JP2022008735A - 細胞製造システム、細胞製造方法、医療装置及び医療デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】ＣＡＲ－Ｔ細胞を用いた治療方法において工程数の減少によるコスト低減が可能な細胞製造システム及び細胞製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る細胞製造システム１００は、患者の血液からＴ細胞を分離する分離部２０と、気密に構成され、Ｔ細胞に遺伝子を導入する医薬品と、遺伝子を導入したＴ細胞を洗浄する試薬と、導入可能な流路デバイス４０と、流路デバイス４０を導入する導入空間を備え、導入空間の温度及び導入空間に供給される流体の調整が可能な調整部３０と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係る細胞製造システム１００は、患者の血液からＴ細胞を分離する分離部２０と、気密に構成され、Ｔ細胞に遺伝子を導入する医薬品と、遺伝子を導入したＴ細胞を洗浄する試薬と、導入可能な流路デバイス４０と、流路デバイス４０を導入する導入空間を備え、導入空間の温度及び導入空間に供給される流体の調整が可能な調整部３０と、を有する。
【選択図】図１
Description
本発明は、細胞製造システム、細胞製造方法、医療装置及び医療デバイスに関する。
キメラ抗原受容体（Ｃｈｉｍｅｒｉｃ Ａｎｔｉｇｅｎ Ｒｅｃｅｐｔｏｒ。以下、「ＣＡＲ」と称する）を用いた遺伝子改変Ｔ細胞療法（ＣＡＲ－Ｔ療法）や遺伝子改変ＮＫ細胞療法（ＣＡＲ－ＮＫ療法）が臨床応用されるようになってきている。ＣＡＲは、一般的に抗体の単鎖可変領域を細胞外ドメインとし、それに膜貫通領域、ＣＤ３ζ及び共刺激シグナルを伝える分子の細胞内ドメインをつないだ構造を備える。抗体の特異性に従って抗原に結合することによってＣＡＲ遺伝子導入リンパ球は活性化し、がん細胞等の標的細胞を傷害する。ＣＡＲ療法は、細胞の調整が比較的容易であり、高い細胞傷害活性を示し、持続的な効果を期待できる等の利点を有し、特に難治性や従来の治療法に抵抗性の症例に対する新たな治療手段として期待されている。ＣＡＲ－Ｔ療法に関する技術には、例えば細胞内で生成したｓｉＲＮＡを標的細胞に導入するステップが開示されている。
ＣＡＲ－Ｔ細胞を用いたがん治療法は、治療費が極めて高額であることから、コスト削減による大衆への普及が課題となっている。従来のＣＡＲ－Ｔ細胞を用いた治療方法では血液採取、輸送、Ｔ細胞分離、遺伝子導入、増殖・拡大培養、洗浄、凍結、輸送、解凍・移植といった多くの工程を経ているため、その分、コストが嵩み易い。そのため、上述した従来のＣＡＲ－Ｔ細胞の作製に必要な工程を削減できる生体外での遺伝子導入方法が求められている。
そこで本発明は、ＣＡＲ－Ｔ細胞を用いた治療方法において工程数の減少によるコスト低減が可能な細胞製造システム及び細胞製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明に係る細胞製造システムは、患者の血液からＴ細胞を分離する分離部と、気密に構成された流路と、前記Ｔ細胞に遺伝子を導入する試薬と、遺伝子を導入した前記Ｔ細胞を洗浄する試薬と、を備えた導入部と、前記Ｔ細胞に前記遺伝子を導入する導入空間を備え、前記導入空間の温度及び前記導入空間に供給される流体の調整が可能な調整部と、を有する。また、本発明に係る細胞製造方法は、分離部を用いて血液からＴ細胞を分離し、導入部を用いてＴ細胞に遺伝子を導入し、導入部を用いて遺伝子を導入したＴ細胞を洗浄する。また、本発明は上記調整部を備える医療装置である。また、本発明は上記流路を備える医療デバイスである。
本発明に係る細胞製造システム、細胞製造方法、医療装置及び医療デバイスによれば、分離部、導入部、及び調整部によって上述した拡大培養工程等を省略できる。これにより、ＣＡＲ－Ｔ細胞を用いた治療方法においてコスト低減を図ることができる。
