Bioimmunoadjuvants for the treatment of neoplastic and infectious disease:

Coley’s legacy revisited

pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19656718/

概要

19世紀、William B. Coleyは、手術不能な転移性肉腫に対し、生きた連鎖球菌と、それに続く加熱殺菌した細菌抽出物を原発腫瘍に繰り返し注射することで、持続的な寛解を誘導した。コーリーの同時代の研究者たちは、彼の結果の信憑性について議論したが、この大胆な治療法は、免疫学という新しい科学分野を確立した。コーリーの時代には、科学界も医学界も、彼の治療法を検証し理解するための前提知識を欠いていた。今日、1990年代に哺乳類のToll様受容体遺伝子ファミリーが発見されたことにより、ヒトの免疫系がより包括的に理解され、彼の結果をメカニズム的に理解することができるようになったのである。コーリーのTLRアゴニストのカクテルは、おそらく複雑なサイトカインのカスケードを刺激し、それぞれが免疫反応の組織化においてユニークで重要な役割を担っているのであろう。ここでは、Coleyの遺産である、免疫系を調節し、ヒトの病気を改善するのに必要な免疫賦活特性を持つサイトカインについて解剖してみたい。ここでは、臨床の場で治療効果が期待できる分子に限定して議論する。

1. 1.はじめに

1891年、ウィリアム・B・コーリー（図1）という若い外科医は、最終的に「免疫療法の父」と呼ばれることになる知的冒険の旅に出た。コーリー博士は、免疫学への貢献が主に死後に認められ、評価されることになった、やや悲劇的な人物である。最初の患者を転移性肉腫で亡くした後、コーリー博士は癌の治療法を求めて歴史的な記録を深く掘り下げた。その結果、癌と感染症という一見無関係な疾患を結びつけ、免疫学と免疫療法という新分野を誕生させることになったのである。コーリー博士は、免疫細胞メディエーターとその作用機序（図2のマクロファージの貪食作用など）が当時全く知られていなかったにもかかわらず、免疫細胞メディエーターとその作用機序を利用した免疫療法を確立したのである。18世紀の外科医は、患者が18世紀の外科手術に伴う必然的な感染症で死なない限り、切除や切断の後に80%以上の腫瘍治癒率を報告したのであった。Coleyにとって最も印象的だったのは、溶連菌による皮膚感染症である丹毒と軟部肉腫の寛解との間に明らかに関連性があったことだ。

1891年、コーレーが癌患者に丹毒の原因菌であるレンサ球菌の注射を始めたとき、彼は驚くべき障害に遭遇した。予期せぬことに、ほとんどの患者に丹毒を誘発することは非常に困難であり、いったん感染が成立すると、侵襲性連鎖球菌疾患を治癒させることは困難であった。2人の患者は播種性敗血症で死亡したこともあった。1893年までにコーリー博士は、加熱殺菌したS. pyogenesと加熱殺菌したBacillus prodigious（現在はSerratia marcecsensに再分類）を混和することにした。このグラム陽性菌とグラム陰性菌の偶然の組み合わせが、さまざまな免疫賦活効果を発揮し、コーリー博士の死後73年間、医学の追随を許さない長期治癒率を達成することになった（表1）。しかし、Coley博士の治療プロトコルは、放射線治療の発達と、感染を介した腫瘍の退縮に関する明確なメカニズムの説明の欠如により、彼自身の生存中に絶望的な状況に追い込まれた[1-5]。今日、Coleyの遺産を定義しているのは、1世紀にわたるメカニズムの探求である。彼の最初の観察は、免疫機能を調節する可溶性シグナル伝達因子や、感染性生物の検出を担うパターン認識受容体の発見に大きく寄与している[6-9]。コーリーの遺産は、これらの生理的免疫調節因子とTLR作動薬をヒト疾患の最適な治療のために経験的に適合させることで、永続している。

多くの生物学的アジュバントが実験系で抗腫瘍効果を示したが、臨床応用に成功したものは比較的少数であり、ヒトで有効性を示したものもそれに比例して少数である。ここでは、臨床で大きな効果を発揮している、あるいは近い将来そのような効果が期待できる化合物にレビューの範囲を限定することを試みる（表2）。IL-12やIFN-gのような強力な免疫メディエーターは、単独での免疫療法としてはあまり期待できないので、ここでは触れない。それらの有効性は、ワクチン接種に伴うアジュバントとしての役割に限定されるようであるが、この話題は別の機会に譲りたいと思う。

2. インターフェロン-α (IFN-a)

