研究・非臨床 基準工程マップ（モダリティ横断）
医薬品の探索から非臨床までは、製造ラインのような一本道ではありません。標的を選び、分子や細胞を設計し、効くか・届くか・安全かを並行して確かめていく——その営みを、モダリティ（抗体・ADC・mRNA-LNP・AAV・核酸・細胞治療）ごとにアプローチがどう違うかで整理した参照マップです。各トピックに手法・装置と、深掘りの解説記事への導線を添えています。
編集部の視点同じ「効くか」でも、抗体はまず結合と中和を、AAVは導入遺伝子の発現を、細胞治療は生きた細胞の増殖と持続を見ます。モダリティが変われば、測るもの・使う道具・規制の要求も変わります。その差分を一枚で見渡せるようにしました。
探索・設計
狙う疾患メカニズムと標的を決め、モダリティを選び、分子・ベクター・細胞を設計して候補を絞り込みます。ここでの選択が、後段の評価の仕方をすべて規定します。
標的選定・疾患仮説
どの疾患メカニズム・分子を標的として狙うか（モダリティに応じた標的選定）
標的選定は後工程のすべての前提になるため、疾患メカニズムへの因果的関与とヒトでのバリデーション根拠を最初に固める必要があります。同じ疾患でも、狙える分子・機序はモダリティによって大きく変わります。
共通の考え方モダリティを問わず、標的の疾患関与を裏づける根拠（ヒト遺伝学、発現局在、ノックダウン/ノックアウト表現型、患者検体でのバイオマーカー）を積み上げるのが基準です。加えて、そのモダリティで実際にアクセスできる分子種・組織かという「到達性（accessibility／druggability）」を同時に評価します。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）細胞表面・分泌タンパクを標的にする。膜貫通型受容体やリガンドをフローサイトメトリー/IHCで発現局在を確認し、機能アッセイ（中和・アゴニスト/アンタゴニスト）で機序を検証標的発現量・膜局在、正常組織との発現差、機能アッセイでの活性、ヒト遺伝学・患者検体データ細胞内標的は原則対象外。オフターゲット組織の発現が安全性懸念になるADC抗体標的に加えて内在化能とペイロード送達適性を重視。抗原量・内在化速度（受容体インターナリゼーションアッセイ）とバイスタンダー効果の可否を評価標的発現量（抗原コピー数）、内在化率、腫瘍/正常組織の発現差（治療域）低発現・低内在化だと有効域が狭い。正常組織発現がoff-tumor毒性に直結mRNA-LNP欠損/不足するタンパクを発現による補充（酵素・機能タンパクの発現）で狙う、またはワクチン抗原を発現させる。標的は「発現させたい配列」。LNPが到達する組織（肝など）と一致するかを評価機能欠損の分子的裏づけ（変異・酵素活性低下）、目的タンパクの発現・機能回復、送達組織との整合多くの静注LNPは肝指向性が強く、標的組織と送達先の整合が要件AAV（遺伝子治療）単一遺伝子欠損の遺伝子補充や導入遺伝子発現を狙う。導入カセットがパッケージング上限（ITRを含めて概ね~4.7〜5kb）に収まるか、標的組織へのトロピズム（血清型選択）と疾患組織が一致するかを評価原因遺伝子のヒト遺伝学的裏づけ、標的組織での発現・トロピズム、必要発現量と持続大遺伝子はパッケージング制約。単回投与が基本で、既存中和抗体・組織到達性が実現可能性を左右siRNA・ASO（核酸）配列がアクセス可能なRNA（mRNA・pre-mRNA・lncRNA）を標的化。タンパクとして『アンドラッガブル』な標的もRNAレベルでノックダウン/スプライス改変で狙える。標的配列選定とオフターゲット回避を設計ノックダウン/スプライス改変の表現型、標的RNA発現・配列保存性、ヒト遺伝学（機能喪失が保護的か）、送達組織との整合送達可能組織（GalNAc結合で肝、髄腔内投与でCNSなど）に標的発現が限られる。ハプロ不全型のように機能増強が必要な標的には不向き細胞治療（CAR-T・iPS）腫瘍細胞表面抗原の腫瘍特異性を最重視。オンターゲット/オフターゲット（正常組織発現）と抗原逃避のリスクを評価。iPS由来では分化細胞の機能標的を設定表面抗原の腫瘍特異性・均一性、正常必須組織の非発現、抗原密度正常組織にも発現するとon-target/off-tumor毒性。抗原ダウンレギュレーションによる再発低分子標的タンパクの立体構造に結合ポケット（活性部位・アロステリック部位）があるか＝druggabilityを評価。構造解析・in silicoでポケット検出、ケミカルツールで機序を検証ポケットの有無・ドラッガビリティ、ヒト遺伝学・ノックダウン表現型、細胞内標的への到達性タンパク間相互作用など浅い界面は難標的。細胞内・CNSなど到達性は有利手法・装置NGSCRISPRスクリーニング深掘り標的選定と疾患仮説規制・注意非臨床開発計画は標的・モダリティの性質に応じて設計します。バイオ医薬品ではICH S6(R1)、抗がん剤ではICH S9、一般的な非臨床試験パッケージはICH M3(R2)が枠組みの参照になります。標的選定段階の根拠は後の種選択（相同性・薬理学的関連種）や毒性評価の設計にも影響します。一次資料ICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品の非臨床安全性評価）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価）、ICH M3(R2)（医薬品開発のための非臨床安全性試験の実施時期）。標的バリデーションの考え方は、ヒト遺伝学的エビデンスと創薬成功率の関連を扱う総説群を参照。
モダリティ選択
標的と適応に対して、どのモダリティが最も適しているか
標的の局在（細胞外か細胞内か）、必要な作用の持続時間、対象組織や適応の性質によって、実現可能なモダリティは大きく変わります。設計の最上流でモダリティを見極めておくと、後工程の送達・製造・安全性評価で生じる制約を早い段階から織り込めます。
共通の考え方まず「標的分子はどこにあるか（細胞外／膜上／細胞内）」「必要な効果は一過性か持続的か」「対象組織へ届けられるか」の3点を軸に候補を絞り込むのが基本的な考え方です。同じ標的でも、直接阻害を狙うのか、タンパク発現の付与を狙うのか、発現のノックダウンを狙うのかでモダリティが分かれます。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）細胞外リガンドや膜表面受容体、可溶性タンパクを高特異的に結合します。中和やアゴニスト／アンタゴニスト作用に加え、Fcを介したエフェクター機能（ADCC／CDC）や、FcRn結合を利用した半減期設計を組み合わせられます標的への結合親和性・特異性、長い血中半減期（週〜隔週投与が可能）細胞膜を通過できず、細胞内標的には到達できません。分子量が大きいため組織移行や腫瘍浸透に制約があり、標的抗原量に依存する消失（TMDD）も用量設計で考慮しますADCがん抗原に対する抗体をキャリアとし、リンカーで細胞傷害性ペイロードを連結します。抗原発現腫瘍へ選択的に薬物を送達し、内在化後にペイロードを放出します抗原発現量に応じた腫瘍選択的な細胞傷害、治療域（治療係数）リンカー安定性とオフターゲット放出のバランスが鍵になります。標的抗原の発現やバイスタンダー効果、正常組織毒性の管理が必要ですmRNA-LNP目的タンパクをコードするmRNAを脂質ナノ粒子（LNP）で送達し、一過性に発現させます。ワクチン抗原の発現や、欠損タンパクの一時的な補充に用います投与後の一過性のタンパク発現、反復投与による用量調整のしやすさ発現は一過性で、持続効果を得るには反復投与が必要です。到達組織はLNPの生体内分布（静注では主に肝、筋注では投与局所）に依存しますAAV（遺伝子治療）AAVベクターで導入遺伝子を送達し、単回投与で長期の持続発現をめざします。非分裂細胞（肝細胞・神経・網膜・筋）で特に有利で、血清型・カプシド選択で指向性を設計します単回投与での長期・持続的な導入遺伝子発現既存の抗AAV中和抗体により適応患者が制限され、カプシドへの免疫応答から基本的に再投与が難しくなります。積載容量（約4.7kb）にも上限がありますsiRNA・ASO（核酸）配列相補性で標的mRNAをノックダウン（siRNAによるRNAi）、またはスプライシングや機能を調節（ASO）します。GalNAc抱合による肝細胞指向性など、送達技術で到達組織が規定されます標的mRNA／タンパクの発現低下、配列設計による標的の広さ（アンドラッガブル標的も対象化しやすい）裸の核酸は送達が難しく、実用上は肝など送達可能な組織に偏りやすいです。配列相補性に依存するハイブリダイゼーション由来のオフターゲットも設計時に評価します細胞治療（CAR-T・iPS）患者／ドナー由来の細胞を遺伝子改変（CAR導入など）し、「生きた薬」として投与します。体内で増殖・持続し、血液がんで顕著な効果を示します投与後の細胞の生着・増殖と持続（PKではなく細胞動態として評価）、深く長い奏効自己由来では個別化製造となり、コストや製造期間が課題です。固形がんでは腫瘍浸潤や微小環境が障壁となり、CRSや神経毒性（ICANS）の管理も必要です低分子細胞膜を透過し、細胞内の酵素・受容体・タンパク間相互作用などを標的化します。経口投与と広い組織分布が可能で、合成・製造も確立しています経口バイオアベイラビリティ、細胞内標的への到達、広い生体内分布類縁分子との選択性確保が難しく、オフターゲット毒性のリスクがあります。平坦な結合界面や一部のアンドラッガブル標的は狙いにくいです深掘りモダリティ選択ガイド規制・注意モダリティごとに求められる非臨床評価パッケージは異なります。バイオ医薬品はICH S6(R1)、抗悪性腫瘍薬はICH S9、非臨床試験の実施時期や一般毒性・安全性薬理はICH M3(R2)・S7A／S7Bが共通の枠組みになります。遺伝子治療・細胞治療・オリゴヌクレオチドは、製品ごとの性質が大きいため、FDA／EMAの遺伝子治療・CAR-T・オリゴヌクレオチド関連ガイダンスに沿って個別に設計します。細胞基材の特性解析にはICH Q5Dなども関連します。一次資料ICH S6(R1)（バイオ医薬品の非臨床安全性評価）, ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価）, ICH M3(R2)（臨床試験・承認申請のための非臨床試験の実施時期）, ICH S7A／S7B（安全性薬理）, ICH Q5D（細胞基材の由来・特性解析）。個別モダリティはFDA／EMAの遺伝子治療・CAR-T・オリゴヌクレオチド関連ガイダンスを参照。
