報告スライド - 政策シンクネット

2015. 4. 24
パネルディスカッション
政策シンクネット 第2回シンポジウム「医療イノベーションと大学の役割」
(2015. 4. 24、東京大学本郷キャンパス 福武ホール、東京都)
!
ナノバイオテクノロジーが先導する
診断・治療イノベーション
∼あらゆる微小空間で生体機能をコントロールする革新技術の創製に向けて∼
片岡一則
!
東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻/バイオエンジニアリング専攻
東京大学大学院医学系研究科疾患生命工学センター
川崎市産業振興財団ナノ医療イノベーションセンター
健康サスティナブル社会実現への課題
超高齢・成熟社会を迎え、国民の健康維持と医療システムの課題が顕在化
(1)高QOL・均質医療への国民的欲求の増大
(2)医療費の適正な設計、医師不足・地域格差の解消
(3)医療機器・医薬品の不均衡な輸出入構造の解消
→国際競争力の強化 文部科学省キーテクノロジー
三次元造形
による組織再建
ナノバイオ・インテグレーション研究拠点
2005 ∼ 2009 (26億円)
実用化
研究開発の推進
「東京大学ナノバイオ・
インテグレーション研究拠点」
高分子ミセル型
抗がん剤
バイオイメージング
In-vivoモニタリング
標的治療
埋込型
モニター
マイクロ
手術機器
即時多項目診断
健康管理モニター
ナノDDS
低侵襲微小手術
実用化
ナノ治療
ナノコーティングによる
長寿命人工関節
多項目検査
デバイス
生体機能置換術
組織再建術
ネットワーク
国際臨床治験
拠点ミッション 超早期診断と低侵襲治療の 実現と一体化を目指す先端的 ナノバイオ・医療技術
(総合科学技術会議戦略重点
科学技術(平成18年))
ナノ診断
情報検出
携帯型診断
チップ
マイクロ免疫分析装置
実用機開発
病院
ナノバイオテクノロジーが先導する診断・治療イノベーション(FIRST)プロジェクト (2009 2013)
いつでも、どこでも、誰にでも、経済合理性に基づいた
高品質な医療を提供するシステム(エコメディシン)の実現
がんの超早期・精密診断とピンポイント治療
受診
「ナノ診断システム」
迅速・簡便なナノデバイス
による超早期がん診断
【インパクトと波及効果】
1.QOLの高い均質医療の提供
–高感度な迅速簡易診断による疾患の早期発見
–ピンポイント診断・治療の実現による治療効果
増強と副作用低減
「ナノ薬剤送達システム」
–組織誘導再建術による迅速な社会復帰
ピンポイントDDSによるがん !
のイメージングと標的治療 2.エコメディシンによる健康な社会
の実現
–先端ナノ医療導入コストにバランスした副作用
迅速な
社会復帰
治療費・入院費の低減で、医療費全体を圧縮
!
「ナノ治療システム」
ナノバイオテクノロジー
を利用した低侵襲外科
治療と欠損部の再建術
「がん」をはじめとする難病の超早期診断から
根本治療・社会復帰に至るまでを低侵襲かつシー
ムレスに効率良く実現
3.医療を成長産業・輸出産業へ
‒国際競争力の強化を通じて国内産業を活性化
!
4.異分野を融合した新学問領域の創成
‒生体の構造と機能のナノスケールでの理解・
制御に立脚したナノ医療工学の確立
‒科学技術と社会・経済双方のイノベーションの
推進と牽引が出来る融合型人材の輩出
ナノバイオテクノロジーが先導する診断・治療イノベーション(FIRST)プロジェクト (2009 2013)
いつでも、どこでも、誰にでも、経済合理性に基づいた
高品質な医療を提供するシステム(エコメディシン)の実現
がんの超早期・精密診断とピンポイント治療
受診
「ナノ診断システム」
迅速・簡便なナノデバイス
による超早期がん診断
【インパクトと波及効果】
1.QOLの高い均質医療の提供
–高感度な迅速簡易診断による疾患の早期発見
–ピンポイント診断・治療の実現による治療効果
増強と副作用低減
「ナノ薬剤送達システム」
–組織誘導再建術による迅速な社会復帰
ピンポイントDDSによるがん !
