テクノロジーが臓器調達をどう変えるのか

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1977年にピッツバーグに移住したデニーは、患者ごとに1から4までの独自のステータスシステムを構築し、1が最も緊急の臓器ニーズを示すようにした（現在の評価システムは逆になっている）。「彼は毎日このメッセージを留守番電話に録音していました」とネイサンは説明する。「そして、その録音を聞くのです」。そこから「家族の許可を得た集中治療室でドナーを確認し、適合すれば電話をかけるのです」。ネイサンによると、デニーは4年半で2,700件の移植を、すべて録音された留守番電話と電話通話からコーディネートしたという。

UNOSは1977年に設立され、1984年に法人化されました。1986年までに、臓器提供のマッチングプロセスを処理するため、最新の通信技術であるファックスを用いたコンピュータ化されたシステムを開発しました。現在ギフト・オブ・ライフの臨床サービス担当副社長を務め、2022年にネイサンの後任として社長に就任するリック・ハス氏は、当時の技術はそれほど信頼できるものではなかったと述べています。「私が就任した頃は感熱紙のファックスを使っていました」と彼は言います。「すぐに割り当てないと、感熱紙が溶けてリストが失われてしまうのです。」

当然のことながら、UNOSは臓器提供者、臓器提供病院、臓器移植患者、そして移植センターのニーズに合わせて、技術を進化させ続けてきました。ウェブベースのアプリケーションを採用しており、現在ではモバイルアプリも提供しています。

UNOSのIT顧客アドボカシー担当ディレクター、エイミー・パトナム氏は、エラーを削減するモバイルアプリが大きな進歩をもたらしたと述べています。「2012年に、私たちはTransNetという変革に取り組みました。…TransNetはiOSとAndroidで動作するモバイルアプリで、臓器移植局（OPO）が臓器を電子的にパッケージ化し、ラベル付けすることを可能にします」と彼女は言います。「午前3時には、ほとんどの人の手書きは読みにくく、データ入力ミスが多く発生してしまうのは当然です。そこでTransNetが本当に役立ったのです。」

しかし、システム構築の本当のメリットは、組織の OPO 関連組織すべてと連携し、すべてのユーザーからのフィードバックに基づいてプロセスを改善できたことです。

臓器のためのExpediaの構築

移植の調整には、電話とコミュニケーションが鍵となります。臓器提供は通常、突発的で、ほぼどこでも起こり得ます。そして、移植手術実施機関（OPO）は、ドナー病院から移植センターのレシピエント患者に臓器を届けるまで、わずか数時間しかありません。それだけでなく、特定の臓器に関心を持つ移植センターが数十カ所に及ぶ可能性があるため、どの患者が待機リストに載っているかを極めて迅速に特定する必要があります。こうしたすべてのリクエストをリアルタイムで処理することが、UNOSの最新技術スタックの大きな特徴です。

ニューマン氏は、移植に伴う複雑な作業の一部について説明した。「腎臓移植は多くの場合、約24時間以内に完了します。回復後は当然ながら短いほど良いため、おそらくほとんどの腎臓は12時間以内に移植されます」と彼は述べた。「肝臓や膵臓の場合、理想的には8時間以内です。心臓や肺の場合は4～6時間ほど短くなります。」血液供給が途絶えてから臓器が生存できる時間は、虚血時間として知られています。

ここ数年、UNOSは臓器の所在を把握するための、より精巧な追跡システムを開発してきました。OPO傘下のライフソースの最高臨床責任者であるジュリー・ケミンク氏は、「現在目にしているのは、Amazonの荷物を見るのと似ています。発送されたことは分かりますが、正確な所在は必ずしも分かりません」と述べています。

しかし、UNOSのインフラの新たなアップデートにより、すべての臓器のリアルタイムの位置情報が提供され始めています。「今ではUberのようなサービスになっています。臓器が物理的にどこにあるのかを常に把握できるのです」と彼女は言います。

各臓器にGPS座標を追加するという提案は一見簡単そうに思えますが、実際には膨大な調整が必要でした。ドナー病院、臓器提供機​​関、移植センターはそれぞれ異なる組織であるため、位置に関する普遍的な基準を定義することは困難でした。さらに、臓器は極めてランダムに到着する傾向があるため、適切な機器と追跡装置を国内のあらゆる場所に配備することも困難でした。

