養子細胞移植

養子細胞移植（ACT ）は、患者に細胞を移植することです。^[1]細胞は患者または他の個人に由来する場合があります。細胞は、免疫機能と特性を改善することを目的として、免疫系から最も一般的に得られます。自家癌免疫療法では、T細胞が患者から抽出され、遺伝子組み換えされ、in vitroで培養され、同じ患者に戻されます。比較すると、同種療法では、細胞を受け取る患者とは別のドナーから分離され、増殖した細胞が関与します。^[2]

1960年代に、リンパ球が動物の同種移植拒絶反応の媒介物であることが発見されました。移植されたマウスの腫瘍を治療するためにT細胞を使用する試みでは、培養されたT細胞を培養し操作する必要がありました。腫瘍に対して高度に免疫化されたげっ歯類から同系リンパ球を移植し、小さな確立された腫瘍の成長を抑制しました。これがACTの最初の例となりました。^[3]

1976年にT細胞増殖因子インターロイキン-2（IL-2）が発見されたことで、Tリンパ球を体外で増殖させることが可能となり、エフェクター機能を失うことはほとんどありませんでした。マウスでは、高用量のIL-2を投与すると腫瘍の成長を抑制できました。1982年には、免疫リンパ球を静脈内投与することで、皮下の大きなFBL3リンパ腫を治療できることが研究で実証されました。細胞移植後のIL-2の投与により、治療の可能性が高まりました。^[3]

1985年、IL-2の投与により転移性黒色腫の患者の一部で腫瘍の永続的な退縮がみられました。増殖中の移植可能な腫瘍の間質に浸潤するリンパ球は、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）の濃縮源となり、既存の肺および肝臓腫瘍の退縮を刺激する可能性があります。1986年、切除された黒色腫から採取したヒトTILに、自己腫瘍を認識できる細胞が含まれていることが分かりました。1988年には、自己TILが転移性黒色腫の腫瘍を縮小させることが示されました。^[3]腫瘍由来TILは、通常、CD8 ⁺ T細胞 とCD4 ⁺  T細胞の混合物で、主要な混入細胞はほとんどありません。^[3]

1989年にゼリグ・エシュハールはT細胞の標的受容体を置換した最初の研究を発表し、これを利用してT細胞をあらゆる種類の細胞を攻撃するように指示できることを指摘しました。これがCAR-T療法の基礎となる重要なバイオテクノロジーです。^[4]

反応はしばしば短期間で、投与後数日で消えていった。2002年、TIL移植の直前に非骨髄破壊的化学療法レジメンを用いたリンパ球除去療法により、癌の退縮が促進され、移植リンパ球による宿主の持続的なオリゴクローナル再増殖も促進された。一部の患者では、投与された抗腫瘍細胞が 、注入から数か月後にCD8 ⁺ T細胞の最大80%を占めた。 ^[3]

当初、メラノーマは、再現性よく有用なTIL培養物を生み出す唯一の癌でした。2006年に、MART-1メラノーマ-メラノサイト抗原を認識するT細胞受容体（TCR）をコードするレトロウイルスを導入した正常循環リンパ球の投与により、腫瘍の退縮が促進されました。2010年には、 B細胞抗原CD19に対するキメラ抗体受容体（CAR）を発現するように遺伝子操作されたリンパ球の投与により、進行したB細胞リンパ腫の退縮が促進されることが示されました。^[3]

2010年までに、医師らは細胞分裂を刺激するためにDNAを添加したCD19標的T細胞を用いた白血病患者の実験的治療を開始した。2015年現在、臨床試験では約350人の白血病およびリンパ腫患者を治療した。抗原CD19はB細胞にのみ発現し、リンパ腫および白血病ではB細胞が異常をきたす。B細胞の喪失は免疫グロブリンで対抗できる。^[4]

ジュノ・セラピューティクスなどの新興企業は、悪性腫瘍と、そのような病気に対する潜在的な治療法を承認するFDAの意欲の組み合わせを利用して、新しい治療法の承認を加速させています。^[4]

チェックポイント療法では、抗体がT細胞の制御に関与する分子に結合し、T細胞の反応を阻害する阻害経路を除去します。これを免疫チェックポイント療法と呼びます。^[4]

