再生医療で使われる「幹細胞」とは？代表的な用語を解説
再生医療について調べると、「幹細胞」「ES細胞」「iPS細胞」など、似ているようで意味の異なる言葉が数多く登場します。これらがどのような関係にあり、治療では何をするのか分かりにくいと感じる方もいるでしょう。
幹細胞は特定の一種類の細胞名ではなく、自らを増やす能力と、別の細胞へ変化する能力を持つ細胞の総称です。ただし、体性幹細胞、ES細胞、iPS細胞では、由来や分化できる範囲、再生医療での使われ方が異なります。この記事では、再生医療と細胞に関する代表的な用語、治療に利用されるまでの流れ、治療情報を確認する際の注意点を分かりやすく解説します。
幹細胞とは自ら増え別の細胞にもなれる細胞
幹細胞には体内にもともと存在するものと、人為的な操作や培養によって作製・維持されるものがあります。再生医療では、幹細胞自体を利用する場合もあれば、目的の細胞へ変化させてから移植する場合もあります。幹細胞を使うという事実だけで、効果や安全性が保証されるわけではありません。幹細胞に共通する二つの性質
幹細胞に共通する性質は、自己複製能と分化能です。自己複製能とは、分裂した後も幹細胞としての性質を持つ細胞を生み出す能力を指します。分化能は、神経、血液、筋肉など、一定の役割を担う細胞へ変化する能力です。分裂できる細胞がすべて幹細胞なのではなく、この二つの性質を踏まえて区別されます。維持できる期間や分化の範囲は、幹細胞の種類によって異なります。
幹細胞と再生医療は同じ意味ではない
幹細胞は細胞の性質や種類を表す言葉であり、再生医療は医療技術や研究領域を表す言葉です。再生医療では、幹細胞以外の体細胞や、幹細胞から作製した分化細胞が使われることもあります。再生医療のすべてが、幹細胞そのものを患者へ投与する治療ではありません。日本の法制度では、細胞加工物を用いる一定の技術や、遺伝子治療を目的とする一部の製品も関連する制度の対象です。
再生医療で使われる主な幹細胞の種類
幹細胞は、組織に存在する体性幹細胞と、多能性を持つES細胞やiPS細胞に分けて考えると理解しやすくなります。それぞれの違いは単純な優劣ではなく、治療目的や対象疾患との適合性、製造方法などから評価されます。
体性幹細胞
体性幹細胞は、成体幹細胞や組織幹細胞とも呼ばれ、体内のさまざまな組織に存在します。代表例は、血液の細胞を生み出す造血幹細胞や、皮膚などの維持に関わる幹細胞です。体性幹細胞が分化できる範囲は、通常、その幹細胞が存在する組織に関連する細胞に限られます。すでに医療に利用されているものがある一方、研究段階にある用途も少なくありません。
ES細胞
ES細胞は「胚性幹細胞」の略称で、発生初期の胚に由来する多能性幹細胞です。体を構成する幅広い種類の細胞へ分化でき、培養によって増やしながら、目的の細胞を作る研究や製品開発に利用されます。多能性があることは、あらゆる病気を治療できることを意味しません。利用に際しては胚に関する倫理的な検討が必要であり、他人由来の細胞を使う場合は免疫学的な適合性も考慮されます。
iPS細胞
iPS細胞は「人工多能性幹細胞」の略称です。皮膚や血液などの体細胞へ人為的な操作を加えて作製し、ES細胞と同様、体を構成する幅広い細胞へ分化する多能性を持ちます。再生医療だけでなく、病気の仕組みの研究や創薬にも活用されています。再生医療では、iPS細胞をそのまま使うのではなく、目的の細胞へ分化させて利用する設計があります。日本にはiPS細胞由来の細胞加工製品の承認例があり、最新の品目や適応はPMDAでの確認が必要です。
間葉系幹細胞と間葉系間質細胞
