脊椎転移に対する腫瘍塞栓の癌免疫増強効果の解明 ―癌免疫療法と脊椎手術の融合―

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K18026
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 米澤 則隆 金沢大学, 医学系, 協力研究員 (10749154)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 転移性脊椎腫瘍 / 脊椎転移 / 塞栓術 / 腫瘍脊椎骨全的術 / アブスコパル効果 / T細胞 / 免疫 / ELISPOT

研究実績の概要

本研究では、転移性骨腫瘍モデルマウスを用いて、生体内の局所凍結療法によるがん特異的免疫増強効果(Abscopal効果)を検証し、免疫チェックポイント阻害剤(抗PD-1抗体)による相加・相乗効果の有無を検証した。C3H/HeSlcマウスの両側脛骨にマウス乳癌細胞を植え込み、骨転移モデルを作成した。左側腫瘍は局所治療としてCryoablation: CAを施行し（Cryoablation tumor: CT）、右側腫瘍は未治療としてAbscopal効果を評価した（Abscopal tumor: AT）。治療介入として、CAと、抗PD-1抗体腹腔内投与（PD）の2種類を行い、それらの組み合わせにより4群に分けた（Control群、CA群、PD群、CA＋PD群、各群n=8）。ATの経時的な腫瘍サイズ縮小率、ELISPOT assayによる定量的免疫評価、そして免疫染色を用いたATへのCD8+細胞浸潤の強度を比較検討し、各群でAbscopal効果の評価を行った。Cryoablationから14日目の腫瘍サイズ変化率の平均値は、Control群 +81.3%、CA群 -48.8%、PD群 -56.1%、CA+PD群 -62.3%とControl群に比較しCA群、PD群、CA+PD群が有意に縮小傾向を認めた。ELISPOT assayにおいては、Control群に比較しCA群、CA+PD群が有意に免疫上昇効果を認めた。免疫染色では、Control群に比較し、CA+PD群において有意にCD8+細胞が多く観察された。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

計画書で記載した臨床データを用いた実験と同時進行で行ている動物実験の上記基礎実験においては順調に進んでいる。動物実験では遠隔腫瘍の縮小効果を示すことができ、CAによる遠隔部への抗腫瘍効果が示唆されており、また実臨床を想定した抗PD-1抗体との併用による抗腫瘍効果の上昇が示唆されている。一方で臨床の実験においてはサンプル数が10件ほど採取できたが、それ以降の検証についてはまだ行えておらず、やや遅れている。

今後の研究の推進方策

免疫組織学的評価として、これまでに観察したCD8+に加え他の免疫関連細胞であるCD4+、FoxP3、Ki-67陽性細胞の浸潤傾向を調べ多角的に免疫上昇効果の機序を解析する。

次年度使用額が生じた理由

臨床実験においてのELISPOT解析が予定より進んでいないため、次年度にてキットを購入し実験を進めていく。

研究成果

• [雑誌論文] Abscopal Effect of Frozen Autograft Reconstruction Combined with an Immune Checkpoint Inhibitor Analyzed Using a Metastatic Bone Tumor Model (2021)
  • 著者名/発表者名: Noritaka Yonezawa, Hideki Murakami, Satoru Demura, Satoshi Kato, Shinji Miwa, Katsuhito Yoshioka, Kazuya Shinmura, Noriaki Yokogawa, Takaki Shimizu, Norihiro Oku, Ryo Kitagawa, Makoto Handa, Ryohei Annen, Yuki Kurokawa, Kazumi Fushimi, Eishiro Mizukoshi, Hiroyuki Tsuchiya
  • 雑誌名: international journal of molecular sciences 巻: 22 ページ: 1-15
  • DOI: 10.3390/ijms22041973
• [学会発表] 転移性骨腫瘍に対する局所凍結療法のがん特異的免疫増強効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 安念遼平、加藤仁志、出村諭、新村和也、横川文彬、米澤則隆、半田真人、小林源哉、山田遥平、長谷賢、土屋弘行
  • 学会等名: 第94回日本整形外科学会学術総会
• [学会発表] 転移性骨腫瘍に対する局所凍結療法のがん特異的免疫増強効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 安念遼平、加藤仁志、出村諭、新村和也、横川文彬、米澤則隆、半田真人、小林源哉、山田遥平、土屋弘行
  • 学会等名: 第36回日本整形外科学会基礎学術集会