CIK（cytokine-induced killer.中国名：［自己細胞免疫療法］多重サイトカイン誘導キラー細胞）は.ヒト末梢血単核球を複数のサイトカイン（抗CD3モノクローナル抗体.IL-2.IFN-γなど）で一定期間.試験管内で共培養して得られる異種の細胞群である。 この細胞は.CD3+とCD56+の両方の膜蛋白分子を発現していることから.NK細胞様Tリンパ球とも呼ばれ.Tリンパ球の強力な抗腫瘍活性とNK細胞の非MHC制限型殺腫瘍の利点を併せ持つ。 したがって.CIK細胞の使用は.次世代の抗腫瘍性ペリサイト免疫療法の好ましい選択肢であると考えられています。
CIK細胞のエフェクターであるCD3+細胞とCD56+細胞は.正常なヒト末梢血では1～5％と極めて稀である。 [1]
CIKの特徴
CIK細胞に含まれるエフェクターCD3+CD56+細胞は.正常なヒト末梢血では1～5％と極めて稀ですが.in vitroで28～30日間多因子培養することにより.CD3+CD56+細胞が培養前に比べて最大1000倍と急速に増加します。 増殖したCD3+CD56+細胞は.CD3-CD56+NK細胞ではなく.CD3+CD56-T細胞由来であることが実証された。 また.CD3+CD56- T細胞のうち.3つのT細胞サブセット（CD4-CD8+.CD4-CD8-.CD4+CD8+）はいずれもin vitroの多因子培養によりCD56分子の発現を得られることが判明し.正常ヒト末梢血中のCD4+CD8+細胞およびCD4-CD8-細胞レベルが このことは.正常なヒト末梢血中のCD3+CD56+細胞のレベルが極めて低く.そのほとんどが末梢血中のCD4-CD8+T細胞に由来していることからも間接的に示唆されている。 CD4-CD8-T細胞の56%近くが1ヶ月の培養でCD56とCD3の両方を発現することから.これらの細胞もCIK細胞の重要な供給源となる。 CD3+CD56+のCIK細胞とCD8+およびCD8-のCIK細胞を比較したところ.殺腫瘍活性に有意差はなく.CIK細胞の細胞毒性はCD3CD56発現と相関する傾向があるが.CD8発現との相関は見られないことが示唆された。
殺傷原理
CIK細胞は.以下の3つの方法で腫瘍細胞やウイルス感染細胞を殺傷することができます。
①CIK細胞による腫瘍細胞やウイルス感染細胞の直接殺傷：CIK細胞は様々なメカニズムで腫瘍細胞を認識し.グランザイム/パーフォリンなどの毒性粒子を放出し腫瘍細胞を溶解させることができる。
②CIK細胞が放出する多数の炎症性サイトカインには殺腫瘍作用がある：試験管内で培養したCIK細胞は.IFN-γ.TNF-α.IL-2などの様々なサイトカインを分泌し.腫瘍細胞を直接抑制する効果があるだけでなく.身体の免疫システムの反応性を調節することで間接的に腫瘍細胞を殺します。
③CIK細胞は腫瘍細胞のアポトーシスを誘導できる：培養してFasL（II型膜貫通糖タンパク質）を発現させたCIK細胞は.腫瘍細胞膜に発現するFas（I型膜貫通糖タンパク質）と結合して.腫瘍細胞のアポトーシスを誘導する。
CIK細胞の3つの働き
殺腫瘍性
LAK細胞の応用は.現在.腫瘍を消滅させる免疫療法のレジメンとして.メラノーマ.腎細胞がん.非ホジキンリンパ腫.肺がん.大腸がんなどで広く使われている。 LAK細胞は.TILをはじめとするTリンパ球に比べ.増殖に限界があり.殺腫瘍活性も低いため.幅広い殺腫瘍スペクトラムを持つものの.その効果は限定的である。 一方.TIL細胞自体はLAK細胞よりも強力な抗腫瘍活性を持つが.殺腫瘍スペクトルの狭さ.調製の難しさ.採取時の機能変化などにより.その臨床応用は限定的である。 CIK細胞は.上記2種類のエフェクター細胞を用いた一次免疫療法に対して.以下のような独自の利点を有しています。
1.増殖速度が速い
