TED日本語 - フランシス・コリンズ: より良い薬が必要です – 今すぐに


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TED日本語 - フランシス・コリンズ: より良い薬が必要です – 今すぐに

TED Talks

より良い薬が必要です - 今すぐに
We need better drugs -- now
Francis Collins




So let me ask for a show of hands. How many people here are over the age of 48? Well, there do seem to be a few.

Well, congratulations, because if you look at this particular slide of U.S. life expectancy, you are now in excess of the average life span of somebody who was born in 1900.

But look what happened in the course of that century. If you follow that curve, you'll see that it starts way down there. There's that dip there for the 1918 flu. And here we are at 2010, average life expectancy of a child born today, age 79, and we are not done yet. Now, that's the good news. But there's still a lot of work to do.

So, for instance, if you ask, how many diseases do we now know the exact molecular basis? Turns out it's about 4,000, which is pretty amazing, because most of those molecular discoveries have just happened in the last little while. It's exciting to see that in terms of what we've learned, but how many of those 4,000 diseases now have treatments available? Only about 250. So we have this huge challenge, this huge gap.

You would think this wouldn't be too hard, that we would simply have the ability to take this fundamental information that we're learning about how it is that basic biology teaches us about the causes of disease and build a bridge across this yawning gap between what we've learned about basic science and its application, a bridge that would look maybe something like this, where you'd have to put together a nice shiny way to get from one side to the other.

Well, wouldn't it be nice if it was that easy? Unfortunately, it's not. In reality, trying to go from fundamental knowledge to its application is more like this. There are no shiny bridges. You sort of place your bets. Maybe you've got a swimmer and a rowboat and a sailboat and a tugboat and you set them off on their way, and the rains come and the lightning flashes, and oh my gosh, there are sharks in the water and the swimmer gets into trouble, and, uh oh, the swimmer drowned and the sailboat capsized, and that tugboat, well, it hit the rocks, and maybe if you're lucky, somebody gets across.

Well, what does this really look like? Well, what is it to make a therapeutic, anyway? What's a drug? A drug is made up of a small molecule of hydrogen, carbon, oxygen, nitrogen, and a few other atoms all cobbled together in a shape, and it's those shapes that determine whether, in fact, that particular drug is going to hit its target. Is it going to land where it's supposed to? So look at this picture here -- a lot of shapes dancing around for you. Now what you need to do, if you're trying to develop a new treatment for autism or Alzheimer's disease or cancer is to find the right shape in that mix that will ultimately provide benefit and will be safe. And when you look at what happens to that pipeline, you start out maybe with thousands, tens of thousands of compounds. You weed down through various steps that cause many of these to fail. Ultimately, maybe you can run a clinical trial with four or five of these, and if all goes well,14 years after you started, you will get one approval. And it will cost you upwards of a billion dollars for that one success.

So we have to look at this pipeline the way an engineer would, and say, "How can we do better?" And that's the main theme of what I want to say to you this morning. How can we make this go faster? How can we make it more successful?

Well, let me tell you about a few examples where this has actually worked. One that has just happened in the last few months is the successful approval of a drug for cystic fibrosis. But it's taken a long time to get there. Cystic fibrosis had its molecular cause discovered in 1989 by my group working with another group in Toronto, discovering what the mutation was in a particular gene on chromosome 7. That picture you see there? Here it is. That's the same kid. That's Danny Bessette,23 years later, because this is the year, and it's also the year where Danny got married, where we have, for the first time, the approval by the FDA of a drug that precisely targets the defect in cystic fibrosis based upon all this molecular understanding. That's the good news. The bad news is, this drug doesn't actually treat all cases of cystic fibrosis, and it won't work for Danny, and we're still waiting for that next generation to help him.

But it took 23 years to get this far. That's too long. How do we go faster?

