モダンメディア

51巻9号 2005〔医学検査のあゆみ − 5〕 229

医学検査のあゆみ ─ 5

モノクローナル抗体を使った悪性疾患診断に関して
東京大学医学部附属病院 検査部

東克巳

Ⅰ．造血器腫瘍診断におけるモノクローナル抗体の応用

はじめに今回，モダンメディアに「医学検査のあゆみ」シリーズが企画された。この企画は「臨床検査ひとく

1．造血器腫瘍細胞診断に使用されるモノクローナル抗体の種類

ちメモ」シリーズの中から，以前掲載された時代から現在までの変遷，現状に関して紹介するものであ

臨床的に最も広く用いられているのは細胞表面抗る。本稿では 18 年前に狩野恭一先生（前東京大学

原や細胞質内抗原に対する抗体である。その他にも医科学研究所教授）がご執筆された「モノクローナ細胞周期やアポトーシスの解析に用いる抗 BrDU

ル抗体は悪性腫瘍の診断にどのように役立ったか」

モノクローナル抗体，増殖マーカーである PCNAを取りあげることになった（第 33 巻７号掲載）。

（proliferating cell nuclear antigen）や c-myc など癌狩野先生が 18 年前，モノクローナル抗体の紹介と将来の応用について述べられているが，現在，ま遺伝子関連タンパク質に対する抗体，サイトカインに対する抗体など多数ある。

さにその予言が適中している。モノクローナル抗体

ただし，抗体を選択する場合は，同じ抗原に対すは悪性腫瘍の診断に限らず，医学のあらゆる分野る抗体であっても抗体によっては反応性が異なる可で，種々幅広く利用されている。

能性があるので注意が必要である。この点は，モノ一方，血液関連部門でも造血器腫瘍の診断や研究

クローナル抗体のピットフォールの１つでもある。

におけるツール（道具）の 1 つとして必須のモノク

新しい抗体についての情報は白血球抗原についてのローナル抗体の開発もフローサイトメトリー

書籍やホームページ 6，7）の他，抗体を取り扱ってい（FCM：flow cytometory）なくしてはここまで発展る会社に問い合わせると参考になる。

しなかったと思われる。特にヒト造血前駆細胞に対する特異性の高いモノクローナル抗体の開発が積極

1）白血球抗原に対する抗体的に行われ，両者が両輪となってうまく噛み合って（1）CD 分類

造血器腫瘍診断に大いに貢献し，揺るがない臨床的造血器細胞の表面には抗原レセプター，細胞接評価を受けるようになってきた。FCM についての着分子，サイトカインレセプター，補体レセプタ

原理や新しい技術についての詳細は成書ー，Fc レセプターなど種々の分子が存在し機能1）や文2 〜 5）を果たしている。これらの分子に対する非常に多モノクローナル抗体の応用については，前述した

くのモノクローナル抗体が作製されており，国際ように現在ではあまりにも広い分野で用いられていワークショップ（International Workshop on Hu-

るので，今回は特に造血器腫瘍におけるモノクロー

man Leukocyte Differentiation Antigen）によってナル抗体の診断および治療などの応用に限定して述これらを cluster として整理分類し，統一的 CDべさせていただく。

（cluster of differentiation ）番号がつけられてい献を参照されたい。

る。2004 年の第 8 回ワークショップで CD 番号が 339 に達した 8）。CD 番号は当初，モノクロー（ 19 ）

230

ナル抗体の分類番号として用いられたが，やがてどをも組み合わせて解析し，造血器腫瘍細胞の帰属対応する抗原分子についても用いられるようになを推定するものである。

った。

また，ある表面抗原を持った細胞亜群が増加している場合，その細胞集団がクローナルな細胞増殖で2）造血器腫瘍細胞の免疫学的細胞表面抗原検索あることを証明することにより腫瘍性増殖が確定す（immunophyenotyping）の原理

る。FCM は clonality の存在は推定できる。しかし，白血病やリンパ腫など造血器腫瘍の分類は，従厳密には，種々の検索を行い総合的に判断する必要来，腫瘍細胞の細胞形態分類に主眼がおかれていたがある。

が，治療法の開発により治療方針決定や予後推定の（1）分化抗原解析による腫瘍細胞帰属の診断ために腫瘍細胞の起源まで求められるようになって白血病の病型診断は細胞化学的手法が使用さきている。

れ，例えばペルオキシターゼ反応（POD）を利細胞表面上には種々の抗原基が発現している。特用してリンパ性白血病か骨髄性白血病かの分類がに血液細胞では造血幹細胞から種々の系統の細胞に行われている。しかし，急性白血病分類の１つで分化する際に，細胞分化成熟度に応じた抗原基の種ある FAB 分類の M0 は POD3％以下であり，従類や発現時期について多くの知見が集積されてい来であればリンパ系白血病に分類されていた。現る。