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る細胞製造システム１００を示すブロック図である。ＣＡＲ－Ｔ療法は、細胞傷害性Ｔ細胞（Ｃｙｔｏｔｏｘｉｃ Ｔ－Ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅｓ：ＣＴＬ）に癌特異的抗原の認識部位を遺伝子導入することにより、癌細胞を直接攻撃するものである。本実施形態に係る細胞製造システム１００は、血液内科又は腫瘍内科等のＢｅｄ－ｓｉｄｅにおいて末期がん患者、特に造血系がんのＳｔａｇｅＩＶ等における難治性・再発性の血液がん等の治療に用いられる。
細胞製造システム１００は、図１に示すように設置デバイス１０と、流路デバイス４０と、を有する。本明細書において設置デバイス１０は医療装置に相当し、流路デバイス４０は医療デバイスに相当する。
（設置デバイス）
設置デバイス１０は、図１に示すように分離部２０と、調整部３０と、を備える。分離部２０は、本実施形態において遠心分離によって患者の血液からＴ細胞等の白血球を分離する。ただし、分離部２０は、患者の血液からＴ細胞等の白血球を分離できれば、具体的な構成は遠心分離に限定されない。
設置デバイス１０は、図１に示すように分離部２０と、調整部３０と、を備える。分離部２０は、本実施形態において遠心分離によって患者の血液からＴ細胞等の白血球を分離する。ただし、分離部２０は、患者の血液からＴ細胞等の白血球を分離できれば、具体的な構成は遠心分離に限定されない。
分離部は、血球分離剤を用いた分離、遠心エルトリエーション法を用いた分離、抗原抗体反応によるＴ細胞分離（フローサイトメトリー、マグネットビーズ、抗体付与カラム）によって患者の血液からＴ細胞等の白血球を分離・精製することができる。また、分離部は、上記以外にも決定論的横置換法（粒子サイズ分離）、及び分散法（浮力分離）によって患者の血液からＴ細胞等の白血球を分離・精製することができる。
調整部３０は、患者から採取したＴ細胞等の白血球（リンパ球）に対して遺伝子を特異的に導入する流路デバイス４０を導入する導入空間を外部と隔離して形成する壁面（チャンバ又は部屋）を備える。調整部３０は、導入空間の温度及び導入空間に導入される流体の調整を可能にしている。
調整部３０は、ヒータ等の熱源、圧縮機、蒸発器、凝縮器、膨張弁又はキャピラリーチューブ等を含む冷却装置、気相又は液相を含む断熱材、温度センサ及び制御部等の構成を備え、これらの動作によって導入空間の温度調整を可能にしている。制御部はマイクロコンピュータ等を備え、温度センサによって導入空間の温度のモニタリングを行い、この結果に基づいてフィードバック制御を可能に構成している。また、調整部３０は、圧縮機等の回転数を調整することによって導入空間に導入される流体の流量を調整するように構成している。さらに、調整部３０は、導入空間にＣＯ２を導入可能に構成し、Ｔ／Ｃセンサ又はＩＲセンサによって導入空間のＣＯ２濃度をモニタリングし、制御部によって導入空間におけるＣＯ２濃度のフィードバック制御を可能に構成している。
また、調整部３０は、既存のＣＡＲ－Ｔ治療に使用する細胞数よりも使用する細胞数を少なくするために以下の技術を用いることができる。すなわち、調整部３０は、Ｔｎａｉｖｅ（ＴＮとも記載）／Ｔｓｔｅｍ ｃｅｌｌ ｍｅｍｏｒｙ（ＴＳＣＭとも記載）細胞の濃縮、Ｔ細胞のＰＤ１のマスキング、Ｔ細胞の薬剤徐放パーティクルの付与、腫瘍組織への局所投与等を行うことができる。これにより、Ｔ細胞のｉｎ ｖｉｖｏ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ及びｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅを亢進することができる。
