以下、サンフランシスコ州立大学(SFSU)生物学部教授のマイケル・A・ゴールドマン博士（Michael A. Goldman）による記事より：今日、コンピューターモデルを使って構造や回復力のシミュレーションを行わずに、橋を架けて、その上を車でゆっくり走るエンジニアはいないだろう。それなのに、なぜ製薬会社は洗練されたシミュレーションを行わずに、動物や人間で薬を試す必要があるのだろうか？ 2021年（6月14日～18日）に開催されたPrecision Medicine World Conference（PMWC）の人工知能とデータサイエンスに関するバーチャルシンポジウムで、アムジェンのグローバルプロダクトジェネラルマネージャーであるSiddhartha Roychoudhury博士は、「臨床試験デザインは1970年代のままである」と述べている。
可能性のある薬の効果を評価するために、インシリコの「患者」（コンピュータモデルの中にのみ存在する患者）という考えは新しいものではない。
20年以上前に、物理学者の Colin Hill が生化学的な反応パラメータの詳細な知識に基づいて、個々の細胞の代謝活動をモデル化するというコンセプトを研究していた。同時期に、多くの企業や学術研究機関がこの分野に参入した。その後、GNSヘルスケアがリーダー的存在として台頭し、Hill は会長兼CEOを務めている。Hillは、PMWCのパネルディスカッション「Leveraging in silico Patients and AI to Better Design Clinical Trials」をリードし、Roychoudhury 博士、ノバルティス社のAIイノベーションセンターのグローバルヘッドであるIya Khalil 博士、アリアナ・ファーマ社のCEOであるMohammad Afshar 博士 も参加した。
最終的には、人間の患者のインシリコモデリングの目的は、理想的な個人が、遺伝的にプログラムされた方程式やアルゴリズムを実行する際に、仮想的に食べたり、呼吸したり、代謝したり、排泄したり、さらには病気になったり死んだりするのと同じデジタル出力が得られるモデルを構築することだ。このプログラムを調整することで、遺伝子変異、癌、COVID-19のような感染症などをシミュレートすることができる。インシリコの患者に仮想の「薬」を投与すると、その分子構造がインシリコで患者の分子と相互作用し、代謝が変化する。そして、その薬が期待通りの効果を持つかどうか、どのような副作用があるか、どのくらいの量の薬が最適かなどを評価することが可能になる。
理想的な患者や典型的なヒトというものは存在しないため、遺伝子や環境の不均一性に起因するヒトの膨大なバリエーションをシミュレートすることもできる。大規模な臨床試験では、実際にヒトの多様性を広く表現することはできないが、インシリコモデルでは、我々の想像力によってのみ制限される。性別、性歴、年齢、民族的・人種的背景、社会経済的環境の違いを表現するようにモデルを調整することができる。さらに、臨床的または薬理学的に有意な差が確認された場合には、その影響の原因を特定し、修正することができる（もちろん、インシリコでだが）。
この魅力的なアイデアは、実際に根付くまでに時間がかかがる。ひとつには、ヒトの生体はおろか、細胞全体をモデル化するのに十分なデータを取得するのが難しいということがある。Hill博士は、「我々は十分なデータと計算能力を持っているのだろうか？」と問いかけた。Roychoudhury博士は、FDAが懐疑的であることは正しいと言う。Afshar博士は、従来のブラックボックスモデルではなく、「説明可能なAI」が鍵となると考えている。
過去1年半にわたる COVID-19 との世界的な戦いは、新しい考え方や交流の仕方、勇敢な新技術の採用を余儀なくされた。そして、我々が想像もしなかった規模とスピードで大きな問題を解決できることを教えてくれた。20年以上前にHill博士らが描いたように、我々は単に治験のデザインを改善するだけではなく、治験をより速く、小さく、安全に、そしてより多くの情報を提供できるようになるだろう。しかし、人工知能、ロボット工学、そして患者のモデル化が進み、代謝性疾患から精神疾患、アルツハイマー病へと移行していく中で、私はカズオ・イシグロの最新作「クララと太陽」を思い出さずにはいられない。もしクララが、人工的な友人としてではなく、薬物検査のダミーという仕事に就いていたら、どう思うだろうか。
* ゴールドマン博士は、「ロサンゼルス・タイムズ」、「ウォール・ストリート・ジャーナル」、「サクラメント・ビー」、「サンフランシスコ・クロニクル」、「ニューヨーク・タイムズ」などに意見広告や書簡を寄稿しているほか、「サイエンス」や「ネイチャー・ジェネティクス」に掲載された論文をはじめとするさまざまな技術論文を執筆している。 また、「Chromosome Research」のアソシエイト・エディター、「Bio-IT World」のコントリビューティング・エディターも務めている。 ゴールドマン博士は、一般の人々は科学や生命倫理についてフィクションから学ぶことが多いと考えており、「ネイチャー」、「サイエンス」、「ネイチャー・ジェネティクス」、「サンフランシスコ・クロニクル」などの出版物で、遺伝子科学のさまざまな側面やその影響を取り上げた小説のレビューを行っている。 ゴールドマン博士の連絡先は、である。
この論文の著作権はMichael A. Goldmanに帰属する。
BioQuick Newsは、Goldman博士のこの素晴らしい貢献に敬意を表する。
[Virtual PMWC 2021 June 14-18]
