ゲノム編集技術「CRISPR」による治療、臨床試験を開始へ──「予期せぬ変異」の問題を乗り越えられるか
遺伝子編集技術のCRISPR（クリスパー）は、編集後の遺伝子に予期せぬ異変が生じるリスクがあるとの指摘を受けて研究が停滞するかに思われた。だが、CRISPRを活用するビッグ3企業は治療法の確立に向けて着々と歩みを進めている。そんななか、現状どこまでCRISPRを用いた治療法の研究が進んでいるのか、改めて解説する。
TEXT BY MEGAN MOLTENI
TRANSLATION BY TOMOYUKI MATOBA/GALILEO
WIRED(US)
IMAGE: VCHALUP/123RF
フランスの微生物学者エマニュエル・シャルパンティエは2012年、何人かの米国人研究者にゲノム編集技術「CRISPR（クリスパー）」を活用した起業の話をもちかけた。声をかけた相手は、まだごく小規模だったCRISPR研究分野の俊英たちだ。
その顔ぶれは、カリフォルニア大学バークレー校の教授ジェニファー・ダウドナ、ハーヴァード大学の教授ジョージ・チャーチ、同大とマサチューセッツ工科大学（MIT）が共同で設立したブロード研究所の研究員で、チャーチの下でポスドクをしていたフェン・ツァン。いずれも、この分野の先駆者である。
当時、このゲノム編集技術を知る人は少なく、論文は100本ほどしか刊行されていなかった。研究資金はないに等しかった。だがシャルパンティエには、もうすぐ状況は一変するという確信があった。そして、知的所有権を簡単に取得できるよう、研究者たちは協力し合うべきだと提案したのだ。
それは高潔なアイデアだった。だが、実現には至らなかった。その翌年、研究が活発になり、ヴェンチャーキャピタルが金の匂いを嗅ぎつけると、科学者たちの団結の望みは霧消し、数十億ドル規模の投資の大波に飲み込まれていった。
結局、CRISPRの先駆者たちは別々に3つの企業を設立し、ラボでの成果をヒトの疾病治療に応用することを目指した。
その企業とは、カリブー・バイオサイエンス、エディタス・メディシン、CRISPRセラピューティクスである。
それから約5年の間、CRISPRテクノロジーのビッグ3であるこれらの企業は、遺伝性疾患に対する精密な遺伝子治療を提供すると約束してきた。そしていま、そのうちの1社が臨床試験の準備は整ったと宣言している。
2種類の異なる血液疾患の治療に使える
シャルパンティエが設立したCRISPRセラピューティクスは17年12月、「βサラセミア」という血液疾患の治療を目的とした臨床試験の認可をヨーロッパの監査機関に申請したと発表した。この研究は赤血球をつくる幹細胞に遺伝子操作を加えるもので、早ければ18年中にも開始される。
また、18年初頭には米食品医薬品局（FDA）にも治験薬の認可を申請する予定だ。これは「鎌状赤血球症」の治療に関するものだという。同社はスイスのツークと米マサチューセッツ州ケンブリッジの2カ所に本社を置いている。2つの申請のタイミングがずれたのは想定内で、両国の監査機関に同じデータを提出しているという。
βサラセミアと鎌状赤血球症は、同じひとつの遺伝子（HBB）の突然変異が原因だ。この遺伝子は、ヘモグロビンの構成要素のひとつであるたんぱく質「βグロビン」をつくるための情報をコードしている。ヘモグロビンは酸素と結合し、赤血球を介して体中の組織に酸素を届ける。
HBB遺伝子にある突然変異が生じると、ヘモグロビンの生産量が低下する。別の変異はβグロビン構造に異常をもたらし、赤血球を三日月型、つまり「鎌状」に変形させる。いずれの遺伝性疾患においても、貧血や感染症の頻発、痛みの発作といった症状がみられる。CRISPRセラピューティクスは、両方に効果のある治療法を開発した。
この治療法はHBB遺伝子を標的にするのではなく、「胎児ヘモグロビン」の生産に関わる別の遺伝子の発現を増幅する。胎児ヘモグロビンは、すべてのヒトがもっている分子で、母体と子宮内の胎児との間に酸素を供給する。
ヒトの体は生後6カ月までに胎児ヘモグロビンの生産にブレーキをかけ、大人と同じヘモグロビンの生産に切り替える。このブレーキを取り払い、胎児ヘモグロビンの生産を続けさせることで、治療につなげるというものだ。
放射線と抗がん剤もツールとして活用
研究者は、まず患者の血液サンプルから造血幹細胞（赤血球など血球細胞のもとになる幹細胞）を分離する。そして、ペトリ皿で電気ショックを与えてCRISPRのパーツを細胞内に挿入し、胎児ヘモグロビン遺伝子のスイッチを入れる。
