ごっとさんのブログ

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マラリアの重症化メカニズムを解明

2017-12-17 10:08:48 | 健康・医療
大阪大学の研究チームが、マラリアが重症化する仕組みを解明したと発表しました。

感染すると、患者の赤血球の表面に特定のタンパク質ができ、体内の免疫の働きを抑えてしまうようで、この発見でワクチンの開発につながる可能性があるといいます。

マラリアは日本では海外の旅行者が帰国して発症する程度で、年間数十人ぐらいでほとんど問題になっていませんが、世界では100か国以上で広がっており、最も死亡者数の多い感染症とされています。大部分はサハラ以南のアフリカにおける小児ですが、罹患者数は年間3~5億人とされ、150~270万人の死亡者があるとされています。

アフリカだけでなく、東南・南アジア、オセアニア、中南米と多くの国で発症しています。ヒトに感染するのは熱帯熱、三日熱、四日熱、卵形マラリア原虫の4種類の原虫です。いずれもハマダラカによって媒介され、蚊に刺されて感染します。

一般に熱帯熱マラリア以外の経過は良好ですが、熱帯熱マラリアはアフリカからのマラリア輸入症例の8割を占め、悪性で死亡例が非常に多くなっています。マラリアに対しては、有効なワクチンはなく、同じ人が何度も感染するため、マラリア原虫には免疫の働きから逃れる性質があると考えられてきました。

研究チームは、重症化を引き起こす「熱帯熱マラリア原虫」に感染した赤血球にできる様々なタンパク質に着目しました。このうち「リフィン」というタンパク質が、免疫細胞にある受容体に結合して、免疫細胞からの攻撃にブレーキをかけていることを確認しました。

この赤血球表面のリフィンが、攻撃しようとする免疫細胞の受容体に結合すると、免疫細胞の攻撃力が抑えられてしまうようです。

マラリアの治療薬は古くから知られており、最も古いものがクコの木の成分であるキニーネです。これはマラリアに感染した患者をクコの木の下に寝かせておくとよくなるといわれるほどの特効薬となっていました。しかし天然物であるためどうしても高価となりましたが、現在は新しい薬剤が開発されています。

しかし最も有効な方法は蚊の駆除で、スリランカでは国を挙げての駆除作業により、マラリア感染を大幅に減らしたという実績もあるようです。しかし地域によってはこれが難しいのが現状のようです。今回の研究成果を受けて、リフィンと受容体の結合を防ぐ方法が分かれば、ワクチンや治療薬の開発につながると期待されています。

しかしマラリアの問題は医療というよりも、政治の問題のような気もしています。
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膝軟骨を他人の細胞で修復

2017-12-14 10:44:59 | 健康・医療
大阪大学と中外製薬などは、膝の軟骨を損傷した患者に、他人の細胞から作った組織を移植して治療する臨床試験を始めたと発表しました。

大阪大学病院など全国の9施設の患者70人で安全性や効果を確かめ、数年以内の実用化を目指すとしています。

膝の軟骨は、激しい運動や加齢に伴って損傷してもほとんど再生しないため、治療は非常に難しいものでした。今回の臨床試験では、別の患者の手術で出た不要の膝の組織から、軟骨に変化する「間葉系幹細胞」を採取して培養しました。

これは通常の平面細胞培養と浮遊培養法を組み合わせることで、間葉系幹細胞が合成する細胞外マトリックスのみを利用して、分化能に富み、しかも組織接着性の高い三次元人工組織としたものです。

このようにして厚さ3ミリの組織を作り、患者の軟骨に貼り付けます。この組織は動物由来材料や化学合成品を一切用いておらず、バイオマテリアルを使用した従来の組織工学技術に比べて、移植後の安全性、費用対効果の面で強い競争力を保持しています。

これまでの前臨床研究などの結果により、軟骨再生の有効な治療法となることが期待されているようです。特に一人からとった細胞が1,000人以上の再生医療に役立つ、他家移植用細胞製剤を使用するという点で、わが国最初の再生医療治療法といえるようです。

今回、治療目的の他家細胞の保存を目的に、大阪大学未来医療センターに幹細胞バンクが設立されました。これまで関節軟骨は、血行に乏しく傷つくと治らない組織と考えられており、有効な治療法がありませんでした。