のイメージングと標的治療 2.エコメディシンによる健康な社会
の実現
–先端ナノ医療導入コストにバランスした副作用
迅速な
社会復帰
治療費・入院費の低減で、医療費全体を圧縮
!
「ナノ治療システム」
ナノバイオテクノロジー
を利用した低侵襲外科
治療と欠損部の再建術
「がん」をはじめとする難病の超早期診断から
根本治療・社会復帰に至るまでを低侵襲かつシー
ムレスに効率良く実現
3.医療を成長産業・輸出産業へ
‒国際競争力の強化を通じて国内産業を活性化
!
4.異分野を融合した新学問領域の創成
‒生体の構造と機能のナノスケールでの理解・
制御に立脚したナノ医療工学の確立
‒科学技術と社会・経済双方のイノベーションの
推進と牽引が出来る融合型人材の輩出
ナノバイオテクノロジーが先導する診断・治療イノベーション(FIRST)プロジェクト (2009 2013)
いつでも、どこでも、誰にでも、経済合理性に基づいた
高品質な医療を提供するシステム(エコメディシン)の実現
がんの超早期・精密診断とピンポイント治療
受診
【インパクトと波及効果】
ミクロの決死圏
「ナノ診断システム」
迅速・簡便なナノデバイス
による超早期がん診断
1.QOLの高い均質医療の提供
–高感度な迅速簡易診断による疾患の早期発見
–ピンポイント診断・治療の実現による治療効果
増強と副作用低減
「ナノ薬剤送達システム」
–組織誘導再建術による迅速な社会復帰
ピンポイントDDSによるがん !
のイメージングと標的治療 2.エコメディシンによる健康な社会
の実現
–先端ナノ医療導入コストにバランスした副作用
迅速な
社会復帰
治療費・入院費の低減で、医療費全体を圧縮
!
「ナノ治療システム」
ナノバイオテクノロジー
を利用した低侵襲外科
治療と欠損部の再建術
「がん」をはじめとする難病の超早期診断から
根本治療・社会復帰に至るまでを低侵襲かつシー
ムレスに効率良く実現
3.医療を成長産業・輸出産業へ
‒国際競争力の強化を通じて国内産業を活性化
!
4.異分野を融合した新学問領域の創成
‒生体の構造と機能のナノスケールでの理解・
制御に立脚したナノ医療工学の確立
‒科学技術と社会・経済双方のイノベーションの
推進と牽引が出来る融合型人材の輩出
分子技術に基づく精密高分子材料設計
~10 nm
親水性連鎖
疎水性連鎖
(ポリエチレングリコール)(ポリアミノ酸)
標的指向機能
標的細胞選択的に
結合する機能
環境応答機能
薬剤担持機能
薬剤や造影剤を
担持する機能
高分子連鎖中に任意の機能を
位置選択的に創り込む技術
細胞内環境に応答
して構造を変化
させる機能
高度な分子組織化技術に基づくナノマシンの創製
薬剤
核酸医薬
タンパク質
100nm
高分子ミセル型ナノマシン
のTEM画像
自己組織化
30∼100 nm
高度な分子組織化技術に基づくナノマシンの創製
見る
高度な診断情報の可視化
撃つ
微小・転移がんを標的治療
微小
がん
検出
光る
ナノマシン
リンパ節
転移
PET
薬剤
がん細胞
核酸医薬
タンパク質
MRI
ナノマシン
高分子ミセル型ナノマシン
5時間後に腫瘍
のTEM画像
内は赤くなる
投与直後
自己組織化
ナノマシンの
全身投与
脳腫瘍内へと漏出
!
