抗腫瘍免疫応答を利用したがん免疫治療の作用機序

千葉大学大学院医学研究院 免疫細胞医学

本橋 新一郎 2016年6月17日第26回がん臨床研究フォーラム

発表者氏名 本橋新一郎 所属／身分 千葉大学大学院医学研究院免疫細胞医学／教授

金額（年間） 該当なし 該当有りの場合：企業名等

法人の代表 － 該当なし

企業等の顧問職 100万円以上 該当なし

株式・エクイティ100万円以上の利益全株式の5％以上

該当なし

講演料など 50万円以上 該当なし

原稿料など 50万円以上 該当なし

寄付金 200万円以上 該当なし

委受託研究(治験等) 総額200万円以上 ■ 富士ソフト株式会社

専門的助言・証言(裁判) 100万円以上 該当なし

その他 5万円以上の贈答他 該当なし

試験責任者氏名 本橋新一郎 所属／身分 千葉大学大学院医学研究院免疫細胞医学／教授

金額（年間） 該当なし 該当有りの場合：企業名等

法人の代表 － 該当なし

企業等の顧問職 100万円以上 該当なし

株式・エクイティ 100万円以上の利益全株式の5％以上

該当なし

講演料など 50万円以上 該当なし

原稿料など 50万円以上 該当なし

寄付金 200万円以上 該当なし

委受託研究（治験等） 総額200万円以上 該当なし

専門的助言・証言(裁判) 100万円以上 該当なし

その他 5万円以上の贈答他 該当なし

研究費の財源 □受託 □寄付 ■科学研究費 □その他（ ） 財源の供給元 文部科学省、厚生労働省、AMED

利益相反開示事項

Breakthrough of the Year 2013（Science誌）Breakthrough of the Year 2013（Science誌）

http://www.sciencemag.org/content/342/6165/1432.full

米国雑誌“Science” ：2013年の最も革新的な出来事にがん免疫療法

抗PD-1抗体(Nivolumab) vs Docetaxel (非扁平上皮癌)

N Engl J Med 2015

非小細胞肺癌における免疫療法（Nivolumab）

Response rate : 19%

樹状細胞によるT細胞活性化 がん抗原

T細胞末梢組織所属リンパ節

がん細胞

Nat Rev Cancer 2012より改変

非小細胞肺癌における免疫療法（Pembrolizumab）

Lancet 2016N Engl J Med 2015

PD-L1 <1% 1~49% 50%>

MST of all cases:12.0 mo

RR 19.4%

Pembro 2mg: 10.4Pembro 10mg: 12.7Docetaxel : 8.5

PD-L1>50%

Pembro 2mg: 14.9Pembro 10mg: 17.3Docetaxel : 8.2

MST

MSTAll cases

Pembrolizumab vs Docetaxel

B7 family

TNF-R family

Nat Rev Cancer 2012より改変

primary signal

抗原提示細胞 T細胞

MHC T細胞抗原受容体

+

−

−

PD-1

CTLA4

PD-L1/L2CD28CD80/86

CD80/86

抗原提示細胞：T細胞間のシグナル伝達

T細胞による腫瘍認識機構

・腫瘍特異的T細胞が腫瘍局所に存在・腫瘍表面上に抗原提示分子 (MHC) が発現・抗原提示分子上に癌抗原ペプチドが提示・抗原提示細胞およびT細胞の表面に共刺激・抑制分子が発現