物流情報の改善により、移植外科医は臓器の到着予定時刻をリアルタイムで把握できるようになりました。臓器が貨物室で航空機輸送されており、その航空機が予定より早く空港に到着した場合、医師は予定より早く到着していることを通知され、患者の準備をより早く行うことができます。同様に、車両の渋滞により臓器の到着が遅れている場合、移植センターは患者の術前処置を延期することができます。

より多くのデータが利用可能になったことを受けて、UNOSは現在「旅行アプリ」、つまりパトナム氏が「臓器版エクスペディア」と呼ぶものの開発を検討している。パトナム氏によると、「このアプリを使えば、移植手術を行う病院や移植センターがドナー病院とレシピエントセンターに関する具体的な情報を入力でき、選択肢が提示されます。フライトオプションや、車で移動する場合は移動時間も表示されます」とのことだ。現在試験運用段階に入っているこのアプリは、最終的にはアプリ内で臓器の発券手続きをすべて行えるようになる可能性があるという。

このインフラは極めて重要です。なぜなら、UNOSは臓器提供の距離の定義方法を更新し続けてきたからです。数十年にわたり、UNOSとその傘下組織であるOPOは地域境界システムを採用していました。例えば、ミネソタ州の臓器はまずミネソタ州の移植患者に提供され、それでも見つからない場合は近隣地域に提供される、といった具合です。

これは単純なシステムでしたが、特に富裕層によって悪用される可能性がありました。10年以上前、スティーブ・ジョブズがテネシー州に住んでいなかったにもかかわらず、同州で臓器移植を受けたことで論争が巻き起こりました。彼は当時「マルチプル・リスティング」と呼ばれていた手続きを利用して臓器移植を受けました。これは、経済的に余裕のある人が、可能な限り多くの地域の臓器提供待機リストに登録できるというものです。全国で適合する臓器が見つかった場合、移植希望者はすぐにプライベートジェットをチャーターして臓器のある場所まで移動することができ、実質的にリストでの待機時間を短縮することができました。

現在、UNOSは、単なる恣意的な地域境界ではなく、実際の半径に基づいた距離アルゴリズムを使用しています。それでもなお、いくつかの矛盾が生じています。ミネアポリス地域を担当するOPOであるLifeSourceのケミンク氏は、「ミネソタ州にいるということは、両海岸に近いということです。そのため、国内全域に臓器を提供する機会があります」と述べています。これは、沿岸部で利用できる選択肢とは異なります。「カリフォルニア州では、ニューヨーク州から心臓を入手することはほぼ不可能です」と彼女は指摘しました。

UNOSは、ロジスティクスの改善に加え、プラットフォームの統合を最適化しました。「ご想像のとおり、多くのユーザーは複数のユーザー名とパスワードを持つことを嫌っています。複数のソリューションを持つことも嫌うのです。ですから、最も重要なのは統合、つまり統合を実現することでした」と、パトナム氏は最近のアップグレードについて語りました。

統合の一環として、患者データや画像ファイルのアップロード方法を増やすことも行われました。ケミンク氏は、「医師は冠動脈造影画像をアップロードして実際に確認し、（心臓が）レシピエントに適しているかどうかを確認できるようになりました」と述べています。これにより、移植の決定にかかる時間が短縮され、最終的には臓器移植の実現可能性が向上します。

臓器のIFTTT

臓器移植がより頻繁に行われるようになるにつれ (政府のデータによると、米国では 39,000 件の移植が行われた)、ネットワークの割り当て戦略を細かく調整し、最終的に移植が成功する臓器の数を増やすために利用できるデータセットがますます大規模になっている。

「現在、臓器提供プロセスに予測分析を導入するプロジェクトに取り組んでおり、患者がこの臓器を受け入れた場合の生存確率に関する分析を検討しています」とパトナム氏は述べた。もし患者が臓器提供を拒否した場合、「同等、あるいはより良い臓器を得られる確率と期間はどれくらいでしょうか？」UNOSは現在、これらの変更に関する顧客からのフィードバックを得るためのパイロットプログラムに取り組んでいる。また、臓器提供という非常にデリケートな性質を踏まえ、アルゴリズムの説明可能性を極めて明確にしている。

同ネットワークは昨年から、「オファーフィルター」と名付けた機能を試験的に導入しており、移植センターはこれを利用して臓器適合の可能性に関する意思決定をより自動化できる。パトナム氏は、「私たちが行ったのは、過去の腎臓移植受け入れデータを調べ、『移植センターが絶対に受け入れないであろうオファーはあるか？』と問いかけることです」と述べた。