分子・ベクター・細胞設計
配列・抗原・LNP・ベクター・細胞をどう設計するか（モダリティ別の設計変数と目標）
設計段階で有効性・安全性・製造性の大枠が決まるため、後工程で取り返しにくい変数（親和性、リンカー安定性、修飾、血清型、CAR構造など）をこの時点で意図的に選び取っておく必要があります。設計変数はモダリティで大きく異なるので、同じ「設計」でも見るべき軸が変わります。
共通の考え方いずれのモダリティでも、標的（抗原・遺伝子・配列）の選択を起点に、有効性・オフターゲット/免疫原性・製造性（CMC）・送達を同時に見据えて設計し、in silico設計と実験的スクリーニングを反復するのが基準的な進め方です。設計判断は後工程（品質特性・安全性評価）の前提になるため、目標プロファイル（TPP/QTPP）と結びつけて記録します。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）可変領域（VH/VL・CDR）の取得（ハイブリドーマ／ファージディスプレイ／トランスジェニックマウス）と親和性成熟、ヒト化。Fc領域の改変でエフェクター機能（ADCC/CDC）やFcRn結合による血中半減期を調整親和性（KD）、特異性・交差反応性、エフェクター活性、in vivo半減期、開発容易性（発現量・凝集・粘度）エフェクター機能は用途に応じて増強／サイレンシング（例：LALA型変異）を使い分け。凝集性・化学的分解ホットスポットなど製造性リスクを早期に配列レベルで潰す。標的介在性クリアランス（TMDD）が薬物動態に影響し得る点も設計時に想定ADC抗体・リンカー（切断型／非切断型）・ペイロード（多くは高活性の細胞毒）・コンジュゲーション部位（Lys／Cys／部位特異的）とDAR（薬物抗体比）を組み合わせて設計DARと均一性、リンカー血中安定性、ペイロード遊離挙動、バイスタンダー効果、治療係数DARが高いほど疎水性・凝集・クリアランス亢進のリスク。部位特異的コンジュゲーションで均一性を上げる設計が主流。ペイロードは高活性ゆえ安全域（治療係数）設計が要mRNA-LNPコドン最適化、5'/3'UTR設計、修飾ヌクレオシド（N1-メチルシュードウリジン）による自然免疫応答の抑制、キャップ（Cap1）付加、そしてイオン化脂質・ヘルパー脂質・コレステロール・PEG脂質からなるLNP組成の最適化タンパク発現量・持続、自然免疫応答（I型IFN等）の抑制、LNP粒子径・PDI・封入率、標的組織への送達効率イオン化脂質のpKa・PEG脂質の割合が生体内分布と忍容性を左右。修飾ヌクレオシドと精製（dsRNA除去）で免疫原性を抑える。全身投与では肝集積が生じやすい点を送達設計で考慮AAV（遺伝子治療）血清型の選択・カプシド改変（指向性進化／合理設計）による組織指向性と中和抗体回避、プロモーター選択、導入遺伝子カセット設計（パッケージ容量 約4.7 kb以内に収める。ITR分を含む点に留意）標的組織への形質導入効率・組織特異性、導入遺伝子発現量、既存中和抗体の回避、ベクター収量・空/実比大きな導入遺伝子はデュアルベクター等の工夫が要。プロモーター/エンハンサーの選択で発現の組織特異性と持続を設計。既存中和抗体は対象患者選択に影響し、抗カプシド免疫応答のため実質的に再投与が難しく単回投与を前提に設計する点も論点siRNA・ASO（核酸）配列選択後、化学修飾（2'-MOE／2'-O-Me／LNA、ホスホロチオエート（PS）骨格）で安定性・親和性・ヌクレアーゼ耐性を付与。肝臓標的ではGalNAc抱合でASGPR経由の肝細胞取り込みを設計標的ノックダウン効率・持続、ヌクレアーゼ耐性・半減期、オフターゲット（配列相同性・ハイブリダイゼーション依存）、送達組織分布PS骨格・化学修飾は忍容性（肝毒性・補体活性化・血小板減少など）に影響し得るため設計と安全性がトレードオフ。GalNAc抱合は実質的に肝限定の送達細胞治療（CAR-T・iPS）CAR構造（抗原認識scFv・ヒンジ／スペーサー・膜貫通・共刺激ドメイン（CD28／4-1BB）・CD3ζ）の設計と、遺伝子導入法（レンチウイルス／レトロウイルス／トランスポゾン／CRISPR等のノックイン）の選択抗原特異的細胞傷害活性、増殖・持続性（persistence）・メモリー分化、サイトカイン分泌プロファイル、導入効率・コピー数（細胞動態を評価）共刺激ドメインで持続性とサイトカイン挙動が変わる。組込み型ベクターは挿入変異リスクとコピー数管理が課題。オフターゲット／オンターゲット・オフ腫瘍の抗原発現確認が安全性設計の要手法・装置CRISPRゲノム編集SPR（親和性）深掘り分子・ベクター・細胞設計規制・注意設計段階の判断は目標製品プロファイル（TPP/QTPP）や重要品質特性（CQA）と結びつけて根拠を残すことが期待されます。バイオ医薬品の非臨床安全性評価はICH S6(R1)、抗がん剤ではICH S9、遺伝子治療ではICH S12（非臨床バイオディストリビューション）が参照され、細胞治療を含めFDA・EMA等の各極ガイダンス（FDAのGene Therapy／CAR-T関連ガイダンス、EMAのGTMP／ATMP関連ガイドライン）に沿って計画します。遺伝子導入ベクターを用いる場合は挿入変異・造腫瘍性の観点が設計時から論点になります。一次資料ICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品の非臨床安全性評価）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価）、ICH M3(R2)（臨床試験実施のための非臨床安全性試験）、ICH S12（遺伝子治療用製品の非臨床バイオディストリビューション、2023年成立）。細胞治療・遺伝子治療はFDA CBERの各ガイダンス（Human Gene Therapy、CAR-T製品関連）およびEMAのGTMP/ATMP関連ガイドラインも参照。PMIDは確実なもののみに限るため、ここではガイドライン名・コードで示します。
候補スクリーニング
候補分子・ベクター・細胞をどう絞り込むか（一次スクリーニングの設計）
開発の最初期に膨大な候補から先へ進めるものを選ぶ工程で、ここでの選抜基準がその後の最適化・非臨床評価の質と成功確率を大きく左右します。モダリティごとに「効くか」「作れるか」を測る手段が異なるため、同じ絞り込みでも設計が変わります。
共通の考え方共通するのは、標的への作用（結合・活性・ノックダウン・傷害など）を定量できるハイスループット系をまず組み、そこに製造適性や物性・安全側のフラグを早めに重ねて多軸で順位づけする考え方です。一次スクリーニングは感度と処理量を、確認（オルソゴナル）評価は特異性・再現性を担う二段構えが基本になります。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）ハイブリドーマ法、ファージ／酵母ディスプレイ、シングルB細胞クローニングで多様な結合分子を取得し、ELISAや表面プラズモン共鳴（SPR）・バイオレイヤー干渉法（BLI）で一次スクリーニング。フローサイトメトリーで細胞表面標的への結合を確認。結合親和性（KD、kon/koff）、エピトープ／ビニング、細胞結合陽性率、発現量・凝集傾向早期から交差反応性・オフターゲット結合や製造適性（発現・凝集・粘度）を並行して見ておくと後戻りが減ります。ADC既存または新規抗体を土台に、リンカー・ペイロード・薬物抗体比（DAR）の組み合わせでコンジュゲート適性をスクリーニング。標的発現株／陰性株を用いたin vitro細胞傷害アッセイ（例：CellTiter-Glo等の生存率測定）で活性を評価。細胞傷害活性（IC50）、標的依存性（陽性／陰性株の差）、内在化効率、DAR分布・均一性、コンジュゲート後の安定性抗体単体の良否とコンジュゲート体の良否は一致しないため、コンジュゲート体で評価し直す前提で組むと判断を誤りにくいです。mRNA-LNP配列・UTR・修飾ヌクレオシドの設計違いをレポーター／目的タンパク発現で比較し、並行してLNP脂質組成・N/P比・処方をスクリーニング。in vitro発現量と、必要に応じて簡易in vivo発現で絞り込み。タンパク発現量・発現持続、翻訳効率、LNPの粒子径・多分散度（PDI）・封入率、細胞・組織での取り込み／発現、自然免疫応答の程度配列側とLNP処方側は相互作用するため、どちらか一方に固定して他方を振る設計にすると寄与を切り分けやすくなります。AAV（遺伝子治療）カプシドライブラリを構築し、各変異体にバーコードを付してプールでin vivo投与、次世代シークエンシングで組織移行性を並列評価（バーコードスクリーニング）。個別カプシドはレポーター導入で形質導入効率を確認。標的組織／非標的組織へのバーコード濃縮比、形質導入効率（導入遺伝子発現）、ベクターゲノム分布、産生収量・中和抗体感受性動物種でカプシド指向性が変わりやすく、種特異性を踏まえて読み替える前提が要ります。in vivoは動物福祉（3Rs）の配慮が前提です。siRNA・ASO（核酸）標的転写産物に沿って配列ウォーキングで多数の候補を設計し、細胞系でのノックダウン効率スクリーニング（qPCRやレポーター）。ASOはギャップマー設計、siRNAは化学修飾・GalNAc等の送達を組み合わせて比較。標的mRNAノックダウン率・IC50、用量依存性、オフターゲット（シード配列由来）傾向、（ASO）ハイブリダイゼーション非依存毒性のフラグ配列由来のオフターゲットとケミストリー由来の毒性は別軸なので、絞り込み段階から分けて評価する設計が有効です。細胞治療（CAR-T・iPS）CAR／TCRや分化細胞の候補構築体を、標的発現株に対する機能的スクリーニングで評価。フローサイトメトリー・セルソーター・シングルセル分注で細胞集団を選別し、細胞傷害アッセイやサイトカイン分泌（ELISA／マルチプレックス）で機能を測定。抗原特異的細胞傷害、サイトカイン産生（IFN-γ等）、増殖・持続性、分化・純度・表現型マーカー、標的陰性株での非特異反応ドナー間・ロット間ばらつきが大きく、機能の絶対値より標的依存性・再現性で順位づけする方が安定します。規制・注意この工程は探索段階の意思決定が目的で、規制提出用のGLP試験とは位置づけが異なります。in vivoスクリーニングを含む場合は動物福祉（3Rs）と各国の動物実験規制に従う必要があり、後続の非臨床安全性評価（ICH S6(R1)：バイオ医薬品、遺伝子治療の生体内分布はICH S12、細胞治療・遺伝子治療に関する各極ガイダンス等）で改めて特異性・安全性を評価し直す前提で候補を選抜します。一次資料バイオ医薬品の非臨床評価はICH S6(R1)、抗がん剤の非臨床評価はICH S9、一般毒性試験の位置づけはICH M3(R2)、遺伝子治療製品の非臨床生体内分布はICH S12を参照。装置・手法（フローサイトメトリー、SPR/BLI、NGSバーコーディング）は各分野で確立した標準手法。個別PMIDは確実なもののみを示すべきで、ここでは推測を避けガイドラインコードで示します。