そのあと、患者の骨髄細胞に放射線または高容量のがんの化学療法薬を投与し、破壊してスペースをつくる。ここに“編集済み”の造血幹細胞を注入すると、1週間もしないうちに新たな幹細胞は骨髄に定着し、胎児ヘモグロビンを含む赤血球を生産し始める。
CRISPRセラピューティクスは17年12月10日、アトランタで開催された米国血液学会の年次大会で、この治療法によるヒト細胞および動物実験のデータを発表した。ゲノム編集の効果は高く、幹細胞の80パーセント以上が胎児ヘモグロビン生産スイッチの入った編集済み遺伝子のコピーを少なくとも1つ保有していたという。ターゲットとしていた遺伝子の発現レベルは40パーセントにまで上昇する見込みだ。
CRISPRセラピューティクスの新CEO、サム・クルカーニによれば、これは症状を改善するのに十分な量だという。βサラセミアと鎌状赤血球症の患者に必要な輸血の頻度を減らしたり、場合によっては完全にやめることもできる。健康な赤血球をつくる幹細胞の割合がわずかでも増えれば、鎌状赤血球症の患者にプラスの効果をもたらすという先行研究もある。
「これはわたしたちだけでなく、この分野全体にとって画期的な出来事です。ほんの3年前、CRISPRを応用した治療はまだSFの域でした。それがここまで来たのです」と、クルカーニは言う。
初めての対ヒト臨床試験は中国から
CRISPRが初めてヒトに応用されたのは16年末だった。中国の研究チームが四川省成都で進行性肺がん治療の臨床試験を行った際に活用した。
その後、ペンシルヴェニア大学の免疫学者たちが米国初のCRISPR臨床試験を行い、末期がん患者たちが参加した。これはリンパ球の一種であるT細胞をパワーアップさせ、がんを効果的に攻撃させるというものだった。いずれもがん治療を目的としたものであり、遺伝性疾患の治療は今回が初めてだ。
これまで遺伝性疾患治療のフロントランナーは、CRISPRセラピューティクスのライヴァルであるエディタス・メディシンだった。レーバー先天性黒内障という、まれな眼の疾患の患者を対象としたゲノム編集治療を、早ければ17年中にも開始すると発表していたのだ。
だが同社幹部は同年5月、この臨床研究を18年中盤に先送りする決断を下した。治療のために遺伝子を編集したところ、期待した箇所とは別のところで予期せぬ変異が生じた問題［日本語版記事］を受けてのことだ。
カリブー・バイオサイエンスが出資する企業インテリア・セラピューティクスは、CRISPRを使ったヒトゲノム・細胞治療を実用化するための独占特許を提供している。主力となる治療法を依然としてサルで実験している段階で、臨床試験の開始は早くて19年になる見通しだ。
各社が先を争うように臨床試験に参入しているのは、ただ特許権を自慢するためではない。最初に実用化すれば、ビジネスを軌道に乗せ、薬の供給を安定させられるからだ。
古くても安全な技術「ジンクフィンガー」
CRISPRの臨床応用は、それ以前のほかのゲノム編集技術と比べ、はるかに短期間で成熟を遂げている。例えばサンガモ・セラピューティクスは1995年の設立以来、ジンクフィンガーと呼ばれるDNA切断ツールの研究開発を続けてきた。
設立から20年以上が経過した17年11月、医師たちはついにジンクフィンガーと大量の修正遺伝子のコピーをある患者に注射した。44歳の男性ブライアン・マデューで、まれな遺伝性疾患である「ハンター症候群」に苦しんでいた。マデューはヒトゲノム編集技術の臨床研究において生体内治療を受けた初めての患者となったのだ。
サンガモはCRISPRをはじめとする新しく精密なツールが登場したいまも、ジンクフィンガーに重きをおいている。より安全だからであり、望ましくない遺伝子変異を引き起こす可能性が低いという。
確かに、CRISPRには“巻き添え被害”の問題がある。ただし、それがどれほど深刻なのかは意見が分かれる。17年12月11日付で米国科学アカデミー紀要（PNAS）に掲載された論文によると、患者間の遺伝的多様性がCRISPRを応用した治療法の効果と安全性に影響を及ぼす恐れがあり、個別に治療のカスタマイズが必要だという。
CRISPR企業は監査機関に対し、「自社の治療法は生身の人間に使えるくらい安全だ」と念には念を入れて証明しなくてはならない。そしてもちろん、患者に対しては臨床試験がリスクを冒して参加するだけの価値があると証明しなくてはならない。
CRISPRセラピューティクスのクルカーニはゲノム内の6,000カ所を調べたが、巻き添え被害は確認されなかったという。だが、その数字はCRISPRを病院で使うのに十分なのだろうか？ 判断は欧州医薬品庁とFDAに委ねられている。
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