Well,one way to go faster is to take advantage of technology, and a very important technology that we depend on for all of this is the human genome, the ability to be able to look at a chromosome, to unzip it, to pull out all the DNA, and to be able to then read out the letters in that DNA code, the A's, C's, G's and T's that are our instruction book and the instruction book for all living things, and the cost of doing this, which used to be in the hundreds of millions of dollars, has in the course of the last 10 years fallen faster than Moore's Law, down to the point where it is less than 10,000 dollars today to have your genome sequenced, or mine, and we're headed for the $ 1,000 genome fairly soon. Well, that's exciting. How does that play out in terms of application to a disease?

I want to tell you about another disorder. This one is a disorder which is quite rare. It's called Hutchinson-Gilford progeria, and it is the most dramatic form of premature aging. Only about one in every four million kids has this disease, and in a simple way, what happens is, because of a mutation in a particular gene, a protein is made that's toxic to the cell and it causes these individuals to age at about seven times the normal rate.

Let me show you a video of what that does to the cell. The normal cell, if you looked at it under the microscope, would have a nucleus sitting in the middle of the cell, which is nice and round and smooth in its boundaries and it looks kind of like that. A progeria cell, on the other hand, because of this toxic protein called progerin, has these lumps and bumps in it. So what we would like to do after discovering this back in 2003 is to come up with a way to try to correct that. Well again, by knowing something about the molecular pathways, it was possible to pick one of those many, many compounds that might have been useful and try it out. In an experiment done in cell culture and shown here in a cartoon, if you take that particular compound and you add it to that cell that has progeria, and you watch to see what happened, in just 72 hours, that cell becomes, for all purposes that we can determine, almost like a normal cell.

Well that was exciting, but would it actually work in a real human being? This has led, in the space of only four years from the time the gene was discovered to the start of a clinical trial, to a test of that very compound. And the kids that you see here all volunteered to be part of this,28 of them, and you can see as soon as the picture comes up that they are in fact a remarkable group of young people all afflicted by this disease, all looking quite similar to each other. And instead of telling you more about it, I'm going to invite one of them, Sam Berns from Boston, who's here this morning, to come up on the stage and tell us about his experience as a child affected with progeria. Sam is 15 years old. His parents, Scott Berns and Leslie Gordon, both physicians, are here with us this morning as well. Sam, please have a seat.


So Sam, why don't you tell these folks what it's like being affected with this condition called progeria?

Sam Burns: Well, progeria limits me in some ways. I can not play sports or do physical activities, but I have been able to take interest in things that progeria, luckily, does not limit. But when there is something that I really do want to do that progeria gets in the way of, like marching band or umpiring, we always find a way to do it, and that just shows that progeria isn't in control of my life.


Francis Collins: So what would you like to say to researchers here in the auditorium and others listening to this? What would you say to them both about research on progeria and maybe about other conditions as well?

SB: Well, research on progeria has come so far in less than 15 years, and that just shows the drive that researchers can have to get this far, and it really means a lot to myself and other kids with progeria, and it shows that if that drive exists, anybody can cure any disease, and hopefully progeria can be cured in the near future, and so we can eliminate those 4,000 diseases that Francis was talking about.

FC: Excellent. So Sam took the day off from school today to be here, and he is - (Applause) -- He is, by the way, a straight-A+ student in the ninth grade in his school in Boston. Please join me in thanking and welcoming Sam. SB: Thank you very much. FC: Well done. Well done, buddy. (Applause)

So I just want to say a couple more things about that particular story, and then try to generalize how could we have stories of success all over the place for these diseases, as Sam says, these 4,000 that are waiting for answers. You might have noticed that the drug that is now in clinical trial for progeria is not a drug that was designed for that. It's such a rare disease, it would be hard for a company to justify spending hundreds of millions of dollars to generate a drug. This is a drug that was developed for cancer. Turned out, it didn't work very well for cancer, but it has exactly the right properties, the right shape, to work for progeria, and that's what's happened. Wouldn't it be great if we could do that more systematically? Could we, in fact, encourage all the companies that are out there that have drugs in their freezers that are known to be safe in humans but have never actually succeeded in terms of being effective for the treatments they were tried for? Now we're learning about all these new molecular pathways -- some of those could be repositioned or repurposed, or whatever word you want to use, for new applications, basically teaching old drugs new tricks. That could be a phenomenal, valuable activity. We have many discussions now between NIH and companies about doing this that are looking very promising.