薬効・作用機序
標的に結合し・細胞に入り・狙った作用が出るかを、細胞から動物モデルまでで確かめます。「効くか」の中身はモダリティごとに大きく変わります。
結合・取り込み・発現評価
標的に結合し、細胞に入り、意図した分子効果（発現・ノックダウン）まで到達するか
薬効の起点である「標的への到達と作用の成立」を分子・細胞レベルで確かめる工程です。ここでの結合強度・取り込み・発現量が、後段の細胞アッセイやin vivo薬効の土台になり、リード選抜や用量設計の根拠にもなります。
共通の考え方同じ問いでも「どこで作用が決まるか」がモダリティで異なる点が要点です。分子で作用するもの（抗体・ADC）は結合速度論を、細胞内で機能するもの（核酸・遺伝子・mRNA）は送達（取り込み）と機能的アウトプット（発現・ノックダウン）を、細胞そのものが薬効担体となるもの（細胞治療）は標的認識とエフェクター機能を主軸に評価します。いずれも定量指標と適切な陰性・陽性対照を置くことが基準です。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）SPR（Biacore等）またはBLI（Octet等）で抗原との結合速度論を測定し、kon/koff/KDを算出。細胞表面抗原ではフローサイトメトリーで細胞への結合を確認し、必要に応じて内在化（インターナリゼーション）を評価。KD（結合親和性）、kon/koff、細胞結合陽性率・MFI、内在化率精製抗原の配向・密度や再結合（アビディティ）の影響がkon/koffの解釈を左右するため、固定化方式と対照（アイソタイプ）の設定が重要になります。ADC抗体部分の結合速度論はmAb同様にSPR/BLIで確認。加えて抗原依存的な内在化とリソソームへの輸送、細胞内でのペイロード放出（トラフィッキング）を評価し、抗原発現量の異なる細胞株で結合・取り込みを比較。KD、内在化率、抗原発現量に依存した結合・取り込み、（後段の）ペイロード放出薬効は「結合→内在化→放出」の連鎖で決まるため、結合だけでなく内在化効率まで見ることが要点です。DAR（薬物抗体比）の影響も併せて確認します。mRNA-LNP標識LNP（蛍光脂質やレポーターmRNA）で細胞取り込みを定量し、コードするタンパク質の発現量をELISA・ウエスタンブロット・フローで測定。ルシフェラーゼ等のレポーターで発現の経時推移を評価。細胞取り込み量、タンパク発現量（絶対量・陽性率）、発現の経時プロファイル取り込みと発現は細胞種・LNP組成（イオン化脂質）で大きく変わり、エンドソーム脱出が律速になりやすいため、目的の標的細胞での評価が前提になります。AAV（遺伝子治療）目的細胞にベクターを添加し、MOI（vg/cell）を振って形質導入効率を評価。導入遺伝子産物の発現を、レポーター（GFP等）ならフロー、目的タンパクならELISA・ウエスタン・活性アッセイで定量。血清型・カプシドによる指向性（トロピズム）も比較。形質導入率（%）、導入遺伝子発現量、MOI依存性、血清型ごとの指向性in vitroの形質導入効率とin vivoの指向性は必ずしも一致しないため、in vitroは相対比較・スクリーニング目的と位置づけるのが妥当です。既存中和抗体の影響はin vivo・臨床で別途評価されます。siRNA・ASO（核酸）トランスフェクション試薬使用時とフリーアップテイク（gymnosis／GalNAc結合体など）の両条件で細胞内取り込みを評価し、標的RNAのノックダウンをRT-qPCRで、タンパクレベルをウエスタン・ELISAで定量。用量反応からIC50を算出。標的RNAノックダウン率（%）、IC50、タンパク低下、細胞内取り込み量送達手段（裸／複合体／コンジュゲート）で活性が桁で変わるため、想定する送達様式に合わせた条件設定が必要です。GalNAc結合体は肝細胞への取り込みを前提とする点にも留意します。オフターゲットの確認も別途行います。細胞治療（CAR-T・iPS）標的抗原の陽性・陰性細胞株を用い、抗原特異的な認識・活性化を評価。共培養でサイトカイン産生（IFN-γ等をELISA/ELISpot）、脱顆粒（CD107a）、抗原依存的な細胞傷害（LDH放出やフロー系細胞傷害アッセイ）を測定。免疫シナプス形成を確認する場合もあります。抗原特異的細胞傷害率、サイトカイン産生量、活性化・脱顆粒マーカー、抗原依存性抗原陰性細胞で応答がないこと（特異性）と、抗原密度に依存した応答を併せて示すことが、認識の妥当性評価の要点です。規制・注意これらは薬効・作用機序の裏付けを目的とした探索・特性解析であり、規制上の位置づけは開発段階やモダリティで異なります。バイオ医薬品ではICH S6(R1)が薬効・PDと安全性評価の考え方を示し、抗悪性腫瘍薬ではICH S9が該当します。細胞・遺伝子治療は各極のガイダンス（FDA・EMAの遺伝子治療／CAR-T関連ガイダンス）を参照し、Mechanism of Actionに即した評価パッケージを設計することが求められます。一次資料ICH S6(R1)（バイオ医薬品の非臨床安全性評価）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価）、ICH M3(R2)（臨床試験実施のための非臨床安全性試験）。細胞・遺伝子治療はFDA/EMAの遺伝子治療・CAR-T関連ガイダンスを参照。PMIDは確実なもののみに限る方針のため本稿では割愛し、ガイダンス名・コードで示します。
機能アッセイ・MoA確認
狙った作用機序（MoA）が細胞・組織レベルで実際に発現し、期待する効力（EC50/IC50）を示すか
狙った標的への結合や体内送達が確認できても、それが目的の生物学的作用に結びつくとは限りません。機能アッセイでMoAを再現し効力を定量することで、後続の薬理・毒性評価やロット間の品質（力価）比較の基盤を作ります。
共通の考え方いずれのモダリティでも「標的依存性（陰性対照・非標的細胞・スクランブル配列などで特異性を示す）」と「用量反応から算出する定量指標（EC50/IC50や最大効果）」を軸に、細胞・組織レベルで狙った表現型が出るかを確認します。開発後半では力価アッセイとして標準化し、参照標準に対する相対力価で評価する流れが基本です。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）MoAに応じてレポーター/一次細胞アッセイを選択。中和は標的経路の遮断、アゴニストは受容体活性化、エフェクター機能はADCC・CDC・ADCPを評価。ADCC/ADCPは標的発現細胞＋エフェクター（NK/マクロファージ）を用いる系のほか、FcγRを組み込んだルシフェラーゼ・レポーター細胞での代替測定、CDCは補体添加で測定中和/活性化のEC50・IC50、ADCC・CDC・ADCPの最大溶解率・レポーターシグナル、相対力価レポーターアッセイは品質管理向けに再現性が高い一方、一次細胞での確認が生物学的関連性の裏づけになります。糖鎖（アフコシル化）はADCC活性に影響します。（モダリティ差）FcRnリサイクルで血中半減期は週単位、標的介在性クリアランス（TMDD）で非線形PKになり得ますADC標的抗原陽性/陰性細胞パネルでの細胞傷害アッセイ。抗原依存的な内在化→リンカー切断→ペイロード放出の連鎖を、抗原陰性細胞やコンジュゲートしない抗体を対照に確認。膜透過性ペイロードではコカルチャーでバイスタンダー効果を評価抗原陽性/陰性細胞での細胞生存率のIC50差、DARと効力の関係、バイスタンダー傷害の有無遊離ペイロード自体の毒性と抗原依存的傷害を切り分けることが重要です。（モダリティ差）抗体本体・コンジュゲート体・遊離ペイロードで挙動が異なり、DAR分布や脱コンジュゲーションを踏まえた評価が必要ですmRNA-LNP標的細胞へトランスフェクションし、翻訳された目的タンパク質の量だけでなく機能（酵素活性・受容体結合など）を評価。抗原提示型ワクチンでは、発現抗原に対するT細胞/B細胞応答の惹起で機能を確認発現タンパク質の機能活性（酵素活性・レポーター）、発現量あたりの活性、時間推移発現量（ELISA/WB）と機能を分けて見ます。LNP組成・N/P比・投与細胞種で発現効率が変わります。（モダリティ差）発現は一過性で、全身投与LNPは肝への分布が大きく、投与経路・組成で分布が変わりますAAV（遺伝子治療）導入遺伝子産物による欠損機能の回復を、患者由来細胞・疾患モデル細胞やレポーター系で確認。分泌型なら培地中活性、細胞内酵素なら基質代謝、構造/チャネルタンパクなら機能回復アッセイ。感染力価（機能的力価）と併せて評価導入遺伝子産物の機能回復度、MOIあたりの発現・機能、機能的力価（vgに対する活性）物理力価（vg）と感染/機能力価の乖離に注意します。血清型により指向性・形質導入効率が異なります。（モダリティ差）既存の中和抗体が形質導入を妨げ得、抗キャプシド免疫により実質的に単回投与が前提となりますsiRNA・ASO（核酸）標的発現細胞で標的mRNA/タンパクのノックダウンを定量し、下流の表現型変化まで確認。スクランブル/ミスマッチ配列を陰性対照に配列特異性を示す。ASOはギャップマー等でRNase H依存の分解、siRNAはRISC依存の切断を想定した設計で評価標的mRNA残存率（RT-qPCR）・タンパク残存率（ELISA/WB）のIC50、下流表現型（機能マーカー）gymnotic取り込みかトランスフェクションかで効力が変わります。