世界中で幹細胞や組織工学的手法を用いた治療法の開発がすすめられていますが、修復組織の質、移植先の母床との生物学的融合を同時に向上させることが困難であるという課題がありました。前述のように今回の人工組織は、容易に軟骨細胞に変化し、強い組織接着性を有しています。

これは間葉系幹細胞のアクチン細胞骨格の収縮能を利用して、組織の自己収縮を誘導する技術を用いています。この技術の利用により、これまで困難であった低侵襲で短時間(関節内視鏡手術)の移植による軟骨再生治療が可能となりました。

従来の自家移植に比べ、患者の受ける侵襲治療は1回で済み、体の負担が軽く、製造コスト削減ができるメリットを持つ治療法として期待されています。これまで患者自身の細胞で5例の移植を行い、いずれも半年〜1年後に軟骨再生を確認しています。

整形外科の専門科は、備蓄する他人の細胞を使えば必要なときに移植できる利点はあるが、感染症などのリスクに注意すべきだとしています。

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iPS細胞 300疾患で作成

2017-12-12 10:42:35 | 健康・医療
このところiPS細胞関連が多くなっていますが、理化学研究所バイオリソースセンター(BRC)が300種類の疾患の患者由来のiPS細胞を作製したと発表しました。

これで国が難病に指定している疾患の5割以上をカバーしているようです。京都大学の山中教授がヒトのiPS細胞の作製を発表してから今月で10年ですので、急速にその応用が広がっていると考えられます。

患者の組織から作製したiPS細胞を使って、培養皿の上で病気を再現すれば、治療につながる物質の特定作業が容易になると考えられています。このためBRCは、国内の研究機関が患者の皮膚や血液から作製したiPS細胞を集めて凍結保存し、別の研究機関に提供して研究に役立ててもらう「疾患特異的iPS細胞バンク」を2010年12月から運営しています。

京都大学iPS細胞研究所などの国内の公的研究機関が作成した患者由来のiPS細胞の寄託を受ける仕組みとなっています。BRCによると、国内の11機関が昨年度末までに、786人の患者の組織から作製した289種類の病気のiPS細胞をバンクに提供しました。

筋萎縮性側索硬化症(ALS)やパーキンソン病などの国指定の難病が171種類含まれており、全部で331疾患ある指定難病の半数以上をカバーしいています。指定難病以外にも、アルツハイマー病や統合失調症、てんかんなど、治療が難しく患者数が多い疾患もあります。

BRCはこれまでに国内22機関、海外8機関にiPS細胞を提供してきました。神経系の難病の研究に利用されているケースが多いようです。ただこういった疾病由来のiPS細胞から有効な薬を探索する場合、まだまだ問題は多いと思われます。

一つはこの試験に使用する化合物バンクはまだしっかりしたものはできておらず、その研究機関が保有する化合物を見ることしかできません。こういった探索の報告では十万以上の化合物の中からといったものもありますが、ほとんどが数千種類ぐらいから探しています。しかも大部分が過去のものを含めた市販の薬が多いようです。

製薬会社はどこも独自の化合物バンクを持っていますが、これその企業の財産でありなかなか提供するのは難しいのかもしれません。次がこういった細胞を使った探索は、あくまでも試験管内の反応であり、その薬剤が生体内で効果を出すかは全く未知の部分といえます。

それでもこういった研究から出てきた進行性骨化性線維異形成症(FOP)の治療薬候補を見つけ、10月から本格的な臨床試験が始まっているという例もあります。

指定難病という製薬企業が手を出しにくい分野への治療薬開発が進みそうな気がしています。
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医療分野での人工知能の進展

2017-12-09 10:44:40 | 健康・医療
医療分野のテクノロジーの進歩は目覚ましく、疾患の早期発見・治療、リハビリに大きく貢献することが期待されています。人工知能によって医療分野ではどのように診断・治療が最適化されているかを書いてみます。

現在人工知能(AI)は第3次ブーム(といっても私はいつが1次、2次かわかりませんでしたが)を迎えており、医療分野にも大きな革新をもたらしつつあるようです。

東京大学医科学研究所は、2016年8月に、AIを備えるコンピュータであるIBM社の「ワトソン」が、専門家でも診断が難しい特殊な白血病をわずか10分で突き止め、60代の女性患者の命が救われたと発表しました。

この成果は、ワトソンが2千万件に上るガン研究の論文や薬の特許情報などを参照し、患者の遺伝情報と照らし合わせた結果、当初診断された急性骨髄性白血病とは異なる特殊な白血病であると判断し、抗ガン剤の変更を提案したことでもたらされたものです。