CIK細胞は.IFN-γ.IL-1α.抗CD3.McAb.IL-2などの多因子を培養中に添加すると急速に増殖し.LAK細胞をはるかに凌ぐ。 増殖曲線は培養22日目にピークを迎え.約100倍に増加し.その中でCD3+CD56+細胞の絶対数は1000倍以上に増加しただけでなく.その割合も大幅に増加した。
2.高い殺腫瘍活性
CIK細胞はCD3+CD56+T細胞の異種集団であり.CIK細胞がNK細胞を主体とするLAK細胞よりも強力な殺腫瘍活性を持ち.大量の外因性IL-2の連続投与に頼らなくても生体内での殺腫瘍細胞性が維持できることが多くのin vitro.in vivo実験で証明されています。 Ren HuanとLuらは.in vitroの実験で.腫瘍細胞株に対して同数のCIK細胞はLAK細胞よりやや高いか同程度の殺傷能力を持つが.培養中のCD3+CD56+エフェクター細胞の急速な増殖により.CIK細胞の総殺傷単位（TLU）はLAK細胞の73倍以上となり.CIK細胞の殺傷効率はLAK細胞のそれより著しく高くなったことを明らかにした。 腫瘍クローン形成阻害アッセイでは.CIK細胞の腫瘍細胞阻害のLog指数は2.5-3.5であり.LAK細胞よりも2Log高いことが示された。 CIK細胞の効果は.腫瘍巣の除去.転移の抑制.生存期間の延長において.LAK細胞の効果よりも有意に優れていました。
3.幅広い殺腫瘍スペクトラム
CIK細胞はCD3+CD56+T細胞を主なエフェクター細胞としているが.Tリンパ球の殺傷に対するMHCの制約がない。 細胞株OCI-LY8およびLAM53.ヒト結腸癌細胞株HT-29およびCR75.ヒト腎臓癌細胞株A704）および新鮮な腫瘍組織で強力な殺傷活性を示しました。
4.多剤耐性腫瘍細胞にも同等の感受性
Wolfは多剤耐性細胞株K562/DOXとCCRF-CEM-VBLをアドリアマイシンとビンクリスティンで誘導し.CIK細胞は化学療法剤感受性親細胞および不感症形質転換細胞に対して強力な殺菌作用を示し.二つの比較の間に差はないことが分かりました。
5.殺腫瘍活性はCsAやFK506などの免疫抑制剤の影響を受けない
Mehtaは.免疫抑制剤のCsAやFK506は.CIK細胞の抗CD3モノクローナル抗体を介した脱顆粒過程を阻害することはできるが.CIK細胞の標的細胞誘発脱顆粒には影響を与えず.結果としてCIK細胞の標的細胞に対する殺腫瘍活性は低下しないことを確認しました。
6.正常な骨髄造血前駆細胞に対する最小限の毒性
Seheffoldは.CFU-GM形成アッセイによって骨髄造血前駆細胞に対するCIK細胞の影響を調べ.CIK細胞がK562細胞をグレード3の強度まで殺したが.GM-CFUはグレード1未満しか阻害しなかったことを明らかにした。
また.ホリエモンは.CIK細胞が正常な骨髄系クローン形成にほとんど影響を与えず.赤血球形成の軽度の阻害しか示さないことを実証し.これはCIK細胞自身が分泌する高いレベルのIFN-γと関連していると思われます。
7.腫瘍細胞によって引き起こされるエフェクター細胞のFas-FasLアポトーシスに抵抗する能力
一次免疫療法の失敗の重要な理由は.腫瘍細胞の表面に発現する特定のタンパク質（主にFasL）によって一次エフェクター細胞のアポトーシスが誘導されることが示されているが.CIK細胞はFasが占めるとわずかなアポトーシスは引き起こすものの腫瘍殺細胞作用に大きな影響はない Vernerisの実験では.CIK細胞における抗アポトーシス遺伝子の発現が示唆され.cFLIP.Bcl-2.Bcl-X1.DAD1.サバイビンといった様々な保護遺伝子の転写レベルのアップレギュレーションを検出しました。 また.CIK細胞のFasL合成能力も確認され.生物学的に活性な水溶性FasLがCIK細胞培養の上清に検出されたことから.CIK細胞は生体内のFasL陽性腫瘍によるエフェクター細胞の活性低下.あるいは喪失を打ち消すことができると考えられます。
殺傷活性に影響を与える要因