And you could expect quite a lot to come from this. There are quite a number of success stories one can point to about how this has led to major advances. The first drug for HIV/AIDS was not developed for HIV/AIDS. It was developed for cancer. It was AZT. It didn't work very well for cancer, but became the first successful antiretroviral, and you can see from the table there are others as well.

So how do we actually make that a more generalizable effort? Well, we have to come up with a partnership between academia, government, the private sector, and patient organizations to make that so. At NIH, we have started this new National Center for Advancing Translational Sciences. It just started last December, and this is one of its goals.

Let me tell you another thing we could do. Wouldn't it be nice to be able to a test a drug to see if it's effective and safe without having to put patients at risk, because that first time you're never quite sure? How do we know, for instance, whether drugs are safe before we give them to people? We test them on animals. And it's not all that reliable, and it's costly, and it's time-consuming. Suppose we could do this instead on human cells. You probably know, if you've been paying attention to some of the science literature that you can now take a skin cell and encourage it to become a liver cell or a heart cell or a kidney cell or a brain cell for any of us. So what if you used those cells as your test for whether a drug is going to work and whether it's going to be safe?

Here you see a picture of a lung on a chip. This is something created by the Wyss Institute in Boston, and what they have done here, if we can run the little video, is to take cells from an individual, turn them into the kinds of cells that are present in the lung, and determine what would happen if you added to this various drug compounds to see if they are toxic or safe. You can see this chip even breathes. It has an air channel. It has a blood channel. And it has cells in between that allow you to see what happens when you add a compound. Are those cells happy or not? You can do this same kind of chip technology for kidneys, for hearts, for muscles, all the places where you want to see whether a drug is going to be a problem, for the liver.

And ultimately, because you can do this for the individual, we could even see this moving to the point where the ability to develop and test medicines will be you on a chip, what we're trying to say here is the individualizing of the process of developing drugs and testing their safety.

So let me sum up. We are in a remarkable moment here. For me, at NIH now for almost 20 years, there has never been a time where there was more excitement about the potential that lies in front of us. We have made all these discoveries pouring out of laboratories across the world. What do we need to capitalize on this? First of all, we need resources. This is research that's high-risk, sometimes high-cost. The payoff is enormous, both in terms of health and in terms of economic growth. We need to support that. Second, we need new kinds of partnerships between academia and government and the private sector and patient organizations, just like the one I've been describing here, in terms of the way in which we could go after repurposing new compounds. And third, and maybe most important, we need talent. We need the best and the brightest from many different disciplines to come and join this effort -- all ages, all different groups -- because this is the time, folks. This is the 21st-century biology that you've been waiting for, and we have the chance to take that and turn it into something which will, in fact, knock out disease. That's my goal. I hope that's your goal. I think it'll be the goal of the poets and the muppets and the surfers and the bankers and all the other people who join this stage and think about what we're trying to do here and why it matters. It matters for now. It matters as soon as possible. If you don't believe me, just ask Sam.

Thank you all very much.


挙手をお願いしたいと思います 48歳以上の方は? 数人のようですね

おめでとうございます その方は アメリカの平均余命についてのこのスライドにあるように 1900年生まれの人の平均寿命よりも 長生きしていることになります

しかし 20世紀に起こったことを見てみてください この曲線を辿っていくと 大きな下降があることが分かります そのくぼみは1918年のインフルエンザによるものです 現在2010年では 新生児の平均余命は79歳であるので 我々は まだまだ生きられます これがグッドニュースです しかし すべきことはたくさんあります

