免疫チェックポイント阻害（IO）における共刺激性T細胞エンゲージャーの前臨床評価：メカニズムからトランスレーショナルモデルまで

二重特異性T細胞エンゲージャー（BiTEまたはTCE）は、CD3と腫瘍関連抗原を同時に結合させることで、細胞傷害性T細胞を腫瘍細胞へと誘導する、強力な免疫療法戦略として台頭してきました。血液がんにおけるその臨床的有効性は十分に確立されており、現在、いくつかのTCEが承認され、さらに多くの薬剤が臨床開発の段階を進んでいます。 こうした第一世代分子に関する知見が蓄積されるにつれ、特に固形がんにおいて、その有効性、持続性、および安全性をさらに向上させる可能性が明らかになってきた。従来のTCEはCD3を介した活性化に依存しており、これがT細胞機能の持続を制限したり、全身性の免疫活性化を招いたりする可能性がある。こうした知見に基づき、生理的な共刺激を取り入れた次世代TCEの開発が進められており、既存治療法の強みを活かして、より完全かつ持続的なT細胞応答を実現しようとしている。

共刺激性TCEの設計と作用機序

第1世代のBiTEは、CD3の結合を通じてシグナル1のみを供給する。しかし、強力な活性化、増殖、持続性、および長期にわたる抗腫瘍応答を得るためには、共刺激シグナル2の供給が必要である。 その結果、これらのT細胞エンハンサー（TCE）は、T細胞の消耗につながる不十分かつ一過性のT細胞応答を誘発する一方で、CD3の活性化はサイトカイン放出症候群（CRS）などの全身性毒性を引き起こす可能性がある。したがって、次世代のTCEは、T細胞受容体の生理的な共刺激を取り入れることで、より完全かつ持続的な^{T細胞活性化}を実現することを目指している1^,2。

共刺激は、T細胞の完全な活性化を確実にする、総称して「シグナル2」と呼ばれるいくつかの異なるシグナルを伝達する。CD28は標準的な初期共刺激シグナルを提供し、CD137（4-1BB）は生存と記憶細胞の形成を促進し、CD2は接着と持続的な活性化を強化する。 シグナル2が欠如していると、従来のBiTEは、特にT細胞の浸潤が乏しく、慢性的な抗原刺激が特徴である固形腫瘍において、腫瘍微小環境を支配する免疫抑制シグナルの影響を受けやすくなります。共刺激経路をTCEの構造に直接組み込むことは、これらの^障壁を克服するための合理的な戦略となります3^,4。

こうして得られた多特異性TCEは、単一の分子骨格内に腫瘍抗原認識、CD3活性化、および共刺激の結合を統合している。この設計により、空間的・時間的に整合したシグナル伝達が実現され、T細胞の増殖が促進され、持続性が向上し、エフェクター^機能が維持される5。 CD28またはCD137を含む形式は、前臨床モデルにおいて優れた細胞毒性と腫瘍制御効果を示しており、過酷な微小環境を有する腫瘍においても、従来のBiTEを上回る性能を発揮している。単一のTCE内で活性化シグナルと共刺激シグナルを同時に提供することで、T細胞の浸潤が促進される。これは、小細胞肺^{がんモデル}におけるDLL3×CD137 TCEによって実証されている^⁶。

有効性の向上に加え、統合型共刺激には安全性の面でも利点があります。 TAA、CD3、および共刺激受容体の同時結合を必要とするため、活性化が腫瘍部位に限定され、それによって全身的なサイトカイン放出が抑制され、治療窓が拡大します。この腫瘍限定的なシグナル2の伝達は、従来のBiTEとは対照的です。従来のBiTEでは、TAAが他の組織で発現している場合、腫瘍とは無関係にCD3の活性化が起こり（オンターゲット・オフ腫瘍毒性）、用量制限毒性を引き起こす可能性があります。

多特異性TCEの評価を可能にする前臨床マウスモデル

前臨床環境における共刺激性TCEの評価には、さまざまな課題があります。これらの分子は、ヒトCD3と、CD28やCD137などのヒト共刺激受容体との同時結合を必要としますが、これらはマウス由来の対応する受容体とは交差反応性を示さない可能性があります。 その結果、標準的なCD3ヒト化モデルでは、次世代TCEによって引き起こされるシグナル伝達カスケード全体を再現できず、応答のCD3活性化経路のみを捉えるにとどまります。これにより、シグナル1とシグナル2の協調的な送達効果を評価する能力が制限され、ひいてはT細胞応答の持続性、記憶細胞の形成、腫瘍外活性化のリスク、および安全性や投与戦略の判断材料となるサイトカイン放出パターンに影響を及ぼします。

