腫瘍内注入治療

MDアンダーソン OncoLog 2016年5月号（Volume 61 / Issue 5）

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腫瘍内注入

新しい治療アプローチはさまざまなタイプのがんに有望

—– Bryan Tutt

がん治療として、ワクチンや遺伝子を組み換えた細菌やウイルスを直接腫瘍に注入すると、腫瘍は縮小または破壊され、腫瘍細胞を攻撃する免疫反応は活性化される。これらの治療は臨床試験で有望な結果を示しており、さらに、転移や手術不能な症例に対する免疫治療効果についての、新たな試験が進められている。

テキサスMDアンダーソンがんセンター大学のがん治療開発科助教Vivek Subbiah医師は、「私は、現在は切除不能症例や治療困難症例に効果的な治療を準備している段階であると考えている」と言っている。

腫瘍内治療

樹状細胞ワクチン

Subbiah医師は、局所的進行がんや転移性固形がんの患者に対して樹状細胞ワクチンを投与する第1，2相臨床試験の治験責任医師である。ワクチンは各々の患者の樹状細胞から個別に作られ、その患者の腫瘍に注入される。

第1相試験では用量制限毒性は認められなかった。主な副作用は発熱であったが、管理可能であった。1例のみ救急対応が必要な全身性炎症反応症候群を認めた。

Subbiah医師によると、これまでの解析で腫瘍内に浸潤するリンパ球の増加が観察されている。しかしながら、現行の試験では1患者で1腫瘍にしか注入できず、多数の腫瘍を持つ患者では注入していない腫瘍がある。そのため治療効果は良くても安定（stable disease; SD）と判定されている。

「注入していない腫瘍の生検においても遠隔効果が認められたが、その効果は弱かった。次の試験では複数の腫瘍、おそらく5箇所くらいまで注入する予定である」と、放射線科教授Ravi Murthy医師は言う。彼はこの臨床試験で画像ガイド下に患者に腫瘍内注入を行っている。

今後の試験では、もうひとつの方針として、腫瘍内ワクチンにprogrammed cell death protein 1 (PD-1)またはPD-1 ligand (PD-L1)のような免疫チェックポイント阻害剤を合わせることが考えられる。Subbiah医師は、そのような混合治療は局所的にも全身的にも効果的である可能性があると述べている。

腫瘍崩壊を起こす細菌

細菌をがん治療に利用する考えは、急進的に聞こえるかもしれないが決して新しいものではない。1890年代には、外科医であり免疫治療のパイオニアでもあるWilliam B. Coley氏は、細菌感染を患っているがん患者の腫瘍に、ときに縮小が認められることがあるということを観察していた。

しかしながら、現在まではがん患者の細菌による治療効果よりも、細菌感染によるリスクのほうが高かった。

毒素非産生株の細菌クロストリジウム novyi-NTAは、腫瘍内部のような低酸素な環境でのみ成長できるように開発された。Filip Janku医学博士、（がん治療開発科助教）は、「クロストリジウム novyi-NT は正常組織内では成長できない。なぜなら酸素レベルが高すぎるからである。クロストリジウムnovyi-NTは低酸素状態にある腫瘍の中で成長し、溶菌を起こす。つまり腫瘍を破壊する」と語った。

これまで低酸素状態にある腫瘍は治療が困難であった。腫瘍への血液の供給は制限され、全身投与される薬剤は十分に到達できない。また、低酸素状態にある腫瘍の内部は、放射線増感剤として働く酸素分子が不足し、放射線治療の効果を弱めてしまう。そのため低酸素状態の腫瘍をターゲットにする細菌は大変有用であろう。

クリストリジウム novyi-NTの最初の臨床試験はMDアンダーソン以外で行われたが、細菌は静脈に注射された。Janku医師は、「この方法は、細菌が選択的に腫瘍に到達するという理論に基づいており、実際にその通りであった。しかし腫瘍の中には外科手術により到達できなくなっているものもあり、そのような場合は有害事象の管理が困難であった。腫瘍内注入であれば、到達する際に付随して起りうる損傷を回避できるよう病変部を選択できるため、より優れていると感じられた」と、話している。

現在進行中の多施設臨床試験は、クリストリジウムnovyi-NTが腫瘍内に注入されている。 Janku医師は MD アンダーソンの治験責任医師である。 クリストリジウムnovyi-NTは外来患者に行う手技であるが、この試験のプロトコールでは患者は副作用の場合に迅速に対処できるよう、注入後7日間入院することを必要としている。予防として全ての患者はクリストリジウム novyi-NT注入後7日目からドキシサイクリンの経口投与を受けることとしている。

