JP6320756B2 - 癌を治療するための化学および免疫療法を用いた癌細胞の代謝標的法 - Google Patents

Description

優先権の主張
本出願は、２０１０年１２月６日に出願された米国特許仮出願第６１／４２０，２０８号（その内容は、本明細書で完全に説明されるかのように、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）の恩典を主張する。

癌は世界中で死亡の主因となっている。米国だけで、１３０万人の人々が毎年癌と診断され、５００，０００を超える人々が死亡している。発症および死亡率が高いため、研究努力は癌と診断されたもののための治療選択の改善に焦点が当てられてきたが、とりわけ疾患のより後期にある場合、治癒はわかりにくかった。

治療選択は癌の型および期ならびに患者の健康全般により決定される。治療のいくつかの様式が有効であり、手術、化学療法、放射線療法、標的療法および免疫療法が挙げられる。早期の原発腫瘍は時として、手術、続いて放射線療法により治療されるが、一般に、ほとんどの癌は化学療法による治療を必要とする。

化学療法薬は全身投与され、癌細胞だけでなく、身体の全ての細胞を攻撃する。いくつかの化学療法薬が、癌を治療するために単独で使用されるが、しばしば、いくつかの薬物を組み合わせることができ、併用化学療法として知られている。さらに、化学療法はしばしば、他の治療様式、例えば手術、放射線療法、標的療法および免疫療法と共に使用される。

化学療法薬は通常、最大耐量で投与されるので、高頻度の劇的な毒性結果となり、生活の質ならびに日和見感染および癌自体への免疫応答を危険にさらす。これらの毒性は、副作用、例えば悪心、脱毛（脱毛症）、造血毒性、骨髄から末梢血への造血前駆細胞の動員の減少、貧血、骨髄抑制、汎血球減少症、血小板減少症、好中球減少症、リンパ球減少症、白血球減少症、口内炎、食道炎、心臓障害、神経系損傷、肺損傷、生殖器系損傷、肝損傷、腎臓および泌尿器系損傷、疲労、便秘、下痢、食欲喪失、頭痛および筋肉痛として現れる。これらの副作用はしばしば、投与することができる化学療法薬の用量および投与することができる頻度を制限する。

化学療法の結果としての急性骨髄抑制は、癌治療における用量規制因子としてよく認識されている。他の正常組織もまた、悪影響を受ける可能性があるが、骨髄は特に増殖特異的治療、例えば化学療法または放射線療法に感受性が高い。反復または高用量サイクルの化学療法は、長期免疫抑制または疲弊に至らしめる重度の幹細胞欠乏を引き起こす可能性がある。免疫抑制および他の副作用はしばしば、治療を与えることができる用量または頻度を制限し、化学療法と組み合わせて使用される他の治療を妨害し、そうでなければ癌治療の中断を引き起こし、疾患を進行させてしまう。

よって、それ自体で、および他の癌治療様式と組み合わせて化学療法の副作用を減少させ化学療法の効力を増加させる、癌を治療するための改善された治療方法が必要である。

代謝標的化学免疫療法レジメンを投与することを含む癌を治療するための方法が本明細書で提供される。１つの実施形態では、代謝標的化学免疫療法レジメンは、治療的有効用量の１つ以上の免疫作用物質を投与し、癌を有する被験体において免疫応答を刺激すること；患者の血糖値を低減させること；ならびに治療的有効用量の１つ以上の化学療法薬を投与することを含む。血糖値は、絶食、ある用量のインスリンの投与、またはその組み合わせにより低減させることができる。

１つ以上の免疫作用物質は、ビタミン、ミネラル、栄養分、ハーブ、植物由来物質、真菌、動物または昆虫由来物質、アジュバント、抗酸化剤、アミノ酸、サイトカイン、ケモカイン、ホルモン、Ｔ細胞共刺激分子、全身的免疫刺激ペプチド、遺伝子治療、免疫細胞由来療法、および治療抗体からなる群より選択される。そのような作用物質の例は、下記で詳細に記載される。

別の実施形態では、代謝標的化学免疫療法レジメンは、初期治療的有効用量の治療抗体またはその機能的断片を投与し、癌細胞の集団を標的にし、癌を有する被験体において免疫応答を刺激すること；患者の血糖値を絶食および／またはある用量のインスリンの投与により低減させること；ならびに、治療的有効用量の１つ以上の化学療法薬を投与することを含む。血糖値は、絶食、ある用量のインスリンの投与、またはその組み合わせにより低減させてもよい。

別の実施形態では、代謝標的化学免疫療法レジメンは、下記工程を含む：ａ）初期治療的有効用量の１つ以上の治療抗体を、癌を有する被験体に投与し、免疫応答を刺激する工程；ｂ）被験体を一晩中絶食させる工程；ｃ）有効用量のインスリンを被験体に投与し、被験体の血糖値を低減させる工程；ならびに、ｄ）治療的有効用量の１つ以上の化学療法薬を投与する工程。

本明細書で記載される方法が治療抗体またはその機能的断片を投与することを含む場合、前記は、アレムツズマブ、ベバシズマブ、セツキシマブ、エドレコロマブ、ゲムツズマブ、イブリツモマブチウキセタン、パニツムマブ、リツキシマブ、トシツモマブ、およびトラスツズマブからなる群より選択される。１つの実施形態では、方法は、１つ以上のブースター量の１つ以上の治療抗体を投与することをさらに含み得る。１つ以上のブースター量は、任意の間隔、例えば限定はされないが、２週間の間隔で投与され得る。

１つ以上の化学療法薬は、アルキル化剤、代謝拮抗薬、抗腫瘍抗生剤、トポイソメラーゼ阻害薬、有糸分裂阻害剤ホルモン療法、解糖阻害薬、標的治療薬および免疫治療薬からなる群より選択される。

本明細書で記載される代謝標的化学免疫療法のための方法は、骨癌、膀胱癌、脳癌、乳癌、尿路癌、細胞腫、子宮頸癌、結腸癌、食道癌、胃癌、頭頸部癌、肝細胞癌、肝癌、肺癌、リンパ腫および白血病、メラノーマ、卵巣癌、膵癌、下垂体癌、前立腺癌、直腸癌、腎臓癌、肉腫、精巣癌、甲状腺癌、および子宮癌からなる群より選択される癌を治療するために使用される。

図１は、細胞融合による癌幹細胞（ＣＳＣ）の多段階発癌を示す概略図である。遺伝子改変細胞と骨髄由来幹細胞の間の融合により誘導された癌幹細胞のためのモデルは、いくつかの工程により示される。第１に、（Ａ）工程では、遺伝子変異は改変された過形成細胞表現型に至らしめ、これは良性新生物および局所組織損傷に至る。（Ｂ）工程では、その代謝エネルギー源として解糖を使用する骨髄由来幹細胞は、損傷組織に補充され、改変細胞と融合する。融合の子孫は、異数性の顕著な特徴を示す。（Ｃ）工程では、改変細胞由来の遺伝子変異および骨髄由来幹細胞に由来するエピジェネティック形質が組み合わされ、癌幹細胞が形成される。幹細胞形質は下記を含む：自己再生、薬剤耐性、可塑性、解糖に基づく代謝（すなわち、Ｗａｒｂｕｒｇ効果）、および体内を動き回るおよび転移を形成する能力。（Ｄ）工程では、幹細胞様可塑性は、癌幹細胞が異なる代謝表現型を有する不均一な癌細胞集団に分裂する、分化することを可能にする。Ｅ工程では、癌幹細胞は、原発性および／または転移性腫瘍内に埋め込まれている。それらは、自己再生能力を有する。治療から生き残った癌幹細胞は、癌の再増殖および再発を可能にする。 図２は、本明細書で記載される実施形態による、癌幹細胞に対する典型的な化学療法治療対代謝標的化学免疫療法の比較を示す概略図である。癌幹細胞は、解糖に基づく代謝（すなわち、Ｗａｒｂｕｒｇ効果）を有する。パネルＡは、現在の化学療法プロトコルは、癌幹細胞の代謝を変更せずに投与されることを示す。典型的な条件下で与えられる化学療法は、解糖によるＡＴＰ産生のために存在するグルコースを有する。ＡＴＰは薬物を輸送することにより癌幹細胞を保護するＡＢＣトランスポーターにより消費される。同時に、標準の高用量化学療法は、免疫系を損傷し、抗体依存性細胞毒性および他の免疫療法の有効性を減少させ、それらのいくつかは腫瘍細胞の認識のために主要組織適合複合体Ｉ（ＭＨＣＩ）を使用する。パネルＢは、代謝標的、免疫療法と化学療法の併用療法は、癌幹細胞を死滅させることを示す。インスリンは、血糖値を低下させ、癌幹細胞から解糖によるＡＴＰ産生に必要なグルコースを欠乏させる。さらに、メトホルミンはＡＫＴ経路を介するシグナル伝達を妨害し、解糖によるＡＴＰ産生をさらに制限する。ＡＴＰ不足のＡＢＣトランスポーターは、細胞から薬物をポンピングすることができず、ＤＮＡ損傷に至る。より低い、さらに多くの頻度の用量の化学療法は、抗体およびサイトカインにより癌細胞の免疫死滅を増強させる免疫系を許容する。癌幹細胞のサイトカイン治療はＭＨＣＩＩの発現を活性化し、これは次に、腫瘍抗原を免疫細胞に提示し、癌細胞に対する追加の免疫応答が促進される。 図３は本明細書における実施形態で記載される代謝標的化学免疫療法を受けた例示的な患者（患者４）の代表的なＰＥＴ／ＣＴスキャンを示す。前記患者は、Ｌ２椎骨において広範な疾患経験があり、治療前ＰＥＴ／ＣＴスキャンにおいて高いＰＥＴ ＳＵＶを有した（下パネル）。治療後の追跡ＰＥＴ／ＣＴスキャンは、Ｌ２椎骨のほとんど完全な退行および骨再生を示した（上パネル）。 図４は、患者４由来の肺病変を示す。腫瘤は治療前ＰＥＴ／ＣＴスキャンでは、１．３Ｘ１．５Ｘ０．８ｃｍであった（図４、下パネル）。ＳＵＶ値は低く、１．５であり、病変での低いグルコース取込みが示される。追跡ＰＥＴ／ＣＴスキャンは、残った肺腫瘤サイズ、１．３Ｘ１．５Ｘ１．８ｃｍの増加を示したが、ＳＵＶのわずかな減少、１．３もまた観察された（図４、上パネル）。

本発明のある実施形態が、具体例、順序、および図面を用いて詳細に記載される。列挙された実施形態は、発明をそれらの実施形態に限定することを意図せず、発明は全ての代替案、変更、および等価物を含むことを意図し、これらは、特許請求の範囲により規定される本発明の範囲内に含まれ得る。当業者であれば、本発明の実施において使用することができる、本明細書で記載されるものに類似するまたは等価である多くの方法および材料を認識するであろう。

「作用物質」、「薬物」または「治療薬」は、治療的特性を有する疑いがある、１つの化合物、化合物の混合物、生体高分子、または生物材料、例えば細菌、植物、真菌、または６０動物（特に哺乳類）細胞または組織由来の抽出物を示す。作用物質または薬物は、精製され、実質的に精製されまたは部分的に精製され得る。作用物質の例としては、化学療法薬、標的癌治療（例えば、治療抗体またはその機能的断片、および免疫作用物質、治療抗体が挙げられるが、それらに限定されない。本発明による「作用物質」はまた、放射線療法薬を含む。

