統計学者は研究室で静かに作業し、カリフォルニア州セントラルバレーの汚染物質レベルを分析している。キャンパスの反対側では、免疫学者が人間の消化器系に生息する膨大な量の細菌を研究している。また別の研究室では、バイオインフォマティクスのポスドク研究員チームが、生物学的データと遺伝子型に関する数千ものエントリを追跡している。
彼らは、医学の最も困難な課題の 1 つである早産を解決するための大胆な新しい事業であるスタンフォード大学の「マーチ・オブ・ダイムズ早産研究センター」に参加している産科、統計学、社会学、微生物学、公衆衛生、栄養学、遺伝学、免疫学、およびその他の多様な分野の 140 人以上の専門家のうちの 1 人です。
10月に発表された世界的な調査によると、早産は現在、新生児および5歳未満の乳幼児の死亡原因の第1位となっています。世界では毎年約1,500万人の赤ちゃんが早産で生まれ、そのうち100万人以上が生後28日以内に死亡しています。米国では毎年400万人以上の赤ちゃんが生まれますが、そのうち8人に1人が早産で生まれています。
妊娠28週未満、つまり超早産とみなされる妊娠週数で生まれるほど、赤ちゃんが直面する合併症は多くなる可能性が高くなります。社会への損失は甚大です。
早産は頻度と影響が大きいにもかかわらず、その原因は依然として解明されておらず、数十年にわたる研究でもその発生率を低下させるには至っていません。早産の原因となる複数の要因の理解と、早産を予防するための戦略の開発は、わずかな進展しか遂げられていません。
「早産の原因や、いつどこで介入すべきかという先入観を捨て、異なる考え方をする必要があります」と、主任研究者でハロルド・K・フェイバー小児科教授のデビッド・スティーブンソン医学博士は述べています。
「研究者が一度に一つの分野、一つの問題、一つの視点に集中するという従来のサイロ型アプローチでは、この問題は解決しません」と、スタンフォード大学ルシール・パッカード小児病院ジョンソン妊娠・新生児サービスセンター所長も務めるスティーブンソン氏は付け加える。
新しいアプローチ
未熟児研究センターは、トランスディシプリナリー研究と呼ばれる新しい概念に基づいています。これは、単一の問題を複数の出発点から焦点を当て、通常は交流のない専門家同士を結びつける有望な連携を生み出すものです。このシステムは、多様な視点を活用することで、過去30年間改善が見られなかった問題に対する新たな解決策を見出しています。
スティーブンソン氏が主任研究者を務めることに加え、研究センターは、異なる分野を代表する3人の共同主任研究者の共同リーダーシップの恩恵を受けています。3人は、産婦人科・母体胎児医学教授のモーリス・ドルジン医学博士、新生児学研究教授のゲイリー・ショー博士、そしてリチャード・E・バーマン小児保健教授であり、健康研究政策教授のポール・ワイズ医学博士、公衆衛生学修士です。
「未熟性は一つの概念ではなく、幅広いプロセスのカテゴリーです」とワイズ氏は言います。「学際的なアプローチによって、これまで解決の糸口が見つからなかった複雑な問題を探求するための新たな共通言語を生み出すことができるのです。」
このセンターは、2011年にマーチ・オブ・ダイムズから10年間で1億4千万2千万ドルの資金提供を受けて開設され、国内初のセンターであり、全米の大学医療センターに計画されている5つのセンターの最初のセンターである。
その目標は次のとおりです。
- 早産につながる経路を理解する
- 早産のリスクがある女性を予測する
- 早産を防ぐための臨床介入と政策変更に研究を反映させる
- 早産につながる社会的格差を減らす
「外的リスク要因の特定は進んでいますが、それらがなぜリスク要因となるのかはまだ分かっていません」と、スタンフォード大学医学部の母子保健担当上級副学部長も務めるスティーブンソン氏は語る。「ストレスのような影響が、母親の生物学的変化を引き起こすのはなぜでしょうか？私たちは、こうした変化を引き起こすプロセスを特定し、それらの分子経路や細胞経路を標的にしたいと考えています。」
環境リスク要因から基本的なシグナル伝達経路、母体と胎児の遺伝的相互作用に至るまで、センターのチームはあらゆる角度から未熟児を研究しています。毎週約30名の研究者、ポスドク研究員、学生が「Preemie Wednesday」セッションに集まり、アイデアを議論し、発表を行い、進捗状況を共有しています。
「この部屋は創造的に考える人たちでいっぱいです」と、事務局長のセセレ・クエイタンスは言います。「彼らは自分たちの活動について語り合い、より大きなネットワークに参加することに熱心です。」