現在行われている試験の予備データはまだ得られていないが、Janku医師はおよそ3分の1の患者にいくらかの局所的な効果がみられると見積もっている。これらの反応の中には数日で腫瘍の完全破壊を示しているものもあり、劇的である。

治療の副作用もまた重篤になり得る。例えばこの試験の最初の患者には右上腕周囲に腫瘍があった。クリストリジウム novyi-NTの注入により破壊されたが、その2カ月後に右上腕骨折を起こした。骨が弱くなり、周囲にある腫瘍がない状態では支えられなくなっていたからである。「われわれは良い効果に続いて悪い結果も経験した」と、Janku医師は語っている。他の副作用としては発熱、低血圧、凝固障害などの全身炎症が認められた。「これらの反応は抗生剤や他の対症療法によって管理された。患者に菌血症は認めなかったため、これらの反応は細菌よりもサイトカインによって引き起こされたと思われる」とJanku医師は言っている。

研究者は細菌は2つの機序により効果を示していると考えている。1つは直接的な腫瘍溶解性であり非常に急速なものである。2つ目は標的部位から離れた所に認められる効果である。免疫システムは腫瘍の破壊によりがんを認識する。まだ発表するには早過ぎるが、患者の中には全身反応の兆候を認めたと思われるものもいる。Janku医師は「われわれは注入していない腫瘍の成長が遅くなっていることを認めたが、その効果はあまり長くは続かない。これらのデータから、この治療は何か免疫チェックポイント阻害剤とともに使用するとさらによく効果を認めるのではないかと期待される」と語っている。

MD アンダーソンと他のセンターで行われる次の試験では、クリストリジウムnovyi-NTは PD-1阻害剤とともに投与される。この試験では表在性の腫瘍、または骨や内臓を巻き込んでいない到達可能な腫瘍で、かつ外科治療候補になっていない患者が候補になるだろう。免疫チェックポイント阻害剤が細菌に対する全身性反応を増強することが期待される。

Janku医師は「大切なことは最大の抗腫瘍効果が得られるために十分な細菌の効果が認められ、同時に全身反応は管理可能で、患者を危険にさらさないことである」と語った。

そしてさらに以下のように続けた。「腫瘍内へのクリストリジウム novyi-NT治療に対し、全身性反応が広がってしまう前にコントロールされる必要がある。治療はMDアンダーソンや他の主ながんセンターで安全に行われることができるが、地方の病院で簡単にそれができるとは思わない。他方で私は治験を始めた時と比べて、この治療を行うことに非常により一層自信を持っている。われわれは多くのことを学んできた。もし正しく用いればクリストリジウム novyi-Nはとても強力な治療となりうる」。

腫瘍溶解性ウイルス

細菌感染と同様、ウイルスの感染あるいは接種後に、がんが自然に退縮したという患者の症例報告やその他の事例証拠が、長年にわたって存在していた。しかし、1960年代に実施されたアデノウイルスを用いたがん治療の試験では、限定的な有効性とウイルスに関連した合併症が報告された。

この分野におけるさらに進んだ研究は、研究室内でウイルスの遺伝子操作が可能となった1990年代までほとんど行われなかった。その頃、神経腫瘍学部門の教授であるJuan Fueyo医師と同部門の准教授であるCandelaria Gomez-Manzano医師は、網膜芽細胞腫抑制タンパク質（Rb）を欠失した細胞に対して作用するアデノウイルスの開発に取り掛かった。

「われわれは、Rbを不活性化しないウイルス、つまり正常な細胞内では複製できないようにしたウイルスを作成しました」とFueyo医師は述べた。「しかし、がん細胞に感染すると、そこにはRbはすでにないことから、ウイルスは複製することができるのです」。in vitroの研究で一部の細胞はウイルスに抵抗性を示すことが判明したため、Fueyo医師とGomez-Manzano医師は、Arg-Gly-Aspトリペプチド（RGD）モチーフをウイルスに付加した。その理由は、RGDと結合するインテグリンの発現レベルが、がん細胞で高いが、正常細胞では低いためである。

