客观日本

顺天堂大学等利用iPS细胞成功培养出抑制宫颈癌繁殖的免疫杀伤T细胞,有望实现宫颈癌的免疫细胞疗法

2020年07月20日 生物医药

日本顺天堂大学研究生院医学研究科血液内科学的安藤美树副教授、安藤纯特任副教授和小松则夫教授、妇产科学讲座的增田彩子助教和寺尾泰久教授,以及TOKIWA-Bio公司的董事中西真人、东京大学医科学研究所干细胞治疗部门的特聘教授中内启光等人组成的联合研究团队,利用比原来更加安全的方法,成功培养了能抑制宫颈癌繁殖的iPS细胞源人乳头瘤病毒(HPV)抗原特异性杀伤T细胞。与源自外周血的杀伤T细胞相比,该iPS细胞源杀伤T细胞能在人体内强力抑制宫颈癌繁殖,研究团队利用小鼠确认到可以延长生存期。

这项成果能实现抑制宫颈癌繁殖的iPS细胞源T细胞的稳定供应,有望为采用免疫细胞的新治疗方法的开发铺平道路。

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研究成员们在血液内科学的研究室(前排中央右侧坐着的为安藤美树副教授)

研究背景

宫颈癌大多是由HPV感染引起的。HPV疫苗能有效预防HPV感染,但如果已经罹患宫颈癌则没有效果。目前,日本的疫苗接种率还不到1%。因此,20至30多岁的育儿世代的发病率升高,宫颈癌被称为“妈妈杀手”,已经成为严重的问题。宫颈癌如果复发并恶化,化疗法和放疗法都难以见效,需要开发新的治疗方法。

研究团队2013年利用源自外周血的iPS细胞,成功培养了功能年轻化的病毒抗原特异性杀伤T细胞,为开发针对难治性肿瘤的新治疗方法,一直在持续推进研究。本研究的目的是明确研究团队开发的“iPS细胞源病毒抗原特异性杀伤T细胞”是否能作为宫颈癌的新治疗方法使用。

研究内容

研究团队利用宫颈癌患者和健康人的供体,培养了iPS细胞源HPV抗原特异性杀伤T细胞,确认对宫颈癌有抗肿瘤效果。

研究团队首先试着利用宫颈癌患者的外周血培养了HPV特异性杀伤T细胞,但受抗癌药、放射线和类固醇的影响,T细胞耗竭减少,因此未能成功。于是,又试着利用健康供体的外周血进行培养,虽然频率非常低,但成功培养了HPV特异性杀伤T细胞。

接下来试着利用HPV抗原特异性杀伤T细胞培养了iPS细胞。不过,仅导入4个山中因子的基因无法通过杀伤T细胞培养iPS细胞。而且,利用原来的方法还需要同时对病毒成分SV40 large T抗原进行基因导入,但这伴随着损伤基因的风险。因此,作为改善效率和提高安全性的尝试,此次研究未使用SV40 large T抗原,而是追加了其他2个因子(LIN28和NANOG)。

由此,利用健康供体的外周血,成功地通过HPV特异性杀伤T细胞培养了iPS细胞。然后通过导入这6个因子的iPS细胞再次分化诱导T细胞,培养了年轻化的杀伤T细胞。这种iPS细胞源年轻化HPV抗原特异性杀伤T细胞对宫颈癌细胞系表现出持久且强力的细胞毒活性(图1)。

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图1 此次研究提出的免疫细胞疗法的概念图
利用外周血源HPV抗原特异性杀伤T细胞培养iPS细胞,并利用该iPS细胞培养年轻化的HPV抗原特异性杀伤T细胞,作为针对宫颈癌的免疫细胞疗法使用。

随后,研究团队调查了iPS细胞源HPV抗原特异性杀伤T细胞能在体内发挥多大的抗肿瘤效果。向免疫缺陷小鼠的腹腔内注射宫颈癌细胞系,3天后再注射“外周血源HPV抗原特异性杀伤T细胞”或者“iPS细胞源HPV抗原特异性杀伤T细胞”。3周后检测肿瘤的量发现,利用“iPS细胞源HPV抗原特异性杀伤T细胞”治疗的小鼠试验组实现了明显的肿瘤抑制效果。另外,更长期的生存率比较结果也显示,“iPS细胞源HPV抗原特异性杀伤T细胞”与“外周血源HPV抗原特异性杀伤T细胞”相比能明显延长生存期(图2)。

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图2 外周血源杀伤T细胞与iPS细胞源杀伤T细胞的比较
(左)初次治疗3周后的肿瘤量:通过注射“iPS细胞源HPV抗原特异性杀伤T细胞” ,初次治疗3周后对宫颈癌表现出明显的肿瘤抑制效果。
(右)小鼠生存率:“外周血源HPV抗原特异性杀伤T细胞”虽然在一定程度上抑制了癌症繁殖,但未发现延长生存期的效果。而功能年轻化的“iPS细胞源HPV抗原特异性杀伤T细胞”表现出了明显延长生存期的效果。

以上结果表明,“iPS细胞源HPV抗原特异性杀伤T细胞”不仅是试管内,在小鼠体内也对宫颈癌具有抗肿瘤效果。也就是说,通过利用外周血源HPV抗原特异性杀伤T细胞培养iPS细胞,再利用iPS细胞培养具有较强繁殖能力且充满活力的HPV抗原特异性杀伤T细胞,并作为针对宫颈癌的免疫细胞疗法使用,有望成为治疗被称为“妈妈杀手”的难治性宫颈癌的新方法。

未来展望

此次的研究成果可通过利用更安全的方法培养的iPS细胞,无限培养能有效抑制宫颈癌的年轻化杀伤T细胞,以用于临床现场。采用iPS细胞源HPV抗原特异性杀伤T细胞的治疗,有望成为针对难治性宫颈癌的强有力的新治疗方法。采用杀伤T细胞的治疗需要使供体与患者的HLA基因型匹配,以免发生免疫排斥反应,因此,今后将通过对HLA基因进行基因组编辑来避免免疫排斥反应,为开发出能将一个iPS细胞用于大量患者的治疗方法,目前正在推进准备工作。此次的成果有望加速实现“针对宫颈癌的新免疫细胞疗法”的临床研究。

论文信息
题目: Sustainable tumor suppressive effect of iPSC-derived rejuvenated T cells targeting cervical cancers
期刊:Molecular Therapy
DOI:10.1016/j.ymthe.2020.07.004

日语发布原文

文:JST客观日本编辑部

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