新規がんワクチン「人工アジュバントベクター細胞」の開発

新規がんワクチン
「人工アジュバントベクター細胞」
の開発
理化学研究所・統合生命医科学研究センター
免疫細胞治療研究チーム・リーダー
藤井眞一郎
免疫細胞治療研究チーム・上級研究員
清水佳奈子
1
従来技術とその問題点
＜従来のがんワクチン、ペプチド療法との相違点＞
(i)HLA拘束性を考慮する必要がない
免疫系T細胞が認識する腫瘍抗原が次々と明らかになり、腫瘍抗原を用いた
がんワクチンが抗腫瘍免疫療法として進められてきた。一般的には、腫瘍抗原
の8-9アミノ酸残基から成る短いHLAクラスⅠ結合ペプチドが用いられるが、この
方法ではHLA拘束性のため、一部の患者しか治療対象とならない。人工アジュ
バントベクター細胞を用いた免疫療法ではこのようなHLAによる対象患者の制
限はない。更に複数のキラーT細胞が誘導できるのが特徴である。
(ii) 自然免疫の樹立を得る
ペプチド療法はキラーT細胞を誘導することを目的とするが、NK細胞やNKT細
胞の活性化は誘導できない。がんの再発時には、HLAの発現していない腫瘍細
胞の報告もある。このような意味で本ワクチンは、T細胞とともに腫瘍反応性NK
細胞、NKT細胞を誘導できる、多機能性の免疫応答による臨床効果が期待され
るワクチン治療となりうる。
2
新技術の特徴・従来技術との比較
リード化合物の利点のまとめ
• これまでの細胞療法と異なり、自家細胞の必要がなく、大量の細胞製
剤が調整可能
•
これまでの細胞療法と異なり、ＨＬＡ拘束性を考慮する必要がない
リード化合物の展望
• 今回の人工細胞の提案は、WT1発現人工細胞であるが、抗原を変えるこ
とで種々の種類の癌に対応が可能な効果的な腫瘍免疫治療を期待できる。
• PMDAとの薬事戦略相談(事前相談、対面助言)を行い、臨床試験の準備
を進めている。
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研究・開発の背景（1）
癌ワクチンとその問題点
・がん免疫に関与する細胞としては、NK細胞を中心とした自然免疫と
キラーT細胞を中心とする獲得免疫が存在する。両方を誘導することで
免疫監視機構を樹立できる。
・手術、化学療法、放射線療法に対して抵抗性を示すがんに対するがん
治療、更に再発予防療法として利用できる。
・腫瘍免疫の臨床応用で高い治療効果を得るためには、樹状細胞（DC）
の成熟化が重要なポイントとなる。
例えば細胞療法の一つに樹状細胞療法があるが、効率的なDC成熟化
は難しく、更に患者由来のDC採取やDC培養工程に困難が伴うのが現
状である。加えて、培養工程等に起因する高額な医療費も問題となって
いる。
4
研究・開発の背景（2）
自然免疫と獲得免疫を誘導する癌ワクチンの開発
・本発明者は、自家細胞を使わずにNKT細胞の活性化することで
、高い治療効果を得つつ腫瘍免疫を誘導する方法に成功した。
・本技術は、培養細胞（HEK細胞など）に対して、NKT細胞が認識
する抗原であるα-GalCerを提示させるために必要なCD1d遺伝
子と、腫瘍に特異的な抗原を共導入した細胞製剤を提供する。
・本細胞製剤をα-GalCerでの処理後に対象動物に投与した結果
、自然免疫と獲得免疫の双方を誘導し、腫瘍抑制に成功した。
・現在、PMDAとの薬事戦略相談(対面助言)に進めている段階で
ある。
5
創薬シーズの概要（１）
メカニズムの紹介
NK CD1d/Gal NKT
NKT
NK
B16投与された腫瘍モデルマウスに、
本件細胞製剤等を静脈投与
NKT
NK
CD11c+CD86+
NKT
NKT
NK
14日後の肺転移
を確認
NKT
NK
1. CD1d/α-GalCerを介した
NKT細胞の活性化
CD8
CD4
NIH3T3
CD1d-NIH3T3 CD1d-NIH3T3/G
2．DCの細胞断片の取込み
図1．マウスにB16メラノーマを投与した腫瘍
モデルを使った実験。培養細胞である
NIH3T3単独(1)、 CD1d発現NIH3T3(2)、αGalCer処理のCD1d発現NIH3T3(3)を静脈投
与した後に肺転移を確認した。
3．成熟化DCによる
各種T細胞系の球活性化
図2．本技術の概要図。CD1d/α-GalCerを介したNKT細胞
の活性化により、投与細胞が殺傷される。次に、抗原を含
む細胞断片をDCが取込み(写真中、緑：細胞断片、赤：DC
マーカー)、成熟化が進む。
成熟化DCは、CD4陽性、CD8陽性T細胞、NKT細胞を活性
化させる。これらの結果として、抗原特異的な獲得免疫と記
憶免疫が誘導される。
6
創薬シーズの概要（２）
生体内樹状細胞が、キラーT細胞
の誘導に必須である
DT injection
Day-1 CFSE-labeled OT-I
EG7 (s.c.)
