腸内細菌叢の網羅的解析による肝細胞癌での抗PD-1抗体の治療効果予測因子の探索

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07788
• 研究機関: 久留米大学
• 研究代表者: 鳥村 拓司 久留米大学, 付置研究所, 客員教授 (60197986)
• 研究分担者: 光山 慶一 久留米大学, 医学部, 教授 (20200066) ; 岩本 英希 久留米大学, 医学部, 助教 (40529541) ; 古賀 浩徳 久留米大学, 医学部, 教授 (90268855)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 腸内細菌叢 / 免疫チェックポイント阻害剤 / 腫瘍免疫 / 肝細胞癌 / 抗腫瘍効果

研究実績の概要

本研究の目的はヒトの免疫応答に重要な役割を果たしていると言われている腸内細菌叢を網羅的に解析し、ヒト肝細胞癌に対する複合免疫療法の治療効果に関連する腸内細菌の関与を明らかにすることである。症例の糞便と血清の採取に取り掛かったが、COVID-19の感染拡大のため、採取した検体がCOVID-19陰性であることを確認する必要があったため当初の予定よりも遅れていた。COVID-19陰性を証明できた対象症例である切除不能進行肝細胞癌で治療として分子標的薬療法(レンバチニブ)を行う症例4例、アテゾリズマブ+ベバシズマブ療法を行う症例34例、対照として肝硬変のみの症例5例の糞便、血液を採取し保存し、採取した便からDNAを抽出した後、YIF-SCANを用いて便中の総菌数の算出、便中のDNAのPCR産物をMiSeqを用いたシーケンスしてメタ16S解析を行った。この他にアテゾリズマブ+ベバシズマブ療法を行った51例の解析をおこない、奏効率35.3%, 無増悪生存期間5.4カ月であり、主だった副作用は肝障害が6.4%, 高血圧31.3%, 倦怠感23.5%, 甲状腺機能低下症13.7%であることは明らかにした。
基礎研究においては、Hep55-1c.マウス肝癌細胞株を用いて同系統のマウスに接種し作成した腫瘍モデルに腸内細菌叢を整えるシンバイオティクスを投与した群と対照群でのテゾリズマブ+ベバシズマブの効果を比較したが、シンバイオティクス群でやや主要の志湯串xy9王効果を認めたが有意差はなかったことが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

2019年度に久留米大学医学部の倫理委員会にたいし、研究遂行のための申請書を提出し、本研究を遂行するにあたって特に倫理的に問題点がないとの承認を得た。倫理委員会の承認に基づき、2020年度,2021年度は臨床症例の糞便と血清の採取を引き続き行ったが、コロナ禍の中検体の採取はなかなか進まなかった。それでも切除不能進行肝細胞癌の症例でレンバチニブ療法を行った4症例とアテゾリズマブ+ベバシズマブ療法を行った34症例、肝硬変症例5例の糞便、血液を採取し保存し、採取した便からDNAを抽出し、YIF-SCANを用いて便中の総菌数の算出、便中のDNAのPCR産物をMiSeqを用いたシーケンスしてメタ16S解析した。
また、アテゾリズマブ+ベバシズマブ療法を行った51例の臨床成績の解析をおこない、奏効率35.3%, 無増悪生存期間5.4カ月であり、主だった副作用は肝障害が6.4%, 高血圧31.3%, 倦怠感23.5%, 甲状腺機能低下症13.7%であった。全生存期間はいまだ症例の50%異常が生存中のため未達である。この結果を論文化した。
基礎研究においては、担癌マウスの組織、糞便、血清の蓄積を行うとともに、Hep55-1c.マウス肝癌細胞株を用いてVEGF ノックアウト細胞を作成し、同系統のマウスに接種し作成した腫瘍内の細胞浸潤をHep55-1c.野生株の腫瘍と比較した。その結果CD3,CD8陽性細胞の浸潤が低下し、汎マクロファージとM2マクロファージの浸潤も低下していたことが明らかとなった。糞便や血清中にCOVID-19ウイルスが含まれている危険性があるため症例の蓄積および解析が予定通りに行えていないことが計画より遅れている点である。

