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自宅でも唾液1滴でがん検査! 私たちのライフスタイルを変えるバイオテクノロジー × AIの最前線

富山 英三郎

唾液1滴でがんのリスクを判定する「サリバチェッカー」が話題を集めている。がん細胞から分泌される代謝物と呼ばれる分子をチェックし、AIを駆使することでがんの種類(肺がん、乳がん、大腸がん、口腔がん、膵がん)までも絞り込んでいくというものだ。しかも、自宅に届く検査キットに唾液を採取して冷凍便で送り返すだけという簡便さ。近年注目されるバイオテクノロジー × AIの最前線は、私たちのライフスタイルを変える可能性を秘めている。株式会社サリバテックの代表取締役・砂村眞琴氏に話を訊いた。

研究の進化と技術革新が後押しする
セルフヘルスケア領域

東洋医学では病気になる前の状態を「未病」と位置づけ、古くから健康管理に対する意識がある。一方、西洋医学では発病してからの対処方法(治療)に重きが置かれてきた歴史を有している。しかし、近年は「セルフヘルスケア」の領域が欧米をはじめ世界的に注目されている。

背景には、バイオテクノロジーを始めとする技術革新により、生命がどのような構造で成り立っているのかが細かな点まで判明してきたことも大きい。その進化は急速で期待値も高い。

「21世紀のイノベーションは、生物学とテクノロジーが交わる場所から生まれるだろう。ぼくが息子の年頃にデジタル時代が始まったのと同じように、新しい時代がまさに始まろうとしている」
スティーブ・ジョブス

「いま自分が少年だったら間違いなく生物学をやっていた」
ビル・ゲイツ

遺伝子研究だけでは
見えなかったがん細胞の全貌

慶應大学発のベンチャーであるサリバテックの代表取締役・砂村眞琴氏は、消化器外科医として主に膵がんを専門としてきた。膵臓は肝臓と同じく「沈黙の臓器」と呼ばれ、がんが発見されたときにはすでに治りにくい状態となっていることが多い。ゆえに平均余命は半年以下といわれる。

「約15年前、当初私がイメージしていたのはコンピューター上にがん細胞を作り出すことでした。それができれば、さまざまながん細胞の性格がわかり、治療薬の効果が測れるだけでなく、治療薬の開発もできるだろうと。そこでまずは遺伝子研究をするわけですが、それだけではがん細胞を構築できないことがわかりました」

「がん化」は、何らかの原因でDNAが損傷することから生じる。それならば、遺伝子を研究すれば全貌が見えるかと思いきや、そう簡単な話ではなかったということだ。

ちなみに、コンピューターが0と1の組み合わせからできているように、生命はATGCという4文字(塩基)の組み合わせで成り立っている。そのなかの3文字の組み合わせからアミノ酸が生まれ、アミノ酸がつながるとタンパク質ができ、タンパク質によって身体の臓器が作られ、人間全体が作られていく。

また、アミノ酸がタンパク質になるために欠かせないのが、COVID-19のワクチンでも話題のメッセンジャーRNAという物質。DNAが「このタンパク質をつくりなさい」とメッセンジャーRNAに設計図を渡し、彼らがアミノ酸を運んでくっつけてタンパク質を作っていく。

「DNAとRNAによる一連の仕組みのなかで、どこの情報が狂うとがんが出やすいのかなど、いろいろなことがわかってきました。しかし、基本的な4文字(ATGC)情報が狂っていないがんというのも現実には起こるわけです。それはなぜだろう? という研究のなかで注目されるようになったのが“メタボローム(代謝物質)”です」

代謝物を見れば身体の中で
起きていることがわかる

DNAやRNAといった遺伝子の構造や働きだけでなく、そこからどんなものが生まれ、どんな動きをし、どのように細胞に損害を与えていくのかなど、身体の中にある分子(代謝物)を解析することで解明してく。代謝物を研究することは「メタボロミクス(動的な代謝反応の量的な解析)」という。