2.1. 新生物

IFN-aは、おそらく新生物の治療に使われるバイオ免疫賦活剤の中で、最も広く採用され、成功しているものである。生体内では、リンパ球特異的な系統マーカーを発現する樹状細胞は、形質細胞様樹状細胞（DC）またはDC2と呼ばれ、ウイルス感染や他のタイプの炎症に反応してI型インターフェロン（IFN-a/b/v）を大量に分泌し、免疫反応を助ける付属細胞として機能する。ウイルス防御における明らかな役割と一致して、形質細胞DCは、微生物核酸の認識に重要な細胞内Toll様受容体（TLR）-7および-9を発現するが、TLR-1,-2,-3,-4,-5,-8などの他のTLRを発現しない。TLRライゲーションおよび/または炎症性ケモカインによる活性化に応答して、形質細胞DCは炎症部位に移動し、その場でかなりの量（細胞あたり最大10 pg IFN）のIFN-aを分泌する。[10-14]。

IFN-aは、主に骨髄系DCであるプロフェッショナル抗原提示細胞（APC）の調節を介して、標的体細胞集団、自然免疫系の細胞、適応免疫系の細胞に大きな免疫学的影響を与える。さらに、IFN-aの抗腫瘍効果のいくつかは、厳密には免疫介在性ではなく、腫瘍細胞自体に対する生理的な作用である。Schmidtらは、IFN-aが膵臓腫瘍細胞株において、免疫タンパク質の構成要素と同様にMHCクラスIの表面発現をアップレギュレートすることを証明した。したがって、膵臓腫瘍標的のIFN-a前処理は、未処理の腫瘍標的が全く溶解されないのに対し、部分的にHLAをマッチさせたCD3+リンパ球による溶解を媒介することができた。同じ著者らはまた、IFN-a処理後のNK殺傷活性の有意なアップレギュレーションを証明した[15]。他の著者らは、IFN-a治療が生体内試験で血清TNF-aおよびIL-12レベルを有意に上昇させ、樹状細胞MHCクラスI、MHCクラスIIおよびCD86をアップレギュレートし、循環CD40+ APCおよびCD8+ T細胞のレベルを上昇させることを実証した[16,17]。IFN-aとIFN-bは、カスパーゼ3,8,9依存的に、ヒト副腎皮質癌細胞株の成長停止とアポトーシスを誘導する能力も示している[18]。さらに、P糖タンパク質過剰発現骨肉腫細胞のIFN-a/b処理は、成長停止を誘導し、その後の化学療法治療に対してこれらの細胞を感作する[19,20]。Coleyの治療プロトコルは、抽出物中に存在する非メチル化細菌CpG DNAによるTLR-9のライゲーションを通じて、大量のIFN-aの産生を誘導したと推測される。

IFN-a療法は、ヘアリーセル白血病[21-23]、慢性期CML（グリベックの出現まで）[21-23]、様々なリンパ腫[21，23，24]、多発性骨髄腫[22]、カポジ肉腫[21]、腎細胞癌[21，22]、播種性メラノーマ[21-23，25，26]などの様々な新生物状態の治療に幅広く使用されている。IFN-a療法はまた、膵臓腺癌 [15,17]、肝細胞癌 [27,28]、骨肉腫 [29]、膀胱の経皮細胞癌 [30] の治療に実験的に使用されてきた。IFN-a療法の効果は、その適用が標準治療とみなされる疾患適応によって大きく異なる。グリベック以前の時代には、CML患者にIFN-aを投与すると90%以上の症例で臨床的寛解が得られたが、その寛解が持続することはほとんどなかった。一方、再発リスクの高いステージIIIのメラノーマ患者にIFN-aを投与すると、5年DFSが観察群の26%から37%に緩やかに改善する(21)。

2.2. 感染症

C型慢性肝炎ウイルス（HCV）は、リスクの高い性行為や汚染された血液製剤によって感染する、重篤で身体障害を伴う病気である。IFN-a療法により、HCVに関連する線維化は著しく改善されたが、この線維化はウイルスによる肝細胞の直接的な損傷に起因することが多く、HCVに関連する線維化は、ウイルスによる肝細胞の損傷に起因する。HCV慢性感染症患者の治療の目標は、ウイルスを根絶することだ。血清からのHCVの根絶は、持続的ウイルス学的反応（SVR）と呼ばれ、現在ではIFN-aによる治療開始後4週間以内に達成される迅速なウイルス学的反応に起因すると考えられている[31]。IFN-aと経口リバビリンの併用は、まだ十分に解明されていないメカニズムによって、炎症性肝障害を緩和し、修復を促進するために相乗的に作用する[32]。しかし、治療によるSVRは、慢性HCV感染患者のわずか50%にしか認められない[33]。体重、民族性、ベースライン時のHCVウイルス量、ウイルス遺伝子型は、IFN-a療法を受ける患者のSVRを予測する上で重要である[34]。HCV非構造5A（NS5A）リン酸化タンパク質は、宿主の自然免疫防御を破壊し、内因性IFN-aによる抗ウイルスモニタリングを緩和する上で中心的役割を果たすことが示唆されている[35]。このメカニズムは、IFN-a療法に対するHCVの耐性にも示唆されている。