Nat Rev Cancer 2012より改変

Fridman WH. Nat Rev Cancer 2012 改

腫瘍への免疫細胞浸潤と疾患予後に関連がある

浸潤した免疫細胞が一定の役割を果たしている（腫瘍免疫の存在）

腫瘍浸潤免疫細胞が予後に及ぼす影響

Cells CD8+CD45RO+T cells Th1 cells Th2 cells Th17

cellsRegulatory

T cells

Melanoma Good None, Poor

Head and neck cancers Good None Good

Breast cancer Good Good, None

Good, None None, Poor

Bladder cancer Good Good

Ovarian cancer Good Good Poor Good Good, Poor

Oesophageal cancer Good Good Good

Colorectal cancer Good Good None Poor Good, None

Renal cell carcinoma Good, Poor Good Poor

Prostatic adenocarcinoma Good

Lung carcinoma Good, None Good Poor Poor

Pancreatic cancer Good Poor Poor

Cervical cancer Good

Anal squamous cell carcinoma None

Brain cancer None

Hepatocellular carcinoma Good, Poor Good Poor Poor

Gastric cancer Good Poor Good

Medulloblastoma Good

Merkel cell carcinoma Good

Urothelial cell carcinoma Good

Follicular lymphoma and Hodgkin’s lymphoma Good Good, None

腫瘍浸潤リンパ球の果たす役割腫瘍浸潤リンパ球の果たす役割

神経芽腫へのNKT細胞浸潤は予後良好因子

Metelitsa et al. J Exp Med 2004

Overall survival rate of all resected cases

high MYCN → low CCL2 → NKT cell infiltration(-) → poor prognosislow MYCN → high CCL2 → NKT cell infiltration(+) → good prognosis

大腸癌へのNKT細胞浸潤は予後良好因子

Overall survival rate of all resected cases

Desease free survival rate

Tachibana et al. Clin Cancer Res 2005

• The number of NKT cells significantly increased in colorectal carcinoma to compare the normal colorectal mucosa.

n=65

n=38

n=58

n=32

頭頸部扁平上皮癌における末梢血NKT細胞数減少は予後不良因子

Molling et al. J Clin Oncol 2007

Overall survival rate according to the NKT cell fraction in PBMCs

Desease free survival rate according to the NKT cell fraction in PBMCs

NKT cells

high

intermediate

low

high

intermediate

low

1. T細胞抗原受容体はたった一つ（ヒト：V24とV11)2. 単一の抗原提示分子CD1dによって活性化

3. 糖脂質(ガラクトシルセラミド, GalCer)が外来性リガンド抗原

4. 活性化にて強力な抗腫瘍効果をもつ

5. 様々な疾患に関連して報告があり、多様な免疫調節機構を有する

V24NKT細胞

GalCer単一なT細胞受容体

CD1dパーフォリンによる細胞傷害

腫瘍細胞IFN-

抗原提示細胞

CTL

NK細胞

GalCerパルス樹状細胞投与

Vehicleパルス樹状細胞投与

NKT細胞免疫系の特徴

Fas L Fas

Perforin

PD-L1

腫瘍細胞樹状細胞 NKT細胞

V24/V11CD1d

IFN-

GalCer

腫瘍細胞CD8 T細胞

腫瘍細胞NK細胞

IL-12

CD40刺激成熟化

活性化

腫瘍抗原の存在

IFN-

Direct pathway

Indirect pathway(自然免疫系)

Indirect pathway(獲得免疫系)

Taniguchi, Nakayama Nature Immunol 2003Motohashi, Nakayama Cancer Science 2008Motohashi, Nakayama Clin. Immunol. special issue, 2011

GalCerによって活性化されたNKT細胞の示す抗腫瘍効果

ADCC

FCR

PD-1

PD-1 PD-L1

ADCC：抗体依存性細胞傷害活性

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

20 10 5 2.5 1.25 0

Cyto

toxi

city

(%)

E/T0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

40 20 10 5 2.5 1.25 0E/T

Effector: NK cellTarget: NMB

Effector: iNKT cellTarget: NMB

0 1

NK cells (from PBMCs)or

iNKT cells (in vitroactivated)

Day

Target cells(1X104)

Cytotoxicity assay

NMB

GD2

NKT細胞はADCC作⽤を有さない –NKT細胞の抗腫瘍効果-

anti-GD2 Ab(+)

anti-GD2 Ab(-)

Mise et al. Cancer Sci 2016

NK cell only NK + iNKT+GalCer-

DC

NK + iNKT+Vehicle

-DC

Cyto

toxi

city

(%)

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

4 2 1 0.50.0

20.0

40.0

60.0

80.0

4 2 1 0.50.0

20.0

40.0

60.0

80.0

4 2 1 0.5E/T

anti-GD2 Ab(+)

anti-GD2 Ab(-)

