遺伝子治療とは？仕組み・課題・今後の動向をわかりやすく解説

遺伝子治療とは、遺伝子機能を変化させて病気を治す治療法です。例えば、DNAの塩基配列に異常があるために生体組織や臓器が機能不全に陥っている場合、その細胞に外部から正常な遺伝子を挿入して治療する方法が挙げられます。

遺伝子を体内に導入する方法は、大きくin vivo遺伝子治療（体内法）とex vivo遺伝子治療（体外法）に分けられます。

in vivo遺伝子治療は、正常な遺伝子をウイルスベクター（ウイルス由来で遺伝子を体内に送り込む役割を持つもの）などに組み込み、体内に直接投与する治療法です。ex vivo遺伝子治療では、患者から標的となる細胞を採取して、ウイルスベクターまたは電気穿孔法などにより細胞に遺伝子を導入し、再び体内へと投与します^※。

遺伝子治療を実施する際は、事前に病気の原因となる遺伝子変異を持っているかの診断が実施されます（遺伝子診断）。患者の口腔粘膜や血液などから細胞を採取して、正常なヒトのDNAとは異なる原因遺伝子の変異が確認された場合、遺伝子治療が検討されます。

遺伝子治療は、特定の遺伝子に異常のある疾患を根本的に治療する方法として、1980年代後半～1990年代から開始されました。その後、1999年にアメリカで遺伝子治療による死亡事故（Gelsinger事件）が発生したことなどから、安全性が問題視され、遺伝子治療に関する研究は低迷しました^※1。

遺伝子治療が再び注目されるようになったのは、2010年代前後です。アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターを採用した遺伝子治療が、血友病や脂質代謝異常症などの様々な疾患で有効であるとの複数の研究報告がなされました。各国の研究機関や製薬会社が遺伝子治療に参入し、現在では20以上の遺伝子治療製品が承認されています^※1。

近年、遺伝子解析のコストも低下し、遺伝子治療はさらなる研究が進められています。

日本でも、2019年に遺伝子治療製品「キムリア」（難治性の白血病などの治療薬）と「コラテジェン」（慢性動脈閉塞症で生じる重症下肢虚血の治療薬）が承認されました^※2。ただし、コラテジェンは2024年に承認申請が取り下げられ、販売が終了しています。

遺伝子治療と似た用語に、「再生・細胞医療」が挙げられます。

再生・細胞医療は、体外で作製した細胞や組織の移植により、失われた機能の再生を目指す治療法です^※。一方、遺伝子治療は、正常な遺伝子などを利用して遺伝子変異による異常を軽減あるいは修復し、病気を治療する方法です。

遺伝子治療と再生・細胞医療は、働きかける対象や手法、技術に違いがあります。ただし、どちらもヒトの身体機能の再生を試みる点では共通しており、法的には遺伝子治療の製品も細胞医療の製品も「再生医療等製品」として扱われています。

近年では、遺伝子治療と細胞治療を併用した治療法の研究も進んでおり、両者は密接な関係にあります。

遺伝子治療では、病気の原因に関わる遺伝子へ働きかけるために様々な技術が活用されています。代表的な技術として、ベクターによる遺伝子導入やゲノム編集が挙げられます。以下では、遺伝子治療を支える主な技術の特徴を解説します。

ベクターは、遺伝子治療において治療用の遺伝子を細胞内へ送り届ける「運び屋」の役割を果たします。

遺伝子は、そのままでは細胞内まで届きにくいため、ベクターを利用して標的細胞の内部に遺伝子を送り込み、必要なタンパク質を作らせて病気を治療します。

ベクターは、大きくウイルスの性質を利用した「ウイルスベクター」と、ウイルス以外の材料を用いる「非ウイルスベクター」に分けられます。それぞれの主な例は以下のとおりです。

なかでもウイルスベクターは、遺伝子を細胞へ届けやすく、導入後に目的の遺伝子が働きやすいことから、現在の遺伝子治療で広く活用されています。

例えば、体内に直接投与するin vivo遺伝子治療では、アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターが用いられることが多く、目の病気や脊髄性筋萎縮症、血友病などを対象とした治療で活用が進んでいます。

一方で、体外で細胞に遺伝子を導入してから患者へ戻すex vivo遺伝子治療では、主にレンチウイルスベクターやレトロウイルスベクターなどが使われます。患者から取り出したT細胞に遺伝子を導入して戻すCAR-T細胞療法は、その代表例です。

ゲノム編集は、特定の遺伝子を狙って切断し、その後の修復過程を利用して遺伝子の働きを変える技術です。酵素の「はさみ」を使ってDNAの狙った位置に働きかける点が特徴で、主なゲノム編集技術には以下が挙げられます。

• CRISPR-Cas9
• TALEN
• ZFN

CRISPR-Cas9を用いたゲノム編集技術は、2020年にノーベル化学賞の対象となったことで注目され広く知られるようになり、現在ではゲノム編集を代表する技術に位置付けられています。標的との結合にタンパク質を利用するTALENやZFNと異なり、RNAを利用して結合する点が特徴です。

遺伝子治療との関係でみると、従来の遺伝子治療が細胞の外から治療用遺伝子を届けて働かせるのに対し、ゲノム編集は異常のある遺伝子そのものに直接働きかける点が大きな違いです。

遺伝子治療の実用化が期待されている疾患の一部として、次が挙げられます^※1。

• パーキンソン病
  
• 副腎白質ジストロフィー
• 加齢黄斑変性
• メラノーマ
• 血友病
• アデノシンデアミナーゼ（ADA）欠損症
• サラセミア
• 遺伝性網膜ジストロフィー

いくつかの疾患では、すでにアメリカやヨーロッパで承認されている治療薬があります。ADA欠損症のような単一遺伝子疾患だけでなく、その他の疾患も対象として研究が進められています。