2015年時点で、この技術は子宮頸がん、リンパ腫、白血病、胆管がん、神経芽腫の治療に拡大しており^[3] 、2016年には肺がん、乳がん、肉腫、黒色腫にも適用されている^[5]。2016年には、CD19特異的キメラ抗原受容体（CAR）改変T細胞が、混合系白血病（MLL）遺伝子の再構成を伴うB細胞急性リンパ芽球性白血病（B-ALL）を含む再発性および難治性のCD19+ B細胞悪性腫瘍の患者の治療にCD19 CAR-T細胞によって使用された^{[6] 。}

2016年、研究者らは癌細胞のRNAを使ってT細胞と免疫反応を生み出す技術を開発した。彼らはRNAを負に帯電した脂肪膜で包んだ。生体内では、この電荷が粒子を患者の免疫システムの標的を特定する樹状免疫細胞へと導いた。 ^[7]

2017年、研究者らは、他の治療が効かなかった2人の乳児の白血病を克服するために、患者自身の細胞ではなくドナー細胞を初めて使用したと発表しました。細胞には4つの遺伝子改変が施されていました。そのうち2つはTALENを使用して行われました。1つは、細胞が他の人の細胞すべてを攻撃しないように改変したものです。もう1つの改変は、腫瘍細胞を標的としました。^[8]

2024年2月現在、27の先進的細胞治療製品（CTP）がFDAに承認されています。^[9]これらには、造血幹細胞製品（Hemacord、Clinimmune、Ducord、Lifesouth、Bloodworks、Allocord、Clevecord、およびOmisirge）、CART製品（Kymriah、Yescarta、Tecartus、Breyanzi、Abecma、およびCarvykti）、遺伝子治療のZynteglo、Casgevy、Skysona、およびLyfgenia、およびその他のさまざまな細胞治療製品（Provenge、Laviv、Gintuit、Maci、Stratagraft、Rethymic、Lantidra、およびAmtagvi）が含まれます。

悪性黒色腫では、切除された悪性黒色腫標本は単一細胞懸濁液に分解されるか、複数の腫瘍断片に分割される。その結果、IL-2 中で個別に増殖する。リンパ球は増殖し、2 ～ 3 週間以内にサンプル内の腫瘍を破壊する。その後、リンパ球の純粋培養物が生成され、共培養アッセイで他の腫瘍に対する反応性をテストできる。その後、個々の培養物は IL-2 と過剰な照射抗 CD3 抗体の存在下で増殖される。後者は、TCR のヒトCD3複合体内のイプシロンサブユニットを標的とする。腫瘍を切除してから 5 ～ 6 週間で、最大 10 ^{11 個の}リンパ球が得られる。^[3]

注入前にはリンパ球除去準備療法が行われ、通常はシクロホスファミド60 mg/kgを2日間、フルダラビン25 mg/m ^2を 5日間投与します。これにより、注入された細胞の持続性、臨床反応の発生率と持続期間が大幅に増加します。その後、細胞とIL-2を耐性まで720,000 IU/kgで注入します。^[3]

インターロイキン-21 は、 T 細胞ベースのin vitro療法 の有効性を高める上で重要な役割を果たす可能性があります。

初期の試験では、改変されたT細胞を準備するには、患者1人あたりの細胞の製造に75,000ドルの費用がかかりました。^[4]

インターロイキン-2は通常、抽出されたT細胞に添加され、その効果を高めますが、高用量では毒性効果をもたらす可能性があります。注入されたT細胞の数が減るとIL-2も減り、副作用も減ります。メラノーマと腎臓がんのモデルでの試験管内試験では期待通りの結果が出ました。^[10]

2016年にStrep -tag II配列が合成CARまたは天然T細胞受容体に導入され、識別、迅速な精製、最適な機能のためのスペーサー長の調整、選択的、抗体コーティングされたマイクロビーズ駆動の大規模増殖のためのマーカーとして機能しました。これにより、改変されたT細胞の純粋な集団のcGMP製造が容易になり、下流の研究アプリケーションのために移植された細胞の生体内追跡と回収が可能になります。^[11]

正常なT細胞に遺伝子組み換えされた抗腫瘍受容体は、治療に使用することができます。T細胞は、従来のα-βTCRまたはCARのいずれかをコードする遺伝子を組み込むことによってリダイレクトできます。CAR（キメラ抗体受容体）は1980年代後半に開発され、抗体の重鎖と軽鎖の可変領域をCD3-ζなどの細胞内シグナル伝達鎖にリンクすることで構築できます。これには、 CD28またはCD137をコードする共刺激ドメインが含まれる可能性があります。CARは、主要組織適合性複合体（MHC）に限定されない細胞表面成分の認識を提供できます。ウイルスベクターを使用して、T細胞に高効率で導入できます。^{[3] [12]}

