JST研究開発戦略センター（CRDS）

ライフサイエンス・臨床医学ユニット

ライフサイエンス・臨床医学分野世界の研究トレンドと日本の課題

２０１８年７月２３日於 文部科学省ライフサイエンス委員会

資料3-1

分野別ユニット（継続的） チーム（時限的）

俯瞰海外動向調査

テーマ抽出（俯瞰調査を基に重要研究課題設定）

深掘提言

アウトプット：

戦略プロポーザル

アウトプット：

俯瞰報告書

文献調査＋学会調査＋インタビュー＋ワークショップ（WS)＋海外調査

各府省の政策立案の基礎資料として活用されることを想定。

前回2017年6月6日のライフサイエンス委員会（第85回）において発表したもののアップデート

モノによって適切なステークホルダー（政策立案者、アカデミア等）に提言。

文献調査＋学会調査＋インタビュー＋ワークショップ（WS)＋海外調査

CRDSの戦略立案プロセス

2

研究開発の俯瞰報告書について

研究開発領域（2017年版は全49領域）ごとに以下を詳述

• 国内外の研究開発動向• 科学技術的、政策的課題

• 日、米、欧、中、韓等の国際比較（基礎研究／応用研究、開発フェーズごとの現状とトレンド）

各分野の研究開発分野の全体像（俯瞰の構造と範囲、歴史、現状、今後の展開）や主要な研究開発領域ごとの動向や国際比較等をとりまとめたもの

2年に１回の発行今年度末に俯瞰報告書2019を発刊予定

3

発行年 タイトル

2012年感染症対策の統合的推進 ～ワクチン、アジュバント開発、感染症疫学とそれらの社会実装～

2014年先制的自己再生の確立に向けた基盤的技術の推進 ～これからの再生医療のあり方～

2014年ヒトの一生涯を通した健康維持戦略 －特に胎児期～小児期における先制医療の重要性－

2014年 革新的バイオ医薬品

発行年 タイトル

2010年 ヒト多細胞体の構築・移植技術の確立と実用化

2011年 構造生命科学（タンパク質・構造生物学）

2015年 ゲノム編集

発行年 タイトル

2010年 環境適応型作物のゲノム設計技術

2012年社会生態系モデル ～「生物多様性の科学」に立脚した地域の政策形成に関する実証研究～

2016年グリーンバイオ分野における研究開発の重要課題と統合的推進

2017年植物と微生物叢の相互作用の研究開発戦略 －理解の深化から農業/物質生産への展開－

生命科学（分子・細胞）関連

創薬、疾患（医療）関連

計測・分析・医療機器関連

グリーンバイオ関連

発行年 タイトル

2009年 炎症の慢性化機構の解明と制御

2011年ホメオダイナミクス－恒常性の維持に係わる神経、免疫、 内分泌の高次ネットワークの時空間的理解と制御－

2016年微生物叢（マイクロバイオーム）研究の統合的推進 ～生命・健康・医療の新展開～

2017年 ４次元生体組織リモデリング

生命科学（組織・恒常性）関連

制度・システム、情報基盤関連

発行年 タイトル

2007年統合的迅速臨床研究（ICR）の推進～健康・医療イノベーション～

2007年iPS細胞の作成成功を機に、関連の幹細胞研究を急速に促進するための緊急提言

2008年 医薬品、医療機器等の審査・承認体制のあるべき姿

2009年生命・医学・医療・健康をつなぐ情報を循環させる技術と基盤の構築と活用

2010年健康破綻のリスクを予測する基盤技術の開発―わが国の包括的コホート研究のデザインに向けて―

2011年 超高齢社会における先制医療の推進

発行年 タイトル

2012年医療の持続的発展に向けた戦略的な医療技術評価（Health Technology Assessment）の推進

2013年ライフサイエンス研究の将来性ある発展のためのデュアルユース対策とそのガバナンス体制整備

2013年 NIH・米国のライフサイエンス・臨床医学研究開発動向

2013年 ライフ・医学分野におけるデータベースの統合的活用戦略

2016年 医療・介護データ活用のための情報科学と社会基盤

2017年 医療研究開発プラットフォーム

（参考）これまでの主な提言等

4

5

ユニットの基本的な考え方（循環構造を回す）

生命科学⇔医科学⇔医療 植物・微生物科学⇔農業科学、生物工学⇔農業、物質生産

知の構造化と統合（知識データベース構築と人材育成）

6

分子生物学の勃興戦後

１９８０年～

精緻化・先鋭化

多様化・複雑化

統合化・システム化分子

分子/細胞相互作用 臓器連関

一細胞

DN

A

らせん構造

遺伝子組換え

質量分析

ｲﾒｰ

ｼﾞﾝ

ｸﾞ

（PET

・fMR

I

等）

次世代シーケンサ

クローン技術

ＰＣＲ法

ゲノム編集

ヒトゲノム解読

各種ｵﾐｸｽ解析

一細胞解析

研究手法・技術の高度化

遺伝子工学 ゲノム科学

iPS

細胞

ペニシリン

等

X

線アスピリン

ワクチン

抗体医薬

物理・化学に基づく生理学・近代医学の発展

EBM（evidence-based medicine）集団統計学・疫学

NGSの出現・計算機能力拡充に伴うデータ量の増大

２０００年～

1000＄ゲノム核酸医薬

スパコン

遺伝子組換作物

ﾏﾙﾁｽｹｰﾙ解析ﾏﾙﾁﾓｰﾀﾞﾙ解析

研究開発の潮流

クライオ電顕

ヘルシンキ宣言 リスボン宣言ジュネーブ宣言

ヒポクラテス医学経験的な医療医の倫理

紀元前5世紀 ～

個別・層別予防・予見医療

緑の革命

19世紀中頃

システムバイオ・合成生物学

２０１０年～

ライフサイエンス・臨床分野の研究開発の歴史

6

社会実装

基礎・基盤研究

橋渡し・応用研究

治療、医薬品 医療機器、健康・介護機器

持続可能な社会の実現

健康寿命延伸の実現健康・医療産業の

活性化医療保障制度の

持続性確保

研究基盤

ELSI、法規制、経済、

技術評価

検討中健康・医療

免疫疾患精神・神経疾患

感染症がん 代謝疾患

運動器疾患感覚器疾患

希少疾患

小児疾患

高分子医薬＊抗体＊核酸

中分子医薬

低分子医薬

遺伝子治療

細胞治療

がん免疫療法 ワクチン 診断機器

治療機器

介護・福祉機器

生体ｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞ機器

ヘルスケアデバイス

臨床検査機器

構造解析

ｹﾞﾉﾑ編集

ｵﾐｸｽ解析（ﾊﾞｲｵｲﾝﾌｫﾏﾃｨｸｽ）

臓器ﾁｯﾌﾟﾞ

ｹﾞﾉﾑ合成

ｹﾐｶﾙﾊﾞｲｵﾛｼﾞｰ

疫学・ｺﾎｰﾄﾃﾞｰﾀ

生命科学（分子）ﾃﾞｰﾀ

健康・介護ﾃﾞｰﾀ ﾓﾃﾞﾙ動物医療ﾃﾞｰﾀ

ヒト胚、ゲノム編集

バイオセキュリティ

医療経済・技術評価

研究倫理

免疫 老化

脳・神経

発生・再生ｹﾞﾉﾑ/ｴﾋﾟｹﾞﾉﾑ

RNA/ﾄﾗﾝｽｸﾘﾌﾟﾄｰﾑ

ﾌﾟﾛﾃｵｰﾑ

代謝／ﾒﾀﾎﾞﾛｰﾑ 微生物叢 時間

性差

細胞

生命工学・バイオテクノロジー

疾患科学

ｵﾙｶﾞﾉｲﾄﾞ

基礎生命科学

循環器疾患

ＡＩ創薬（創薬ｲﾝﾌｫﾏﾃｨｸｽ）

ＡＩ医療＊診断支援＊画像認識

統計・情報

光学ｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞ

クライオ電顕

合成生物学

無染色顕微鏡

AFM

計測データ解析

次世代シーケンサー

計算生命

数理生物

研究開発の俯瞰図

7

分析・計測技術

8

社会実装

基礎・基盤研究

制御、生産育種、選抜

基礎生物科学

生物多様性の保全

食の安全、確保

研究基盤（データ、バイオリソース等）

農業・製造業の活性化

検討中

持続可能な社会の実現

食料・農業、物質生産、環境

代謝工学

生物物理学

生理生態学

ゲノム/エピゲノム

トランスクリプトーム

プロテオーム

メタボローム

栽培学

細胞生物学

ゲノム編集

免疫学 分類·進化·系統学

遺伝学

ゲノム（選抜）育種

研究開発の俯瞰図

進化分子工学タンパク質工学

農産物生産工程認証

ELSI・法規制・

経済

統計・情報

農業データプラットフォーム

メッシュ農業気象データ

QTL解析 GWAS

遺伝子組み換え生物

フェノーム

フィジオローム

デュアルユース問題

ゲノム合成

進化工学

ケミカルバイオロジー

分子生物学

生化学

細胞工学

培養工学

数理生物学構造生物学

システムズバイオロジー

生物統計学

バイオインフォマティクス

繁殖生態学 各種オミクス

発生学

応用生物科学/技術

養殖学 飼育学

生物資源管理

バイオロギング

生物間相互作用

系統維持、保存

品質管理

モニタリング

病害虫対策

持続可能性/環境食品/農林水産業 素材/物質生産

高機能、高付加価値品種創出 バイオリファイナリー

環境災害予防

生物多様性保全バイオマス作物

バイオレメディエーション

環境リスク低減バイオ燃料、化成品、医薬品完全養殖省資源化