今後の研究の推進方策

ヒト肝細胞癌症例に対する検討では、切除不能進行肝細胞癌症例を対象として、アテゾリズマブ＋ベバシズマブ併用療法の治療効果と腸内細菌叢との関連を明らかにするためEOB-MRI もしくはDynamic CTにて抗腫瘍効果を判定出来うる34症例の治療前、治療開始6週、2週御の糞便及び血液を採取し、対照症例としてレンバチニブ治療症例4症例、肝硬変症例 5症例(から採取した糞便と共にDNAを抽 出した後、YIF-SCANを用いて便中の総菌数の算出、便中のDNAのPCR産物をMiSeqを用いたシーケンスしてメタ16S解析を行った。今後はデータ解析を行い、腸内細菌叢と治療効果を対比し、統計学的に解析を進め、アテゾリズマブ＋ベバシズマブ併用療法における腸内細菌叢と治療効果との関連を明らかにする。
動物実験においては、Hep55-1c.マウス肝癌細胞株を用いて同系統のマウスに接種し作成した腫瘍モデルに腸内細菌叢を整えるシンバイオティクスを投与した群と対照群でのテゾリズマブ+ベバシズマブの効果を比較したが、シンバイオティクス群でやや主要の志湯串xy9王効果を認めたが有意差はなかったことが明らかとなった。今年度も引きorthotopic modelを作製し、糞便移植を行い、ヒト症例においてアテゾリズマブ＋ベバシズマブ併用療法で治療し抗腫瘍効果のあった症例の糞便を移植した群ではアテゾリズマブ＋ベバシズマブ併用療法の抗腫瘍効果を認め、反対に、アテゾリズマブ＋ベバシズマブ併用療法で治療し抗腫瘍効果の認められなかった症例の糞便を移植した群ではアテゾリズマブ＋ベバシズマブ併用療 法の抗腫瘍効果を認められないことを確認する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] The Beneficial Impact of MAFLD on Lenvatinib Treatment in Patients with Non-viral Hepatocellular Carcinoma. (2023)
  • 著者名/発表者名: Shimose S, Hiraoka A, Casadei-Gardini A, Tsutsumi T, Nakano D, Iwamoto H, Tada F, Rimini M, Tanaka M, Torimura T, Suga H, Ohama H, Burgio V, Niizeki T, Moriyama E, Suzuki H, Shirono T, Noda Y, Kamachi N, Nakano M, Kuromatsu R, Koga H, Kawaguchi T.
  • 雑誌名: Hepatology Research. 巻: 53 ページ: 104-115
  • DOI: 10.1111/hepr.13843.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Clinical Impact of Hepatic Arterial Infusion Chemotherapy New-FP for Hepatocellular Carcinoma with Preserved Liver Function. (2022)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto H, Niizeki T, Nagamatsu H, Ueshima K, Tani J, Kuzuya T, Kasai K, Kooka Y, Hiraoka A, Sugimoto R, Yonezawa T, Tanaka S, Deguchi A, Shimose S, Shirono T, Sakai M, Suzuki H, Moriyama E, Koga H, Torimura T, Kawaguchi T, New Fp Study Group, Kurume Liver Cancer Study Group of Japan.
  • 雑誌名: Cancers. 巻: 14 ページ: 4873
  • DOI: 10.3390/cancers14194873.
• [雑誌論文] Durable complete response is achieved by balloon-occluded transcatheter arterial chemoembolization for hepatocellular carcinoma. (2022)
  • 著者名/発表者名: Shirono T, Iwamoto H, Niizeki T, Shimose S, Kajiwara A, Suzuki H, Kamachi N, Noda Y, Okamura S, Nakano M, Kuromatsu R, Murotani K, Koga H, Torimura T.
  • 雑誌名: Hepatology Communications. 巻: 6 ページ: 2594-2604
  • DOI: 10.1002/hep4.2016.
• [雑誌論文] Deterioration of liver function and aging disturb sequential systemic therapy for unresectable hepatocellular carcinoma. (2022)
  • 著者名/発表者名: Shimose S, Hiraoka A, Tanaka M, Iwamoto H, Tanaka T, Noguchi K, Aino H, Yamaguchi T, Itano S, Suga H, Niizeki T, Moriyama E, Shirono T, Noda Y, Kamachi N, Okamura S, Nakano M, Kawaguchi T, Kuromatsu R, Koga H, Torimura T.
  • 雑誌名: Scientific Reports. 巻: 12 ページ: 17018
  • DOI: 10.1038/s41598-022-21528-2.
• [学会発表] 抗PD-L1抗体による肝癌細胞増殖機構の解明. (2022)
  • 著者名/発表者名: 田中俊光、古賀浩徳、鈴木浩之、岩本英希、阪上尊彦、増田篤高、中村徹、秋葉 純、矢野博久、鳥村拓司.
  • 学会等名: 第108回日本消化器病学会総会
• [学会発表] . 肝動注化学療法の適応～New FP 療法の CR 予測因子からの考察～. (2022)
  • 著者名/発表者名: 新関 敬、古賀浩徳、鳥村拓司
  • 学会等名: 第108回日本消化器病学会総会
• [学会発表] 肝細胞癌のレンバチニブ薬剤耐性における癌線維芽細胞の HGF-cMET シグナルの重要性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 岩本英希、古賀浩徳、鳥村拓司
  • 学会等名: 第108回日本消化器病学会総会.
• [学会発表] アテゾリズマブ・ベバシズマブ併用療法開始早期の単球増加不良は治療効果不良を予測しうる (2022)
  • 著者名/発表者名: 鈴木浩之、岩本英希、下瀬茂男、新関 敬、中野聖士、城野智毅、野田 悠、蒲池直紀、山口泰三、中村 徹、増田篤高、田中俊光、黒松亮子、古賀浩徳、鳥村拓司.
  • 学会等名: 第58回日本肝癌研究会
• [学会発表] 肝動注化学療法はアテゾリズマブ＋ベバシズマブ併用療法の奏効性を高める (2022)
  • 著者名/発表者名: 岩本英希、鳥村拓司
  • 学会等名: 第58回日本肝癌研究会