CD3 negative

CD56 positive sortingTarget cells

(NMB:GD2high

)

Cytotoxicity assay

GalCer/vehicle-pulsed

Monocyte derived DCsNK cells (from PBMCs)

NK/iNKT cells mixture

48h incubation

活性化NKT細胞はNK細胞のADCCを増強する

Human iNKT cells(in vitro activated)

Mise et al. Cancer Sci 2016

*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001

0.0

5.0

10.0

15.0

IFN-

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

Perforin

0.0

5.0

10.0GrB

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0GrA

Ratio/GAPDH

NK NKT

＋ーーー

＋＋＋ー

＋＋＋＋

DCGalCer

＋ーーー

＋＋＋ー

＋＋＋＋

＋ーーー

＋＋＋ー

＋＋＋＋

＋ーーー

＋＋＋ー

＋＋＋＋

***

* ***

***

**

ns

***

***

CD3 negativeCD56 positive

sorting

mRNA

GalCer/vehicle-pulsed

Monocyte derived DCsNK cells (from PBMCs)

NK/iNKT cells mixture

24h incubationHuman iNKT cells(in vitro activated)

Mise et al. Cancer Sci 2016

NK細胞の細胞傷害分⼦やIFN-産⽣はNKT細胞によって増強される

Upper: noneLower: NK cell

Upper: iNKT + GalCer-DCLower: NK cell

0

5

10

15

20

25

2 1 0.50

5

10

15

20

25

2 1 0.5

0

5

10

15

20

25

2 1 0.5

Cyto

toxi

city

(%)

E/TUpper: noneLower: iNKT+GalCer-DC+NK

Upper well

Lower well

CD3 negativeCD56

positive selectionTarget cells

(NMB 1X104)

Cytotoxicity assay

GalCer/vehicle-pulsed

Monocyte derived DCsNK cells (from PBMCs)

Transwellsystem

48h incubation

NKT細胞によるADCC増強には細胞接着が重要であるiNKT cells

(in vitro activated)

Mise et al. Cancer Sci 2016

CTL療法 NKT細胞療法

活性化 ペプチド・MHC GalCer/CD1dMHC 多型に一致したペプチド・多型MHC 糖脂質・種属で一つのMHCキラー活性 MHC発現がん細胞 すべてのがん細胞

免疫系 自然免疫系・tumor surveillance

治療対象 特定のMHCタイプの患者 万人に可能

獲得免疫系

自然免疫系に属する新しいリンパ球系列であるNKT細胞を標的にしたがん免疫細胞療法

CTL, NKの動員, ADCC増強

＃両者の併用＃他の治療との併用

転移の抑制

NKT細胞によるがんの免疫細胞療法

成分採血

点滴投与

末梢血単核球 GM-CSF + IL-2 GalCer

NKT細胞

肺癌

Ishikawa, et al. Clin Cancer Res. 2005

･Phase I/II study (2004-2007)･Phase I study (2001-2003)

Motohashi, et al. J Immunol. 2009

･Pilot study (2007-2008) Nagato et al, J Clin Immunol. 2012

樹状細胞(DC)を含むすべての培養細胞を抗原提示細胞として利用 (Chiba-NKT)

GalCerパルス樹状細胞（Chiba-NKT）の全身投与

･Phase II study (2012-) 先進医療

樹状細胞療法：in vitroで専門の抗原提示細胞を調製し投与することで、in vivoで強力なEffector細胞活性化を誘導する。

能動免疫療法

千葉大学での肺癌に対するNKT細胞免疫治療

登録基準：切除不能進行期もしくは再発非小細胞肺癌にて標準治療終了後

年齢：20歳〜80歳, Performance Status 2以下

末梢血V24+V11+ NKT細胞>10個/mlコルチコステロイドを使用していない

登録症例：23症例

完遂症例：17症例

成分採血 成分採血DC#1 DC#3 DC#4DC#2

末梢血免疫モニタリング: 末梢血NKT細胞数、NK細胞数、GalCer刺激特異的IFN-産生細胞数

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12week

10-1

100

101

102

103

FACS ELISPOT

進行・再発非小細胞肺癌に対するGalCerパルス樹状細胞投与

腫瘍

成分採血

末梢血単核球

GalCer

NKT細胞

細胞傷害

GalCerパルス樹状細胞（1x109/m2）

GM-CSFおよびIL-2存在下で1~2週間培養

[day 6 or 13][day 7 or 14]