ニュートリゲノミクス バイオマテリアル

収穫、加工 保存、流通

分離、精製

栄養、生理機能

バイオミメティクス

資源回収

自動·省力化

モデル生物

橋渡し・応用研究

俯瞰報告書2019 研究開発領域（案）

分析・計測技術（医療機器）

1. 電子顕微鏡

2. 光学イメージング

3. NMR、MRI、PET

4. 生体分子計測（AFMなど）

5. ヘルスケアIoT（センサ・ウェアラブル）

6. 計測データ解析（AI）

基礎基盤科学技術

分子・細胞

1. 遺伝子発現機構（ゲノム、エピゲノム、RNA、染色体）

2. ゲノム編集

3. ケミカルバイオロジー

4. 構造解析技術（クライオ電顕、放射光施設、計算生命）

5. オミクス解析

6. 一細胞解析・細胞地図

7. 細胞外微粒子・エクソソーム

組織（生理・恒常性）

1. 免疫科学

2. 時間科学（体内時計）

3. 老化

4. 微生物叢（マイクロバイオーム）

5. 脳・神経科学（オプトジェネ、コネクトーム）

6. 感覚器

創薬、診断・医療技術

1. 低分子・中分子医薬

2. 高分子医薬（核酸、抗体）

3. ＡＩ創薬

4. 遺伝子治療・細胞治療

5. 再生医療

6. オルガノイド・臓器チップ

7. 診断技術：バイオマーカー（リキッドバイオプシー）

8. 診断技術：ゲノム医療（がん）

9. 生活習慣病（腎疾患、呼吸器系疾患）

10.精神・神経疾患

11.感染症（ワクチン・アジュバント、抗菌薬）

ホワイト・グリーンバイオ技術（食料、農業等）

1. 微生物・合成生物学

2. 植物・農業

3. 動物・水産

4. 動物・畜産

5. 機能性食品・物質

３５領域

9

今年度末に俯瞰報告書2019における調査対象案

急速な高速化と低コスト化ヒトゲノム解読計画13年,30億ドル（3000億円超）⇒その後10年で数日,数万円

Oxford Nanopore Technologiesが開発したシーケンシング技術

蛍光等の染色が不要で、DNA/RNAをそのまま１本で読む技術サイズは105 mm×33 mm、重さ103g実験室外に持ち出して、感染症等の検査をon siteで行うことが可能。

10

現在、全ゲノム解析は800ドル、1日程度、2020年代には300ドルとも言われている。

第三・四世代DNAシーケンサ1000＄ゲノム達成後もより短い運転時間で連続的に数千塩基の読み取り

ができる様々な技術が進展これまでの機器は蛍光を読み取る方式であったが、英Oxford Nanopore Technologies社が製品化した電気信

号を検出する方式の「MinION」は外付けHD程度の大きさを実現生命科学・創薬・医療のあり方を大きく変える技術として国内外の産・学で注目

２０１５

近年の技術革新の事例

クライオ電子顕微鏡（単粒子解析技術）X線構造解析では結晶化が必須だが、本技術では結晶化が不要計測装置（CMOSセンサ）と画像処理技術の高度化で、近年顕著な成果

2013年：膜タンパク質TRPV1を近原子分解能で構造解析に成功2016年：100kDa以下の分子の構造解析に成功

生命科学・創薬のあり方を大きく変える技術として国内外の産・学で注目欧米・中国で次々と導入され研究開発が進むが、国内の導入事例は僅か

ゲノム編集技術2013年：「CRISPR/Cas9」システムが登場、圧倒的な簡便さ、

自由度の高さから、幅広い研究者層へ普及（生命科学、医療、食料）2016年：中国でヒト臨床応用が開始生命科学・医療技術開発を大きく変える技術として国内外の産・学で注目。ELSIの観点からの検討も必須（デザイナーベイビー等） CRISPR/Cas9

図 膜ﾀﾝﾊﾟｸ画像

大量画像の分類

画像解析、既存DB統合解析

近年の技術革新の事例

人工知能技術人工知能技術の、ライフサイエンス研究、医療応用への期待2015年：東大医科研がIBMのWatsonを導入したがん研究を開始ディープラーニング技術への期待も高まっているわが国では人工知能関連のプロジェクトが乱立しており、ライフサイエンス・臨床医学分野に人工知能

を適切に導入するための検討が必要

IBM “WATSON”

11

オルガノイド技術人工的に試験管内でミニ臓器を作出する技術2008年：笹井芳樹氏（理研）が大脳皮質オルガノイドを報告2013年、2015年に脳オルガノイド構築（右写真）に成功わが国が強みを有するiPS技術を展開可能ヒトに近い実験系として、生命現象の解明ツールや、創薬のアッセイ系として期待

脳オルガノイド

２０１３

２０１２

２０１２

２０１０

近年の技術革新の事例

超解像顕微鏡技術光学顕微鏡の回折限界を越えた分解能での観察が可能な技術

（200nm⇒20nm）日本をはじめ、技術開発が急速に進展

2015年：シャッター速度を従来の100倍以上に高速化させ、生体内動的構造変化の精緻な観察が実現（東大／理研・岡田ら）

生命をライブ（生きたまま）で可視化可能であるが、「形態を見る」技術だけでなく、今後は更に「機能も見る」ことが期待

左図 従来顕微鏡右図 超高解像

動的構造時間変化

個体透明化技術2014年：マウスの全身を透明化し、一細胞レベルの解像度での観察を可能

とする「CUBIC」技術が登場（東大／理研・上田ら）細胞～個体のマルチスケールでの生命現象の理解を可能としうる、革新的な実験技術

透明化マウス

一細胞オミクス技術2010年～：DNAおよびRNAなど核酸ベースの網羅的解析の一細胞解析化が急速に発展一度に解析できる細胞の個数も当初の数十から数万に細胞～個体のマルチスケールでの生命現象の理解を可能としうる、革新的な実験技術

２０１０

２０１０

２０１３

光免疫技術特殊な薬品（抗体）と外部からの近赤外線を使い局所的にがん細胞を破壊する技術

2011年：米国国立がん研究所（NCI）の小林久隆らの研究グループが発表（医療）2012年：オバマ大統領が一般教書演説でこの治療法の発見について言及2015年：米国でヒト臨床応用が開始。2018年：日本でも国立がん研究センターで治験を開始医療技術開発を大きく変える技術として国内外の産・学で注目。マイクロ波や中性子でも研究が進んでおり、光遺伝学（オプトジェネティクス）も含め外部からの刺激

による生体内活性分子の研究と捉えることもできる。 12

２０１１

内視鏡の活用

2016年

米国FDA、がん（進行非小細胞肺がん）に適応する初のリキッドバイオプシー検査を承認。EGFR遺伝子の重要な変異を検出。

2017年

米国FDA、ノバルティス社が開発した急性リンパ性白血病向けのCAR-T療法「キムリア」を、米国で初めて細胞療法として認可（欧州が先行）

米国FDA、医薬品と医療機器を一体化して開発された世界初のデジタルメディスン「エビリファイ マイサイト」を承認。大塚製薬社とプロテウス・デジタル・ヘルス社。

米国FDA、スパーク・セラピューティクス社が開発した、先天性の視力障害に対する遺伝子治療薬（核酸医薬）を米国で初めて承認。患者の網膜に直接注射。

米サンガモ・セラピューティクス社、ゲノム編集技術を用い、難病患者の体内で遺伝子を修復して治療する世界初の臨床試験を開始。先天性難病「ムコ多糖症２型」が対象。ゲノム編集するための遺伝子を組み込んだウイルスを、静脈から患者の体内に送り込む。

2018年

米国NIH、ゲノム編集技術を使い、骨髄腫や皮膚がんといった複数のがんの治療を目指す臨床研究の実施を承認。ペンシルベニア大。（中国が先行）

米国FDA、人工知能（AI）活用の診断装置を販売する初の認可。アイディーエックス（IDx）社。糖尿病網膜症。

近年の実用化トピックス

13

ヘルスケアビジネスの変化の兆し！？

2015年、Appleは医療の研究調査用に設計されたソフトウエアフレームワーク「ResearchKit」を研究者や開発者向けに提供開始。国内ではNTTドコモが、東京大学と共同で糖尿病用のアプリ「GlucoNote」を開発している。順天堂大学でも花粉症用など複数の疾患研究に積極的に活用している。

英国では、2016年からDeepMind Health（Google)が国民健康サービス（NHS)が運営する国立病院で実装されていて、患者の容態をモニターする病院関係者向けアプリの開発といった目的で提供されている。

米国では、2017年に入ってDigital Therapeutics（Digital Therapy）と呼ばれる治療/治療補助アプリへの投資が増加。

2018年1月、バークシャー・ハサウェイ、Amazon、JPモルガン・チェースは共同で新たな医療ケアシステム事業の立ち上げを発表した。ビッグデータや仮想技術を利用し、自社の従業員（百万人規模）の慢性疾患への対応や医療費を減らすととともに、このシステムを他の企業にも広げる可能性があると発表。その後バークシャー・ハサウェイはイスラエルのジェネリック医薬品大手テバの株式を買い増し。