MSCは、骨髄や脂肪などに関連して用いられる細胞集団の名称です。「間葉系幹細胞」「間葉系間質細胞」という表記があり、資料によって用語の使い方が異なります。一定の条件下で増殖し、骨、軟骨、脂肪系の細胞への分化能などが検討されます。MSCという名称だけでは、採取した組織、製造方法、品質、臨床的な性質が同じとは判断できません。細胞が放出する物質を介した作用なども研究されていますが、個別の治療効果とは分けて考える必要があります。
幹細胞が治療に使われるまでの基本的な流れ
幹細胞は、採取または作製すれば直ちに治療へ使えるものではありません。目的に応じて培養、分化誘導、品質評価などが行われます。工程は細胞や製品によって異なるため、以下は基本的な考え方として確認しましょう。
細胞を採取または作製する
体性幹細胞は、患者本人または提供者の組織から採取する場合があります。iPS細胞は体細胞に人為的な操作を加えて作製し、ES細胞では適切な手続きを経て、胚に由来する細胞株を利用します。細胞の由来、提供者の状態、採取方法は、品質管理に関わる重要な情報です。本人から採取する場合にも負担や合併症の可能性があり、他人由来の細胞が誰にでも同じように使用できるわけではありません。
培養と分化誘導を行う
培養は、管理された環境で細胞を維持したり増殖させたりする工程です。分化誘導は、培養条件や加える因子を調整し、神経や心筋など目的とする細胞へ変化させる工程を指します。体性幹細胞は、分化させずに利用される場合もあります。細胞数を増やすことと、必要な機能や品質が高まることは同じではありません。性質、純度、均一性なども確認する必要があり、すべての細胞が目的どおりに分化するとは限りません。
品質を確認して投与または移植する
加工した細胞には、同一性、生存性、純度、無菌性など、目的に応じた品質確認が行われます。投与方法は局所への移植や注入などさまざまで、対象疾患や製品によって異なります。品質試験に適合したことは、患者に対する治療効果が保証されたことを意味しません。投与後は、細胞が目的部位で機能するかを評価するとともに、有害事象についても経過を確認します。
幹細胞に関連する代表的な用語
再生医療の説明を読み解くには、細胞の能力、由来、成熟段階を表す言葉を区別することが大切です。ただし、専門的な名称だけで治療の品質や有効性を判断することはできません。多能性と多分化能
多能性は、ES細胞やiPS細胞が、体を構成する幅広い細胞へ分化できる性質を指します。これに対し、体性幹細胞は一般に、関連する組織内の複数の細胞へ分化する能力を持ちます。これを多分化能と表現することがあります。分化できる細胞の範囲が広いことと、治療効果が高いことは別の評価軸です。多能性を、受精卵が持つ全能性や、何でも治せるという意味での「万能性」と混同しないようにしましょう。
自家細胞と他家細胞
自家細胞は治療を受ける本人に由来する細胞、他家細胞は本人以外の提供者に由来する細胞です。自家細胞では、個別に準備する時間や採取時の負担が生じる場合があります。他家細胞は一定量を準備しやすい可能性がありますが、免疫学的な適合性などの検討が必要です。自家細胞だから安全、他家細胞だから危険という単純な区別はできません。実際の特徴は細胞の種類、加工方法、投与部位によって変わります。
未分化細胞と分化細胞と前駆細胞
未分化細胞は、特定の役割を持つ細胞へ十分に分化していない状態です。分化細胞は、神経や心筋など一定の構造や機能を持つ細胞を指します。前駆細胞は、特定の細胞系列へ向かう途中の段階にある細胞です。多能性幹細胞を利用する場合、未分化細胞の残存は腫瘍形成の可能性に関わるため、管理すべき課題となります。ただし、腫瘍が必ず生じるという意味ではなく、目的に応じて分化細胞や前駆細胞が選ばれます。
幹細胞を用いる再生医療の可能性と限界
幹細胞は、細胞や組織の機能を補う治療の開発に加え、病気の研究や薬の候補を調べる目的にも使われます。ただし、細胞が分化できることと、患者の体内で安全かつ長期間機能することは別の問題です。細胞や組織の機能を補う利用