「抗体またはその機能的断片」は、特定の抗原もしくはエピトープに特異的に結合する、またはそれと免疫学的に反応する免疫グロブリン分子を意味し、ポリクローナルおよびモノクローナル抗体の両方を含む。抗体という用語は、遺伝子操作されたまたは別の方法で修飾された形態の免疫グロブリン、例えば細胞内抗体、ペプチボディ、キメラ抗体、完全ヒト抗体、ヒト化抗体、およびヘテロコンジュゲート抗体（例えば、二重特異性抗体、二特異性抗体、三特異性抗体、および四特異性抗体）を含む。機能的抗体断片という用語は、抗体の抗原結合断片、例えば、例として、Ｆａｂ’、Ｆ（ａｂ’）_２、Ｆａｂ、Ｆｖ、ｒＩｇＧ、およびｓｃＦｖ断片を含む。ｓｃＦｖという用語は、従来の二本鎖抗体の重鎖および軽鎖の可変ドメインが結合され、１つの鎖を形成する単鎖Ｆｖ抗体を示す。

「化学療法薬」は、癌を治療するために使用される任意の作用物質である。化学療法薬は、多くの作用機序を有し、そのいくつかは非特異的であり、体内の全ての細胞に影響し、一方、他のものは、癌細胞に特異的であり、またはこれを標的とする。化学療法薬という用語は、全ての抗新生物薬を含み、小分子、生物製剤、免疫作用物質、標的療法、細胞毒性または細胞溶解剤、アルキル化剤、代謝拮抗薬、抗腫瘍抗生剤、トポイソメラーゼ阻害薬、あるいは癌細胞を死滅させ、癌細胞分裂を遅延または停止させ、癌細胞転移を遅延または停止させ、またはその他の方法で癌を治療するために使用される任意の他の作用物質が挙げられる。

「免疫作用物質」、「免疫治療薬」または「免疫治療剤」は、能動または受動免疫賦活薬活性を有する物質または治療である。そのような活性は特異的免疫賦活薬または非特異的免疫賦活薬の結果とすることができる。上記定義に加えて、「免疫療法」という用語は、直接的にまたは間接的に免疫応答の増加を引き起こし得る、または他の療法に対して、もしくは比較して免疫応答の増加を引き起こす行動または治療を含む。

「免疫賦活薬」という用語は、免疫応答の媒介に直接的にまたは間接的に関与する細胞の機能に影響する全ての物質、治療または作用を含み、ここで、影響は免疫応答に至らしめる。これらの細胞としては、例えば、マクロファージ、ナチュラルキラー細胞ｓ、Ｌａｎｇｅｒｈａｎｓ細胞および他の樹状細胞、リンパ球、未定の細胞、線維芽細胞、ケラチノサイトおよびメラノサイトが挙げられる。

「組み合わせて」または「と組み合わせて」は、本明細書では、同じ患者において同じ疾患を２つ以上の作用物質、薬物、治療レジメン、治療様式またはその組み合わせを、任意の順序で使用して治療する過程を意味する。これは、同時投与、ならびに数日間まで離した時間的に分離した順序におけるものを含む。そのような併用治療はまた、任意の１つ以上の作用物質、薬物、治療レジメンまたは治療様式の１回を超える投与を含み得る。さらに、２つ以上の作用物質、薬物、治療レジメン、治療様式またはその組み合わせの投与は、同じか、または異なる投与経路とすることができる。本明細書で記載される実施形態では、１つ以上の化学療法薬は、単独で、または組み合わせて、被験体に癌の根治的または対症療法のために投与することができる。

「薬学的に許容される担体」は、対象の化合物を組織、器官、または身体の一部分から別の組織、器官、または身体の一部分へ運搬または輸送するのに関与する薬学的に許容される材料、組成物、またはビヒクルを示す。例えば、担体は液体または固体フィラー、希釈剤、賦形剤、溶媒、または封入材料、またはいくつかのそれらの組み合わせとしてもよい。担体の各構成成分は、製剤の他の成分と適合しなければならないという点で、「薬学的に許容され」なければならない。それが遭遇し得る任意の組織、器官、または身体の一部分との接触に対しても、好適でなければならず、毒性、刺激作用、アレルギー応答、免疫原性、またはその治療効果を過剰に上回る任意の他の合併症のリスクを伴ってはならないことを意味する。

「投与経路」は、当技術分野で知られている任意の投与経路を示すことができ、エアロゾル、腸内、経鼻、眼、経口、非経口、直腸、経皮（例えば、局所クリームまたは軟膏、パッチ）、または膣内が挙げられるがそれらに限定されない。「非経口」は、一般に注射と関連する投与経路を示し、眼窩下、注入、動脈内、関節内、心臓内、皮内、筋肉内、腹腔内、肺内、脊髄内、胸骨内、くも膜下腔内、子宮内、静脈内、くも膜下、嚢下、皮下、経粘膜的、または経気管が挙げられる。

「標的癌治療」、「分子標的薬」または「分子標的療法」は、腫瘍増殖および進行に関与する特異的分子標的を妨害することにより癌の増殖および伝播をブロックする薬物または他の物質である。標的癌治療は、化学療法の１つの型として考えられ得るが、しばしば、別々の群として考えられる。標的癌治療は、典型的には小分子薬物または治療抗体もしくはその機能的断片である。

病状、例えば癌を「治療すること」または「治療」は、病状を防止すること、病状の発症または発達速度を遅延させること、病状を発達させるリスクを低減させること、病状と関連する症状の発達を防止または遅延させること、病状と関連する症状を低減または終了させること、病状の完全または部分的な退行を生成させること、または任意のその組み合わせを示し得る。

「標準用量」の特定の癌治療、例えば化学療法薬および標的癌治療は、典型的には最大安全用量である。「最大安全用量」または「最大推奨治療用量」は、患者に投与することができる、合併症または副作用を最小に抑えながら、治療としてのその効力を維持する治療薬の最高量である。そのような用量は、患者の健康全般および患者の回復を妨害する可能性のある任意の酌量すべき因子を考慮するように調整することができる。疾患の重症度および可能性のある致死的な転帰のために、癌治療において許容される最大安全用量は、かなりのおよび重度の副作用を引き起こす量となり得る。

「治療的有効量」、「有効量」または「有効用量」は、被験体において所望の治療効果を生成させる、例えば標的病状を防止または治療するまたは病状と関連する症状を軽減する治療薬の量である。正確な治療的有効量は、ある被験体における治療の効力の観点から、最も有効な結果を生成させる組成物の量である。この量は、様々な因子、例えば限定はされないが治療化合物の特性（活性、薬物動態、薬力学、およびバイオアベイラビリティを含む）、被験体の生理的状態（年齢、生物、疾患の型および期、全身的な身体状態、ある用量に対する応答性、および薬物療法の型を含む）、製剤中の薬学的に許容される１つまたは複数の担体の性質、および投与経路によって変動する。臨床および薬理学分野における当業者は日常実験により、すなわち、被験体の化合物の投与に対する応答をモニタし、それに従い、用量を調整することにより、治療的有効量を決定することができるであろう。追加のガイダンスのために、Remington: The Science and Practice of Pharmacy 21^st Edition, Univ. of Sciences in Philadelphia (USIP), Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, PA, 2005を参照されたい。

いくつかの実施形態では、特定の作用物質の治療的有効用量は、標準用量と同じか、またはそれより低くすることができる。好ましい実施形態では、治療的有効用量は、標準用量より低い。本明細書で記載される実施形態により使用される特定の作用物質のための治療的有効用量は、その特定の作用物質に対する標準用量のある割合またはパーセンテージである用量とすることができる。いくつかの態様では、治療的有効用量は、特定の作用物質に対し、標準用量の約１％〜９９％の間、標準用量の約１％〜９０％の間、標準用量の約１％〜８０％の間、標準用量の約１％〜７０％の間、標準用量の約１％〜６０％の間、標準用量の約１％〜５０％の間、標準用量の約１％〜４０％の間、標準用量の約１％〜３０％の間、標準用量の約１％〜２０％の間、標準用量の約５％〜２０％の間、標準用量の約１％〜１０％の間またはまたは標準用量の約１０％未満とすることができる。１つの態様では、特定の作用物質の治療的有効用量は、特定の作用物質に対し、標準用量の約１０％、標準用量の約１％、または標準用量の１％未満とすることができる。さらに別の態様では、治療的有効用量は、特定の作用物質に対して、標準用量の約０．１％〜１％の間、標準用量の約０．０１％〜１％の間、または標準用量の約０．００１％〜１％の間とすることができる。

免疫作用物質、１つ以上の追加の化学療法薬、血糖低下またはその組み合わせによる癌を治療する方法が提供される。いくつかの実施形態では、癌を治療するための方法は、免疫作用物質を血糖低下および１つ以上の化学療法薬の投与と組み合わせて含む。そのような実施形態は、標的化学療法レジメンまたは標的化学免疫療法レジメンとして知られている癌治療レジメンの一部であってもよい。

代謝標的化学免疫療法の方法は、免疫標的治療レジメンと組み合わせて使用される代謝標的化学療法治療レジメンを含むことができ、どちらも下記でさらに記載される。１つの実施形態では、方法は、治療抗体またはその機能的断片を、１つ以上の化学療法薬の投与と組み合わせて低血糖条件下で投与することを含む。

本明細書で記載される方法は、任意の癌または腫瘍型を治療するために使用され得る。本明細書で記載される方法を用いて治療することができる癌および腫瘍型としては、骨癌、膀胱癌、脳癌、乳癌、尿路癌、細胞腫、子宮頸癌、結腸癌、食道癌、胃癌、頭頸部癌、肝細胞癌、肝癌、肺癌、リンパ腫および白血病、メラノーマ、卵巣癌、膵癌、下垂体癌、前立腺癌、直腸癌、腎臓癌、肉腫、精巣癌、甲状腺癌、および子宮癌が挙げられるが、それらに限定されない。さらに、方法は、悪性（例えば、癌）または良性（例えば、過形成、嚢胞、仮性嚢胞、過誤腫、および良性新生物）である腫瘍を治療するために使用され得る。

化学療法及び他の抗癌剤
癌治療はしばしば、化学療法を単独でまたは他の治療様式、例えば手術、放射線療法、標的療法および免疫療法と組み合わせて含む。化学療法は、任意の疾患を治療するための任意の薬物の使用を意味するために使用され得るが、しばしば、癌治療と関連する。癌の治療では、化学療法剤または化学療法薬はしばしば、抗新生物または抗癌剤と呼ばれる。多くの化学療法薬は、本質的には、細胞毒性または細胞増殖抑制性である。抗新生物化学療法薬は、因子、例えば、どのように働くか、それらの化学構造または起源、およびそれらの別の薬物との関係に基づき、複数の群に分割することができる。そのような群としては、アルキル化剤、代謝拮抗薬、抗腫瘍抗生剤、トポイソメラーゼ阻害薬、有糸分裂阻害剤ホルモン療法、標的治療薬および免疫治療薬が挙げられるが、それらに限定されない。いくつかの化学療法剤は、いずれのカテゴリにもうまく適合しない。いくつかの薬物は、１を超える様式で作用するので、１を超える群に属し得る。薬物がどのように働くかを知ることは、副作用を予測する際に重要である。

アルキル化剤は直接ＤＮＡを損傷し、癌細胞が再生するのを防止する。これらの薬剤は相特異的ではないが、代わりに、細胞周期のすべての相で働く。アルキル化剤は、多くの異なる癌、例えば急性および慢性白血病、リンパ腫、Ｈｏｄｇｋｉｎ病、多発性骨髄腫、肉腫、ならびに肺、乳房、および卵巣の癌を治療するために使用される。これらの薬物はＤＮＡを損傷するので、それらは骨髄に対し長期損傷を引き起こし得る。本開示の実施形態により使用され得るアルキル化剤としては、ナイトロジェンマスタード（例えば、メクロレタミン（ナイトロジェンマスタード）、クロラムブシル、シクロホスファミド、イホスファミドおよびメルファラン）、ニトロソウレア（例えば、ストレプトゾシン、カルムスチン（ＢＣＮＵ）およびロムスチン）、スルホン酸アルキル（例えば、ブスルファン）、トリアジン（例えば、ダカルバジン（ＤＴＩＣ）およびテモゾロミド）およびエチレンイミン（例えば、チオテパおよびアルトレタミン（ヘキサメチルメラミン））が挙げられるが、それらに限定されない。さらに、プラチナ剤（シスプラチン、カルボプラチン、およびオキサリプラチン）は、本開示の実施形態により使用することができ、時としてアルキル化剤と同じ群となる。というのは、それらは同様に細胞を死滅させるからである。