３月にはAppleも自前の医療機関を設立

ヘルスケアビジネスは異業種からの参入が相次いでいる。

IT＋保険＋金融会社がこの分野のプラットフォーマーとなる時代が来るかもしれない。 14

海外（米、欧、中）の研究開発政策動向

国・地域 概要・特徴

米国テーマ

脳、プレシジョンメディシン、がん、再生医療、薬物治療の5つのイニシアチブ。官民創薬ファンド。NIHの基礎研究では、クライオ電顕、ゲノム編集、分子・細胞アトラス、4D ヌクレオームなど。DARPA、DOEによる微生物など物質生産プログラム。NSF未来に向けて投資すべき10のビッグアイデア「生命法則の理解：表現型予測」。

システム NIHが莫大な投資（約３兆円）で全分野基礎から応用まで全方位。研究は私立大学、ブロード研、ニューヨークゲノムセンターなど複合研究所、ベンチャーの存在感大。近年チャリティー（財団）の存在感大。

EUテーマ 社会課題型研究として個別化医療、産業技術としてバイオテク活用の創薬、農業、物質生産など。未来研究と

してヒト脳プロジェクト。官民パートナーシップの医薬品イニシアチブ。システム 人材育成、個別先端研究、インフラ整備も重視。政府、産業界、アカデミアが一体。

英国テーマ

MRC主導で大規模融合拠点Francis Crick Instituteを設立。100,000 Genomes Project（NIHR）、ヘルス・インフォマティクス・リサーチ（医療バイオインフォマティクスイニシアチブ、MRC）。トップダウン型は創薬研究に重点化。

システム生物学、医学、工学分野ごとのマルチファンディング。基礎研究のプレーヤーは大学（国立）が中心。ウェルカムトラストなどチャリティーの存在感大。製薬産業の存在感大。カタパルトや産業戦略チャレンジ基金で橋渡し研究・拠点を強化。

ドイツテーマ 個別化医療。メディカルインフォマティクス・イニシアチブ。がん、成人病などの主要な疾病研究（６つ健康研究セン

ターによる強化）。

システム 地域クラスター化や国研（研究協会）の役割・機能分担によるエコシステムの構築。基礎研究のプレーヤーはマックスプランクが中心。フレゼニウスやシーメンス等医療機器も強い。

中国

テーマ 脳科学と応用研究、育種技術、精密医療、生殖医療。研究は全包囲網。

システム

科学技術部はトップダウンの競争的資金「国家重点研究開発計画（プログラム）」に加え「国家自然科学基金委員会（NSFC）」も管理することになり、テーマの連動を意識。中国科学院は以前独立組織として存在。104の研究所と年間１兆円弱の予算。ウミガメ戦略による人材育成、研究力強化。近年、独自研究も増加。NGSやクライオ電顕などインフラ豊富。

15＊参考資料（後掲）に米国、EU、英国、ドイツ、中国の各国の政策俯瞰を添付

海外（欧米中）の政策から見る世界の研究開発の潮流

ゲノム医療、精密医療、個別化医療（がんを中心に）

ヘルス・メディカルインフォマティクス（AI医療、AI創薬）

創薬はがん免疫、中枢神経系、感染症。大規模な官民パートナーシップによる産学協働型研究が盛ん（特に感染症や精神神経疾患等）。

食料・農業研究

バイオエコノミー→合成生物学ものづくり

細胞治療・再生医療（中長期的研究）

脳神経研究（長期的研究）

研究テーマは世界的に共通するところが多い

16

ライフサイエンス分野は、戦後の分子生物学の勃興もあり特定の遺伝子・分子、

系に着目した研究が長らく続き、これにより生命における多くの新しいビルディ

ングブロックが発見されてきた。

NGSの進化（コストの低下）、シーケンシングベースの各種オミクス技術、およ

びイメージング技術の進展に伴い、2010年以降ライフサイエンスは一定の設備、

人材、資金を要するビッグサイエンス化（多次元化、複雑系を対象）。

計算機の発展、膨大なデータの産出により、コンピュータ（インフォメーショ

ン）サイエンスの側面も次第に増加。これにより知識集約型研究の側面は今後ま

すます増大。

今後、個別要素の統合的視点や時空間ダイナミクスの研究が盛んになるのは自明

一方で日本の科学研究文化・制度は比較的たこつぼ的。

時代の変化に応じて研究スタイルや制度システムを変化させていかないと世界と

戦えない。

部分最適化でなく、オールジャパンでのエコシステムの構築；拠点とネットワー

ク（分散）化が必要ではないか。

ライフサイエンス研究スタイルの変化

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今後の方向性（案）

1. 社会課題解決型研究

医療データ、ゲノム等データの統合による知識の抽出（予測）• 次世代電子カルテ等情報の構造化、統合

• AI・機械学習の活用

2. テクノロジードリブン型研究

バイオテクノロジーとITの活用による革新的な物質生産、食料・農業研究の推進

3. サイエンスフロンティア型研究

多次元生命システム・組織研究の推進• 臓器連関、全身細胞地図、神経コネクトーム、生体組織リモデリング、マイ

クロバイオーム、トランスオミクス、核内動態など

• イメージング×オミクス（NGS等）×インフォマティクス

次世代創薬基盤技術研究の推進

4. オールジャパンでの研究エコシステムの構築

医療研究プラットフォーム（大学病院、医学部・MDと理工学部・PhD）のあり方

国研（理研、産総研、ナショセン等）と大学の機能分担のあり方

産学共創・オープンイノベーションのあり方

社会と科学、人社連携のあり方 18

IoBMT定義：ライフサイエンスおよび医療に関する膨大なデータの永続的・自動的な収集と構造化を軸とした統合データ基盤を構築し、データ主導の生命科学・工学・医学・薬学の“知の構造化・統合”および社会参加型の“個別予防・予見医療・医療資源配分”の実現を加速させる新たな研究開発の方向性

IoBMT：Integration of BioMedical Things

19

方向性

具体的テーマ

臨床・疾患“知”の基盤整備

“知”の普及（教育、人材育成）

知の構造化・統合 個別予防・予見医療、医療資源の適正配分

生命科学・工学・医学・情報科学の統合

展開

還元

【目標】生命科学・工学・医学の“知の構造化・統合”を通じた社会参加型の“個別予防・予見医療、医療資源配分”の実現

＜健康・医療研究＞臨床、疾患データの構造化と活用展開

＜生命・医科学研究＞DRY×WET生命・医科学

研究、医療技術開発

＜研究環境＞研究推進体制の見直し、体制構築

研究環境の最適化

ヒト研究の加速

個と社会の予見・介入技術開発

[keyword]ゲノム・分子・細胞・オミクス・診療情報・ウェアラブル・環境・行政データ、社会計測

19

20

【定義】 体系的な生物育種・生産の方法論創出に向けた知の統合、構造化

【目標】 ①目的形質を有する生物、②その能力を引き出す生産プロセス、の開発効率化

【アウトプット】 細胞、微生物:創薬、物質生産 植物、動物：食料の安定増産、高付加価値化

【問題意識】 現状はその複雑さのため、勘と経験による暗黙知、統計が主導

⇒ 「なぜいいのか？」がわからず予測に基づく育種、生産プロセスの設計が困難

【解決案】 生物構成情報と形質・環境情報を相互に結ぶメカニズム解明の推進

生物構成情報

形質情報

環境情報

• バイオマス量、付加価値情報生育速度、生物体量利用部位割合、産卵、種子形成数物質変換能五感への訴求力堅牢性、ストレス耐性

【課題】• 対象が因果関係の明確な質的形質に

偏り、量的形質は敬遠されがち

• 生命分子、システム情報核酸、アミノ酸配列定性、定量構造ネットワーク位置、局在

【課題】• 対象が扱いの容易なモデル

生物に偏りがち• 個々の要素研究に陥りがち

• 生産環境情報物理的刺激（温度、日照など）化学的刺激（フェロモンなど）生物的刺激（生物間相互作用）介入、管理

【課題】• 制御、観察しやすいクローズ

環境での研究に終始しがち

IoBPE：Integration of BioProcess Engineering

現状の知のリンク（暗黙知、統計主導）

IoBPEが目指す知のリンク（メカニズム、原理に基づく）

①

②

定量的多階層（細胞～組織）分子間ネットワーク図の構築• オミクス解析、イメージング解析技術（wet）とデータ科学、数理科学（dry）を糾合し、定性的な

生体分子ネットワーク理解から、予測を可能にする定量的なネットワーク理解へ

• 分子から細胞、組織までの多階層をつなぐ解析技術

• 細胞内多階層分子の機能的・構造的変化の４次元定量解析技術

• 定量的解析に基づく相関から多因子因果の予測技術

イメージングプラットフォーム

オミクスプラットフォーム

データ科学プラットフォームデータ科学

プラットフォーム数理モデリングプラットフォーム数理モデリングプラットフォーム

AI 機械学習標準化ロボット化ハイスループット

鍵分子の発見

モデル化

鍵分子の動態解析

検証網羅定量的分子情報

技術的アウトプット

概要

• 医学：疾患におけるシグナル制御機構に基づいた、疾患の理解

• 創薬：ターゲットの推定、薬の投与量に対する応答、副作用推定

社会的アウトプット

http://www.jst.go.jp/kisoken/presto/complete/kyotyo/html/researcher/2002_03kuroda.html