これらの次世代TCEを検証するには、同系マウスモデルまたはヒト免疫系を有するヒト化マウスモデルの2種類のモデルが用いられます。免疫能を有するマウスにマウス由来の腫瘍を移植する同系マウスモデルは、一般的な免疫動態、腫瘍増殖の抑制、および無傷のマウス免疫系内での相互作用や、完全に機能する腫瘍-間質間のクロストークを研究する上で有用です。 したがって、CD3やCD28、CD137（4-1BB）などの共刺激受容体といったヒト化ターゲットをノックインした同系マウスモデルは、共刺激を標的とする代替TCEを評価するための理想的なモデルである。 さらに、これらのモデルにはヒトTAAを発現するマウス腫瘍細胞を移植することも可能であり、ヒトTAA、ヒトCD3、およびヒト共刺激受容体を標的とする臨床用TCEの評価が可能となります。 その結果、genOway社は、正確な架橋、シグナル伝達、およびサイトカイン応答に必要な受容体環境を再現する、genO-panhCD3/hCD28やgenO-panhCD3/hCD137などの二重ヒト化マウスモデルを開発しました。これらのモデルは、ヒト化標的の生理的な発現を示し、機能的なCD3-TCR相互作用およびT細胞とB細胞の機能的な協調作用を維持しています。 さらに、ヒト化FcRnおよびヒト血清アルブミンを生理的レベルで発現する「genO-panhCD3/hSA/hFcRn」モデルは、TCEの有効性（PD解析）とその半減期（PK解析）との相関関係を解明するための貴重なツールとなっています。

あるいは、ヒトに類似した免疫系を持つモデルを用いて、次世代T細胞療法（TCE）を評価することも可能です。genO-BRGSF-HISは、^CD34+ヒト造血幹細胞を移植して再構成されたマウスモデルであり、リンパ系および骨髄系の両方を備えた機能的なヒト免疫系を構築することが可能です。 つまり、このモデルのT細胞はヒト由来であり、その結果、CD3、CD28、4-1BB、OX40などのヒトT細胞受容体を発現している。さらに、このモデルにはがん患者由来の組織（患者由来異種移植片、PDXモデル）や細胞株由来の異種移植片（CDX）を移植することができ、ヒトの免疫応答の文脈において臨床的に関連性の高い構築体の研究が可能となる。 このモデルは、新規T細胞療法（TCE）の有効性評価を可能にするだけでなく、^{ヒト骨髄系細胞}が存在することから、これらの構築体の安全性評価も可能^にする7,8。これは、PBMC再構成モデルに比べて特に大きな利点である。PBMC再構成モデルでは、移植片対宿主病（GvHD）が急速に発症し、治療ウィンドウが短くなる上、ヒト骨髄系細胞が存在しないために、偏ったサイトカイン放出症候群（CRS）反応を示す。 その利点にもかかわらず、このモデルの間質は依然としてマウス由来であり、その結果、腫瘍・免疫細胞・間質の相互作用を完全に捉えきれていない可能性があることに留意することが重要である。

これらのモデルを総合することで、多特異性TCEプログラムのリスク低減に向けた、トランスレーショナルな観点から意義があり、メカニズム的にも正確な基盤が提供される。  

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参考文献：

1. Radtke, K.et al.「サイトカイン放出症候群：T細胞を標的とする二重特異性抗体に関する承認申請の系統的レビューから見た動向」。『Blood』 144, 5798–5798 (2024).

2. Muth, A.ほか.血液悪性腫瘍における二特異性および三特異性T細胞エンゲージャー療法におけるT細胞の消耗：メカニズムと意義.Med101031 (2026) doi:10.1016/j.medj.2026.101031.

3. Velasquez, M. P.ほか.CD28 および 41BB による共刺激は、CD19 特異的エンゲージャー T 細胞のエフェクター機能を増強する。Cancer Immunol. Res.5, 860–870 (2017).

4. Passariello, M.et al.5T4、CD3、および免疫チェックポイントを標的とする3特異性トリボディは、抗体治療薬の併用療法よりも強力な機能的T細胞応答を誘導する。Cell Death Discov.11, 58 (2025).

5. Sun, Y.ほか.前立腺がんを標的とする三特異性抗体の治療効果を高めるためのT細胞共刺激の活用.J. Immunother. Cancer13, e010140 (2025).

6. Mikami, H.et al.DLL3を標的とするT細胞エンゲージャーにCD3/CD137の二重特異性を導入することで、小細胞肺がんに対するT細胞の浸潤および治療効果が向上する。Cancer Immunol. Res.12, 719–730 (2024).

7. Martin, G.et al.骨髄系細胞および樹状細胞は、ヒト化BRGSF-HIS前臨床モデルにおいて、治療薬誘発性サイトカイン放出症候群の症状を増強する。Front. Immunol.15, 1357716 (2024).

8. Martin, G. H.et al.genO-BRGSF-HISマウスにおける腫瘍依存性の骨髄系およびリンパ系細胞の動員：免疫療法を評価するための新たなツール。Front. Immunol.16, 1624724 (2025).

9. Garfall, A. L. & June, C. H. 「三特異性抗体は、抗がん免疫療法における第三の道を開く」。『Nature』 575, 450–451 (2019).

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