1.外因性サイトカインの補充
CIK細胞のin vitroでの拡大には.IL-2.IL-7.IL-12などの外因性サイトカインの助けが必要であり.これらはヒト免疫系における様々な抗原特異的細胞の拡大およびその生物活性を制御する。 外因性IL-2.IL-7およびIL-12は.特にIL-2およびIL-7の存在下でリンパ球の増殖を著しく促進することができるが.外因性IL-2.IL-7およびIL-12はCIK細胞の細胞毒性活性に影響を及ぼさない。 外因性IL-2およびIL-7の刺激は.CIK細胞の表面上の対応する受容体の発現を減少させたが.CD28分子はIL-2の存在下よりもIL-7の存在下でより高く発現した。 IL-12はCIK細胞の表面上のICAM-1の発現を減少させ.一方IL-7はCD56の発現を増加した。 IL-7はIL-2と比較してCD4+細胞の割合を有意に増加させた。 外因性IL-2.IL-7.IL-12の培養中に少数のアポトーシス細胞が発生することがありますが.外因性IL-12の添加により.CIK細胞の壊死細胞の割合が増加することを示した研究もあります。
抗CD3McAbは.CIK細胞の培養において重要な役割を果たすだけでなく.白血病やリンパ腫に対するCIK細胞の殺傷感度を高める役割も持っています。レフテロフによる標的細胞への抗CD3McAbのプレインキュベーションはそれに対するCIK細胞の殺傷感度を高め.この増強はFcRに対する抗体（例えば.抗 この増強は抗FcR抗体（例えば抗CD36.抗CD32）によって部分的にブロックすることができ.抗CD3McAbによって引き起こされる殺傷活性の向上がFcRを介した抗体結合と関連していることを間接的に証明する。
2.複数のサイトカイン遺伝子の導入
CIK細胞の拡大は外因性サイトカインに依存しているため.遺伝子導入法により関連遺伝子をCIK細胞に導入すると.外因性サイトカインの使用量が減少するだけでなく.CIK細胞自体の抗腫瘍活性が増加する。
IL-7：改良型アデノウイルス遺伝子導入システムを用いて.FitkeはCIK細胞にヒトIL-7遺伝子をトランスフェクトし.トランスフェクトした細胞は1,100pg/106cell/24時間まで高濃度のIL-7を合成することを発見しました。 . 外因性IL-7の発現は.CIK細胞による他のサイトカイン.特にTNF-αの分泌も変化させたが.これはin vitroでトランスフェクトしていないCIKにIL-7を添加した場合には観察されなかった。 ICAM-1などの殺細胞活性に関連する様々な表面抗原は.トランスフェクトしたCIK細胞の表面では.トランスフェクトしていないCIK細胞と比較して有意な変化は見られなかったが.腎臓癌.悪性黒色腫.結腸癌などの様々な腫瘍細胞株の殺傷能力は.トランスフェクトしたCIK細胞はトランスフェクトしていないCIK細胞と比較して著しく向上した。
IL-2：Luらは.CIK細胞培養中のCD56分子の発現はIL-2に依存するが.IL-2の存在のみでは培養CIK細胞の表現型変化の大きさが減少することを発見した。 CIK細胞のin vivo治療には.in vitroでのIL-2の継続的な供給は必要ないとする実験もあるが.Zollらの結果は.in vitroでの培養中のIL-2がCIK細胞の増殖と殺傷機能を促進することを示している。 Schmidt-Wolfは転移性固形腫瘍の治療用にヒトIL-2遺伝子の断片を含む組み換えプラスミドをCIK細胞に電気穿孔で導入し.トランスフェクション後 この細胞は高レベルのIL-2を分泌した（330-1,800 pg/106cell/24h.平均836 pg/106cell/24h）。 トランスフェクションの前後でCIK細胞表面の各種膜タンパク質の発現に大きな変化はなかったが.in vitroアッセイではトランスフェクションしたCIK細胞の増殖率および殺細胞活性がトランスフェクションしていない細胞よりも高かった。
