人工知能が、新型コロナウイルスの有望な“治療薬”を見つけ出す
1月下旬のある日の午後、英国人薬学者のピーター・リチャードソンは自宅の仕事部屋から飛び出してくるなり、妻にこう言った。
新型コロナウイルスのワクチンは、いつできる？ 基礎から最新事例まで「知っておくべきこと」
「やったぞ！」
何のことやらわからず紅茶の入ったカップを差し出す妻に、彼は次のように説明した。中国で流行中の新型ウイルスに感染した人たちを救うかもしれない薬剤を特定できたというのだ。
リチャードソンが勢い込んだのも無理はない。自身の勤める創薬スタートアップのBenevolentAIが開発した人工知能（AI）ソフトウェアのおかげで、ある発見をしたのだ。
彼はロンドンにあるBenevolentAIの薬学部門でヴァイスプレジデントを務めている。同社は製薬業界に蓄積されているデータと、さまざまな科学研究論文から丹念に集めた貴重な情報を組み合わせ、ステロイドに関する一種の検索エンジンをつくり上げた。
このソフトウェアを使ってリチャードソンが特定した関節リウマチ薬は、ある未知のウイルスが引き起こす重篤な症状を緩和する可能性を秘めていた。その疾患は現在、新型コロナウイルス感染症「COVID-19」の名で呼ばれている。 大手製薬会社が注目
それから数週間のうちにウイルスの感染は急拡大し、リチャードソンの着想も急速に発展していった。2月には、彼をはじめとするBenevolentAIのチームがふたつの研究論文を発表し、裏付けとなる根拠を示しながら独自の仮説を展開している。
これに注目したのが、世界的な製薬会社のイーライリリー・アンド・カンパニーだった。同社は関節炎治療薬の「バリシチニブ」を「オルミエント」の製品名で販売している。
イーライリリーは4月中旬、米国立アレルギー感染症研究所（NIAID）と共同で、入院中のCOVID-19患者を対象とする大規模な臨床試験を実施中だと発表した。イーライリリーの生体臨床医学部門を率いるパトリック・ジョンソンによると、彼らにはこれまでバリシチニブを感染症の治療薬として扱う発想はなかったという。「COVID-19は多くの点で、わたしたちの仕事の進め方を変えることになるでしょう」と、彼は言う。
臨床試験は4月中に米国で始まり、結果は早ければ6月下旬にも明らかになる見込みだ。ジョンソンによると、こうした臨床試験の立案や準備、そして開始までには通常なら何年もかかるという。
これに注目したのが、世界的な製薬会社のイーライリリー・アンド・カンパニーだった。同社は関節炎治療薬の「バリシチニブ」を「オルミエント」の製品名で販売している。
イーライリリーは4月中旬、米国立アレルギー感染症研究所（NIAID）と共同で、入院中のCOVID-19患者を対象とする大規模な臨床試験を実施中だと発表した。イーライリリーの生体臨床医学部門を率いるパトリック・ジョンソンによると、彼らにはこれまでバリシチニブを感染症の治療薬として扱う発想はなかったという。「COVID-19は多くの点で、わたしたちの仕事の進め方を変えることになるでしょう」と、彼は言う。
臨床試験は4月中に米国で始まり、結果は早ければ6月下旬にも明らかになる見込みだ。ジョンソンによると、こうした臨床試験の立案や準備、そして開始までには通常なら何年もかかるという。
コンピューターとAIが秘めた可能性
着想から臨床試験の実施にいたるまでの進展の早さを見れば、研究者や製薬企業がいかに広範な可能性を探りながら、新型コロナウイルスの感染爆発を食い止めるべく奮闘しているのかわかる。「バリシチニブが効くという保証はありません。しかし、治療薬を求める大勢の人のニーズが満たされずにいることは確かです」とジョンソンは言う。「この患者たちをどう治療すればいいのか、誰にもわからないのです」
一連の流れを考えると、コンピューター技術とAIの活用によって、この取り組みを支援できるのではないかという期待が浮かび上がってくる。1950年代以降、安全基準が引き上げられたこともあり、新薬の開発にかかる時間とコストは急増している。そうしたことから一部の投資家や製薬会社は、コンピューターとアルゴリズムを駆使することで、開発サイクルを短縮できるケースがあるはずだと考えるようになった。
イーライリリーと医薬品大手のファイザーは、ともにシリコンヴァレーを拠点とするAtomwiseと提携している。Atomwiseは機械学習技術を応用し、特定の生体分子を狙い撃ちする新成分の発見に取り組むスタートアップだ。同社は2019年、スタンフォード大学の研究チームと協力し、パーキンソン病患者の細胞内に蓄積することがわかった酵素を集中的に攻撃する方法を考案した。
類似の技術を有するBenevolentAIも、“ビッグ・ファーマ”と呼ばれる巨大製薬会社と提携関係を結び、ノバルティスの抗がん剤やアストラゼネカの腎臓病治療薬の開発に協力している。