B型慢性肝炎ウイルス（HBV）感染症もまた、世界中で3億5千万人近くを苦しめている深刻な感染症である。ラミブジン（ヌクレオシド）とアデホビル・ジピボキシル（ヌクレオチド）による治療が主体で、忍容性が高く、アミノトランスアミナーゼ値の正常化とHBV e抗原（HBeAg）の低下と関連している。セロコンバージョンは、ウイルスによって誘発された肝線維化の後退と一致する[36]。ラミブジン治療中止後の感染再発と薬剤耐性の出現は、ヌクレオシド／ヌクレオチド治療の主な限界である。長時間作用型IFN-a単独またはラミブジンとの併用を用いた2つの第III相試験で、HBVウイルス量の抑制とHBeAg血清転換の達成に大きな期待が寄せられている[37,38]。さらに、少数の患者において、HBeAgの消失はHBV表面抗体の発現を伴っていた[38]。薬剤費と有害事象が長時間作用型IFN-a療法の主な限界であり、現在、慢性HBV感染患者の一部のグループにのみ適切であると考えられている。

IFN-aは、日本脳炎ウイルス（JEV)セントルイス脳炎ウイルス（SLEV)黄熱病、ウエストナイルウイルス（WNV）など、臨床的に重要なフラビウイルス感染症に対する試験管内試験活性も実証しているが[39]、IFN-aによる治療は実験的と考えられ、臨床反応は大きく異なる。アジアの7億人近い子どもたちはJEVに感染しやすく、動物実験でIFN-a2b治療による防御または重症度の低下が示されたにもかかわらず[40]、JEV感染の子どもたちにおける同様の二重盲検比較試験で臨床的利益は報告されていない[41]。黄熱病は蚊が媒介する感染症で、生命を脅かす出血熱を引き起こす。霊長類モデルで組換えIFN-aによる治療が、ウイルス血症を顕著に抑制し、肝機能を改善し、生存率を高めることが示されている[42]。臨床試験は行われていないが、現在IFN-aは重症例にリバビリンと併用して使用されている。IFN-aはまた、臨床経験は少ないが、動物実験ではSLEV [43] とWNVに関連した生命を脅かす重篤な合併症を改善する [44,45]. 長引くWNV髄膜脳炎の患者において、IFN-a2b療法は良好な反応と関連しており[44]、これはインターフェロンを介したウイルストロピズム、ウイルス複製、神経細胞死の制限による部分もあったかもしれない[46]。

3. インターロイキン-2 (IL-2)

3.1. 新生物

インターロイキン-2（IL-2）は、生存と増殖を制御する正の自己分泌フィードバックループの一部として、主に活性化T細胞から分泌される重要なT細胞およびNK細胞増殖因子である。しかし、がん免疫療法におけるIL-2の使用の根拠は、広範な免疫論理学的理論に依存するというよりは、全身レベルのIL-2は種々の異なる新生物に対して独立した予後変数として機能するかもしれないという観察に基づいている [47,48]．この観察に基づき、IL-2補充は、考えられるほぼすべての腫瘍型に対して試みられたが [30,49,50] 、散発的な成功は主に播種性黒色腫と腎細胞癌に限定されている [51-55] 。ごく最近の試験では、低用量のIL-2をゾレドロン酸とともに投与することで、転移性ホルモン不応性前立腺がん患者の全奏効率および12ヵ月生存率に影響を与えることが実証された;しかしながら、長期無病生存率の改善はまだ立証されていない [56] 。

転移性黒色腫および腎細胞がんの患者の予後は特に厳しく、高用量のIL-2の投与は、単独または他の薬剤との併用で、IV期の患者に対する数少ない治療選択肢の1つとなっている。単剤のIL-2に対する全奏効率は悪く、20%を超えることはまれであり、長期にわたる耐久性のある奏効は患者のわずか6～8%にしか認められない[51,52,54,55]。IL-2をIFN-aまたは化学療法などの他の薬剤と併用した場合の奏効率は、時折、いくつかの報告で向上する;しかしながら、全生存率は一般的に変化しない。高用量IL-2療法に関連する費用、高い毒性、および非常に低い長期奏効率を考慮して、研究者はIL-2療法に有意に反応する患者を予測する試みに多くの努力を払ってきた [57]。腎細胞癌では、非クリアセル組織型はIL-2療法への反応性が低い（6%対21%）とされている。明細胞組織型の患者では、肺胞の特徴があり、乳頭状または顆粒状の特徴がないことが39%の奏効率と関連している一方、顆粒状または乳頭状の特徴を示す非肺胞腫瘍の患者の奏効率はわずか3%である [53,58-60]．メラノーマでは、皮膚または皮下転移の存在、血清LDH値の正常化、3臓器未満の転移、および良好なパフォーマンスステータス（ECOG 0または1）と高い奏効率が関連している [61,62]。