点滴投与

附属病院輸血部

抗原提示細胞の調製

NKT細胞数の上昇： 6 例 (35.3%)IFN- 産生細胞数の上昇：10 例 (58.8%)

0

200

400

500

IFN

-SF

C /5

x105

cells

days7 777063564942352821140

0

1.0

3.0

2.0

0

1.0

2.0

3.0

days7 777063564942352821140

3-013

1.0

2.0

3.0

4.0

0

Absolute number of PB NKT cellsAbsolute number of PB NK cells

NK

cells x10-5/m

l

days7 777063564942352821140

0

10

20

40

days7 777063564942352821140

0

30

GalCer-restimulated PBMC

3-002

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

NK

T ce

lls x

10-3

/ml

NK

T ce

lls x

10-3

/ml N

K cells x10

-5/ml

apheresisChiba-NKT

5.0

300

100

50

IFN

-SF

C /5

x105

cells

IFN- production IFN- production

免疫モニタリング

登録全症例 (n=23)MST: 17.4ヶ月

Motohashi, et al. J Immunol. 2009より改変

Surv

ival

rate

(%)

0 12 36 600

20

40

60

80

100

months

p=0.0011(Logrank)

Group A: Good Responder (n=10)MST: 29.3 months

24 48

Group B: Poor Responder (n=7)MST: 9.7 months

治療後のIFN-産生細胞数増加は生存期間延長に寄与する

0

成分採血Chiba-NKT投与(1x109/m2)

7 14 (日)

手術

pre

blood sample collection切除検体解析

Immunomonitoring

NKT and NK cell number: FACS analysis (V24+V11+, CD3-CD56+) IFN- production : ELISPOT assay (IFN-) after stimulation with

GalCer for 16hrs in vitro.

GalCerパルス樹状細胞の腫瘍局所に及ぼす影響

原発性肺癌腫瘍局所へのNKT細胞の集積

0.0020.0260.0040.0110.061

V11

V24

C-01 C-04C-03C-02

非担癌肺由来単核球

末梢血単核球

CD3

C-05 C-01 C-04C-03C-02 C-05

66.1 78.9 44.6 61.0 69.4

腫瘍浸潤リンパ球

0.0540.0250.0290.0210.014

92.7 70.4 26.6 37.0 61.7

0.120.160.380.18

72.7 45.8 16.3 29.4 57.0

0.06

X13.1x2.9 X6.4 x2.2x12.9

X0.6X0.6 X0.8 X0.9X0.8

Nagato et al. Clin Immunol 2012

V11

V24

001 004003002

0.002

0.031 0.013 0.003 0.01

0.32 0.421.86 0.39

0.008 0.015 0.003 0.005

0.0150.016 0.003

CD3

70.1 48.2 71.0 69.0

31.8 28.3 20.2

5.6 13.6 18.1 6.8

81.4 26.2 47.0 39.0

59.3

001 004003002

x60 x25 x140 x39

x5.7 x2.0 x1.1 x8.7

Nagato et al. Clin Immunol 2012

GalCerパルス樹状細胞投与によるNKT細胞の腫瘍集積

非坦癌部位由来単核球

腫瘍浸潤リンパ球

所属リンパ節リンパ球

末梢血

0

20

40

60TILs / 正常肺

*

GalCer/DC投与群

非治療群

GalCerパルス樹状細胞投与によりNKT細胞、T細胞は腫瘍に集積する

NKT細胞 CD3+ T細胞

GalCer/DC投与群

非治療群

TILs / 正常肺

4

3

2

1

0

5

頭頸部癌におけるNKT細胞免疫療法とNKT細胞浸潤

V24

V11

0.01%

001

008

0.005%

004

0.006%

0130.025%

0100.024%

009

007006005

0.053%

0.11% 0.029%0.023%

0120.22%

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25008004001006010013007009005012