ショー氏はこのプロセスを「科学的なスープのようなもので、山のようなデータをまとめ、一見無関係に見える分野のトップエキスパートたちを連携させています。そして、それを実行可能なステップへとつなげていく予定です」と表現しています。
ギャップを埋める
米国では早産児の生存率、ひいては成長率が高いものの、乳児死亡率は他の先進国のほとんどよりも依然として高い。最近の調査によると、米国の早産率は世界173位で、ソマリア、ミャンマー、マリと同水準だった。乳児死亡率の高さは早産の多さと直接関連しており、特に過小評価されている少数民族や低所得層の母親に多く発生している。
「私たちは、より広い世界的視点から健康の不平等と健康格差に注目しています」とワイズ氏は言う。
当センターの学際的アプローチは、研究者と臨床医が協力して、研究成果をベッドサイド治療にどのように適用するのが最善かを検討し、予防と診断のための戦略を評価することを意味します。彼らは協力して、出生前および産科の健康を反映し、早産の寄与因子を明らかにする社会的、生物学的、臨床的要因に関するデータを収集しています。
「重要なデータセットはすでに整備されているため、我々は有利ですが、重要な現象の全体像を把握するには時間がかかります」と、ロバート・L・ヘス小児科教授で疫学者のジェフリー・グールド医学博士は述べています。
カリフォルニア州周産期医療の質向上協力機構（California Perinatal Quality Care Collaborative）のディレクターであるグールド氏は、新生児集中治療を提供するカリフォルニア州内の130以上の病院からなるネットワークを統括しています。彼は州全体のデータを活用し、予後不良のリスクが高い母親と赤ちゃんを特定し、研究と臨床ケアのギャップを埋めています。
「未熟児は均一ではないため、発生率が増加している地域に注目しています」とグールド氏は言います。「私たちは、この現象を引き起こしている原因を突き止めようとしています。原因が分かれば、解決策も見つかるはずです。」
より深い洞察
「マーチ・オブ・ダイムズとのこのパートナーシップは、私たちが新しいことに挑戦し、創造的に問題を解決する意欲を持っていることを認めているものです」とスティーブンソン氏は言います。「チームサイエンスとは、新しいつながりを生み出すことであり、スタンフォード大学はそれを得意としています。そして、未熟児の問題は、ある種のインスピレーションを与える接着剤のようなものを生み出しました。」
早産の原因や危険因子は、喫煙、妊娠中の飲酒、高血圧、糖尿病など、いくつか確立されています。しかし、これらの知見は、広範な予防策の導入や極度の早産件数の減少にはつながっていません。生物学的、行動的、社会的、身体的、環境的など、考えられる要因は多岐にわたり、それらの相互作用も複雑であるため、一つの出発点を見つけることはほぼ不可能です。
むしろ、センターはより統合的な予防的アプローチに注力しています。センターで行われている研究は、早産の前兆となる炎症および感染プロセスに関するより深い知見をもたらしており、初期の知見は予防プロトコルの導入に役立っています。
- 感染症および微生物学・免疫学の教授であるデビッド・レルマン医学博士が率いるプロジェクトでは、羊水感染が早産の一般的な原因であり、感染した胎児は短期および長期の合併症を起こしやすい可能性があることが明らかになりました。レルマン博士とチームは、早産の発症前に感染を検出できるかどうかを検証し、新たな予防法や治療戦略の開発につなげる予定です。
- ショー氏が率いる別のプロジェクトでは、女性の体重と早産の可能性との関係を分析しました。この種の研究としては最大規模となるこの研究では、妊娠前に肥満であったあらゆる人種の女性は、極早産（妊娠28週未満）を出産するリスクが高まる一方で、早産や後期早産（妊娠28週から37週）には体重は影響を及ぼさないことが明らかになりました。ショー氏の研究結果は、肥満と早産リスクの関連性を明らかにし、早産の原因が妊娠の段階によって異なる可能性があることを示唆しています。
- バイオインフォマティクスの専門家であるアトゥル・ビュート医学博士（医学博士、博士号取得済み、小児科システム医学・遺伝学准教授、そしてコンピュータサイエンスの恩恵も受けている）は、高度なコンピュータアルゴリズム、強力なコンピュータ分析、そして公開データベースを融合させ、早産に関連する遺伝的要因と環境的要因を特定しています。彼のプロジェクトでは、高血圧と早産を引き起こす妊娠中毒症に関連する遺伝子の存在を示す2つの血液タンパク質を単離しました。彼のチームは、特定の遺伝子が、汚染物質、アレルゲン、栄養などの環境因子への曝露と相まって、早産のリスクを高めることを発見しました。