ナノマシン
治療で
脳腫瘍
が縮小
蛍光
機能の
複合化
応える
外部エネルギー照射への応答
100nm 越える
血液-脳腫瘍関門を突破
血管に滞留する
ナノマシン
がん悪性度検出
30∼100 nm
光・超音波な
どの照射に
よる
活性化
がん細胞の核に薬を届ける
ナノスケールのトロイの木馬
ナノスケールのトロイの木馬(高分子ミセル)による薬剤耐性の克服
抗がん剤
抗がん剤 内包ミセル
エンドサイトーシス
不活性化(解毒)
解毒タンパク質
核近傍での ミセルの崩壊
薬剤の放出
核(治療標的)
薬剤耐性の克服
耐性がん細胞
耐性がん細胞の核近傍で薬を放出する高分子ミセルをその場観察
ミセルの局在を検出する蛍光分子
ミセルの崩壊を検出する蛍光分子
蛍光標識ポリマー
抗がん剤
緑色蛍光:薬剤を
保持する安定型
ミセル
!
赤色蛍光:薬剤を
放出する活性型
蛍光標識抗がん剤内包ミセル
ミセル
M. Murakami, et al., Science Transl. Med. 3 (64) 64ra2 (2011)
生体観察を可能とする高速走査型共焦点顕微鏡の開発
蛍光標識ナノマシン
の静脈投与
高速走査型レーザー共焦点顕微鏡
麻酔
皮弁
麻酔したマウス
腫瘍
Y. Matsumoto, et al, Biomed. Opt. Express 1(4) 1209-1216 (2010)
腫瘍深部に浸透し薬剤を放出する高分子ミセルのその場観察
緑色蛍光:薬剤を
保持する安定型
ミセル
!
赤色蛍光:薬剤を
放出する活性型
ミセル
青色蛍光:がん細胞
投与直後
12時間後
投与直後は安定型ミセル(緑色蛍光)が血中を循環。薬剤は放出され
ていない。
12時間経過後は、血管内には安定型ミセルが循環している一方で、
がん組織内にいるがん細胞の中にもミセルが侵入し、薬剤を放出する
活性型(赤色蛍光)となって効果的にがん細胞を殺している。
M. Murakami, et al, Science Translational Medicine, 3:64ra2 (2011)
腫瘍深部に浸透し薬剤を放出する高分子ミセルのその場観察
オキザリプラチン耐性大腸がんに対する
緑色蛍光:薬剤を
DachPt内包高分子ミセルの優れた治療効果
保持する安定型
ミセル
!
赤色蛍光:薬剤を
放出する活性型
ミセル
青色蛍光:がん細胞
投与直後
12時間後
投与直後は安定型ミセル(緑色蛍光)が血中を循環。薬剤は放出され
ていない。
12時間経過後は、血管内には安定型ミセルが循環している一方で、
がん組織内にいるがん細胞の中にもミセルが侵入し、薬剤を放出する
米国において大腸がんの臨床試験へと進展
活性型(赤色蛍光)となって効果的にがん細胞を殺している。
M. Murakami, et al, Science Translational Medicine, 3:64ra2 (2011)
膵臓がんの標的治療に向けたミセル型ナノマシンのサイズ最適化
膵臓がんの5年生存率 5-20% (主要ながんで最も低い値)
膵臓がんの特徴
T
T
T
1)低い血管密度
T
2)厚い間質で覆われた構造
T:がん細胞クラスター 血管 間質
T
T
T
既存リポソーム製剤(~100nm) シアン
間質バリアによる薬剤集積低下
ミセル型ナノデバイスのサイズ制御に基づくヒト膵がんへの効果的薬物送達 (生体内共焦点顕微鏡による観察)
30nm ミセル (緑)
腫瘍内部
70nm ミセル (赤)
共局在 (黄)
血管
サイズの精密制御技術によって、ミセルの粒径を30nm以下に制御。 がん組織の深部にまで到達する高い組織浸透性を実現
H. Cabral, K. Kataoka et al. Nature Nanotech. 6: 815-823 (2011)
膵臓がんの標的治療に向けたミセル型ナノマシンのサイズ最適化
膵臓がんの5年生存率 5-20% (主要ながんで最も低い値)
膵臓がんの特徴
T
T
T
1)低い血管密度
T
2)厚い間質で覆われた構造
T:がん細胞クラスター 血管 間質
T
T
T
既存リポソーム製剤(~100nm) シアン
間質バリアによる薬剤集積低下
ミセル型ナノデバイスのサイズ制御に基づくヒト膵がんへの効果的薬物送達
30-nm
