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バイオ実験施設における拡散防止措置

1. 遺伝子組換え実験の目的

人間に対する有効性が高く、副作用の少ない薬を創製するためには、人間と同じ構造のタンパク質に対する作用を調べる必要があります。遺伝子組換え技術は、そのために必要不可欠な技術の一つです。また、遺伝子機能の解析により、有効性が高い新しい治療薬の開発につながるタンパク質(創薬ターゲット)の発見が可能になります。研究所では、以下のⅠ、Ⅱの観点から、遺伝子組換え実験を行っています。

Ⅰ. 薬効評価に必要なタンパク質・細胞の調製

遺伝子組換え技術を用いて、人間由来の遺伝子を大腸菌などの微生物や動物培養細胞で発現させ、人間と同じ構造のタンパク質に対する薬剤の効果を詳しく調べます。

Ⅱ. 遺伝子機能解析

ある動物由来遺伝子が病気に関係しているかどうかを調べるためには、その遺伝子の機能を明らかにする必要があります。そのためには、まず、大腸菌を宿主として用い、動物由来遺伝子のDNAを取り出します。次に、得られたDNAを動物培養細胞に導入して、その働きを詳しく調べます。遺伝子を導入する効率を高くする必要がある場合には組換えウイルスベクター (安全性の高いもの)を用いることもあります。また、動物を用いてその働きを調べる時は、遺伝子が欠損したノックアウト(KO)動物を作製して機能解析を行います。

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2. 実施されている遺伝子組換え実験

創薬研究では、宿主としてクラス1 の大腸菌、酵母、バキュロウイルスを主に用います。これらはすべて哺乳動物に対する安全性が確認されています。また、組換えアデノウイルスベクター・組換えレトロウイルスベクター・組換えレンチウイルスベクター(クラス2 に分類) を宿主として用いる場合もあります。これらは、自然条件下では自立的な増殖ができないため、動物細胞への遺伝子導入力はありますが、二次的なウイルスを産生することはなく、空気感染力も持たないため、P2 レベルで実験を行えば、周辺環境に対する影響はないと考えられます。核酸供与体としては、主に動物(ヒトを含む)由来の遺伝子(クラス1)を用います。

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3. P3 レベルになると想定される遺伝子組換え実験

現在、当社で実施中あるいは具体的に実施予定のP3レベルの遺伝子組換え実験はありません。ただし、新規科学的知見の報告や法律の改正等により、将来的にP3レベルの拡散防止措置を必要とされる実験の可能性が生じることは否定できません。現行の法令上、P3レベルと想定される実験としては、「P2レベルの拡散防止措置を必要とする遺伝子組換えウイルスに組み込む遺伝子が、哺乳動物等に対する病原性に関係し、かつ、その特性により遺伝子組換えウイルスの哺乳動物に対する病原性を著しく高めることが科学的知見に照らして推定されるもの」などが該当します。これらの実験に用いられるウイルスは空気感染しないものが選ばれており、更に、自立的な増殖力を持たない遺伝子組換えウイルスベクターを用いることで二次感染の可能性をなくしています。したがって、P3 レベルの実験施設で実験を行えば、周辺環境に対する影響は想定されません。なお、病原性の強い微生物類(クラス3)を宿主とした遺伝子組換え実験は実施しません。
[注] 現在当社の研究所では、感染症法で規定される特定病原体等を保有しておらず、これらを用いた実験の計画もありません。ただし、長い将来を考えた場合、製薬会社の社会的な責任として、感染症治療に係る創薬研究を実施する可能性は否定できず、その場合は、対象となる病原性微生物を利用した薬効試験を、その時の施行法律を遵守して安全に実施します。

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4. 遺伝子組換え実験に係る拡散防止措置

1970年代に遺伝子組換え技術が開発されてから今日までに蓄積された使用の実績、病原性等に関する科学的知見に基づいて拡散防止措置の内容が明らかなものについて、法令でP1~P3の拡散防止措置が定められています。執るべき拡散防止措置が定められていない遺伝子組換え実験の場合は、あらかじめ文部科学大臣に確認を行った上で実施しています。

P1レベル

P2レベル

P3レベル

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4-1. 実験室からの排気に対する安全対策

安全キャビネットを使用した実験の様子

安全キャビネットを使用した実験の様子
キャビネット内で微生物等を扱う場合は、通常は 容器に蓋をし、必要な時だけ蓋をあける等、エアロゾルの発生を最小限に抑える実験操作をとります。

P2およびP3レベルの実験のうち、エアロゾルを発生する可能性のある実験は安全キャビネットの中で行っています。安全キャビネットは内向きの気流の流れを維持することにより、キャビネット外の実験室内への微生物等の漏洩を防止します。さらに、安全キャビネットの排気は、HEPAフィルターを通して外部に排出することにより、外部への病原体等の漏洩を防止しています。万一、キャビネット内外に漏洩があった場合は、直ちに消毒等の処理を行います。P3実験室自体の排気もHEPAフィルターを通して排出することで病原体の漏洩を防止します。 安全キャビネットについては、HEPAフィルターの漏洩試験も含めて、定期的な点検を実施して、性能維持を図っています。

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4-2. 実験室からの排水に対する安全対策

研究所からのすべての下水への排出については、「下水道法」や「生活環境保全条例」、藤沢市の「事業場からの下水排除基準」といった関係法令等を遵守するとともに、それらの排出基準より厳しい社内管理基準値を設定し、定期的な環境測定を通じて、遵法状態を維持しています。下水道に排出できないもの(重金属・有機溶媒系)は徹底して分別回収し、産業廃棄物として適切に処分します。とくに、バイオ実験施設からの排水に関しては、カルタヘナ法や感染症法等の関係法令及び社内規定等を遵守し、滅菌処理を行った後、適切に排水しています。滅菌後の菌体は通常の有機物であり、生活排水と同様に下水処理場で処理可能な水質となります。

P3排水フロー模式図

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【解説】HEPAフィルターの安全性について

HEPAフィルターはポアサイズ(空隙の大きさ)のみで捕捉するものではなく、衝突、慣性、拡散など複数の原理で粒子を捕捉するものであり、このうち、拡散による捕捉は粒子径が小さいほど効率が高くなります。世界保健機関(WHO)の文書[注]にも、「HEPAフィルターは、直径0.3μmの粒子は99.97%、直径0.3μmより大きいか、より小さいサイズの粒子を99. 99%捕捉する。これは、事実上、HEPAフィルターが、すべての既知の病原体を効果的に捕捉する事を可能にし、無菌の排気だけがキャビネットから放出されることを保証する。」と記載されています。

  • [注] 実験室バイオセーフティ指針(WHO第3版、バイオメディカルサイエンス研究会)