細胞治療について

はじめに

細胞や組織を採取し、未調製または調製後の細胞を治療に用いることを細胞治療といいます。細胞治療における細胞とは、末梢血、骨髄液、臍帯血等の造血細胞、免疫系細胞や組織由来間葉系細胞等を指します。その代表的なものは、造血幹細胞移植ですが、現在はさらに免疫療法や再生医療の分野でも細胞治療が導入されています。さらに近年では、細胞に特定の働きを付与するために遺伝子を導入した遺伝子・細胞治療も盛んになってきました。ここでは、そうした遺伝子導入を含めた細胞治療についてご紹介します。

造血幹細胞

造血幹細胞とは、すべての血球、すなわち、白血球、赤血球、血小板のもととなる細胞で骨の中の骨髄という組織に存在します。自身を複製することができますので枯渇することはありません（図１）。造血幹細胞は、細胞表面にCD34と呼ばれる特有の抗原が出ており、CD34を目印として、CD34を持っている造血幹細胞の数を測定することが出来ます。造血幹細胞は、骨髄血、臍帯血、顆粒球コロニー刺激因子（G-CSF）を投与した後の血液（末梢血）に数多く見られます。

「造血幹細胞」を投与して、すべての血球を作らせ、その過程で疾患を治療する治療法を造血幹細胞移植と言います。造血幹細胞を点滴で血管内に投与すると、造血幹細胞は血流に乗って骨髄にたどり着き、そこで造血を開始します。移植に先立っては、もとの造血や免疫の働きを一時的に抑えるため、抗がん剤や放射線による移植前治療（前処置）を行います。

造血幹細胞移植には、患者さん自身の細胞を用いて移植を行う自家造血幹細胞移植と他人（ドナー）の造血幹細胞を用いて移植する同種造血幹細胞移植の２つの方法があります。自家末梢血幹細胞移植（図２＆３）は、悪性リンパ腫や多発性骨髄腫などの患者さんに行われます。状態の良い時の細胞を凍結保存し、大量の抗がん剤や放射線照射等の後に自分の造血幹細胞を輸注し、さらに深い寛解状態を目指します。同種造血幹細胞移植（骨髄移植、末梢血幹細胞移植、臍帯血移植）と言われるもので、同様に大量の抗がん剤や放射線照射等の後に、他人（ドナー）の造血幹細胞を使って根治を目指す治療法です（図４＆５）。白血病や骨髄異形成症候群、悪性リンパ腫などの造血器腫瘍のほか、再生不良性貧血の患者さんにも行われます。
造血幹細胞移植は強力な治療である一方、重症感染症や臓器障害など命にかかわる合併症が起こることもあり、同種移植ではドナーのリンパ球が患者さんの体を攻撃する移植片対宿主病（GVHD）が問題となることもあります。

図2　自家末梢血幹細胞移植　強力な治療（移植前処置）後、自身の末梢血の造血幹細胞を自身に戻し血液を回復させる治療です。

図3　自家造血幹細胞移植の経時的流れ

図4　同種造血幹細胞移植　強力な治療（移植前処置）後、ドナーから得た造血幹細胞を患者さんに戻し血液を回復させる治療です。

図5　同種造血幹細胞移植の経時的流れ

骨髄移植や末梢血幹細胞移植では移植するに先立って、造血幹細胞を採取する手順が必要です。造血幹細胞移植を成功させるためには、まず、十分な数の造血幹細胞を投与する必要があります。
骨髄移植は全身麻酔を用いて左右の骨盤から骨髄液を採取して投与するというものですが、ドナーと患者さんとで血液型が異なる場合などで、移植する前に、患者さんの血液と反応してしまう赤血球や血漿（血液の液体成分）を除く処理が必要になる場合があります。
末梢血幹細胞移植はG-CSFという白血球を増加させるホルモンを皮下に注射して、骨髄から血液（末梢血）にあふれ出た造血幹細胞を成分献血の要領で採取するというものです。左右の肘の静脈あるいは脚のつけねの大腿静脈に採血ならびに返血用の針を刺し、血液成分分離装置を用いて幹細胞が含まれる細胞成分を採取し、残りは体にもどすという作業を行います。
骨髄移植も末梢血幹細胞移植も採取した当日に移植する場合と、一旦凍結保存して移植する場合があります。
臍帯血移植の場合は、出産時に提供された臍の緒から採取（実際には胎盤に残っている赤ちゃんの血液）した血液（臍帯血）をさい帯血バンクで凍結保存し、移植の際に臍帯血を取り寄せ、移植するというものです。

