理研ジェネシスと日立による「Olink Explore」サービス高度化の概念図
株式会社理研ジェネシス(以下、理研ジェネシス)と株式会社日立製作所(以下、日立)は、日立の説明可能なAI「B3*1」と生成AIを活用して、理研ジェネシスがサービスを提供しているタンパク質定量解析「Olink Explore*2」を高度化し、アカデミアや製薬会社向けに本日より新たなサービス(以下、本サービス)として提供を開始しました。「Olink Explore」は、微量の検体(主に血清・血漿)に対し、多数のタンパク質(現時点で約 3000 種類~)を網羅的に解析できる技術で、理研ジェネシスは国内外にサービス提供しています。本サービスは、「Olink Explore」の膨大なアウトプット情報に、日立独自の「B3」や生成AIを活用した解析を組み合わせるもので、薬剤の効果や疾患発症のメカニズム解明、および新規タンパク質バイオマーカー*3の探索を迅速化します。さらに、一般的な血液検査の項目や遺伝子など、タンパク質以外のさまざまな物質データを組み合わせて統合的に解析すること(マルチオミックス解析)も今後可能になる予定です。これにより、個別化医療をはじめとする次世代医療の発展に貢献します。
なお、両社は2024年3月~5月に、「Olink Explore」のアウトプット情報を「B3」や生成AIで解析するPoCを実施し、疾患と遺伝子・たんぱく質の相互作用の情報が従来よりも迅速に入手・検索可能になることを確認しています。
*1B3: Black Box Breaker*2Olink Explore:オーリンクプロテオミクス株式会社の網羅的タンパク質定量解析のためのプラットフォーム。現在「Olink Explore 3072」と「Olink Explore HT」の2種類のラインアップがあり、一度の解析で検出可能なタンパク質の種類は、それぞれ約3000種類と5400種類。「Olink」はオーリンクプロテオミクス株式会社の商標または登録商標です。*3バイオマーカー:病気の診断、治療の効果、医薬品の効果を示す生理学的指標
背景
同じ病気の患者においても、医薬品の薬剤の効き方や生活の質を悪化させる有害事象の発生有無には個人差があることから、近年、患者個人の体質や病気の状態に合わせた「個別化医療(オーダーメイド医療)」の実現に向けた研究・開発が進んでいます。こうした中、患者ごとに適切な治療を選択するため、治療の有効性・安全性を適切に評価する、タンパク質や遺伝子などの生体内指標「バイオマーカー」を、さまざまな患者データの中から探索する研究が盛んに行われています。
患者の血清・血漿からタンパク質バイオマーカーの候補となる物質を探索する場合、従来方法では一度の検体量から測定できるタンパク質の種類には限界がありました。しかし、理研ジェネシスが受託サービスを展開する「Olink Explore」を活用することで、より多くの種類のタンパク質が検出可能になります。その一方で、アウトプット情報から必要な結果を抽出するには、データクレンジングを入念に行う必要があり、長い作業時間を要します。特に、エンリッチメント解析*4では、結果が膨大になることもあり、解釈に時間がかかっていました。
日立は2019年から、「B3」を用いたLumada*5ソリューション「Hitachi Digital Solution for Pharma/バイオマーカー探索サービス」を提供しており、「Olink Explore」で測定可能なタンパク質数と同程度の大量のデータをもとにした遺伝子機能やバイオマーカー探索を支援してきた実績があります。加えて、AIから得られた遺伝子機能と疾患の関連性を調査する作業を、生成AIを活用して効率化してきました。
そこで両社は、理研ジェネシスが受託サービスを展開する「Olink Explore」のアウトプットデータに「B3」や生成AIを活用して解析することで、さらなるバイオマーカー探索業務の支援が可能になると考え、協業を開始しました。
日立では、バイオテクノロジーやITの進展、および高齢化社会の到来に伴い、ヘルスケア分野を注力事業の一つとしています。なかでもバイオ医薬分野では、長年にわたり豊富な実績を有するプロダクト、OT*6、ITとドメインナレッジを組み合わせて、創薬プロセス全体の期間短縮やコスト削減への貢献をめざしており、今回の理研ジェネシスとの協業はその一環となります。
