治療者の役割は、人類自身と同じくらい古い呼び名です。紀元前6500年までさかのぼる人間の骨格には、信じられないことに、脳外科手術を含む医療介入の傷跡が残っています。しかし、医療の正式な実践はもっと新しいものです。最近では1900年代初頭には、ほとんどの医学部は大学の学位を必要としませんでしたが、授業料を払う余裕があった応募者が全員認められました。大工や鍛冶屋などと並んで商売とみなされ、外科医志望者は床屋で見習い、ハーバード・メディカル・スクールのような学校に入学した学生の多くは、機能的には文盲だったと言えます。アメリカの医学教育が、病気を予防し、診断し、治療する科学として専門化されたのは、前世紀に入ってからのことです。
その間、医薬の進歩は目覚ましく、特に公衆衛生の分野では、世界的なワクチン接種によって多くの病気がほぼ撲滅されました。新興の診断プラットフォームとバイオマーカー（コレステロールなど）の使用は劇的に改善され、疾患の予測と管理、あるいは与えられた治療に最も反応する可能性の高い治療法を決定する方法も改善されました。現在、医薬の分野で、標的治療ほど急速に進化している分野は他にありません。そして、現在のハーバード・メディカル・スクールの学生は、入学率が4％未満であり、間違いなく全員が読み書きの能力を持っています。
医薬の実践が進化してきたように、医薬とは何かという概念も進化してきました。現代の製薬業界のルーツは、薬の卸売生産に移った小さな薬屋―メルクなど、1600年代からある企業もいくつか―と、彼らの製品のための医学的用途を発見した専門の化学会社から始まりました。薬を発見するための初期の一般的な方法は、化学化合物の大規模なライブラリを取り、それらを液化した動物の組織でテストして、何がどこに付着しているかを確認することでした。これらの化学ライブラリの中に潜在的な医薬品が隠されているとすれば、それを発見するための一つの方法であることは間違いありませんでした。この方法がますます生産的になるにつれ、私たちは低分子医薬品の時代に突入していきました。これらによって、リピトールやプロザックのように、歴史上最も売れている、最も認知されている薬のいくつかが見つかりました。
しかし、現代の医薬品はすべて合成された化学物質ではありません。いくつかの病気は、その大きさと複雑さから、高分子医薬品として知られている治療用タンパク質を注射することによって治療されています。歴史的には、このような治療用タンパク質は、自然界に存在するものから単離されなければなりませんでしたが、インスリンの場合は、豚やヒトの死体が主な供給源でした。1980年代になると、組換えDNAのような技術の進歩により、バクテリアやチャイニーズハムスターの卵巣（！）のような他の細胞系にタンパク質を作るためのDNA命令を挿入して、インスリンのような治療用タンパク質を作るように誘導することができるのではないかと科学者たちは考え始めました。1978年にジェネンテック社が南サンフランシスコのバクテリアでヒトインスリンの製造を実証したことで、大分子医薬品の時代が到来したのです。今日では、米国で販売されている薬のトップ10のうち7つが高分子医薬品となっています。
私たちは今、医薬とは何かという考えが再び変化しつつある、もう一つの重要な転換点に立っています。遺伝子治療、遺伝子組み換え細胞、設計された微生物などの形で、小分子、大分子の薬を超えて、プログラム可能な薬の出現に向けて動き始めています。これは、私たちの伝統的な治療法の概念から劇的に逸脱したものです。ほとんどの分子ベースの医薬品は、細胞やDNA、微生物に作用して治療効果を発揮します。プログラム可能な医薬品の場合は、細胞やDNA、あるいは微生物自体が薬になるのです。これからは、プログラム可能な薬の焦点は、薬の作用機序（薬がどのように働くか）から、薬がどのように作用するか（薬がどのように考えるか）へと移っていきます。これらの新しい医薬品（それ自体が生物である）は、病気の存在を感知し、病気に遭遇したときに何をすべきかを知ることができ、病気が発生している場所だけに自分自身を閉じ込めることができ、その行動を止める時が来たら、その行動を止めることができるようになります。
生物学をプログラムして薬として機能させようとするのであれば、まずソースから始めて、生物学自体が使用しているプログラミング言語を使用するのが理にかなっています。DNAです。DNAという生物学的な「言語」が破損したり、突然変異したりすると、7000以上の既知の障害の一つが発生する可能性があり、その多くは生活の質に壊滅的な影響を与え、有効な治療法がありません。欠陥のある遺伝子を置換または修復して正常な機能を回復させることは、これらの疾患に対する遺伝子治療の聖杯とされてきました。しかし、人のDNAを永久に改変する可能性がある場合、そのリスクは高くなります。何十年にもわたって、遺伝子治療の重要な課題は、いかにして患者の適切な細胞に薬（この場合は遺伝子）を届けるか、そして、遺伝子治療や遺伝子編集の「投与量」をいかにコントロールして、望ましい効果を得るかということでした。これらは克服すべき大きなハードルであり、それ自体が大きなリスクを伴うものです。課題は依然として残っており、挫折は後を絶ちません。また、規模の問題もあります。安全で効果的であることが示されていても、これらの治療薬を十分な量で製造することは困難です。いずれにしても、遺伝子治療の可能性と、CRISPRのような新技術の治療への応用の可能性は非常に大きく、DNAの正確な検索・置換機能として機能する遺伝子編集技術の台頭が期待されています。それによって、私たちは人間の病気の経過、治療方法、さらには人間の本質を永遠に変える可能性を秘めています。
