Necesita instalar python-dev:
sudo apt-get install python-dev
Y, dado que está utilizando python3:
sudo apt-get install python3-dev
Este comando debería ayudarte.
Si está utilizando Mac OS, puede intentar:
brew update && brew rm python3 && brew install python3
Necesita que brew ya esté instalado, de lo contrario, puede instalarlo. Es muy útil para obtener paquetes en Mac OS. http://brew.sh/