70-nm
Spring-8
30nm ミセル (緑)
(生体内共焦点顕微鏡による観察)
0.5 km
薬剤
Pt
腫瘍内部
70nm ミセル (赤)
μ-シンクロトロン放射光を用
いた蛍光X線分析により腫瘍
内における元素の分布を評価
共局在
(黄)
血液
Fe
血管
サイズの精密制御技術によって、ミセルの粒径を30nm以下に制御。 ミセルのがん組織内分布に一致した薬剤分布が確認された。
がん組織の深部にまで到達する高い組織浸透性を実現
H. Cabral, K. Kataoka et al. Nature Nanotech. 6: 815-823 (2011)
白金抗がん剤ミセルによる自然発生膵がんモデルの治療
膵臓がん自然発症マウスの生存率
抗がん剤内包ミセルにより 白金抗がん剤内包ミセル
100
p<0.001
抗がん剤
内包ミセル
80
白金抗がん剤
生存率(%)
難治膵臓がん治癒に成功
抗がん剤単体
60
コントロール (生食投与)
40
20
投与量: 2mg/kg every week
0
0
10
20
30
40
経過日数
50
60
70
ミセルは
がん性腹水も抑制
膵臓がん患者さんを対象としたミセルの治験において、 標準治療に比べて生存期間が飛躍的に延長(3ヶ月→1年以上)
H. Cabral et al, Proc. Nat’l. Acad. Sci., USA,110(28) 11397-11402 (2013)
白金抗がん剤ミセルによる自然発生膵がんモデルの治療
膵臓がん自然発症マウスの生存率
抗がん剤内包ミセルにより 白金抗がん剤内包ミセル
100
p<0.001
80
生存率(%)
白金抗がん剤
60
コントロール (生食投与)
40
20
投与量: 2mg/kg every week
0
0
10
20
30
40
経過日数
50
60
血中腫瘍マーカー(CA19-9)濃度の変化(%)
P<0.05
70
難治膵臓がん治癒に成功
抗がん剤
内包ミセル
抗がん剤単体
ミセルは
白金抗がん剤 白金抗がん剤
2mg/kg
がん性腹水も抑制
内包ミセル
2mg/kg
膵臓がん患者さんを対象としたミセルの治験において、 標準治療に比べて生存期間が飛躍的に延長(3ヶ月→1年以上)
H. Cabral et al, Proc. Nat’l. Acad. Sci., USA,110(28) 11397-11402 (2013)
高分子ミセル型ナノマシンの臨床治験への移行と加速
未踏峰を目指す本プロジェクトの研究開発状況
FIRSTプロジェクトの効果
パクリタキセルミセル H24 乳がんP3開始
H27承認申請
薬としての
承認
シスプラチンミセル
膵がんに奏功
ダハプラチン
ミセル
(500 人規模)
H25.7
膵臓がんP3開始
P2b
P2a
第II相
第I相
エピルビシンミセル
高い薬効と
心毒性軽減
IND申請済
承認
臨床治験 SN-38!
ミセル
第III相
・抗腫瘍効果の増強
・副作用の軽減
を実証
投与法、がん種等の
臨床治験の方向づけ
(50-60 人規模)
(20 人
規模)
死の谷
有効性・費用)
(
H25.7.
P1開始
前臨床
基礎研究
死の谷
(安全性・費用・
治験基盤)
企業治験の実施(ナノキャリア、日本化薬、興和)
臨床治験の加速
実用化の加速
厚生労働省のH24革新的医薬品
等ガイドライン策定事業に採択
(ナノテクノロジーを基盤とし
た革新的医薬品に関する評価方
法:北大、東大、国立衛研、
PMDA)
欧州医薬品庁と共同で国際
リフレクションペーパー発出
高分子ミセル型ナノマシンの臨床治験への移行と加速
Nanocarrier
2015/04/16 19:20
未踏峰を目指す本プロジェクトの研究開発状況
パクリタキセルミセル H24 乳がんP3開始
H27承認申請
薬としての
承認
ホーム
シスプラチンミセル
研究開発
膵がんに奏功
企業案内
ダハプラチン
ミセル
(500 人規模)
H25.7
膵臓がんP3開始
P2b
P2a
第II相
第I相
エピルビシンミセル
高い薬効と
心毒性軽減
IND申請済
承認
事業開発
・抗腫瘍効果の増強
サイトマップ
お問い合わせ
・副作用の軽減
IR情報
を実証
臨床治験 SN-38!