代謝拮抗薬は、ＲＮＡおよびＤＮＡの正常な構成要素と置き換わることにより、ＤＮＡおよびＲＮＡの増殖を妨害する。これらの薬剤は、胞周期のＳ相中の細胞を損傷する。それらは一般に、白血病、乳房、卵巣、および腸管の腫瘍、ならびに他の癌を治療するために使用される。本開示の実施形態により使用され得る代謝拮抗薬としては、５−フルオロウラシル（５−ＦＵ）、カペシタビン、６−メルカプトプリン（６−ＭＰ）、メトトレキサート、ゲムシタビン、シタラビン、フルダラビンおよびペメトレキセドが挙げられるが、それらに限定されない

アントラサイクリンはＤＮＡ複製に関与する酵素を妨害する抗腫瘍抗生剤である。これらの薬剤は相特異的ではない。よって、それらは、様々な癌のために広く使用される。これらの薬物を投与する場合の主な留意事項は、それらが高用量で投与された場合心臓を永久に損傷する可能性があることである。こういう理由から、生涯用量制限がしばしばこれらの薬物に設定される。本開示の実施形態により使用され得るアントラサイクリンとしては、ダウノルビシン、ドキソルビシン、エピルビシン、およびイダルビシンが挙げられるが、それらに限定されない。他の抗腫瘍抗生剤としては、薬物アクチノマイシン−Ｄ、ブレオマイシン、およびマイトマイシン−Ｃが挙げられる。さらに、ミトキサントロンは、心臓を損傷する可能性を含む、多くの点でドキソルビシンに類似する別の抗腫瘍抗生剤である。この薬物はまたトポイソメラーゼＩＩ阻害薬（下記を参照のこと）として作用する。ミトキサントロンは、前立腺癌、乳癌、リンパ腫、および白血病を治療するために使用される。

トポイソメラーゼ阻害薬は、トポイソメラーゼと呼ばれる酵素を妨害するが、この酵素はＤＮＡの鎖を分離するのを助け、よって、それらがコピーされ得る。それらは、ある白血病、ならびに肺、卵巣、胃腸、および他の癌を治療するのに使用される。本開示の実施形態により使用され得るトポイソメラーゼ阻害薬としては、トポイソメラーゼＩ阻害薬（例えば、トポテカンおよびイリノテカン（ＣＰＴ−１１）ならびにトポイソメラーゼＩＩ阻害薬（例えば、エトポシド（ＶＰ−１６）、ミトキサントロンおよびテニポシド）が挙げられるが、それらに限定されない。

有糸分裂阻害剤はしばしば、植物アルカロイドおよび天然物由来の他の化合物である。それらは有糸分裂を中止させ、または酵素が細胞複製に必要とされるタンパク質を製造しないように阻害することができる。これらの薬物は一般に細胞周期のＭ相中に働くが、全ての相の細胞を損傷することができる。それらは、多くの異なる型の癌、例えば乳房、肺、骨髄腫、リンパ腫、および白血病を治療するために使用される。本開示の実施形態により使用され得る有糸分裂阻害剤としては、タキサン（例えば、パクリタキセルおよびドセタキセル）、エポチロン（例えば、イクサベピロン）、ビンカアルカロイド（例えば、ビンブラスチン、ビンクリスチン、およびビノレルビン）、およびエストラムスチンが挙げられるが、それらに限定されない。

いくつかの化学療法薬は、上記で記載されるカテゴリのいずれにもうまく適合しない。というのも、それらはわずかに異なる様式で作用するからである。例としては、酵素であるＬ−アスパラギナーゼ、およびプロテアソーム阻害剤ボルテゾミブが挙げられるが、それらに限定されない。

追加の化学療法薬としては、解糖阻害薬が挙げられる。下記でより詳細に説明されるように、癌細胞は主に解糖系であり、ＡＴＰを産生させるのに解糖経路に大きく依存している。解糖阻害薬の使用は、ＡＴＰ産生を著しく低減させ、よって選択的に癌細胞を死滅させると考えられる(Pelicano et al. 2006)。しかしながら、解糖阻害薬は、健康な組織、例えば脳（これらもまた、エネルギーのために解糖に頼っている）に毒性効果を有する可能性がある。よって、他の型の化学療法薬のように、血糖値低下は、癌細胞を感作させる、およびより有効にこれを標的にするために、使用される解糖阻害薬の用量を低くすることができる。解糖阻害薬は、解糖経路の構成成分、例えばヘキソキナーゼ（ＨＫ）、グルコース６リン酸デヒドロゲナーゼ（Ｇ６ＰＧ）、トランスケトラーゼ様酵素１（ＴＫＴＬ１）、グリセルアルデヒド３リン酸デヒドロゲナーゼ（ＧＡＰＤＨ）およびピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼ（ＰＤＫ）を標的にする。さらに、解糖阻害薬は、非代謝型グルコース類似体であってもよい。本明細書で記載される実施形態により使用され得る解糖阻害薬の例としては、α−クロロヒドリン、６−アミノニコチンアミド（６−ＡＮ）、ヒ素化合物、３−ＢｒＯＰ、３−ブロモピルビン酸（３−ＰｒＰＡ）、ブロモピルビン酸、２−デオキシ−Ｄ−グルコース（２−ＤＧ）、ジクロロ酢酸、ジクロロアセテートおよび関連する塩、ゲニステイン、グルフォスファミド、イマチニブ、ロニダミン、マンノヘプツロース、オルニダゾール、オキサレート、オキシチアミン、ＳＢ−２０４９９０、および５−チオグルコースが挙げられるが、それらに限定されない。

標的癌治療は、腫瘍増殖および進行に関与する特異的分子を妨害することにより癌の増殖および伝播をブロックする。標的療法は、１を超えるカテゴリの化学療法薬、例えば細胞毒性薬、ホルモン療法、生物療法および免疫療法の特性または特徴を有し得る。例えば、治療抗体は、下記でさらに記載されるように、化学療法および免疫療法特徴を有する生物剤である。さらに、標的療法はしばしば、癌の型、および／または患者の腫瘍により生成される分子標的の特有の組に基づき癌治療を合わせるための効率的な方法を提供するが、それらは副作用（例えば、アレルギー反応、悪寒、疲労、発熱、筋痛および疼痛、悪心、下痢、皮疹、心不全、皮膚感染症および出血）を含むいくつかの制限およびこれらの療法に対する耐性を発症する可能性を有する。多くの場合、いったん耐性が起きると、別の標的療法は存在しない。

本明細書で記載される治療レジメンのいずれかにより使用され得る標的療法の例としては、下記が挙げられるが、それらに限定されない：選択的エストロゲン受容体調節薬（ＳＥＲＭ）（例えば、タモキシフェン、トレミフェンおよびフルベストラント）、アロマターゼ阻害薬（アナストロゾール、エキセメスタンおよびレトロゾール、キナーゼ阻害薬（メシル酸イマチニブ、ダサチニブ、ニロチニブ、ラパチニブ、ゲフィチニブ、エルロチニブ、テムシロリムスおよびエベロリムス、増殖因子受容体阻害薬（例えば、トラスツズマブ、セツキシマブおよびパニツムマブ）、遺伝子発現レギュレーター（ボリノスタット、ロミデプシン、ベキサロテン、アリトレチノインおよびトレチノイン）、アポトーシス誘導物質（ボルテゾミブおよびプララトレゼート）、血管新生抑制剤（ベバシズマブ、ソラフェニブ、スニチニブおよびパゾパニブ）、リンパ球上の細胞表面タンパク質に結合することにより特異的免疫応答を誘発する抗体（リツキシマブ、アレムツズマブおよびオファツムマブ）、癌細胞に特異的に毒性分子を送達させる抗体または他の分子（トシツモマブ、イブリツモマブチウキセタン、デニロイキンジフチトクス）、癌ワクチおよび遺伝子治療。

いくつかの実施形態では、本明細書で記載される実施形態により癌を治療するために使用され得る、単独で、または組み合わせて使用される化学療法薬としては、下記が挙げられるが、それらに限定されない：１３−ｃｉｓ−レチノイン酸、２−クロロデオキシアデノシン、５−アザシチジン、５−フルオロウラシル、６−メルカプトプリン、６−チオグアニン、アクチノマイシン−Ｄ、アドリアマイシン、アルデスロイキン、アレムツズマブ、アリトレチノイン、ａｌｌ−ｔｒａｎｓレチノイン酸、αインターフェロン、アルトレタミン、アメトプテリン、アミホスチン、アナグレリド、アナストロゾール、アラビノシルシトシン、三酸化ヒ素、アムサクリン、アミノカンプトテシン、アミノグルテチミド、アスパラギナーゼ、アザシチジン、カルメット・グラン桿菌（ＢＣＧ）、ベンダムスチン、ベバシズマブ、ベキサロテン、ビカルタミド、ボルテゾミブ、ブレオマイシン、ブスルファン、カルシウムロイコボリン、シトロボラム因子、カペシタビン、カネルチニブ、カルボプラチン、カルムスチン、セツキシマブ、クロラムブシル、シスプラチン、クラドリビン、コルチゾン、シクロホスファミド、シタラビン、ダルベポエチンアルファ、ダサチニブ、ダウノマイシン、デシタビン、デニロイキンジフチトクス、デキサメタゾン、デキサゾン、デクスラゾキサン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、ダカルバジン、ドセタキセル、ドキソルビシン、ドキシフルリジン、エニルウラシル、エピルビシン、エポエチンアルファ、エルロチニブ、エベロリムス、エキセメスタン、エストラムスチン、エトポシド、フィルグラスチム、フルオキシメステロン、フルベストラント、フラボピリドール、フロクスウリジン、フルダラビン、フルオロウラシル、フルタミド、ゲフィチニブ、ゲムシタビン、ゲムツズマブオゾガマイシン、ゴセレリン、顆粒球コロニー刺激因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、ヘキサメチルメラミン、ヒドロコルチゾンヒドロキシ尿素、イブリツモマブ、インターフェロンα、インターロイキン−２、インターロイキン−４、インターロイキン−１１、イソトレチノイン、イクサベピロン、イダルビシン、メシル酸イマチニブ、イホスファミド、イリノテカン、ラパチニブ、レナリドマイド、レトロゾール、ロイコボリン、リュープロリド、リポソームＡｒａ−Ｃ、ロムスチン、メクロレタミン、メゲストロール、メルファラン、メルカプトプリン、メスナ、メトトレキサート、メチルプレドニゾロン、マイトマイシンＣ、ミトタン、ミトキサントロン、ネララビン、ニルタミド、オクトレオチド、オプレルベキン、オキサリプラチン、パクリタキセル、パミドロネート、ペメトレキセド、パニツムマブ、ＰＥＧインターフェロン、ペグアスパルガーゼ、ペグフィルグラスチム、ＰＥＧ−Ｌ−アスパラギナーゼ、ペントスタチン、プリカマイシン、プレドニゾロン、プレドニゾン、プロカルバジン、ラロキシフェン、リツキシマブ、ロミプロスチム、ラリトレキセド、サパシタビン、サルグラモスチム、サトラプラチン、ソラフェニブ、スニチニブ、セムスチン、ストレプトゾシン、タモキシフェン、テガフール、テガフール−ウラシル、テムシロリムス、テモゾラミド、テニポシド、サリドマイド、チオグアニン、チオテパ、トポテカン、トレミフェン、トシツモマブ、トラスツズマブ、トレチノイン、トリミトレキサート、アルルビシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビンデスチン、ビノレルビン、ボリノスタット、またはゾレドロン酸。