多次元生命システム研究（予測のための分子の定量・経時的変化計測プラットフォーム）

・Human Cell Atlas(HCA)The Chan Zuckerberg Initiativeにより推進。１細胞レベルで３７

兆個のヒト細胞のカタログ化、地図化を目指したもので、米国、英国が主導し、ドイツ、オーストラリア、日本などが参画

・The Human BioMolecular Atlas (NIH)細胞の機能と組織の因果を知るため、１細胞レベルの分子データ取得・技術開発に投資

・’Rules of Life‘ outlines path to predicting phenotype (NSF’s 10 big ideas) NSFが挙げている将来投資する10のbig ideaのひとつ。生物の表現型等のルールを明らかにすることを目指す。

海外動向

21

医療研究プラットフォーム

各国では大学附属病院の会計分離、法人化などを実施財務的区分（機構改革）→ 附属病院の自律性 → 研究促進する環境整備病院、MD（医師）、PhD（研究者）、産官学が連携しうる研究プラットフォームへ

研究推進要因 各国事例で観察される施策

MDによる臨床研究推進

診療負担軽減診療教員ポスト→優れた臨床医を招聘して診療機能向上分院→研究・教育・診療の機能分化大学附属病院の財務的・組織的区分→MD雇用増

研究リソース増加病院組織下/JVの研究所，クロスアポイントメント→MDとPhDの連携強化産官学連携，大学附属病院の財務的・組織的区分→研究費，ないし研究環境改善

能力・インセンティブ向上

研究能力を有する医師育成の制度産官学連携，クロスアポイントメント→特許・ベンチャー等プロジェクトポスト→収入増

PhDによる臨床研究推進

医療現場で研究できる制度・ポジション

大学附属病院の財務的・組織的区分→産官学連携，クロスアポイントメント，病院組織下/JVの研究所，プロジェクトポスト

研究テーマ増加 産官学連携，分院→研究拠点形成・多様化MD-PhD連携→臨床研究増加 22

研究力強化に向けた環境（土壌）の整備

研究環境や科学技術イノベーションのエコシステム、研究マインドが米国、英国、ドイツ・フランスで異なる。

京大iPS研・山中伸弥教授の総合科学技術会議での発表

大学改革や基盤整備事業と分野別の研究事業が一体となった取組が求められる。

23

欧米と日本の違い

人材流動性（学問間、学組織間、産学間、国レベル）

博士人材に給与が出る

研究環境に研究支援体制・人材（アドミニ、機器管理、橋渡しなど）文化が根付いている

研究所単位で研究機器の共用プラットフォーム化が進んでいる

起業マインドと環境

アカデミアの周辺に産業化までもっていくシステムが豊富に存在

ライフサイエンス・臨床医学分野の俯瞰からの全体メッセージ世界共通の潮流

社会課題研究• ゲノム医療（精密医療、個別化医療）• 創薬は、がん免疫、感染症、中枢神経系など。産学共創（官民パートナーシップ）での創薬研

究• 農業（食料確保）、合成生物学研究• 中長期テーマとして、脳研究、細胞治療・再生医療研究基礎研究• 細胞・分子アトラス、コネクトーム、マイクロバイオーム、トランスオミクスなどの複雑システム系共通• 共通データプラットフォームの構築• インフォマティシャン、データ科学との協働、人材の育成

日本の課題

• 大前提として細胞・分子生物学、免疫、植物など個別要素は歴史的強みも多い• 基礎研究からトランスレーショナル研究、産学連携（知財・標準化）、産業化までの一気通貫

したグランドデザイン、科学技術イノベーションエコシステムの欠如• 事業・プロジェクトの乱立• コミュニティの分断（たこつぼ化）、医学系（MD）と理工学系（PhD）の分断• データ科学・インフォマティクスの活用

今後の方向性

• データ・知識統合による予測型研究（健康医療・IoBMTやものづくり・食料IoBPE）• 中長期には主戦場は「複雑システムを対象とした分子細胞情報の統合・システム化研究、時空

間ダイナミクス（ネットワークと相互作用）研究」へ ⇒コンバージェンス型研究⇒研究単位規模の拡大・臨床医学と生命科学による目的型チーム研究（5-10ラボ・PI）

• 科学技術イノベーションエコシステムの構築垂直的には基礎から応用（特に産業界）の橋渡しシステム水平的にはオミックス、イメージング、データ解析の各研究の連携融合 24

参考資料

25

CRDSのあるべき姿

CRDSは我が国社会経済の持続的発展のため、科学技術イノベーション創出の先導役となるシンクタンクを目指します。

CRDSの任務

CRDSは国内外の社会や科学技術イノベーションの動向及びそれらに関する政策動向を把握し、俯瞰し、分析します。

これに基づき、CRDSは課題を抽出し、科学技術イノベーション政策や研究開発戦略を提言し、その実現に向けた取組を行います。

任務の実行にあたって

CRDSは我が国産学官の関係者、社会のステークホルダー、更には外国関係機関と積極的に連携、情報・意見交換を行います。そして、得られた成果については、外部に積極的に発信します。

CRDSの活動の基本

26

CRDSの活動の概要①戦略プロポーザルや俯瞰報告書をとりまとめ文部科学省・内閣府等に提供しています。②ワークショップ等を開催し、関係者の共通認識の醸成を図っています。③国ごと、テーマごとの海外動向調査を行っています。

戦略プロポーザル研究開発の俯瞰報告書ワークショップ報告書海外調査報告書など

大学・研究機関（研究者等）、関係府省（政策立案者）、学協会、関係機関（NISTEP・NEDO・AMED等）、産業界、海外機関など大学・研究機関（研究者等）、関係府省（政策立案者）、学協会、関係機関（NISTEP・NEDO・AMED等）、産業界、海外機関など

科学技術イノベーション政策立案や各種施策化の基礎資料等として活用

JST/CRDS

継続的な情報交換、CRDS活動への参加など

内閣府 総合科学技術・イノベーション会議

科学技術基本計画、SIP等

JST戦略的創造

研究推進事業の戦略目標等

科学技術振興機構(JST)

