がん研究

がん研究とは、がんの原因を特定し、予防、診断、治療、治癒のための戦略を開発するための 研究です。

がん研究は、疫学、分子生物学から、様々ながん治療法の適用を評価・比較するための臨床試験の実施まで多岐にわたります。これらの適用には、手術、放射線療法、化学療法、ホルモン療法、免疫療法、そして化学放射線療法などの併用療法が含まれます。1990年代半ば以降、臨床がん研究の重点は、がん免疫療法や遺伝子治療といったバイオテクノロジー研究から生まれた治療法へと移行しました。

がん研究は学界、研究機関、企業環境で行われ、大部分は政府の資金援助を受けています。

歴史

シドニー・ファーバーは現代化学療法の父とみなされている。

がん研究は何世紀にもわたって続けられてきました。初期の研究は、がんの原因に焦点を当てていました。[ 1 ]パーシバル・ポットは1775年に初めてがんの環境誘因（煙突の煤）を特定し、1950年には喫煙が肺がんの原因であると特定されました。初期のがん治療は、腫瘍を切除する外科手術技術の改良に重点が置かれていました。放射線療法は1900年代に定着しました。化学療法は20世紀を通じて開発され、改良されてきました。

アメリカは1970年代に「がんとの戦い」を宣言し、がん研究への資金と支援を増強した。[ 2 ]

重要な論文

最も多く引用され、最も影響力のある研究レポートには次のようなものがあります。

研究の種類

がん研究は、多様な種類と学際的な研究領域を網羅しています。がん研究に携わる科学者は、化学、生化学、分子生物学、生理学、医学物理学、疫学、生物医学工学といった分野で訓練を受けている場合があります。基礎レベルで行われる研究は基礎研究と呼ばれ、科学的原理とメカニズムの解明を目的としています。トランスレーショナルリサーチは、がんの発生と進行のメカニズムを解明し、基礎科学的知見をがんの治療と予防に応用できる概念に変換することを目的としています。臨床研究は、最終的な患者治療のための医薬品、外科手術、医療技術の開発に注力しています。

予防と疫学

疫学的分析によると、世界中のがんによる死亡者の少なくとも35％は一次予防によって回避できる可能性があります。[ 3 ]より新しいGBD体系的分析によると、2019年には、がんによる死亡者の約44％（約450万人の死亡、または約1億500万の障害調整生存年）が、喫煙、飲酒、高BMIなどの既知の明らかに予防可能なリスク要因によるものでした。[ 4 ]

しかし、2015年のある研究では、がんの約70%から90%は環境要因によるものであり、潜在的に予防可能であることが示唆されています。[ 5 ]さらに、さらなる研究により、新しい治療法が開発されなくても、世界中のがんによる死亡率を70%削減できると推定されています。[ 3 ]がん予防研究には、世界のがん研究資金のわずか2～9%しか割り当てられていません。[ 3 ]がん予防の選択肢の多くは、がんに特化したさらなる研究がなくてもすでによく知られていますが、経済や政策には反映されていません。例えば、さまざまながんの変異シグネチャーは、がんのさらなる原因を明らかにし、因果関係の帰属をサポートする可能性があります。[ 6 ]

検出

がんは進行すると治療が困難になることが多いため、早期発見は重要です。また、偽陽性は不必要な医療処置による健康被害につながる可能性があるため、正確ながん検出も重要です。現在、一部のスクリーニング検査は正確ではありません（前立腺特異抗原検査など）。大腸内視鏡検査やマンモグラフィーなどは、検査を受けることを不快に感じるため、受診を断る患者もいます。こうした問題に対処し、がんスクリーニングの新しい方法を開発し、検出率を向上させるための研究が活発に行われています。

例えば：

処理

がん治療研究の新たなトピックには以下が含まれます。

がんの原因と発症

がんの発症においては、多数の細胞シグナル伝達経路が破壊されます。

がんの原因研究には、遺伝学、食事、環境要因（化学発がん物質など）など、さまざまな分野が関わってきます。原因や治療の潜在的な標的の調査に関しては、まず臨床観察から得られたデータから始まり、基礎研究へと進み、納得のいく独立機関による確認結果が得られたら、治療介入法の安全性と有効性を検証することを目的として、同意を得た被験者に対して適切に計画された試験を含む臨床研究へと進みます。基礎研究の重要な部分は、がんの進行に関連する遺伝的変化やエピジェネティック変化の種類に関して、発がんの潜在的メカニズムを解明することです。マウスは、腫瘍形成に関与する遺伝子の機能を操作するための哺乳類モデルとしてよく使用され、一方、突然変異誘発などの腫瘍誘発の基本的な側面は、細菌や哺乳類細胞の培養物で分析されます。

