難治がんに有望ながん免疫effector T細胞特性の基盤的解明と細胞治療開発

• 研究課題/領域番号: 22K07251
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分50020:腫瘍診断および治療学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 西田 純幸 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任教授(常勤) (00403189)
• 研究分担者: 森本 創世子 大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座助教 (10649023)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: WT1 / CTL / high-avidity TCR / がん免疫療法 / 細胞傷害性T細胞 / 膵臓がん / がんワクチン

研究開始時の研究の概要

我々は、臨床試験を通して、汎腫瘍抗原WT1を標的としたがんペプチドワクチンと抗がん剤との併用治療の相加効果が進行膵臓癌患者の予後を改善することを報告した。今回の研究では、本治療法のeffectorとなるWT1抗原特異的細胞傷害性T細胞（WT1-CTL)に注目し、遺伝子発現やＴ細胞受容体（TCR）クローナリティーについて経時的な解析を通して有効例と効果不十分例の間でWT1-CTLの機能的・質的な違いを明確にする。更に有効例のサンプルからWT1-CTLクローンを樹立し、そのHLA拘束性ペプチド特異的TCRの単離とその機能解析を行い、遺伝子改変養子免疫療法への応用につながるような基盤的研究を行う。

研究実績の概要

GEM併用WT1ペプチドワクチン療法（以下、治療）を行なったHLA-A*02:01陽性進行膵癌患者の末梢血中単核球（以下、PBMCs）より単離された4クローン由来TCRを2D3レポーター細胞に発現させ、導入TCRの細胞表面発現とWT1-126ペプチド濃度依存的GFP発現を評価した。4つのTCRいずれも細胞表面に発現でき、そのうち3つがWT1-126 tetramerと結合した。2つのhigh avidity TCR（019-TCRまたは020-TCR）を発現するヒトCD8T細胞は、WT1-126ペプチド濃度依存的にサイトカインを産生した。そして、019-TCRがよりhigh avidityであった。この結果は2D3細胞を用いた評価と一致していた。51Cr releasing assayで019-TCRを発現したヒトCD8T細胞の抗原特異的かつHLA特異的な細胞傷害活性を確認した。
次に治療により無増悪期間延長が良好の患者1名の治療C2またはC3のPBMCsより、WT1-126 tetramer陽性および陰性CD8T細胞を単離し、single-cell RNA-seq解析を実施した。遺伝子発現パターンに基づく分類では、WT1-126 tetramer陽性細胞および陰性細胞はC2とC3で近似する一方、WT1-126 tetramer陽性細胞と陰性細胞では異なっていた。更にWT1-126 tetramer陽性CD8T細胞の抗原刺激に関するpathwayが変動していることから、これらの細胞がWT1ペプチドワクチンによる抗原刺激を受けたことが裏付けられた。興味深いことは、WT1-126 tetramer陽性CD8T細胞のC2とC3でexpansionしたクローンのTCRがTRBV7-9で、異なる患者由来の019-TCRと同じであった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

すでに構築済みの細胞や実験手法（2D3細胞（NFAT-GFPレポーター細胞）やウイルスベクターを用いたヒトprimary CD8T細胞へのTCR導入、サイトカイン産生能評価、51Cr releasing assayによる細胞傷害活性評価など）を用いたため、TCR avidityをスムーズに評価できた。

今後の研究の推進方策

①固形癌腫瘍細胞株を用いた細胞傷害活性の評価では、（１）HLA-A2発現WT1発現膵癌細胞株Panc-1を用いて、019-TCR発現CD8T細胞の細胞傷害活性を51Cr releasing assayによって評価する。（２）Panc-1にルシフェラーゼ遺伝子を発現させたPanc-1-lucを作製し、Panc-1-lucを生着させた担癌NOGマウスに019-TCR発現CD3T細胞をadoptive transferすることで生体内における抗腫瘍効果を評価する。
②single-cell RT-PCR法を用いたTCR repertoire解析では、最もhigh avidityであった019-TCRが患者生体内でclonal expansionしているかを、single-cell RT-PCR法を用いたTCR repertoire解析によって評価する。