オフターゲット・免疫刺激（配列由来）の確認も併せて検討します。（モダリティ差）GalNAc抱合体は肝細胞のASGPR経由で肝取り込みを高める設計で、組織指向性が効力・安全性を左右します細胞治療（CAR-T・iPS）CAR-Tは標的抗原陽性/陰性標的細胞に対する抗原特異的細胞傷害、サイトカイン産生、抗原刺激下の増殖を評価。細胞傷害はルシフェラーゼ/フローベースのキリングアッセイ、サイトカインはIFN-γ等のELISA/多重測定、増殖はエフェクター:標的比での拡大を測定抗原特異的キリング率（E:T比依存）、IFN-γ等サイトカイン産生量、抗原刺激下の増殖・持続性生きた薬剤で不均一なため、複数のポテンシー指標を組み合わせるマトリックスアプローチがFDAのポテンシーガイダンスで示されています。抗原陰性標的でのオフターゲット傷害も確認します。（モダリティ差）従来のPKでなく、生体内での増殖・持続・分布という細胞動態で挙動を捉えます規制・注意承認申請では機能アッセイの多くが力価（ポテンシー）試験として品質管理に組み込まれ、MoAを反映した定量的・妥当性確認済みの方法であることが求められます（ICH Q6B、生物薬品の規格の一般原則）。細胞治療・遺伝子治療のように単一指標でMoAを十分に反映しにくい製品では、複数指標を組み合わせるマトリックスアプローチがFDAのガイダンスで示されています。品質面ではICH Q5D（細胞基材の由来・特性解析）等も関連します。一次資料ICH Q6B（生物薬品の規格及び試験方法：力価/生物活性の考え方、参照標準に対する相対力価）、ICH S6(R1)（バイオ医薬品の非臨床安全性：薬理学的活性の把握）、ICH Q5D（細胞基材の由来及び特性解析）、FDA Guidance "Potency Tests for Cellular and Gene Therapy Products"（マトリックスアプローチの出所）。なおFDAは2023年に後継のドラフト "Potency Assurance for Cellular and Gene Therapy Products" を公表しています。個別のPMIDは製品特異的手法に依存するため、ここでは一次ガイダンスで示します。
薬効モデル評価
in vitro・オルガノイド・動物モデルで薬効（作用機序に沿った効果）を示せるか
臨床開発に進む前に、狙った標的・作用機序でproof of conceptを得るためです。モダリティごとに標的の生物学やヒト特異性、送達・免疫の性質が違うため、同じ「効くか」を確かめるのにも適切なモデルの選び方が変わります。
共通の考え方まずin vitro（標的細胞・レポーター・機能アッセイ）で作用機序を確認し、次にin vivoで有効性を評価するという段階的な流れは共通です。ヒト標的に特異的な製剤では、ヒト標的をもつ系（ヒト化/トランスジェニック動物、ヒト細胞、あるいは種交差反応するサロゲート分子）を用意できるかが設計上の要になります。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）in vitroで結合・中和・ADCC/CDC/アゴニスト等の機能を確認し、in vivoは腫瘍ゼノグラフト（免疫不全マウス）やsyngeneic/同系モデルで評価します。ヒト標的にしか結合しない場合は、ヒト標的ノックイン/トランスジェニックマウスや、齧歯類標的に対するサロゲート抗体を用います。免疫チェックポイント等は免疫系込みのsyngeneic系が必要になります。標的占有・中和活性・ADCC/CDC、腫瘍増殖抑制（TGI）・生存、薬効とPK/標的占有の関係種交差反応性の有無で使えるモデルが決まります。ヒト化・トランスジェニック系はヒト生物学を完全には再現しませんADC抗体と同様に標的発現腫瘍のゼノグラフトが中心ですが、抗原発現量の異なる細胞株パネルやペイロード感受性、バイスタンダー効果も評価します。リンカー・ペイロードの安定性や切断は種依存性があり、標的非依存の取り込みも確認します。抗原発現量依存の細胞毒性・IC50、TGI・生存、ペイロード放出とバイスタンダー活性オフターゲット毒性・ペイロード寄与の評価が薬効解釈に欠かせません。抗原発現の不均一性の影響にも注意が要りますmRNA-LNPin vitroで発現量・機能（コードするタンパク質の活性）を確認し、in vivoは投与経路（筋注・静注等）ごとの発現分布・持続と機能効果を評価します。ワクチン用途では免疫原性（抗体価・T細胞応答）を見ます。自然免疫応答（センサー活性化）に種差があり、ヒトとげっ歯類で反応が異なりうる点に留意します。標的組織でのタンパク発現量・持続、機能的薬効、（ワクチンでは）抗体価・中和・T細胞応答LNPの生体内分布・自然免疫応答に種差があります。非ヒト霊長類での確認が必要になる場合がありますAAV（遺伝子治療）in vitroで導入・発現を確認し、in vivoは対象組織への指向性（トロピズム）と導入効率、導入遺伝子の機能を評価します。血清型のトロピズムや受容体利用に種差があり、疾患モデル（ノックアウト/変異動物、必要に応じ大型動物）で機能回復を見ます。プロモーターの種間差にも注意します。ベクターゲノムコピー数・導入遺伝子発現、標的組織での機能回復（表現型是正）、発現持続血清型のトロピズム・既存中和抗体・プロモーター活性に種差があります。単回投与が前提となりやすく、げっ歯類の結果が霊長類・ヒトに外挿しにくいことがありますsiRNA・ASO（核酸）配列がヒト標的に特異的なため、種を越えて配列一致する（クロスリアクティブな）分子を用いるか、げっ歯類標的に一致するサロゲート配列を設計してin vivo薬効（標的mRNA/タンパクのノックダウン）を確認します。GalNAc等の肝指向性送達はアシアロ糖タンパク質受容体（ASGPR）等の取り込み受容体の発現組織に依存します。標的mRNA/タンパクのノックダウン率・持続、下流の機能・バイオマーカー変化ヒト特異的配列は動物で薬効が出ないため、サロゲート/交差反応配列の設計が前提です。ハイブリダイゼーション依存のオフターゲットにも留意します細胞治療（CAR-T・iPS）in vitroで抗原特異的な細胞傷害・サイトカイン産生・増殖を確認し、in vivoはヒト腫瘍を移植した重度免疫不全マウス（NSG等）にヒトCAR-T細胞を投与するxenograft系で評価します。ヒト免疫系再構築（ヒト化）マウスを用いる場合もあります。同種異系や自家の設定、標的抗原のヒト特異性で系が制約されます。抗原特異的細胞傷害・サイトカイン、in vivoでの腫瘍制御・生存、投与細胞の生着・persistence・増殖免疫不全マウスはヒト免疫系全体を再現せず、CRSなど毒性・持続性の予測に限界があります規制・注意薬効モデルの妥当性は、後続の毒性・安全性評価に用いる動物種の選択とも関係します。バイオ医薬品では薬理・毒性の両面で薬理学的に関連する（relevantな）種を用いる考え方がICH S6(R1)に、抗がん剤の非臨床評価はICH S9に整理されています。オルガノイド・PDX・ヒト化モデルはヒト生物学への近さを高めますが、いずれもヒトへの外挿には限界があり、複数モデルの組み合わせと機序ベースの解釈が求められます。一次資料ICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品の非臨床安全性評価）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価）。関連する動物モデル・種特異性の考え方はこれらのガイドラインを一次参照とし、個別のPMIDは確実なもののみを別途参照してください。
バイオマーカー・PD評価
作用が体内で起きているか（薬効・作用機序の発現）を、どのマーカーと測定法で読むか
PDバイオマーカーは、投与された薬剤が意図した標的・経路に実際に作用していることを生体内で確認する直接的な証拠になります。PKと結びつけて用量選択や投与間隔の設計、有効性の裏づけに用いるため、モダリティごとに「何を測れば作用の証拠になるか」を最初に定義しておく必要があります。
共通の考え方いずれのモダリティでも、標的への到達（曝露）と作用（PD応答）を分けて捉え、PK/PD関係として関連づける考え方は共通です。可能なら近位マーカー（標的そのものへの作用）と遠位マーカー（下流・機能的応答）を組み合わせ、測定法はfit-for-purposeで妥当性を確認したアッセイで定量します。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）標的占有率（receptor occupancy, RO）をフローサイトメトリーで測定し、下流シグナル（リン酸化タンパク等）や標的経路のバイオマーカーを評価。可溶性標的なら遊離/総リガンド濃度をリガンド結合アッセイ（ELISA等）で測定RO（%）、遊離標的濃度、下流シグナル・機能マーカーの変化ROアッセイは遊離受容体・総受容体・薬剤結合受容体のどれを測るか設計で明確化する必要があります。可溶性標的が薬剤と複合体を作る場合はTMDD（標的介在性薬物動態）がPKにも影響しますADC抗体側の標的結合（RO）に加え、放出ペイロードの薬理作用マーカーを評価。ペイロード機序に対応したマーカー（DNA損傷型ならγH2AX、微小管阻害型なら有糸分裂/アポトーシス指標など）をIHC/フローで測定。ペイロード濃度はLC-MS/MSで定量RO、ペイロード薬理マーカー（例：γH2AX等のDNA損傷マーカー、有糸分裂/アポトーシス指標）、遊離ペイロード濃度抗体・コンジュゲート・遊離ペイロードを区別したバイオアナリシス設計が前提になります。どのマーカーを選ぶかはペイロードの作用機序（DNA損傷か微小管阻害か等）に依存しますmRNA-LNP導入mRNAから翻訳された産物（タンパク）の発現を評価。組織/血中の産物タンパクをELISA・LC-MSで定量し、必要に応じてmRNA量をRT-qPCRで測定。機能的マーカー（例：ワクチンなら抗原に対する免疫応答）も併用発現タンパク濃度（血中・組織）、導入mRNA量、機能的PD応答内因性タンパクと区別できるアッセイ（配列特異的検出やタグ）が必要な場合があります。