生殖発生毒性試験（DART）：次世代への影響をどう調べるか

この分野の出発点は、1960年前後のサリドマイド禍です。つわりを抑える薬として使われた結果、多くの子どもに四肢の重い形態異常が生じた。動物だけでなく世代をまたぐ影響を体系的に調べる必要があることが、このときはじめて痛感されました。今日のDARTは、その反省の上に組み立てられた仕組みです。

生殖という現象は、親が妊娠を成立させる力から始まり、受精、着床、胚と胎児の発生、出産、そして授乳を通じた出生後の発育まで、時間軸に沿って長くつながっています。DARTは、この一連の流れをいくつかの局面に区切り、それぞれの窓に薬がどう作用するかを照らす試験群です。日米欧が合意した ICH（医薬品規制調和国際会議）のガイドライン ICH S5(R3)生殖発生毒性の評価法を国際調和で示すICHガイドライン。生殖過程を時間軸で区切る枠組み。 は、この時間軸を枠組みとして捉えています。結果は単に安全か否かを判定するだけでなく、臨床開発のどの段階でどの被験者に投与できるかというスケジュールそのものを左右する。抗体などのモダリティ抗体・低分子・核酸・細胞治療など、医薬品の種類・創薬手法の区分。では試験の手順自体も変わってきます。生殖の一連の窓のどこで薬が働くのか——その一点が、開発の道筋を大きく分けるのです。

出発点：生殖の全過程をどこで区切るか

生殖は、親の受胎能（妊娠を成立させる力）に始まり、受精、着床、胚と胎児の発生、出産、そして授乳を通じた出生後の発育まで、長くつながった一連の過程です。薬はこのどこにでも影響しうるため、DARTはまず全過程をいくつかのステージに分けるところから始めます。ICH S5生殖発生毒性の評価法を国際調和で示すICHガイドライン。生殖過程を時間軸で区切る枠組み。(R3) では、このステージを A から F の記号で整理しています（受胎能や着床まで、胚胎児発生、出産・授乳、離乳後の発育、といった区切りです）。

区切りが重要なのは、影響が出る段階によって「意味」がまったく違うからです。着床前に効けば受胎率の低下として現れ、器官が作られる時期（器官形成期胚で各器官が作られる妊娠中の特定の時期。この時期の影響は奇形として現れやすい。）に効けば奇形として現れ、出生後に効けば発育や行動の遅れとして現れる。同じ薬でも、窓が違えば見え方がまるで異なります。だからこそDARTは、単に「毒性があるか」ではなく「どの段階で、どんな形で」を切り分けるよう設計されます。以下では、この時間軸に沿って、投与の時期をずらしながら各局面を順に見ていく試験の並びをたどります。

局面1：交配前から着床まで — 受胎能（FEED）

最初に照らすのは、受精と着床までの初期の窓です。受胎能および初期胚発生（FEED：Fertility and Early Embryonic Development交配前から着床までを対象に、精子・卵子・性行動・着床への影響を調べるDARTの局面。）では、交配の前から雌雄に投与し、性周期・交配・受精・着床までを追います。ねらいは、精子や卵子、性行動、着床のしやすさへの影響を捉えること。ここで異常が出れば、受胎率の低下という形で現れます。

局面2：器官形成期 — 胚胎児発生（EFD）

続く窓が、胚と胎児が作られる時期です。胚胎児発生（EFD：Embryo-Fetal Development器官形成期を含む妊娠期に母動物へ投与し、胎児の外表・内臓・骨格の異常を調べるDARTの中心試験。）はDARTの中でも中心的な位置づけで、器官が作られる器官形成期を含む妊娠期間中に母動物へ投与し、胎児の外表・内臓・骨格を詳しく調べます。奇形（催奇形性薬が胎児に形態異常(奇形)を引き起こす性質。EFDで検出する重要な所見。）や発育遅延、胚・胎児の死亡を検出する——いわば「奇形を見るための試験」です。

このセグメントは通常、げっ歯類（ラット）と非げっ歯類（ウサギ）の2種で実施します。異なる系統で確認することで、種特有の反応に結果が引っ張られるリスクを抑えられます。

