光免疫療法は日本初の治療法
２０２０年９月、「がん光免疫療法」のための薬と医療機器が、日本で承認されました。光免疫療法の承認は世界初であり、日本での研究開発が最も進んでいる治療法です。
狙ったがん細胞をピンポイントで物理的に破壊する、従来のがん治療とは大きく異なるコンセプトをもち、これまで実施された臨床試験では、従来の方法では治療が難しかったがん患者が治癒する例も確認されています。
「免疫」という言葉が名前についていますが、これまで知られている免疫療法とはまるでちがう仕組みをもつことも大きな特徴です。
がん光免疫療法の仕組み
では、光免疫療法とはどのような仕組みなのでしょうか。
光免疫療法は、米国立衛生研究所（ＮＩＨ）の小林久隆主任研究員が開発しました。
小林氏はまず、がん細胞の表面に数万～数百万と大量にでている特定のたんぱく質「抗原」に注目しました。
抗原はがん細胞の「目印」になります。ある抗原には、それと結びつく特定の「抗体」が存在します。
「抗体」は非常に精度よく、ピンポイントでがん細胞の抗原に接合します。
小林氏は、がん細胞の表面に多くでている抗原に結びつく抗体に「ＩＲ７００」という小さな光感受性物質を取りつけた「薬」を開発しました。
治療では、この薬を患者の静脈に点滴で投与します。するとＩＲ７００つきの抗体が全身をめぐり、ターゲットであるがん細胞の表面にある抗原に接合します。
一日程度の時間を置いたあと、がんのある場所にレーザー光をあてます。
使う光は暗赤色光とよばれる波長で、家庭の電気製品のリモコンに使われている波長に近く、人にあてても無害です
この光があたったＩＲ７００は、瞬時に水に溶けない性質になり抗体と抗原を巻き込んで急激に変形します。
この急な変形によって、がん細胞の細胞膜に傷がつきます。ひとつの傷は小さいのですが、たくさん傷ができることでがん細胞の細胞膜に穴が開き、その穴から細胞の外にある水が大量に流れ込んで、がん細胞が破裂して死滅します。
副作用がほぼない
「ＩＲ７００」という小さな光感受性物質を取りつけた「薬」は全身をめぐりますが、がんに結びつかなかった薬は１～２週間で体外へ排出されます。
これまでの臨床試験では、薬そのものによる毒性は確認されていません。
また、細胞膜に穴を開けるには、傷が１万個ほどつくことが必要です。たとえ、正常細胞に抗体が少しついてしまい、そこに光があたったとしても、壊れることはありません。そもそも光をあてない場所の細胞に傷がつくこともないです。
このように、これまでの治療法以上にがん細胞をピンポイントで攻撃できることが大きな特徴で正常細胞にはほぼ影響はないと考えられ、副作用が少ないと期待されています。
小林氏はこの治療法の効果をマウスの実験で確認し２０１１年に米科学誌「ネイチャー・メデイシン」に論文を発表しました。
抗がん剤とは全く異なる治療プロセス
従来の抗がん剤は、細胞内の機能にダメージを与える仕組みを利用してがん細胞を殺していました。
しかし、薬が細胞に作用しても細胞が殺せなかったり、細胞側が薬から逃れる術（耐性）を身につけたり、がん以外の正常細胞への影響が大きかったりして、すべてのがん細胞を殺すことは難しい状況でした。
光免疫療法は、薬と光を使うことによってがん細胞の細胞膜に穴を開け、死へ導きます。細胞が薬に反応しなかったり、さまざまな回避法を使ったりしても関係なく、有無をいわせず細胞膜に傷をつくります。
光をあててわずか１分ほどでがん細胞が死ぬのもこれまでは考えられなかったスピードです。
光で破壊したあと、免疫が攻撃する
「抗体を使うがん治療」には薬物治療ですでに使われている「分子標的薬」があります。分子標的薬にも、抗体をがん細胞表面の抗原に結びつけることによって治療するタイプのものがあります
しかし、この方法では、抗原のはたらきを完全に抑えなければ、がんを弱らせることができません。このため、大量の薬を長期にわたって投与する必要があります。
また、治療を続けるうちに、抗原の形が変わるなどして耐性がつき、いずれ効果を示さなくなります。
光免疫療法は、がん細胞の細胞膜に１万個ほどの傷がつけば膜に穴が開くため、分子標的薬よりも結びつく抗体が大幅に少なくても効果が出る可能性が高いです。