Case

(%)NKT cell proportion in TIL Yamasaki et al. Clin Immunol 2011

全生存期間の延長効果から第3項先進医療（先進医療B）へ申請

1. GalCerパルス樹状細胞の静脈内投与は安全に施行可能であり、NKT細胞特異的免疫反応の検出が可能であった。

2. GalCerパルス樹状細胞投与後にNKT細胞特異的IFN-産生増強を認め

た症例では、認めなかった症例と比較し全生存期間の延長が得られ

た。

３. GalCerパルス樹状細胞の静脈内投与は、活性化したNKT細胞、T細胞の肺癌局所への集積を亢進させる。

臨床研究のまとめ

点滴投与成分採血

NKT細胞

IFN-産生（NKT細胞+ NK細胞）

ADCC増強

がん

CD8+ T

CD4+ T

GalCer パ ル ス 樹 状 細 胞（Chiba-NKT）末梢血

単核球

IL-2+GM-CSFGalCer

生存期間延長に寄与

NKT細胞を標的とした細胞療法

高度医療評価制度（第3項先進医療、高度医療） 先進医療B• 薬事法未承認の先進的な医療技術（自費）

• 保険診療との併用可

• 科学的に評価可能なデータの迅速な収集

• 先進的な医療を早く受けたいという患者のニーズに対応（社会への還元）

第２項先進医療：薬事法上、承認・認証された医薬品や医療機器を用いた医療で、保険適用されていないがある一定の治療効果や安全性が確保されているもの

先進医療A

2011年８月 先進医療に申請

2011年9月28日 高度医療評価会議にて承認（1コース2回投与で約60万円 × 2コース分の自己負担）

2012年1月 1日 厚労省より公示

2012年2月 第１例目のプロトコール治療の開始

2015年5月 症例登録完了

先進医療「NKT細胞を用いた免疫療法」

目的：切除不能進行期もしくは再発非小細胞肺癌の新規2次治療を確立する

試験デザイン：単群オープン試験

主要評価項目：全生存期間

副次評価項目：無増悪生存期間、奏功率、病勢制御率、有害事象と発生頻

度、

NKT細胞特異的免疫反応

対象：c-stage IIIBまたはIV期、もしくは術後再発の非小細胞肺癌

抗癌剤による一次治療終了後

PS 0 or 1、年齢 20〜 75歳、肝・腎・骨髄機能が保たれている

測定可能病変存在（RECIST）、末梢血NKT細胞存在

予定症例数：35例年 定症例数 登録完

第3項先進医療GalCerパルス樹状細胞の研究計画概要

１）適応症例が選択可能となる治療効果予測可能なバイオマーカーの確立

２）治療効果を反映する（簡便な）免疫反応検査法の確立

３）免疫抑制補助シグナルを阻害可能な細胞製剤の開発

４）免疫チェックポイント阻害剤を含めた他の免疫療法や標準治療との併用療法の開発・NKT細胞がIFN-の強力な産生細胞→腫瘍上のPD-L1発現誘導

今後の展望

千葉大学医学部附属病院臨床試験部

花岡 英紀永井 榮一黄野 麻子池内 孝之

輸血部井関 徹三村 尚也

呼吸器病態外科学吉野 一郎岩田 剛和鈴木 秀海中島 崇裕長門 芳藤原 大樹和田 啓伸坂入 祐一

耳鼻咽喉科・頭頚部腫瘍学岡本 美孝櫻井 大樹國井 直樹伊原 史英松浦 朝香

免疫細胞医学高見 真理子鎌田 稔子三瀬 直子田中 教久原田 和明根川 真実志保井美桜知久 尋美佐藤 愛美田儀 沙織

千葉大学大学院医学研究院

免疫発生学中山 俊憲木村 元子八木 良二平原 潔

Acknowledgement