局面3：妊娠後期から離乳後まで — 出生前後発生（PPND）

生殖過程の最後の窓を照らすのが、出生前後発生（PPND：Pre- and Postnatal Development妊娠後期から授乳期に投与し、生まれた子の生存・成長・機能への影響を追うDARTの局面。）です。妊娠後期から授乳期まで母動物に投与を続け、生まれた子の生存・成長・性成熟、さらには学習や行動といった機能面まで追跡します。乳を介した移行や、出生後に遅れて現れる影響を捉えることが、このセグメントの役割です。

なお ICH S5(R3)生殖発生毒性の評価法を国際調和で示すICHガイドライン。生殖過程を時間軸で区切る枠組み。 は、必ずしもこの3試験を別々に行うことを求めているわけではありません。開発の状況に応じて、受胎能とEFD器官形成期を含む妊娠期に母動物へ投与し、胎児の外表・内臓・骨格の異常を調べるDARTの中心試験。を1試験にまとめる、あるいは反復投与毒性試験に組み込むなど、複数の組み合わせデザインが認められています。全ステージを一連でカバーできれば、試験の切り分け方には柔軟性があります。

得られた所見を読む：催奇形性か、母体経由の二次影響か

各局面のデータが揃ったら、次は所見の解釈という工程に移ります。EFDで胎児に異常が見つかると、そのまま「催奇形性あり」と結論したくなる。しかし話はそれほど単純ではありません。母動物に強い毒性が出るほどの高用量では、母体の衰弱そのものが胎児の発育に影響することがあります。胎児の異常が薬の直接作用なのか、母動物が弱ったことによる二次的な影響なのかを見極めること——これがDART解釈の勘所です。

そのため ICH S5(R3) は、母動物毒性の程度、用量反応の関係、所見の種類、母体所見と胎児所見の対応などを丁寧に見て、その異常が人にとって意味を持つ危険なのかを重みづけ（weight of evidence母動物毒性や用量反応など複数の情報を総合して、所見の意味を判断する考え方。）で判断する考え方を示しています。

この配慮は用量設定の段階にも遡って効いてきます。高すぎる用量で母動物が瀕死になっては、胎児への直接影響を評価できません。近年は、単に最大耐量動物が耐えられる最大の投与量。近年は曝露マージンを踏まえ、機械的に最大耐量まで上げない考え方が重視される。まで上げるのではなく、想定される臨床曝露量との比（曝露マージン）を手がかりに意味のある上限用量を選ぶ考え方が重視されており、これは ICH医薬品規制の国際調和を目的として、日米欧の規制当局と製薬業界が参加する国際的なガイドライン策定機関。 S5(R3) の改訂で明確にされた点の一つです。

本試験の前に：EFD代替法で早くハザードを拾う

ここまでの本試験は、時間軸に沿った完成形の評価です。しかし実務では、開発のもっと早い段階でリスクの見当をつけたい場面があります。EFDの本試験は時間も動物数もかかるため、in vitro（培養細胞）や非哺乳類の in vivo を使った代替法（NAM：新規アプローチ手法とも呼ばれます）が先行スクリーニングとして使われてきました。胚性幹細胞を使う試験や、ゼブラフィッシュ胚を使う発生毒性アッセイなどが代表例です。動物福祉の3R（Replacement/Reduction/Refinement動物実験の置換・削減・改善を目指す原則（Replacement/Reduction/Refinement）。）の観点からも後押しされています。

ICH S5(R3) の特徴の一つは、これらの代替法をどう適格性確認（バリデーション試験法が目的に合う性能を持つことを立証する妥当性確認。正確さ・精度などを評価する。）し、どんな場面で使えるかを附属書で整理したことです。ただし現時点では、代替法が本試験を全面的に置き換えるという位置づけではありません。早期のハザード検出や作用機序薬が効果を発揮する仕組み。抗体医薬ではADCCやCDCなどが該当し、アッセイで裏づける。の理解、あるいは特定の状況での本試験の一部代替・延期の判断材料——そこに収まっている、と理解しておくのが正確です。

試験の完了時期が臨床のスケジュールを動かす

DARTの結果は箱の中で完結しません。そのデータをいつ揃えるかが、臨床試験の組み立てに直接跳ね返ってきます。妊娠する可能性のある女性（WoCBP）を試験に入れるには、生殖への影響がどこまで分かっているかが問われるためです。この関係を整理しているのが ICH M3(R2)臨床試験を支える非臨床安全性試験の実施時期や内容の全体像を示すICHガイドライン。 で、避妊などの管理の程度に応じて、どの段階までにどの生殖毒性データが必要かの目安を示しています。