UNOSのニューマン氏は、「センターが設定できるスクリーニング基準はこれまでもいくつかありましたが、このシステムにより、『70歳以上のドナーを絶対に受け入れないわけではないのですが、70歳以上のドナーで、到着まで6時間以上かかる場合は受け入れません』といった、より厳格なフィルタリングが可能になります」と述べています。UNOSは、今年後半に全国展開を予定しています。

臓器提供の未来

臓器調達プロセスは極めて重要ですが、過去10年間の進歩の多くは、最終的にはITアプリケーションと実装の改善によるものです。多くのスタートアップの創業者やベンチャーキャピタリストが関心を寄せている大きな問題は、臓器を必要とする患者への提供を根本的に変える可能性のある「ムーンショット」的なアイデアの実現可能性です。

ドローンを使った臓器輸送のプロジェクトは、既に試験運用されている。ギフト・オブ・ライフのネイサン氏は、「今のところ、ドローンを使った実験は1件実施済みです」と述べ、「メリーランド州にも実験中のグループがあります」と付け加えた。彼は、臓器が輸送される距離（数百マイルにも及ぶ可能性あり）と臓器自体への損傷の可能性を考えると、この技術にやや懐疑的だ。「臓器を危険にさらしたくはありませんからね」と彼は語った。

さらに、極低温技術や温熱療法といった一連の技術は、虚血時間を延長（あるいは完全に排除）することを目的としており、臓器提供機​​関はより長い時間をかけ、臓器を最も必要とする患者に届けることができます。現在、いくつかの機器やシステムがFDAの試験段階にあり、今後10年以内に実用化されると予想されています。

ライフソースのケミンク氏は、より優れた臓器生存技術によって臓器分配を改善できる基準として、血液型の適合と年齢を挙げた。「AB型は最も珍しい血液型なので、その血液型を待っている患者はそれほど多くありません」と彼女は述べた。「常に適合するレシピエントがいない可能性がある」ため、低温保存によって臓器を「凍結」しておくことができる。適切な患者が現れるまで保存できるのだ。同様に、提供された臓器はレシピエントが必要とするサイズに適合する必要がある。「12歳の子供の心臓を70歳の人に移植することはできません」と彼女は述べた。サイズが体型に合わないからです。「必要な人が現れるまで保存できるのです…それはまた大きな進歩となるでしょう。」

循環死後の臓器提供（DCD）と呼ばれる、循環死で死亡した患者からの臓器提供の技術も進歩しています。ネイサン氏は、「この国では毎年280万人が亡くなっていますが、そのうち医学的に臓器提供に適しているのはわずか2万人程度です」と述べています。これが、臓器提供までの待ち時間が長い理由の一つです。

ハス氏は、こうした状況における臓器調達の進歩により、生存可能な臓器が見つかる可能性が高まっていると指摘した。「ここ数年までは、ほとんど何も変わっていませんでした。肝臓と腎臓に限られていました」と彼は述べた。しかし、「ここ数年で、心臓移植と肺移植でより多くの人を救える機会が生まれ」、200個の心臓が移植された。これらの新技術によって、「最終的には、DCDの心臓のドナープールを30%拡大できると考えています」。

最後に、異種移植、つまり動物から人間への臓器移植について触れます。このような実験は何十年も行われてきましたが、進展はなかなか見られません。ハス氏は「異種移植といえば、いつも10～15年くらいかかる」と述べています。とはいえ、近年CRISPRなどの新技術の登場により、この分野でさらなる進歩が見られ、動物の臓器が人間の臓器不足を解消する道を開く可能性もあると指摘しています。

あらゆる変化と新技術にもかかわらず、米国における臓器提供の基本的な方程式は変わらない。命を救うためには、人々が同意する必要があるのだ。「私たちが最も必要としているのは、より多くの人々が臓器提供に同意することです」とケミンク氏は述べた。「人々が臓器提供に同意しなければ、移植を受けることはできません。」現在、アメリカ人の約半数が臓器提供者であり、この問題を解決するには、テクノロジーよりも、人々に生命の力、そして自分が他者に何を提供できるかを思い出させることが重要なのだ。

2021 年 9 月 22 日更新: わかりやすくするために文法を少し変更しました。