出来上がったウイルスDelta-24-RGD（DNX-2401とも呼ばれる）の第1相用量漸増試験が最近実施され、この試験では再発性膠芽腫の患者の腫瘍内にウイルスが注入された。この試験の臨床試験責任医師であり、神経外科学部門教授であるFrederick F. Lang医師は次のように述べた。「われわれは、最高用量である5×1010 viral particles（ウイルス粒子）まで段階的に増やしたが、用量制限毒性は認められませんでした」。治療を受けた25人の患者のうち、腫瘍の完全消失が認められたのは3人、部分的な退縮が認められたのは1人であった。「膠芽腫が再発してしまうと、多くの場合、その後の生存期間は週単位になります」とLang医師は述べた。「しかし、この4人の患者は治療後3年以上、そのうち1人は4年間、がんが再発するまでに生存していました。そのうち3人の患者は、今なお生存しています」。

Fueyo医師とGomez-Manzano医師は、Delta-24-RGDが免疫応答の引き金になるのではないかと考えている。「ウイルスは接種されると腫瘍内で短期間に複製するが、免疫システムがウイルスを認識し、攻撃をするのは少ししてからです」とFueyo医師は述べた。「しかし、腫瘍の退縮が認められた3人のように一部の患者では、免疫システムの標的がウイルスからがん細胞へと移行していったのだと、われわれは考えています」。Delta-24-RGDと他の免疫療法剤を組み合わせることで、患者の転帰が改善されるかどうかは、今後の試験で確認されることになる。

腫瘍内へのDelta-24-RGD後にインターフェロンガンマを用いる、あるいは用いないという第1B相試験では、再発性膠芽腫あるいは膠肉腫患者の登録がMDアンダーソンおよび他の施設で現在行われている。Delta-24-RGDとPD-1阻害剤を組み合わせるという別の試験は、計画段階にある。

別の腫瘍溶解性ウイルスであるtalimogene laherparepvec（T-VEC）は、進行したメラノーマの治療薬として最近承認され、免疫チェックポイント阻害剤との併用での臨床試験も近く予定されている。この試験へのメラノーマ患者の登録は、MDアンダーソンおよび他の施設において今年後半から予定されている。

腫瘍内への注入方法

Delta-24-RGDによる治療の安全性と実現性の立証に加え、脳腫瘍にウイルスを注入する手順を最適化する上で、腫瘍溶解性ウイルスの第1B相試験が役立った。結果として、脳内への注入治療ために特別に開発された新しい微小注入カニューレの定位埋め込みの誘導には、磁気共鳴画像法（MRI）が用いられることになった。

「XYZ座標系を設定するためのフレームを患者の頭部周囲に置き、基準点がわかるようにフレームを設定したままの状態でMRIを行うのです」とLang医師は説明した。局所麻酔で患者を意識下鎮静の状態にしてから頭蓋骨に穴を開け、そこからLang医師はフレームに設置した円弧型の定位装置を使い、MRIによる誘導下で、カニューレ（直径2mm未満）を脳の中へと通す。「われわれが開発したカニューレを腫瘍内の適切な場所へ正確に設置するために、この定位システムを使用するのです」と彼は述べた。

カニューレが適切な場所に設置されると、Lang医師はガドリニウム造影剤を注入する。拡散していくウイルスはこの造影剤を押して進むことから、ウイルス拡散の様子を観察することができるようになる。次に、微量輸液ポンプを用いて1mLのDelta-24-RGDウイルスをゆっくりとした速度（0.9 mL/h）で注入する。「このゆっくりとした持続注入という考え方は対流増加送達（convection-enhanced delivery）とも呼ばれ、持続したとても緩やかな圧力勾配を作り出すことで腫瘍内の間隙を広げ、流体とウイルスが間隙を通れるようにするものです」とLang医師は述べた。

脳腫瘍内への腫瘍溶解性ウイルスの注入と比べ、C. novyi-NTや樹状細胞ワクチンを体の他の部位にある腫瘍へ注入する手順は簡単である。

「この技術は、画像誘導下生検で日々用いている技術がそのまま発展したもので、組織を採取するかわりに、薬剤を注入するのです」とMurthy医師は述べた。

腫瘍の位置、大きさ、性質によって、注入の誘導に超音波検査法を使うか、あるいはコンピューター断層撮影または（まれであるが）MRIを使うかを決める。針の型やサイズは腫瘍の大きさ、場所および注入される薬剤の種類によって決める。Murthy医師は、次のような例を述べた。「C. novyi-NTの場合は、均一に拡散させるために多方向展開型のアレイ針（multipronged array needle）を使います。腫瘍は不均一であるため、最適な標的場所を特定することができません。ですから、腫瘍内に一様に細菌を拡散させることで、細菌が成長する絶好の機会を与えることができるとわれわれは考えています。この手順はシンプルです、ただ適切に行うだけなのです」。