がんに関与する遺伝子

オンコゲノミクスの目標は、がん診断、がんの臨床転帰予測、そしてがん治療の新たな標的に関する新たな知見をもたらす可能性のある、新たながん遺伝子または腫瘍抑制遺伝子を特定することです。がんゲノムプロジェクトが2004年のレビュー記事で述べたように、「がん研究の中心的な目的は、がん発生に因果関係のある変異遺伝子（がん遺伝子）を特定することであった」 [ 32 ] 。がんゲノムアトラスプロジェクトは、がんに関連するゲノム変化を調査する関連プロジェクトであり、COSMICがんデータベースは、数十万のヒトがんサンプルから得られた後天性遺伝子変異を記録しています[ 33 ] 。

約350種類のがんを対象としたこれらの大規模プロジェクトでは、腫瘍において変異を起こしている約3,000個の遺伝子において約13万個の変異が特定されました。その大部分は319個の遺伝子に発生しており、そのうち286個は腫瘍抑制遺伝子、33個はがん遺伝子でした。

がんを引き起こす変異のリスクを高める遺伝的要因には、がん遺伝子の活性化や腫瘍抑制遺伝子の阻害など、いくつかあります。腫瘍の進行段階によって、様々ながん遺伝子や腫瘍抑制遺伝子の機能が阻害される可能性があります。これらの遺伝子の変異は、腫瘍の悪性度を分類するために用いられます。

進行期になると、腫瘍は癌治療に対する耐性を獲得する可能性があります。腫瘍の進行と治療の成功を理解するには、がん遺伝子と腫瘍抑制遺伝子の同定が重要です。特定の遺伝子が癌の進行に果たす役割は、癌の進行段階や種類によって大きく異なる可能性があります。[ 34 ]

がんのエピジェネティクス

がんエピジェネティクスは、ヌクレオチド配列の変化を伴わず、遺伝コードの表現方法の変化を伴う、がん細胞のDNAのエピジェネティックな変更を研究する分野です。エピジェネティックなメカニズムは、組織特異的な遺伝子発現の正常な配列を維持するために必要であり、正常な発達に極めて重要です。 [ 35 ]細胞のがん化における遺伝子変異と同じくらい、あるいはそれ以上に重要な場合があります。がんにおけるエピジェネティックなプロセスの妨害は、遺伝子発現の喪失につながる可能性があり、これは変異よりも転写サイレンシング ( CpG アイランドのエピジェネティックなプロモーターの過剰メチル化によって引き起こされる) による方が約 10 倍頻繁に発生します。Vogelstein らが指摘するように、大腸がんには通常約 3～6 個のドライバー変異と 33～66 個のヒッチハイカーまたはパッセンジャー変異があります。 [ 36 ]しかし、隣接する正常に見える結腸粘膜と比較すると、大腸腫瘍では、腫瘍の遺伝子のプロモーター内に約600～800の高度にメチル化されたCpGアイランドが存在する一方、これらのCpGアイランドは隣接粘膜ではメチル化されていない。[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]エピジェネティックな変化の操作は、がんの予防、検出、治療に大きな期待が寄せられている。[ 40 ] [ 41 ]がんの種類によって、腫瘍抑制遺伝子のサイレンシングやがん遺伝子の活性化など、CpGアイランドのメチル化パターンの変化、ヒストンの修飾、DNA結合タンパク質の調節異常などのさまざまなエピジェネティックなメカニズムが撹乱される可能性がある。現在、これらの疾患の多くに使用されている、エピジェネティックな影響を与えるいくつかの薬剤がある。

食事とがん

健康的な食生活ががん予防に役立つことを示唆する広告

がんのリスクを減らすための食事に関する推奨事項は数多く提案されているが、それを裏付ける科学的な証拠があるものはほとんどない。[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]肥満と飲酒は、いくつかのがんの発生率や進行と相関関係にある。[ 42 ]肥満対策として、甘味飲料の摂取量を減らすことが推奨されている。 [ 45 ]

特定の食品は特定のがんと関連しています。加工肉や赤身の肉の摂取は大腸がんのリスクを高めるという強力な証拠があります。[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] 食品によく含まれるアフラトキシンB1は肝臓がんのリスクを高めますが、[ 50 ]コーヒーを飲むとリスクが低下します。[ 51 ]ビンロウの実を噛むと口腔がんが発生します。[ 50 ]胃がんは日本では塩分の多い食事のために多く見られます。[ 50 ] [ 52 ]

がん予防のための食事に関する推奨事項には、一般的に体重管理と健康的な食事が含まれます。健康的な食事は主に「野菜、果物、全粒穀物、魚を摂取し、赤身の肉、動物性脂肪、精製糖の摂取量を減らす」ことで構成されています。 [ 42 ]健康的な食生活は、がんリスクを10～20%低下させる可能性があります。[ 53 ]食事療法や特定の食品ががんを治癒できるという臨床的証拠はありません。[ 54 ] [ 55 ]

