平成２３年度	 
ライフサイエンスデータベース統合推進事業	 
統合化推進プログラム	 

ゲノム情報に基づく	 疾患・医薬品・環境物質データの統合	 

京都大学化学研究所バイオインフォマティクスセンター	 

金久©２０１１金久 實（京都大学） licensed under CC表示2.1日本

實	 背景と目的	 
ヒトゲノム計画を契機としたハイスループット実験技術の進歩	 	 

多数の生物種ゲノム、個人ゲノム、メタゲノム等、大量データの生産	 	 分子ネットワークとして知識集約、ゲノム情報と統合	 

ゲノム機能解読の国際標準データベース KEGG	 

様々なデータベースの整備	 	 

医療・創薬・環境保全などの社会的ニーズ	 

生命科学の膨大な実験事実	 

ゲノム情報に基づく疾患・医薬品・環境物質データの統合	 

• ゲノム関連研究の成果を社会に還元するための統合データベース	 
• 研究者コミュニティに対してはゲノム情報の有効利用を促進する
基盤データベース	 
• 医療関係従事者、一般社会の人々に対しては疾患・医薬品などの科学的理解を深めるリソース	 
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研究開発構想	 
MEDIS 標準病名研究者	 コミュニティ	 

KEGG MEDICUS
KEGG DISEASEKEGG DRUG
関連データベース

ゲノムネット疾患データベース

医療関係従事者	 
一般社会の人々	 
ゲノムネット医薬品データベース
JAPIC 添付文書

JAPIC 添付文書と KEGG DRUG を統合したゲノムネット医薬品データベースを出発点
1.
2.
3.
4.
5.
6.

疾患に関する遺伝子・分子レベルの知識を集約した KEGG DISEASE を拡充
MEDIS 標準病名と KEGG DISEASE を統合したゲノムネット疾患データベースを新規開発
JAPIC 添付文書と KEGG DRUG を統合したゲノムネット医薬品データベースを継続発展
KEGG DRUG では薬物間相互作用と副作用のデータを蓄積
大量データの生物学的意味解釈を支援するツール KEGG Mapper を拡充
様々な関連データベースを統合した KEGG MEDICUS インターフェースを開発©２０１１金久 實（京都大学） licensed under CC表示2.1日本

KEGG MEDICUS における疾患・医薬品の知識集約「分子ネットワークのゆらぎ状態」としての疾患	 
「分子ネットワークへのゆらぎ物質」としての医薬品・環境物質	 

診断マーカー	
ゲノムのゆらぎ	（先天的・後天的な変異等）	

疾患	
健康状態	

分子ネットワークシステム	

環境のゆらぎ	（病原菌,体内細菌叢を含む）	

治療薬	
ゲノム情報と疾患との関連	 
KEGG DISEASE
疾患エントリ (H 番号)
病因遺伝子
感染症ゲノムメタゲノム
疾患パスウェイマップ

ゲノムバイオマーカー	

医薬品との分子間相互作用	 KEGG DRUG
375
1,04123648

医薬品エントリ (D 番号）
ターゲット
薬物代謝酵素ゲノムバイオマーカー
薬物間相互作用

9,387
3,171
600
13057,018

As of June 9, 2011
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1. KEGG DISEASE の拡充	 
KEGG DISEASE エントリ例
単一遺伝子疾患: 先天性グリコシル化異常症Ⅰ型	 

（参考）	 OMIM エントリ数
21,395MorbidMap レコード数 5,662
うちユニークなもの
3,964

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2. ゲノムネット疾患データベースの新規開発
研究者�

KEGG DISEASE と標準病名等の統合（慢性骨髄性白血病の例）	 

慢性骨髄性白血病�
• H 番号エントリ• 病因遺伝子リスト• 環境因子、マーカーなどの分子リスト• 診断で使われる標準病名との対応づけ• 疾患分類• 外部データベースへのリンク©２０１１金久 實（京都大学） licensed under CC表示2.1日本

医療従事者	 一般の人々	 MEDIS標準病名を利用して新規開発	 

3. ゲノムネット医薬品データベースの継続開発
研究者�

KEGG DRUG と JAPIC 添付文書の統合（慢性骨髄性白血病治療薬グリベックの例）	 

グリベック	 

• 化学構造・成分に基づく
D番号エントリ• 個々の商品との対応づけ• 標的、薬物代謝酵素などの分子ネットワーク情報• 医薬品分類• 外部データベースへのリンク©２０１１金久 實（京都大学） licensed under CC表示2.1日本

