ex vivo と in vivo の遺伝子治療：出荷するものが細胞かベクターかで何が変わるのか

同じ遺伝子治療でも、出荷するものが違います。患者の細胞を体外で改変して戻す ex vivo では細胞を、遺伝子を運ぶベクターを患者に直接投与する in vivoin vivo（インビボ）とは、ラテン語で「生体内で」という意味で、生きた動物やヒトの体の中で調べたり作用させたりすることです。試験では、物質が吸収・代謝を受けた実際の状態での影響を見られます。詳しく → ではベクターを出荷します。

この違いで、製造の単位、品質試験の対象、投与の前に確かめられることが変わります。ex vivo患者やドナーから取り出した細胞を体外（生体外）で操作すること。編集や加工の後に体内へ戻す。詳しく → の遺伝子編集治療 Casgevy は、患者の造血幹細胞血液細胞のもとになる幹細胞。採取して体外で遺伝子を編集し、体内に戻す治療に使う。詳しく →を採取して製造に送り、製品が戻るまで最長で約6か月かかります。in vivo の Zolgensma は、体重1 kgあたり約110兆個のベクターゲノムを1回の点滴で投与する薬で、大きなバッチから体重に応じた量を取り分けます。

ただし、どちらが軽いという話ではありません。製造なら設備と人員の見積もり方、購買なら資材と委託先の選び方、品質保証なら規格の対象が、どちらの方式かで決まります。

出荷するものが細胞かベクターかで、何が変わるのか？

製造の単位、品質の対象、投与前に確かめられることの3つが、方式ごとに入れ替わります。

ex vivo の代表は、CAR-T細胞療法と、遺伝子改変造血幹細胞を使う治療です。in vivo の代表は、AAVベクターを使う治療と、脂質ナノ粒子（LNP）mRNAなどを包んで細胞へ届ける脂質の微粒子。全身投与では肝細胞に取り込まれやすい。に核酸を包んで投与する治療です。

ex vivo でレンチウイルス分裂していない細胞にも遺伝子を組み込めるレトロウイルスベクター。CAR-Tで広く使われる。詳しく →などのベクターを使う場合、ベクターは製品ではなく原材料です。品質は最終製品に影響しますが、出荷判定の対象はあくまで細胞。ベクターの製造は専門のCDMO医薬品の開発・製造を他社から受託する企業。設備投資を負わずに専門能力を使える。詳しく →（医薬品開発製造受託機関）に委託されることが多いので、購買は「細胞を製造する工場」と「ベクターを製造する工場」の2つの取引先を見る必要があります（ウイルスベクターCDMOの選び方）。

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ex vivoで患者ごとに細胞を預かると、製造はどう変わるのか？

ロットが患者ごとに分かれるため、バッチを大きくする代わりに、小さなバッチを並列で確実に回す設計になります。

工程は、患者から細胞を採取し（アフェレーシス血液成分を分離して目的の細胞（単核球など）を採取する手法。細胞治療の出発材料の採取に使う。詳しく →）、目的の細胞を選んで活性化し、遺伝子を導入し、必要な数まで増殖させ、洗浄して凍結する流れです。

負担は製造の外にもあります。Casgevy の添付文書によると、採取した造血幹細胞が足りなければ、2週間以上あけて採取をやり直します。製造に最長で約6か月かかり、遺伝子を改変していないバックアップの細胞も、前処置の前に凍結して保管します。製品が施設に届いたのを確認してから、骨髄破壊的な前処置（ブスルファンなど）を行い、その最後の投与から48時間から7日後に製品を投与します。

その代わり、ex vivo には投与の前に確かめられるという強みがあります。細胞を体外で操作するので、遺伝子が導入されたかを測定し、期待どおりでなければ投与しないと決められます。標的以外の組織に遺伝子が導入される懸念も、体外で操作するぶん小さくなります。

スケールの意味も変わります。患者ごとに1ロットなので、バッチを大きくして単価を下げる通常のやり方が使えません。伸ばせる方向は、同じ小さなバッチを失敗なく、並列に何度も回すことだけ。設備投資も工程設計も、処理能力と確実さに向かいます（自家と他家の細胞治療）。

重要：投与後に戻せないin vivoでは、どこが安全の関門になるのか？

ベクター側の品質と、患者側の投与前の確認です。投与後に引き返せないので、関門はこの2か所の手前に集まります。

工程は、一般的なバイオ医薬に近い形です。産生細胞を培養してベクターを産生させ、回収して精製し、製剤化して容器に充填します（AAVの製造工程）。1バッチから多数の患者分が取れるので、バッチを大きくするほど単価が下がるという、通常のスケールメリットが効きます。

ただし、必要な量は軽くありません。Zolgensma の用量は体重1 kgあたり約110兆ベクターゲノムで、患者が重いほど必要な量が増えます。精製の収率や、遺伝子の入ったカプシドの比率が、供給できる患者数を左右します（空カプシドとフルカプシド）。