断続的な断食期間（カロリー制限を含まない時間制限食）は、がんの予防と治療における潜在的な有用性が調査されており、2021年現在、リスクとベネフィットを明らかにするために追加の試験が必要です。[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]場合によっては、「カロリー制限は化学療法と放射線療法の有効性を高めるだけでなく、がんの成長と進行の両方を妨げる可能性があります。」[ 60 ]スペルミジンなどの食品に含まれるカロリー制限模倣物も、これらの理由または同様の理由で調査されています。[ 61 ] [ 62 ]このような栄養補助食品は予防や治療に寄与する可能性があり、候補物質としてはアピゲニン、[ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]ベルベリン、[ 66 ] [ 67 ] [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]アマチャヅル、[ 71 ]ロディオラ・ロゼアなどがある。[ 72 ] [ 73 ]

研究資金

がん研究は政府の助成金、慈善財団、製薬会社やバイオテクノロジー企業によって資金提供されています。[ 74 ]

2000年代初頭、がん研究への資金提供の大半は、企業ではなく、納税者と慈善団体から提供されていました。米国では、がん研究全体の30%未満が製薬会社などの商業研究者によって資金提供されていました。[ 75 ] 1人当たりで見ると、2002～2003年の米国の納税者と慈善団体によるがん研究への公的支出は、欧州連合（EU）の正式加盟国15カ国の納税者と慈善団体による公的支出の5倍でした。[ 75 ] GDPの割合で見ると、米国のがん研究への非営利資金は、ヨーロッパのがん研究に充てられた金額の4倍でした。[ 75 ]ヨーロッパの非営利がん研究の半分は、慈善団体によって資金提供されています。[ 75 ]

国立がん研究所は、米国における主要な資金提供機関です。2023年度、NCIはがん研究に71億ドルの資金を提供しました。[ 76 ]

困難

がん研究に固有の困難は、多くの種類の生物医学研究に共通しています。

がん研究のプロセスは批判されてきた。特に米国においては、研究に必要な資金や人員が批判の対象となる。研究資源をめぐる競争の結果として、結果が再現できない研究論文が相当数発表されているように思われる。[ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ]

再現性

結果と障壁のグラフ。193 件の実験が設計され、87 件が開始され、50 件が完了しました。
「再現性プロジェクト：がん生物学」の結果によると、がん研究分野のほとんどの研究は再現できない可能性があることが示唆されています。

2012年の論文で、アムジェン社で働くバイオテクノロジーコンサルタントのC・グレン・ベグリー氏とテキサス大学の医学研究者リー・エリス氏は、53件の臨床前がん研究のうち、元の研究の結論を確認できる再現性があったのはわずか11％であることを発見した。[ 81 ] 2021年後半、The Reproducibility Project: Cancer Biologyは、2010年から2012年に発表されたがんに関するトップ53の論文を調査し、やり直しに十分な情報を提供した研究では、効果サイズが元の調査結果より平均で85％小さかったことを示した。[ 82 ] [ 83 ]がん研究者を対象とした調査では、半数の研究者が発表された結果を再現できなかったことがわかった。[ 84 ]別の報告書では、ランダム化比較試験のほぼ半数に欠陥のあるデータが含まれていたと推定されている（150件以上の試験の匿名化された個々の参加者データ（IPD）の分析に基づく）。[ 85 ]

市民参加

分散コンピューティング

分散型がん研究プロジェクト「Help Conquer Cancer」では、コンピュータ時間を共有することができます。[ 86 ] World Community Gridも「Help Defeat Cancer」というプロジェクトを実施しています。その他の関連プロジェクトには、画期的なタンパク質フォールディングとタンパク質構造予測の研究に焦点を当てたFolding@homeプロジェクトやRosetta@homeプロジェクトなどがあります。VodafoneはGarvan Instituteと提携し、携帯電話アプリを介して分散コンピューティングを活用したがん研究を行う DreamLabプロジェクトを立ち上げました。

臨床試験

MatchMinerのデータフローと使用モードの概要[ 87 ]

一般の人も、健康な対照被験者として、またはがん検出方法の 臨床試験に参加することができます。

臨床試験への参加を増やし、臨床試験の迅速化と費用削減を図るソフトウェアやデータ関連の手順が存在する可能性があります。あるオープンソース・プラットフォームは、ゲノムプロファイリングされたがん患者とプレシジョン・メディシン（精密医療）の薬物臨床試験をマッチングさせています。[ 88 ] [ 87 ]

MD アンダーソンがんセンターは、トップクラスのがん研究機関の一つにランクされています。

組織

ケンタッキー州の乳がん啓発リボン像

組織としては、米国がん学会や米国臨床腫瘍学会など、がん研究に参加する科学者の協会や、リレー・フォー・ライフや米国がん協会など、一般の人々の意識向上やがん研究への資金調達のための財団などがあります。

啓発キャンペーン

様々な種類のがんを支援する団体は、異なる色の啓発リボンを採用し、年間の特定の月を特定の種類のがん支援に捧げる月として宣伝しています。[ 89 ]アメリカがん協会は1980年代に、10月を乳がん啓発月間として米国で宣伝を始めました。ピンク色の製品は、認知度向上と研究のための寄付金集めを目的として販売されています。これは、ピンクウォッシング、つまり企業の宣伝のために普通の製品をピンク色に塗って販売する行為につながっています。

参照

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