比較医学

比較医学は、トランスレーショナルリサーチや生物医学研究においてヒトや動物の疾患の動物モデルを使用する実験医学の独特な分野です。^{[1] : 2  [2]}言い換えれば、種間の生物学的類似点と相違点を関連付けて活用することで、ヒトや動物の疾患のメカニズムをより深く理解します。また、獣医師、動物資源センター、動物実験委員会が人道的で再現可能な実験動物の飼育と使用を促進し、保証する上で果たす重要な役割を含め、ヒトと獣医学の類似点と相違点の研究としても定義されています。^[3]この分野は、人類の最も重要な医学的進歩の多くに貢献してきました。

比較病理学に関する最初の文献は、ヒポクラテス（紀元前460年 - 370年）の著書『風・水・場所』で、馬の群れと人間の集団に関する症例を述べている。彼は、診断は経験、観察、論理に基づくべきだと主張している。^[4] アリストテレス（紀元前384年 - 322年）は、種間感染の仮説を立てた。^{[1] : 4}エラシストラトス（紀元前404年 - 320年）とヘロフィロス（紀元前330年 - 255年）によってアレクサンドリアに開設された解剖学と生理学の学校は、アリストテレスの著作に直接影響を受けた。ただし、ほとんどの文書はアレクサンドリア図書館の火災で焼失した。^[5]

マルクス・テレンティウス・ウァロ（紀元前100年頃）は、著書『医術書第9巻』で、空気中に漂う目に見えない小さな動物が鼻や口から侵入して病気を引き起こすという細菌説の先駆けとなった。 ^[6]また、沼地の近くに家を建てないよう警告した。^[7]アウルス・コルネリウス・ケルスス（紀元前25年 - 紀元後50年）は、『医術書第10巻』で実験生理学について書き、自身が行った数多くの解剖や生体解剖の詳細を記し、犬に噛まれた毒を取り除くためのカッピングなどの特定の介入についても指摘した。 ^{[8] [6] : 8}

ガレノス学派という用語にその名が残っているクラウディウス・ガレノス（紀元129年 - 200年）の時代には、人体解剖はもはや受け入れられず、比較解剖学の生体解剖研究は主にバーバリマカクザルの使用に依存していました。^[9]この結果、人体解剖学に関する誤解がいくつか根強く残りました。^[10] 500年に出版されたDigestorum Artis Mulomedicinae libriを通じて初期比較医学に貢献したもう1人の重要な人物は、プブリウス・フラウィウス・ウェゲティウス・レナトゥスです。この著作は16世紀まで出版され、医学で使用され続けました。^{[1] : 5}

古代以降のヨーロッパ世界では一神教文化が支配的となり、事実上人体解剖が禁止された。そのため中世を通じて比較医学の進歩は鈍化した。これは1637年にルネ・デカルトの『方法序説』によって成文化された。^{[11] : 11}ペルシャの医師ムハンマド・イブン・ザカリヤ・アル・ラーズィー（865年 - 925年）は、主に動物の解剖を通じて発見を行い、天然痘と麻疹について初めて記述し治療法を処方した。^[12]

十字軍は遠距離を旅したため、ペスト菌を媒介する東洋のネズミノミを持ち込み、最終的に黒死病の引き金となった。^[13]このパンデミックの甚大な悪影響により、アルベルトゥス・マグヌス（1206年 - 1280年）の著作を通じて、予防接種と伝染について真剣に検討されるようになった。 『動物論』の中で彼は、人や動物のペストについて論じ、さらに伝染方法を咬傷、動物との接触、または感染者の吐いた空気を吸い込むことの3つに絞り込んだ。^[14]

ジローラモ・フラカストロ（1478年 - 1553年）は、著書『伝染と感染性疾患について』の中で、急速に増殖して感染を媒介する微小な物体（細菌）の概念を概説した。この理論は広く賞賛されたが、ルイ・パスツールとロベルト・コッホが実証的な理論を開発するまで使われなくなった。 ^{[15]微生物学の始まり、そして比較医学の本格的な使用は、}アントニー・フィリップス・ファン・レーウェンフックによる顕微鏡の改良とそれに続く微小生物の観察によってようやく可能になった。^[16]

西洋世界における科学と医学の知識の構造化された定期的な交換のための最初の真の基盤は、1660年にロンドンで設立された王立協会によって確立されました。ロバート・ドイル（1627年 - 1691年）は、彼らの古典的な雑誌である哲学論文集に重要な実験を発表しましたが、その中には羊から人間への血液輸血を含む異種間輸血が含まれていました。^[17]

18世紀には、ヨーロッパに新たな疫病^[13]とより高速な通信がもたらされ、伝染と感染に対する比較的アプローチにとって実り多い環境が生まれました。医療に対する実験的な生体内アプローチとしての伝染の技術も。^{[1] : 7}この段階では、天然痘感染症の効果的な治療として水痘瘡の殻を使用できることが中国ですでに確立されていました。^[18]エマニュエル・ティモーネ（1665年 - 1741年）は、彼が移植と呼んだ接種に関する出版物を発表した最初の西洋人ですが、彼がそれを新たに（新しいものとして）開発したのか、それとも以前の研究から推測したのかは不明です。^[19]