3.2. 感染症

HIV-AIDS患者においては、高活性抗レトロウイルス療法（HAART）の導入により、この破壊的な疾患の重大なダイナミクスが変化している。IL-2免疫療法は、CD4リンパ球減少が進行したAIDS患者に対する長期の研究の焦点であった。しかし、リンパ増殖性サイトカインの使用は、有効な抗レトロウイルス療法以前の時代には直感に反していたようであった。HAARTの導入以来、ウイルス量の減少は持続しており、CD8+CTL活性を刺激するためにIL-2を導入することは、今ではある程度理にかなっている。しかし、IL-2療法は、STAT3/STAT5を介した転写因子Foxp3の上昇を介して、増殖抑制性または制御性T細胞（Treg）を促進するという追加の認識できる効果を持つ[63]。TregはHIV疾患に対して多様な影響力を持つようである。リンパ組織では、トレグはHIVに感染する可能性のあるヘルパーT細胞のプールを有利に減少させるが、逆にHIVをプライムするエフェクターT細胞の数を制限し、レトロウイルスの免疫逃避を促進させる可能性がある。この設定における深刻な懸念は、IL-2によって増強されたトレグが抗レトロウイルス免疫応答のダウンレギュレーションによってウイルスクリアランスを阻害し、中枢神経系、性器、腸管におけるウイルスのリザーバーの形成につながるということだ。Tregは、ウイルス特異的免疫応答の調節障害または抑制を介して高等哺乳類のレトロウイルス感染を支援するように作用することができ、抗細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4（CTLA-4）モノクローン抗体療法によるTreg機能の切除は、有効なウイルス組織浄化をもたらした[64]。HIV感染に対するIL-2の治療的役割は、CD8を介したウイルス封じ込めの刺激に部分的に依存している可能性がある。臨床研究によると、HAART療法にIL-2を併用することは、CD4細胞数の維持に優れているが、IL-2単独ではこの目標を達成するのにあまり効果がないようである[65]。低用量のIL-2を断続的に投与すると、NK細胞の活性化を最小限に抑え、TNF-a、IFN-g、GM-CSF、および高用量のIL-2（18MU/日）に関連する毒性の原因となる他の炎症性サイトカインの放出を抑えることができる[66]。間欠的IL-2療法は、CD4 T-cellの生存期間の延長とも関連している [67]。しかしながら、3つの無作為化試験のプール分析では、CD4細胞数と血漿HIV濃度の有意な改善は、IL-2による治療を受けた患者の臨床転帰を従来の治療と比較して有意に変えることはなかった[68]。これは、IL-2治療を受けた患者が、表現型的にナイーブおよびメモリーT細胞の拡大の増加を実証していることから予想外であった[69]。HIV感染の制御におけるIL-2の正確な役割はまだ不明であり、おそらく疾病状態および宿主の免疫学的状態に関連している可能性がある。肯定的な面では、IL-2とHAARTで治療された患者は、日和見感染症の設定において予後を改善する可能性があることを示唆するものが残っている。

4. 腫瘍壊死因子-a(TNF-a)

4.1. 新生物

腫瘍壊死因子α（TNF-a）は、その高貴で刺激的な名称からもわかるように、長い間、癌との戦いにおける最高の武器になると期待されてきた。しかし、その高い全身毒性と、腫瘍性疾患の拡大を妨げるというよりむしろ助長する逆説的な多面的作用により、治療プロトコルへの使用は大きく制限されてきた。TNF-aはもともと、Coleyの混合毒素で治療した患者の軟部肉腫を劇的に寛解させた生物活性化合物の一つとして、また担癌マウスの出血性壊死を媒介するBGCによって誘導された可溶性因子として単離された[70-72]。炎症性マクロファージと活性化T細胞によって分泌されるホモトリマリク可溶性サイトカインであり、炎症過程の様々な側面、特に細胞分化と組織リモデリングを刺激する能力を通じて可逆的な微小環境の構築に寄与している[71]。超臨界濃度では、TNF-aはカスパーゼ-8依存的に腫瘍新生血管の破壊を促進する [73] ;しかし、血管痛、多臓器不全、「敗血症性ショック様症候群」の発症なしに、このような超臨界量の蓄積は全身的に達成できない [72] ;。この合併症のために、TNF-a療法の使用は閉回路灌流戦略に限定されている[70,72,74-77]。さらに、生理的なレベルで慢性的に産生されると、TNF-aは多くの腫瘍促進効果を持つようである。TNF-aは様々な種類の腫瘍で産生され、TNF-aレベルは予後不良や治療への抵抗性と直接相関している[78-81]。それは、おそらくNF-kBを介した増殖における逆説的だが生理的な役割に従って、様々な実験系で腫瘍の成長と転移を促進するようである[70]。さらに、高レベルの発現をもたらす特定のTNF-aプロモーター対立遺伝子は、リンパ腫[84]、骨髄腫[85]、前立腺癌[86]、皮膚基底細胞癌[87]、子宮頸部上皮内新生物[88]などの様々な新生物の発生と正相関している。