病院で行われる末梢血幹細胞採取と日本赤十字血液センターで行われる成分採血（血小板採血）は、ともに血液成分採血装置を使い体外循環によって目的とする細胞を採取しますが、アフェレーシスと呼ばれます。アフェレーシスには、副反応（副作用）が伴うことが知られています。日本輸血・細胞治療学会は、安全なアフェレーシスに寄与する専門の看護師を教育し認定する「学会認定・アフェレーシスナース制度」を発足させました。現在までに290人のアフェレーシスナースが誕生し、アフェレーシスの現場で活躍しています。

①CD34陽性細胞測定
造血幹細胞は骨髄に存在し、通常は全身をめぐる末梢血には存在しません。一方、G-CSFを使用して、あふれ出る造血幹細胞は個人差があります。採取したCD34陽性細胞（細胞の表面にCD34という名前の物質が存在する細胞）の数を測定することで、造血幹細胞の量を知ることができます。これを精確に測定するにはスキルが必要です。

②HLA型
赤血球にABOやRh血液型があるように、白血球にもHLA（Human Leukocyte Antigen；組織適合抗原ともいう）という型があります。移植に関係して特に重要なHLAは、A、B、C（クラスI）とDR（クラスII）があり、両親から1対ずつ受け継ぎます。HLAはほぼ全ての細胞に存在して、自己と非自己との識別に関与し、GVHD発症にも影響します。また、HLA型は血小板上にもあり、患者さんに抗HLA抗体ができると、血小板輸血の効果に影響が出たりします。

③キメラ
同種造血幹細胞移植後は、患者さんとドナーさんの血液細胞が混在した状態となり、両者の割合によって完全キメラ（ドナー細胞100％）や混合キメラ（ドナーさんと患者さんの細胞が混在）といいます。完全キメラは安定した生着を意味します。

免疫細胞療法

細胞治療には、造血幹細胞を用いて血液を作り直す造血幹細胞移植の他に、免疫を担う細胞を利用して病気を治療する方法があります。これを免疫細胞療法といいます。
私たちの体には、細菌やウイルス、がん細胞などの異物や異常な細胞を見つけて排除しようとする「免疫」の仕組みがあります。免疫細胞療法は、この仕組みを担っている細胞を利用し、その働きを高めることによって病気を治療する治療法です。
免疫細胞療法にはさまざまな種類があります。患者さんご自身の細胞を用いる場合もあれば、他の人から得られた細胞を用いる場合もあります。また、細胞をそのまま投与するだけでなく、体の外で増やしたり、遺伝子を加えて働きを強めたりしてから投与する方法もあります。
近年では、血液がんに対する新しい治療法としてCAR-T細胞療法が広く行われるようになってきました。また、造血幹細胞移植の後に起こる合併症や組織の障害を抑える目的で、間葉系幹細胞が用いられることもあります。このように免疫細胞療法は、病気の種類や治療の目的に応じて発展してきた細胞治療の一分野です。

免疫細胞とは、体の中に侵入した細菌やウイルスを排除したり、体内に生じた異常な細胞を見つけて取り除いたりする働きを持つ細胞の総称です。主なものとして、リンパ球、単球、顆粒球などがあり、それぞれ異なる役割を担っています。
その中でもリンパ球には、T細胞、B細胞、NK細胞などがあります。T細胞は、感染した細胞や異常な細胞を直接攻撃する働きを持っています。B細胞は抗体を作ることによって体を守ります。NK細胞もまた、異常な細胞を見つけて攻撃する役割を果たしています。
このように免疫細胞は本来、私たちの体を守るために働いていますが、がん細胞は免疫の攻撃から逃れる仕組みを持っていることがあります。そのため、免疫細胞ががん細胞をより見つけやすくし、より強く攻撃できるように工夫した治療法が開発されてきました。CAR-T細胞療法は、その代表的な治療法の一つです。

