「ゲノム解析」のデータはブロックチェーンで守れるか

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ゲノムシーケンス(DNA塩基配列)解析の価格が下がり、その結果をもとに一人ひとりの患者に合わせてオーダーメイドの治療を行う「プレジション・メディシン(精密医療)」が現実味を帯びてきた。だが、普及にはプライヴァシーを保護したうえで、ゲノムの巨大なデータベースを完成させなくてはならない。この難題を解決するのが、ブロックチェーンだ。

TEXT BY ADAM ROGERS
EDITED BY CHIHIRO OKA

WIRED(US)

スタートアップ企業がゲノムシーケンス(DNA塩基配列)解析の結果を手に入れ、取引に使おうと盛り上がっている。目的は研究とビジネスだ。

科学者たちは、昔懐かしいテックス・アヴェリー監督のアニメに出てくるオオカミのように、ゲノムを求めている。彼らが舌を垂らしてうなり声を出し、拳で机を叩き、潜水艦の警報のように叫ぶのはなぜだろう。すべては美しいらせんを描くデータへの欲望のためだ。

DNAの二重らせんに隠されたあらゆる情報について考えてみてほしい。膨大な量のゲノム(全遺伝情報)のデータがあれば、機械学習といった最新技術を活用して難病の治療法などを新しく発見できるかもしれない。しかし、まず必要なのは大量の情報だ。データベースは大きければ大きいほどいい。

これまでに自らのゲノム解析を終えた人は、100万人ほどにとどまっている。遺伝情報の一部に限れば、この数は1,200万人に増える。解析を行なったのはDNA解析サーヴィスの23andMeや家系図作成サーヴィスのAncestryといった民間企業だ。そのレヴェルはまだ、患者の一人ひとりに合わせてオーダーメイドの治療を行う「プレシジョン・メディシン(精密医療)」を実現するのに十分なものではない。

それでも、遺伝情報の割り出しは手の届くものになりつつある。10年前、ゲノムシーケンス(DNA塩基配列)解析には1,000万ドル(約11億円)もの費用がかかったが、いまでは1,000ドル(約11万円)程度でできる。

ただし、現段階では解析を行っても自分の健康について期待するほどの情報は得られない。それぞれの塩基配列が意味するところを知るには、先に述べたゲノムの巨大なデータベースの完成を待たなければならないのだ。要するに、「卵が先か、ニワトリが先か」というような状況だといえる。

そして別の問題もある。米国に住む13,000人を対象に行われた調査では、86パーセントが遺伝子データの不適切な扱いに不安を覚えると回答した。また約半数は、プライヴァシーを懸念している。

明らかに解決策はひとつしかない。ブロックチェーンだ。

医療でこそ求められる「ハッキングされない記録台帳」

耳障りな単語が出てきたと思うだろうか。パソコンがいきなりフリーズしたような気分になったかもしれない。たいていの人は、いったいなぜブロックチェーンが登場するのかと、いぶかしんでいることだろう。しかしまあ、話を聞いてほしい。

ここに、ビットコインやイーサリアムのような仮想通貨(暗号通貨)に興味のある人たちがいるとしよう。彼らは仮想通貨で注目すべきは、不条理な価格査定やエネルギーの大量消費で地球を滅ぼしかねない採掘行為などではないと気づいた。重要なのは、取引を追跡するための台帳システムだ。それも安全で、ハッキングが不可能なものが求められる。

これは、もしかしたら医療現場などで役立つ技術ではないだろうか。医療の世界では、「電子カルテを安全にやりとりするにはどうすればいいか」といった問題が解決されていない。

IBMが医療関連企業の幹部200人を対象に行った調査では、16パーセントが年内に何らかのかたちでブロックチェーンを商業的に利用することを検討していると回答した。会計監査大手のデロイトはリポートで、「ブロックチェーン技術を活用すれば、全国規模の健康情報を相互運用するシステムを構築できる」と指摘する

情報の相互運用システム──。どこかで聞いたような話ではないか。

というわけで、「Uber for X」[編註:Uberのような、インターネットを活用したオンデマンド型のビジネスを行う他分野Xを表す。「〇〇版ウーバー」として流行語になった]の2018年版は「Y on the blockchain(ブロックチェーンを使った〇〇)」になるだろう。ちなみに「Y」はゲノミクスを指す。