マウスおよびサルのモデルでは、分化初期段階の T 細胞 (ナイーブ細胞やセントラル メモリー細胞など) を使用した抗腫瘍反応の改善が見られました。CD8 ⁺ T 細胞は、ナイーブ T 細胞から幹細胞メモリー、セントラル メモリー、エフェクター メモリー、そして最終的に終末分化したエフェクター T 細胞集団へと分化する進行経路をたどります。^[13] CD8 ^{+ T 細胞は、標的細胞を溶解し、}サイトカイン インターフェロン-γ を産生する能力を獲得すると、逆説的に抗腫瘍力を失います。これらの特性は、抗腫瘍効果にとって重要であると考えられています。^{[14] [15]}分化状態は、増殖および持続性と逆相関しています。年齢は臨床効果と負の相関があります。CD8 ⁺ T 細胞は、クローン増殖が可能な幹細胞のような状態で存在することができます。ヒトの T メモリー幹細胞は、広範囲に増殖し、他の T 細胞集団に分化することを可能にする遺伝子プログラムを発現します。^[3]

CD4 ⁺ T細胞は腫瘍拒絶を促進することもできる。CD4 ⁺ T細胞はCD8 ⁺ T細胞の機能を高め、腫瘍細胞を直接破壊することができる。証拠はTヘルパー17細胞が持続的な抗腫瘍免疫を促進できることを示唆している。^{[3] [16] [17]}

免疫療法を強化する他の方法としては、いわゆる内因性免疫チェックポイント阻害薬を標的とすることが挙げられる。これらの内因性調節因子の多くには、 CBLBなど、ユビキチンリガーゼ活性を有する分子が含まれる。最近では、ユビキチンリガーゼ活性を有する分子であるCISHが、T細胞受容体ライゲーション（TCR）によって誘導され、重要なシグナル伝達中間体であるPLC-γ-1を標的とすることで抑制されることがわかった。^[18]エフェクターT細胞におけるCISHの欠失は、TCRシグナル伝達とそれに続くエフェクターサイトカインの放出、増殖および生存を劇的に増強する。腫瘍特異的エフェクターT細胞の養子移入によりCISHがノックアウトまたはノックダウンされ、機能的親和性が大幅に増加し、腫瘍免疫が持続する。驚くべきことに、CISHの標的とされるSTAT5の活性には変化がなかった。^{[19] [20] [21]}

腫瘍の大きさも転移部位も、癌が完全に退縮する可能性には影響しません。2 つの試験で完全奏効を示した 34 人の患者のうち、1 人が再発しました。完全退縮を示した患者のうち、1 人だけが 2 回以上の治療を受けました。Braf阻害剤 ベムラフェニブ(ゼルボラフ) を使用した標的療法による以前の治療は、黒色腫患者が客観的奏効を経験する可能性には影響しませんでした。以前の免疫療法が失敗したことで、客観的奏効の確率は低下しませんでした。^{[引用が必要]}

様々な疾患に対する新たな治療法として、幹細胞移植がある。^{[22]臨床的には、このアプローチは、免疫促進細胞または}寛容原性細胞（多くの場合リンパ球）を移植して、ウイルスや癌に対する免疫力を高めるために^{[23] [24] [25] 、または}自己免疫疾患（I型糖尿病や関節リウマチなど）の状況で寛容性を促進するために^[26]利用されてきた。養子療法で使用される細胞は、組換えDNA技術を使用して遺伝子組み換えることができる。T細胞養子療法の場合のその一例は、細胞傷害性T細胞とヘルパーT細胞の特異性を再方向付けするためにCARを追加することである。^[要出典]

自己腫瘍浸潤リンパ球（TIL）^{[27] [28] [29]}または遺伝子改変末梢血単核細胞^{[30] [31]}の養子移植は、進行性固形腫瘍（悪性黒色腫および大腸癌を含む）の患者、 CD19発現造血悪性腫瘍[ ^{32] 、} 子宮頸癌、リンパ腫、白血病、胆管癌および神経芽腫^{[3] 、} 肺癌、乳癌、肉腫、悪性黒色腫^[5]、再発性および難治性CD19+ B細胞悪性腫瘍（混合系統白血病（ MLL ）の再編成を伴うB細胞急性リンパ芽球性白血病（B-ALL）を含む）の患者を治療するために実験的に使用されてきました。^[6]

