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2015年01月02日 (10:45)

「がん征圧」の初夢、実用見据える「免疫療法CART」「遺伝子エクソーム解析」、西川伸一

新技術の次を展望する 西川伸一 THE CLUB
特集記事

 「新しい発見から画期的な治療が実現し、がんで死ぬ人がなくなる」

 2015年、これが今年の初夢だ。

 これからを展望したい。

書き換えられる人類史

 2014年さまざまな分野の論文を読んでみて印象に残った分野を3つ挙げると次のようになる。

(1)がんの免疫療法

(2)ゲノム解析による人類進化研究

(3)クリスパー・キャス(CRISPR/Cas9)技術の成熟

 もう一つあるとすれば、「光遺伝学」を使った神経生物学の進展(なぜ眠いと仕事に集中できないのかを参照)だろうか。しかし、ここでは3つを挙げたい。

 私として中でも、がんの免疫療法に注目している。後半で詳しく説明していく。その前にほかの2点も振り返ろう。

 まず、ゲノム解析による人類進化研究。わが国ではあまり話題にならないが、ライプチヒにあるマックスプランク研究所のペーボさんたちが解読したネアンデルタール人やデニソーバ人の全ゲノム配列データをきっかけに、人類史が新しく書き換えられつつあることを日々実感している(4万5000年前の現代人のゲノム全解読を参照)。

 私はJT生命誌研究館ホームページで「進化研究を覗く」と題する連載を行ってきた。人類進化には注目してきた。人類だけでなく、動植物のゲノム研究が進み、ゲノムが21世紀の文明の基盤となることを予言する象徴的研究分野だと思う。

女性が牽引するクリスパー・キャス9

 それからクリスパー・キャス9技術だ(ノーベル賞が来年でもおかしくはない、「クリスパー・キャス」の進化を参照)。38億年の進化で形成されてきた私たちゲノムの構造を自在に操るために急速な進展を見せている。

 2015年のノーベル賞第1候補に挙げたいと私は思っている。

 この技術開発の主役が2人の若手女性研究者だ。1人はスウェーデンの大学の教授も兼任している。今年かどうかは分からないにせよ受賞は時間の問題だろう。

初夢に見たいのは「がんの免疫療法」の話

 注目した3つの分野の中で初夢に見たい本命と言える話は、前述の通り、2015年にぜひ大きく進展してほしいと切に願う「がんの免疫療法」の分野である。

 「がん征圧」の初夢だ。

 がんの免疫療法と言うと、ワクチン、細胞治療、アジュバント療法などわが国でも大学や企業によってさまざまなサービスが提供されている。

 免疫力というのは誰もが知る流行語だ。

 またウェブには免疫療法により末期のがんから生還した手記もあふれている。

 しかし、正直に言うとこれまでの免疫療法は「当たるも八卦、当たらぬも八卦」といった予測の難しさが付きまとっていた。

標的なければ効かないワクチンの弱点

 例えば「ワクチン療法」を考えてみよう。

 がんが出している「抗原ペプチド」と呼ばれる分子を体に接種して、異物に抵抗する体の反応を引き出す治療だ。

 がん細胞の表面に、この抗原ペプチドが出ていればワクチンは有効になる。

 しかしながら実際には、出ているかどうかを確かめることなく接種されていた。

 しかも、ペプチドとしては正常な細胞も持っている分子が選ばれるのが普通になっている。がん細胞だけに存在するというわけでもない。結局、ペプチドががんにあれば効くが、なければ全く効果がないわけだ。

 同様に、「樹状細胞療法」という免疫療法も今のところ心もとない。「T細胞治療」も、肝心のがんの抗原を標的に攻撃できているか分からない。

足りないのは「予測性」

 結局、治療効果のなかった人の声はどこかに消えていく。うまくいった人の声だけがウェブに残る。

 もちろん私もがんに対する免疫系の効果を疑うわけではない。しかし、免疫の仕組みを理解すればするほど、これまで提供されている免疫療法には真の意味での予測性がなかったと思う。