例えば 病気のうち 分子的なメカニズムが 完全にわかっているものがいくつあるか? 約4000ですが これはすごいことです なぜならほとんどの分子学的発見は つい最近なされたものだからです これは素晴らしいことなのですが しかし それら4000の病気のうち 治療法があるものはいくつでしょう? たった250程度です この大きなギャップは 重大な課題です

皆さんはこう思われるかもしれません 「そんなに難しいことじゃない」 病気の原因に関して 生物学が解明した 基礎的な情報を 実用化に結びつけるための 大きなギャップを埋められる 橋を架ける能力が 私たちには備わっていると おそらくこんな橋を思い浮かべられていることでしょう 一方の端から他方へと渡る 光り輝く 素敵な道です

こんなに簡単にできたら良いでしょう? 残念ながら現実は違います 基礎知識を実用化しようとする試みの 現実は こんな感じ 光り輝く橋などは 夢のまた夢です 泳ぐ  船をこぐ ヨットやタグボートを使う人も さらに異変も起こります 雨が降り始め 雷鳴が轟き ひどいことには 水中にはサメもいて トラブルに巻き込まれます スイマーは溺れ ヨットは転覆し タグボートは岩にぶつかりました きっと運が良い人なら川を渡り切ります

さて どういうことでしょうか? 治療法を開発するとは 薬とは 何なのでしょうか? 薬は 水素 炭素 酸素 窒素や その他数種類の原子で構成される 1つの形になった 小さな分子です その形により その薬がターゲットに 実際に作用するかが決定されるのです 実際にそこまで辿り着けるのでしょうか? この画像をご覧下さい様々な形のものが踊っています 自閉症やアルツハイマー病 ガンなどに対する 新たな治療法を開発しようとするなら このごちゃごちゃの中から 最終的に恩恵をもたらし かつ 安全であるような適切な形を見つける必要があります この工程で起こることに注目してみましょう おそらく 数千 数万もの 化合物から始めることになります 様々なステップを経て 効用のなさそうなものを除外していきます 最終的に臨床試験を行う段階では4つか5つ程度に絞り込まれ 治験がうまくいけば開発を始めて14年も経った後に 1つの薬の承認がようやく得られます 1つの薬の開発が成功するには 10億ドル以上が必要です

この工程を エンジニア的に見て 改善策を考える それが今日この場で皆さんにお伝えするメインテーマです 開発期間を短縮するには? どうすれば成功率が上がるのか?

まず うまくいった実例を お示ししましょう 1つは つい数ヶ月前のことですが 嚢胞(のうほう)性線維症の薬が承認されました しかし 長い時間がかかりました 嚢胞性線維症の分子的な原因は1989年に 私の研究グループが トロントの別のチームと共同で発見しました 第7染色体の特定の遺伝子に存在する 変異を特定したのです この写真をご覧ください こちらも 同じ少年です ダニー・ベゼットの23年後の姿です この年は ダニーが結婚した年であるとともに 分子的な理解に基づいて 嚢胞性線維症の欠損に働く薬が 初めて FDAの承認を受けた年でもあります これが良いニュースです 悪いニュースは この薬は全ての嚢胞性線維症を治せるわけではないことです ダニーに対しても効果がありませんそのため私たちは今なお 次世代の薬が彼を救うのを待っています

しかしこれまでに23年もかかりました実に長い時間です どうすれば速くできるでしょう?

期間短縮の1つの方法は 技術の活用です 頼りとなる重要な技術は ヒトゲノムに関するものです 染色体をひも解き DNA全体を抽出し 私たちや あらゆる生物の設計書である DNA塩基配列の文字 つまりATGCを 解読することができる技術です また 解読にかかる費用は 以前は数億ドルでしたが ここ10年の間に ムーアの法則を越える速さで下がり続け 今日では あなたや私のゲノムの解読にかかる費用は1万ドル以下となり 1000ドルにも まもなく到達しそうです ワクワクします それが 病気への応用に どのように役に立つか?

