臨床研究では、免疫系のモニタリングにより、治療前や治療中の健康状態と疾患の応答や変化を評価します。 この免疫系モニタリングは、いくつかの免疫学研究分野（腫瘍免疫学、アレルギー、自己免疫など）を支えており、HIVやCOVID-19などの病原性感染症に対する反応のモニタリングも免疫系モニタリングの一環です。免疫療法に対する反応を媒介する抗腫瘍免疫に関する認識が高まるにつれて、免疫応答を効率良くモニタリングする必要性が徐々に増しています。BD Biosciencesは、積極的な免疫モニタリングに関する臨床研究のためのツールをいくつか取り揃えています。
免疫モニタリングの応用分野
移植研究における免疫寛容モニタリング
免疫モニタリングは、治験段階にある移植治療薬に対して免疫寛容を引き起こす免疫機構の解明を目指した臨床研究において多く用いられています。例えば、肝移植の臨床試験では、自然発生的な移植後免疫寛容（spontaneous operational tolerance［SOT］）などの受動的免疫寛容を、末梢血において、制御性T細胞、ガンマ・デルタT細胞、NK細胞のいずれかのマーカーを用いてモニタリングすることができます。腎移植の臨床試験では、移行期B細胞やIL10陽性グランザイムB陽性制御性B細胞を用いて受動的免疫寛容をモニタリングすることができます1。
Immuno-oncologyと免疫療法の評価
免疫療法の研究では、免疫モニタリングにより、免疫応答の反応性を細胞集団レベルおよびシングルセルレベルで評価することができます。すべての主要な免疫療法（CAR T細胞療法、移植、免疫チェックポイント阻害薬など）にとって、手技の状態を把握したり、分子署名を明らかにして層別化の方法を考案したりするうえで、免疫モニタリングツールは介入前・介入中・介入後のいずれにおいても役立ちます2,3。
プレシジョン・メディシンに関する臨床試験のための免疫モニタリング
また免疫モニタリングツールは、プレシジョン・メディシンの取組みを支援するうえで、生物製剤・バイオシミラーの臨床試験前に必要な、長期安全性や患者一人一人の治療法について検討するための臨床研究にも用いられます4。TH2エンドタイプの喘息においては、ペリオスチンや好酸球増加などの免疫バイオマーカーのモニタリングが、TH2応答のさまざま要素を利用した治療に役立ちます。アレルギーの試験で用いられる免疫モニタリングは、疾患の発症を抑えたり、アレルゲンに対する患者ごとの用量漸増スケジュールについてさらに検討するための理論上の閾値を特定したりするのに役立ちます。
allergy研究における免疫モニタリング
アレルギー反応には、抗原提示細胞（例：樹状細胞）、マスト細胞、IgEを産生するB細胞およびT細胞など、さまざまな免疫細胞集団が関与しています。アレルギー性過敏症は、関与する免疫細胞種（例：IgG、IgM、抗原特異的T細胞）や放出されるサイトカイン（例：IL-4、IL5）に応じてさまざまな種類のものが存在します。アレルギー反応にはIgGを介さないものもあります。免疫モニタリング研究におけるアレルギー反応の測定法には、血清サイトカイン、補体活性化、ミトコンドリア機能の測定があります5,6。
autoimmunity研究における免疫モニタリング
免疫系が自己と非自己を区別できず、宿主を抗原から守る応答が引き起こされてしまうと、自己免疫疾患が起こります。自己免疫疾患の発症におけるB細胞の役割に関する理解が深まったことで、自己免疫疾患に取り組む方法の1つとしてB細胞ターゲティングが登場しました。メモリーB細胞とエフェクターB細胞を標的にすることで、病原性抗体の産生を防ぎ、その後のサイトカインの合成を遮断できる可能性があるのです。B細胞は自己免疫研究に用いられることが増えてきています。7
腫瘍学および自己免疫における疾患経路の解明に役立つB細胞除去の臨床研究。
がん免疫療法におけるサーベイランスのための免疫モニタリング
腫瘍微小環境（TME）は、腫瘍の維持と治療への反応において非常に重要な役割を果たしています。TMEは、腫瘍自身、周囲の環境、あらゆる相互作用細胞、そして腫瘍が生存するためにルート変更できる細胞過程で構成されています。これらには、がん幹細胞、浸潤免疫細胞、栄養素を運ぶ血管、シグナル伝達分子、そしてがん細胞が他の部位に移動するのを可能にする細胞外マトリックス（ECM）が含まれます8。
代謝試験における免疫モニタリング
免疫モニタリングは、腫瘍の代謝や、代謝に占める免疫抑制性TMEの割合を明らかにするのに役立ちます。腫瘍は、栄養素を得ることで、重要な代謝経路（例：コレステロール合成、ミトコンドリアによるエネルギー産生、糖代謝）を成長させたり調節したりするのに不可欠なものを補充し、TME内の免疫細胞の機能を発動させることができます。腫瘍細胞とT細胞が同じ栄養素をめぐって闘うことで、TME内免疫細胞の機能が代謝により再プログラミングされます。代謝療法（例：脂質代謝のためのCOX阻害薬、糖代謝のためのmTOR阻害薬）は、TMEが利用できる栄養素を修正します。また、代謝療法は腫瘍浸潤T細胞を再プログラミングして抗腫瘍免疫を再強化することが明らかにされています。腫瘍浸潤免疫細胞の免疫モニタリングからは、腫瘍量や治療効果に影響を及ぼすこれらの細胞の表現型や機能性が明らかとなり、TME内における免疫活性に関する情報が得られます9。
免疫モニタリングにおける課題
保存サンプルか新鮮なサンプルか
免疫細胞マーカーの免疫モニタリングは、検討対象のサンプルやその調製によっては困難を伴う場合があります。例えば凍結保存は、表面タンパク質の構造を変化させ、免疫染色による検出を困難にさせてしまう可能性があるため、一部の実験は、生存状態をより正確に反映している新鮮なサンプルで行うことを優先させます10。また、サンプル調製法も、サンプルの収率やその後の実験の質に影響を及ぼす可能性があります。BD Biosciencesは、検体を採取・処理・分離するためのさまざまなソリューションを提供しています。BD Horizon™ Dri Tumor and Tissue Dissociation Reagent（TTDR）は、優れたエピトープ保存効果により、腫瘍や組織を緩やかかつ効果的に解離します。TTDRは、細胞死を最小限に抑えながら細胞収率を最大限に高めますので、さまざまな腫瘍種を効果的に解離することができ、シングルセル研究が可能になります。
検討対象マーカーの状態
腫瘍免疫学のトランスレーショナルリサーチでは、ペアサンプルの評価により、治療によって引き起こされる免疫応答の検討、初期診断時の静的マーカーの評価、治療期間を通しての動的マーカーの評価などの際に、比較が可能となります。どのような免疫モニタリングツールでもこれらのマーカーの正確な状態を評価することはできますが、困難を伴う場合もあります。
材料またはサンプルの存在量
サンプルの存在量と生存性は、実験設計において重要な役割を果たしており、実験の範囲を限定する場合があります。マルチカラーフローサイトメトリーは、複数マーカーの同時解析を可能にし、サンプルのポテンシャルを最大限に引き出します。貴重なサンプルを効果的に用いるには、パネルを適切に設計することが大いに役立ちます。BD Biosciencesは、そのプロセスを簡易化するpanel design tools and resourcesをいくつか取り揃えています。