 要するに、「免疫システムを確実にがんに向けて制御できている」という保証がなかった。

がんの弱点をあらかじめつかみたい

 一方、実際がんに発現していると確認された「CD21」などの抗原を標的にした抗体治療は健康保険が適用されている。一定の効果を上げている。

 しかし、体には免疫反応自体を抑制するメカニズムが存在する。ここが動き出すと、薬が効かなくなる心配があった。

 これらの問題を解決していくには次の2点が大切になる。免疫療法を効果が予測できる確実な治療へと変換するために必要だ。

 (1)がんに表れている抗原の特定(2)免疫システムを弱める抑制機構を阻害すること。免疫系をがんに対して攻撃的に維持するのが重要になる。

 20世紀の後半、急速に進んだ免疫学において1990年頃にはこの課題に対する処方せんが描けていた。

 ただ問題は、ほとんどの研究がマウスを用いた実験モデルで行われていたことだ。実際にがんを患う人にこの処方せんを適用できるかどうかは明らかではなかった。

 20年以上経ち、実際の臨床応用を目指して粘り強く続けられてきた研究がついに実を結び始めた。それが2014年ではなかったかと思う。

遺伝子技術で弱点あぶり出し、そこを攻撃

 この期待の治療法の1つは、「キメラ抗原受容体T細胞療法(Chimera Antigen Receptor T therapy:CART)」と呼ばれる遺伝子治療と細胞治療が合体した治療法。

 さらにもう1つは、免疫抑制シグナルシステムを阻害する抗体治療(抗PD-1、 抗PDL-1、抗CTLA4)である。

 これに組み合わせる、がんのゲノムや、ゲノムの中でも機能に直結するエクソームと呼ばれる部分の解析から得られる情報を生かす研究も進んでいる。がん抗原ペプチドを特定する方法の開発が視野に入ってきている。

 これについて簡単に解説しよう。

がんの弱点を確実に撃つ「CART治療」

 まずCART治療について説明する。

 この治療法はがんが表に出している抗原、攻撃のターゲットの予測の難しさを解決しようというものだ。

 がん細胞の表面に確実に存在する分子を標的にする。

 キラーT細胞が通常は認識できない大きな分子にも攻撃できるようにするのがポイントだ。

 遺伝子操作技術を応用して、がんの大きな分子でも探知する「アンテナ」のような仕組みを入れたT細胞を作り出す。このアンテナを実現するのが「キメラ遺伝子」の導入だ。

 がんの抗原を探り当てると、信号をT細胞の細胞内に伝えて、攻撃を促す。

 キメラ遺伝子を受けた人のT細胞の機能が正常であれば必ずがんを殺せると予測できる。

末期白血病で脅威の成果

 難しいのは、がんだけに発現している抗原を見つけることだ。

 多くの場合、同じT細胞が一部の正常細胞も殺す副作用が出るのを覚悟する必要がある。

 実際、末期白血病の人を対象とした臨床治験の論文では、この治療法の期待を上回る効果と同時に、正常細胞を同時に除去する強い副作用が報告されている。

 手短に紹介すると、30人の末期の急性リンパ性白血病に対して治療を試みている。遺伝子改変された自己のT細胞を1回投与するだけで、90%が完全に病気から回復した。その後6カ月にわたって、7割の人で再発もない。

 さまざまな治療で「お手上げ状態」だった人ばかり。素晴らしい結果だ。今後の長期の追跡結果が楽しみだ。

がんだけの弱点はどこにある?

 ただ、この時に標的になった抗原は「正常なB細胞」の表面にも発現している「CD19」と呼ばれる分子だった。B細胞は、異物を攻撃するタンパク質である抗体を作る細胞として知られ、健康な人でも大切な細胞だ。

 結果として、白血病が抑制される一方で、何とほとんどのB細胞も消失してしまっていた。

 この副作用に対して、「ヒト血清グロブリン」という抗体の投与を続ける必要がある。大変な負担が伴ってしまう。

 生命を奪う白血病が完治するなら許容できる代償かもしれない。

 研究者の目から見ると、免疫機能の凄まじさを思い知らされる結果だ。

 効果を期待して、米国の治験センターに登録されているCART療法を調べると何と57を数える。

 今後は治療が困難な固形がんにも適用が広がっていくと考えられる。

 がんが特異的に発現している抗原さえ見つかれば、あらゆるがんで計画を立てられる。ひょっとしたらがんの治療自体を大きく変えるのではと期待している。

がんへの攻撃力を弱めない新技術

 有力科学誌ネイチャー誌が「今年の10人」に神戸の理化学研究所、高橋政代さんを選んだことがわが国で話題になった。

 同じ10人の中に米国ジョンズ・ホプキンス大学のトパリアン(Topalian)さんも選ばれていた。「抗PD-1抗体」治療の論文がその理由だ。彼女らが2012年に医学誌ニュー・イングランド・ジャーナル・オブ・メディシン誌に報告した。肺がん、メラノーマ、腎がんをターゲットにしている。