今後の方向性

樹状細胞ワクチン、C. novyi-NTおよびDelta-24-RGDは免疫システムを刺激することが知られている、あるいは理論付けられていることから、これらと免疫療法剤との併用が臨床開発において当然次に期待されるものとなった。

腫瘍内ワクチンと免疫チェックポイント阻害剤を組み合わせることで、それぞれの有効性が高められることをSubbiah医師は期待している。「チェックポイント阻害剤により、多くのがんに対する免疫療法の状況は一変しました」と彼は述べました。「しかし、一部の患者ではこれらの薬剤による効果が認められず、また抵抗性を示すようになることもあります。効果がない場合は、患者にもともと免疫反応が備わっていない可能性があるのです。すでにわかっている、適応腫瘍反応（adaptive tumor response）の誘導には樹状細胞が必要であるという点からも、腫瘍内樹状細胞ワクチンによってチェックポイント阻害剤を補強することができると、私は考えています」。

Delta-24-RGDと免疫チェックポイント阻害剤の組み合わせに加え、さらにもう一歩進むことをGomez-Manzano医師とFueyo医師は、MDアンダーソン応用がん科学研究所にあるthe Oncology Research for Biologics and Immunotherapy Translation platformの理事であるCarlo Toniatti医学博士とゲノム医療部門准教授であるLaura Bover博士とともに望んでいる。「われわれは、チエックポイントの正の調整因子を自ら発現したウイルスを作ろうとしています」とFueyo医師は述べた。新しいウイルスDelta-24-RGDOXは、腫瘍特異的T細胞に発現しているOX40（腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー4とも呼ばれる）のリガンドを発現している。Delta-24-RGDOXの有望性は、前臨床試験で明らかにされている。「われわれが行っていることは、ウイルス療法と免疫療法の中間域にあたるのです」とFueyo医師は述べた。

ワクチン、腫瘍溶解性ウイルスおよびバクテリアの送達への利用に加え、腫瘍内注入は、免疫療法研究の行き詰ってしまった領域に答えをもたらす可能性がある。「Toll様受容体アンタゴニストのように、免疫システムを活性化するために用いられる治療剤の多くは、実際には腫瘍内にまで入り込むことはなく、規則正しく服用すると毒性が強くなりすぎてしまうのです」とMurthy医師は述べた。さらに言えば、Toll様受容体を腫瘍内へ注入する試験が計画段階にある。

放射性ビオチンを静脈注射した後、アビジンを腫瘍内に注入するという別の試験が近く計画されている。このビオチンはアビジンに対して結合し、不可逆的かつ高い親和性を持っている。この試験は、Murthy、Subbiah両医師と核医学部門の准教授であるGregory Ravizzini医師により計画されている。さらに多くの腫瘍内腫瘍溶解性治療剤の試験が今後続くと思われる。

「これらの腫瘍内治療が花咲こうとしているのです」とMurthy医師は述べた。「この領域の臨床研究に携わっている者にとって、心躍る時なのです」。

Janku医師は賛同し、次のように述べた。「これらの治療法が標準的な治療法へとなろうとしているのです」。

For more information, contact Dr. Juan Fueyo at 713-834-6221, Dr. Filip Janku at 713-563-0803, Dr. Frederick F. Lang at 713-792-2400, Dr. Candelaria Gomez-Manzano at 713-834-6260, Dr. Ravi Murthy at 713-745-0856, or Dr. Vivek Subbiah at 713-563-0393. To learn more about ongoing clinical trials at MD Anderson, visit www.clinicaltrials.org.

【上段画像キャプション訳】
脱分化した脂肪肉腫に、細菌クリストリジウムnovviから毒素を生成する遺伝子を取り除いた改変型クリストリジウムnovyi-NTを注入した。左は注入前、右は注入後4日目の写真である。提供はFilip Janku医師。

【下段画像キャプション訳】
腫瘍内注入（脳腫瘍への注入は除く）は多方向展開型のアレイ針（multipronged array needle）を使って、画像誘導下生検と似た手順で行うことができる。挿入写真：腫瘍内への治療用薬剤の注入はコンピューター断面撮影で確認できる。画像はRavi Murthy医師の厚意による。

翻訳担当者　中村奈緒美、田村克代

監修　下村昭彦（乳腺・腫瘍内科／国立がん研究センター中央病院）

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原文掲載日　2016/05/31