TNF-a、メルファラン、および/またはINF-gと併用した孤立性四肢灌流は、切除不能軟部組織肉腫または転移性黒色腫の転移巣に伴うかさ高い病変を治療するために使用される。この方法は四肢を温存し、100%に近い奏効率を誇るが、進行までの時間や全生存率には影響がなく、いずれも醜い外科的介入後に観察されるものと同じである [70,72,76]．TNF-a、メルファラン、および温熱療法を併用した分離肝灌流療法も、大腸またはメラニン肝転移の治療に使用されている。しかし、TNF-aが成功した結果に有意に貢献したという証拠はほとんどなく [75,77,89,90] 、TNFによる肝毒性のリスクは受け入れがたいほど高い [91] 。TNF-aはまた、膀胱の移行細胞癌を治療するために実験的な設定で局所的に適用されている [30,92-94]。

4.2. 感染症

しかし、TNFとインターフェロンGは、Histoplama capsulatum、Cryptococcus neoformans、Aspergillus speciesなどの免疫撲滅が強固な肉芽腫性炎症応答に依存する他の生物と同様に、結核菌、Listeria monocytogenesなどの細胞内病原体の抑制においても中心的役割を担っている。インフリキシマブは、リウマチ性疾患の治療に使用される最初の抗TNFモノクローナル抗体である。この薬剤は単核球とインターフェロンgの産生を抑制し、その結果、結核の併発が急増している。インフリキシマブ治療患者の結核患者の40%以上が治療開始後3カ月以内に発症し、この期間の感染率は米国で販売されているすべてのTNF阻害剤の中で最も高かった（10万人年あたり95例、エタネルセプト治療患者の11/10万人年あたり）。インフリキサマブ投与後の結核発症までの期間の中央値は17週間であるのに対し、エタネルセプト投与患者では79週間であった[95]。この結核リスクの違いは、エタネルセプトが選択的にTNFを遮断するのに対し、インフリキサマブは細胞性免疫反応の多面的な抑制をもたらすことを反映している[96]。

5. 顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)

5.1. 新生物

顆粒球コロニー刺激因子（G-CSF）は、好中球（図3）産生の可溶性調節因子であり、好中球減少に対処するために化学療法レジメンと組み合わせて頻繁に使用されている[97,98]。将来、がん治療におけるG-CSFの拡大使用は、好中球減少がいくつかの異なるメカニズムのうちの1つによって固形腫瘍と戦うかもしれないという最近の憶測に基づいて評価されるかもしれない。数人の研究者は、好中球が活性酸素種（ROS）を生成する能力に関連した抗腫瘍特性を有すること [99,100] 、および細胞表面でTRAILを発現する能力を有することに注目している [101] 。非生物学者によって開発されたより過激な理論は、過剰な好中球増加によって好中球が腫瘍周辺に位置し、機械的手段によって腫瘍の成長を妨げ、血管新生療法後に観察されるのと類似した方法で壊死を引き起こすことを示唆している[102-106]。この理論の支持者は、G-CSFによる治療で末期の肝細胞癌に耐久性のある寛解をもたらしたと主張している;しかし、仮説を支持するデータは、症例報告に提供されていない[107]。実際、G-CSFが好中球非依存的な腫瘍抑制機構を持っているかもしれないという多くの逸話的証拠が存在する。文献には、急性骨髄性白血病（AML）の治療のためにG-CSFを投与した後に完全寛解したという散発的な報告がある [108-111]。最近の研究では、この効果は部分的にHIC1腫瘍抑制遺伝子によって媒介される可能性があることが示唆されている。HIC1は、AMLの高メチル化によってエピジェネティックに沈黙しているが、その発現は顆粒球の分化によって誘導されることができる[112]。G-CSFは、メラニン脳転移の寛解に関与することも報告されている[113]。他の多面的なサイトカイン成長因子の適用と同様に、G-CSF固有の毒性 [114-116] と、様々な状況下でG-CSFが治癒よりもむしろ腫瘍増殖と転移を促進するという重要な証拠によって、熱意は抑えられなければならない [117-120]。