一連の流れを考えると、コンピューター技術とAIの活用によって、この取り組みを支援できるのではないかという期待が浮かび上がってくる。1950年代以降、安全基準が引き上げられたこともあり、新薬の開発にかかる時間とコストは急増している。そうしたことから一部の投資家や製薬会社は、コンピューターとアルゴリズムを駆使することで、開発サイクルを短縮できるケースがあるはずだと考えるようになった。
イーライリリーと医薬品大手のファイザーは、ともにシリコンヴァレーを拠点とするAtomwiseと提携している。Atomwiseは機械学習技術を応用し、特定の生体分子を狙い撃ちする新成分の発見に取り組むスタートアップだ。同社は2019年、スタンフォード大学の研究チームと協力し、パーキンソン病患者の細胞内に蓄積することがわかった酵素を集中的に攻撃する方法を考案した。
類似の技術を有するBenevolentAIも、“ビッグ・ファーマ”と呼ばれる巨大製薬会社と提携関係を結び、ノバルティスの抗がん剤やアストラゼネカの腎臓病治療薬の開発に協力している。
浮上した有望なターゲット
新型コロナウイルスとの闘いを決意したとき、リチャードソンらBenevolentAIの社員たちが期待したのは、この病気の治療に転用できそうな既存の医薬品を見つけることだった。そうすれば、安全性と薬事規制のハードルが低くなるからだ。
ところが、彼らは“敵”についてよく知らなかった。まったく新しいウイルスだったことから、全貌をつかむことができなかったのだ。状況はいまも多くの点で変わっていない。
BenevolentAIのシステム構築のためにリチャードソンが最初に試みたのは、新型コロナウイルスと共通点をもち、新型コロナウイルスよりもよく知られているSARS（重症急性呼吸器症候群）などの感染症がヒトの細胞に侵入するメカニズムを妨害する方法を探すことだった。
BenevolentAIのソフトウェアを使えば、さまざまなデータベースや科学論文のなかでテキストを処理している機械学習アルゴリズムを基に、各種の病気、症状、生物学的プロセスが互いに作用し合う関係性を視覚化できる。このソフトウェアを使ってリチャードソンが視覚化したタンパク質や遺伝子のカラフルな相関図からは、有望なターゲットがいくつか見つかった。
「図表の下のほうにある淡いブルーの部分が目に飛び込んできました」と、リチャードソンは言う。それは細胞の働きを統制する遺伝子の塊だった。新型コロナウイルスはこれらの遺伝子を利用して細胞に侵入し、感染を広めるのだ。この遺伝子を狙った投薬治療で細胞の働きを止めることができれば、ウイルスの増殖を抑えられるかもしれない。
リチャードソンが「やったぞ！」と叫んだのは、その薬をついに見つけたからだった。塊のなかでも特に重要な役割を果たす2種類の遺伝子に集中的に働きかけ、しかも少量の投与で効果のある認可済みの薬剤を彼は探し続けていたのだ。「その薬の名は相関図のいちばん上に浮かぶように表示されていました」とリチャードソンは言う。それがバリシチニブだった。
ところが、彼らは“敵”についてよく知らなかった。まったく新しいウイルスだったことから、全貌をつかむことができなかったのだ。状況はいまも多くの点で変わっていない。
BenevolentAIのシステム構築のためにリチャードソンが最初に試みたのは、新型コロナウイルスと共通点をもち、新型コロナウイルスよりもよく知られているSARS（重症急性呼吸器症候群）などの感染症がヒトの細胞に侵入するメカニズムを妨害する方法を探すことだった。
BenevolentAIのソフトウェアを使えば、さまざまなデータベースや科学論文のなかでテキストを処理している機械学習アルゴリズムを基に、各種の病気、症状、生物学的プロセスが互いに作用し合う関係性を視覚化できる。このソフトウェアを使ってリチャードソンが視覚化したタンパク質や遺伝子のカラフルな相関図からは、有望なターゲットがいくつか見つかった。
「図表の下のほうにある淡いブルーの部分が目に飛び込んできました」と、リチャードソンは言う。それは細胞の働きを統制する遺伝子の塊だった。新型コロナウイルスはこれらの遺伝子を利用して細胞に侵入し、感染を広めるのだ。この遺伝子を狙った投薬治療で細胞の働きを止めることができれば、ウイルスの増殖を抑えられるかもしれない。
リチャードソンが「やったぞ！」と叫んだのは、その薬をついに見つけたからだった。塊のなかでも特に重要な役割を果たす2種類の遺伝子に集中的に働きかけ、しかも少量の投与で効果のある認可済みの薬剤を彼は探し続けていたのだ。「その薬の名は相関図のいちばん上に浮かぶように表示されていました」とリチャードソンは言う。それがバリシチニブだった。
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