CD70を標的としたiPSC由来のCAR-NK細胞療法

背景と研究目的

過去10年間、「活性薬」としての細胞療法は、従来の治療理念を根本から覆しました。特に、キメラ抗原受容体T細胞（CAR-T）の設計により、免疫療法の有効性が大幅に向上し、従来の治療が不可能だった血液系悪性腫瘍の治療において潜在的な治癒への道筋を提供しました。しかしながら、CAR-T療法は、標的範囲の限定、生産プロセスの時間とコストの増大、そして製造失敗のリスクといった課題に直面しています。これらの制約により、この療法は迅速な介入が必要な癌患者集団への広範な適用が困難となっています。

これらの問題に対処するために、近年CD70が免疫チェックポイント分子として注目されており、血液系および固形腫瘍の多くで高発現していることから、癌免疫療法の重要な研究ターゲットとなっています。CD70を標的とした薬物（単クローン抗体、抗体薬物複合体、CD70 CAR-T細胞など）は、急性骨髄性白血病、リンパ腫、腎癌などの癌で積極的な治療効果を示しています。さらに、ナチュラルキラー細胞（NK細胞）の先天的な抗腫瘍メカニズムは、腫瘍カバレッジを拡大する新しいプラットフォームを提供しています。しかしながら、NK細胞の抗腫瘍機能は、腫瘍細胞上のNCR/NKG2Dリガンド（NCR/NKG2D ligands）が著しく減少することでしばしば弱体化され、特定の癌の多様性に対応することが難しくなっています。

これらの問題を解決するために、Wangらは汎用性を持つiPSC（誘導多能性幹細胞）由来CD70を標的としたCAR-NK細胞（70CAR-iNK）を開発し、将来の普遍的免疫細胞療法への新しいアプローチを模索しました。本研究は、この技術を癌治療および異種T細胞拒絶反応の減少に適用するための新たな戦略を提供することを目的としています。

論文出典と研究チーム

この研究は、浙江大学医学院、浙江省幹細胞および免疫療法重点研究室、ならびに遺伝子編集企業Qihan Biotechによる共同研究であり、Linqin Wang、Yiyun Wang、Xiangjun Heらが主導しました。本研究論文は2025年1月21日、『Cell Reports Medicine』第6巻第101889号に発表されました。

研究設計と方法の概要

本研究の実験プロセスは、遺伝子編集から体内外での機能評価に至る複数の段階を含む多層的な設計がなされています。

1. CD70を標的とした遺伝子編集とiPSC由来NK細胞の生成

研究チームはCRISPR-Cas9技術を用いてiPSCsに対する多重遺伝子編集を行い、以下の機能修飾を導入しました：

• CD70遺伝子のノックアウト（CD70-KO）：NK細胞間のCD70結合による「同胞性殺傷（fratricide）」を防止することを目的としました。研究ではまた、CD70-KOがiNK細胞の分化能や機能に影響を与えないことを確認。
• 高親和性非切断型CD16（hnCD16）の導入：抗体依存性細胞介在細胞毒性（ADCC）の増強。
• IL-15受容体αとIL-15の融合タンパク質（IL15RF）の導入：細胞の持続性と増幅能力を向上。
• CD70を標的としたCAR分子の発現：腫瘍認識と殺傷効率を向上。

これらの修飾が施されたiPSCsは、最適化された分化プラットフォームを通じて、高純度で機能的なiNK細胞へと誘導されました。細胞表現型補正と機能評価では、それらが成熟マーカー（CD56、NKG2D、NKp46など）を備えていることが確認されました。

2. CD70発現特性と多種腫瘍タイプの分析

研究ではTCGAデータベースから33種類の腫瘍タイプにおけるトランスクリプトーム解析を実施。その結果、腎癌、びまん性大細胞型B細胞性リンパ腫（DLBCL）、間皮腫など計14種類の癌において、正常組織と比較してCD70発現が顕著に増加していることが確認されました。また、ヒトタンパク質地図のデータに基づき、CD70が特にB型リンパ腫（特にウイルス感染型）および再発/難治性DLBCLで広範囲に高発現する傾向があることを検証しました。

3. 体外での細胞毒性評価

血液系および固形癌細胞株（例：Raji、MT-4、HeLaおよびSKOV-3）を標的細胞として用いた評価で、70CAR-iNK細胞が顕著な抗腫瘍能力を示すことが実証されました。特にNCR/NKG2Dリガンドの発現が低い腫瘍細胞では、CAR構造の発現が毒殺効果の増強において重要な役割を果たしました。

また、CD70-KO Raji細胞を用いた実験では、リツキシマブ（抗CD20抗体）と組み合わせてADCC効果が強化されることを確認し、hnCD16の非切断性がエフェクター機能の安定化に寄与することを証明しました。

4. 体内抗腫瘍と持続性評価

マウスの異種移植モデル（リンパ腫MT-4と腎癌Caki-1）において、70CAR-iNK細胞を移植することで腫瘍の成長抑制とマウス生存期間の延長が顕著に示されました。未修飾のiNK細胞と比較して、IL15RFを発現する70CAR-iNK細胞は体内での存続期間と増幅能力を向上させています。

5. 異種T細胞反応の抑制効果

異種拒絶モデルを通じて、70CAR-iNK細胞がCD70高発現の異種活性化T細胞を効果的に排除し、T細胞の活性化マーカー（例：CD69、CD137）のレベルを著しく低下させ、異種拒絶をある程度軽減することが実証されました。

研究結論と意義

本研究は、70CAR-iNK細胞が強力な抗腫瘍の可能性を持つことを確認しました。これらの細胞は複数の腫瘍タイプをカバーできるだけでなく、受容体の異種排斥T細胞を排除することでNK細胞の持続性を向上させます。この研究は、汎用型免疫細胞プラットフォームの開発に理論的な裏付けを提供し、個別化医療および大規模産業化生産への道を開きました。

臨床と科学的価値

1. 科学的価値：多重遺伝子編集技術を総合的に活用し、同胞殺傷と機能強化の問題を解決。CD70を標的としたNK治療の新たなページを開きました。
2. 応用価値：汎用型免疫細胞製品として、70CAR-iNK細胞はコスト削減と製造周期の加速を実現する一方で、潜在的患者層の受益範囲を大幅に広げます。

研究のハイライト

• 多重遺伝子修飾の革新：CARモジュール、IL15RF、hnCD16を統合することで、機能を全般的に強化。
• 広範な腫瘍ターゲット適用：CD70高発現のさまざまな腫瘍タイプを対象とし、現行の臨床療法の空白を埋める。
• 異種免疫拒絶への対策：CD70を標的とした戦略によってGVHD（移植片宿主病）リスクを軽減し、普遍的免疫療法の基盤を築きます。

Wangらによるこの研究報告を通じ、遺伝子編集と細胞工学の力で次世代免疫療法の発展を押し進める全体像が示されており、癌治療の未来に新たな希望の光をもたらしました。