その他の施策・プログラム

JST各事業（RISTEX、

産学連携・技術移転事業、戦略的国際科学技術協力推進事業等）

提案・情報提供

科学技術分野の俯瞰

社会的期待の分析

海外動向調査・分析

• 科学と社会に関する検討• ELSI（倫理的・法的・社会的課題）への対応検討• 自然科学と人文・社会科学との連携方策の検討

・・・

人的ネットワーク人的ネットワーク

各府省(経産省・農水省等)日本学術会議研究者ｺﾐｭﾆﾃｨ産業界等

文部科学省

27

• 1.1 俯瞰の範囲と構造

1.1.1社会の要請、ビジョン

• 世界：ＳＤＧｓ、バイオエコノミー、情報社会・・・

• 日本：高齢化、医療費・・・

• 産業動向：製薬、医療機器・・・

1.1.2科学技術の潮流・変遷

• ビッグデータ・ＡＩ・・・

1.1.3俯瞰の考え方（俯瞰図）

• 1.2分野の研究開発を取り巻く現状（世界と日本）

1.2.1社会・経済の動向（産業・市場動向はここに含む）

1.2.2研究開発投資や論文、コミュニティ等の動向

1.2.3主要国の科学技術・研究開発政策の動向（研究環境、システムを含む）

1.2.4研究開発の動向（３章や各種WSなどのハイライト、技術トピックス含む）

1.2.5「社会と科学」の動向（ELSI、人社連携、トランスサイエンスなど）

• ゲノム編集、ヒト胚、バイオセキュリティ、認知症等、終末期医療、生殖医療、・・・

• 1.3今後の展望・方向性

1.3.1今後重要となる研究の展望・方向性

1.3.2日本の研究開発力の現状

1.3.3国として推進すべき重点テーマ

1.3.4研究開発体制・システムのあり方 28

俯瞰報告書１章研究対象分野の全体像（案）

健康・医療と食料・物質生産の視点

統合・融合・横断の視点

科学技術・学術政策研究所「科学研究のベンチマーキング2017」

基礎生命科学 臨床医学

２

５

29

2003-2005

2013-2015

５

４

論文数 被引用トップ論文数 論文数 被引用トップ論文数

29

NISTEP「日本の大学システムのアウトプット構造：論文数シェアに基づく大学グループ別の論文産出の詳細分析」2018年 3 月 30

社会実装

基礎・基盤研究

橋渡し・応用研究

治療、医薬品 医療機器、健康・介護機器

持続可能な社会の実現

健康寿命延伸の実現健康・医療産業の

活性化医療保障制度の

持続性確保

研究基盤

ELSI、法規制、経済、

技術評価

検討中健康・医療分野

免疫疾患精神・神経疾

患

感染症がん 代謝疾患

運動器疾患感覚器疾患

希少疾患

小児疾患

高分子医薬＊抗体＊核酸

中分子医薬

低分子医薬

遺伝子治療

細胞治療

がん免疫療法ワクチン 診断機器

治療機器

介護・福祉機器

生体ｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞ機器

ヘルスケアデバイス

臨床検査機器

構造解析

ｹﾞﾉﾑ編集

ｵﾐｸｽ解析（ﾊﾞｲｵｲﾝﾌｫﾏﾃｨｸｽ）

臓器ﾁｯﾌﾟﾞ

ｹﾞﾉﾑ合成

ｹﾐｶﾙﾊﾞｲｵﾛｼﾞｰ

疫学・ｺﾎｰﾄﾃﾞｰﾀ

生命科学（分子）ﾃﾞｰﾀ

健康・介護ﾃﾞｰﾀ

ﾓﾃﾞﾙ動物医療ﾃﾞｰﾀ

幹細胞・再生医療

バイオセキュリティ

医療経済・技術評価

研究倫理

免疫 老化

脳・神経

発生・再生ｹﾞﾉﾑ/ｴﾋﾟｹﾞ

ﾉﾑ

RNA/ﾄﾗﾝｽｸﾘﾌﾟﾄｰﾑ

ﾌﾟﾛﾃｵｰﾑ

代謝／ﾒﾀﾎﾞﾛｰﾑ 微生物叢 時間

性差

細胞

生命工学・バイオテクノロジー

疾患科学

ｵﾙｶﾞﾉｲﾄﾞ

基礎生命科学

循環器疾患

ＡＩ創薬（創薬ｲﾝﾌｫﾏﾃｨｸｽ）

ＡＩ医療＊意思決定支援＊画像認識

統計・情報

光学ｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞ

クライオ電顕

分析・計測技術

合成生物学

無染色顕微鏡

AFM

計測データ解析

次世代シーケンサー

計算生命

数理生物

研究開発の俯瞰図

31

ＡＭＥＤ1265億円（H29実績）

ＪＳＴ（戦略基礎研究、産学連携拠点等）

1043億円（H29実績)の一部

科研費 2284億円の一部WPI等の一部

国研（理研、ナショセン、産総研等）

777億円（H29実績）SIP、ImPACTの一部

31

主要国の科学技術・研究開発政策の動向

1. 米国

2. EU

3. 英国

4. ドイツ

5. フランス

6. 中国

米国

• 健康医療研究はNIHが基礎から出口まで実施。

• NSF（基礎研究）、DARPA（防衛研究）は全分野に展開。

• 慈善団体（寄付）、ベンチャーファンドなどが大きな存在感。

• プレーヤーは私立大学とベンチャーがメイン

DOD(国防総省), 929.2

HHS(保健福祉省), 370.6

DOE(エネルギー省), 179.9

NASA(航空宇宙局), 112.1

NSF(全米科学財団), 62.8

USDA(農務省), 26.7DOC(商務省), 24.7

その他, 62

2018包括予算における各省庁の研究予算（億ドル）

DOD(国防総省) HHS(保健福祉省) DOE(エネルギー省) NASA(航空宇宙局)

NSF(全米科学財団) USDA(農務省) DOC(商務省) その他

グラント,

190.7

所内研究,

37.9

CF, 6.8

その他,

135.5

2018年度NIH予算内訳（億ドル）

グラント 所内研究 CF その他

33

34

医療研究イニシアチブ＆AMP（Accelerating Medicines Partnership）

対象疾患 合計出資額* NIH出資額 産業界出資額

アルツハイマー病 1.85(0.4) 1.62 22.2(0.4)

2型糖尿病 0.53(0.65) 0.31 0.22(0.065)

自己免疫疾患 0.42(0.01) 0.21 0.21(0.01)

パーキンソン病（2018年新設） 0.22(0.02) 0.12 0.08(0.02)

合計※ 3.02(0.49) 2.26 0.724(0.49)

（内の数字は資金以外の出資で外数）※NIH、産業界からの他にNPOからの出資も含む

予算 内容

Brain Initiative 4 人間の脳機能の理解のための技術開発と応用

All of Us Research Program(Precision Medicine Initiative）

2.9 ゲノム情報や生活習慣に基づくデータ駆動型科学による疾病の予見、各個人に最適な治療法の提供

Cancer Moonshot 3 がんの予防、診断、治療に関する研究の推進

Regenerative Medicine 0.2 幹細胞の成長、分化機能や、治癒を促進する生物製剤、生体材料に関する研究

Heal Initiative （2018年新設） 5 痛みのメカニズム、マネジメント研究によるオピオイド依存予防、オピオイド依存治療法開発

この他にも、予算増額された研究としてアルツハイマー病研究：18億ドル、ワクチン開発：1億ドル、抗生物質耐性菌：3.5億ドルなどがある

官民創薬ファンドAMP内訳（5年間の総額、単位は億ドル）

医療研究イニシアチブ（省庁横断）の2018予算（億ドル）と内容

35

健康医療 NIH Common Fund

1）4D ヌクレオーム2）ビッグデータの知識化3）教員の指導教育力向上のトレーニング法の開発、実践、評価、普及4）エピゲノム5）細胞外RNAコミュニケーション6）小児がん及び先天性欠損症7）ヒト組織における遺伝子多様性と、遺伝子発現の相関解析に向けた組織バンク(GTEx)8）グローバルヘルス9）糖鎖科学10）臨床研究利用可能な医療システムの実装に向けた枠組み策定

11） ヘルスエコノミクス12）-15) ハイリスク研究:

卓越した若手研究者独立支援(EIA)学位取得10年以内のNIHグラント初獲

得研究者支援パイオニア研究支援変革的研究支援

16）ヒト微生物叢17）未解析創薬標的タンパク質研究18）KOマウス表現型解析(KOMP2)19）攪乱剤暴露時の細胞挙動差マーカーの分子ライブラリ(LINCS)20）メタボロミクス

21）ヒト運動における分子トランデューサー22）転写因子結合抗体開発23）再生医療24）行動変化の科学25）1細胞解析26）末梢神経刺激による症状緩和(SPARC)27）バイオメディカル人材強化28）未診断疾患ネットワーク29）ヒト生体分子アトラス (HuBMAP)30）クライオ電顕31) 体細胞ゲノム編集32）プレシジョンメディシン

NIH研究所横断の先端基礎研究や共通基盤形成へのファンディングFY2018予算は約5.9億ドル

百万ドル

https://commonfund.nih.gov/sites/default/files/CommonFundCongressionalJustificationFY2019.pdf

（青:2018新設、赤:2019大統領予算なし）

領域・拠点名 予算 内容

Algal biofuels 3000万ドル 藻類によるバイオ燃料生産

Joint Genome Institute 6930万ドル バイオエネルギー、環境研究のサポートのためのDNAシークエンシング、合成及び分析

Agile Biology Foundry 2000万ドル 産業微生物解析のためのツール、統合バイオマニュファクチャリングのための、堅牢なプロセス開発

Great Lakes Bioenergy Research Center リグノセルロースからの生物生産

品種改良によるバイオエネルギー利用に適したバイオマスの生産Center for Bioenergy Innovation

Joint BioEnergy Institute 植物バイオマスからの燃料、化成品生産の生産性最大化

Center for Advanced Bioenergy and Bioproducts Innovation

燃料や化成品の植物による直接生産 36

ライフサイエンス・バイオテクノロジー

領域名 予算 内容

Understanding the Rules of Life (URoL)3000万ドル

（2019申請）

遺伝子型から表現型の予測など、数学物理コンピュータサイエンスを活用し普遍的な生命のルール解明NSFの「未来に向けて投資すべき10大アイディア」の1つ

National Ecological Observatory Network (NEON)

不明リモートセンシング測定インフラとサイバーインフラ整備による気候、土地利用変化と生態系への影響解析

Understanding the Brain (UtB) 4600万ドル（2019申請）※Brainイニシアチブからの2000万ドル含む

脳神経科学に関する橋渡し研究やインフラ、トレーニング支援（NIHのBRAINイニシアチブと連携）

DARPAの合成生物学研究

NSFのBIO局（例年7億ドル前後）重点領域

領域名 予算 内容

Living Foundries（全体） 2150万ドル

Advanced Tools and Capabilities for Generalizable Platforms(ATCG)

Design-Build-Test-Learnサイクルを迅速に回す基盤技術 (設計ツール開発、標準シャーシ株作製、構築、評価）の開発

1000 Molecules自動化、ゲノム編集、機械学習を活用し化成品、医薬品など有用な1000の分子の生物生産法開発

DOEのグリーンバイオ研究

4研究所で9000万ドル

37

民間（慈善団体）ベースの注目プロジェクト

Human Cell Atlas• 2016年に発足した研究共同体• 目的は健康の理解及び疾患の診断、検出、治療の基盤とした、ヒト細胞の網羅的なマッピ

ング、カタログ作成• 官民から広く資金が調達されている

Zuckerberg氏が設立したBIOHUBでHuman Cell Atlasへ6億ドルの一部を投資（2016.9）

NIH-Common FundのGTEx、HuBMAPや、Brainイニシアチブ、Cancer MoonshotなどNIHのプログラム、傘下研究所との協働が盛り込まれている

その他として、カヴリ財団、ウェルカムトラストなどの慈善団体からの拠出の記載ありhttps://www.humancellatlas.org/files/HCA_WhitePaper_18Oct2017.pdf

Genome Project-Write(GP-Write)• 2016年に発足した国際コンソーシアム• 目的はヒトのゲノム全体のデザインとアセンブル• GP-WriteのHP記載では2017年5月の時点で2億ドルの資金があるとされる• 10年以内に1億～1000億塩基対のゲノム調達にかかるコストを

1/1000にするとしている

拠点（アンダーワンルーフ）型研究所MITとハーバード大学の合同2004年～＠ボストン3千人以上の科学者が参加2016年度4.1億ドル特定の分野で働く個々の研究室の伝統的な学術モデルは、生物医学の新たな課題に対応するように設計されていなかった。ヒトゲノムと生物システムの包括的な見方を得るために、高度に統合された方法で作業しなければならない。