他の実施形態では、本明細書で記載される方法において使用される１つ以上の化学療法薬は、当技術分野で知られている公知の化学療法レジメンに対応することができ、例えば限定はされないが、ＡＢＶＤ、ＡＣ、ＢＥＡＣＯＰＰ、ＢＥＰ、ＣＡ（またはＡＣ）、ＣＡＦ、ＣＡＶ、ＣＢＶ、ＣｈｌＶＰＰ／ＥＶＡ、ＣＨＯＰ（またはＣＯＨＰ）、Ｒ−ＣＨＯＰ、ＣＯＰ（またはＣＶＰ）、ＣＭＦ、ＣＯＰＰ、ＥＣ、ＥＣＦ、ＥＰ、ＥＰＯＣＨ、ＦＥＣ、ＦＬ（Ｍａｙｏとしても知られている）、ＦＯＬＦＯＸ、ＦＯＬＦＩＲＩ、ＩＣＥ、ＩＣＥ−Ｒ、ｍ−ＢＡＣＯＤ、ＭＡＣＯＰ−Ｂ、ＭＯＰＰ、ＰＣＶ、ＰｒｏＭＡＣＥ−ＭＯＰＰ、ＰｒｏＭＡＣＥ−ＣｙｔａＢＯＭ、Ｒ−ＦＣＭ、Ｓｔａｎｆｏｒｄ Ｖ、Ｔｈａｌ／Ｄｅｘ、ＴＩＰ、ＶＡＣ、ＶＡＤ、ＶＡＰＥＣ−Ｂ、およびＶＩＰが挙げられる。これらの化学療法レジメンのさらなる説明は下記表１で見出される。

細胞融合は発癌に至る
どのように癌が形成するかという一般的な定説は、一連の遺伝子変異であり、これにより、細胞が変化し、疾患に至る。多くの研究が、癌関連遺伝子の突然変異または異数性を引き起こす化学発癌物質および遺伝的不安定性に焦点を当ててきた。これらの突然変異は容易に観察されるが、癌のいくつかの形質、例えば無限の複製／自己再生、不均一な集団への分化、および転移において見られるような体内を通って移動し、異なる組織で生存する能力の原因ではない。これらは、癌幹細胞として説明されるものと関連する形質である。

多くの癌は、正常な幹細胞（例えば、骨髄由来幹細胞、ＢＭＤＳＣ）の特徴を保持する幹細胞から生じる、またはそれらを含み、これらの特徴により個体の寿命の間生存することが可能になることを発見した。これらの特徴としては、遅い細胞分裂速度、活発なＤＮＡ修復および細胞を毒素から保護するいくつかの輸送タンパク質の発現が挙げられ、これによって、癌幹細胞は放射線および化学療法に対して比較的耐性のあるものとされる。

癌幹細胞（ＣＳＣ）は、遺伝子変異または他の異常の蓄積による悪性形質転換を受けた正常な幹細胞から生じ得る。または、癌幹細胞は遺伝子改変細胞と骨髄起源の幹細胞の間の融合を含む発癌の幹細胞融合モデルから生じ得る（He 2005）。発癌の幹細胞融合モデルは、米国特許出願公開第２００９００１６９６１号において詳細に説明されており、これは、２００６年８月２５に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０６／０３３３６６の国内出願であり、それは、本明細書で完全に説明されたかのように、その全体が本明細書に組み込まれる。幹細胞融合は、発癌の理解において欠損工程を表し得る。

この「発癌の幹細胞融合モデル」は骨髄由来幹細胞がＣＳＣと共に有する共通の形質、すなわちその解糖に基づく代謝（すなわち、下記でさらに記載されるＷａｒｂｕｒｇ効果）を標的にすることにより、ＣＳＣを標的にする新規戦略を洞察する。ＣＳＣの１つの追加の形質は、それらのエネルギーのためのグルコース代謝である。

ＡＫＴ経路における変化は、癌において最も一般的に見られる形質転換現象の１つである。さらに、一般にＷａｒｂｕｒｇ効果として知られている、癌細胞のグルコース消費（解糖）の高い速度は、癌の転移性表現型および典型的な形質と相関する。ＡＫＴ経路は、ｍＴＯＲを介して解糖を調節することができる。様々な入力、例えばインスリン様増殖因子（ＩＧＦ−１）または低酸素誘導因子はＡＫＴ経路を介してシングルを送り、これがｍＴＯＲを活性化し、これは今度は解糖酵素を上方制御する(Elstrom 2004)。

組織に基づく低酸素は低酸素供給の状態であり、しばしば、血流不足により引き起こされ、一般に、血管新生化が少ない腫瘍において見られる。低酸素状態の細胞は、エネルギーのために解糖を使用し、一方、酸素を必要とするミトコンドリア呼吸は阻害される。骨髄幹細胞は、骨髄内の低酸素ニッチで生存し、嫌気的解糖によりエネルギーを得る(Simsek 2010)。この過程は低酸素誘導因子（ＨＩＦ）により調節される。ＣＳＣは、これらのＨＩＦのいくつかを発現し、腫瘍微小環境内の低酸素ニッチに属することができる。これらの細胞はエネルギーのためにグルコースを使用し、それらの低酸素ニッチにある間幹細胞マーカーを維持する(Heddlestin 2010)。

癌細胞によるエネルギーのためのグルコースの使用は酸素の存在下であっても保持される。癌の好気的グリコール形質、またはＷａｒｂｕｒｇ効果はしばしば、特にＡＫＴ／ｍＴＯＲ経路における突然変異により誘導されると考えられる。しかしながら、エネルギーのための解糖のＣＳＣ使用は、一部には骨髄由来幹細胞（これらもまたエネルギー要求のために解糖を使用する）との融合により引き起こされるエピジェネティック変化の結果であり得る（図１）。解糖の使用は、ＣＳＣを自己再生させる幹細胞表現型を維持する。この形質は、発癌性融合の幹細胞構成成分により受け継がれる。よって、ＣＳＣの代謝は、治療のための特有の標的を提供する。

証拠により、癌幹細胞は、固形腫瘍中に存在するだけでなく、それらはこれらの癌の浸潤性、悪性表現型に寄与することが示唆される。例えば、細胞の約１％を表す腫瘍原性乳癌幹細胞集団は、マウスでは高腫瘍原性であることが見出され、一方、腫瘍における非幹細胞は腫瘍原性が非常に低かった(Al-Hajj et al., 2003)。同様に、自己再生し、多能性分化を受ける能力を有する幹細胞は、脳腫瘍および肺組織から単離されている（Dean 2009)。

癌幹細胞および薬物トランスポーター
癌は、細胞集団の不均一な混合物から構成される。細胞集団のほんの小さな構成成分であるが、癌幹細胞は、不均一な集団全体を繰り返すことができることが知られている。これは、腫瘍減量療法、例えば手術、化学療法および放射線後の癌再増殖により最もよく証明される。多くの報告により、ＣＳＣは、それらの非幹細胞対応物よりも化学療法薬に対してより耐性があることが証明されている。これは、一部分において、下記で詳細に記載される、薬物を細胞から多剤耐性ポンプの使用により流出させる能力による。

ＣＳＣのこの能力は、Ｈｏｅｃｈｓｔ３３３４２染料を使用したそれらの単離において使用され、この場合、ＣＳＣ集団は、この蛍光染料を排除することができ、よって、非蛍光ＣＳＣ集団を選択することができる。ＣＳＣ集団標的は、大変興味深く、現在、いくつかの臨床試験において調査されている(Winquist 2009)。

上記で記載されるように、癌幹細胞は正常な幹細胞の特徴を保持する。１つのそのような特徴は、特異的ＡＴＰ依存性ＡＢＣ薬物トランスポーター（または多剤耐性（ＭＤＲ）ポンプ）遺伝子、例えば限定はされないが、ＡＢＣＢ１（Ｐ−糖タンパク質トランスポーターをコードする）、ＡＢＣＣ１（ＭＲＰ１トランスポーターをコードする）、ＡＢＣＣ２（ＭＲＰ２トランスポーターをコードする）、ＡＢＣＧ２（乳癌耐性タンパク質、ＢＣＲＰをコードする）、ＡＢＣＡ２（ＡＢＣ２をコードする）、およびＡＢＣＢ１１（「Ｐ−糖タンパク質の姉妹」、ＳＰＧＰをコードする）の高い発現レベルである(Leonard et al. 2003)。これらの遺伝子は、ＡＴＰ結合カセット（ＡＢＣ）トランスポータースーパーファミリーのメンバーであり、主な腫瘍多剤耐性遺伝子を表す。これらのＭＤＲポンプの発現により、細胞は、薬物を排出することができ、化学療法薬、例えば限定はされないが、アドラマイシン（adramycin）、ダウノルビシン、エピルビシン、パクリタキセル、ドセタキセル、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ＶＰ−１６、ミトキサントロン、アクチノマイシン−Ｄ、ドキソルビシン、トポイソメラーゼＩまたはＩＩ阻害薬およびアントラサイクリンに対する耐性が与えられる(Leonard et al. 2003)。化学療法に対する初期応答後に再発する腫瘍は、しばしば多剤耐性である(Gottesman et al., 2002)。

幹細胞の薬物輸送特性は、造血幹細胞の単離には重要な表現型である。幹細胞は、蛍光染料を排除する。というのも、染料はＡＢＣＧ２およびＡＢＣＢ１により除去されるからである。よって、幹細胞は、「サイドポピュレーション」（ＳＰ細胞、ＳＰ表現型）と呼ばれる低レベルの蛍光のみを含む細胞を収集することにより選別することができる。幹細胞はＳＰ画分において主に見出されるので、幹細胞を実質的には細胞または組織のいずれの集団、例えば癌からも選別および精製することが可能である。ＳＰ細胞は２３神経芽細胞腫試料のうち１５で、および神経芽細胞腫、乳癌、肺癌、および神経膠芽腫株細胞において同定された。さらに、いくつかの株細胞の分析は、ＳＰ細胞の小集団を証明した。よって、前に確立された腫瘍株細胞でさえ、癌幹細胞集団を含み、これが癌の基本特性であるという考えが支持される。

腫瘍幹細胞パラダイムでは、癌幹細胞はそれらの静止状態、それらのＤＮＡ修復能力、およびＡＢＣトランスポーター発現により、当然、化学療法に対して耐性がある。結果として、腫瘍幹細胞の少なくともいくつかが化学療法を生き残り、腫瘍の再増殖を支持する。癌幹細胞の耐性表現型は、再発腫瘍を含む、関係する、異常に発達した前駆細胞に持続する。よって、癌幹細胞は、従来の癌療法を生き延びることにより、治療後の癌の再発の主要因となり得る(Dean 2009)。

化学療法薬トランスポーターを阻害することにより、耐性は克服することができ、腫瘍の完全な排除が可能になる。よって、ＡＢＣトランスポーター阻害薬は、多くの化学療法薬に対して耐性とする薬物トランスポーターを発現する癌幹細胞を標的にするために使用することができる。ＡＢＣＢ１阻害薬は臨床試験では限られた有効性を示しているが、しかしながら、これらの研究は癌幹細胞への標的に焦点を当てていない(Dean 2009)。

代謝標的化学療法治療
エネルギーのために解糖に依存するために、ＣＳＣは、解糖代謝のアンタゴニストにより、および／またはグルコースの有効性を制限することにより、解糖を標的にすることにより直接的にまたは間接的に死滅させることができる。さらに、ＣＳＣ薬剤耐性は、前に記載されるように、ＡＢＣトランスポーターを移動させるのに必要なＡＴＰ産生を阻害する機序により、解糖を制限することにより克服することができる。