ミセル
第III相
FIRSTプロジェクトの効果
サイト内を検索
(20 人
規模)
死の谷
有効性・費用)
(
H25.7.
P1開始
基礎研究
死の谷
(安全性・費用・
治験基盤)
企業治験の実施(ナノキャリア、日本化薬、興和)
TV放送に関するご案内
2015.04.06
(393KB)
投与法、がん種等の
臨床治験の方向づけ
(50-60 人規模)
前臨床
2015.04.13
検索
臨床治験の加速
実用化の加速
厚生労働省のH24革新的医薬品
等ガイドライン策定事業に採択
(ナノテクノロジーを基盤とし
た革新的医薬品に関する評価方
法:北大、東大、国立衛研、
PMDA)
欧州医薬品庁と共同で国際
リフレクションペーパー発出
高分子ミセル型ナノマシンの臨床治験への移行と加速
Nanocarrier
2015/04/16 19:20
未踏峰を目指す本プロジェクトの研究開発状況
パクリタキセルミセル H24 乳がんP3開始
H27承認申請
薬としての
承認
ホーム
シスプラチンミセル
研究開発
膵がんに奏功
企業案内
第III相
(500 人規模)
ダハプラチン
ミセル
P2b
P2a
第II相
事業開発
・抗腫瘍効果の増強
サイトマップ
お問い合わせ
・副作用の軽減
IR情報
を実証
臨床治験 !
SN-38
19 December 2013
H25.7
EMA/CHMP/13099/2013 ミセル
膵臓がんP3開始
Committee for Medicinal Products for Human Use
(CHMP)
承認
FIRSTプロジェクトの効果
サイト内を検索
検索
投与法、がん種等の
臨床治験の方向づけ
(50-60 人規模)
Joint MHLW/EMA
reflection paper on the development of
第I相
エピルビシンミセル
block copolymer
micelle medicinal products
(20 人
高い薬効と
死の谷
規模)
Final
心毒性軽減
(有効性・費用)
IND申請済
H25.7.
P1開始
Agreed by Nanomedicines Drafting Group
前臨床
Adoption by CHMP for release for consultation
基礎研究
Start of public consultation
死の谷
End of consultation (deadline for comments)
(安全性・費用・
治験基盤)
Adoption
by CHMP
2015.04.13
Date for coming into effect
October 2012
(393KB)
実用化の加速
厚生労働省のH24革新的医薬品
30等ガイドライン策定事業に採択
January 2013
(ナノテクノロジーを基盤とし
30 June 2013
た革新的医薬品に関する評価方
19 December 2013
法:北大、東大、国立衛研、
10PMDA)
January 2014
企業治験の実施(ナノキャリア、日本化薬、興和)
TV放送に関するご案内
2015.04.06
臨床治験の加速
17 January 2013
欧州医薬品庁と共同で国際
リフレクションペーパー発出
ナノバイオテクノロジーが目指す 医療イノベーション
1.国民の難病治癒率向上
2.不安のない難病治療の実現
!
地域や設備にとらわれない最先端ナノ診断
・ナノ治療の機会を大勢の患者さんに提供
副作用を軽減し、社会生活と治療を両立
術後再建で早期社会復帰を実現
3.創薬プロセスの革新
!
4.経済合理性に優れた医療の確立
!