 治療を受けた人のうちおよそ4分の1が治療に反応している。1年経過した時点で、寛解の見られた人の6割は再発なしに経過しているという結果だ。

 PD-1はがんを攻撃するためのT細胞の反応を抑制する。だから、この抑制を外して、T細胞ががんに対してフルに攻撃できるようにするわけだ。

 T細胞の活性を弱めるもう一つのメカニズムがCTLA-4を介するものだ。トパリアンさんの論文に先立つ2010年、CTLA-4に対する抗体が転移性のメラノーマに効果があると報告されている。明確な延命効果が出たのだ。

 抗PD-1抗体は日本の小野薬品工業が開発したこともあり、わが国でも大きな期待が持たれている。

がんの遺伝子を網羅的に調べ弱点調べる

 この抗体は免疫反応が成立しているときに効果を発揮する。そもそもがんに免疫反応を出していなければ成立しない。

 これを見分けるために、がん組織でPD-1に結合する「PDL-1」の発現があるか調べるよう推奨されている。

 確かにこの検査で抗体の効く確率を上げられる。

 がん特異的な抗原が分かっているかという点では、結局分からないままだ。

 「当たるも八卦、当たらぬも八卦」状態を克服できたわけではなかった。

 年末になって、がんのエクソーム解析と質量分析を組み合わせてがんだけに発現するペプチド抗原を特定したという報告が出てきた(がんの急所を知る新技術か、注目される「がんワクチン」の効く人とは?を参照)。コンピューターを使って、突然変異を起こした分子の中からがんペプチドを予測できた場合は、100%に近い確率で抗体の効果を期待できると示す報告も続いた。

 さらに、特定したペプチドを使ってT細胞免疫を誘導するワクチンとしても利用できることが示された。

 入り口から出口まで開通している。不確定な要素を廃せるようになってきた。免疫機能ががんに向かうよう制御する可能性が出てきている。ついに人でも道が開けたのではと大きな期待を抱かせる。

2015年に期待される2つの発見

 もちろん、抗原予測はまだ始まったばかりだ。

 実際にがんにかかった人に抗体を投与する際、あるいはペプチドワクチン治療を施す前に、がんにだけ出ているペプチドを予想して治療が計画されたという報告もまだない。

 しかし、2014年、多くの論文を読んで分かったことは、がんの免疫療法の質が間違いなく変化しつつあることだ。

 ワクチンだろうが、細胞治療だろうが、抗体治療だろうが、これまでは「効いた」という話だけが強調されてきた。研究者や製薬企業からすれば、当然「私の開発した治療法が一番よく効く」と主張するのも理解できる。

 あらためてその効果について冷静に評価したい。

 免疫反応は、抗原に反応して免疫が成立していく。さまざまな細胞が関わる複雑な過程だ。どの手段でこの過程に介入しようと、反応全体の中で評価できて初めて効果が予測できる。

 最後にがんをアタックして殺すまで成し遂げねばならない。

 2014年は重要な転換点になったと思う。抗体によるT細胞活性化療法を、がん免疫の入り口であるがんだけに出るペプチドとリンクさせて論じる動きが始まったからだ。

 この意味で、2015年はこの新しいがん免疫治療が普及するための重要な年になるだろう。

 特に大事な気がするのは2つの変化があるかどうか。(1)多くのがんでがんだけに出てくる表面抗原が見つかりCART治療が固形がんにも効くと分かること(2)がんのエクソーム解析データからがんだけに出るペプチドを予測する方法が開発される。

 最後にもう一度繰り返そう。「新しい発見から画期的な治療が実現し、がんで死ぬ人がなくなる」。これが今年の初夢だ。
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