ＡＫＴ／ｍＴＯＲ経路の負のレギュレーターは、ＡＭＰ活性化タンパク質キナーゼ（ＡＭＰＫ）であり、これはＡＴＰに対するＡＭＰの比の増加に応答して活性化される。この機能の一例は、低血糖値が、解糖により生成されるＡＴＰを制限し、よって、ＡＭＰが増加した場合である。ＡＭＰＫ「エネルギーセンサ」はミトコンドリア呼吸による脂肪酸代謝の消費増加および解糖の減少を誘導する。ＣＳＣとの関連で、この経路を調節して解糖を減少させると、ＣＳＣに必要なＡＴＰを与えないことができる(Xu 2005)。

メトホルミンは、フレンチライラック（French lilac）に由来し、これは、何世紀にもわたって、糖尿病の症状を治療するために使用されてきた。メトホルミンは、ビグアナイドと呼ばれる薬物のクラスに属し、これは間接的にＡＭＰＫに作用し、今度はそれがＡＫＴ／ｍＴＯＲ経路を抑制する。糖尿病の状況では、メトホルミンは肝臓糖新生、肝臓のグルコースを生成する能力を抑制し、よって、血糖値を低下させる。

糖尿病を有する人々は癌で死亡するリスクが増加する。しかしながら、メトホルミンを摂取している患者は、癌のリスクが減少し、癌に関連する死亡率が低下する。乳癌を有する２，５２９人の女性の疫学調査では、メトホルミンを摂取している糖尿病女性は、メトホルミンを摂取していない糖尿病および非糖尿病女性の両方に比べ、ネオアジュバント系統的療法に対してより高い病理学的完全奏功（ｐＣＲ）率を有した（糖尿病メトホルミン群−２４％ｐＣＲ、糖尿病対照群−８％ｐＣＲ、非糖尿病対照群−１６％）(Dowling 2011; Hirsch 2009)。ＡＭＰＫを介するＡＫＴ／ｍＴＯＲ経路のメトホルミンの阻害のために、ＣＳＣの解糖は、負の様式で影響を受けさせることができ、薬物および細胞死の感受性の増加につながる。

ほとんどの化学療法薬は、直接的にまたは間接的にＤＮＡに作用する。ＤＮＡは、クロマチンおよびヒストンから巻き戻され、Ｓ相中にＤＮＡ複製を受ける間、損傷に対し最も脆弱である。癌細胞は、それらの制御されない細胞増殖で知られている。しかしながら、正常な細胞は、栄養分有効性に基づき増殖制限され、全体のエネルギーレベルを感知し、細胞分裂を延期することができる。絶食条件および／または低血糖および／または代謝経路の調節下では、正常な細胞は、細胞分裂過程を停止し、Ｇ１細胞周期ブロックに入る。

癌細胞において一般的な増殖経路の突然変異は、この応答を阻害することがある。これにより、「差別的ストレス応答」に至り、この場合、正常な細胞が化学療法の影響から保護されながら、分裂癌細胞が脆弱なままとされる(Raffaghello 2008)。正常な細胞およびそれらが構成する組織は、低血糖または代謝的にシフトされた条件下では化学療法に対しより耐性となり、副作用がより少なくなり、治療の頻度および用量を高くすることができる。

よって、いくつかの実施形態では、本明細書で記載される方法において使用される１つ以上の化学療法薬は、複数の化学療法薬を含んでもよく、その各々が、細胞周期における異なる点を標的とする。この結果、より高いパーセンテージの癌細胞または癌幹細胞が各用量で標的にされる。

標準化学療法は、一般に３週間に１回投与される。これらの薬物はしばしば、数時間にわたって静脈内投与される。癌細胞はＳ相中に多くの化学療法薬に対し最も脆弱となるので、化学療法治療の頻度（すなわち、どのくらいの頻度で投与されるか）は、療法の成功に重要である。

癌細胞は、用量の増加は細胞死の増加につながる用量依存的様式で死滅される。ドーズデンスレジメン、または高頻度レジメン（この場合、化学療法が、より高頻度に、より高い全体用量で投与される）が過去使用されてきたが、様々な結果が得られ、より高い毒性を有した(Bonilla 2010)。これらの治療の連続投与は、より高い毒性により阻止され、効力は療法に対するＣＳＣ耐性により制限される。

本明細書で記載される化学療法を用いた治療のための戦略は、標準療法で経験される副作用の多くを著しく軽減し、そのようなものとして、副作用は高頻度の療法の制約とならない。癌細胞は、それらの脆弱なＳ相をしばしば経験するが、それらのほとんどが標準化学療法スケジュールにより影響を受けるほどしばしばではない。別の有糸分裂遮断薬、微小管を標的とする薬物のクラスは、細胞分裂のＭ２相中のみに有効である。

異なる化学療法薬は、細胞周期の異なる部分を標的とする。血糖値が低くなった時間ウィンドウ（分）は、癌細胞の細胞周期の期間（時間または日）に比べ短すぎるので、ほんのわずかの癌細胞しか、１回の治療では標的にされ、および／または影響されない。

細胞周期「絶好のチャンス」は、癌細胞集団のほとんどに対して、投与される薬物の薬理学活性の外側で起こる。ドーズデンス療法でさえ、しばしば週に１回しか与えられず、多くの癌細胞が治療中に保護された細胞周期相にあるままである。しかしながら、癌細胞の死滅、特に、癌幹細胞の死滅は、治療の頻度を増加させることにより増強させることができる。治療効力を最大にするために、高頻度（すなわち、できるだけ多くの回数）で治療し、細胞周期の異なる部分を標的にしなければならない。よって、いくつかの実施形態では、化学療法薬を投与する頻度は高頻度であり、１日１回、１日おき、１週間または隔週に３回から選択される。

いくつかの実施形態では、より頻度の高いまたは高頻度の療法が、癌細胞およびＣＳＣを化学療法に感作させるだけでなく、正常な細胞を保護する条件と組み合わされる。低血糖／代謝的に調節された条件下でより高頻度の化学療法を送達させると、脆弱細胞周期中に細胞を損傷することにより、副作用をより少なくしながら、効力を増加させることができる。さらに、解糖に影響を与えると、ＡＢＣトランスポーターを移動させるのに必要とされるＡＴＰを制限することにより、ＣＳＣの治療に対する感受性が増加する。

いくつかの実施形態では、癌を治療するための方法は、代謝標的化学療法治療レジメンを含み得る。代謝標的化学療法治療レジメンは、標準用量より低い治療的有効量の１つ以上の化学療法薬を、被験体の血糖を低下させて、癌細胞を１つ以上の化学療法薬に感作させる方法と組み合わせて投与することを含む。血糖の減少に応答する癌細胞の化学療法薬への感作は、健康な細胞に比べ、癌細胞を化学療法薬の効果に対し高い感受性を有するようにする（すなわち、低血糖は、癌細胞において化学療法薬の効果を増強する）。化学療法薬の効果の増強により、化学療法の有効量が標準用量よりも低くなり、よって、健康な細胞への損傷または死により引き起こされる副作用が低減される。

他の実施形態では、癌を治療するための代謝標的化学療法治療レジメンは、併用療法を含むことができ、これは代謝の複数の側面に影響し、個々の化合物または治療では見られない相乗的効力を提供する。併用療法は、有効量のインスリンを投与し、血糖を低下させること、および、有効量のメトホルミンを投与することを含み、これらはどちらも、それぞれ、グルコースの供給を制限する、解糖促進シグナル伝達を阻害することにより、解糖を阻害する。また、併用療法は、有効量のメトホルミンを単独で、化学療法薬による治療前に投与することを含む。いくつかの実施形態では、メトホルミンの投与は、化学療法薬の投与が停止され、または終了された後にも続けることができる。さらに、１つの実施形態では、本明細書で記載される方法は、低血糖を誘導するためのインスリンまたはインスリン依存薬の投与、続いて、メトホルミンの１つ以上の化学療法薬との同時投与を含むことができる。投与は、１つ以上の化学療法薬の投与が中止された後にも続けることができる。

これは、今度は、ＣＳＣのための薬物を能動的に除去するＡＢＣ輸送の機能に必要とされる利用可能なＡＴＰを低減させる。さらに、治療中の血糖低下およびより低い用量の薬物の使用による化学療法薬の副作用の制限により、免疫系モジュレーターを使用する治療がより効率的に作用することができるようになり、より高頻度の治療が可能になる。

いくつかの実施形態では、代謝標的化学療法治療レジメンは、治療的有効用量の、１つ以上の化学療法薬を、癌を有する被験体に前記被験体の血糖値を低下させた後に投与することを含み得る。化学療法薬は、上記で記載される薬剤または併用レジメンのいずれか、またはその組み合わせとすることができるが、それらに限定されない。

本開示の実施形態による被験体の血糖の低下は、１つ以上のインスリン依存またはインスリン非依存方法により達成され得る。使用され得るインスリン非依存方法としては、所定時間の間患者を絶食させること、低炭水化物または低血糖食を患者に所定時間の間投与すること、およびインスリンまたはインスリン受容体に依存せずに血糖を低下させる薬物を投与することが挙げられるが、それらに限定されない。血糖を低下させるためのインスリン依存方法としては、患者にある用量のインスリンを投与すること、またはＩＧＦ−１もしくは任意の他の好適なインスリン受容体アゴニストを患者に投与することが挙げられるが、それらに限定されない。

１つの実施形態では、被験体の血糖値の低下は、患者を所定時間の間絶食させることにより達成される。１つの態様では、患者は一晩中絶食させることができ、血糖がベースラインまたは絶食血糖値まで低下する。ベースライン血糖値は、約４．５−５．５ｍｍｏｌ／Ｌである。別の態様では、患者は、より長い期間絶食させることができ、血糖値がさらに低減する。そのような絶食は、単独で使用することができ、または糖もしくは炭水化物を有さない食事を補充することができる。別の実施形態では、被験体の血糖値の低下は、ある複合糖質を含む低血糖食または糖または炭水化物を全く、もしくは少量しか含まない食事を投与することにより達成される。そのような食事は、より長い絶食と組み合わせて使用することができる。

別の実施形態では、被験体の血糖値の低下は、インスリンまたはインスリン受容体に依存しない血糖を低下させる薬物を投与することにより達成される。本明細書で記載される実施形態と共に使用するのに好適なインスリン非依存薬物としては、下記が挙げられるが、それらに限定されず：（ｉ）肝臓により産生されるグルコース量を減少させるビグアナイド（例えば、メトホルミン）および腸でのデンプンおよび糖類の分解をブロックするαグルコシダーゼ阻害薬（例えば、アカルボースおよびメグリトール）；ならびに（ｉｉ）スルホニル尿素（例えば、グリメピリド、グリブリドおよびグリピジド）、これらはインスリンまたはインスリンアゴニストではないが、しかしながら、それらは膵臓によるインスリンの放出を増加させることによりインスリン依存様式で作用する。単独で、または絶食と組み合わせて摂取すると、薬物誘発低血糖を引き起こすことができる。スルホニル尿素は個々の化合物として、またはメトホルミンと組み合わせて単一のピル中で摂取される。スルホニル尿素の例は、グリメピリド、グリブリドおよびグリピジドである。これらのインスリン非依存薬または薬物は、本開示の実施形態による化学療法薬の投与と組み合わせて使用することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のインスリン非依存薬は１つ以上の化学療法の投与中、化学療法の投与後、または両方の組み合わせで投与することができる。

別の実施形態では、被験体の血糖値の低下は、血糖値を低減させるのに十分なある用量のインスリンまたは好適なインスリン受容体アゴニストを投与することにより達成される。１つの実施形態では、インスリンの用量は、約０．１〜０．５単位／ｋｇである。別の実施形態では、インスリンの用量は約０．２単位/kgである。１つの態様では、インスリンの用量は、血糖値を、ベースラインまたは絶食血糖値の約半分、約２．２−２．８ｍｍｏｌ／Ｌまで低減させるのに十分である。別の態様では、インスリンの用量は、血糖値を約２．８−４．５ｍｍｏｌ／Ｌまで低減させるのに十分である。別の態様では、血糖値を２．２ｍｍｏｌ／Ｌ未満まで低減させるのに十分である、ある用量のインスリンを使用することができるが、しかしながら、患者にとってより危険である。