発現は一過性で、投与後の時間経過（発現ピークと消失）を踏まえた採取設計が要りますAAV（遺伝子治療）導入遺伝子（transgene）産物の発現とその持続を評価。血中/組織のtransgene産物タンパクをELISA・LC-MSで定量し、ベクターゲノムコピー数・mRNA発現をqPCR/ddPCR・RT-qPCRで測定。酵素補充型なら酵素活性を機能マーカーにtransgene産物タンパク濃度、酵素活性等の機能指標、ベクターゲノム/mRNA発現量と持続性発現の持続性（数か月〜長期）が重要な読み出しで、PKの概念が曝露から発現持続に置き換わります。単回投与が基本で、既存の抗AAV中和抗体や投与後の免疫応答が発現・再投与可能性に影響しますsiRNA・ASO（核酸）標的mRNAのノックダウン率を主要PDとして評価。標的mRNAをRT-qPCR/ddPCRで、標的タンパクをELISA・LC-MSで測定。ASOのスプライス調整型ではスプライシング産物の変化を評価標的mRNAノックダウン率（%）、標的タンパク減少率、スプライス産物比作用組織での測定が重要です。特にGalNAc結合siRNAは肝細胞への取り込みに設計されており、肝が主な作用組織となるため、血中マーカーが標的組織の作用を代表するか確認が必要です細胞治療（CAR-T・iPS）投与細胞の体内動態（拡大・持続）をqPCR/ddPCR（ベクター/導入遺伝子コピー数）やフローサイトメトリーで追跡。薬理マーカーとして血中サイトカイン（ELISA/多項目イムノアッセイ）や標的細胞の消失（例：CD19 CAR-TでのB細胞アプラジア）を評価細胞の拡大ピーク・持続期間、サイトカイン濃度、B細胞アプラジア等の標的細胞消失生きた細胞が増殖・持続するためPKが従来の濃度時間曲線と異なり、細胞動態そのものが曝露指標になります規制・注意PDバイオアナリシスに用いるアッセイは、目的に応じた妥当性確認（fit-for-purpose validation）が求められます。バイオマーカーによる用量選択・PK/PD関連づけの考え方はICH S6(R1)（バイオ医薬品）やM3(R2)の枠組みに沿い、遺伝子治療・細胞治療ではFDA/EMAの各ガイダンスやICH S12（遺伝子治療製品の非臨床生体内分布）で、ベクター/導入遺伝子産物や生体内分布・発現の持続の評価が扱われます。免疫作動性の分子では、初回投与量の設定にMABEL（最小予測生物学的作用量）の考え方が用いられる点も踏まえます。一次資料ICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品の非臨床安全性評価）、ICH M3(R2)（非臨床安全性試験の実施時期）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価）、ICH S12（遺伝子治療製品の非臨床生体内分布）。遺伝子治療・細胞治療はFDA Guidance for Industry「Preclinical Assessment of Investigational Cellular and Gene Therapy Products」およびEMAの遺伝子/細胞治療関連ガイドラインを参照。個別のPMIDは確実なものに限るべきため、ここではガイダンス名・コードで示します。
送達・体内動態
体内でどこに・どれだけ・どのくらいの期間届くかを見ます。抗体のPKと、AAVや細胞治療の「動態」は、そもそも測り方の枠組みが異なります。
PK/PD・曝露評価
血中濃度・半減期・作用持続を、モダリティごとにどの分析物・どの手法で見るか
曝露量と作用持続の把握は用量設定・投与間隔・安全域の根拠になります。ただしPKで測る「対象」も適した手法もモダリティで根本的に異なるため、同じ枠組みで一律に扱うと曝露を見誤ります。
共通の考え方共通の起点は「曝露（何が・どこに・どれだけ・いつまで）を測り、PDと結びつける」ことです。測るべき分析物と定量法（リガンド結合／LC-MS／qPCR・ddPCR）をそのモダリティの体内挙動に合わせて選び、バリデーションはICH M10に沿わせるのが基準的な考え方です。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）リガンド結合アッセイ（ELISA等）で血清中濃度を測定し、母集団PK／TMDDモデルで解析します。FcRnリサイクリングによる長い半減期と、標的介在クリアランス（TMDD）に由来する非線形PKを評価します血清中濃度、半減期（週単位）、CL/Vd、AUC・Cmax、非線形性（用量比例性からの逸脱）抗薬物抗体（ADA）はクリアランス亢進・曝露低下として現れるため、PKと免疫原性を併せて解釈します。標的発現量が消失に効くため用量域で挙動が変わりますADC複数分析物を並行測定します。総抗体（コンジュゲート＋非コンジュゲート）と抗体薬物複合体（コンジュゲート抗体）はリガンド結合アッセイ、遊離ペイロードはLC-MS/MSで測定し、血中でのデコンジュゲーション（DAR推移）も追います総抗体・コンジュゲート抗体・遊離ペイロードの各濃度、DARの経時変化、ペイロード曝露抗体成分と小分子ペイロードで消失挙動が異なるため、単一分析物では曝露と毒性を結びつけにくくなりますmRNA-LNP一過性の分布・発現を評価します。LNP構成脂質・mRNAはLC-MS／qPCR等で、発現産物（コード蛋白）はリガンド結合アッセイで測定し、分布は肝を中心とする組織移行を確認しますmRNA・脂質の血中／組織中濃度と消失、発現蛋白の産生量とその持続（一過性）「薬」がその場で作られる産物であるため、投与分子の血中濃度だけでなく発現の時間経過を見る必要があります。分布は肝優位になりがちですAAV（遺伝子治療）従来の血中PKになじまないため、単回投与後にベクターゲノム（vg）のバイオディストリビューションと導入遺伝子発現・排出（シェディング）をqPCR／ddPCRで追跡し、組織内vgコピー数を主指標とします組織中ベクターゲノムコピー数（vg/µg DNA等）、導入遺伝子産物の発現量・持続、体液中シェディング血中半減期という枠組みでは作用持続を説明できません。組織内での持続を主眼に、質量（mg）ではなくvgを基準とした投与量設計が中心になります。既存中和抗体や単回投与という制約も踏まえます。ICH S12では長期の生体内分布評価が求められますsiRNA・ASO（核酸）血漿中はハイブリダイゼーションELISAやLC-MSで測定します。血中からは速やかに消失する一方、標的組織（特に肝）に蓄積するため組織中濃度も評価し、GalNAc結合体は肝実質細胞への取り込みを前提に解釈します血漿からの急速消失（短い血中半減期）、肝など組織中の蓄積濃度、薬理作用の長い持続（血中濃度と乖離）血中消失の速さと作用持続の長さが乖離するため、血漿PKだけでは持続を説明できません。組織曝露と標的ノックダウン（PD）を併せて見ます細胞治療（CAR-T・iPS）古典的PKではなく細胞動態（セルカイネティクス）として、投与細胞の拡大（expansion）→収縮（contraction）→持続（persistence）をqPCR／ddPCR（導入遺伝子コピー数）やフローサイトメトリーで追跡します血中トランスジーンコピー数のCmax・AUC・持続期間、生着・体内分布濃度・半減期の枠組みは当てはまりません。生きた細胞が体内で増減するため、曝露は細胞数の時間推移として捉えます規制・注意生体試料中の定量法バリデーションはICH M10に沿わせます。ペプチド・蛋白医薬の非臨床PK評価はICH S6(R1)、抗がん剤はICH S9、遺伝子治療のバイオディストリビューションはICH S12、および各極（FDA・EMA等）の遺伝子治療ガイダンスの枠組みが該当します。免疫原性（ADA）はPK解釈と不可分に扱ってください。一次資料ICH M10（生体試料中分析法バリデーション）、ICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品の非臨床安全性）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬）、ICH S12（遺伝子治療製品の非臨床生体内分布）。TMDDの標準的枠組みはMager & Jusko（2001, J Pharmacokinet Pharmacodyn）を参照。
組織分布・biodistribution
目的の組織・細胞に届いているか、そして不要な臓器（特に肝・脾や生殖腺）へ過度に集まっていないかを、組織別にどう定量するか。
効果は標的組織への到達量に、毒性の多くは非標的臓器への集積に規定されます。分布プロファイルを組織別に押さえることで、有効性の裏づけと毒性標的の予測、臨床用量・投与経路の設計根拠が得られます。
