世界初の COVID-19治療用多能性幹細胞由来T細胞製剤の作製に成功 —藤田医科大学病院での臨床試験に向けた開発が本格化—
河本宏客員教授および川瀬孝和准教授(藤田医科大学国際再生医療センター)の研究室は、京都大学河本宏研究室、大阪大学山崎晶研究室、および国立成育医療研究センター研究所との共同研究により、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)治療用の多能性幹細胞由来キラーT細胞製剤の作製に世界で初めて成功し、特許出願を行いました。この成功により、今後、藤田医科大学病院血液内科と共同して、臨床試験実施に向けた準備を本格的に開始します。
COVID-19は、一時期ほどは重大な脅威でなくなりましたが、高齢者や、基礎疾患を持っている患者、あるいは免疫不全状態の患者においては、依然として致死的な転帰をもたらす可能性がある注意すべき感染症です。COVID-19に対して、様々な抗ウイルス薬や抗体医薬品が開発されましたが、特効薬と言えるほど切れ味の良いものはまだありません。従って、重症COVID-19患者に使える治療薬の開発が望まれています。
今回開発した細胞製剤は、「キラーT細胞」と呼ばれるウイルス感染細胞を殺傷する能力がある細胞をベースにしたもので、多能性幹細胞であるES細胞から作られます。材料として使うES細胞は、拒絶されにくいように遺伝子を改変させたものです。
このT細胞製剤を用いた臨床試験が、藤田医科大学病院で行われる計画です。対象となる患者としては、がん治療の中で免疫不全状態になったためにCOVID-19が難治性になった症例を想定しています。
なおこの戦略は他のウイルスにも応用できる可能性があり、例えばSARS、MERS、鳥インフルエンザなどにもT細胞製剤を作製して備蓄しておくことができます。また、未知のウイルスに対しても使える可能性があり、G7が提唱する「100日ミッション※3」にも対応できると考えています。
なお、今回開発した技術は他の様々な致死的ウイルスにも応用できます。人類をウイルス感染による死から救うブレイクスルーになればと願っています。(河本宏)
COVID-19治療用T細胞製剤の顕微鏡写真
今回開発したT細胞がはたらく仕組み
本研究成果のポイント
- キラーT細胞を用いたCOVID-19治療用細胞製剤※1を作製し、特許出願を完了
- ES細胞※2を材料としてキラーT細胞を作製
- 臨床試験へ向けた体制が構築され開発が本格化
- 藤田医科大学病院血液内科での臨床試験実施に向けた準備を開始
概要
河本宏客員教授および川瀬孝和准教授(藤田医科大学国際再生医療センター)の研究室は、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)治療用細胞製剤の作製に世界で初めて成功し、このたび、京都大学、藤田医科大学、大阪大学、国立成育医療研究センターの4者による共願という形で特許出願を行いました。同時に、藤田医科大学で同定した新型コロナウイルス特異的T細胞レセプターに関して、藤田医科大学単独での出願も行いました。COVID-19は、一時期ほどは重大な脅威でなくなりましたが、高齢者や、基礎疾患を持っている患者、あるいは免疫不全状態の患者においては、依然として致死的な転帰をもたらす可能性がある注意すべき感染症です。COVID-19に対して、様々な抗ウイルス薬や抗体医薬品が開発されましたが、特効薬と言えるほど切れ味の良いものはまだありません。従って、重症COVID-19患者に使える治療薬の開発が望まれています。
今回開発した細胞製剤は、「キラーT細胞」と呼ばれるウイルス感染細胞を殺傷する能力がある細胞をベースにしたもので、多能性幹細胞であるES細胞から作られます。材料として使うES細胞は、拒絶されにくいように遺伝子を改変させたものです。
このT細胞製剤を用いた臨床試験が、藤田医科大学病院で行われる計画です。対象となる患者としては、がん治療の中で免疫不全状態になったためにCOVID-19が難治性になった症例を想定しています。
なおこの戦略は他のウイルスにも応用できる可能性があり、例えばSARS、MERS、鳥インフルエンザなどにもT細胞製剤を作製して備蓄しておくことができます。また、未知のウイルスに対しても使える可能性があり、G7が提唱する「100日ミッション※3」にも対応できると考えています。
研究者からのコメント
COVID-19は大きな脅威ではなくなりつつありますが、一部の患者にとっては未だ注意を要する疾患です。このたび、ようやく治療用T細胞製剤の開発に成功し、臨床試験に向けての開発が本格的に動き出しました。今回作製した細胞製剤は機能的には十分ですが、臨床で使うにはまだ多くの手順が必要です。今後は、藤田医科大学国際再生医療センターの細胞プロセッシングセンターで臨床用の細胞製剤の開発を進めるとともに、藤田医科大学病院血液内科とタッグを組んで臨床試験の準備を進めてまいります。なお、今回開発した技術は他の様々な致死的ウイルスにも応用できます。人類をウイルス感染による死から救うブレイクスルーになればと願っています。(河本宏)
用語解説
※1)COVID-19治療用T細胞製剤
キラーT細胞は、T細胞レセプター(TCR)という分子を使って、ウイルス感染細胞を見つけ出して殺傷します。藤田医科大学の河本研究室と大阪大学の山崎晶研究室は、新型コロナウイルスに感染したことを感知するT細胞レセプターを複数個同定しました。一方で京都大学の河本研究室は、国立成育医療研究センターのES細胞を材料にして、まず拒絶されにくくするためにHLAを欠失させ、その後NY-ESO1抗原特異的TCRを導入し、そのES細胞からキラーT細胞を作製しました。そのキラーT細胞に新型コロナウイルス感染を感知できるTCR遺伝子を導入しました。そのようにして作製したキラーT細胞は、新型コロナウイルス由来の成分を細胞内に出している標的細胞を殺傷することができました。COVID-19治療用T細胞製剤の顕微鏡写真
今回開発したT細胞がはたらく仕組み
作製したキラーT細胞によるウイルスタンパク発現肺胞上皮細胞の殺傷
肺胞上皮細胞株に、新型コロナウイルスのスパイクタンパクを発現させて、感染細胞を模した細胞を作製して標的細胞とした。
スパイクタンパクに特異的なT細胞レセプターを発現するキラーT細胞を添加し、12時間共培養を行った。
共培養中動画撮影を行った。死細胞は赤く染色される。ほとんどの肺胞上皮細胞が死滅した。
肺胞上皮細胞株に、新型コロナウイルスのスパイクタンパクを発現させて、感染細胞を模した細胞を作製して標的細胞とした。
スパイクタンパクに特異的なT細胞レセプターを発現するキラーT細胞を添加し、12時間共培養を行った。
共培養中動画撮影を行った。死細胞は赤く染色される。ほとんどの肺胞上皮細胞が死滅した。
※2)ES細胞(embryonic stem cell: 胚性幹細胞)
ES細胞は、個体発生の初期に形成される胚盤胞の中の内部細胞塊を取り出して培養した細胞で、ほとんど全ての組織に分化する能力持っています。
ES細胞は、日本では現在2カ所、すなわち京都大学医生物学研究所と国立成育医療研究センターで樹立されています。
ES細胞は、日本では現在2カ所、すなわち京都大学医生物学研究所と国立成育医療研究センターで樹立されています。
※3)「100日ミッション」
新たな感染症について、世界保健機関(WHO)が「国際的に懸念される公衆衛生上の緊急事態」を宣言してから100日以内に、迅速診断薬の承認、安全で有効なワクチンの承認、治療法の確立などの実用化を達成しようという国際的な目標。2021年6月にG7サミットで提唱されました。