血糖の低減は、いくつかの機序により、化学療法薬の効果を増強することができる。血糖低下は、Ｗａｒｂｕｒｇ効果としても知られている、癌細胞によるエネルギーを産生するためのグルコースへの依存を利用する(Warburg 1925)。癌細胞は解糖系であり、それらのエネルギー要求のためにグルコースを消費しなければならない。グルコースは、癌細胞により嫌気的に消費され、好気性呼吸よりも少ないエネルギーが得られる。結果として、癌細胞は、大量のグルコースを消費しなければならない。この効果のために、癌患者において血糖を低下させるいずれの方法も、癌細胞を飢餓状態におくことができ、癌細胞は化学療法薬に対しより高い感受性を有するようになる。

全ての癌細胞を飢餓状態におくことに加え、Ｗａｒｂｕｒｇ効果を利用するインスリン非依存様式での血糖値低下はまた、癌幹細胞を特に標的とすることができ、これらを、化学療法薬に対してより脆弱なものとすることができる。上記で記載されるように、癌幹細胞は正常な幹細胞の多くの特徴を保持し、例えば、多剤耐性（ＭＤＲ）ポンプの発現の増加の結果としての化学療法抵抗性特徴が挙げられる(Leonard et al. 2003)。ＭＤＲポンプは働くのにＡＴＰを必要とするので、血糖値低下は、化学療法薬を細胞から汲み出すために癌幹細胞が利用することができる有効ＡＴＰを低減させ、よってＭＤＲポンプが妨害され、腫瘍においてしばしば見られる多剤耐性が克服される。さらに、血糖値を低減させることによる癌幹細胞におけるＭＤＲポンプの標的は、治療的有効用量の、１つ以上のＭＤＲポンプ阻害薬を、血糖の低減と組み合わせて投与することにより、増強させることができる。

よって、いくつかの実施形態によれば、代謝標的化学療法治療は、標準用量よりも低い、ある用量の１つ以上の化学療法薬を、癌幹細胞においてＡＴＰ依存ＭＤＲポンプを妨害するための方法と組み合わせて投与することを含み得る。癌幹細胞においてＭＤＲポンプを妨害ための方法は、インスリン非依存様式で血糖値を低減させること、および／または１つ以上のＭＤＲポンプ阻害薬を投与することを含む。本開示の実施形態と共に使用するのに好適なＭＤＲポンプ阻害薬の例としては、ベラパミル、キニジン、キニーネ、シクロスポリンＡ、ＰＳＣ８３３、ＶＸ−７１０、ＬＹ３３５９７９、Ｒ１０１９３３、ＯＣ１４４−０９３およびＸＲ９５７６が挙げられるが、それらに限定されない(Leonard et al. 2003)。

加えて、血糖を低下させるためのインスリン、インスリン受容体アゴニストの使用はさらに、癌細胞における化学療法薬の効果を増強し得る。多くの型の癌由来の癌細胞は、正常な細胞よりも多くのインスリン受容体を有することが観察されている（Ayre et al. 2000; Abita et al. 1984)。よって、血糖値を減少させるためのインスリンまたはインスリン受容体アゴニストの使用は、癌細胞の透過性を、正常な細胞よりも大きな程度まで増加させると考えられ、癌細胞は化学療法薬に対しより脆弱になり、それらの効力が増加する(Ayre et al., 2000)。例えば、ＭＤＡ−ＭＢ−２３１乳癌細胞によるエリプチシンの取込みにおける２倍増加が、細胞をインスリンと共にインキュベートさせた場合に観察された(Oster et al. 1981)。別の研究により、細胞をインスリンと共にインキュベートした場合、乳癌細胞によるメトトレキサートの取込みの５０％刺激が示された(Shilsky et al. 1971)。

いくつかの実施形態では、血糖の低減は、血糖の最大低減である。血糖の最大低減は、患者が許容することができる最低安全用量に対応する低減である。最大用量は、診療所で評価される患者の許容度によって、約１．２ｍｍｏｌ．Ｌ以下と低くすることができる。

さらに、いくつかの実施形態では、血糖の低減は、長期間の間維持され、すなわち、低減は、安全に実施できる限り維持される。安全に血糖を下げたまま維持することができる期間が長いほど、より有利な結果が得られるであろう。

この癌細胞透過性の増加および結果として得られる化学療法薬の取込みの増加は、インスリン受容体またはＩＧＦ−１受容体媒介輸送の増加によるものであり得る(Poznansky et al. 1984; Yoshimasa et al. 1984; Gasparro et al. 1986; Ayre 1989)が、膜流動性の増加を引き起こす細胞脂質合成における変化によるものでもあり得る(Jeffcoat & Jame 1984; Shinitzky et al. 1971; Jeffcoat 1979)。

インスリンはまた、癌細胞分裂を刺激することができ、腫瘍においてＳ相画分を増加させ、細胞を、化学療法薬の細胞毒性効果に感受性の高いものとする。多くの化学療法薬が上記で記載されるように急速に分裂する細胞を標的とすることにより作用する。癌細胞は急速に分裂する細胞であるが、どんな時でも活発に増殖する細胞はいくらかにすぎず、これは、従来の化学療法でいつでも死滅させることができるのは、悪性細胞のいくらかにすぎないことを意味する。インスリンは、癌細胞における分裂を刺激するので、より高いパーセンテージの癌細胞が同時に分裂し、化学療法がずっと高いパーセンテージの癌細胞に吸収されるようになる。１つの研究により、乳癌細胞の非同期集団へのインスリンの追加は、対照では３７％にすぎないのに比べ、Ｓ相画分を６６％まで増加させたことが示されている(Gross et al. 1984)。新生物薬、特に細胞周期相特異的薬剤の薬物動態が与えられると、そのようなＳ相画分の増加は、おそらく、抗癌剤細胞毒性を増強させる著しい効果を有する。

インビトロデータは、インスリンに応答する化学療法薬の増強を示している。例えば、化学療法薬メトトレキサートがインスリンと共に、培養下の乳癌細胞に投与された場合、同じパーセントの細胞死滅が、メトトレキサートが単独で投与された場合よりも１０^４低いメトトレキサートの濃度で達成される(Alabaster et al. 1981)。

同じ組織型の正常な細胞においてよりも癌細胞においてより多くの数でしばしば見出される別の受容体は、インスリン型増殖因子−１受容体（ＩＧＦ−１受容体またはＩＧＦ−１Ｒ）である。ＩＧＦ−１は、プロインスリンと４０％同一性を有する７０アミノ酸残基のペプチドである。インスリンおよびＩＧＦ−１は互いの受容体といくらかの交差反応性を有する。よって、いくつかの実施形態では、ＩＧＦ−１または任意の好適なＩＧＦ−１受容体アゴニストは、インスリンに加えて、またはその代わりに投与することができ、インスリンと同じまたは類似する効果を有し得る。

代謝標的化学免疫療法におけるフッ素−１８フルオロデオキシグルコース陽電子放出断層撮影（ＦＤＧ−ＰＥＴ）使用
ＦＤＧ−ＰＥＴは陽電子放出同位体放射線に基づく、一般に使用される腫瘍学のための走査技術である。Ｘ線に基づくコンピュータ断層撮影（ＣＴ）と組み合わせて、ＰＥＴ／ＣＴは、生物化学系走査と重ねられた三次元解剖学的イメージングが可能である。Ｗａｒｂｕｒｇ効果に基づき、ＦＤＧ−ＰＥＴは、周囲組織よりも容易にグルコースを取込む癌を検出することができる。正常組織グルコース取込みと癌細胞グルコース取込みの間のこの比は、計算されて標準取込み値（ＳＵＶ）とされ、ここで、高いＳＵＶ値は高いグルコース代謝と相関する。

高いＳＵＶを有する病変を表すＦＤＧ−ＰＥＴスキャンは、様々な癌の悪性度を示し、癌の進行度診断において有用である。従来、初期の高ＳＵＶは悪性度を予測し、転移を見出すことができるが、治療成績を予測するできない。従来の化学放射線療法による治療後の第２のＦＤＧ−ＰＥＴスキャンが、治療の効力を予測するために通常必要とされる(Workman 2006) (Weber 2005)。

本明細書で記載される代謝標的化学免疫療法は、特異的に癌細胞よびＣＳＣ（これらは、高レベルのグルコースを使用する）を標的にするので、初期ＦＤＧ−ＰＥＴ走査は、我々の治療成績を予測する。相対的に高いＳＵＶ値を有する病変は、異なる機械間およびスキャンを実施する場所間で変動し得るが、一般に、２．５ＳＵＶを超えると、我々の治療の影響を受けやすい。これらの高いグルコース使用病変は、代謝標的化学免疫療法によく応答し、それらの病変において退行が引き起こされる。

いくつかの実施形態では、本明細書で記載される方法、代謝標的化学免疫療法は、健康な細胞よりも癌細胞の集団を選択的に標的にする。癌細胞の集団は、高い標準取込み値（ＳＵＶ）を有する癌幹細胞の集団であり得る。
１つの実施形態では、分割された用量の代謝標的化学療法プロトコルが提供される。そのようなプロトコルは下記工程を含み得る:
１．メトホルミンを含む合剤を、約２５０ｍｇ−２５００ｍｇのある用量で、経口により１日１回投与する工程。治療を通して摂取される。
２．患者を一晩中絶食させ、ベースライン血糖値、典型的には非糖尿病患者では約４．５−５．５ｍｍｏｌ／Ｌに到達させる工程。糖尿病患者は１４ｍｍｏｌ／Ｌを軽く超える絶食血糖値を有してもよい。
３．第２日に、静脈内で、５００ｃｃ生理食塩水を投与または注射する工程。静脈内インスリン（Ｈｕｍａｌｏｇ）は、血糖値がベースラインの大体半分まで、非糖尿病患者では約２．２−２．８ｍｍｏｌ／Ｌに低減されるように体重に基づいて患者に注射される。典型的にはインスリンの用量は、０．１〜０．５単位／ｋｇであり、平均は０．２単位／ｋｇである。血糖値は、治療の期間中モニタされる。
４．各化学療法薬の投与または注射は所望の血糖値が達成された後、別々に注射される（遅いボーラス）。これは、生理食塩水を点滴することにより一般に投与される薬物、例えばシスプラチンを含む。各薬物の用量は、標準化学療法用量の典型的には約５−２５である。
５．化学療法治療後、グルコース溶液、典型的には５０ｍｌの２０％の静脈内注射を投与または注射し、低グルコースレベルから回復させ；生理食塩水および液体消費により患者に水分補給する工程。
６．患者は典型的には１週間に１度、２度、または３度化学療法により治療される。患者は、通常、総計１２−２４の治療を受けるが、この数は、臨床転帰または様々な他の因子により変動し得る。

代謝標的化学療法と免疫の間の相乗作用
悪性癌細胞は、幹細胞と非悪性細胞の間の融合から生じるので、幹細胞特徴を保持するという考えは、悪性癌細胞を抗原提示細胞（ＡＰＣ）に変え、それらを免疫系により検出可能にすることもできることを示唆する（図２）。

インターフェロンγによる間葉系幹細胞（ＭＳＣ）の処理により、それらは、ＡＰＣとなる(Chan et al)。他のＡＰＣ（すなわち、樹状細胞）は、単球前駆細胞をＧＭ−ＣＳＦ、ＩＬ−４およびＴＮＦαで処理することにより誘導することができる(Ohgimoto et al.)。よって、いくつかの実施形態によれば、本明細書で記載される方法は、悪性癌細胞をインターフェロンγで処理し、それらをＡＰＣにすること、および悪性癌細胞をＧＭ−ＣＳＦ、ＩＬ−４およびＴＮＦαで処理し、細胞を樹状細胞様ＡＰＣに変えることを含み得る。

