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NMRを利用した層別化医療の実現

生涯を通じて比較的一定しているゲノムとは異なり、体内のすべての代謝産物の集合体であるメタボロームは、非常に動的で環境および個人の健康状態の変化に敏感です。代謝表現型解析(またはメタボロミクス)では、この感受性によって人の生理的状態または病理的状態を評価し、疾患のリスク、診断および予後に関する表現型を分類します。この情報の医療への応用は、医療の個別化、患者アウトカムの改善および医療費の削減に役立つと期待されます。

英国医学研究会議(MRC)が主導する英国の層別化医療イニシアチブの一環として、新しいメタボロミクス表現型解析機関が今年5月にバーミンガム大学に開設されました。これは、インペリアル・カレッジ・ロンドンのMRC-NIHR フェノームセンター(2013年)と南洋理工大学(NTU)のシンガポールフェノームセンター(2015年)に続いて世界で3番目に開設されたフェノームセンターです。

層別化医療の目的は、個別化医療による疾患の診断および治療を改善し、薬剤、ライフスタイル介入または食事介入を個々の患者のニーズに確実にマッチさせることです。薬物療法または介入に対する患者の反応は、疾患の原因メカニズムや各人にとっての薬剤の安全性または忍容性の程度に差があることから、集団間で大きな変動を示します。新しいグローバル・フェノームネットワーク内のセンターが協同し、疾患リスク判定の正確性の向上、早期段階での疾患の診断および患者に最もよくマッチした有効な薬剤判定のために、患者を同様の表現型のクラスに層別化する作業を行っていきます。

フェノームセンターバーミンガムのエグゼクティブディレクターであるMark Viant教授はインタビューで、グローバル・フェノームネットワークの目標と、それらの目標の実現のためにセンターで使用されている最先端の核磁気共鳴(NMR)分光計について語りました。

Viant氏によれば、センターで実施しているバーミンガム特有の研究プロジェクトのいくつかが中心となりました。バーミンガム大学と地域病院の間のパートナーシップである「バーミンガムヘルスパートナーズ」は、研究者の研究上の関心に重点をおいています。

「我々は、ここバーミンガムの地域病院の臨床研究者と密接に協同していきます。我々が重点をおく疾患領域は、血液癌(造血器腫瘍)、炎症性疾患、生殖医療、内分泌系および他の多くの関連分野です」とViant氏は語りました。

Viant氏は、協同の重要性を強調し、メタボロミクス研究を非協同的に実施することはできないので、センターの研究は自然に共同研究になると述べています。メタボロミクス研究者、臨床研究者、情報科学研究者などの間の統合が不可欠です。

「メタボロミクスに関する過去10年間の我々の研究プロジェクトが密接な協同によって進められたのと同様に、フェノームセンターで開始するこのプロジェクトでも同様の協同精神を期待しています」。

センターが備えている分析設備に関して、Viant氏は、極めてハイクオリティな質量分析計およびNMR分光計設備を備えている彼らのチームは非常に恵まれている、と述べています。これらの装置のうち2つはブルカー製のAVANCE IVDrプラットフォームであり、それぞれが高感度で情報量の多い代謝アウトプットを生み出す600 MegaHertz NMR分光計です。この装置は、生体液試料の測定、バリデーションおよび前臨床スクリーニングのための先進的なハードウェア、ソフトウェア、スペクトルライブラリおよび標準操作手順書を備えています。フェノームセンターバーミンガムが提供する共同研究サービスによって、これらの装置を非常に多くの人が利用できるようになります。

Viant氏によれば、医療における代謝表現型解析の将来は実に希望に満ちています。「我々は現在、非常に大規模なデータセットを収集し、これらのデータセットを精査し、様々な疾患群へ患者を層別化するのに役立つマーカーを発見することにより、ある患者がどの薬剤を服用すべきで、同様の疾患が疑われる別の患者はどうかを突き止めるために十分な分析能力および計算能力を手にしています」。

またViant氏は、代謝表現型解析をどうしたら公衆に普及できるかにも触れています。彼によれば、フェノームセンターバーミンガムの使命の1つは、メタボロミクスの認識を一般公衆に広めてその意味を理解してもらうことです。

「メタボロミクスは長い間、ゲノミクスの妹のような存在でした。ゲノミクスは一般の多くの人や公衆が認識してある程度の知識を持っている用語ですが、メタボロミクスに関しては間違いなく何も知られていません」。

そのため、バーミンガム大学は昨年9月に世界各国の一般公衆やアマチュア研究者を含む2,500人が受講するメタボロミクスに関する大規模なオンラインコースを開設しました。このコースでは、メタボロミクスとは何か、そしてメタボロミクスが人々にどのように役立つかに重点をおいています。