国立がん研究センターとNECも17年7月、AIを用いて大腸ガンやガンに移行しやすいポリープを内視鏡検査時にリアルタイムで発見するシステムを開発したと発表しました。AI技術や高速処理技術を駆使し、内視鏡の画像を瞬時に解析できるようにしています。

自治医科大学病院は、双方向対話型AI「ホワイト・ジャック」の試験運用を16年秋から開始しました。患者がタッチパネル式のタブレット端末にIDカードをかざし、症状や発症時期、病歴などを入力すると、同大学に蓄積されたビッグデータと照合して受診すべき診療科に案内します。

医師が電子カルテに身体所見、問診などの情報を追加入力すると、ホワイト・ジャックが再解析を行って可能性の高い疾患を絞り込み、推奨される薬剤や治療法も表示されるようになっています。その他愛知医科大学なども患者のカルテ情報をもとに、適切な診断を支援するAIの開発を行っています。

一方、AIが推論や学習を行うもとになる膨大なデータ(ビッグデータ)の整備も進んでいるようです。医薬品医療機器総合機構は、医薬品などの安全対策を進めるため11年に医療情報データベース事業を開始しています。現在10拠点23病院の400万人規模のデータの品質管理調査を実施中で、18年度以後の本格的運用を目指しています。

こういったことはいずれも研究・開発段階のもので、まだ実際の臨床現場では用いられていません。しかし近い将来、診察室の電子カルテがこうしたAI技術を備え、医療機関ごとのデータを集約し、国家的なビッグデータとつながることで、希少で重篤な疾患の早期発見、最適な治療法の選択に役立つことが期待されています。
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糖質を取るとガンの原因に?

2017-12-07 10:41:56 | 健康・医療
「糖はガンの栄養源」という研究成果がニュースで話題になり、糖質制限は身体によいと考える人たちを勢いづかせているようです。

ところがこれだけでは終わらず、ニュースでは「糖はガンの好物」といった言葉が出始め、いたるところで食べかけのドーナッツがごみ箱に捨てられるという事態まで起こったようです。今回の発見は、糖の摂取がガンの発症や成長に影響を及ぼすことを証明するものではありませんでした。

この研究の対象は酵母であり、その結果は以下の様なものです。まず酵母をブドウ糖過多の条件に置くと、腫瘍内によくみられるある種のタンパク質が過剰生産されます。このタンパク質は、腫瘍細胞の成長と分裂を促進し、高血糖は既存の腫瘍を悪化させる恐れがあるというものです。

実験室で培養された菌を用いた実験結果を、ヒトに単純に当てはめたがる傾向は、栄養学の分野で特に顕著なようです。食生活の研究が一般受けするのは、シンプルな答えを出してくれるからということのようです。

しかし今回の研究は食生活に関する指針を出すものではなく、あくまで分子生物学者としてワールブルグ効果と呼ばれる現象のメカニズムを解明しようとしたものです。

この研究を少し説明しますと、ガン細胞は通常の細胞と異なり、食料がない時に資源を節約するための内的フィードバックループと呼ばれる機能を持っていません。周囲の血中にブドウ糖があれば、ガン細胞は貪欲にそれを食べつくしてしまいます。

しかもブドウ糖をより小さな単位に分解する際に、健康な細胞は呼吸作用を利用するのに対し、ガン細胞は発酵作用を利用しています。これで急速にエネルギーを獲得することで、ガン細胞は増殖しあっという間に大きくなります。

今回の発見によれば、ブドウ糖がある決まった濃度の時に活性化する遺伝子があり、この遺伝子は酵母細胞でも哺乳動物でも、細胞成長の制御に主要な役割を担っています。この遺伝子の活性化により、発酵が過剰促進されたガン細胞は、周囲のブドウ糖を食べつくし異常な速度で成長します。

こういった基礎研究がなぜ糖を摂取するとガンになるという話に変わるのかは、こういったニュースが出るときの発明者のコメントにも問題があるのかもしれません。今回は、「この研究で分かった糖とガンの関係は、広範囲に影響を与えるでしょう」というものでした。

これが食生活に応用できるものとは思えませんし、ごく一般的なコメントのような気もしますが、ニュースとして広まったのは、「糖を摂取するとガンになる」という話になったようです。

ガン関連の話は大げさに伝わることが多いようですが、情報の本当の意味を考えないといけないようです。
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