例えば、パーキンソン病の遺伝子治療では、ドパミンの合成に必要な酵素を生み出す遺伝子を、AAVベクターで送り込む方法が研究されています。

また、遺伝性網膜ジストロフィーの遺伝子治療では、AAVベクターに正常な「RPE65」遺伝子を組み込み、網膜の細胞に送り込む治療法が開発されています^※2。

世界の遺伝子治療の臨床試験数は、有害事象の報告などにより一時的に伸び悩む時期もありましたが、2012年以降はおおむね右肩上がりに推移しています。2012年にヨーロッパでリポ蛋白リパーゼ（LPL）欠損症の遺伝子治療製品「Glybera」（現在は販売中止）が承認されたことも、臨床試験数の増加を後押ししています^※。

その後、2015年にはヨーロッパで悪性黒色腫の治療薬「Imlygic」（厳密にはがん細胞の殺傷能力を持つウイルスを利用する治療）が、2016年にはADA欠損症の遺伝子治療製品「Strimvelis」（現在は使用停止中）が承認されました^※。アメリカでは、2018年に遺伝性ATTRアミロイドーシス治療薬（厳密にはDNAではなくRNAレベルで遺伝子の発現を制御する治療）「Onpattro」が承認されています^※。

国別にみると、2019年時点での遺伝子治療の臨床試験数はアメリカが6割を占める状況です。対象疾患別の臨床試験数はがんが多く、単一遺伝病や感染症が続いています^※。

治療薬が承認され、実用化が進む遺伝子治療ですが、いくつかの課題も抱えています。以下では、4つの側面から、遺伝子治療で問題視されている課題を紹介します。

遺伝子治療は根本的な治療が期待できる一方、安全性に課題が残ります。ひとつは、染色体への遺伝子挿入によって起こる発がんの可能性です^※。その他、遺伝子を挿入する場合にウイルスベクターが利用されますが、そのウイルスベクターが増殖機能を獲得するリスクが想定されています^※。

遺伝子治療は、治療費が高額である点が課題です。特に、海外では承認されていても国内では未承認の遺伝子治療薬を選択する場合、保険が適用されず自費診療となります。費用が数百万円から数千万円にのぼるケースもあり、患者の治療費負担は大きくなります。

日本の遺伝子治療では、臨床開発の人材や設備、資金が不足している点も課題です。遺伝子治療の研究者・研究費ともに欧米と比較して少ない状況にあり、ウイルスベクター製造施設も不足しています^※。今後、国際競争で生き残るためには、基礎研究や専門家の育成、遺伝子治療開発拠点の整備などが重要です。

日本の遺伝子治療では、臨床研究法、遺伝子治療等臨床研究に関する指針、カルタヘナ法などに基づく手続きが必要です^※。

FDA（アメリカ食品医薬品局）へのIND申請（新薬臨床試験開始申請）のみで臨床試験が開始できるアメリカと比較すると、臨床試験を開始するまでにいくつかのハードルが存在します。国際競争力の観点からも、ガイドラインや法律の整備が求められています。

日本では、遺伝子治療の基礎研究から実用化、その後の社会実装に向けて、再生医療とあわせて省庁の枠組みを超えた支援が実施されています。

例えば、再生医療・遺伝子治療の産業化に向けた基盤技術開発事業では、高度創薬支援ツール基盤技術の開発を支援しています。

遺伝子治療は、失われた遺伝子の機能を補う、または修復する新しい技術です。近年は、従来の「遺伝子を補う」手法に加え、ゲノム編集技術を活用して異常のある遺伝子そのものに働きかける治療法の発展も期待されています。

DNAを大きく切断せず、1塩基単位で編集できる「塩基編集（Base Editing）」の開発も注目される技術のひとつです。

遺伝子治療の対象は、希少な遺伝性疾患にとどまらず、がんを含む様々な疾患へと広がりつつあります。今後、高い成長率で市場拡大が見込まれる分野であり、患者へ安全かつ有効な遺伝子治療を提供するため、研究・開発が進められています。

遺伝子治療は、世界各国の研究機関や医療関連企業で日々研究・開発が進む分野です。再生医療や遺伝子治療の情報を収集したい方は、ぜひ「再生医療EXPO」にご来場ください。

再生医療EXPOは、研究機器から輸送保管サービスまで、再生医療に関するあらゆる製品・サービスが出展される展示会です。遺伝子治療や細胞治療を含む再生医療に関するブースが立ち並び、最新の製品やサービスが展示されます。研究・開発が進む技術を、ご自身の目と耳で把握したい方におすすめの場所です。

また、再生医療に関わる方が多数来場されるため、自社の製品やサービスの認知度を効率的に向上させることが可能です。関連する技術をお持ちの方は、展示会への出展を検討してはいかがでしょうか。

再生医療EXPOへのご入場にはWEBでの事前登録が必要です。詳細は、以下のリンクをご確認ください。

遺伝子治療は、ベクターによる遺伝子導入、ゲノム編集技術などを活用し、in vivo法やex vivo法によって、遺伝性疾患を含む様々な疾患の治療を目指す方法です。

パーキンソン病や副腎白質ジストロフィーをはじめ、実用化が期待される疾患も広がっており、近年の研究の進展を受けて各国で新薬の承認が進んでいます。

一方で、安全面の課題や治療費の問題など、解決すべき課題がある点も事実です。課題に対する改善策の研究も進んでいるため、最新の動向を把握しましょう。

再生医療EXPOでは、研究機器から輸送保管サービスまで再生医療向けの技術や支援サービスが多数展示されます。遺伝子治療に関する情報を収集したい方、関連技術の認知度を向上させたい方は、ぜひ来場・出展をご検討ください。

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