生物学、化学、数学、計算、工学を医学と臨床研究と組合せた素早いチーム世界クラスの質と量を有するインフラストラクチャーにアクセス創造性、リスク、データ及び研究のオープンな共有の雰囲気を醸成

医学部や病院と協働できる環境

Broad Institute

3838

拠点（アンダーワンルーフ）型研究所

北米最大のゲノム研究機関（非営利の学術研究機関）

2011年11月設立

医療ゲノミクスと精密医療の加速

連邦および民間の助成金、法人および慈善団体の支援により3億ドル以上を調達

これまでにないテクノロジー、科学、医学の一体的融合– 全170,000平方フィート以上、30,000平方フィートのシーケンシングラボスペース

– ディスカッションやコラボレーションを促進する専用オープンプランのバイオインフォマティクスフロア

– 膨大な量のデータを安全に保管するためのデータ保管附属品

– 新しいシークエンシング技術を開発するイノベーションラボ

– 臨床ニーズに対応するCLIA / CLEPラボ

New York Genome Center

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欧州• EUは複数の国でシナジーが出る分野を担当

英国

• ビジネス・エネルギー・産業戦略省（BEIS）の下、EPSRC（Engineering & Physical Sciences Research Council）、BBSRC（Biotechnology &Biological Sciences Research Council）が基礎生命科学・工学研究、MRC（Medical Research Council）が基礎医科学研究、InnovateUKが産学連携拠点等を担当。今般EPSRC、BBSRC、MRC、Innovate UK等がシナジー効果を出せるようUK Research and Innovationを創設。

• NIHR（National Institute for Health Research）は臨床医学研究（TR）を担当。

• 慈善団体であるWellcomeTrustおよびCancer Research UKが生物医学研究にそれぞれ年間4億ポンド以上を出資。

ドイツ

• 研究ファンディングは連邦教育研究省（BMBF）が全分野の基礎から応用まで８割を担当。

• 国研は基礎研究のマックスプランクから橋渡しのフラウンホーファーまで役割分担。

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Horizon2020は、次の3つの柱のもとでファンディングを実施

１）Excellent Science（244億€）

European Research Council (ERC) 131億€ 最先端研究

Future and emerging technologies 27億€ 国際共同研究

Marie Skłodowska-Curie Actions 62億€ 研修、人材育成、キャリア形成

Research infrastructure 25億€ 研究機器・設備へのアクセス確保

２）Industrial Leadership（165億€）

Leadership in enabling and industrial technologies 136億€ ICT、ナノテク、材料、バイテク、製造、宇宙

Access to risk finance 28億€ 民間資金、ベンチャー資金の利用

Innovation in SMEs 6億€ 中小企業における技術革新

３）Social Challenges（286億€）

Health, demographic change and wellbeing 75億€ 健康、老齢化及び福祉

Food security, sustainable agriculture and forestry, marine and maritime and inland water research, and the Bioeconomy

39億€ 食糧安全保障、持続可能な農林・海洋・沿岸・陸水研究及びバイオ経済

Secure, clean and efficient energy 59億€ 安全で環境負荷が少なく効率的なエネルギー

Smart, green and integrated transport 63億€ スマートで環境負荷が少なく統合的な交通システム

Climate action, environment, resource efficiency and raw materials

31億€ 気候変動対策、環境、資源の効率化及び原材料

Europe in a changing world 14億€ 変化社会における欧州－包括的、革新的、思慮深い社会

Secure societies 17億€ 安全な社会－自由の保護及び欧州とその市民の安全保障

以上に加え、共同技術イニシアティブの下で官民マッチングファンドの”Innovative Medicine Initiative 2“を推進（10年間、33億€）

Horizon 2020（2014-2020）

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脳研究、認知神経科学などの脳関連科学のための欧州インフラの整備・運用、脳（疾患）に関する既存の研究データなどの情報を収集・整理・共有化、スパコンを用いた脳のモデル化・シミュレーションの構築を推進。総額10億€（10年間）。

脳をモチーフとした計算科学やロボット工学の技術発展や、ヒトの脳や疾患の解明へと展開していく予定。現在は、ICTを中心としたプラットフォーム構築のための６つのプロジェクトと、認知神経科学、理論的神経化学、倫理などのデータリソースの生成・収集のための６プロジェクトが設定

Research Roadmapによると2013-2016年はRamp-Up Phaseであり、特に次のテーマに特化したITプラットフォームの開発が進められてきた。今後はマウスからヒトの脳のモデル作成を進めていく予定とされている。

ニューロインフォマティクス

脳シミュレーション

ハイパフォーマンスコンピューティング

医療情報学

ニューロモルフィックコンピューティング

ニューロロボティクス

Human Brain Project（HBP）

Innovative Medicine Initiative 2

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IMIでは、未充足な医療ニーズや社会ニーズのある領域（unmet medical needsの疾患及び公衆衛生を重視）を対象に、革新的な医薬品の開発や患者アクセスの加速を目指し、多数の研究開発プロジェクトに助成を実施FP7で第一期が進められ、現在はHorizon2020で第二期（IMI2）が推進IMI2の予算は2014-24で約33億€

→Horizon 2020：16億3800万€（50％）→欧州製薬団体連合会（EFPIA）関連企業：14億2500万€（43％）→その他のライフサイエンス関連企業や団体からの研究委託：2億1300万€（7％）感染症（抗菌薬耐性やワクチンの安全性と有効性など）：予算の3分の1以上を投資 →IMI2では「Ebola+」を立ち上げ、エボラとその関連疾患に関する研究に投資、脳障害 (アルツハイマー病、統合失調症、うつ病、慢性疼痛、自閉症など)

2013年、英国の経済成長を支援するため今後戦略的に投資すべき 8 つの技術分野を決定。統合的・体系的に支援。

ビッグデータ（発表時の初期投資額は 1 億 8,900 万ポンド）

衛星（2,500 万ポンド）

ロボティクス・自律システム（3,500 万ポンド）

合成生物学（8,800 万ポンド）

助成は、EPSRC、BBSRC や MRC などを通じて行われる。

例えば合成生物学では、英国全土に関連分野の研究センターを複数設置することが決められた。現在、6つの研究センターがそれぞれ、エジンバラ、ロンドン、マンチェスター、ブリストル、ケンブリッジ、ノッティンガムの諸都市において大学を中心に設置されている。同研究センターには企業も入り、基礎から産業応用、イノベーションの創出と、シームレスなかたちでの橋渡し研究の実施が目指されている。

再生医療（2,000 万ポンド）

農業科学（3,000 万ポンド）

先端材料（7,300 万ポンド）

エネルギー貯蔵（3,000 万ポンド）

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英国8大技術（eight great technologies）

合成生物学の産業展開、利用を促進するため、BBSRC、EPSRCなどから助成を受けて2013年に設立された国立のビジネスインキュベーター

1.BrisSynBio@University of Bristol2.SBRC Nottingham@University of Nottingham3.OpenPlant@University of Cambridge4.UK Centre for Mammalian Synthetic Biology@University of Edinburgh5.SYNBIOCHEM@University of Manchester6.Warwick Integrative Synthetic Biology Centre@University of Warwick

この他にも、DNA合成に£18Mの資金が投入予定

英国が世界をリードする技術・イノベーションの拠点構築を目指すプログラム。これらの拠点を産学連携の橋渡しの場として、企業やエンジニア、科学者が協力して最終段階に向けた研究開発を行い、イノベーション創出を推進。Innovate Ukが所掌。

2011-2014 年度の 4 年間の公的投資は、約5.3億ポンド。民間からの投資は 8.7 億ポンドにのぼり、官民合わせた初期の投資総額は約 14 億ポンド。

細胞治療カタパルトでは、国の経済に資するような巨大産業（売上高で 100 億ポンド（約 1 兆8,000 億円規模）を生み出し、ビジネスや研究イノベーションのクリティカルマスを超えることとしている。

CRDS「主要国における橋渡し研究基盤整備の支援」44

英国カタパルト

7.7ｍ￡／年

12m￡＋6.2ｍ￡／年

ファラデー・バッテリー チャレンジ（クリーンエネルギー、次世代バッテリー）

医薬品製造 197m₤ (約286億円)

人工知能・ロボティクス 93m₤ (約135億円)

人工知能・自動走行車 38m₤ (約55億円)

複合素材（航空機・自動車などの用途） 26m₤ (約38億円)

人工衛星試験基地（衛星と発射設備） 99m₤ (約144億円)

246m₤ (約357億円)

産業戦略チャレンジ基金（ISCF)

2017年11月、英国政府は、2021年までに47億ポンド（6815億円）を研究開発に追加投資するという産業戦略を発表。ISCFは基本的に研究と産業の連携のための基金である。そのうち10億ポンドが、イノベートUKや各研究会議を通じて、ISCFに投入される。6つの領域に4年間で合計10億ポンドの競争的資金を投資ISCF2017/18全体予算

合計2.7億₤

医薬品1.68億₤

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2012年以来、MRCはインフォマティクス・インフラストラクチャ（拠点と英国健康情報学研究ネットワーク（UKHIRN））に100百万ポンドを投資