他の研究者は、遺伝と環境の関係、母親のマイクロバイオーム（人体に住む微生物）の変化、妊娠間隔などに注目している。
「ある意味、テクノロジーは難しい部分ではなく、データは急速に蓄積されつつある、あるいは既に存在しているのです」とビュート氏は言う。「難しいのは、何を問いかけるかを考えることです。そうすれば、その問いに答えるためのソフトウェアを開発できるのです。」
変化をもたらす
同センターとマーチ・オブ・ダイムズは、医師の介入に関するガイドラインを導入することで、後期早産の改善に既に貢献しています。1990年から2006年にかけて、妊娠39週未満で陣痛誘発分娩を受けた女性の割合は2倍以上に増加しました。さらに、多くの妊婦が妊娠39週未満で選択的反復帝王切開を予定していました。出産予定日はあくまでも推定値であるため、妊娠37週または38週での出産予定が実際には早産につながる可能性があります。また、不妊治療による多胎出産も早産率を押し上げました。
誘発分娩の影響について母親と医師を啓蒙する全国キャンペーンにより、妊娠39週未満での予定誘発分娩は既に劇的に減少しています。妊娠後期の女性へのサポート方法や、誘発分娩を勧める時期の判断は医療従事者によって異なるため、このキャンペーンでは、誘発分娩の具体的かつ測定可能な基準を確立しました。多胎出産の増加につながる不妊治療のタイミングと戦略の変化も、出産の促進に役立っています。
「米国のほぼすべての病院がこのツールキットを導入し、その結果、後期早産率が低下しました」とドルジン氏は言う。「状況は実践方法の変更によって改善されました。しかし、極度の早産に関しては、ほとんど改善が見られていません。早期早産は改善がより困難です。出産の問題ではなく、発達の問題なのです。」
ドルジン氏は、妊娠高血圧症候群（PE）および子癇（子癇）の治療における新たな基準の導入にも尽力しました。ドルジン氏が議長を務めるタスクフォースは、これらの疾患の診断と管理に関するガイドラインを策定し、このツールキットは48州で1,000回以上ダウンロードされ、メキシコ、南米、ヨーロッパの病院からも要請を受けています。追跡データはすでに追加研究に取り入れられており、さらなる改善が進められています。
彼は、医師が単一の診断テストを使用するのではなく、収入、人種、食事、ストレス、環境への曝露、さらには早産の可能性の増加を示す可能性のある細菌、炎症、遺伝子マーカーの存在など、複数の要素を適用してリスクプロファイルを作成するだろうと予測しています。
正しい方向への一歩
スタンフォード大学は、より大規模なコンソーシアムの一員として、センターの科学的知見を、世界中の新生児に恩恵をもたらし、世界の健康に影響を与えるケアへと応用する先駆的な取り組みを行っています。センターの科学者と臨床医の緊密な連携、そして大学全体の知的・技術的資源へのアクセスは、トランスディシプリナリー研究の将来性を特に期待させるものです。
「チームサイエンスの意義を示す基盤を築きました」とショー氏は語る。「私たちは他の組織と知識を共有し、他のマーチ・オブ・ダイムズセンターとも緊密に連携していきます。私たちの役割は、組織におけるメンターです。」
センターのリーダーたちは、他の機関との連携や新たな科学的探究分野への取り組みを通じて、研究が時間とともに進化していくことを期待しています。また、専門知識を磨き、独自の研究ポートフォリオを構築しているフェローや研修生からも、新たな視点が生まれる可能性も秘めています。
スティーブンソン氏は、研究チームは、未熟児という重要な問題に取り組み始めたカリフォルニア大学サンフランシスコ校の同僚たちの努力と協力し、それを補完することを目指していると付け加えた。
ドルジン氏は、センターが医師向けツールキットの開発や一般の教育を通じて、早産の漸進的な減少に貢献すると予測している。
センターの研究者たちは、今後 5 年から 10 年以内に極度の早産の原因メカニズムと妊婦に提供できる実用的な予防法について十分に解明できると楽観視しています。
「以前は、未熟児の問題を解決できるとは思えませんでした」とグールド氏は語る。「しかし、センターを設立して3年が経ち、すでに重要な進展を遂げています。私たちは、地域だけでなく世界中の母親と赤ちゃんのために、大きな変化をもたらしつつあると信じています。」
この記事は2014年秋号に掲載されました。 ルシール・パッカード児童ニュース誌.