*4エンリッチメント解析:疾患発症や薬効と関連する重要な生物学的パスウェイおよびプロセスを特定する解析方法の1つ。*5Lumada:お客さまのデータから価値を創出し、デジタルイノベーションを加速するための、日立の先進的なデジタル技術を活用したソリューション・サービス・テクノロジーの総称 *6OT(Operational Technology):制御・運用技術
本サービスの特長
タンパク質定量解析「Olink Explore」に、日立の説明可能なAI「B3」や生成AIを活用した解析をオプションとして提供するサービスです。
- グローバルで豊富な解析実績を有する「Olink Explore」
オーリンクプロテオミクス株式会社の「Olink Explore」を使用した網羅的タンパク質定量解析は、イムノアッセイ*7と次世代シーケンサー(Next Generation Sequencer, NGS)*8を組み合わせた、高マルチプレックス*9と極めて高い特異性を両立させた解析ソリューションです。この技術は、微量の検体から数千種類のタンパク質を網羅的に解析できるため、創薬ターゲットの探索、臨床試験における患者層別化、市販後の臨床研究におけるバイオマーカー探索など、さまざまな医薬品開発フェーズでの活用が期待されます。「Olink Explore」は、UKバイオバンク*10において5万人を超える解析実績があり、日本でもバイオバンクジャパン(BBJ)や新型コロナウイルス感染症の研究に採用されています。 - AIが導き出した結果を説明可能
「B3」は非線形な解析モデルをシンプルな線形モデルで表現することが可能なため、「AIがなぜその答えを出したのか」を人が解釈しやすく、医療や創薬の現場での意思決定に有効です。 - データのサンプルサイズが小さくても解析が可能
「B3」は独自の次元圧縮・過学習抑制の機構を組み込んでおり、検体数が少ない研究においても精度を保った解析が可能です。 - マルチバイオマーカーの探索に対応
臨床現場において、病態生理が複雑な疾患、不均一性が高い疾患などに対する予測性能を高めるための、複数因子を組み合わせたバイオマーカー(マルチバイオマーカー)の探索にも対応しています。 - 生成AIによるエンリッチメント解析結果の要約レポート作成
生成AIを活用して、エンリッチメント解析で得られた遺伝子機能に関する文献を調査し、グラフ・表・要約をまとめたレポート資料を作成・付録します。これにより、遺伝子機能と疾患の関連性を調査する工数・期間を短縮できます。 - アカデミアや製薬会社での利用実績
「B3」は国内のアカデミアや製薬会社で、リスク因子探索などの用途で利用実績があります。
*7イムノアッセイ:抗原と抗体の特異的な結合を利用して、特定の物質(抗原または抗体)を検出・定量する分析方法*8次世代シーケンサー(Next Generation Sequencer, NGS):DNAまたはRNAの塩基配列を高速かつ大量に解析することができる技術*9高マルチプレックス:複数の生体分子を同時に測定する技術*10 UKバイオバンク:50万人の英国人参加者から得られた、匿名化された遺伝子情報、生活習慣、健康情報、生物学的サンプルを収めた大規模な生物医学データベースおよび研究リソース
関連情報
- 「Olink Explore」について(Olink, Part of Thermo Fisher ScientificのWebサイト)
- 理研ジェネシスの「Olink Explore」受託サービスについて
- 日立の「Hitachi Digital Solution for Pharma/バイオマーカー探索サービス」について
理研ジェネシスについて
理研ジェネシスは、最先端の遺伝子解析技術やバイオインフォマティクスを活用した遺伝子受託解析サービスや製品を提供し、個別化医療における技術・経験・ノウハウを保有する数少ない日本企業の一つです。
2007年、凸版印刷株式会社(以下「凸版印刷」)、国立研究開発法人理化学研究所(以下「理化学研究所」)および株式会社理研ベンチャーキャピタルの共同で、個別化医療における理化学研究所の最先端研究成果を広く社会に展開し医療現場における実用化を促進することを目指し、設立しました。2014年、凸版印刷およびシスメックス株式会社(以下「シスメックス」)が、個別化医療における遺伝子検査事業の発展のため、相互に協力していくことに合意し、それぞれ理研ジェネシスに出資。さらに2016年、ゲノム医療の臨床実装の実現に向けて、シスメックスの子会社となりました。
日立製作所について