研究成果

• [雑誌論文] Bayesian predictive model averaging approach to joint longitudinal-survival modeling: Application to an immuno-oncology clinical trial. (2023)
  • 著者名/発表者名: Yao Zixuan、Morita Satoshi、Nishida Sumiyuki、Sugiyama Haruo
  • 雑誌名: Statistics in Medicine 巻: 42 号: 27 ページ: 4990-5006
  • DOI: 10.1002/sim.9897
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Establishment of a novel NFAT-GFP reporter platform useful for the functional avidity maturation of HLA class II-restricted TCRs (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujiki Fumihiro、Morimoto Soyoko、Nishida Yuya、Tanii Satoe、Aoyama Nao、Inatome Miki、Inoue Kento、Katsuhara Akiko、Nakajima Hiroko、Nakata Jun、Nishida Sumiyuki、Tsuboi Akihiro、Oka Yoshihiro、Oji Yusuke、Sogo Shinji、Sugiyama Haruo
  • 雑誌名: Cancer Immunology, Immunotherapy 巻: in press 号: 7 ページ: 2347-2356
  • DOI: 10.1007/s00262-023-03420-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] WT1 Trio Peptide-Based Cancer Vaccine for Rare Cancers Expressing Shared Target WT1 (2023)
  • 著者名/発表者名: Oji Y, Kagawa N, Arita H, Naka N, Hamada KI, Outani H, Shintani Y, Takeda Y, Morii E, Shimazu K, Suzuki M, Nishida S, Nakata J, Tsuboi A, Iwai M, Hayashi S, Imanishi R, Ikejima S, Kanegae M, Iwamoto M, Ikeda M, Yagi K, Shimokado H, Nakajima H, Hasegawa K, Morimoto S, Fujiki F 他
  • 雑誌名: Cancers 巻: 15 号: 2 ページ: 393-393
  • DOI: 10.3390/cancers15020393
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] T Cell-Intrinsic Vitamin A Metabolism and Its Signaling Are Targets for Memory T Cell-Based Cancer Immunotherapy (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujiki Fumihiro、Morimoto Soyoko、Katsuhara Akiko、Okuda Akane、Ogawa Saeka、Ueda Eriko、Miyazaki Maki、Isotani Ayako、Ikawa Masahito、Nishida Sumiyuki、Nakajima Hiroko、Tsuboi Akihiro、Oka Yoshihiro、Nakata Jun、Hosen Naoki、Kumanogoh Atsushi、Oji Yusuke、Sugiyama Haruo
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 13 ページ: 935465-935465
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.935465
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Isolation of a novel high-avidity TCR in pancreatic cancer patients receiving the combination of WT1126 peptide vaccine plus gemcitabine (2023)
  • 著者名/発表者名: Soyoko Morimoto, Fumihiro Fujiki, Akinori Nagata, Satsuki Okafuji, Jun Nakata, Hiroko Nakajima, Akihiro Tsuboi, Yoshiko Hashii, Yoshihiro Oka, Yusuke Oji, Takeshi Ishikawa, Shinichi Egawa, Shingo Koido, Haruo Sugiyama, Sumiyuki Nishida
  • 学会等名: The 10th International Conference on WT1 in human neoplasia
  • 国際学会
• [学会発表] GEM併用WT1ワクチン投与膵癌患者から単離したWT1126特異的high-avidity TCRのTCR-T細胞療法への応用 (2023)
  • 著者名/発表者名: 森本 創世子、藤木 文博、西田 純幸、永田 暁教、中田 潤、中島 博子、尾路 祐介、岡芳弘、杉山 治夫
  • 学会等名: 第51回 日本臨床免疫学会総会
• [学会発表] TCF1レポーターマウスを活用した腫瘍局所と所属リンパ節に存在する癌抗原特異的CD8+ T細胞の分類と解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 永田 暁教、藤木 文博、森本 創世子、中田 潤、西田 純幸、中島 博子、橋井 佳子、坪井 昭博、岡 芳弘、尾路 祐介、杉山治夫
  • 学会等名: 第27回 日本がん免疫学会総会
• [学会発表] GEM併用WT1ワクチン投与膵癌患者からのWT1126特異的high avidity TCRの単離 (2023)
  • 著者名/発表者名: 森本 創世子、藤木 文博、西田 純幸、永田 暁教、岡藤 咲月、中田 潤、中島 博子、岡 芳弘、尾路 祐介、杉山 治夫
  • 学会等名: 第15回 日本血液疾患免疫療法学会
• [学会発表] 1.GEM併用WT1ワクチン投与膵癌患者からのWT1^126特異的high-avidity TCRの単離 (2022)
  • 著者名/発表者名: 森本 創世子, 藤木 文博, 西田 純幸, 永田 暁教, 中田 潤, 中島 博子, 尾路 祐介, 岡 芳弘, 杉山 治夫
  • 学会等名: 日本臨床免疫学会