免疫療法および免疫標的治療
１つの実施形態では、癌を治療するための方法は免疫標的治療レジメンを含み得る。免疫標的治療レジメンは、１つ以上の免疫作用物質または免疫療法の投与を含み得る。

いくつかの実施形態では、上記で記載される代謝標的化学療法治療は、事実上、その免疫細胞節約効果のために免疫療法であると考えられ得る。免疫系への損傷を低減させること、および癌細胞を標的にするその生得能力により、典型的な化学療法または併用化学療法に比べると、免疫療法効果が達成される。

免疫作用物質は、腫瘍細胞に対して直接的な細胞毒性および／または免疫効果を有することができる。それらはしばしば、癌の治療において化学療法と共に投与される。しかしながら、標準用量の癌化学療法は、著しい免疫毒性を有する。これにより、化学療法および免疫の治療効力は組み合わせるのが困難である。

上記で記載されるように、代謝標的化学療法レジメンは、患者の血糖値を低減させること、および治療的有効用量の１つ以上の化学療法薬を投与することを含むことができ、ここで、治療的有効用量は、化学療法の標準用量よりも低い。化学療法薬を標準用量よりも低い用量で使用することにより、免疫系の細胞は、大いに、節約される。よって、日和見感染および癌自体に対する免疫応答が、代謝標的化学療法レジメンと組み合わせて免疫標的治療レジメンを投与することにより、より有効に誘発され得る。低用量化学療法と免疫療法との併用により、相乗的治療効果が得られるであろう。

よって、いくつかの実施形態では、癌を治療するための方法は、代謝標的化学療法治療レジメンを免疫標的治療レジメンと組み合わせて投与することを含み得る。免疫標的治療レジメンは、治療的有効用量の、１つ以上の免疫作用物質を投与し、癌を有する被験体において免疫応答を刺激することを含み得る。免疫作用物質としては、本明細書で記載される作用物質のいずれかが挙げられ、そのペグ化形態、そのリポソーム形態および任意の他の好適な修飾形態が含まれる。

２つの主な型の免疫作用物質、能動および受動が存在する。能動免疫作用物質、例えばワクチンは、１つ以上の特異的抗原型に対する免疫応答を刺激する。対照的に、受動免疫作用物質は、抗原特異性を有さないが、ある型の免疫細胞の機能を増強させる全身刺激物質として作用することができる。免疫標的治療レジメンにおいて使用され得る免疫作用物質は、１つ以上の系の構成成分の機能を刺激することにより、免疫系を調節する免疫賦活物質を含むことができる。本明細書で記載される方法は、免疫系を刺激し得る行動または治療、例えば限定はされないが、運動、瞑想、ヨガ、深呼吸、太極拳／気功、および鍼と併用され得る。

いくつかの実施形態では、本明細書で記載される方法において使用され得る免疫作用物質としては、ビタミン、ミネラル、栄養分、ハーブ、植物由来物質、真菌、動物または昆虫由来物質、アジュバント、抗酸化剤、アミノ酸、サイトカイン、ケモカイン、ホルモン、Ｔ細胞共刺激分子、全身的免疫刺激ペプチド、遺伝子治療、免疫細胞由来療法、および治療抗体が挙げられるが、それらに限定されない。

いくつかの実施形態では、１つ以上の免疫作用物質としては、下記が挙げられるがそれらに限定されない：ビタミンＣ、ビタミンＡ、ビタミンＥ、ビタミンＢ−６）、カロテノイドおよびβカロチン、セレン、亜鉛、フラバノイドおよびバイオフラバノイド、鉄キレート剤、アストラガルス、βグルカン、エキネシア、エルダーベリー、ニンニク、ショウガ、ニンジン、霊芝（ＲｅｉｓｈｉまたはＬｉｎｇ Ｚｈｉ）、薬用キノコ（ＲｅｉｓｈｉまたはＡｇａｒｉｃｕｓ ｂｌａｚｅｉ）、ミツバチプロポリス、ヘビ毒、サソリ、初乳（例えば、ウシ初乳）、インディルビン、冬虫夏草、コガネバナゲオルギ、アカヤジオウ（Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｆｏｘｇｌｏｖｅ、Ｓｈｅｎ ｄｉ Ｈｕａｎｇ）、ケルセチン、コエンザイムＱ１０、リシンカルニチン、グルタチオン含有化合物、ω−３脂肪酸、プロラクチン、成長ホルモン、αリポ酸、レンチナン、多糖−Ｋ（ＭＣ−Ｓ）、合成シトシンリン酸−グアノシン（ＣｐＧ）、オリゴデオキシヌクレオチド、インターロイキン（例えば、ＩＬ−２またはＩＬ−１２）、腫瘍壊死因子αまたはβ（ＴＮＦ−αまたは−β）、顆粒球コロニー刺激因子（Ｇ−ＣＳＦ）、Ｂ７−１、ＩＣＡＭ−１、ＬＦＡ−３、プロリンリッチポリペプチド（ＰＲＰ、哺乳類初乳、例えばウシ初乳から製造することができ、またはこれ由来とすることができる）、イミキモド、βグルカン、ＢＣＧワクチン、腫瘍抗原、死滅腫瘍細胞療法、サイトカインを発現する遺伝子治療ベクター、Ｔ細胞共刺激分子または他の好適な免疫賦活分子、樹状細胞に基づく免疫治療薬、Ｔ細胞に基づく養子免疫治療薬

他の実施形態では、本明細書で記載される方法において使用される１つ以上の免疫作用物質は、癌細胞を標的にする治療抗体またはその機能的断片とすることができる。治療抗体の形態の受動免疫療法は、かなり研究された主題であり、抗癌剤として開発されている。治療抗体は典型的には、癌細胞上で過剰発現されている標的受容体をブロックするために最大耐量で投与され、受容体の機能を全身的にブロックする。しかしながら、実質的に最大耐量より少ない用量で投与されると（例えば、標準用量の１／２〜１／１０００）、治療抗体は、免疫賦活薬として機能することができるようになる。標的癌細胞に結合した後、治療抗体またはその機能的断片は細胞毒性免疫介在性応答、例えば抗体依存性細胞媒介細胞毒性および補体依存性細胞毒性（補体のＦｃ領域活性化またはＦｃ受容体（ＦｃＲ）結合により媒介される）を刺激し得る。癌細胞が溶解された後、マクロファージおよび他の食作用性抗原提示免疫細胞は溶解細胞の構成成分を貪食し、癌細胞抗原を提示し、癌細胞に対する獲得免疫応答を刺激することができる。

本開示の実施形態により免疫作用物質として使用され得る治療抗体の例としては、アレムツズマブ、ベバシズマブ、セツキシマブ、エドレコロマブ、ゲムツズマブ、イブリツモマブチウキセタン、パニツムマブ、リツキシマブ、トシツモマブ、およびトラスツズマブが挙げられるが、それらに限定されない。

本明細書で記載される治療レジメンで使用される免疫作用物質および／または化学療法薬は、患者に、医薬組成物または製剤の一部として投与することができる。いくつかの実施形態では、医薬組成物または製剤は、１つ以上の免疫作用物質、１つ以上の化学療法薬、生理学的に許容される担体、またはその組み合わせを含み得る。

いくつかの実施形態では、本明細書で記載される治療レジメンは、他の癌療法、例えば限定はされないが、手術、凍結手術、光線療法および温熱療法前、後、またはこれと組み合わせて使用することができる。

実施形態および例示的な実施例を参照して本明細書を記載してきたが、当業者であれば、明細書において開示される本発明の精神および範囲から逸脱しない、記載され、説明された本発明への変更を認識し得る。実施例は、本発明の理解を助けるために説明されるが、その範囲をいかなる意味でも制限することを意図せず、そのように理解されるべきではない。実施例は従来の方法の詳細な説明を含まない。そのような方法は、当業者によく知られており、多くの出版物において記載されている。さらに、本開示で引用される参考文献は全て、本明細書で完全に説明されるかのように、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

実施例１：代謝標的化学療法は、有益な臨床効果を有する
患者．以前、１つ以上の化学療法薬、放射線、手術または他の治療様式による標準治療に無応答性であった、様々な転移性後期癌（すなわち、ＩＩＩＢ／ＩＶ期）を有する６人の患者を選択し、下記で記載されるように、治療を受けさせた。

治療レジメン．治療前に、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、またはその組み合わせにより患者を撮像し、ベースライン腫瘍量を計算した。０日に、患者を一晩中絶食させ、ベースライングルコースレベル（典型的には約４．５−５．５ｍｍｏｌ／Ｌ）に到達させた。翌日（第１日）、５００ｃｃ生理食塩水による初期静脈内フラッシュ後、全ての患者に、０．１〜０．５単位／ｋｇ体重のある用量のインスリン（Ｈｕｍａｌｏｇ）を、静脈内投与し（静注）、血糖値をベースラインレベルの約半分（約２．２−２．８ｍｍｏｌ／Ｌ）まで低下させた。血糖値を、その後の治療レジメンの期間の間モニタした。

所望の血糖値に到達した後、１つ以上の化学療法薬を、別々に、遅いボーラスにより、または生理食塩水を、各特定の作用物質に対する標準用量の５−５０％である初回量で点滴することにより注射した（静注）。用量は、初回量に対する患者の応答または疾患進行に従い増加させることができる。化学療法治療後、患者を、グルコース溶液（典型的には５０ｍｌの２０％グルコース溶液）の静脈注射により低血糖値から回復させ、生理食塩水および液体消費により水分補給させた。

患者を１週間に１度または２度上記で記載される治療レジメンで、合計最大１８治療まで治療した。表２（下記で示される）は、各患者のための治療レジメンにおいて使用される情報および特異的化学療法薬を示す。

腫瘍応答の評価．治療後、患者を、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、またはその組み合わせにより撮像し、治療後腫瘍量を計算した。応答カテゴリをベースライン腫瘍量と治療後腫瘍量の比較に基づき、各患者に割り当てた。

標準世界保健機関（ＷＨＯ）基準を使用して、上記で記載される治療レジメンに対する応答を決定した。簡単に言うと、完全寛解（ＣＲ）カテゴリは、臨床的に検出できる癌が治療後に見出されない場合に割り当てられる。部分応答（ＰＲ）カテゴリは、測定可能な腫瘍量の減少が観察され（＝５０％減少）、新しい領域の腫瘍が発症せず、腫瘍の領域が進行を示さない場合に割り当てられる。最小応答（ＭＲ）カテゴリは、測定可能な腫瘍量の減少が観察され（＜５０％減少）、新しい領域の腫瘍が発症せず、腫瘍の領域が進行を示さない場合に割り当てられる。進行性疾患（ＰＤ）カテゴリは、１つ以上のの腫瘍部位の量が増加し（＞２５％増加）または新規病変が出現した場合に割り当てられる。安定疾患（ＳＤ）カテゴリは、測定可能な量が、ＣＲ、ＰＲ、ＭＲまたはＰＤに対する基準を満たさない場合に割り当てられる。患者は、ＣＲ、ＰＲ、ＭＲ、またはＳＤの客観的応答に基づき、特定の治療レジメンの結果として臨床的有益性を受けたと考えられる。

表３は、上記で記載される治療レジメンに対する腫瘍応答を示す。簡単に言うと、患者５および６は部分応答を示し、患者２および３は最小応答を示し、患者１は安定疾患を示し、患者４は進行性疾患を示した。これらの結果に基づき、５／６は代謝標的療法の臨床的有益性を示した。これは、ある用量のインスリンの投与による血糖の減少を１つ以上の化学療法薬と組み合わせて含む治療レジメンは、後期癌を有する患者においては、１つ以上の化学療法薬のみでの治療よりも改善が得られることを示す。