さらに、がん細胞が破壊されれば治療は終わるため、投与回数も少なくてすむというメリットも考えられます。
では「免疫」はどこで働くのでしょうか。
光免疫療法の特徴として、「細胞膜が破れるという特徴的ながん細胞の死に方が、患者の体内の免疫のはたらきを活発にし、がんへの攻撃を高める」という動きがあります。
細胞膜が破れて水が入り込み細胞が破裂すると、がん細胞のなかにあった物質が周囲へまき散らされます。
がん細胞だけをピンポイントで破壊する光免疫療法では、がんの近くの免疫細胞は通常どおり存在しています。
まき散らされた物質は体内のがん細胞そのものの特徴を保っているため、近くにいる樹状細胞が、まき散らされた目印を攻撃対象として認識して目覚めます。
続いて、樹状細胞から目印の情報を受け取ったＴ細胞が増え、まだ残っているがんへ攻撃をはじめます。このようにして、患者が本来もっている免疫を、精度よく機能させると考えられています。
もともとある免疫を高めるようながん細胞の死に方を「免疫原性細胞死」とよびます。
小林氏によると、マウスに移植したがんの大きさにくらべて、治療に必要な量よりも少ない光しかあてなくても、がん全体が消えたケースがあったといいます。
つまり、「光」による直接的な攻撃以上の「免疫」の効果が、マウスの体内で起きていたといえます。
免疫の仕組みについては２０１６年に米科学誌「サイエンス・トランスレーショナルメディシン」に小林氏が発表した論文に詳しく記載されています。
内容は以下のとおりです。
がんが体内で増殖するときに、がんを助ける免疫細胞のひとつに「制御性Ｔ細胞」があります。
制御性Ｔ細胞は、がんのまわりに集まってきて「門番」となり、免疫細胞からのがんへの攻撃を抑え、がん細胞を保護しています。
もともとは、免疫が過剰にはたらくのを抑制するためにあるのですが、がんが免疫から逃れるのを助けてしまっています。
小林氏は、この制御性Ｔ細胞を光免疫療法で破壊する実験をしました。
制御性Ｔ細胞の表面には「ＣＤ２５」という抗原があります。
このＣＤ２５と接合する抗体にＩＲ７００を取りつけた薬をつくり、がんを発症させたマウスに投与し、がんのある場所に光をあてると約１日でがん細胞は消滅した、と報告されています。
この実験では、がん細胞に直接薬が結びつわけではないため、がん細胞は攻撃されず、制御性Ｔ細胞だけが攻撃されます。それにもかかわらず、がん細胞が消滅したことになります。
この作用を詳細に調べると、光免疫療法で制御性Ｔ細胞が破壊されたあと、制御性Ｔ細胞が門番として抑えていたＴ細胞やＮＫ細胞が目覚めて、がん細胞への攻撃をはじめたことが分かりました。
がんが免疫から逃れるための防御力が格段に低下することで免疫のがんに対する攻撃力が回復したといえます。
続く実験では、１匹のマウスに同じ種類のがんを４カ所に発症させました。次にＣＤ２５と接合する抗体にＩＲ７００を結びつけた薬を投与し、１カ所のがんだけに光をあてたところ、マウスの全身のがんが小さくなった、と報告されています。
これは、光をあてた場所で目覚めた攻撃力のあるＴ細胞が血液に乗って全身をめぐり、かの場所のがんまで攻撃したと考えられています。
一方、異なる種類のがんを１匹のマウスに移植して同様の治療をすると、光をあてたものとちがう種類のがんは消えませんでした。
Ｔ細胞が獲得免疫によって「敵」と認識したのは、光をあてたところにあるがん細胞のみであり、目覚めたＴ細胞が攻撃するのは、光をあてたがん細胞に限られ、ほかの細胞に影響をおよぼすことはないと考えられます。
これは、転移がんの治療にも使える可能性を示す成果といえます。
光免疫療法の仕組みの整理
１．光をあててがん細胞をピンポイントで破壊する。
２．細胞膜が破れてがん細胞の中身がまき散らされる。
３。まき散らされた物質によって免疫細胞を目覚めさせる。
というプロセスとなります。
小林氏は「がんを攻撃する免疫を誘導する治療法」という意味で「光免疫療法」と命名しました。
従来の免疫療法とは考え方や作用が全く異なる画期的な治療法といえます。