政府は、2012年、健康データの分析とリンクにおける英国の能力をさらに強化するために、University College London、マンチェスター、スワンジー、ダンディーの大学を拠点とする4つのセンターに合計1900万ポンドを授与。2013年5月にはMRCはFarr健康情報科学研究所を設立するために、これらのセンターに20百万ポンドを追加投資資金提供者は、英国の関節炎研究所、英国心臓財団、英国癌研究協会、経済社会研究評議会、工学および物理科学研究評議会、医療研究評議会、国立衛生研究所、国立社会研究所ケア・アンド・ヘルスリサーチ（ウェールズ議会政府）、チーフ・サイエンティスト・オフィス（スコットランド政府保健局）、ウェルカム・トラスト

2013年～NHS傘下のGenomics Englandが主催

５億ドルの予算で10万人の全ゲノムを解析ゲノム医学の理解と医療への応用

病気に対する理解を深める

新しい診断や治療法の開発

NHSイングランドでは、13のゲノム医学センター（GMC）が設立されており、これらのセンターの協力の下実施。

100,000 Genomes Project

ヘルス・インフォマティクス・リサーチ ファー研究所医療バイオインフォマティクスイニシアチブ

46

【参考】BBSRC （バイオテクノロジー・生物科学研究会議）

優先項目(2016/17-2019/20)

1. 先端生命科学の推進• 研究者主導の研究を推進• 次世代の研究者の育成• 新しい研究センター/設備の設置• 分野横断型の研究の推進2. より確かで安全な未来• 農業と食糧安全保障• 産業バイオテクノロジーとバイオエネルギーの推進• 健康医療のための生命科学3. バイオ産業の振興• 産学連携• 複数のリサーチ・イノベーションキャンパスの設置• 合成生物学の推進

• 才能の育成と勧誘• スカラシップ、インターンシップの充実• 国際連携の強化

先端生命科学120.6m￡（38％）

農業と食糧安全保障131.3m￡

バイオテクノロジー産業とバイオエネルギー46.6m￡

健康医療のための生命科学55.3m￡

予算配分（2016/17）約350m￡／年

全体の38%： 研究者主導の研究プロジェクト62%： 優先戦略目標のプロジェクト

47

【参考】MRC（医学研究会議）

戦略目標：生を変える研究（2014-2019）産業界、チャリティー、研究会議が協働して、国内だけでなく国際的にも重要な課題を解決する研究プログラムと協働プラットフォームを構築する

1. 卓越研究1-1. 優先分野

感染症メンタルヘルスと認知症予防医学再生医学

1-2. 創薬３つのMRC研究所における橋渡し研究ヒト疾患の基礎研究創薬ターゲットネットワーク異分野連携による創薬

1-3. 健康医療研究のイノベーション生物医学系情報科学の強化個別医療産学連携公衆衛生の精密化

2. 人材育成ポスドクから独立研究者になるための支援生物医学系情報科学人材のキャリア支援（情報系国立研究所の新設） など

3. 設備投資MRCロンドン研究所の動物実験施設の新設計算・情報科学のインフラ整備大規模コホート研究の強化ヒト組織バンクの発展医学系画像処理拠点の整備

(MRC delivery plan 2016-2020より)

卓越研究（70％）

産学

連携

・技

術移

転（15

％）

人材

育成

（10

％）

設備投資（3％）

総額5.4～5.8億ポンド／年

48

【参考】イノベートUK

優先領域1. 創薬（前臨床段階から臨床段階への橋渡し強化）2. 先進医療の普及（細胞医薬、遺伝子治療、組織工学）3. 精密医療（プレシジョン・メディシン）4. 農産物、家畜の育種技術、精密農業、環境負荷耐性の強化5. 食糧安全保障、新タンパク源、スマートパッケージ、加工業の革新6. 合成生物学、バイオインフォマティクス

戦略的産業チャレンジ基金

(ISCF・168m￡)

カタパルトセンター、農業、作物、畜産系のセンター（44.5m￡)

精密医療(6m￡)英国-中国 農業技術革新（3m￡・ODA)

投資パートナー基金（3m￡)

優先領域のビジネスプロジェクト支援（24.5m￡)

ワクチン開発製造センター(66m￡)

デジタルヘルステクノロジー促進(18m￡)

創薬イノベーションセンター (8m￡)

先進医療治療センター (30m￡)

新薬創製 (15m￡)

ウィルスベクター製造・細胞/遺伝子治療(16m￡)医薬品製造

研究開発（２期）(10m￡)(Innovate UK delivery plan 2017-2018より)

生命科学116m₤

イノベートUK2017/18全体予算合計約5.0億₤

49

5つの戦略的優先事項• 境界なしで発見を追求• 将来の科学リーダーの育成• 英国の科学とイノベーションを促進す

るために創造的な協力• 健康と富のトランスレーションを促進• 公衆に関与して鼓舞する建物は研究者のコミュニケーション・コラボレーションをいかに活性化するかの思想の基に設計

拠点（アンダーワンルーフ）型研究所2016年～＠ロンドンMRC、Cancer Research UK、Wellcome、

UCL（ロンドン大学）、Imperial College London、King‘s College Londonの出資

1500人の科学者とサポートスタッフ総収入1.６億ポンド（2017年）

Ⓒ平野先生（理研）

Francis Crick Institute

50

新ハイテク戦略(2014) 現行の科学技術基本戦略。５つの柱と６つの優先課題で構成。健康（医療）は優先課題の一つに挙げられている。• がん、成人病なの主要な疾病研究（６つ研究センターによる強化）

• 個別化医療

• 予防と栄養

• 介護分野へのイノベーション

• 材料・創薬研究

• 医療技術分野のイノベーション

National Research Strategy Bioeconomy 20302010–2016：24億ユーロ

⁃ グローバル栄養の確保⁃ 健康で安全な食品の製造⁃ 持続可能な農産物の確保⁃ 業界に再生可能な資源を使用する⁃ バイオマスベースのエネルギーキャリアの開発

健康研究基本プログラム

2011-2014 : 55億ユーロ、2015 – 2018 :78億ユーロ– 一般的な病気（感染症、神経疾患等）

– 個別化医療（希少疾患、臨床評価研究、メディカルコンピュータサイエンス、システム医学、トランレーションナルリサーチ）

– 予防と栄養（疫学研究、栄養調査、生涯健康、一次予防等）

– ケア（緩和ケア、健康経済、構造）

– 医療経済（クリニックプラットフォーム、デジタルヘルスケア、モバイル）

– 国際（国際プロジェクト）

– 生命倫理

– 基礎（計算神経化学、システム生物学）

BMBF（連邦教育研究省）によるファンディング

51

メディカルインフォマティクス・イニシアチブ

増加しつつあるデータ（レントゲン画像から遺伝子分析まで）を国家規模のインフラで結びつけ、そこからより有効な保健研究や治療のための新しい知識を得るイニシアチブ。BMBFが主導。

2017年、17の大学病院および約40の関係機関からなる4つのコンソーシアムを4年間のセットアップおよびネットワーク・フェーズに含めることを決定（１億２千万ユーロ）。

第1段階では、大学病院やパートナー組織がデータ統合センターを設立し、連携させる予定

さらにコンソーシアム以外の大学病院や拠点もコンセプト段階からイニシアチブに参加できるように予算化（最大３千万ユーロ）。 52

バーチャルな 6 つセンターを設け、それぞれの分野で最高の科学者を結集し、長期的に助成していく計画。実用的な研究を行うため企業とも共同で研究を行う。次の 6 分野のセンターには、39 拠点の合計 120 以上に及ぶ大学医学部門、大学外の研究機関が組み込まれている。これらセンターの確立に向け約7億ユーロを投入した。現在、2019 年からの次期計画を立案中である。

➢神経変性疾病センター➢糖尿病研究センター➢心臓循環器系研究センター

ドイツ健康研究センター

➢感染症研究センター➢肺研究センター➢トランスレーショナル・キャンサー・リサーチ・コンソーシアム

最先端クラスター先端クラスター・コンペティション：2007年から2016年：ドイツ全土から１５のクラスター

５年間4000万€＋参加企業は応分の負担BioRN ：細胞特異的、分子的および個人化された革新的な治療法の開発

ハイデルベルグを中心としたラインーネッカー地域

100人以上のメンバー

企業、当局、大学間の協力を促進し、基礎的または応用研究を行う機関間、グローバル製薬企業と中小企業または新興企業との間でファシリテーター

MünchnerBiotech Cluster（下記参照）

2016年～後継プログラム：国際化戦略の開発と国際パートナーとの実現、３年間で３２のクラスターネットワーク

5年間で最大400万ユーロ。最大2年間のコンセプト開発フェーズと3年間の導入フェーズのサポート：コンセプト開発フェーズでクラスターあたり100万ユーロ、実施フェーズで最大300万ユーロ

適切な寄付（基本的に発生する適格コストの少なくとも50％）が必要

ミュンヘンのバイオクラスター

個別化医療（創薬と免疫療法）に重点

ミュンヘンを中心としたバイエルン州の130の中小企業を含む約250のライフサイエンス企業

2つのエリート大学：Ludwig-Maximilians-UniversitätとMünchenTechnischeUniversität

Helmholtz ZentrumMünchen - ドイツ環境保健研究センター

3医学/生物学マックス・プランク研究所：生化学、神経生物学ウントの精神科

2つの大学病院：KlinikumはデルイザールrechtsとKlinikum・デア・理学部ミュンヘンなど60の他の病院を

Weihenstephan-Triesdorf大学

応用科学大学ミュンヘン

2 バイオテクノロジーに特化したイノベーションとスタートアップセンター

バイオテクノロジーイノベーションとスタートアップセンター（IZB）は、若い

バイオテクノロジー企業のための最先端の研究所とオフィススペースを提供

プロジェクトbioXclusters plus、EIT Health、eLSi、ImmPact Bavaria、InnoMuNiCH、Pharmagipfel、Start.Smart.Japan 53