医療従事者	 一般の人々	 DB システムの変更
全文検索の改良	 

使用上の注意をはじめとした医薬品添付文書情報	 

4. 薬物間相互作用と副作用情報の蓄積	 
薬物間相互作用JAPIC 添付文書にある併用禁忌・併用注意	 

副作用
D番号 - D番号	 

重篤副作用疾患別
対応マニュアル	 

D番号 – 用語	 

D番号のATC分類階層 + 薬物代謝酵素	 
ICH 国際医薬用語集
日本語版(MedDRA/J)	 

BRITE階層	 

抗がん剤による口内炎	 
メシル酸イマチニブ

口内炎

2件	 

基本語：口内炎	 
下層語：偽膜性口内炎	 
口蓋刺激感	 ・・・・	 

• 赤字はグリベックとの併用注意が添付文書に記載されている医薬品• 記載されていないものも階層分類から推定可能©２０１１金久 實（京都大学） licensed under CC表示2.1日本• 人手による知識集約作業• 階層分類を利用した補完・推定

5. KEGG Mapper の拡充	 
利用者インターフェースとしてだけでなく統合化ツールとして拡充
KEGG DISEASE
KEGG DRUG�

がんゲノム	 

H番号 - 病因遺伝子
D番号 - 標的遺伝子(Disease/drug mapping)	 
変異遺伝子 - 頻度(COSMIC データ)
慢性骨髄性白血病�

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6. KEGG MEDICUS インターフェースの開発	 
KEGG MEDICUSCOSMIC�KEGG DISEASE
KEGG DRUG

MEDIS 標準病名
ICD10 疾病分類
JAPIC 添付文書
MedDRA 用語集

OMIM
PubMedPharmGKB J-STAGE
ClinVar・・・
KEGG DISEASE, KEGG DRUG だけ
でなく疾患・医薬品・環境物質に関する様々なデータベースや規制情報等を、ゲノム情報を基盤とした生体システム情報として統合したリソース©２０１１金久 實（京都大学） licensed under CC表示2.1日本

今年度の計画と進捗状況	 
1. KEGG DISEASE• 疾患エントリ作成（遺伝要因既知の疾患、病原体ゲノム既知の感染症疾患）• 疾患分類の開発
2. ゲノムネット疾患データベース• MEDIS の利用許諾申請を行い、標準病名を BRITE 階層ファイル化• 簡単な検索システムは今秋公開予定
3. ゲノムネット医薬品データベース• MySQL から PostgreSQL への移行と、全文検索機能の改良を行っている• 新しい検索システムを今年度中に公開予定
4. KEGG DRUG
• 薬物間相互作用データのアノテーション作業中• 副作用を表現するため、MedDRA の利用許諾を得た
5. KEGG Mapper• パスウェイマップに対する着色機能の改良（3D表示、アニメーションなど）
6. KEGG MEDICUS• COSMIC データを統合した日本語版 KEGG MEDICUS を6月6日に公開済み©２０１１金久 實（京都大学） licensed under CC表示2.1日本

（課題）環境物質データをどうするか	 KEGG EDRUG → KEGG ENVIRON• 天然物などで健康促進の効果を示す物質情報	 
• 環境物質など健康悪化を引き起こす物質情報	 	 

できるだけの情報収集は行うが、達成目標には入れていない	 ©２０１１金久 實（京都大学） licensed under CC表示2.1日本

主な研究開発メンバー	 

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期待される成果と将来展望	 
ゲノム情報に基づく疾患・医薬品・環境物質の統合データベース	 
利用者層	 

利用内容と期待される成果	 

研究者	 

• 次世代シークエンサー等による大量データの生物学的意味解釈• 疾患の分子メカニズム理解• 植物・微生物のゲノム情報に基づく天然物・創薬リード探索• 微生物による環境物質の分解経路予測

技術者	 

• API を用いたソフトウェア開発

医師・薬剤師	 • 医薬品の相互作用検索	 • 個人のゲノム情報に基づく個別化医療への応用	 

患者・一般の人々	  • 疾患・医薬品の科学的理解• 健康管理への応用

統合化の将来展望	 • 医療イノベーションなどで、ゲノム情報に基づく疾患・医薬品・環境物質の統合化は今後ますます重要となる。	 
• 計算処理による統合だけでなく人手の知識集約作業による統合がなけれが、我が国の知的財産権と国際競争力にはつながらない。	 
• これを可能にする人材育成と、ノウハウの継承が重要である。	 

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