（流路デバイス）
流路デバイス４０は、気密に構成され、Ｔ細胞に遺伝子を導入する医薬品と、遺伝子を導入したＴ細胞を洗浄する試薬と、を導入可能な流路を備える。流路デバイス４０は、図１に示すように気密に構成された第１流路４１、第２流路４２、第３流路４３と、を備える。
流路デバイス４０は、気密に構成され、Ｔ細胞に遺伝子を導入する医薬品と、遺伝子を導入したＴ細胞を洗浄する試薬と、を導入可能な流路を備える。流路デバイス４０は、図１に示すように気密に構成された第１流路４１、第２流路４２、第３流路４３と、を備える。
第１流路４１は、患者から採取された血液を収容した第１バッグ４４と接続可能に構成している。設置デバイス１０は、ポンプ機能を備えており、第１バッグ４４に収容された血液は遺伝子が導入できるように第１流路４１に流入しうる。
第２流路４２は、患者から採取した血液に導入する遺伝子等を含む核酸医薬品を収容した第２バッグ４５に接続可能に構成している。本実施形態において遺伝子の導入には非ウイルス系のベクターを用いている。核酸医薬品について例示すれば、ＮＹ－ＥＳＯ－１、ＭＡＧＥ－４、ネオアンチゲン等の腫瘍特異的な抗原を認識するＴ細胞受容体を発現させるための遺伝子ベクターを挙げることができる。また、核酸医薬品は、ＣＤ１９、ＣＤ２０、ＮＤ２、Ｍｅｓｏｔｈｅｌｉｎ、ＰＳＭＡ、ＥＧＦＲ、ＧＰＣ３、ＶＥＧＦＲ、ＮＫＧ２Ｄ等の腫瘍表面抗原を認識するＣＡＲを発現させるための遺伝子ベクターを挙げることができる。また、核酸医薬品は、サイトカイン等の生理活性物質の徐放や、ＰＤ１発現抑制等のＴ細胞の機能を高めるための改変を加える遺伝子ベクターを挙げることができる。
非ウイルス系ベクターについて例示すれば、Ｆａｂ’化抗体付与によるＡｃｔｉｖｅＴａｒｇｅｔｔｉｎｇ、リポソーム法等を挙げることができる。非ウイルス系ベクターについてさらに例示すれば、エレクトロポレーション法、プラズマ法、リン酸カルシウム法、レトロトランスポゾンベクター（ＰｉｇｇｙＢａｃ、ＳｌｅｅｐｉｎｇＢｅａｕｔｙ）、ＣＲＩＳＰＥＲ－Ｃａｓ９法等を挙げることができる。
第３流路４３は、患者から採取した血液に遺伝子を導入したＣＡＲ－Ｔ細胞を収容する第３バッグ４６に接続している。患者の血液に遺伝子が導入されたＣＡＲ－Ｔ細胞は、洗浄及び投与液への置換によって製造由来不純物を除去することができ、デバイス外での処理を行うことなく投与が可能となる。
洗浄は、生体適合性に優れる、臨床グレードの試薬・バッファーを含む。洗浄試薬について例示すれば、ＰＢＳ（Ｐｈｏｓｏｈａｔｅ Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｓａｌｔｓ）、すなわちリン酸緩衝生理食塩水等を挙げることができる。洗浄を行う技術について例示すれば、遠心操作によるものや、化学処理によるベクターの不活化、フィルターによる吸着等を挙げることができる。また、温度、ずり応力、電気的刺激等を加えることにより、細胞の性質変化を起こし、前述した洗浄手法を効率化することも挙げることができる。なお、流路デバイス４０は、単回使用を想定して使い捨て（ディスポーザブル）とすることができる。
（細胞製造方法）
次に本実施形態に係る細胞製造方法について説明する。図２は本実施形態に係る細胞製造方法を示すフローチャートである。まず、医師等は患者の末梢血を第１バッグ４４に採取する（ＳＴ１）。
次に本実施形態に係る細胞製造方法について説明する。図２は本実施形態に係る細胞製造方法を示すフローチャートである。まず、医師等は患者の末梢血を第１バッグ４４に採取する（ＳＴ１）。
次に、医師等は第１バッグ４４から第１流路４１を通じて末梢血を分離部２０に移動させる。そして、分離部２０において遠心分離により、患者の末梢血からＴ細胞を分離する（ＳＴ２）。分離されたＴ細胞は第３流路４３を通じて第３バッグ４６に収容する。