5.2. 感染症

発熱性好中球減少症は抗悪性腫瘍化学療法の最も重大な合併症であり、感染症のリスクは好中球減少症の程度（絶対好中球数＜500個/dl）および期間に直接関係している[121]。G-CSFは、好中球減少時に発熱を起こすリスクが20%以上ある患者において、治療に関連した好中球減少の期間と重症度を軽減するために推奨されている[122]。同様に、化学療法中に感染症のリスクが高い患者、および以前の化学療法で重篤な感染症のエピソードがある患者も、二次的なG-CSF予防の使用が有益である場合がある[123]。ランダム化試験において、G-CSF治療による好中球減少期間の短縮は、確認された感染症の発生率の50%低下と関連していた;40%が少なくとも1回の発熱を起こしたのに対し、成長因子を投与されていない患者では77%であった。さらに、これらの初期の試験では、G-CSFは、感染症関連の入院期間、抗生物質の静脈内投与による治療日数、化学療法の用量削減の必要性、および化学療法実施の遅れの有意な短縮とも関連していた[124,125]。しかし、広域抗菌薬と抗真菌薬の併用と比較すると、進行乳癌患者におけるG-CSFによる予防は発熱性好中球減少症の予防に大きな利益を示さない [126]。

血液学的悪性腫瘍の患者において、G-CSFの使用は、重篤な好中球減少症の発生率の有意な減少（44%）とも関連していた。入院患者数は60%減少し、それに伴って入院期間も50%短縮し、好中球減少による化学療法の遅れも80%減少した[127]。しかし、G-CSFの予防投与によるこれらの重要な利益は、化学療法を受けている患者の全生存期間または無病生存期間の改善との相関は低い [128]。3493人の患者を登録した17の無作為化試験の最近のレビューでは、発熱性好中球減少症のリスクの有意な減少が、造血成長因子投与患者における感染関連死亡率および早期死亡のリスクの減少を伴っていた [97] 。ほとんどの研究で、好中球減少の期間は緩やかに改善することが示されている。一方、重症感染症の減少、白血病の寛解期間、無病生存期間または全生存期間の利益は、G-CSF予防投与を受けた患者で一貫して観察されない[129]。

6. 顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（GM-CSF)

6.1. 新生児

顆粒球/マクロファージコロニーシミュレーション因子（GM-CSF）は、23kDaのサイトカインであり、様々な免疫細胞に対してオートクラインおよびパラクライン効果を幅広く発揮する。GM-CSFは、単球、好中球、リンパ球、好酸球の増殖と分化を促進する[130-133]。また、単球からマクロファージや樹状細胞への分化を促進し、強力な樹状細胞ケモカインである[131,134,135]。重要なことは、GM-CSFは、好中球およびマクロファージ上のスカベンジャー受容体FcaRIの誘導性アップレギュレーションを介して、貪食機能およびADCC（抗体依存性細胞傷害性細胞傷害性）を明らかに増強することである[131,136- 138]。GM-CSFはまた、単球系細胞のMHCクラスII発現、および顆粒球系亜分画のMo1およびLeuM5のような接着分子をアップレギュレートすることが報告されている[131]。

GM-CSFは、発熱性好中球減少症を管理するために、化学療法後のがん患者に通常投与され、その普及に伴い、GM-CSFによる腫瘍退縮の逸話的報告が時々ある [139-142]。機序的には、造血器腫瘍の一部はGM-CSF投与後に増殖を誘導され、それによって後続または併用する化学療法に対して腫瘍が感作される可能性が示唆されている。このような報告にもかかわらず、文献の包括的レビューおよび大規模ランダム化試験により、GM-CSFの投与は、CRの発生率またはOSに実証的な効果を示さないことが繰り返し示されている[143-145]。逆に、GM-CSFを抗体療法、特にリツキシマブ（抗CD20）と共にNHL（非ホジキンリンパ腫）の治療に投与した場合、複数の試験でプラスの相乗効果が観察され、おそらくGM-CSFのADCC増強作用に起因している[131,146,147]。

6.2. 感染症

6.2.1. 予防法

GM-CSFは、がんの単剤療法としては比較的効果が低いのとは対照的に、感染症治療に用いられる著名なサイトカインである。GM-CSFは、好中球減少の期間を短縮し、マクロファージの抗菌機能を促進し、重篤な真菌および細胞内細菌感染症を予防することが示されている。GM-CSFとプラセボに無作為に割り付けたAML患者を対象とした多施設盲検試験では、好中球減少期間中央値と真菌感染症や肺炎などの生命を脅かす感染症の有意な減少が示された;GM-CSF投与患者における約6ヵ月の全生存期間は有望だった [148];GM-CSF 投与患者における全生存期間の延長は有望だった。また、GM-CSFの使用により、入院期間と抗生物質静注療法の使用も減少する可能性があることを示す報告もある。肺癌患者において、GM-CSFを併用することにより、高用量の化学療法に耐えることができた。しかし、全奏効率は、GM-CSF投与と抗生物質予防単独投与の間で差がなかった [149]。早産児では、生後早期のGM-CSF予防投与は、敗血症を減少させず、生存率または短期転帰を改善しなかった。この残念な結果は、この感受性の高い集団で好中球減少が是正されたにもかかわらず見られたものである [150] 。

