腸内細菌ががん免疫療法の効果を高める

がん患者の約5人に1人が免疫療法の恩恵を受けています。免疫療法とは、免疫システムを利用してがんと闘う治療法です。この治療法は、肺がんやメラノーマの治療において大きな成功を収めています。その可能性に期待を寄せ、研究者たちは免疫療法にあまり反応しないがんに対する免疫療法の改善戦略を模索し、より多くの患者を救うことを目指しています。

セントルイスのワシントン大学医学部の研究者たちは、腸内細菌の一種であるルミノコッカス・グナバスが、マウスにおけるがん免疫療法の効果を高めることを発見しました。サイエンス・イミュノロジー誌に掲載されたこの研究は、腸内細菌叢を用いることで、がん免疫療法の未開拓の可能性を解き放つ新たな戦略を提示しています。

「マイクロバイオームは、体の免疫システムを動員してがん細胞を攻撃する上で重要な役割を果たしている」と、この研究の主任著者でロバート・ロック・ベリヴ病理学教授のマルコ・コロンナ医学博士は説明した。

私たちの研究結果は、マウスの腫瘍を免疫療法薬が殺すのを助ける特定の腸内細菌の種類を明らかにするものです。これらの微生物のパートナーを特定することは、免疫療法薬の有効性を高め、より多くのがん患者に利益をもたらす可能性のあるプロバイオティクスの開発において重要なステップです。

がん免疫療法は、体内の免疫細胞を用いて腫瘍を標的とし、破壊します。そのような治療法の一つとして、免疫チェックポイント阻害剤を用いて、免疫T細胞の活動を抑制する自然のブレーキを解除し、体へのダメージを防ぎます。しかし、一部の腫瘍は攻撃する免疫細胞を抑制することでこの作用に対抗するため、これらの阻害剤の効果を弱めます。

コロンナ氏と第一共著者のマルティナ・モルゴール博士は、以前同僚のロバート・D・シュライバー博士と共同研究を行っており、二本柱による阻害アプローチを用いてマウスの肉腫を完全に根絶した。

研究者らは、腫瘍マクロファージが産生するタンパク質TREM2を阻害し、T細胞による増殖性腫瘍への攻撃を阻害した。そして、TREM2が阻害されると免疫療法薬の効果が高まることを明らかにした。この結果は、TREM2が免疫療法の効果を低下させることを示唆していた。

新たな研究の基礎となった実験において、科学者たちは驚くべき観察結果を得た。TREM2を欠損したマウスを、このタンパク質を保有するマウスと同居させたところ、チェックポイント阻害剤に対して同様の陽性反応を示したのだ。この結果は、研究者たちが、阻害剤を投与する前にマウスを隔離するという通常のプロトコルから逸脱した際に得られたものだった。

マウス同士が一緒に暮らすことで、微生物の交換が起こります。研究者たちは、この効果は腸内細菌の交換によるものかもしれないと推測しています。

研究者らは、ジェフリー・I・ゴードン医学博士、博士、および筆頭共著者であるブランダ・ディ・ルシア博士と共同で、免疫療法が奏効したマウスの腸内細菌叢を研究した。その結果、免疫療法に反応しなかったマウスでは、ルミノコッカス・グナヴスが全く存在しないのに対し、ルミノコッカス・グナヴスが増加していることがわかった。

コロンナ氏によると、R. gnavusは免疫療法に良好な反応を示すがん患者の腸内細菌叢中に発見されている。臨床試験では、このような患者の糞便移植により、免疫療法に反応しない患者の一部が効果を得られたという。

筆頭共著者で大学院生のダリア・カンタコワ氏を含む研究者らは、マウスにR. gnavusを注入し、その後、チェックポイント阻害剤で腫瘍を治療した。TREM2が免疫療法の効果を弱める武器として利用可能であったにもかかわらず、腫瘍は縮小した。

エジソンファミリーゲノム科学・システム生物学センター所長のゴードン氏は、マイクロバイオームが免疫療法の効果を高めることを示唆する証拠が増えていると指摘した。R. gnavusのような関連種を特定することで、免疫療法と相乗的に作用し、がん治療を改善する次世代プロバイオティクスの開発につながる可能性がある。

研究者たちは現在、R. gnavusが腫瘍拒絶を促進する仕組みを解明することを目指しており、これはがん患者を支援する新たな方法の発見につながる可能性があります。例えば、この微生物が消化過程で免疫活性化代謝物を産生する場合、その代謝物を免疫療法のブースターとして利用できる可能性が開かれるかもしれません。

コロンナ氏によると、微生物は腸管から侵入し、腫瘍内で免疫反応を引き起こしたり、腸管T細胞を活性化して腫瘍へ移動し、攻撃を開始したりする可能性があるという。研究者たちはこれら3つの可能性すべてを研究している。