次に、設置デバイス１０のポンピング機能により、第２バッグ４５に収容された非ウイルス性ベクターと遺伝子を含む核酸医薬品を第２流路４２及び第３流路４３を通じて、Ｔ細胞を収容した第３バッグ４６に導入する（ＳＴ３）。次に、ベクターを導入したＴ細胞を収容した第３バッグ４６にＰＢＳ等の洗浄液を導入し、洗浄を実施する（ＳＴ４）。
次に医師等は、遺伝子を導入し、洗浄が行われたＴ細胞を患者に投与する（ＳＴ５）。
以上、説明したように本実施形態に係る細胞製造システム１００は、分離部２０と、流路デバイス４０と、調整部３０と、を有する。分離部２０及び調整部３０を備えた設置デバイス１０は医療装置に相当する。第１流路４１、第２流路４２及び第３流路４３を備えた流路デバイス４０は医療デバイスに相当する。
本発明者は、患者の血液からＣＡＲ－Ｔ細胞を製造するＣＡＲ－Ｔ療法のコスト削減について鋭意検討したところ、従来のＣＡＲ－Ｔ製造工程の中でも細胞調整施設で行われる拡大培養工程に期間と工数がかかることを発見した。
細胞の生体外処理を行わないＣＡＲ－Ｔ治療は、２０１７年に報告されている。同報告では、マウスに対してＴ細胞を特異的に遺伝子導入できるリポソームベクターを静脈投与することにより、生体内で直接ＣＡＲ－Ｔ細胞を作製することに成功している。
作製されたＣＡＲ－Ｔ細胞は、生体内で増殖し（ｉｎ ｖｉｖｏ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）、従来の自家ＣＡＲ－Ｔ治療と同等の有効性を示している。また、従来の自家ＣＡＲ－Ｔ治療では事前の抗がん剤処理を行わずに治療が可能であることがわかっている。上記報告からすれば、自家ＣＡＲ－Ｔ細胞療法に必要であるものはＴ細胞への遺伝子の導入であって、拡大培養工程は不要と考えられる。
これにより、従来、細胞調整施設で行っていた拡大培養工程を不要にでき、拡大培養工程に伴う人件費や施設投資費用等を削減することができる。
また、分離部２０は、遠心分離によって患者の血液からＴ細胞等の白血球を分離することでＣＡＲ－Ｔ細胞を作製することができる。
また、本実施形態に係る細胞製造方法は、細胞製造システム１００における分離部２０を用いて患者の血液からＴ細胞を分離する。そして、流路デバイス４０を用いてＴ細胞に遺伝子を導入し、流路デバイス４０を用いて遺伝子を導入したＴ細胞を洗浄する。これにより、上記と同様に従来細胞調整施設で行っていた拡大培養工程を不要にでき、拡大培養工程に必要な人件費や施設投資費等を削減することができる。
なお、本発明は上述した実施形態にのみ限定されず、特許請求の範囲において種々の改変が可能である。
上記では患者の血液からＴ細胞等の白血球を分離・精製した後にＴ細胞に非ウイルス性ベクターを導入する実施形態について説明したが、これに限定されない。上記以外にもＴ細胞の分離・精製と、遺伝子導入の間に治療効果の高いＴ細胞の亜集団を富化してもよい。
Ｔ細胞の亜集団は分化段階が早い順にＮａｉｖｅ Ｔ細胞（ＴＮ）、Ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ ｍｅｍｏｒｙ Ｔ細胞（ＴＳＣＭ）、Ｃｅｎｔｒａｌ ｍｅｍｏｒｙ Ｔ細胞（ＴＣＭ）、Ｅｆｆｅｃｔｏｒ ｍｅｍｏｒｙ Ｔ細胞（ＴＥＭ）、Ｅｆｆｅｃｔｏｒ Ｔ細胞（ＴＥＦＦ）がある。
一般にＴＥＭやＴＥＦＦは、細胞傷害物質の産生は多いが増殖能力が低く、ｉｎ ｖｉｖｏでの総合的なＴＳＣＭが最も優れ、続いてＴＣＭが優れる。ＴＮ自体は細胞傷害活性を持たないが、分化段階の進んだＴＳＣＭやＴＣＭに増殖・分化する能力を有する。
ＣＡＲ－Ｔ開発企業やアカデミアでは、より分化段階の早いＴ細胞を増殖・濃縮する技術の研究が多くなされているが、そのほとんどはＴＣＭ細胞の富化に限定されている。製造におけるＴＮやＴＳＣＭの富化が困難な原因は、そのｉｎ ｖｉｔｒｏでの増殖性が良好でないためと考えられる。