ゲノム情報を提供した「報酬」はトークン

スタートアップのNebula Genomicsは2月、遺伝情報を利用したトークンのアイデアを明らかにした。Nebulaはハーヴァード大学教授のジョージ・チャーチが同僚の研究者らと共同設立した企業だ。チャーチはゲノム解析の権威である。科学誌『サイエンス』のインタヴューで本人が笑いながら認めたように、ブロックチェーンなどとはまったく関係がない。

共同設立者のひとりでハーヴァード大学でゲノムを研究するデニス・グリシンは、「ブロックチェーンはトラストレス、つまり信用のある第三者を必要としないメカニズムです。また誰がデータにアクセスしているかを検証できることも知られています」と話す。ブロックチェーンは中央集権的な管理者なしでも安心と信頼をもたらしてくれる。「手数料をとる権威機関に依存する必要はありません」

Nebulaは将来的にゲノム解析が普及すると考えている。解析したデータを研究機関などが使う場合、ゲノムの所有者に利用料としてNebulaのトークンを「支払う」。個人がトークンを使って自らのゲノム情報にアクセスすることもできる。グリシンは解析について、ネットワークから切り離された安全なパソコンで行われ、データには購入者しかアクセスできないと説明する。

ここまでの話は理解できただろうか。3人目の共同創業者でシリコンヴァレーの名門インキュベーター、Yコンビネーターのフェローでもあるカマル・オバドは、「手始めに仮想通貨のコミュニティーにコンタクトしています」と話す。「彼らは一般的に、プライヴァシーや機密保持といった知識を十分にもっています」

「ゲノム所有権」は誰のもの?

Nebulaにはライヴァルがいる。例えば、LunaDNAだ。個人が遺伝情報をアップロードし、研究者にその情報の使用を許可すると、「LunaCoin」を受け取れる。EncrypGenも同じようなシステムを採用し、ゲノムのメタデータを提供する。

一方、人工知能(AI)を使った医療スタートアップで、ビットコイン採掘大手BitFuryと提携しているInsilicoは「Longenesis」というシステムを構築した。ゲノムに限らず、あらゆる種類の健康や医療関連データを取引できる。Zenomeというスタートアップでは、ゲノム情報のテキストファイルをアップロードすると「ZNA」というトークンをもらえる。

こうした“人工の”市場に現実的な価値があると信じるなら、ブロックチェーンは優れた技術で、仮想通貨によって取引が活性化するのも理解できる(個人的には、すべての市場は人工的につくり出されたものだと思っているが、その話はここでは置いておこう)。悪くないアイデアだ。

ゲノムデータを扱うEncrypGenの創業者でCEOのデヴィッド・ケプセルは、「妻はゲノム学者です。わたし自身は弁護士であり、倫理学者でもあります。2人でゲノミクスにおけるプライヴァシー保護とデータ利用の促進に取り組んでいます」と話す。

インターネットの最大の武器は「分散」と「ピアツーピア(P2P)」だ。ゲノミクスや医療記録という観点から考えれば、これを利用できるのはよいニュースのように思える。

アデニン(A)、チミン(T)、グアニン(G)、シトシン(C)の配列を特定の病気や感受性因子、治療効果といったものと関連づけられれば、医学が根本から変わるかもしれない。真の個別化医療が始まり、高齢者の病気は症状が現れる前の段階で治療できるようになる可能性もある。

ならば、こうした未来を実現するために貴重なデータを提供する人は、多少の対価を受け取るのが当然なのだろうか。スクリプス研究所でゲノミクスを研究するエリック・トポルは、「ゲノム解析企業が個人のゲノム所有権を本当に尊重しようとするなら、ゲノムから健康診断の結果まで、医療データはすべて本人が所有する時代がやってくるでしょう」と話す。

「開かれたシステム」とプライヴァシーの狭間で

しかし、ブロックチェーンは完璧な解決策ではないかもしれない。理由のひとつに、ブロックチェーン技術を使ったゲノム関連企業の大半は、ビットコインと同じタイプのシステムを用いていないことが挙げられる。

仮想通貨は「トラストレス」だ。つまり、台帳に書かれた取引について、特定の権威からの承認を受ける必要がない。必要な計算ができるパソコンを持っていれば、誰でも採掘に参加してブロックを追加できる。

これに対して、医療情報関連のスタートアップは何らかの管理者(たいていは企業自身だ)のいるクローズド型のブロックチェーンを採用する傾向がある。また、異なるシステム間では相互運用できない。NebulaのデータではZenomeやEncrypGenでトークンを得ることはできないのだ。