私たちは自分たちの生物の本質を変えるだけでなく、自然界の敵も変えてしまう可能性があるのです。医薬に共通の敵があるとすれば、それは微生物の侵入者と戦う必要性です。しかし、この敵は多くの場合、味方になることがあります。私たちは日々、マイクロバイオーム、つまり私たち一人一人の体内に共生している微生物の豊かな生態系が、消化器系から健康、神経疾患に至るまでの幅広い健康状態や疾患状態を調整する鍵を握っていることが分かってきています。健康なマイクロバイオームの正常な機能を超えて、私たちは微生物を工学的に改造して、病気に対するセンチネルや兵士として機能させることができるようになるでしょう。バクテリアのゲノムに新しい遺伝子を導入して、一度飲み込むと腸内でコロニー化し、自己免疫疾患に関連する症状を感知して抗炎症分子を放出するようにすることを想像してみてください。大腸菌は、ある種の菌株は、私たちを病気にしてしまいますが、私たちを良くするようにプログラムすることができるとしたらどうでしょうか？遠くの未来のように聞こえるかもしれませんが、ある合成生物学の会社は、フェニルケトン尿症、または PKU として知られている壊滅的な病気を含むいくつかの障害のために、このような人工微生物をテストしている過程で、大腸菌が特定の分子を分解して消化し、（患者ができないため）体内にその分子の毒性の蓄積を避けるように設計されています。
最後に、人間の細胞自体を医薬にするために工学的に操作する可能性を考え始めています――それはここ数年で長大な飛躍を遂げた技術でもあります。工学的に作られた細胞は、人間の古い悪魔である癌と闘う上で、特に有望です。癌細胞は、多くの邪悪なトリックの中でも、免疫システムを回避する方法を開発しています。ここでの究極の目標は、患者から免疫細胞を取り出し、患者自身の腫瘍細胞に反応するように免疫細胞を操作し、操作した細胞を患者に戻すことで、がん細胞を認識して攻撃するように免疫細胞を訓練することです。CAR-Tとして知られるこの治療法は、患者自身の再プログラムされた免疫細胞を薬にするものです。この治療法にもリスクがありますが、特に免疫反応が暴走する可能性があります。また、CAR-T療法は信じられないほど高価で（現在50万ドル近く）、製造効率が悪く、現時点では限られた種類の癌（白血病やその他の血液癌）にしか適応がありません。しかし、他の腫瘍への細胞療法の使用を拡大するために、信じられないほどの投資とイノベーションが起こっています。遺伝子回路をプログラミング言語の一形態として使用して、細胞にますます洗練されたロジックを染み込ませることで、病気を感知したり、状況に応じて反応したり、病気がなくなると自己停止したりするなど、より大きな可能性を秘めています。
これらのどれも物理的な世界の薬ではありません。アトムではなく、ビットなのです。"デジタル "治療法の台頭、つまり薬として機能するソフトウェアをプログラミングすることで、すでに糖尿病の治療から物質乱用、うつ病、ADHDへのうつ病の治療に、多くのソフトウェアが活用されています。これらの「薬」は、生物的経路の特定のセットをターゲットにした単一の分子ではできない方法で、行動を修正して複雑な病気を治療することを可能にします。
医薬品を構成するものとしての私たちの集合的な概念が進化し続ける中で、規制機関も適応してきています。FDAは、特定の遺伝子治療薬、がん治療薬、ジェネリック医薬品をより迅速に患者に届けるための追加の合理化措置を発表しました。2017年は、最初の遺伝子治療薬、人工細胞治療薬、デジタル治療薬が承認され、その多くがFDAパネルによる全会一致の推薦によって承認されたのを目の当たりにしたように、新しい医薬品やモダリティにとって記念碑的な年となりました。FDAは、2018年に59の新薬と生物的製剤が承認されたことでクロックインし、すべての時間の記録を設定しました。さらにFDAは人工知能 - 学習するアルゴリズム - の使用を奨励するための規制パスのガイドラインを発表しています。
これらの新薬がどのようにして販売され、支払いを受け、患者の手に渡るのかは、まだほとんど解明されていません。これらの新薬はすべて高価なものであり、最初の数百万ドル規模の薬が出てくることはほとんど疑う余地がないでしょう。しかし、これらの新薬は、それを受け取る患者にとって真の変革をもたらす可能性があり、多くの場合、そもそも医学にとって捉えどころのない目標であった「治療法」に近づいています。保険会社や製薬会社自身さえも、この地震のような変化を認識し、新しいモデルを試しています。つまり、薬当たりの支払い (pay-per-pill) ではなく、治癒あたりの支払い (pay-per-cure) モデル、あるいは分割支払いへの移行です。それは本質的には、あなたの遺伝子やエンジニアリングされた細胞のサブスクリプション、と言えるかもしれません。そしていつの日か、医薬品のNetflix化が実現する、というのも考えられないことではありません。
薬を作るのは長く、リスクが高く、コストがかかるものです。プログラム可能な医薬品には、これまでも、そしてこれからも、独自の課題や挫折があることは間違いありません。しかし、私たちは今、大きな変化の時代に生きています。医薬の意味が、新しいツールだけでなく、新しいモダリティやカテゴリーへと爆発的に拡大している変曲点にあります。薬をプログラムする世界への移行が進むにつれ、これらの薬-遺伝子、細胞、微生物-は私たちの一部となり、やがて私たちも再プログラムされるようになるでしょう。
著者紹介
Jorge Conde は Andreessen Horowitz のジェネラル・パートナーとして、生物学、コンピュータ・サイエンス、エンジニアリングの各分野で投資をリードしています。
記事情報
この記事は原著者の許可を得て翻訳・公開するものです。
原文: What is a Medicine? (2019)
