設計した AsCas12a ニュークレアーゼを保有しており、誘導多能性幹細胞（iPSC）、T細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞への高効率・多遺伝子ノックインを実現しています。 

最近、Editas は2023年第3四半期決算を公表し、同期間の財務実績を示しました。2023年9月30日で終了した3か月間の協業・研究開発収益は500万米ドル超、9か月間の収益は1800万米ドル超となっています。

3. Beam Therapeutics

2022年12月、米国食品医薬品局（FDA）は臨床保留を解除し、BEAM-201の調査新薬（IND）申請を承認しました。この薬剤は再発/難治性T細胞急性リンパ性白血病（T-ALL）／T細胞リンパ芽腫性リンパ腫（T-LL）治療を目的としています。BEAM-201 は、Beam Therapeutics (BEAM ) が開発する、ベースエディティングによる精密遺伝子医薬品の一環である、抗CD7多重編集同種キメラ抗原受容体T細胞（CAR-T）候補です。 

2023年9月30日で終了した3か月間で、Beam Therapeutics Inc. は1,700万米ドル超のライセンス・協業収益を計上しました。9か月間の収益は6,100万米ドル超で、2022年最初の9か月間の4,100万米ドルと比べ大幅に増加しています。 

Beam や Editas といった上場企業ががんに対する遺伝子工学ソリューションのテストを行うだけでなく、学術機関や組織による研究も進行中です。多くの研究が将来的にがんの根本的な治癒やリスク低減に向けたエキサイティングな機会を提供すると期待されています。 

Beam Therapeutics と他の主要遺伝子編集企業 CRISPR Therapeutics の比較はこちらをご覧ください。 (CRSP )

膵臓がんの早期検出手法

米国、中国、韓国、日本の研究者チームは、膵臓がん細胞から血流中に放出される少量のRNA遺伝子材料（circRNA、円形RNA）を検出できるバイオマーカーパネルを開発・検証しました。 

研究者はゲノム全体の発現プロファイリング手法を活用し、患者サンプルの包括的レビューを実施して、circRNA に基づく膵臓がんバイオマーカーを発見しました。これにより、早期膵臓がん患者の腫瘍と正常組織標本を区別できるようになります。研究によれば、このテストは「堅牢な診断精度」を示しました。

HonorHealth Research Institute のがん研究部門ディレクターである Erkut Borazanci 医師は、この手法の重要性について次のように述べています：

「膵臓がんが早期に発見されれば、生存率は進行期に診断された場合に比べてはるかに高くなります。したがって、膵臓がんを検出する新しい方法の開発が強く求められています。」 

この手法は、そうした新しい検出法を開発するための正しい一歩です。

遺伝子ベースの発見とがん治療の未来

疑いなく、遺伝子は私たちの生理的存在の核心にあり、遺伝学研究の複雑さと重要性を強調しています。したがって、遺伝子を扱うには高度な手法が必要です。しかし、慎重に行われた遺伝子工学、ゲノムシーケンシング、その他の遺伝子ベース治療は、がんリスクを大幅に軽減する可能性を秘めています。

ただし、治癒だけでなく、がんを早期に検出することも重要です。早期発見ががんを根本から根絶する鍵となります。 

遺伝子治療主導の治療が長期的に成功するためには、いくつかの課題に対処する必要があります。サンプルに関する課題、次世代シーケンシング特有の課題、非悪性比較対象のシーケンシング、計算解析や変異解釈の障壁などが挙げられます。 

しかし、これらすべての課題は、研究機関、医師・腫瘍学者、医療センター、製薬企業間の革新的な研究と協働により効率的に解決できるでしょう。治療は非がん組織に影響を与えず、がんが短期的に治癒したとしても長期的に有害となり得る生理的変化を引き起こさないことが求められます。 

今後、がんに対する遺伝子ベース治療への研究開発資金がさらに流入し、世界中の製薬業界が投資を拡大すると予想されます。これは、対象範囲が非常に大きく、スケーラブルで安全なソリューションが必要であるため重要です。 

ベスト5のゲノムシーケンシング企業リストはこちらをご覧ください。