この時点では、ヨーロッパには動物医学はほとんど存在していませんでした。ベルナド・ラマツィーニ（1633年 - 1714年）とジョヴァンニ・マリア・ランチシ（1654年 - 1720年）は、一般の人々が動物の疫病から直面する危険に初めて注意を向けました。^[20]この研究と他の研究により、王立協会の事務局長であったモーティマー・クロムウェルは、疫病を国家の健康問題として取り上げ、検疫、隔離、燻蒸、虐殺という一般的な政策を可能にする道を開きました。^[21] エラスムス・ダーウィンもペストの悲劇に影響され、その結果、人間と動物の両方の感染症について論じたZoonomiaを出版しました。

1802年、フランスの生理学者フランソワ・マジャンディ（1783年 - 1855年）は、人間の唾液を使って犬に狂犬病を接種し、種間の病気の伝染を初めて証明した人物となった。^[22]彼はまた、動物に腐った魚を注射する実験も行い、麻酔薬が開発される前の時代に実験を提唱した。^[23]

獣医学は人類の健康に役立ち、科学的な地位も確立されていたため、18世紀を通じてフランス、オーストリア、スウェーデン、デンマーク、オランダ、ドイツに獣医大学が設立された。1761年にフランスのリヨンに最初の獣医大学を設立したクロード・ブルジュラは、獣医という職業が存在する以前に「比較病理生物学」という言葉を生み出した。[3] 1790年にロンドンに王立獣医大学が設立されると、多くのフランス人がイギリスに移住した。その中には、比較解剖学^と動物生理学に興味を持っていた解剖学者で外科医のジョン・ハンター（1728年 - 1793年）がいた。感染症に関する彼の教えは、後の世代に影響を与えた。

ハンターの最も著名な弟子はエドワード・ジェンナー（1749 - 1823）である。彼は狂犬病の動物モデルを導入し、感染した動物の唾液で犬を接種できることを示した。1796年の実験では、ジェンナーはより軽い牛痘にさらされて伝染することで天然痘の接種を実証した。ワクチン学における画期的な進歩であり、免疫学全般の重要な先駆けとなったジェンナーの研究は、現代医学のまさに始まりであると一般に認められている。^[24]ジェンナーらの実験は、特定の接種プログラムが一般大衆に導入される土台を築いた。そのようなプログラムの最初のものは、ジャン＝バティスト・エドゥアール・ブスケ（1794 - 1872）によって指揮され、接種の妥当性、接種、再接種のガイドラインを示した。^[25]

比較医学の最初の大学講座は、フランスの政治家であり元医学生であったエミール・リトレの構想により、1862年に設立されました。 ^[26]

ロベルト・コッホ（1843年 - 1910年）は炭疽菌、結核、コレラの原因となる病原体を発見した。彼は1905年にノーベル生理学・医学賞を受賞した^[27]。彼は動物モデルを用いて人間の生物学に関する知識を補完した^{[28] 。}

1863年、ジョン・ギャムギー（1831年 - 1894年）は世界獣医協会の前身となる最初の会議を開催した。^[29]その後の会議、例えば1880年の動物ワクチンに関する会議を受けて、ジョージ・フレミングはランセット誌で、すべての医学部に比較病理学の教授職を設けることを提案した。 ^[30]

ルドルフ・ヴィルヒョウ（1821年 - 1902年）は、犬の研究で膿血症、敗血症、血栓症、塞栓症を区別し、近代病理学の先駆者となった。彼は動物実験に基づいた観察を行い、比較医学の特徴である人間に対する特定の医療介入を導いた。^{[1] : 11}

オーギュスト・ショーヴォー（1827年 - 1917年）は敗血症の実験を行い、天然痘自体が牛を介した感染によって弱毒化される可能性があることを予測した委員会の委員長を務めた。^{[31] [32]}

ルイ・パスツール（1822年 - 1895年）は、狂犬病に対する予防接種をいくつかの動物種に施し、狂犬病にかかった少年を治すことに成功した。パスツールの死後、彼の研究ノートに疑わしい報告手法や、ピエール・ポール・エミール・ルーなど同分野の他の研究者の研究が抑圧されていたことが明らかになり、パスツールの研究をめぐっては多くの論争が巻き起こった。^[33]

サロモン・ストリッカー（1834年 - 1898年）は1872年に実験病理学研究所を設立し、2010年に現代の命名法に従って病態生理学およびアレルギー研究研究所に改名されました。設立当初から、この研究所は動物を対象とした実験に専念していました。 ^[34]

ウィリアム・H・ウェルチ（1850年 - 1934年）は、1901年にロックフェラー医学研究所の初代所長となった。同研究所は、ヨーロッパのパスツール研究所やコッホ研究所に相当するアメリカ初の研究所であった。動物病理学研究所を設立したほか、現在でも評価の高いジャーナルである実験医学ジャーナル（JEM）の発行を開始した。同研究所は、無傷の生物の研究に専念し、ヒトの研究を優先している。^[35]