ＴＮ／ＴＳＣＭ分画を富化培養する手法として、ＩＬ７及びＩＬ１５の存在下で培養する報告がなされているが、健常人由来の末梢血単核球での富化であり、がん患者由来の末梢血単核球はあまりできていない。一方で、がん患者であっても分離直後の末梢血単核球にはＴＮ／ＴＳＣＭ分画が２５～３０％存在し、自家治療を想定する場合はより分化段階の早い細胞を回収するために拡大培養を行わない方がよいと考えられる。
ＴＮ／ＴＳＣＭ分画はＣＤ４５ＲＡ抗原を特徴的に発現していることが知られており、抗体カラム等の技術を用いてこれらを濃縮すれば、Ｂｅｄ－Ｓｉｄｅ療法においてより治療効果の高いＣＡＲ－Ｔの作製が期待できる。
また、細胞製造方法における遺伝子導入（ＳＴ３）と洗浄（ＳＴ４）との間には生理活性物質をＴ細胞に付与するようにしてもよい。生理活性物質について例示すれば、細胞増殖を活性化するサイトカイン類（ＩＬ２、ＩＬ７、ＩＬ１５等）や免疫チェックポイント阻害剤（抗ＰＤ－１抗体、抗ＣＴＬＡ－４抗体）が挙げられる。
特に、がん患者由来のＴ細胞ではＰＤ－１分子やＣＴＬＡ－４分子が高発現していることが知られており、自家ＣＡＲ－Ｔ療法における免疫チェックポイント阻害剤の利用は次世代の併用療法として期待できる。
通常、ＣＡＲ－Ｔ療法と免疫チェックポイント阻害剤の併用は、それぞれを独立して投与するが、投与された免疫チェックポイント阻害剤がＣＡＲ－Ｔ細胞の抗原を効率的にマスクさせるようにするために免疫チェックポイント阻害剤の投与を増やす必要がある。
サイトカインについては、血中での半減期が短く、単純な同時投与での効果は期待しにくい。これに対して、Ｂｅｄ－ｓｉｄｅにおいて細胞製造システムを用いることによって、投与直前のＴ細胞を効率よく活性化できることが期待できる。
また、上記では細胞製造方法の説明において患者の末梢血からのＴ細胞の分離（ＳＴ２）を行った後に遺伝子を含む核酸医薬品等をＴ細胞に導入する（ＳＴ３）と説明した。しかし、これに限定されず、上記ＳＴ２とＳＴ３を逆転させて、Ｔ細胞を含む末梢血に遺伝子を含む核酸医薬品等を導入した後に抹消血からＴ細胞を分離してもよい。また、細胞製造方法において説明した患者の末梢血の採取（ＳＴ１）と末梢血からのＴ細胞の分離（ＳＴ２）の代わりに、調整済みの末梢血単核球を出発材料としてもよい。
１０ 分離部、
２０ 調整部、
３０ 流路デバイス（医療デバイス）、
４０ 設置デバイス（医療装置）、
１００ 細胞製造システム。
２０ 調整部、
３０ 流路デバイス（医療デバイス）、
４０ 設置デバイス（医療装置）、
１００ 細胞製造システム。
Claims (7)
- 患者の血液からＴ細胞を分離する分離部と、
気密に構成され、前記Ｔ細胞に遺伝子を導入する医薬品と、遺伝子を導入した前記Ｔ細胞を洗浄する試薬と、を導入可能な流路と、
前記流路を導入する導入空間を備え、前記導入空間の温度及び前記導入空間に供給される流体の調整が可能な調整部と、を有する細胞製造システム。 - 前記分離部は、遠心分離によって前記血液より白血球を分離する請求項１に記載の細胞製造システム。
- 請求項１に記載の細胞製造システムにおける前記分離部を用いて前記血液から前記Ｔ細胞を分離し、
前記流路を用いて前記Ｔ細胞に前記遺伝子を導入し、
前記流路を用いて前記遺伝子を導入した前記Ｔ細胞を洗浄する細胞製造方法。 - 前記Ｔ細胞に前記遺伝子を導入する前に前記Ｔ細胞の亜集団を前記Ｔ細胞に富化する請求項３に記載の細胞製造方法。
- 前記遺伝子を導入した前記Ｔ細胞を洗浄する前に前記Ｔ細胞に生理活性物質を付与する請求項３又は４に記載の細胞製造方法。
- 請求項１又は２に記載の前記分離部及び前記調整部を備える医療装置。
- 請求項１又は２に記載の前記流路を備える医療デバイス。
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