ここで 別の疾患についてお話しします これは希少な疾患で ハッチンソン・ギルフォード・プロジェリア症候群と呼ばれています 早老の最も劇的な形です 約400万人に1人の子供がこの病気にかかりますが 要は この病気にかかると 特定の遺伝子の変異のために 細胞に有害なタンパク質がつくられます そのせいで 通常の7倍の速さで 老化が進行します

この疾患が細胞に対して行うことのビデオをお見せします 通常の細胞は 顕微鏡で見ると 中心に核を持っていますが 境界ははっきりとしており 丸く滑らかです 一方 プロジェリア細胞は プロジェリンという有害なタンパク質のせいで 塊やこぶがあります 2003年にこれを発見した後 私たちは治す方法を 見つけようと試み始めました 繰り返しになりますが分子的な経路が分かれば 非常に多くの化合物の中から 有用と考えられるものを選び出し 試してみることができます 培養細胞で行われた実験では この動画に示されるように プロジェリアを持つ細胞に対して 特定の化合物を加え 何が起こるか観察してみると ちょうど72時間後に その細胞は 私たちが知る限りにおいて 通常の細胞のようになります

面白い結果ですがヒトに対しても効くのでしょうか? 原因遺伝子が発見されてから たった4年で この化合物の治験にまで こぎ着けました ご覧頂いている子どもたちは この治験に進んで参加してくれた 28人です この写真をご覧になれば 全員がこの病気に苦しむ人々であり 極めて似通った見た目を していることがわかるでしょう もっと詳しく説明する代わりに 治験参加者の1人 ボストン出身のサム・バーンズをお招きします 彼は この舞台で プロジェリア症候群の子どもとしての 経験を話すために来てくれました サムは15歳です 彼の両親のスコット・バーンズとレスリー・ゴードンも 2人とも医者ですが ここへ来てくれています サム どうぞ座って


サム こちらの皆さんに プロジェリア症候群という 病気にかかるとどうなるのか 話してくれないか?

サム・バーンズ: プロジェリアのせいで僕はいくつかの制限を課せられました スポーツや身体的運動はできませんが 幸運なことに 僕はそうした制限と 関係ないものに興味をもつことができました しかし マーチングバンドや審判のように プロジェリアが障壁になるものを 本当にしたいと思ったらその方法を常に見つけています つまりプロジェリアは僕の人生を左右しているわけではないのです


フランシス・コリンズ: ではこの会場にいる研究者や これを聞いている他の研究者に何を伝えたい? プロジェリアに関する研究と 他の状況について 言いたいことは?

サム: プロジェリアに関する研究は 15年もしない内に格段に進歩しました これは研究者が ここまで来るための活力を持っていたことを示します それは僕自身にも 他のプロジェリア患者の 子どもたちにも大きな意味があります その活力があれば 誰でもどんな病気でも治すことができるんです 願わくばプロジェリアも近い未来に完治できるようになり フランシスが話していた 4000もの病気を なくすことができればと思います

フランシス: 素晴らしい       サムは今日 学校を休んで ここに来てくれましたそして彼は ? (拍手) ? 彼はボストンにある学校で9年生ですが 全教科A+の成績を修めています どうぞ一緒にサムに感謝し歓迎してください サム: ありがとうございますフランシス: よくやった 素晴らしかったよ (拍手)

あと2つほどお話したいことがあります まず 特定の薬についてお話しし そして 既に解明された4000の病気に対して 成功例を どう一般化するかについて お話しようと思います お気付きかもしれませんが 現在 治験を行っている抗プロジェリア薬は もともとそのためにデザインされたものではありません とても希少な疾患であるため薬を創るために 企業に対して 何百万ドルもの負担を求めるのは困難なのです これはガンの薬として開発されましたが ガンには あまり効果がありませんでした しかし偶然にも プロジェリアに対しては 適切な性質や形を持っていたのです そのようなことをもっと体系的に行えたら良いと思いませんか? 実際に ヒトに対する安全性は保証されているものの 元々 対象としていた病気の治療には 効果がなかったような薬を 冷蔵庫にしまったままにしている企業に対して このようなことを奨励できないでしょうか? 現在 私たちは全く新しい分子経路について研究しています それらの中には 古い薬に対して 「再配置」や「再利用」のようなことを 可能にするものがあるかもしれません これは 価値ある取り組みになりえます 現在 NIHや企業と この将来性のある取り組みについて 活発な議論を行っています