共通の考え方「どの臓器にどれだけ」を組織別の定量値として押さえるのが基本で、モダリティによって測る対象（分子そのものの濃度か、ベクターゲノムか、細胞由来DNAか）と手法が変わります。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）放射標識体（¹²⁵I/¹¹¹In等）を用いた組織分布試験、または免疫組織化学・LC-MS/MSでの組織中濃度測定。血漿曝露（PK）と組織/血漿比から推定することも多いです。FcRnや標的抗原発現組織への分布を評価します。組織別の標識体濃度（%ID/g）または組織中抗体濃度、組織/血漿比完全長IgGは大きく血管透過が限られるため、標的抗原発現と血流に分布が強く依存します。FcRnによる血中半減期の長さも組織曝露に影響します。ADC抗体部分・ペイロード・全ADCを別々に追跡する設計が要点で、放射標識やLC-MS/MSでリンカー切断後の遊離ペイロード分布も評価します。標的組織への送達と非標的組織でのペイロード曝露を切り分けます。各アナライト（総抗体・結合体・遊離ペイロード）の組織別濃度、DAR関連の分布挙動遊離ペイロードのオフターゲット分布が毒性標的（骨髄・肝・消化管等）の予測に効きます。mRNA-LNP標識脂質・標識mRNA、またはRT-qPCRによるmRNA組織量測定と、レポーター／標的タンパク発現の組織別評価。静脈内投与では肝、筋注では投与部位と所属リンパ節・脾の集積を評価します。組織別のmRNA量・発現タンパク量、LNP（脂質）の組織集積全身投与LNPは肝・脾集積が支配的になりやすく、投与経路とイオン化（ionizable）脂質の組成で分布が変わります。AAV（遺伝子治療）qPCR/ddPCRでベクターゲノムコピー数を各臓器で定量する生体内分布（biodistribution）試験。血液・肝・脾・生殖腺（性腺）を含む広範な組織を採取し、導入遺伝子mRNA/タンパク発現も併せて評価します。生殖腺分布は生殖細胞系列伝播リスクの観点で重視されます。組織別ベクターゲノムコピー数（vg/µg DNA または vg/細胞）、導入遺伝子発現、生殖腺分布ICH S12の枠組みで、投与経路・血清型に応じた組織パネルと採取時点、生殖腺を含む評価が求められます。既存中和抗体や再投与の制約もAAV特有の論点です。siRNA・ASO（核酸）放射標識体・LC-MS/MS・ハイブリダイゼーションELISA（hybridization ELISA/HELISA）等で組織中濃度を測定。無修飾／コンジュゲート（GalNAc等）で分布が変わり、肝・腎への蓄積を中心に評価します。組織別の親分子・代謝物濃度、肝・腎蓄積、標的mRNAノックダウンGalNAc-siRNAは肝実質細胞（肝細胞）指向、多くのASOは腎・肝に蓄積しやすい点が分布の要点です。細胞治療（CAR-T・iPS）生体内トラフィッキング（in vivo trafficking）評価。CAR-T等の遺伝子改変細胞では導入ベクター/導入遺伝子をqPCRで各組織のコピー数として定量し、標識細胞のin vivoイメージング（生物発光・PET等）で経時的分布を追跡します。非改変のiPS由来細胞ではドナー特異的マーカーやイメージングで局在・生着を把握します。組織別の細胞由来DNAコピー数（persistence/biodistribution）、イメージングによる局在・生着、増殖動態細胞は増殖・移動するため、単回スナップショットでなく経時的なトラフィッキングと持続性の把握が要点です。従来のPKパラメータではなく細胞動態として捉えます。規制・注意遺伝子治療製品では、生体内分布試験（vector biodistribution）が規制上要求され、組織パネル・採取時点・生殖腺を含む評価はICH S12「遺伝子治療製品の非臨床生体内分布に関する考慮事項」およびFDAの遺伝子治療関連ガイダンスに沿って設計します。生体内で複製・増殖しうる製品（in vivo で複製・増殖する可能性のあるベクターや細胞）では、持続性・生殖細胞系列伝播の観点も併せて検討します。一次資料ICH S12（遺伝子治療製品の非臨床生体内分布に関する考慮事項 / Nonclinical Biodistribution Considerations for Gene Therapy Products）、ICH S6(R1)（バイオ医薬品の非臨床安全性評価）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価）、FDA Guidance for Industry「Preclinical Assessment of Investigational Cellular and Gene Therapy Products」。核酸・LNPの分布は各製品の一次資料に依拠し、確実でないPMIDは付していません。
発現持続・用量反応
投与した作用はどのくらい続くのか、そして用量を変えると反応はどう変わるのか
効果の持続期間と用量反応の関係は、投与間隔・用量設定・臨床上のベネフィット/リスク設計を決める土台になります。モダリティによって「効果が続く仕組み」が根本的に異なるため、同じ問いでも測るべき指標と考え方が変わります。
共通の考え方いずれのモダリティでも、効果の立ち上がり・ピーク・減衰を時間軸で追う持続性の評価と、用量を振って反応の傾き・飽和・閾値を見る用量反応（曝露-反応）の評価を組み合わせます。ここで得た関係が投与間隔と用量設定の根拠になります。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点mRNA-LNP投与後のタンパク質発現を経時的に追跡します（ワクチンでは免疫原性、タンパク質補充では標的タンパク量）。発現は一過性のため反復投与を前提に、用量-免疫応答/発現の関係を評価します。発現/抗体価の時間推移とピーク・減衰、用量-応答曲線（数日オーダーの一過性発現、反復投与での応答）発現は通常数日で減衰し蓄積しにくいと考えられます。抗PEG抗体など反復投与に伴う応答変化にも留意します。AAV（遺伝子治療）単回投与で導入遺伝子の発現を長期（月〜年）にわたり追跡し、用量はvg/kg（ベクターゲノム/kg）で規定して発現の立ち上がり・定常レベル・持続を評価します。導入遺伝子産物レベル/機能マーカーの経時推移、vg/kg用量-発現/効果関係、ベクターゲノムの組織内持続発現の立ち上がりに数週間かかること、非分裂組織では長期持続する一方で分裂組織では希釈されうる点を考慮します。既存の抗AAV中和抗体は導入効率に影響し、投与後は抗ベクター免疫の獲得により事実上の再投与が難しくなるため、単回で必要な発現量を得る用量設計が前提になります。高用量に伴う安全性懸念（肝毒性など）も用量設定の制約になります。siRNA・ASO（核酸）反復投与を前提に、標的mRNA/タンパク質のノックダウン深度と回復までの時間を追い、反復で定常状態に達する用量・投与間隔を設定します（肝ではGalNAc結合による肝細胞取り込みで作用が延長します）。標的mRNA/タンパク質のノックダウン率と持続（数週〜月）、反復投与時の定常状態、用量-ノックダウン関係薬理作用（ノックダウン持続）が血中濃度より長く続くことが多く、PK-PD乖離を前提に評価します。細胞治療（CAR-T・iPS）投与細胞の生着・体内増殖（expansion）・存続（persistence）を経時的に追跡します。用量は細胞数（例：CAR-T細胞数/kg）で規定しますが、体内増殖のため用量-効果は必ずしも線形になりません。細胞の体内動態（ピーク増殖・持続期間）、生着マーカー、細胞数用量と効果/毒性の関係効果は投与量よりも体内での増殖・存続に強く依存します。増殖はサイトカイン放出症候群など毒性とも関連するため、用量-毒性の非線形性に注意します。深掘り発現持続・用量反応規制・注意遺伝子治療・遺伝子改変細胞治療では単回投与でも長期の発現・存続が起こりうるため、規制上は長期フォローアップ（発現・安全性の追跡）が求められます（FDA/EMAの遺伝子治療・遺伝子改変細胞の長期フォローアップに関するガイダンス）。曝露-反応の考え方はICH E4、非臨床試験計画はICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品）・S9（抗悪性腫瘍薬）を踏まえます。一次資料ICH E4（用量反応情報）、ICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品の非臨床安全性評価）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価）、FDA Guidance for Industry「Long Term Follow-Up After Administration of Human Gene Therapy Products」（2020）、EMA「Guideline on the quality, non-clinical and clinical aspects of gene therapy medicinal products」（EMA/CAT/80183/2014）
安全性・非臨床
免疫原性・オフターゲット・毒性を評価し、ヒト初回用量を設計します。ICHの枠組みは共通でも、着目する毒性と用量の考え方はモダリティで分かれます。
免疫原性・ADA
抗薬物抗体（ADA）や免疫反応をどのモダリティでどう捉えるか
投与された医薬品に対する免疫応答は、有効性の低下（中和）、薬物動態の変化、過敏症やインフュージョンリアクションといった安全性シグナルに直結します。免疫原性の「様態」がモダリティによって大きく異なるため、評価の設計もモダリティごとに組み替える必要があります。
共通の考え方多くのモダリティで、まずスクリーニングアッセイで陽性を拾い、確認アッセイで特異性を検証し、力価（タイター）や中和活性まで段階的に評価する階層アプローチが基準になります。一方で、非臨床データがヒトでの免疫原性を定量的に予測する力は限られるため、動物での免疫原性所見は主にPK・毒性データの解釈を補助する位置づけで扱います。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）スクリーニング／確認／中和の階層アッセイ。結合ADAはブリッジングELISAやECL（例：MSD）で検出し、確認はドラッグ競合、中和抗体（NAb）は細胞ベースまたは競合リガンド結合アッセイで評価します。ADAの結合特性・速度論の特性解析にはSPR／BLIを用いることがありますADA発生率・力価、中和抗体の有無、ADA陽性群でのPK（クリアランス亢進）・曝露量の変化との相関非臨床で検出される抗薬物抗体は動物由来の異種（ゼノジェニック）反応が主で、ヒトでの免疫原性の発生率を予測する用途には向きません。データはPK・TK解釈の補助として扱いますADCmAbと同様の階層アッセイに加え、抗体部分・リンカー・ペイロード各ドメインへのADA特異性を分けて評価します。総抗体・結合抗体（コンジュゲート）・遊離ペイロードなど複数アナライトを測定するバイオアナリシス設計と組み合わせます各ドメインへのADA、中和抗体、DAR（薬物抗体比）やペイロード曝露との関係ペイロード／リンカーがハプテンとして働き新規エピトープを生む可能性を考慮しますmRNA-LNP自然免疫の活性化（サイトカイン誘導、I型IFN応答）を評価し、PEG化脂質に対する抗PEG抗体（IgM／IgG）をELISA等で測定します。反復投与での加速血中クリアランス（ABC現象）の観点も含めますサイトカイン／IFNプロファイル、抗PEG抗体価、反復投与時のLNPクリアランス・発現量の変化液性ADAより自然免疫・補体・抗PEGが主な論点になります。