6.2.2. 感染症に対するアジュバント療法

GM-CSFは、病原体の負担を軽減し、ジグモミセス症 [151] 、アスペルギルス、およびしばしば薬剤耐性のセドスポリウム種 [152] の病原体に対する自然免疫反応を改善することに有望であることを示した。さらに、実験室におけるGM-CSFは、侵入した病原真菌を中和する際のコルチコステロイド誘発性の免疫機能不全を緩和・改善することが示されている [153]。限られた臨床経験ではあるが、GM-CSFの使用は、治療が困難で生命を脅かす細菌および真菌感染症を有する重度の免疫不全の癌患者の好中球回復だけでなく、反応および転帰を改善する可能性があることが示唆されている[154]。我々のグループからの最近のデータでは、ドナー顆粒球輸血の有無にかかわらず、重篤な日和見感染症患者においてGM-CSFとインターフェロンガンマの併用が有益である可能性も示唆されている[155,156]。アジュバント生体免疫療法は、従来の難治性感染症の治療にもうまく使用されている[157]。しかし、日常的な感染症の治療にGM-CSFの使用を推奨する前に、さらなる臨床試験が必要である。

7. CD40リガンド(CD154)

CD40L（CD154）は、主にCD4+ T細胞の表面に存在するホモ三量体リガンド複合体で、可溶性サイトカインとして分泌されることも知られている。そのホモ三量体受容体であるCD40は、多種多様な異なる種類の細胞の表面に発現しているが、特に血小板、上皮細胞、造血器由来の専門抗原提示細胞、および多種多様な悪性腫瘍に発現している [158,159]. この興味深く多様な発現パターンは、腫瘍治療におけるCD40Lの使用に対する複数の根拠を与えている。

これらの根拠の第一は、非腫瘍性細胞タイプの増殖および／または生存シグナルとしてのCD40Lの生理的役割に関するものであり [158,159] 特に骨髄性樹状細胞の成熟過程への影響である（図4）。未熟な骨髄系樹状細胞は、その正常な恒常性維持活動の一環として、周囲の抗原環境を活発にサンプリングしている。炎症性サイトカインやTLRアゴニストのような危険なシグナルを検出すると、DCは、MHCクラスIIとの関連で細胞表面に最近採取した環境抗原を安定化し、末梢リンパ系器官に移動してTリンパ球に関与する[160-163]。CD8+ T細胞応答のプライミングに先立ち、DCはまず樹状細胞とCD4+ T-リンパ球との特異的相互作用によって”ライセンス”されなければならない。この相互作用は、最初は抗原特異的な様式で媒介されるが、ライセンスは最終的にCD4+細胞の表面に発現するホモトライマーリガンドによるCD40のライゲーションによって促進される[164-167]。可溶性CD40LまたはCD40アゴニストの導入が意味のある効果を持つと仮定されるのは、この調節のレベルである。従って、CD40アゴニスト抗体の腫瘍内投与後、確立したCD40腫瘍のT細胞媒介根絶を実証した少なくとも一つの動物実験がある[168]。しかしながら、CD40Lまたは他のCD40アゴニストの腫瘍内投与に基づく臨床試験は、文献上まだ報告されていない。この治療理論的根拠の臨床的利用は、これまでCD154導入細胞を利用したワクチン試験に限定されてきた。

CD40Lの使用に関する第二の根拠は、活性化B細胞やある種の上皮細胞に対して示す生理的な細胞増殖抑制効果に基づくものである。CD40Lのこの逆説的な特性は、膀胱、卵巣、子宮頸部、肺および扁平上皮の癌腫 [170-176]; ある種のメラノーマ [177]; および高悪性度B細胞白血病とリンパ腫 [178-182] など、様々なCD40+新生物の実験的に実証されてきた。CD40Lは、安静時B細胞の刺激因子としての機能に従って、低悪性度B細胞悪性腫瘍を悪化させるようである [183,184] 。2001,Vonder-heideらは、組換え可溶性CD40LをステージIVの固形癌または進行した非ホジキンリンパ腫の患者32人に皮下投与した第1相臨床試験の結果を発表した。1人の患者は治療に対して部分的な反応を示し、1回の治療コースでNHLが50%減少した。2人目の患者は、1回の治療で扁平上皮喉頭腫瘍の大きさが50%減少し、最終的に持続的な完全寛解を経験した。この患者は、試験登録の2年後と治療中止の1年後に無病状態を維持した[185]。CD40 アゴニスト抗体が多発性骨髄腫を標的に使用されている同様の試験では、まだ結果は報告されていない[158,186]。