薬物とデリバリーシステムとの一体開発
による新薬上市の加速
日帰り治療の実現や術後ケアを低減し、
ニコン
味の素
患者および社会全体の医療費負担を抑制
日本
化薬
ナノ キャリア
日油
JSR
ライフサイ
エンス
興和
富士 フイルム
速やかな企業治験の実施による実用化
PMDA
革新的医薬品・医療機器・再生医療製品実用化促進事業
(厚生労働省)に採択
レギュラトリー面からも実用化を加速
帝人
国立
衛研
(2013~2022)
スマートライフケア社会への変革を先導する
ものづくりオープンイノベーション拠点
ナノバイオFIRST (2009~2013)
ナノバイオインテグレーション研究拠点 (2005~2009)
細胞内シグナルに応答して「作動する」ナノマシン
生体・外部からの「信号」
レベル1 ・pH(細胞内弱酸性環境) →がんの標的治療 1. 標的細胞を検出 ・光(ピンポイントレーザー照射) →切らない外科手術
→内部へ侵入
ナノマシン
細胞膜
2. 信号物質を検知 →動的構造変化
信号物質
3. 細胞内の目的地で診断・治療
Nature Mater., Nature Nanotech. Angew. Chem. Int. Ed.など
特
レベル2 異
・グルコース →糖尿病、中枢疾患 性
・ATP(細胞内高ATP環境) の
→がん、中枢疾患 ・細胞内還元物質 向
→遺伝子治療
上
Nature Chem. Angew. Chem. Int. Ed.など
レベル3 ・細胞内シグナル物質(酵素など) →あらゆる疾患に適用可
スマートナノマシン
Nature Mater.
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全ての医療機能を人体内に集約化:体内病院の実現
SFの世界
「38度線上の怪物」
1954年 日本
「ミクロの決死圏」
1966年 米国
検出
実現
SFの世界を現実化
診断
治療
体内の微小環境を
自律巡回し、
治療・診断する
医療機器の進化
ウイルスサイズの
スマートナノマシン
20XX年
(小型化、高機能化、低侵襲化)
松葉杖
B.C. 950-710
体外型人工腎臓
1943年
体内型人工心臓
1982年
カプセル内視鏡
2001年
イノベーション
①
King Skyfront (Kawasaki Innovation Gateway)
KING SKYFRONT
King Skyfront is designated as the national strategic special zone
which create the most business-friendly environment in the world
to accelerate the future economic growth of Japan by combining
and implementing exceptional measures.
Metropolitan
Kawasaki city
Tama river
Tokyo
kowa_logo.jpg 600×262
2015/05/19 14:21
Innovation Center of NanoMedicine (iCONM)
Tokyo International
(Haneda) Airport
Join under the oneroof
http://www.focusoptics.eu/focus/wp-content/uploads/kowa_logo.jpg
1/1
"
"
65
3
1
3
1
130
!
BBB
3.0
8.8%
"
"
"
"
"
!
3,230
BBB
"
!
6000
"
"
"
"
mRNA
!
!
Unpublished
"
Science!Transl.!Med.!2011
PLoS!ONE!2013
"
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"
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iCoN(
2014
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スマートナノマシンが社会に与えるインパクト
治療・診断イノベーション
がん組織
走る
越える
脳内に移行する
ナノマシン
ナノマシンによるがんの確
実な再発防止の実現で、労
働損失(1.8兆円)の回避
と健康寿命の延伸
脳の深部まで薬を送達す
ることが可能となり、神
経変性疾患に対する効果
的な薬物治療が実現
ナノマシン
操る
外部信号で操るナノマシン
により、いつでも・どこで
も神の手無しに日帰り外科
手術が可能に
社会に提供する4つの価値
1.難治病の治癒率向上
地域や設備にとらわれない最先端ナノ診断・
ナノ治療の機会を大勢の患者さんに提供
2.患者さんの治療負荷の軽減
副作用を軽減し、社会生活と治療を両立
3.創薬プロセスの革新
薬物とナノマシンとの一体開発による新薬
上市の加速
4.医療費抑制への貢献
自律する
体内を自律巡回し、治療・
診断を行う「体内病院」の
実現により誰もが社会的負
荷の大きい疾患から解放
日帰り治療の実現や術後ケアを低減し、
患者および社会全体の医療費負担を抑制