実施例２：癌の治療のための代謝標的化学免疫療法
患者．Ｘｉ’ａｎ Ｘｉｎｇｃｈｅｎｇ Ｂｏｒｕｉ病院（西安新城博瑞医院西安長纓東路３８３号）およびＹａｎｇｌｉｎｇ Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ Ｚｏｎｅ病院（楊凌示范区医院）で治療された、様々な転移性後期癌（すなわち、ＩＩＩＢ／ＩＶ期；下記表４において示される癌型）を有し、１つ以上の化学療法薬、放射線、手術または治療様式による標準治療に対し以前は無応答性であった患者を選択し、下記で記載される治療を受けさせた。

治療レジメン. 治療前に、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、またはその組み合わせにより患者を撮像し、ベースライン腫瘍量を計算した。

０日に、患者に免疫作用物質、例えば治療抗体またはその機能的断片を投与した。この治療レジメンにおいて使用される治療抗体としては、ＥＧＦＲまたはＨＥＲ２に対する市販の抗体、例えばセツキシマブ（Ｅｒｂｉｔｕｘ（登録商標））、パニツムマブ（Ｖｅｃｔｉｂｉｘ（登録商標））およびトラスツズマブ（Ｈｅｒｃｅｐｔｉｎ（登録商標））が挙げられる。治療抗体を患者に、癌治療のために典型的に与えられる標準用量よりも低い用量で投与した。用量は、典型的には標準用量の約１／２〜１／１０００の間である。単一用量の治療抗体は治療レジメンの期間の間で十分であり得るが、必要であれば、任意的な追加のブースター量を投与してもよい。ブースター量は、必要であれば、２週間毎に繰り返され得る。

免疫作用物質による治療後、患者を一晩中絶食させ、ベースライングルコースレベル（典型的には約４．５−５．５ｍｍｏｌ／Ｌ）に到達させた。翌日（第１日）、５００ｃｃ生理食塩水による初期静脈内フラッシュ後、全ての患者に、０．１〜０．５単位／ｋｇ体重のある用量のインスリン（Ｈｕｍａｌｏｇ）を、静脈内投与し（静注）、血糖値をベースラインレベルの約半分（約２．２−２．８ｍｍｏｌ／Ｌ）まで低下させた。血糖値を、その後の治療レジメンの期間の間モニタした。

所望の血糖値に到達した後、１つ以上の化学療法薬を、別々に、遅いボーラスにより、または生理食塩水を、各特定の作用物質に対する標準用量の５−２５％である用量で点滴することにより注射する（静注）。１つ以上の化学療法薬は、癌の型および疾患の重症度に基づいて選択した。例えば、作用物質は、上記実施例１で記載されるように組み合わせた任意の１つ以上の化学療法薬とすることができ（表２の患者１−６を参照されたい）、または上記開示において記載される１つ以上の作用物質とすることができる。化学療法治療後、患者を、グルコース溶液（典型的には５０ｍｌの２０％グルコース溶液）の注射（静注）により低血糖値から回復させ、生理食塩水および液体消費により水分補給させる。

患者を１週間に１度または２度上記で記載される治療レジメンで、合計最大２４治療まで治療した。治療の合計数は、当業者により決定される臨床転帰または様々な他の因子によって変動し得る。下記表４は、各患者のための使用された治療レジメンをまとめて示したものである。

腫瘍応答の評価．治療後、患者を、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、またはその組み合わせにより撮像し、治療後腫瘍量を計算した。応答カテゴリをベースライン腫瘍量と治療後腫瘍量の比較に基づき、各患者に割り当てる。

標準世界保健機関（ＷＨＯ）基準を使用して、上記で記載される治療レジメンに対する応答を決定する。簡単に言うと、完全寛解（ＣＲ）カテゴリは、臨床的に検出できる癌が治療後に見出されない場合に割り当てられる。部分応答（ＰＲ）カテゴリは、測定可能な腫瘍量の減少が観察され（＝５０％減少）、新しい領域の腫瘍が発症せず、腫瘍の領域が進行を示さない場合に割り当てられる。最小応答（ＭＲ）カテゴリは、測定可能な腫瘍量の減少が観察され（＜５０％減少）、新しい領域の腫瘍が発症せず、腫瘍の領域が進行を示さない場合に割り当てられる。進行性疾患（ＰＤ）カテゴリは、１つ以上のの腫瘍部位の量が増加し（＞２５％増加）または新規病変が出現した場合に割り当てられる。安定疾患（ＳＤ）カテゴリは、測定可能な量が、ＣＲ、ＰＲ、ＭＲまたはＰＤに対する基準を満たさない場合に割り当てられる。患者は、ＣＲ、ＰＲ、ＭＲ、またはＳＤの客観的応答に基づき、特定の治療レジメンの結果として臨床的有益性を受けたと考えられる。

表５は、上記で記載される治療レジメンに対する各患者の応答を下記で示す。

結果を実施例１の結果と比較する。簡単に言うと、全ての患者が、治療レジメンを受けた結果として応答および臨床的有益性を示し：そのうちの２人が完全寛解を示した。よって、代謝標的療法に加えて１つ以上の免疫作用物質（例えば、治療抗体）で治療された患者は、代謝標的療法単独に比べ、臨床的有益性の増加を示す。この臨床的有益性の増加は、癌細胞の代謝標的の、低用量化学療法薬と組み合わせた相乗効果の結果であり、治療抗体のＦｃドメインへのより効率的な免疫応答が可能になる。

とりわけ、患者４は、上記で記載される治療レジメンに対して著しい応答を示した。患者４は、４３歳女性患者であり、手術および化学療法治療後７年で乳癌再発を示した。ＰＥＴ／ＣＴスキャンでは、広範な転移が患者の骨全体に見られた（図３）。患者に、１２治療の代謝標的化学免疫療法を６週間にわたって投与した。治療後にとったＰＥＴ／ＣＴスキャンは、骨転移の顕著な寛解を示した（図３、上パネル）。

同じ患者が、治療前ＰＥＴ／ＣＴスキャンでは、１．３Ｘ１．５Ｘ０．８ｃｍの大きさがある左下肺の大きな腫瘤を示した（図４、下パネル）。ＳＵＶ値は低く、１．５であり、病変における低いグルコース取込みが示された。追跡ＰＥＴ／ＣＴスキャンは、左肺腫瘤サイズの増加、１．３Ｘ１．５Ｘ１．８ｃｍを示したが、しかしながら、ＳＵＶがわずかに減少し、１．３となり（図４、上パネル）、サイズは増加したが、病変の代謝状態は、おそらくより安定になり、これは、癌の侵襲性の低減に寄与し得ることが示される。これらの研究の結果から、本明細書で記載される代謝標的化学免疫療法レジメンは、転移性癌細胞を標的にし、特に、本明細書で記載される治療方法は癌幹細胞を標的にし、それらがおそらく癌の転移および浸潤性の原因となる主な癌細胞型である。

参考文献
下記で列挙される参考文献全ておよび上記明細書において引用されるもの全ては、本明細書で完全に説明されるかのように、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
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Claims (12)

1. 癌患者の治療において使用するための代謝標的化学免疫療法キットであって、
   免疫応答を刺激するための治療的有効用量の１つ以上の免疫作用物質；および、
   治療的有効用量の１つ以上の化学療法薬；
   を含み、
   前記１つ以上の免疫作用物質および前記１つ以上の化学療法薬の治療的有効用量は標準用量より低く、さらに、前記治療的有効用量の１つ以上の化学療法薬は、血糖低減治療の後で、該治療によって誘導された低血糖の間に前記患者に投与され、
   前記低血糖の間の前記患者の血糖値は、前記癌患者に対するベースライン血糖値又は空腹時血糖値の約半分であり、
   前記血糖低減治療は、１回以上のインスリンの投与であり、さらに、
   前記癌患者は非糖尿病患者である、代謝標的化学免疫療法キット。
2. 前記１つ以上の免疫作用物質は、１つ以上の治療抗体、ビタミン、ミネラル、栄養分、ハーブ、植物由来物質、真菌、動物または昆虫由来物質、アジュバント、抗酸化剤、アミノ酸、サイトカイン、ケモカイン、ホルモン、Ｔ細胞共刺激分子、全身的免疫刺激ペプチド、遺伝子治療、および免疫細胞由来療法を含む、請求項１に記載の代謝標的化学免疫療法キット。
3. １つ以上のブースター量の、前記１つ以上の治療抗体をさらに含む、請求項１に記載の代謝標的化学免疫療法キット。
4. 血糖の低減は長期間維持される、請求項１に記載の代謝標的化学免疫療法キット。
5. 前記１つ以上の化学療法薬は、高頻度で投与される、請求項１に記載の代謝標的化学免疫療法キット。
6. 癌患者の治療において使用するための代謝標的化学免疫療法キットであって、
   治療的有効用量の１つ以上の化学療法薬；
   を含み、
   前記１つ以上の化学療法薬の治療的有効用量は標準用量より低く、さらに、前記治療的有効用量の１つ以上の化学療法薬は、癌幹細胞の集団において発現されるＭＤＲポンプを標的にするインスリン非依存血糖低減治療の後で、該治療によって誘導された低血糖の間に前記患者に投与され、
   前記低血糖の間の前記患者の血糖値は、前記癌患者に対するベースライン血糖値又は空腹時血糖値の約半分であり、さらに、
   前記癌患者は非糖尿病患者である、代謝標的化学免疫療法キット。
7. 前記インスリン非依存血糖低減治療は、αグルコシダーゼ阻害薬、ＭＤＲポンプ阻害薬、ビグアナイド薬、またはその組み合わせから選択される、請求項６に記載の代謝標的化学免疫療法キット。
8. ａ）前記１つ以上の化学療法薬は、アルキル化剤、代謝拮抗薬、抗腫瘍抗生剤、トポイソメラーゼ阻害薬、有糸分裂阻害剤、ホルモン療法、解糖阻害薬、標的治療薬および免疫治療薬からなる群より選択される；または、
   ｂ）前記１つ以上の化学療法薬は、複数の化学療法薬を含み、各々が細胞周期の異なる点を標的にする、請求項１又は６に記載の代謝標的化学免疫療法キット。
9. 免疫応答を刺激するための治療的有効用量の１つ以上の免疫作用物質をさらに含み、前記１つ以上の化学療法薬の治療的有効用量は標準用量よりも低く、さらに、前記１つ以上の免疫作用物質は、治療抗体、ビタミン、ミネラル、栄養分、ハーブ、植物由来物質、真菌、動物または昆虫由来物質、アジュバント、抗酸化剤、アミノ酸、サイトカイン、ケモカイン、ホルモン、Ｔ細胞共刺激分子、全身的免疫刺激ペプチド、遺伝子治療、および免疫細胞由来療法からなる群より選択される、請求項６に記載の代謝標的化学免疫療法キット。
10. 前記代謝標的化学免疫療法は、健康な細胞よりも、癌細胞の集団を選択的に標的にする、請求項１または６に記載の代謝標的化学免疫療法キット。
11. その後の用量のインスリンをさらに含む、請求項６に記載の代謝標的化学免疫療法キット。
12. 前記代謝標的化学免疫療法は、食道癌、乳癌、肺癌、骨癌、膀胱癌、脳癌、尿路癌、細胞腫、子宮頸癌、結腸癌、胃癌、頭頸部癌、肝細胞癌、肝癌、リンパ腫および白血病、メラノーマ、卵巣癌、膵癌、下垂体癌、前立腺癌、直腸癌、腎臓癌、肉腫、精巣癌、甲状腺癌、および子宮癌からなる群より選択される癌を治療するために使用される、請求項１または６に記載の代謝標的化学免疫療法キット。

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