SNR France Europe 2020

現行の研究戦略 【期間】2015年-2020年10の社会的課題と5つのアクションプラン

課題として、「健康と福祉」、「食料安全保障と人口変動」。アクションプランとして、「システム生物学と応用」、「研究室から患者へ」

“生命体の多様性と進化に関するマルチスケール解析、生物学的データの処理・収集、研究と治療のための中核研究拠点全国ネットワークなどの課題に取り組む。”優先事項として以下を挙げている• 加齢性疾患の予防、発見、治療• 慢性、多因性、環境起因の疾患に対する治療• 感染症• 個別医療、デジタル医療

“健康的で持続可能な栄養摂取、生産システム統合化のアプローチ、バイオマスの生産から利用の多様化まで、などの課題に取り組む。 “• バイオインフォマティクスへのパラダイムシフト• 実験室規模から産業規模へのサイズアップ

参照：Stratégie nationale de recherche FRANCE EUROPE 2020

54

フランスには健康医療分野の7つのクラスターがある。

その中でもリヨンバイオポールが高い評価を受けている。

競争力拠点・LYON BIOPOLE

54

中国

• 科学技術部はこれまでトップダウンの競争的資金である「国家重点研究開発計画（プログラム）」を管理。

• 今般組織改正を行い、「国家自然科学基金委員会（NSFC）」も管理することになり、NSFCのトップダウン式研究プログラムのテーマとの連動を意識。

• 中国科学院は以前独立組織として存在。104の研究所と年間１兆円弱の予算。国の重点領域とは別に独自に「ロードマップ2050」をもつ。

55

科学技術イノベーション第 13 次五カ年計画（2016～2020 年）うちライフ・臨床医学分野関連

技術分野 内容

脳科学と応用研究 脳の認知原理、脳を模した計算、脳/コンピュータ･インタフェース･インテリジェンス、脳疾患研究

自主的な育種技術 食料確保のため、農業、林業、動物、微生物の育種を中心に、雑種強勢の分子学研究、分子細胞育種研究

健康福祉技術 精密医療、生活習慣病対策、生殖医療・出生前診断など

＊他に量子通信と量子コンピュータ、サイバー･セキュリティ、宇宙、深海など全１５分野

技術分野 内容

先進農業技術生物育種技術、農作物増産技術、海の農園と淡水養殖技術、安全安心な畜産技術と公衆衛生、林業資源高効率的利用、土壌の重金属汚染除染技術、農林資源の持続的可能な利用技術、農地の除塩技術、農業バイオ技術、農業機械技術、農林生物資源の高効率な利用技術、スマート農業技術、知的農業施設技術

先進バイオ技術先端的・基盤的バイオ技術（合成バイオ技術、バイオ・ビッグデータ、３Dバイオ・プリンティング、ゲノム編集技術など）、新型バイオ医薬医療技術（重大疾患のワクチン開発、免疫治療法、遺伝子治療、細胞治療、幹細胞再生医療など）、バイオ医薬材料、グリーンバイオ技術、生物資源利用技術、バイオセキュリティ

先進食品製造技術省エネ乾燥技術、低温加工などのような加工製造技術、関連機械設備の開発、品質管理技術、鮮度保持輸送技術、栄養学研究

技術分野

農業における生物の遺伝的改良（国のニーズに向けた戦略的基礎研究）

医学免疫学（国のニーズに向けた戦略的基礎研究）

タンパク質複合体と生命過程の制御（先端的基礎研究）

幹細胞研究及び臨床へのトランスレーション（先端的基礎研究）

発達における遺伝と環境の相互作用（先端的基礎研究）

合成生物学（先端的基礎研究）

ゲノム編集（先端的基礎研究）

＊他に次世代情報通信技術や先進製造技術など全１０分野

1.重大科学プログラム （国が長期に渡って安定的に支援するプロジェクト）

2.産業技術の国際競争力の向上

5.基礎研究の強化

3.国民生活水準の向上と持続的発展可能な技術体系の構築技術分野 詳細内容

国民福祉に資する技術

重大疾患対策（循環器疾患、ガン、呼吸器疾患、神経疾患など）、精密医療における要素技術、生殖医療と先天性疾患対策、デジタル診療設備の開発、体外検診技術、健康増進における要素技術、健康増進サービス技術、薬品品質管理、身体障害者向け支援技術製品、中医薬の近代化

これらが国家自然科学基金、国家重点研究開発計画等に実装される。 56

国家自然科学基金（約5000億円）と並ぶ２大競争的資金、トップダウンで重点領域を決めるもの

260億元（約4200億円）／年、40計画、約1000テーマ（2016年実績）

ライフ、医療関係では８つの計画（2017年に開始されたもの含む）1. 精密医療

2016年開始、精密医学の世界的リーダーとしての地位を築くことを目的

15年間で官民合わせて600億元（年間約650億円）を拠出臨床ゲノミクス新世代技術の開発、大規模なコホート研究（100万人以上のヒトゲノムの共有と解析？）、大規模な正確な医療データ、疾患の診断と治療の精密化、統合アプリケーションシステムの建設

2. リプロダクティブ・ヘルスと先天性疾患の予防と制御

3. 慢性（非感染症）疾患

4. 組織や臓器の修復（代替）のための生体材料

5. デジタル医療機器

6. 幹細胞とその利用

7. バイオセキュリティキーテクノロジー

8. タンパク質複合体と生命プロセス制御

国家重点研究開発計画

取組の一例として、Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology (CEBSIT)が中心となり、2012年に、コネクトーム経路の解析とシミュレーション、および特定の脳機能のネットワーク構造に焦点を当て、MBF（Mapping Brain Functional Connections）プロジェクトを開始。2017年からChina Brain Projectを実施。

認知機能の神経基盤に関する基礎的研究

脳障害の診断と介入のための応用研究

脳を中心としたコンピューティングの方法と装置

院内の競争的資金「先導プログラム」があり、ライフ系の領域では「幹細胞と再生医療」、「分子デザインによる育種技術体系」、「個別化医療用薬品ー分子技術による一般消費者消費可能な新薬の開発」がある。

中国科学院

57

大学病院の規模比較（1）：予算

医学部 附属病院 合計 比率

スタンフォード 2450億円 4300億円 5700億円 11.4

ハーバード 680億円16 Affiliates合計6000～9000億円

7000億～1兆円 14～20

エラスムスMC （合併したUMCとしての決算のみ） 1800億円 3.6

ソウル大学 209億円2000億円以上（本院1030億円）

2209億円以上（本体のみで1239億円）

2.5～4.4

東京大学 （内訳不明） 約500億円 1

• 欧米の先進大学と比較して、我が国の大学医学部・附属病院の予算規模はかなり小さい（1/3～1/20）

• ソウル大学と比較しても1/2.5～1/458

大学病院の規模比較（2）：人員

病院が大学と密接に関係しているスタンフォード・エラスムスMCと比較して、東大は予算規模の割に研究者が多い．

Tenure Non-tenured 合計 総予算/総研究者数

スタンフォード 500弱500（医学部）＋1200（診療教員）

2200以上2.59（診療教員除くと5.7）

エラスムスMC 730 不明 730以上 2.47

ソウル大学 525 600以上（診療教員等）

2500以上0.88（tenureのみなら4.2）

東京大学 178 84（助教）＋1400（附属病院医師）

16260.36（講師以上のみなら2.81）

我が国の大学医学部・附属病院における、研究者一人あたりの予算規模は、他の先進事例の約1/3～1/7

59

調査対象機関の研究能力と規模

• 予算・人員といった規模での差に比べ、研究実績ではそれほどの差はない

• 東大ではHCP数の割にCitationが多い→特にCitationが多い突出したトップ論文

– 東大では総論文数増加率よりCitation増加率が大きい

– Citation per HCPも新しいものは少なくな

る（出版後の経過時間が短い）のが通常だが、東大242.09、スタンフォード112.30、エラスムスMC132.46、ソウル大125.32と東大は突出

• 京大81.98、阪大91.70、岡大125.95• 岡大も総論文数増加率＜Citation増加率

• スタンフォードは予算規模の割にトップ論文が少なく、東大は予算の割に被引用数の「特に」多い真のトップ論文が出ている

• 研究者数から見ると、スタンフォードやエラスムスMCは、被引用数がある程度多いHCPを出す研究者が満遍なく存在することが推測される

（すべて比率）

Highly CitedPaper (HCP)

Citation 予算

研究者数（tenure/tenure-track以上）

スタンフォード

5.5 2.57 11.4 3.82

エラスムスMC 4.0 2.20 3.6 2.79

ソウル大学 2.76 1.75 4.4 2.00東京大学 1 1 1 1

トムソンロイターInCites：臨床医学分野2006～16のデータ

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

総論文数

（06-10 VS 12-16）

Total 06-10 Total 12-16

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

被引用数

（06-10 VS 12-16）

Citation 06-10 Citation 12-16

60