過敏症・補体活性化関連反応（CARPA）にも留意しますAAV（遺伝子治療）投与前の既存抗カプシド中和抗体（NAb）を細胞ベース中和アッセイまたはTI（トランスダクション阻害）アッセイで測定し、被験者の適格性・投与可否の判断に用います。投与後はカプシドおよび導入遺伝子産物への液性・細胞性（ELISpot等）免疫を評価します既存NAb力価（投与可否のカットオフ）、投与後のカプシド／導入遺伝子への抗体・T細胞応答、導入遺伝子発現の持続性既存免疫が有効性・投与可否を左右する点が他モダリティと大きく異なります。原則として単回投与で、再投与の可否にも直結しますsiRNA・ASO（核酸）配列・骨格（ホスホロチオエート等）やCpGモチーフによるTLR依存の自然免疫活性化と、補体活性化を評価します。とくにサル反復投与毒性試験で補体系のモニタリングを組み込みます補体スプリット産物（例：Bb、C3a、C5a）、サイトカイン、TLR関連の炎症所見古典的なADAより自然免疫・補体活性化が中心の論点になります。GalNAc結合型など送達形式で様相が変わります細胞治療（CAR-T・iPS）同種（アロ）製品ではHLA不適合による宿主拒絶と、移植片対宿主病（GvHD）のリスクを評価します。CAR構成要素（マウス由来scFv等の外来配列）への液性・細胞性免疫も対象とし、HLAタイピングとドナー特異的抗体（DSA）を確認します抗CAR抗体・T細胞応答、細胞の生着・持続、HLA適合性、DSAの有無、GvHD所見自家か同種かで論点が根本的に変わります。非臨床の免疫拒絶モデルはヒトの同種免疫を十分に再現できません深掘り免疫原性・ADA規制・注意非臨床動物試験における免疫原性データは、主にPK・トキシコキネティクスや毒性所見の解釈を助けるためのものであり、ヒトでの免疫原性の発生率や重篤度を定量的に予測するものではないと理解されています。ヒトの免疫原性リスクは、臨床でのモニタリングとリスクベースの階層アッセイで管理する前提で設計します。バイオ医薬品の非臨床安全性評価全般はICH S6(R1)、抗がん剤（ADC等）はICH S9、遺伝子治療製品の生体内分布はICH S12など、対象製品ごとに適用ガイドラインの範囲を確認してください。一次資料ICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品の非臨床安全性評価）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価）、ICH S12（遺伝子治療製品の非臨床生体内分布）、FDA Guidance「Immunogenicity Testing of Therapeutic Protein Products — Developing and Validating Assays for Anti-Drug Antibody Detection」、FDA/EMAの細胞・遺伝子治療（EUではATMP）関連ガイダンス。ADAアッセイの階層設計（スクリーニング／確認／力価・中和）はこれらのガイダンスの考え方に沿っています。
オフターゲット・交差反応性
意図しない標的・組織・配列への作用を、モダリティごとに適した方法で評価できているか
意図した薬理作用の外側で起こる結合・取り込み・発現・編集は、そのまま予期しない毒性につながり得ます。オフターゲットの「入口」がモダリティで大きく異なるため、リスクの起点に合わせて評価を組んでおくことが、安全域の設定と初回投与量の根拠になります。
共通の考え方共通する考え方は、まず作用機序から「意図しない作用がどこで起こり得るか」を仮説立てし、in silico・in vitro・in vivoを組み合わせて特異性と分布を確認することです。ICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品）やS9（抗悪性腫瘍薬）の枠組みのもとで、モダリティ固有のリスクに応じた評価を追加します。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）ヒト組織交差反応性試験（TCR）を実施。凍結ヒト正常組織パネル（概ね30組織以上、FDA/EMAの想定を満たす範囲）に対し、被験抗体自体を検出試薬として免疫組織化学染色し、標的発現組織との整合と想定外の膜/細胞質染色の有無を確認します。標的以外への結合可能性の把握に用います。組織別の染色パターン（陽性部位・染色局在・強度）、標的発現との整合性TCRは結合の可能性を示すスクリーニングで、in vivoの毒性を直接予測するものではありません。ICH S6(R1)では動物種選択の根拠としての価値は限定的とされ、種選択は配列相同性や機能アッセイで別途確認します。ADC抗原非依存の取り込みによる毒性を評価します。ペイロード・リンカー由来の毒性に加え、正常組織へのFcγRやマクロピノサイトーシス等を介した非特異的取り込みを、抗原陰性細胞・組織や非結合対照ADCとの比較で検討します。抗原陰性系での細胞毒性、主要毒性標的組織（骨髄・肝・角膜/眼など、ペイロードクラス依存）の所見用量規定毒性の多くはペイロード由来で標的非依存に生じ得ます。ペイロードのクラス既知毒性を踏まえて設計します。mRNA-LNP意図しない組織での発現（異所性発現）と生体内分布を評価します。IVIS等による発現分布、RT-qPCR/バイオアッセイでの組織別mRNA量・タンパク発現、投与部位外（特に肝への集積）を確認します。LNP構成脂質の反復投与毒性・炎症性も併せて評価します。組織別の発現量・分布、肝など非標的組織での発現、局所/全身の炎症反応LNPは肝指向性が強く、発現分布は投与経路・製剤で変わります。AAV（遺伝子治療）カプシド指向性（トロピズム）のずれによる異所性発現・分布を評価します。ベクターゲノム生体内分布（qPCRによるDNAコピー数）と、導入遺伝子の組織別発現（RT-qPCR/タンパク）を測定し、生殖腺分布や意図しない組織での長期発現リスクも確認します。組織別ベクターゲノムコピー数、導入遺伝子発現分布、生殖腺への分布血清型により指向性が異なります。プロモーター選択で発現の組織特異性をある程度制御できます。siRNA・ASO（核酸）配列相同性に依存するハイブリダイゼーション依存オフターゲット（部分相補配列への作用）をin silicoで予測し、必要に応じてトランスクリプトーム等で確認します。加えて、化学修飾クラスに固有のハイブリダイゼーション非依存毒性（例：ホスホロチオエートの蛋白結合、肝・腎への蓄積、補体活性化）を評価します。予測オフターゲット遺伝子への影響、肝・腎の毒性所見、免疫刺激/補体関連の指標オフターゲットには配列依存と化学クラス依存の2系統があり、切り分けて考えます。補体活性化はサル等で顕在化しやすい点にも留意します。細胞治療（CAR-T・iPS）オンターゲット・オフツモール（正常組織が同じ抗原を発現することによる正常組織傷害）を評価します。標的抗原の正常組織発現をデータベース/免疫染色で確認し、正常細胞に対する共培養細胞傷害・サイトカイン放出アッセイを実施します。CAR結合ドメインの交差反応性も検討します。抗原陽性正常細胞に対する細胞傷害活性・サイトカイン産生、標的抗原の正常組織発現分布iPS由来製品では造腫瘍性・残存未分化細胞など別軸の評価も必要です。規制・注意評価法は作用機序と製品特性から個別に設計するのが基本で、規制当局との事前相談が推奨されます。抗悪性腫瘍薬ではICH S9により一部評価が簡略化され得る一方、遺伝子・細胞治療は各極の専用ガイダンス（生体内分布・造腫瘍性等）に沿った追加評価が求められます。ここに挙げた手法は代表例で、対象製品ごとに取捨選択されます。一次資料ICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品の非臨床安全性評価）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価）、ICH M3(R2)（非臨床試験の実施時期）。遺伝子治療の生体内分布・カプシド指向性はFDA/EMAの遺伝子治療関連ガイダンス、細胞治療のオンターゲット・オフツモールは各極の細胞治療関連ガイダンスを参照。核酸医薬のオフターゲット評価はオリゴヌクレオチド関連の規制ガイダンスおよび業界コンソーシアム（OSWG：Oligonucleotide Safety Working Group）の考え方に準拠。
毒性・安全性薬理
反復投与毒性・臓器毒性・免疫毒性・遺伝毒性を、モダリティごとにどう評価するか
ヒト初回投与の用量設定と安全域、標的臓器の特定、可逆性の判断に必要な情報を得るための中核試験だからです。モダリティによって主たる毒性の出方（標的関連か、化学ペイロード由来か、自然免疫か、生体内分布・発現分布か）が大きく変わるため、評価設計を作り分けます。