制御性T細胞の移植は1型糖尿病などの治療に利用されてきた。^[26]

試験は1990年代に始まり、2010年から加速しました。^[3]

固形腫瘍に対する養子細胞療法の臨床試験がいくつか進行中であるが、このタイプの悪性腫瘍に対するそのような治療法の開発における課題としては、必須の正常組織には見られない表面抗原の欠如、^[12]浸透しにくい腫瘍間質、および免疫系の活動を阻害する腫瘍微小環境の因子などが挙げられる。^[33]

正常組織で発現しているが腫瘍では過剰発現している正常で変異のない抗原標的を標的とすると、標的内外の重篤な毒性が生じる。毒性は、MART-1またはgp100メラノーマメラノサイト抗原を認識する高親和性TCRを投与された患者、メラノサイト抗原を標的としたマウス、炭酸脱水酵素9を標的とするCARを使用した腎臓癌患者、転移性大腸癌患者で認められた。^[3]

毒性は、重要な臓器で発現する正常な自己タンパク質を標的とする、これまで知られていなかった交差反応性が見られる場合にも生じる可能性がある。がん精巣抗原 MAGE-A3 は、正常な組織で発現することは知られていない。しかし、MAGE-A3 の HLA-A*0201 制限ペプチドを標的とすると、この TCR は脳内で低レベルで発現する異なるが関連するエピトープも認識するため、脳の灰白質に深刻な損傷を引き起こした。CAR が自己抗原に対して潜在的に毒性があることは、ERBB2 に特異的な CAR T 細胞の注入後に観察された。部位特異的変異誘発によって親和性が強化された HLA-A1 制限 MAGE-A3 特異的 TCR で治療された 2 人の患者が死亡した。^[3]

がん精巣抗原は、胎児の発育中に発現する細胞内タンパク質のファミリーですが、正常な成人の組織ではほとんど発現しません。100 種類を超えるこのような分子が、がんの種類の 10 ～ 80% でエピジェネティックにアップレギュレーションされます。ただし、タンパク質の発現レベルは高くありません。一般的ながんの約 10% は、抗腫瘍 T 細胞にとって興味深いタンパク質を発現しているようです。一部のがん精巣抗原は、正常組織で低レベルで発現し、毒性を伴います。NYESO-1 がん精巣抗原は、自己細胞に導入されたヒト TCR を介して標的とされています。転移性黒色腫の患者 11 人中 5 人、および高度難治性滑膜細胞肉腫の患者 6 人中 4 人に OR が見られました。^[3]

「自殺スイッチ」により、患者の生存が脅かされる緊急事態において、医師は遺伝子操作されたT細胞を殺すことができる。^[4]

サイトカイン放出症候群は別の副作用であり、治療効果の関数である可能性があります。腫瘍が破壊されると、大量の細胞シグナル伝達タンパク質分子が放出されます。この影響により、少なくとも7人の患者が死亡しました。^[4]

腫瘍と非必須の正常臓器に共通する分子は、関連する毒性にもかかわらず、潜在的なACTの標的となる。例えば、CD19分子は、B細胞悪性腫瘍の90％以上と、あらゆる分化段階の非形質B細胞に発現しており、濾胞性リンパ腫、大細胞リンパ腫、慢性リンパ性白血病、急性リンパ芽球性白血病の患者の治療に効果的に使用されている。CD19に対する毒性は、循環および骨髄中のB細胞の損失につながるが、これは定期的な免疫グロブリンの注入によって克服できる。^[3]

CD22、CD23 、ROR-1、個々の癌によって発現する免疫グロブリン軽鎖イディオタイプなど、他の複数のB細胞抗原が標的として研究されています。CD33またはCD123のいずれかを標的とするCARは、急性骨髄性白血病患者の治療法として研究されていますが、これらの分子が正常な前駆細胞に発現すると、骨髄破壊が長引く可能性があります。BCMAは、成熟B細胞と形質細胞に発現する腫瘍壊死因子受容体ファミリータンパク質であり、多発性骨髄腫を標的とすることができます。^[3]

• 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)における養子移管
• 米国国立医学図書館医学件名表(MeSH)における養子免疫療法