8. William B. Coley の遺産

なぜ、コーリー博士はこれほど劇的な抗腫瘍効果を生み出すことができたのだろうか。Coley自身は、自分の治療法の細菌メディエーターが、新生物には有害だが正常な細胞タイプには助かる「毒性因子」を作り出していると、間違って信じていた。今となっては、当時Coleyの混合毒素と呼ばれていた治療法は、TLRと他のPRRアゴニストによる「パーフェクト・ストーム」をもたらし、自然免疫と適応免疫の両方の力を集結させたと推測することができる。しかし 2005年にカナダの製薬会社MBワクチンがこの治療法を復活させたにもかかわらず、正確な作用機序はほとんど解明されていないままである。コーリー製剤の性質を考えると、IFN-aが寛容と免疫のバランスを崩す中心的な役割を担っていると推測するのは妥当であろう。実際、抽出液に含まれる相当量の非メチル化CpG細菌DNAが、おそらく形質細胞DCサブセットのTLR-9のライゲーションを通じて、著しいIFN-a産生を刺激しないわけがない。しかし、IFN-aがすべての物語を構成しているわけではなさそうだ。他の膨大な数の細菌成分が、リポテイコ酸のPRRであるTLR-2やリポポリサッカライドのPRRであるTLR-4を含む無数の他のTLRやPRRのライゲーションにつながる可能性が高い。このようなショックによって引き起こされる炎症カスケードは、大量の好中球と、GM-CSFの分泌に続いて、より多くの樹状細胞を引き寄せることになる。好中球が媒介する宿主組織の損傷は、熱ショックタンパク質（例えばHsp70）やヒアルロン酸などの宿主TLRリガンドの放出を引き起こし、それによってさらなる炎症カスケードを生成し、さらなる好中球の浸潤と樹状細胞の化学吸引をもたらすだろう。この正のフィードバックループの最終結果は、CD4+ T-細胞のプライミングとIL-2やTNF-aのような追加の炎症性メディエーターの放出に確実に帰結するだろう。したがって、コーリーの治療法には、今日の単独免疫療法を構成するものと同じ免疫メディエーターが関与していたと考えられる。しかし、コーリーの治療法は、これらの免疫アドジュバントをすべて協調して、哺乳類の免疫系が最適に認識する空間、時間、時間的パラメータの中で利用するという利点を持っていたはずである。

なぜColey博士の患者は全員、彼の治療に反応しなかったのだろうか？彼の治療がうまくいかなかった理由は何だったのだろうか？多くの腫瘍免疫学者が認めるように、免疫療法は癌との闘いにおける強力な武器となる可能性を秘めているが、あらゆる状況下ですべての腫瘍を根絶することができる魔法の弾丸というわけではない。Coley博士の治療法は、免疫モニタリングによって発見されないまま新生物が発生することを可能にする根本的な問題の1つ、すなわち危険信号の著しい欠如に対処するものであった。そのようなシグナルをトランスで提供することによって、コーリー液は自然免疫の非特異的な力を結集し、中枢の寛容によって選択されない高親和性T細胞がまだ末梢循環に残っている抗原によって末梢寛容を破ることができるのである。しかし、適応免疫による認識と根絶は、依然としてMHCクラスIによる腫瘍特異的抗原の最適な提示に依存している。ある場合には、HLAハプロタイプは、免疫クリアランスを強固にする重要な抗原の提示には最適ではない。このような腫瘍がどのようにしてナチュラルキラー細胞による検出を回避しているのかは、まだ推測の域を出ないが、このような回避が起こることは確かである。最後に、多くの腫瘍は、TGF-b、IL-10,sCTLA-4,HLA-Gなどの様々な抑制因子の産生によって、免疫機能を大幅にダウンレギュレートする能力を進化させており、また、他の多くの未特定または不十分なメカニズムも存在する。

しかし、コーリー博士の業績の多くは、特に軟部肉腫の治療で達成されたものであり、現代の医学界が今日に至るまで追随を許さないものである。もし、コーリー博士が95歳まで生きていたら、1957年のI型インターフェロンと1968年のTNF-aの発見に伴って、博士の名声が若返ったことだろう。これらの重要な免疫メディエーターの発見とその特性は、今日まで続く免疫学的ルネッサンスの始まりであり、コーリー博士が歴史に名を残すことを確約した。