すでに大量の電子カルテをデータとして保有している医療機関同士が個人データをやりとりするといったケースでは、使い勝手が悪いだろう。そしてゲノムの巨大なデータベースを必要としている研究者たちにとっても、幸先のよい話とはいえない。

もうひとつ、ブロックチェーンが万能でない理由としては、検証可能で安全とはいえ、必ずしもプライヴァシーが保護されないことがある。自分のゲノム情報をお金に変えたいと思っても、不特定多数の手に渡るのは困るだろう。

ましてや、どこかで個人を特定できる医療情報やそのほかの情報と組み合わせて利用されるなど、もってのほかだ。しかし、それこそまさに研究者が必要としていることなのである。

企業や研究機関が欲しがる「興味深いゲノム」

公平を期すために言っておくと、この分野の企業はすべて、セキュリティーとプライヴァシーの問題には対応策を用意していると主張する。もちろん技術開発は進んでいるが、現時点では完璧からは程遠い。ヴァンダービルト大学の医療データ科学センターを率いるブラッドリー・マリンは、次のように話す。

「データは通貨とは違い、使ってしまえばそれで終わりというものではありません。情報を公開すれば、それはデータになります。どこかでコピーされたり、勝手に持ち出されたりしないかをどう保証するのかを考える必要があります。そして、ブロックチェーンはコピーや移動を防止するものではありません」

研究機関にとってみれば、何でもいいからゲノムがたくさんあればいいというわけではない。彼らが欲しいのは、例えばうつ病患者、卵巣がん患者、慢性的な痛みを抱える人といった特定のグループのゲノムだ。

研究対象の病理を理解するためには、遺伝子が実際に作用した状態、つまり表現型が必要になる。23andMeやNebulaといった企業が利用者に対して調査に協力するよう呼びかけるのは、こうした情報を得るためだ。

情報への金銭的評価が始まると、ズルをする人間が出てくる可能性もある。企業や研究機関は自分たちの事業分野と関係のある「興味深い」ゲノムを欲しがるだろう。コーネル大学の仮想通貨・スマートコントラクト研究所のエミン・ギュン・シレールは、こう指摘する。

「人間は金銭がかかわると『合理的』と呼ばれる行動をとることがあります。これはシステムにとって、あまりよいことではありません。要するに、調査で自分たちのデータが興味深く見えるような答えをするのです」

ゲノム提供に「見返り」は必要か

さまざまな問題はあるが、それでもより多くの人のゲノムが解読されるのはおそらくよいことなのだろう。「eMERGE」などの研究プログラムは10年以上にわたり、医療データとゲノム情報を一体化した運用に取り組んでいる。プレシジョン・メディシン実現に向けた政府プロジェクト「All of Us」には40億ドル(約4270億円)の予算が付き、100万人のヴォランティア登録を目指している。

現時点では、利用できるゲノムの提供元は特定の層に偏っている。大半が解析を受ける金銭的余裕のある白人だ。これでは科学的な有用性は限られてしまう。

また、プロジェクトに参加することを望まないグループもあるだろう。例えば、タスキーギ梅毒実験など人体実験にまつわる負の記憶をもつ人々だ[編註:1932〜72年の40年間、アラバマ州タスキーギで梅毒の病理データ収集を目的に、黒人貧困層の患者に対し意図的に治療が行われなかった事件]。

さらに、より広い視点での問題提起として、科学に寄与する人(自分たちの時間や細胞をヴォランティアで提供してくれる人)が見返りとして何かを受け取るべきかという問いがある。答えはおそらく「ノー」だろう。参加は万人に利益をもたらす科学の進歩のためで、わたしたちは社会の一員なのだ。

それでも、多少のインセンティブは必要かもしれない。“不死の細胞”として知られるHeLa(ヒーラ)細胞を思い出してほしい。1951年、子宮頸がんで死亡したヘンリエッタ・ラックスの腫瘍から分離され、培養されて生物医学研究に広く用いられ、科学や社会に大きく貢献している。だが、ラックス本人や家族は研究に使われることを知らされず、直接の利益を得たわけでもなかった。

「ラックスのようになりたいと望む人はいません。誰も他人を利用したくはないでしょう」と、ヴァンダービルト大学のマリンは言う。「それでも、恩恵を受けるであろうすべての人にとって、よりよいシステムをつくる力は求められるはずです」

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