多大なる恩恵が期待されます これが大きな進歩につながることを示す 成功例は極めてたくさんあります 最初につくられた抗HIV/エイズ薬は HIV/エイズに対してではなく ガンに対してつくられたものでしたAZTと言います AZTはガンに対してはあまり効きませんでしたが 初めて 抗レトロウィルス薬として有効性を示す薬となりました この表から分かるようにその他の例もあります

では どのようにこの試みを一般化すれば良いでしょうか? 実現のためには 学術界 政府 民間企業 そして患者協会とが 協力する必要があります NIHでは国立先進トランスレーショナル科学センターを設立しました 昨年12月につくられたばかりですが一つのゴールです

もう1つ 私たちができることについてお話します 患者をリスクに晒すこと無く 薬に効果があり 安全かどうかが 試せたら良いと思いませんか? 初めて試す時は 有効性と安全性が保証されないからです 例えば 人に投与する前に薬が安全かどうか どのようにすれば分かるでしょう?通常 動物実験を行いますが 全く信頼が置けるわけではありませんし 費用や時間もかかります 代わりにヒトの細胞で実験できるとしたらどうでしょう? 科学論文の動向に注意を払っている方なら 皮膚細胞を採取し それを 肝細胞 心筋細胞 腎細胞 脳細胞のいずれにも 変化させることができるとご存知でしょう 薬が有効であるか また安全であるかを テストするために それらを使ったらどうでしょう?

ここにチップ上につくられた肺の写真があります ボストンのヴィース研究所によりつくられました 簡単なビデオでご説明しましょう 個体から細胞を抽出し 肺に存在する細胞へと変えます その上で様々な新薬候補化合物を 投与し それが有害なのか安全なのか 確かめることができます チップ上で呼吸すらも見られます 血液循環も見ることができます その間に細胞が存在していて 化合物を投与したとき何が起こるか見ることができます 細胞は健康になるのか ならないのか? 腎臓や心臓 筋肉 肝臓などに対しても 薬が問題を引き起こすかどうか 見たいというときも 同じチップ技術を用いることができます

最終的には 個人で同じことができるようになり 医療の開発と治験が チップ上で できる方向に向かうでしょう ここで言いたいのは 薬の開発と 安全性評価のプロセスを 個別化することです

まとめです 私たちは現在 大きな変化の瞬間に立ち会っています ほぼ20年NIHにいますが 私にとって これほどまでに 将来の可能性を感じ 興奮する時代はありませんでした 世界中の研究室で これらの発見がなされてきました これを利用するためには何が必要でしょうか?まず 資源が必要です これはハイリスクで時にはハイコストな研究です その代わり 健康の面でも 経済成長の面でも 恩恵は測り知れませんサポートする必要があります 2つ目に 学術界と政府と民間企業 そして患者協会との間で 新たな協力関係が必要です私がご説明してきたような 新たな化合物の再利用を促すような関係です そして3つ目 恐らくこれが最も重要ですが才能が必要です 様々な分野の 最善かつ最優秀な人たちに この取り組みに参加してもらう必要があります 年齢 グループを問わずです なぜなら 今がそのときだからです これが待ち望んでいた21世紀の生物学です 私たちには これを実際に病気を無くすものへと 変えるチャンスがあるのです それが私の目標です 願わくば 皆さんの目標でもあって欲しいです 詩人やマペット サーファー 銀行員 そしてこの場にいる 全ての人の目標でもあると思います 私たちが何をしようとしているのかなぜ必要なのか考えてみてください 今 必要なんです可能な限り早く解決する必要があります 信じられないなら サムに聞いてみてください



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