2019 Fiscal Year Research-status Report
Novel radioimmunotherapy for rectal cancer based on the tumor metabolism
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19K09225
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
鯉沼 広治 自治医科大学, 医学部, 准教授 (20382905)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北山 丈二 自治医科大学, 医学部, 教授 (20251308)
堀江 久永 自治医科大学, 医学部, 教授 (20316532)
田原 真紀子 自治医科大学, 医学部, 助教 (30406102)
井上 賢之 自治医科大学, 医学部, 講師 (80375279)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 直腸癌 / 免疫放射線療法 / Abscopal Effect / アデノシン / メトホルミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸癌自然肺転移株LuM-1を皮下接種したマウスに対して、接種後12、14、16日目に4Gy×3回、腫瘍局所に限局したRTを行った。免疫療法として接種後12、14、16、19、22、25日目に抗CD73抗体 (TY/23: RT+Anti-CD73群) およびRat IgG2a isotype control (clone 2A3; RT+Isotype control群) 200microgrの腹腔内投与を付加し、28日目に安楽死させ、皮下腫瘍の重量と肺の肉眼的転移結節個数を測定した。また、接種後18日目に安楽死させ、腫瘍組織と脾臓細胞を摘出し、免疫細胞のフェノタイプをFACSにて解析した。
1. LuM-1はCD73を発現しており、その発現強度はRTによって増強し (p = 0.016)、同様の傾向がin vivoでも認められた (p＜0.0001)。また、RT後24時間時のLuM1皮下腫瘍内アデノシン濃度は有意に上昇し(p = 0.0069)、48時間後には代謝産物イノシンが有意に上昇していた (p = 0.048)。
2. RT+Anti-CD73群では、RT+Isotype control群と比べ、接種後19日目より腫瘍容積の増大抑制を認め、28日目の重量は有意に低下していた (p＜0.05)。また、肉眼的転移結節個数も有意に減少しており (p < 0.05)、半数 (4/8) で肺転移は認めなかった。脾臓内CD4陽性、CD8a陽性細胞におけるIFN-gamma陽性細胞の割合は、RT+Anti-CD73群で有意に高かった (CD4; Mean = 11±1.2% vs 4.7±1.6%, p = 0.041: CD8a; 16±1.7% vs 6.9±2.3%, p = 0.041)。腫瘍浸潤T細胞においても同様の傾向が認められた。
3. 術前CRTを受けた直腸癌組織では腫瘍細胞と間質にCD73の発現を認めたが、その染色形態は症例間で著しく異なっていた。CD73の発現強度でRFSを比較すると、間質高発現群は低発現群と比較して有意に再発しやすく (p = 0.049)、特に、腫瘍細胞と間質で共に高発現していた群はその他と比較して非常に再発率が高く( p = 0.0059)、OSも悪かった (生存期間中央値=59.9か月, p = 0.0077)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
In vivo実験にて、放射線照射にアデノシン産生を抑制するCD73抗体を併用することで、非照射野に存在する肺転移を抑制する効果が得られた。また、両者の併用により、脾臓細胞中のCD8(+)細胞にIFN-gamma産生能が上昇する事実が確認できた。さらに、ヒト直腸癌切除検体を用いて、CD73CD発現が高いと遠隔再発の割合が高いことが証明できた。CD73阻害によるアデノシンの減少が照射によって低下した宿主の免疫状態を改善することで、abscopal effectを誘導する可能性があることが示唆できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
抗糖尿病薬メトホルミンは、AMP活性化キナーゼ（AMPK）を活性化させ、糖代謝を改善させることにより血糖降下作用を発揮するが、同時にこのエフェクターT細胞の疲弊状態を解除し、強い抗腫瘍効果を誘導する作用をもつことが近年の研究で解ってきた。そこで、CD73抗体の併用効果を検討したときと全く同じ実験系を用いて、放射線とメトホルミンの併用効果を検討する。また、治療終了時のマウスから脾臓、局所リンパ節、骨髄、血液中の免疫細胞を分離、その表現形と機能をin vitroで解析する。さらに、肺腫瘍を切除、免疫染色を用いて浸潤細胞の種類を解析し、メトホルミンがどのような機序でAbscopal effectの発現を誘導するか？を明らかにする。さらに、その結果に基づき、実臨床に応用できる合理的治療プロトコールを作成し、その効果を探索する臨床試験を立案することを最終目的とする。
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| Causes of Carryover |
脾臓細胞の解析において、flowcytometryによる抗原発現に加えて、ELISAを用いてサイトカイン産生能を測定し免疫能の変化に関するより詳細なデータを得る予定であったが、十分な細胞数が得られず施行できなかった。
今後は、同じ実験系を用いて、あらかじめ計画していたメトホルミン併用放射線治療の影響と免疫学的機序についての検討に使用する。
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