比較医学はアカゲザルの実験という形で行われ、現代医学の最高傑作の一つであるジョナス・ソークのポリオワクチン開発の鍵となった。実際、研究の分類部分（どのタイプのワクチンが必要かを決定するために重要）には約17,000匹のサルが必要だった。^[36]ソークのチームの研究者の一人であるジュリアス・ヤングナーは「サルこそが、この研究の真のヒーローだった」と述べている^[37]。

比較医学、特にマカクザルやアカゲザルを動物モデルとして用いることは、 HIVやエイズの治療薬の開発に必要不可欠であった。これは特に、現在進行中の（そして未だ成功していない）ワクチン発見の取り組みにおいて当てはまるが、^[38]サル免疫不全ウイルス（SIV）はヒトのウイルスと比較して特異であるため厳しい制限があり、より優れた動物モデルが必要である。^[39]

ワンメディシンの概念は1970年代のアイデアで、カルビン・シュワベ（1927年 - 2006年）の著書『獣医学と人間の健康』に由来する。この考えは、比較医学の既存の学際的な性質をさらに一歩進め、獣医学と人間のヘルスケアは十分に重複しており、同じものの異なる側面であると考えている。^{[40]これらの概念は、} Zoobiquity ^{[41] [42]}などの著作や、心臓移植、精神疾患の管理、義肢、がん治療、ワクチン開発の研究の発展に21世紀にも引き継がれている。^[43]この新興分野の可能性にもかかわらず、獣医学と医学の相互作用が限られているため、これまでのところその可能性を十分に実現できていない。^[44]

医学における比較アプローチの有用性と動物モデルの有用性にもかかわらず、有望な生体内研究が動物から人間に効果的に応用できなかった例が文献には数多く記載されています。^[45]これにより、信頼性、予測値、および不適切な対策が人間に及ぼす潜在的な危害についての懸念が生じています。^[46]一部の研究者は、探索的アプローチと確認的アプローチを区別することで、応用を改善できると指摘しています。^[47]

いくつかの例:

• 2004年、ロフェコキシブ（別名バイオックス）と呼ばれる抗炎症薬は、88,000人から140,000人が心臓発作を起こしたと報告された後、販売中止となった。^{[48] [49]}
• 動物実験では成功したと考えられていた脳卒中の潜在的な治療法150種が、その後の人間の臨床試験では失敗に終わった。^[50]
• 2013年、サルを使った実験に基づくHIVワクチンの臨床試験は、ワクチンが効かないことが判明したため中止された。^[51]
• 2007年、パーキンソン病の治療薬CEP-1347は、動物実験では成功したと考えられていたものの、人間に対する臨床試験では失敗しました。^[52]
• アルツハイマー病の潜在的な治療法の多くは失敗している。最近発表された脱落率は「驚くべき99.6%」である。^[53]最近の研究では、2002年から2012年の間に行われたアルツハイマー病の臨床試験413件で244の化合物が調べられた。そのうち承認されたのは1つだけだった。^[54]
• 米国の研究では、臨床試験に入る8つの薬のうち承認されるのは1つだけで、新薬の80％は製薬会社によって放棄されると結論付けられました。^[55]

研究コミュニティでは現在、動物モデルを解釈し、より良いモデルを開発するために適切な文脈を利用することに重点を置いています。^[56]

再現性は、同じ研究室または異なる研究室で独立した実験を通じて結果を再現できる能力と定義されています。前臨床試験の再現性については深刻な懸念があり、公表されている再現不可能性の推定値は51% ^[57]から89%の範囲です。^{[58]これらの懸念は、科学におけるより大きな}再現性危機の一部です。^{[59] [60]}

多くの研究で再現性が欠如している理由としては、次のようなものが挙げられます。

• 研究デザインの不備、研究における誤り、詐欺の可能性^{[61] 。}
• 統計的有意性への過度の依存と小規模な研究^[62]
• 第2回実験動物科学におけるシステマティックレビューに関する国際シンポジウム（2013年）では、出版バイアスと十分な検出力分析の欠如が問題であると指摘されました。 ^[63]
• 複数の研究室で同時に行われた研究でも、たとえ2～4つの研究室であっても、再現性が大幅に高まることが示されています。^[64]

功利主義の理論と大義の概念は、比較医学などにおける動物実験の根拠として最も頻繁に使用されています。^[65]基本的な考え方は、最大多数の最大の利益を生み出す行為は道徳的行為であるというものです。 ^[66]つまり、新しい薬や治療法、そして人間と動物の苦しみの軽減は、研究における一部の動物の使用を正当化します。移行上の利益や再現性がない動物実験は非倫理的である可能性が高いという懸念があります。^[46]

動物実験は動物の尊厳を侵害し、倫理的に間違っていると考える哲学者もいる。 [67 ^]しかし、より良い代替手段が見つかるまでは、科学界の大多数は功利主義的なアプローチを取り続けるだろう。^[68]

動物実験規制は、実験のための動物の使用を許可および管理する法律および/またはガイドラインです。比較医学と動物実験が重なり合うことから、比較医学にとって興味深いものです。規制は世界各国で異なりますが、ほとんどの政府は動物の使用回数、使用される数、および痛みの程度を管理することを目指しています。

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