Day0 immunization
DC
depletion
Tumor size (mm2)
OT-1
CD1dNIH/Gal-ova
OT-I alone
DT-treated
-CD11c
DTR mice
600
Day3 Analysis
T cell response
CD11c-DTR mice
WT mice
人工細胞でワクチンすると抗
腫瘍効果が認められる
CD1dNIH/Gal-ova
OT-I alone
100
101
102
CFSE
103
104
OVA抗原特異的なT細胞(OT-1)をCFSEで標識し、マウスに移
植、その翌日人工アジュバントベクター細胞(CD1dNIH/Galova）を免疫し、３日後にOT１細胞の分裂（増殖）を調べると、
野生型マウスでは非常によく分裂増殖しているが、生体内樹
状細胞を除去したマウス(DT-treated CD11c-DTR mice）では分
裂が起こらない。これは、人工アジュバント細胞が樹状細胞に
より貪食され、抗原が交差提示されていることを示唆する。
EL4 (s.c.)
Non-immunized
600
500
500
400
400
300
300
200
200
100
100
0
0
5
10
15
20
25
0
0
Non-immunized
5
10
15
20
EG7 (s.c.)
25
CD8KO
600
CD1dNIH/Gal-ova
600
CD1dNIH/Gal-ova
600
500
500
500
400
400
400
300
300
300
200
200
200
100
100
100
0
0
0
5
10
15
20
25
0
5
10
15
20
25
0
0
CD1dNIH/Gal-ova
5
10
15
20
25
Days after tumor inoculation
人工アジュバントベクター細胞(CD1dNIH/Gal-ova）を免疫し、１週
間後に皮下にOVA発現EL4(EG7)またはEL4を皮下接種し、腫瘍
サイズを経時的に測定したところ、EG7に対しては抗腫瘍効果を
認めたが、OVAを発現していないEL4に対しては全く抗腫瘍効果
を認めなかった。つまり、抗原特異的なCTLが誘導されており、こ
のCTLによる抗腫瘍効果であることを示唆する。実際、CD8KOマ
ウスをレシピエントとした場合、抗腫瘍効果を認めなかった。
7
創薬シーズの概要（３）
⼈⼯アジュバントベクター細胞の選択
HEK293: Human Embryonic Kidney 293 cells as adjuvant vector cells (aAVC)
(i) Cell growth
(ii) NKT activating capacity
CD1d-HEK/Gal
(iv) Protein production
(iii) Gene Transduction rate
CD1d-HEK-EGFP mRNA
CD1d-HEK-ova mRNA
200
0.16 0.16
Human IFN
(ng/ml)
OVA (ng/ml)
100
1400
50
1200
0
10
0
10
1
2
10
FL1-H: EGFP
10
3
10
4
95.7 95.7
90
CD1d- CD1d- NKT line
HEK293 HEK293 only
/Gal
HEK293
-EGFP
1000
800
120
# Cells
12
10
8
6
4
2
0
BC 57
BC 71
HEK293
/non
# Cells
150
600
400
60
200
30
0
0
10 0
10 1
10 2
FL1-H: EGFP
10 3
10 4
NIH3T3
HEK293
EGFP
ヒト線維芽細胞、非線維芽細胞計１４種類の細胞より細胞増殖、NKT活性化能、遺伝子導入効率の３点から
ヒト型ベクター細胞を検討し、最終的にHEK293細胞を選択した。
8
創薬シーズの概要（４）
Analysis of immune response by aAVC in canine
aAVC; CD1d-HEK293/Gal-ova
① innate immunity by aAVC
PB
② adaptive immunity by aAVC
Adaptive immunity (CD8 CTL)
Innate immunity (NKT, DC)
5x107-1
5x107-2
5x107-3
5x106-1
5x106-2
5x106-3
d14 d28
600
Dog IL12 in serum (pg/ml)
%NKT of CD3+ cells
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
cont d7
5x106
500
5x107
400
300
200
100
0
cont
2h
d7
Canine IFN- SFCs / CD8T cells
IL-12
NKT
70
60
50
40
30
20
10
0
pep (-)
pep (+)
low
pep (-)
pep (+)
high
ヒトaAVC-ovaを5x106, 5x107の2doseでイヌ（ピーグル犬）に免疫し、経時的に免疫応答を解析したところ、aAVC投与
後2-6hで血中のIL-12の上昇が検出され、d7-14でNKT細胞の増加、またd7でOVA特異的なCD8T細胞の応答も確認
できた。
9
参考資料（特許・文献）
特許
ウィルムス腫瘍遺伝子産
物またはその断片をコー
ドしている改変型核酸構
築物を含んでいる免疫治
療用細胞、当該細胞の
製造方法、および当該核
酸構築物
ＣＤ１ｄ及び標的原の
共発現アロ細胞を用
いた免疫療法
ＣＤ１ｄリガンドをパルス
した、標的抗原及びＣＤ１
ｄの共発現細胞による免
疫療法
ヒト樹状細胞の評価方
法およびヒト細胞免疫
療法剤
ＮＫＴ細胞の機能解析
法
PCT出願
US、EP、JP
US、EP、JP
US、EP、JP
US、EP、JP
出願日
2012/07/30
2009/11/27
2007/02/21
2008/09/09
2006/06/09
出願人
理化学研究所
理化学研究所
理化学研究所
理化学研究所
理化学研究所
発明の
名称
出願国
10
10
参考資料（特許・文献）（２）
文献
Fujii S et al. Activation of natural killer T cells by a-galactosylceramide rapidly induces the full
maturation of dendritic cells in vivo and thereby acts as an adjuvant for combined CD4 and CD8 T cell
immunity to a co-administered protein. J Exp Med. 2003, 198: 267-279.