共通の考え方反復投与毒性は臨床投与経路・臨床曝露を反映する用量で実施し、標的臓器・NOAEL/HNSTD・可逆性・TK（曝露相関）を読み出します。安全性薬理（S7A：心血管・呼吸・中枢の中核バッテリー／S7B：心室再分極・QT）を組み込み、モダリティの性質に応じて別建ての免疫毒性・遺伝毒性評価を追加するのが基準的な流れです。生物製剤では標準的な遺伝毒性バッテリーは通常適用外で、化学ペイロードや新規化学修飾がある場合に個別に検討します。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点抗体（mAb）薬理学的に妥当な関連動物種（多くはサル、標的交差性次第で選定）で反復投与毒性（ICH S6(R1)）。標的関連毒性・サイトカイン放出、必要に応じ組織交差反応性（TCR）や免疫原性のモニタリングを組み込む。DNA相互作用がないため標準的な遺伝毒性バッテリーは通常不要（S6(R1)）。初回ヒト用量は作動性が強い場合MABELの考え方で設定する。NOAEL/HNSTD、標的臓器、TK/免疫原性（ADA）、サイトカイン、可逆性FcRnリサイクルで半減期が週単位・標的介在性クリアランス（TMDD）で非線形になりやすい。抗がん抗体はICH S9で試験の範囲・期間を合理化し、関連種が1種のみのこともあるADC抗体骨格に加えペイロード由来のオフターゲット毒性を評価。関連動物種（S6(R1)）での評価に加え、ペイロード/リンカーは小分子と同様に扱い、その遺伝毒性・安全性薬理を検討。多くは抗がんでS9枠組み。骨髄抑制・肝毒性など標的臓器、HNSTD、遊離ペイロードのTK、可逆性毒性は標的非依存のペイロード毒性が支配的なことが多い。切断（cleavable）リンカーは全身の遊離ペイロード曝露に留意mRNA-LNP齧歯類等でLNP製剤としての反復投与毒性。自然免疫応答・注射部位反応・肝（LNP分布）を重点評価し、補体・サイトカインをモニタリング。安全性薬理を組み込む。注射部位所見、肝逸脱酵素、サイトカイン/補体、血液学・急性期反応、局所忍容性生体内分布（発現分布）と製剤（脂質・イオン化脂質）依存性が大きい。予防ワクチン用途では該当するワクチンガイダンスに沿うAAV（遺伝子治療）臨床経路・ベクター・導入遺伝子を反映した設計で、生体内分布と統合した長期観察を伴う毒性試験。肝毒性・背根神経節（DRG）病変・免疫応答（自然/獲得、補体）を重点評価。FDA/EMAの遺伝子治療ガイダンスに基づく。肝逸脱酵素・肝組織、DRG/末梢神経病理、生体内分布・導入遺伝子発現、免疫応答、可逆性/持続性通常は単回投与で、既存の抗AAV中和抗体があると効果・毒性評価に影響するため被験動物選定に留意。長期フォローアップと挿入変異リスク（非組込み型AAVでは一般に低いが完全には否定できない）、導入遺伝子の過剰発現毒性も考慮siRNA・ASO（核酸）齧歯類＋非齧歯類での反復投与毒性で肝・腎（近位尿細管）蓄積、クラス／化学修飾関連毒性、補体活性化（特にホスホロチオエート型ASO）を評価。ハイブリダイゼーション非依存/依存の両面。遺伝毒性リスクは一般に低く、既知の化学修飾では標準バッテリーを省略し得るが、新規修飾ではS2(R1)に準じて個別に検討する。肝腎の組織/機能マーカー、補体・凝固、注射部位、蓄積とTK、クラス毒性所見化学修飾・送達（GalNAc抱合による肝細胞取り込み等）で毒性プロファイルが変わる。プロ炎症性・血小板影響に留意。核酸専用のICH S13が策定中細胞治療（CAR-T・iPS）従来の反復投与毒性より、造腫瘍性/腫瘍原性、生着・生体内分布・持続、オンターゲット/オフツモール、サイトカイン放出（CRS）を評価。適切な動物モデル（同系/免疫不全/類似構築物）や必要に応じ患者由来細胞での評価。細胞治療の個別ガイダンス。腫瘍形成能、生体内分布・生着・持続、CRS/サイトカイン、標的外組織への影響薬物動態（PK）ではなく細胞の動態（生着・増殖・持続）で捉える。標準毒性試験が成立しにくく製品特異的な設計になる。iPS由来は未分化細胞残存・造腫瘍性が焦点手法・装置毒性病理・安全性薬理深掘り毒性・安全性薬理規制・注意試験の範囲・期間・遺伝毒性の要否はモダリティと適応（抗がんか否か）で変わります。バイオ医薬はICH S6(R1)、抗がんはICH S9で合理化され、遺伝子治療・細胞治療はFDA/EMAの個別ガイダンスが優先します。核酸医薬はICH S6(R1)が完全には当てはまらず個別判断が中心で、専用のICH S13が策定中（2024年開始・未確定）です。安全性薬理はICH S7A/S7Bに沿い、専用試験か反復投与試験への組み込みかを製品ごとに判断します。最終設計は規制当局との事前相談で確定するのが基本です。一次資料ICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品の非臨床安全性評価）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価）、ICH S7A（安全性薬理：心血管・呼吸・中枢の中核バッテリー）・S7B（心室再分極遅延／QT）、ICH S2(R1)（遺伝毒性試験と評価）、ICH M3(R2)（臨床試験実施のための非臨床試験）。核酸医薬はICH S13（策定中）。遺伝子治療・細胞治療はFDA/EMAの個別ガイダンス（遺伝子治療の長期フォローアップ、AAVの生体内分布・DRG毒性等）を参照。
初回投与量設計
ヒト初回投与量（FIH）をどの根拠から設計するか
初回投与量は、非臨床データから安全側に立ってヒトでの開始点を決める工程で、被験者の安全と用量漸増の起点を左右します。モダリティによって「何が用量制限になるか」が違うため、同じMRSDの枠組みをそのまま当てはめられるかが分かれます。
共通の考え方多くの場合、動物のNOAELからHED（体表面積換算等）を求め、安全係数を掛けてMRSD（最大推奨開始用量）を算出するのが基準です（FDA 2005ガイダンス）。一方で薬理作用が急峻・不可逆なモダリティでは、NOAEL基準では過大になり得るため、PAD（薬理活性量）やMABELなど薬理作用側からの下限も併せて検討し、より低い方を採用する考え方が共通します。なお抗がん剤ではNOAEL/HEDではなく、げっ歯類のSTD10の1/10または非げっ歯類のHNSTDの1/6を開始用量とする枠組み（ICH S9）が用いられます。
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点低分子動物NOAELからHEDを体表面積換算で求め、安全係数（通常10、根拠に応じ調整）を掛けてMRSDを算出（FDA 2005 MRSDガイダンス／ICH M3(R2)）。必要に応じPADと比較。MRSD（mg/kgまたはmg/m2）、NOAEL/HED、安全係数最も標準化された枠組み。急性・オフターゲット毒性が用量制限になることが多い。抗体（mAb）免疫作動性・アゴニスト活性がある場合はNOAEL基準ではなくMABEL（最小予測薬理作用量）を採用。受容体占有率・in vitro薬理・PK/PDから逆算し、複数手法の中で最も保守的な値を選ぶ（TGN1412の教訓、EMA 2007／改訂2017 FIHガイドライン）。標的作用が穏やかならMRSDも可。MABEL、受容体占有率（例10%等）、標的結合・in vitro EC値サイトカイン放出等のオンターゲット毒性リスクが用量設計を規定。FcRn再循環で半減期が長く、TMDDも考慮。バイオ医薬品の非臨床はICH S6(R1)。ADC抗体部分の標的薬理と、切断されるペイロード（多くは細胞毒）の全身毒性を分けて評価。抗がん剤ではICH S9に沿い、非げっ歯類HNSTDの1/6またはげっ歯類STD10の1/10を開始用量の主根拠とし、ペイロード毒性を規定要因とする。HNSTD/STD10、DAR、遊離ペイロード曝露多くが腫瘍領域でICH S9適用。ペイロード由来の血液毒性等がDLTになりやすい。mRNA-LNP発現産物の薬理とLNP由来の自然免疫・炎症反応の両面を考慮。反復投与毒性のNOAELからHEDを求めつつ、過度の免疫活性化を避ける観点で開始用量を保守的に設定。ワクチン用途では免疫原性・反応原性が主眼で、適用ガイダンスも異なる。NOAEL/HED、発現量・薬理、反応原性（サイトカイン・炎症）製品の目的（ワクチンか治療か）で基準が変わる。予防ワクチンや化学合成オリゴはICH S12の適用範囲外である点にも注意し、適用ガイダンスを個別に確認。AAV（遺伝子治療）用量はvg/kg（ベクターゲノム数）で規定し、非臨床の生体内分布・毒性から設定。免疫反応（自然免疫・抗capsid）と肝毒性が用量制限になりやすく、これらのNOAELや観察所見が主根拠（FDA遺伝子治療ガイダンス、ICH S12：遺伝子治療の非臨床バイオディストリビューション）。vg/kg、肝機能・免疫マーカー、生体内分布単回・長期持続的な曝露で、通常の反復投与NOAEL/安全係数の考え方がそのままは使えない。既存の抗capsid中和抗体で被験者が除外され、投与後は中和抗体誘導で再投与が難しいことも設計上の前提。siRNA・ASO（核酸）クラス共通の毒性（肝・腎蓄積、補体活性化、hybridization非依存/依存毒性）を踏まえ、反復投与毒性のNOAELからHEDを算出。組織蓄積を考慮した曝露ベースの評価を併用（ICH S6(R1)を参照しつつオリゴ核酸のクラス知見を適用）。NOAEL/HED、組織（肝腎）蓄積・曝露、補体・炎症マーカー化学修飾・送達（GalNAc結合による肝細胞取り込み等）でクラス毒性プロファイルが変わる。細胞治療（CAR-T・iPS）用量は質量でなく細胞数（総細胞数またはkg当たり）で表し、体内での増殖・生着により曝露が非線形。動物モデルの予測性が限られるため、既存臨床知見・作用機序・in vitro活性からリスクベースで開始細胞数を設定（ICH S6(R1)、FDA細胞・遺伝子治療ガイダンス）。投与細胞数、生着・増殖、サイトカイン放出（CRS）関連指標通常のPK/曝露でなく細胞動態（増殖・生着）が曝露を規定。CRS等のオンターゲット毒性と長期持続を考慮し、NOAEL/安全係数の枠組みは適用しにくい。深掘り初回投与量設計規制・注意開始用量の根拠と適用ガイダンスはモダリティと適応（特に抗がん剤か否か）で変わります。抗がん剤はICH S9の枠組み（患者対象・STD10の1/10またはHNSTDの1/6を開始用量とし、より高い開始点を許容）で設計されることが多く、健常人対象の試験とは前提が異なります。MABEL採用の要否や安全係数は、標的作用の急峻さ・不可逆性・種差の大きさに応じて個別に正当化する必要があります。一次資料FDA Guidance for Industry (2005) "Estimating the Maximum Safe Starting Dose in Initial Clinical Trials for Therapeutics in Adult Healthy Volunteers"（MRSD算定）、ICH M3(R2)、ICH S6(R1)（バイオ医薬品の非臨床安全性）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬の非臨床評価。開始用量はSTD10の1/10またはHNSTDの1/6）、ICH S12（遺伝子治療の非臨床バイオディストリビューション。予防ワクチン・化学合成オリゴは適用範囲外）、EMA Guideline on strategies to identify and mitigate risks for first-in-human and early clinical trials（初版2007／改訂2017、MABEL・TGN1412の教訓を反映）。PMIDは付していません。