日立は、データとテクノロジーでサステナブルな社会を実現する社会イノベーション事業を推進しています。お客さまのDXを支援する「デジタルシステム&サービス」、エネルギーや鉄道で脱炭素社会の実現に貢献する「グリーンエナジー&モビリティ」、幅広い産業でプロダクトをデジタルでつなぎソリューションを提供する「コネクティブインダストリーズ」という3セクターの事業体制のもと、ITやOT(制御・運用技術)、プロダクトを活用するLumadaソリューションを通じてお客さまや社会の課題を解決します。デジタル、グリーン、イノベーションを原動力に、お客さまとの協創で成長をめざします。3セクターの2023年度(2024年3月期)売上収益は8兆5,643億円、2024年3月末時点で連結子会社は573社、全世界で約27万人の従業員を擁しています。
お問い合わせ先
株式会社理研ジェネシス 営業部
株式会社日立製作所 インダストリアルデジタルビジネスユニット
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理研创世纪和日立推进的 “Olink Explore” 服务概念图
理研创世纪有限公司(以下简称理研创世纪)和日立有限公司(以下简称日立)利用日立的可解释人工智能 “B3*1” 和生成式人工智能,推进了理研创世纪提供的定量蛋白质分析 “Olink Explore*2”,并从今天开始将其作为一项新服务(以下简称本服务)提供给学术界和制药公司。“Olink Explore” 是一项可以综合分析痕量样本(主要是血清/血浆)上大量蛋白质(目前约3000种及以上)的技术,RIKEN GENESIS在国内外提供服务。该服务将 “Olink Explore” 的大量输出信息与利用日立自己的 “B3” 和生成式人工智能进行分析相结合,以加快阐明药物作用和发病机制,并寻找新的蛋白质生物标志物*3。此外,计划将来还可以通过合并蛋白质以外的各种物质(例如一般血液检查项目和基因)的数据进行综合分析(多组学分析)。这将有助于下一代医疗的发展,首先是个性化医疗。
此外,从2024/3/5开始,两家公司进行了PoC,使用 “B3” 和生成式人工智能分析 “Olink Explore” 的输出信息,并且已经证实可以比以前更快地获得和检索有关疾病与基因/蛋白质之间相互作用的信息。
*1B3:Black Box Breaker*2Olink Explore:Olink Proteomics Co., Ltd. 提供的全面定量蛋白质分析平台目前,有 “Olink Explore 3072” 和 “Olink Explore HT” 两种类型的阵容,一次分析即可检测到的蛋白质类型分别约为3000种和5400种。“Olink” 是 Olink Proteomics Co., Ltd. 的商标或注册商标。*3 生物标志物:显示疾病诊断、治疗效果和药物作用的生理指标
背景
由于药物的作用方式以及即使在患有相同疾病的患者中是否也会发生使生活质量恶化的不良事件存在个体差异,因此近年来研发取得了进展,旨在实现针对个体患者体质和疾病状态量身定制的 “个性化医学(定制药物)”。在这种情况下,为了为每位患者选择合适的治疗方法,正在积极开展研究,从各种患者数据中寻找生物指标 “生物标志物”,例如蛋白质和基因,以适当评估治疗的疗效和安全性。
在从患者血清/血浆中寻找可作为蛋白质生物标志物的候选物质时,使用传统方法从单一样本量中测量的蛋白质类型是有限的。但是,通过利用RIKEN GENESIS开发的合同服务的 “Olink Explore”,可以检测出更多类型的蛋白质。另一方面,为了从输出信息中提取必要的结果,需要仔细清理数据,而且需要很长时间才能工作。特别是,在浓缩分析*4中,结果有时是巨大的,解释需要时间。
自2019年以来,日立一直在使用 “B3” 提供Lumada*5解决方案 “日立制药/生物标记物搜索服务数字解决方案”,并且在支持基因功能和生物标记物搜索方面有着良好的记录,这些数据与使用 “Olink Explore” 可以测量的蛋白质数量大致相同。此外,利用生成式人工智能简化了研究基因功能与从人工智能获得的疾病之间关系的工作。
因此,两家公司认为,通过使用 “B3” 和生成式人工智能来分析 “Olink Explore” 的输出数据,有可能进一步支持生物标记物搜索操作,RIKEN GENESIS在那里开发了合同服务并开始合作。