CAR-T細胞療法は、患者さんご自身のT細胞を取り出し、がん細胞をより強く認識して攻撃できるように遺伝子改変を加えたうえで、再び体内に戻す治療法です（図６）。T細胞はもともと免疫を担う細胞ですが、そのままではがん細胞を十分に攻撃できないことがあります。そこで、がん細胞の目印を見つけやすくする「CAR（キメラ抗原受容体）」という仕組みをT細胞に持たせます。
CAR-T細胞療法は、主に一部の血液がんを対象として行われます。代表的なものとして、悪性リンパ腫、急性リンパ性白血病、多発性骨髄腫などがあります。ただし、すべての患者さんに行えるわけではなく、病気の種類やこれまでの治療経過、全身状態などをふまえて適応が判断されます。
治療では、まず患者さんの血液からT細胞を採取します。これは成分献血に似た方法で行われ、必要な細胞を集めたあと、残りの血液成分は体にもどされます。採取したT細胞は専門の施設で加工され、CAR-T細胞が作られます。必要に応じて、この細胞は一旦凍結保存されます。
CAR-T細胞を投与する前には、体の中でCAR-T細胞が働きやすくなるように、あらかじめ抗がん剤による治療を行います。その後、CAR-T細胞を点滴で体内に戻すと、体の中で増えながら、標的となるがん細胞を攻撃します。
CAR-T細胞療法は、一部の血液がんに対して高い効果が期待される治療法です。一方で、強い免疫反応に伴って発熱や血圧低下などが起こることがあり、また、意識状態の変化などの神経症状がみられることもあります。そのため、この治療は十分な経験を持つ医療機関で、専門的な体制のもとに行われます。

図6　CAR-T細胞治療の流れ

間葉系細胞（間葉系幹細胞や間葉系間質細胞とも呼ばれます）は、骨髄、脂肪組織、臍帯などに存在する細胞で、骨、軟骨、脂肪などに分化する能力を持っています。また、免疫の働きや炎症を調整する作用があることが知られています。この性質を利用して、間葉系細胞は造血幹細胞移植後にみられる移植片対宿主病（GVHD）などの合併症に対する治療として用いられることがあります。がん細胞を直接攻撃するCAR-T細胞療法とは異なり、間葉系細胞は、過剰な免疫反応や炎症を抑えることを目的として使用されます。
このように、免疫細胞療法の中にも、がんを攻撃することを目的とする治療と、免疫の働きを調整して合併症を抑えることを目的とする治療があります。病気や治療の目的に応じて、使われる細胞や方法は異なります。

細胞プロセシング

造血幹細胞移植を行うに当たり、採取した細胞の中のCD34 陽性細胞を測定し、場合によっては、赤血球を除き、造血幹細胞を生きたまま凍結保存し、凍結保存した造血幹細胞を溶かし投与することが行われます。これらの一連の過程は、細胞プロセシングと呼ばれます（図７）。細胞プロセシングは、遺伝子・細胞製品の製造と品質・安全性管理を含みます。日本輸血・細胞治療学会は、院内細胞プロセシングに関するガイドラインを発表したり、セミナーを開催したり、テキストを発行したりして、細胞プロセシングが適正に行われるよう指導しています。安全で高い品質の造血幹細胞を準備し投与することによって、造血幹細胞移植の成績を高めることが期待されます。投与した造血幹細胞に問題があった時、その原因を遡って調査する（遡及調査）ため、細胞プロセシングの記録は保管されます。

おわりに

日本輸血・細胞治療学会は、関連する学会や団体とともに、造血幹細胞移植や間葉系細胞やCAR-T療法等の新しい細胞療法を安全に効果的に行えるよう、それらの環境整備や担当者の教育等に取り組んでいます。