Shimizu K and Fujii S et al. Tumor Cells Loaded with a-Galactosylceramide Induce Innate NKT and NK
Cell-Dependent Resistance to Tumor Implantation in Mice. J Immunol. 2007, 178: 2853-61.
Shimizu K and Fujii S et al. Cross-presentation of glycolipid from tumor cells loaded with agalactosylceramide leads to potent and long-lived T cell mediated immunity via dendritic cells. J Exp Med.
2007, 204: 2641-53.
Fujii S et al. Antigen mRNA-transfected, allogeneic fibroblasts loaded with NKT-cell ligand confer
antitumor immunity. Blood 2009, 113:4262-72.
Shimizu K and Fujii S et al. Vaccination with antigen-transfected, NKT cell ligand-loaded, human cells
elicits robust in situ immune responses by dendritic cells. Cancer Res. 2013, 73:62-73.
11
企業への期待
１）今後の研究計画
・WT1発現人工細胞の品質管理試験を終了させ、非臨床試験を進める。
・マスターセルバンクの作製をする。
・人工細胞を管理するバイオベンチャーを設立する。
・最終的には、商品を開発上市まで進める。
２）企業との連携
・理研の分担--- 人工細胞作製、有効性、免疫応答の評価など
上記記載
・企業の分担---臨床試験の際のバックアップ
臨床試験(第Ｉ/II相試験)への参加を期待している。
12
想定される用途
• 本技術の特徴を生かすためには、従来のがん
治療後に使用することで再発予防効果のメリッ
トが大きいと考えられる。
• 上記以外に、がん治療効果が得られることも期
待される。
• また、達成された臨床試験での有効性、及び安
全性試験に着目すると、他の癌種やウイルスと
いった分野に展開することも可能と思われる。
13
実用化に向けた課題
• 現在、品質管理試験について、PMDAとの対
面助言により、細胞製造部分までの品質が可
能なところまでほぼ開発済み。今後、WT1発
現人工細胞の改良点が未解決である。
• 今後、非臨床試験についてCROに委託し実
験データを取得し、非臨床試験を終了させる。
• 臨床試験によりPOCを得ることが重要である。
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適応疾患
多発性骨髄腫
• 全がんの1％、血液がんの10-15％（リンパ腫
に次いで2番目に多い）、がん死亡者の2％
• USでは、新患：2万人、死者：1万人（2010年）
• 欧米人＞アジア人、男＞女
• 予後が悪いがん
– 診断後の平均生存期間：3年
– 診断後の10年生存率：10％
World Multiple Myeloma Drug
Treatment Market 2012-2022
Visiongain社
15
市場性予測
市場性予測
• 市場規模
– 世界市場 5,600億円(2011)⇒1兆5200億円(2022予測)
– 日本市場 665億円(2011)⇒1,511億円(2022予測)
• 既存薬
– Revlimid (lenalidomide), Thalomid (thalidomide), Velcade
(bortezomib), Kyprolis (approved in 2012)
• 上市が見込まれる薬： Actimid (approval in 2013)
• 臨床開発品： 70 低分子 (HDAC inh, PK inh)、 30 バイオロジクス
(mAbs, protein, vaccine)
World Multiple Myeloma Drug
Treatment Market 2012-2022
Visiongain社
16
16
先行品情報
先行品情報
• 先行する開発品は無い
• Integrity （cancer & adjuvant) ２８件→該当し
ない
• 多発性骨髄腫開発品のうちバイオロジクス３
０件→該当しない
Integrity (Thomson Reuters社)
World Multiple Myeloma Drug Treatment Market 2012-2022（
Visiongain社）
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お問い合わせ先
独立行政法人理化学研究所社会知創成事業
創薬・医療技術基盤プログラム
事業開発室
住所：〒230-0045 神奈川県横浜市鶴見区末広町1-7-22
TEL：045-503-9153
Mail：[email protected]
http://www.riken.jp/dmp/
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