随着生物技术和信息技术的进步以及老龄化社会的到来,日立正专注于医疗保健领域。最重要的是,在生物制药领域,我们的目标是通过将领域知识与具有丰富经验的产品、OT*6和IT相结合,为缩短整个药物发现过程的时间和成本降低做出贡献,而与RIKEN Genesis的合作就是其中的一部分。
*4 丰富分析:一种用于识别与疾病发作和药物疗效相关的重要生物学途径和过程的分析方法。*5Lumada:利用日立先进数字技术从客户数据中创造价值并加速数字创新的解决方案、服务和技术的通用术语*6oT(运营技术):控制和操作技术
此服务的特点
该服务使用日立的可解释人工智能 “B3” 和生成式人工智能作为定量蛋白质分析 “Olink Explore” 的选项提供分析。
- “Olink Explore”,拥有丰富的全球分析经验
使用 Olink Proteomics Co., Ltd. 的 “Olink Explore” 进行全面的定量蛋白质分析是一种将免疫测定*7 与下一代测序器 (NGS) *8 相结合的分析解决方案,同时具有高多重性*9 和极高的特异性。由于该技术可以综合分析微量样本中的数千种蛋白质,因此有望用于药物研发的各个阶段,例如寻找药物发现靶点,在临床试验中对患者进行分层,以及上市后临床研究中的生物标志物搜索。“Olink Explore” 在英国生物库有超过5万人的分析记录*10,日本还被用于对日本生物库(BBJ)和新型冠状病毒感染的研究。 - 人工智能得出的结果可以解释
由于 “B3” 可以用简单的线性模型来表达非线性分析模型,因此人们很容易解释 “人工智能给出这个答案的原因”,而且它对于在医疗和药物发现环境中做出决策非常有效。 - 即使数据的样本量很小,也可以进行分析
“B3” 采用了独特的尺寸压缩和过度学习抑制机制,即使在对少量样本的研究中也能保持精度。 - 兼容多生物标志物探索
在临床环境中,它还适用于寻找结合多种因素的生物标志物(多生物标志物),以改善具有复杂病理生理学的疾病和具有高度异质性的疾病的预测性能。 - 使用生成式 AI 编制浓缩分析结果摘要报告
使用生成式人工智能,研究通过富集分析获得的有关基因功能的文献,并编写并附上汇总图表、表格和摘要的报告材料。这缩短了研究基因功能与疾病之间关系所需的工时和时间。 - 在学术界和制药公司的使用经验
“B3” 已被国内学术界和制药公司用于风险因素搜索等应用。
*7 免疫分析:使用抗原和抗体之间的特异性结合来检测和定量特定物质(抗原或抗体)的分析方法*8 下一代测序器(NGS):可以高速大量分析 DNA 或 RNA 核苷酸序列的技术 *9 High Multiplex:同时测量多个生物分子的技术*10 英国生物库:50 个大型生物医学数据库和包含匿名遗传信息的研究资源,从1万名英国人那里获得的生活方式、健康信息和生物样本参与者
相关信息
- 关于 “Olink Explore”(Olink,赛默飞世尔科学网站的一部分)
- 关于 RIKEN GENESIS 的 “Olink Explore” 合约服务
- 关于日立的 “日立制药/生物标记物发现服务数字解决方案”
关于理研创世纪
RIKEN GENESIS利用尖端的遗传分析技术和生物信息学提供合同基因分析服务和产品,是为数不多的拥有个性化医疗技术、经验和专有技术的日本公司之一。
2007年,凸版印刷株式会社(以下简称 “凸版印刷”)、理研创业投资株式会社与理研风险投资株式会社合作,将理研在个性化医疗方面的前沿研究成果扩展到社会各阶层,并促进在医疗领域的实际应用。2014年,凸版印刷和Sysmex株式会社(以下简称 “Sysmex”)同意相互合作发展个性化医疗的基因检测业务,并分别投资了理研创世纪。此外,在2016年,它成为Sysmex的子公司,以实现基因组医学的临床实施。
日立株式会社简介
日立正在推动通过数据和技术实现可持续社会的社会创新项目。我们通过Lumada解决方案解决客户和社会问题,这些解决方案利用IT、OT(控制/运营技术)和三部门业务系统下的产品:支持客户数字化的 “数字系统和服务”;通过能源和铁路促进实现脱碳社会的 “绿色能源和交通”;以及 “互联行业”,以数字方式连接各行各业的产品并提供解决方案。在数字、绿色和创新的推动下,我们的目标是通过与客户的共同创造实现增长。2023财年(截至2024/3财年)这三个行业的销售收入为85,643亿日元,截至2024年3月底,全球共有573家合并子公司和约270,000名员工。
联系信息
理研创世纪株式会社销售部
日立株式会社工业数字业务部
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