「遺伝子解析するためには針を刺して組織を採るので、患者さんの苦痛もあって何度もできないんです。しかし、代謝物の解析に組織は必要なく、血液や尿を採ればわかる。そんな折、サリバテックを一緒に起業することとなる杉本昌弘(取締役)が、UCLAの口腔外科の先生と唾液の研究をしていた。その代謝物を見ていたら、ここから面白いことがわかるのでは? と気づいたわけです」

分析にあたり活躍したのは、同社の研究拠点である慶應義塾大学先端生命科学研究所が所有する「キャピラリー電気泳動」だった。

「液体クロマトグラフィーやガスクロマトグラフォーといった分離器はどの研究室にもあります。でも、それだときれいに分離することができないんです。一方、キャピラリー電気泳動の性能は桁違い。血液、尿、唾液などで分析しましたが、もっともデータがきれいに出たのが唾液でした」

サリバテックの拠点である鶴岡市先端研究産業支援センター

サリバチェッカーでは代謝の解析後、AIを使った計算をかけてがんのリスクを検査する。

「がん細胞に関連する代謝物は10個弱あるのですが、それらを単体ではなくトータルで評価しようということでAIを導入しました。大腸がんと膵がんでは数式が違いますし、乳がんでも数式が違ってくる。同じような物質を見てはいますが、人工知能を使って計算することでだいたいの傾向がわかってくるわけです」

AIを組み合わせることで
疑われる臓器を絞り込む

AIによるリスク検査の元になるビッグデータには、膵がんを例にすると東京医大、慶應大学、東京女子医大、山梨大学、杏林大学など、さまざまな先生および患者さんの協力があって成り立っている。現在、サリバチェッカーで検査可能なのは肺がん、乳がん、大腸がん、口腔がん、膵がんの5種類。今後、胃がんや前立腺がんなども各種データが揃い次第、同じキットで 検査できるようになるという。

「がんであるかの最終判断は、画像診断ができて初めて成り立つわけです。がんの確率が高いよといっても、どこにあるのかを探すのはひと苦労。AIを組み込むことで、疑われる臓器をある程度絞り込むことができる。そこがサリバチェッカーの特徴のひとつです」

がんは早期発見するほど身体に優しい治療で済み、根治に至る可能性が高くなる。とくに胃がんや大腸がんであれば外科医の手に渡る前に、内視鏡を使い、粘膜を削り取るだけで終わってしまう。

「会社員であれば年一回の健康診断が義務付けられていますが、その扶養者は受けていないわけです。市町村の健康診断もありますが受診率は低い。そういう意味では健康診断がすべてをカバーできているわけではない。また、医療機関に行くのは意外にハードルが高いんですよ。そうなると、その手前にあるセルフヘルスケアが重要になると考えています」

早期発見が身体にも社会にも
優しい医療につながる

サリバチェッカーは、キットを注文して自宅で唾液を採取して冷凍便で送り返すだけ。医療機関に行くのは検査結果を聞きにいくときのみだ。現在、山形県鶴岡市のふるさと返礼品にも選ばれるなど、気軽なものとなっている。
費用は保険外診療なので3~4万円。結果はABCDの4段階評価で表され、CやDの場合は何らかの検査が推奨される。感度7割(真の陽性率)、特異度9割(真の陰性率)程度であり、従来型のがん検査と遜色はない。

「肺炎や糖尿病、心臓病などに関しても私たちの技術は応用可能で、そこを進めている最中です。現時点での目標はさまざまな病気の早期発見ですが、最終的にはAIを活用した予防医療を目指していければと思います」

セルフヘルスケアは数年前から関心が高まっていたが、新型コロナウイルスによる世界的なパンデミックが起きたことでますます注目されている。日本は国民皆保険という充実した制度のおかげもあり、何かあってもすぐ病院に行けるゆえ、他国に比べて検診率が低いとも言われる。しかし、パンデミックや医療崩壊という事態を目の当たりにしたことで、セルフヘルスケアへの意識は高まるだろう。また、病気を早期発見することで身体への負担の少ない低侵襲医療が可能になり、医療費の負担も少なくなる。まさにいいことづくめだ。

そんな時代に、自宅で唾液を採取するだけでがん検査ができる、いずれはさまざまな病気の検査も可能になるサリバチェッカーの役割りは大きい。これがさらに普及すれば、病院の少ない田舎への移住もしやすくなるなど、私たちのライフスタイルを大きく変化させる力も持ち合わせている。