再生医療の設計の一つは、傷ついた組織で不足した細胞を補うことです。移植した細胞が組織へ定着し、必要な機能を担うことを目指す方法があります。また、細胞が放出する物質などを介した作用が研究される場合もあります。投与した細胞がすべて損傷部位へ移動し、そのまま組織に置き換わるわけではありません。治療によっては、構造を完全に元へ戻すのではなく、症状や機能の改善が評価の対象になります。
病気の研究と薬の開発への利用
患者由来のiPS細胞から病気に関係する細胞を作り、病態を調べる研究があります。培養した細胞へ薬の候補を加え、反応や毒性を調べる創薬研究にも利用されています。これは、患者へ細胞を移植する治療とは目的も評価方法も異なる使い方です。培養皿上の疾患モデルは、患者の体内で起きる現象を完全に再現するものではありません。細胞実験で確認された結果が、そのまま人への治療効果を示すとは限りません。
細胞の種類ごとに異なる主な課題
多能性幹細胞では、目的外の細胞や未分化細胞の混入を抑える品質管理が課題です。他家細胞では免疫反応、自家細胞では採取時の負担、製造期間、患者ごとの品質差などが検討事項になり得ます。培養や加工では、感染や細胞特性の変化も管理する必要があります。安全性は細胞の由来だけでなく、製造工程、投与経路、対象疾患を含む治療全体で評価します。投与手技に伴う合併症も、細胞自体のリスクとは分けて考えます。
幹細胞治療を検討する前に確認したいこと
「再生医療」という名称だけでは、治療の承認状況や科学的根拠は判断できません。承認された再生医療等製品、臨床研究、自由診療を区別し、対象疾患や使用条件を個別に確認することが大切です。
承認済み製品と臨床研究と自由診療の違い
再生医療等製品は、医薬品医療機器法に基づく承認審査の対象です。承認製品にも対象疾患や使用条件があります。臨床研究や治験は、安全性や有効性などを評価する計画に基づいて行われます。自由診療の再生医療等にも、安全性確保法上の手続きが必要な場合があります。提供計画が提出されていることと、特定の疾患への有効性が国に承認されていることは同義ではありません。条件及び期限付承認では、承認後にも有効性や安全性の検証が求められます。
医療機関へ確認する項目
説明を受ける際は、細胞の正式名称と採取元、自家・他家の別、幹細胞自体と分化細胞のどちらを使うのかを確認します。対象疾患に対する承認の有無、臨床研究または自由診療の別、期待できる利益、不利益、代替治療も重要です。加工場所、投与方法、治療後のフォロー体制、費用、中止時の対応、健康被害に対する補償まで確認しましょう。標準治療を中断せず、不明点は主治医や専門医へ相談してください。
注意したい広告表現
幅広い病気に同じ細胞と投与方法が有効とする説明や、「副作用がない」「若返る」「根本治療できる」といった断定には慎重になる必要があります。体験談や投与する細胞数だけを効果の根拠としていないかも確認しましょう。幹細胞培養上清やエクソソームは、幹細胞そのものではありません。研究結果が示されている場合は、人を対象としたものか、対象疾患や細胞、投与方法が検討中の治療と同じかを見ることが大切です。
まとめ
幹細胞は、自己複製能と分化能を持つ細胞の総称です。体性幹細胞、ES細胞、iPS細胞では由来や分化できる範囲が異なり、再生医療では幹細胞そのものだけでなく、目的の細胞へ分化させた細胞が使われることもあります。再生医療や幹細胞治療という名称だけで、効果、安全性、承認状況を判断することはできません。治療を検討するときは、細胞の正式名称や由来、対象疾患への承認の有無、提供形態、想定される不利益を確認しましょう。最新の承認品目や使用条件はPMDAなどの公開情報を確認し、標準治療を含めた選択肢について主治医や専門医へ相談することが大切です。
