肺がん脳転移の「免疫の壁」を併用免疫療法が乗り越える可能性―脳転移の免疫抑制環境と免疫療法の作用を解明―

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2026-07-08 京都大学

京都大学と名古屋大学などの共同研究グループは、非小細胞肺がんの脳転移で免疫療法が効きにくい原因となる「免疫排除型」の腫瘍微小環境を解明し、抗PD-1抗体と抗CTLA-4抗体の併用療法がこの免疫の壁を克服できる可能性を示した。患者検体、臨床データ、マウス脳転移モデル、単一細胞RNAシーケンスを組み合わせて解析した結果、脳転移巣ではCD8陽性T細胞や三次リンパ様構造(TLS)が乏しく、免疫応答が抑制されていることが判明した。一方、マウスでは併用療法によりCD8陽性T細胞の浸潤と細胞傷害活性が増強され、腫瘍増殖の抑制と生存期間の延長が確認された。また、TLSに類似した免疫細胞集簇の形成も認められ、局所免疫応答の再構築が示唆された。臨床データでも、脳転移を有する患者では抗PD-1抗体単独療法の成績が不良だった一方、併用療法では脳転移の有無による明確な差はみられなかった。ただし臨床解析は後ろ向き研究であり、マウス実験の結果も含めて前向き臨床試験による検証が必要である。本研究は、肺がん脳転移に対する新たな免疫療法戦略やバイオマーカー開発につながる成果として期待される。

肺がん脳転移の「免疫の壁」を併用免疫療法が乗り越える可能性―脳転移の免疫抑制環境と免疫療法の作用を解明―
研究内容の概念図。非小細胞肺がん脳転移巣は細胞障害性T細胞浸潤・三次リンパ様構造形成が乏しい免疫抑制性の微小環境を有しているが、抗PD-1抗体と抗CTLA-4抗体の併用により免疫抑制性の微小環境を覆すことで有効性を示す可能性がある。作成:細谷和貴

<関連情報>

抗PD-1抗体と抗CTLA-4抗体の併用療法は、CD8 + T細胞応答を増強し、三次リンパ組織の形成を促進することにより、非小細胞肺癌脳転移における免疫排除を克服する Anti-PD-1 plus anti-CTLA-4 blockade overcomes immune exclusion in NSCLC brain metastases by enhancing CD8+ T cell responses and promoting tertiary lymphoid structure formation

Kazutaka Hosoya,Hiroaki Ozasa,Takahiro Tsuji,Masahiro Oi,Yusuke Shima,Keiichiro Suminaga,Kentaro Hashimoto,Hiroshi Yoshida,Tomoko Funazo,Hitomi Ajimizu,Takashi Nomizo,Hironori Yoshida,Hiroyuki Katsuragawa,Kentaro Tsuji,Noritaka Sano,Shigeki Takada,Yohei Mineharu,Shigeto Nishikawa,Toshi Menju,Akihiko Yoshizawa,Yoshiki Arakawa,Hiroaki Wake & Toyohiro Hirai
Nature Communications  Published:07 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-74782-7

Abstract

Brain metastases (BrMs) in non-small cell lung cancer (NSCLC) respond poorly to anti-PD-1 monotherapy, but the underlying immune resistance remains incompletely defined. Here we integrate clinical outcome analyses, paired human tissue profiling and syngeneic mouse models to characterize the BrM immune microenvironment. Clinical analyses suggest improved intracranial disease control with nivolumab plus ipilimumab compared with nivolumab alone. Paired human specimens show that BrMs contain fewer cytotoxic T lymphocytes (CTLs) and tertiary lymphoid structures (TLSs) than primary tumors, defining an immune-excluded phenotype. A syngeneic BrM model recapitulates this phenotype and resists anti-PD-1 monotherapy, whereas combined anti-PD-1 and anti-CTLA-4 blockade suppresses tumor growth and prolongs survival. Single-cell RNA sequencing, flow cytometry and immunofluorescence show increased CTL infiltration and effector function after combination therapy. CD8+ T cell depletion abrogates therapeutic benefit, and combination therapy expands T follicular helper-like cells and induces TLS-like structures. These findings manifest increased adaptive immune response of dual checkpoint blockade in NSCLC BrMs.

医療・健康
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