もう一つの違いが、投与後に戻せないことです。Zolgensma の添付文書は、重い肝障害と急性肝不全を枠付き警告に挙げ、投与の前後にコルチコステロイドを使い、少なくとも3か月は肝機能をモニタリングするよう求めています。2025年には、Duchenne型筋ジストロフィー向けの Elevidys を投与された歩行できない小児の患者2人が急性肝不全で亡くなりました。FDAは同年11月に、対象を歩行可能な4歳以上に絞り、急性肝障害と急性肝不全の枠付き警告を加えています。

細胞のように投与前に引き返すことはできません。関門は、ベクター側の品質（エンプティカプシドや残存DNA、宿主細胞タンパク質などの不純物）と、患者側の事前の確認（抗体、肝機能）です（AAV製造の不純物と肝毒性、AAVに対する中和抗体）。

強みは、細胞を取り出せない臓器を標的にできることです。網膜、中枢神経、肝臓、筋肉のように、体外に出して戻すことが現実的でない組織が対象で、患者から細胞を採取する負担も、培養の待ち時間もありません。

難しいのは送達先の設計です。全身に投与したベクターがどの臓器に分布するかは、ベクターの性質（AAVでは血清型AAVのカプシドの種類による分類。組織指向性が異なり、狙う臓器や細胞に応じて選び分けられる。詳しく →）と投与経路でおおむね決まります（AAVの血清型と組織指向性）。この送達ゲノム編集ツールや核酸医薬などを標的細胞・組織まで安全かつ効率よく運ぶための技術・方法論の総称。詳しく →の課題を解いて、ex vivo の細胞加工そのものをなくそうとする試みが、体内で作るCAR-Tです。

方式を選ぶとき、最初に標的細胞の何を見るのか？

標的の細胞を体外に取り出せるかどうかです。ここで候補が片方に絞られることが多いからです。

血液細胞や造血幹細胞なら両方が候補で、網膜や中枢神経なら実質的に in vivo です。新しい対象を検討するときは、そこから次の順に絞ると見通しが立ちます。

• Step 1：標的細胞を体外に取り出せるか 取り出せないなら in vivo に決まります。
• Step 2：遺伝子が導入されたことを投与前に確かめたいか 確認して初めて投与する設計にしたいなら、ex vivo です。
• Step 3：対象の患者数と、1人あたりに許容できる費用 多くの患者を対象にするなら、in vivo のスケールメリットが効きます。
• Step 4：発現を続けたい期間 分裂する細胞で長く発現させたいなら、ゲノムに組み込む方式（レンチウイルスなど）が候補です。分裂しない細胞なら、組み込まないAAV遺伝子治療で遺伝子を運ぶウイルスベクター。血清型によって集まりやすい組織が異なる。詳しく →でも長期の発現が期待できます（遺伝子治療のベクター選択）。

方式ごとに、委託先や社内の計画で何を確かめるのか？

どちらの方式かを最初に確かめると、そのあとに聞く項目が決まります。

顧客、委託先、社内の計画のどれが相手でも、出発点は同じです。

• ex vivo・再採取：採った細胞が足りないときの再採取と、予備の細胞の扱いが決まっているか
• ex vivo・識別：出発材料の受け入れ基準と、採取から投与まで患者を取り違えない識別の記録があるか（Chain of Identity / Chain of Custody）
• ex vivo・ベクターの受け入れ：ベクターを使うなら、原材料として受け入れる試験（力価、増殖性ウイルスの否定）と、供給元からの変更通知の契約があるか
• ex vivo・日数と輸送：採取から投与までの日数と凍結輸送の条件が、患者の病状に合うか
• in vivo・必要量：患者1人に必要な量を体重から見積もり、1バッチで何人分になるかを把握しているか
• in vivo・不純物の規格：エンプティカプシドの比、残存DNA、宿主細胞タンパク質の規格と測定法があるか
• in vivo・患者の確認：投与前の抗体検査と、投与後の肝機能の観察の体制があるか
• 共通・委託先の実績：委託先が、そのベクター（AAV、LNPmRNAなどを包んで細胞へ届ける脂質の微粒子。全身投与では肝細胞に取り込まれやすい。、レンチウイルス）の商用規模の実績を持つか

営業の立場なら、顧客に「出荷するのは細胞か、ベクターか」を聞くところから始めると、必要な資材と試験の量が見えます。

資材と装置は、ex vivo ならアフェレーシス・輸送バッグと自動細胞培養装置、in vivo ならAAVアフィニティレジンが入口です。品質試験はデジタルPCR、残存DNAのqPCR、HCP ELISAの製品ページで比べられます。

参考文献

• Vertex Pharmaceuticals, CASGEVY Prescribing Information（Drugs.com掲載。採取のやり直し、予備の細胞、前処置から投与までの間隔、製造期間）
• Novartis Gene Therapies, ZOLGENSMA Prescribing Information（FDA掲載。用量、肝障害と急性肝不全の枠付き警告、投与前後のコルチコステロイド、肝機能の観察）
• Fierce Pharma, FDA restricts Sarepta's gene therapy Elevidys after Duchenne patient deaths（2025年。急性肝不全による死亡と適応の制限）
• CGTLive, Sarepta's Elevidys Gets Boxed Warning for Acute Liver Injury and Failure（2025年11月25日。枠付き警告の追加）