砂村眞琴(すなむら・まこと)
弘前大学医学部卒業後、東北大学消化器外科で主に膵がんの診療・研究に尽力。米国Pittsburgh大学癌研究所に文部省在外研究員として出張。英国Cancer Research UK研究員を兼任。2007年より大泉中央クリニックの院長に就任し地域医療に携わる。 東京医科大学八王子医療センター兼任教授、慶應義塾大学非常勤講師としてメタボローム研究を展開。 2013年に株式会社サリバテックを起業。がんの早期発見、早期治療をテーマに活躍している。

 

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(text: 富山 英三郎)

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自分の身体がギターになる!?義手のエンターテイメント性を拡張する可能性【the innovator】

朝倉奈緒

昨年も開催された『超福祉展」で、編集部が注目した義手楽器『Musiarm(ミュージアーム)」。慶應義塾大学大学院メディアデザイン研究所(以下KMD)のEmbodied Media Project(身体性メディアプロジェクト)が出展したプロダクトのひとつだ。義手業界のエンターテイメント性向上のため開発されたというMusiarmについて詳しく知るために、開発者の畠山海人さんを訪ねた。

渋谷の道元坂上付近にある、雑居ビルの3階。お台場の日本科学未来館、慶應日吉キャンパスと並ぶ、彼らの研究拠点のひとつだ。KMDにも様々なプロジェクトがあるが、Embodied Media Project(以下EM)とは、主にどんなことを研究しているのだろうか。

「身体性メディア」とは?

「『身体性メディア』とは自身の身体を通して得る様々な経験を、記録・共有・拡張・創造する未来のメディアテクノロジーのことで、人と人、人とモノとのインタラクションにおける身体性を理解し操ることで、楽しさ、驚き、心地よさにつながる新たな身体的経験を生み出すという様々なプロジェクトを行っています。僕らの活動内容は色々とありますが、身体の拡張、例えば触覚をデジタルとしてデバイスをもって再現するというプロジェクトもそのひとつで。最近だと、唐揚げを口に入れて噛んだときの食感を再現したデバイスなどがあります。また、企業と一緒に行う研究も多いですし、親子で楽しめるようなものを使ったワークショップを実施することもあります。

例えば電子書籍でいうと、iPadはフリックするだけで読めますが、「本」というモノである形と「めくる」という動作がデジタルにすることで簡略化されています。でも「本」ならば本来紙の匂いがして、「めくる」という手の質感や動作が大事だと思うんですね。そういったアナログな部分を失わずに活かしつつ、デジタルという技術とコラボレーションしたら、何か面白いことができるのでは、というのがEMの研究の基となる考え方です」

そう答えるのは、昨年の春、KMDに入学したばかりのルーキー、畠山海人さん。もともと高専でエンジニアリングやものづくりを学んでおり、KMDの中ではテクノロジーや身体の拡張、ものづくりに専念できる唯一のプロジェクト、EMに参加した。

「ユーザーがいることを想定してモノを作るわけですが、良いモノを作ったとしてもコネクションやコミュニティがないとメディアに出せなかったり、世に出るまでに時間がかかったり、最悪出せないこともある。KMDはメディアへの露出も積極的にしているので、それをうまく利用して、自分が作ったものをいち早くお披露目していきたいです」

そんな想いで世に放たれたMusiarm。超福祉展で出展されていた1作目はバイオリンやトロンボーン、トランペットをモチーフにしたクラシック寄りのもの。この日見せていただいたのは、つい1週間ほど前に完成したばかりというギターやベースなどの弦楽器をモチーフにした最新バージョンだ。