準備工程
CIK細胞は.患者から末梢血を採取し.37℃.5％のCO2インキュベーターで2時間培養した後.高速遠心分離で分離し.懸濁液として回収し.CD3モノクローナル抗体.IFN-R.IL-2などの各種サイトカインとともにin vitro（生体内環境を模擬）で培養し.培養液は2-3日毎に交換した。 7日目.11日目.13日目.15日目に採取したCIK細胞は.CD3+細胞とCD56+細胞が急速に増加し.培養前に比べて最大で1000倍まで増加したことが確認されています。
歴史
1985年.アメリカの外科医が.試験管内でIL-2を大量に投与すると.リンパ球をLAK細胞という強い殺腫瘍効果を持つ細胞に培養できることを初めて発見しました。 その後.CD3に対するモノクローナル抗体を培養液に添加すると.この細胞の殺腫瘍活性が10倍以上になり.また.拡大した細胞の数も大幅に増加することが発見され.この細胞をCD3AKと呼ぶことになった。 この細胞はCIKと呼ばれ.LAKよりも増殖率が高く.病原性が高い。
CIK細胞は.1991年にスタンフォード大学のSchmidt Wolfらによって初めて報告されました。
国内での臨床応用と関連する政策・規制
1996年には早くも中国でCIK細胞治療技術の臨床応用に関する研究論文が発表され.中国国内の100以上の医療機関がこの治療技術に関する臨床応用や研究を行っています。
中国および海外における細胞治療の臨床応用の進展に伴い.2009年5月1日に衛生部が発表した「医療技術の臨床管理および応用に関する弁法」では.「自己免疫細胞治療技術」が第三類医療技術に指定されています。 [CIK細胞療法はリレー細胞免疫療法の一種で.CIK細胞の溶解はMHC非制限.すなわち腫瘍の組織型に制限されないため.あらゆる腫瘍を殺すことができるが.抗原発現量の多いがん.例えば骨髄性白血病.メラノーマ.腎細胞がん.転移性腎がん.非ホジキン病などに最も有効である。 リンパ腫など。 その他.肺がん.大腸がん.乳がん.肝臓がん.胃がん.大腸がんなどにも有効です。CIK細胞療法は.がんのステージを問わず患者さんに適していますが.早期の腫瘍や手術・放射線治療後の腫瘍量が少ない患者さんにはより効果的です。 手術.放射線治療.造血幹細胞移植後の患者さんの小さな残存病変の除去.がん細胞の拡散や再発の防止.患者さん自身の免疫力の向上.毒性反応の低減などに重要な役割を果たします。 CIK細胞療法は.手術に適さず.放射線療法や化学療法に耐えられない中・進行腫瘍の特定の患者さんに対して.生活の質を向上させ.腫瘍による生存期間を延長させることができます。
特徴
1.CIK細胞は急速に増殖し.抗腫瘍活性細胞は大量に増殖し.その細胞活性は大幅に向上します。
2.CIK細胞は腫瘍を認識する機構を持ち.正常な細胞には毒性を示さない。
3.幅広い殺腫瘍スペクトルを持ち.白血病.リンパ腫.肺がん.胃がん.腸がん.その他多くの腫瘍の治療に使用でき.多剤耐性腫瘍細胞に対しても同様に感受性があります。
4.個別化生物学的療法の典型的なモデルである。 また.この細胞を体内に戻す注入は.体の免疫力を高め.特異的な抗ウイルス作用をもたらすため.腫瘍治療において二重の効果を発揮する。
5.CIK細胞は活性化された自己細胞であるため.非常に安全に使用することができます。
CIK細胞は.直接的に腫瘍細胞の増殖を抑制し.直接的な殺傷作用と様々なサイトカインの分泌によりアポトーシスを誘導する。 殺傷機能を果たす細胞の多くは輸血直後にその機能を発揮し.半減期は約2週間から1ヶ月です。 輸注された細胞には.数年から数十年生存するメモリー細胞も含まれており.対応する刺激に遭遇すると.生体内で速やかに活性化して標的細胞を殺傷する。 したがって.CIK細胞療法のコース間隔は原則1ヶ月で.初回は1ヶ月の間隔で3コース連続.その後は6ヶ月に1コース行うことが推奨されています。