一般には、EFD情報が揃うことで妊娠可能な女性を一定条件下で組み入れやすくなり、PPND妊娠後期から授乳期に投与し、生まれた子の生存・成長・機能への影響を追うDARTの局面。を含む一連が揃うことで評価がより確かになります。厳格な避妊管理を前提に、限られた人数・期間なら早めに組み入れられる場合もあります。地域差もあり、たとえば日本では、避妊を用いる妊娠可能女性であっても、受胎能とEFDの評価を組入れ前に済ませておくことが求められる点が知られています。製品・地域・当局相談によって変わるため、ここはあくまで枠組みの理解として扱うのが安全です。

モダリティが変わると手順も変わる

ここまでの流れは主に低分子（合成医薬品）を念頭に置いてきました。DARTの基本の枠組みはモダリティ共通ですが、実際の試験デザインはモダリティで変わります。バイオ医薬品抗体・タンパク質・核酸など生体由来の分子を利用して製造された医薬品の総称。の考え方は ICH S6(R1) が補います。

抗体医薬（モノクローナル抗体）では、ヒトの標的にしか結合しない場合が多く、ラットやウサギでは薬理作用が再現できないことがあります。この場合、薬理学的に意味のある種はカニクイザルなどの非ヒト霊長類に限られます。霊長類は妊娠期間が長く1回の出産数も少ないため、胎児を細かく観察する古典的なEFDが組みにくい。そのため、母動物に投与して生まれた子を出生後に評価する拡張型の出生前後発生試験（ePPND：enhanced PPND霊長類で母動物に投与し、生まれた子を出生後に評価する拡張型のPPND。古典的EFDが組みにくい場合に採る。）が採られることがあります。加えて、IgG型抗体は妊娠後期に胎盤を通過して胎児側に移行しやすいため、いつ・どれだけ胎児に届くかという曝露の視点が重要になります。

他のモダリティでもそれぞれ勘所が異なります。核酸医薬（siRNA/ASO）siRNAやアンチセンス核酸など、核酸を有効成分とする医薬品のモダリティ。や mRNA-LNP試験管内転写（IVT）でmRNAを作り、脂質ナノ粒子（LNP）に封入して製剤化する一連の工程です。詳しく →、AAVといった遺伝子・核酸系では、標的や分布の性質に応じて、標準の3種セグメントをそのまま当てはめるより、作用機序や曝露を踏まえた個別の設計判断が要ります。細胞治療生きた細胞そのものを有効成分とする医薬。CAR-Tなどが代表。では、そもそも従来型の生殖発生毒性試験の枠組みが技術的に適用しにくく、製品ごとの科学的な考え方が前提になります。共通するのは、「標的と曝露を起点に、生殖過程のどの窓に効きうるかを考える」という発想です。時間軸に沿ってどの局面を照らすか——その基本の姿勢は、モダリティが変わっても変わりません。

参考文献

• ICH. ICH Harmonised Guideline S5(R3): Detection of Reproductive and Developmental Toxicity for Human Pharmaceuticals (Step 4, 2020). database.ich.org
• U.S. FDA. S5(R3) Detection of Reproductive and Developmental Toxicity for Human Pharmaceuticals — Guidance for Industry. fda.gov
• ICH. ICH Harmonised Tripartite Guideline M3(R2): Nonclinical Safety Studies for the Conduct of Human Clinical Trials and Marketing Authorization for Pharmaceuticals. EMA (M3(R2))
• ICH. ICH Guideline S6(R1): Preclinical Safety Evaluation of Biotechnology-Derived Pharmaceuticals. EMA (S6(R1))
• Weinbauer GF, et al. The enhanced pre- and postnatal study for nonhuman primates: update and perspectives. Birth Defects Res C Embryo Today. 2011;93(4):324-33. PMID: 22271681. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22271681
• Song YS, et al. Validation, Optimization, and Application of the Zebrafish Developmental Toxicity Assay for Pharmaceuticals Under the ICH S5(R3) Guideline. Front Cell Dev Biol. 2021;9:721130. PMC8476914