義手×エンターテイメントで価値を引き出す

Musiarmは、義手と楽器を融合させたものです。僕はものづくりの研究をしていく中で、特に人の身体に興味があり、人間の機構でも色々なことができる手に着目しました。そこで義手を作ろうと思い、色々と調べたり、専門家に話を聞いたりしてわかったのですが、現在義手の技術はモノを掴んだり、離したりといった機能性や、腕の代わりとなるものばかりが追求されていて、例えば脳の筋肉のコントロールで思い通りにピアノが弾けたり、義手をつけて細かい作業ができたりといった研究は、様々な大学機関や企業でされているものの、完成するまでに何十年もかかると言われています。でもスポーツができる義手や、楽器として弾くことができる義手といった、エンターテイメント性の高い義手の開発はほぼされていない。僕はエンターテイメント性の拡張や繁栄を目指して音楽 × 義手 = Musiarmを作りましたが、ゆくゆくはスポーツ × 義手だったり、ライフスタイル × 義手、ファッション × 義手といったプロダクトを開発していきたいと思っています」

Musiarmはターゲットユーザーと一緒に開発された。畠山さんが義手の当事者とエンジニア、義肢装具士の三者が集まるコミュニティMisson ARM Japanに参加し、アイデア出しの時点からディスカッションしたり、当事者の身体の使い方をよく観察し、その人の身体の動きに合わせて設計したのだ。

「先天性(欠損障がい)の方だと、例えばプロのスポーツ選手になるとか、プロのミュージシャンになるといった選択肢が限られてしまい、仕事を見つけることすら困難な状況で、人を魅了するとか、何かパフォーマンスするということがとても難しい現状があります。それをMusiarmのようなプロダクトがあれば補える。目の見えない人だったら、その分他の聴覚だったり、点字を読む触覚だったり、その人だからこそ備わっている身体的特徴や価値があると思っていて、日々鍛えられるそういった才能を引き出し、前に押し出す手助けをしたいと思っています。今まで望んでいた人が、周りから望まれる体になる。僕らが見てかっこいいな、すごいな、そう感じるプロダクトを作りたいんです」

目指すは義手楽器のバンド結成!

Musiarmの弦は畠山さんが作ったオリジナルのゴムのような素材。弦は金属なので錆びてしまい、弦交換をしなければならないが、片手だとその作業は困難なので、交換の必要がない素材を採用している。通常ギターを弾く前に必要なチューニングも、テクノロジーとコラボレーションすることで、ソフトウェアひとつ、ボタンひとつで自動コントロールすることができる。またMusiarmを装着したまま左右に動かすという身体の動作で、エフェクトをかけることも可能だ。

「今はまだ数が少ないので普通の楽器とのセッションになりますが、できればバージョンを増やして義手楽器だけでバンドを組みたいです。最新バージョンがギターなのでメロディが弾けますし、次のバージョンでドラムを入れたら、リズムが刻めるんですよ。」

そう語る畠山さんが目指すのは、あくまでも「ドラムスティックを操り、既存のドラムセットを叩く義手の開発」という発想ではない。

「既存の楽器はギターだったらネックの先に大きくて重たいボディがついていて、それが邪魔で自由な動きができない。身体の一部を楽器にすることで、そういった制限や限界を取っ払った自由な動きができたり、踊り自体が演奏になったりと、従来のバンドとは違うユニークなパフォーマンスができるんです」

一般的な義手は高額な上、重く、見た目がメカメカしくて逆に目立ってしまうということもあり、義手をつけずに生活する人が多いという。しかしパフォーマンスするための義手として、Musiarmはある。

「なんでも簡単にプレイできるのものではなく、練習する過程だったり、人への見せ方だったり、自分自身を押し出していく、自分だからこそこの表現なんだ、というパフォーマンス力だったり、そういったやりがいや楽しさをきちんと補ったものを、体を活用してできる新しい体験として作っていきたい」

「今から生まれてくる先天性欠損障がいの子どもや、楽器を弾いていたけど手を失くして弾くことを諦めてしまった人たちが、ない部分、その余白部分にテクノロジーを入れることで、健常者よりも一歩先にいける可能性を秘めていると思う。彼らはギタリストやバイオリニストのような、義手楽器のプロになれるんです。いわばミュージアムニストに(笑)」

近い未来、ミュージアムニストで結成されたバンドや、オーケストラの演奏を観ることができる日を楽しみにしている。

慶應義塾大学大学院メディアデザイン研究所:KMD
https://www.kmd.keio.ac.jp/ja/

Embodied Media Project
http://embodiedmedia.org/

(text: 朝倉奈緒)

(photo: 河村香奈子)

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