在では細胞表面抗原を検索し，マーカーの CD13

図 1 〜 3 に各種造血細胞の分化成熟度に伴う細もしくは CD33 が陽性で CD19，CD20 が陰性で胞表面抗原基の推移を示した 。

あれば骨髄性白血病として治療が開始される。

9）

これらの情報を用いて細胞の帰属を推測する手法

M7 も M0 と同様，POD3% 以下であり，表面抗がモノクローナル抗体を応用したフローサイトメト原検索が重要である。すなわち，モノクローナルリーの重要な仕事の１つである。ＦＣＭによる造血抗体がなければ正確な白血病病型診断ができない器腫瘍細胞の帰属を推定する原理は，ただ１つの細ことになる。このように診断直後から行われる緩胞表面抗原を検索することにより細胞の帰属を決定

解導入のための治療薬剤選択にも重要な情報を提することは困難であるが，いくつかの抗体を用い，供する。

すべてが陽性でなくても抗原基が陰性を示すことな

リンパ系幹細胞

pro-B細胞

TdT

TdT

リンパ性白血病や悪性リンパ腫では，骨髄性白pro-B細胞未熟B細胞IgM H鎖IgM
代替L鎖
TdT

成熟B細胞
IgM

抗体産生細胞IgD

l TdT
IgG, A, E

CD34

CD9
CD10

表面抗原

CD19
CD20
CD21
CD22
CD38

CD38

HLA-DR

H鎖遺伝子再構成

DJ

IgM

VDJ

L鎖遺伝子再構成

VJ

図１ B リンパ球の分化過程と表面抗原の変化（ 20 ）

IgG, A, E

231

成熟胸腺細胞

成熟T細胞

CD4

リンパ系幹細胞

前胸腺細胞

未熟胸腺細胞

共通胸腺細胞

TdT

TdT

TdT

TdT

CD34

Th/i

Ts/c

CD1

HLA-DR

CD8
CD38
CD7
CD2
CD5
CD3
細胞質CD3Tc再構成
Tb再構成
Ta再構成

図２ T リンパ球の分化過程と表面抗原の変化

骨髄芽球

CFU-GM

多能性幹細胞

CD34
CD117
CD126

CD11b単芽球

前単球

BFU-E

CFU-E

CD33
CD34
CD117

単球

CFU-MEG

CD116
CDw123
CD126

赤血球

CD35
CD44
CD59

CD36

CD33
CD34

図３好中球

HLA-DR
CD11b
CD13
CD14
CD15
CD33
CD64
CD115
CD116
CDw123
CD124
CD126

CFU-GEMM

HLA-DR
CD33
CD34
CD116
CD117
CDw123
CD126

骨髄球

HLA-DR

CD13
CD15
CD33
CD114
CD116
CDw123
CD124
CDw125

HLA-DR
CD15
CD33
CD34
CD64
CD114
CD115
CD116
CDw123
CD124
CDw125

前骨髄球

巨核球

CD9
CD14
CD36
CD41CD42
CD61

血小板

CD49

骨髄系細胞の分化過程と表面抗原の変化（ 21 ）

232

血病のように形態学的特徴がそれほど明確でない

それに造血器腫瘍細胞解析に用いられる推奨抗体がため細胞表面抗原検索は必須の検査項目となる。

提示されているので表 1，2 に示す。

細胞化学的手法と細胞表面抗原検索を組み合わ造血器腫瘍細胞の免疫学的細胞表面抗原検索用のせて解析評価することにより，高価なモノクロー

標準的なパネルはまだどこの国もコンセンサスが得ナル抗体の種類をできるだけ少なくし，より正確られていない。

な細胞系列と細胞の分化段階を決定することがで

Ⅱ．モノクローナル抗体を用いた分子標的治療

きる。
（2）Mixed lineage leukemia
造血器腫瘍細胞では正常な分化段階では発現し前述してきたように，近年，悪性腫瘍は免疫学的てこない抗原基や骨髄性白血病でありながらリン手法，分子生物学的手法や遺伝子学的検索が急速にパ系の抗原基を発現する場合がある。例えば骨髄進歩し，腫瘍細胞のキャラクターが解明されつつあ性白血病の 1 個の細胞表面上に CD13 や CD33 とる。それに伴い，それぞれの腫瘍細胞に応じた，テCD19 や CD10 の抗原基を発現したり，逆にリンーラーメイドの理論的な治療法が開発されようとしパ性白血病でありながら CD13 や CD33 の抗原基ている。造血器腫瘍分野では，特に腫瘍細胞の進展を発現したりする biphenotypic leukemia がある。に関与している特定の分子あるいは腫瘍細胞に特徴

例えば腫瘍細胞が CD13，33 陽性と CD10，19的な抗原を発現している分子を標的とした分子標的

陽性が別々の population でみられる bilineage leu-治療が行われ，すでに，一部の腫瘍において大きなkemia がある。

成果をあげているものもある。

いずれにしてもこれら mixed lineage leukemia

分子標的治療の先駆けは，おそらく 1988 年上海は細胞表面抗原検索を行わなければ診断がつかな

大学より急性前骨髄性白血病（APL：acute promy-い病型である。

elocytic leukemia） に 対 し て all-trans retinoic acid（3）Monoclonality の検索（ATRA） が 投 与 さ れ， 播 種 性 血 管 内 凝 固 症 候 群

モノクローナル抗体を用いた FCM 解析のみで（DIC：disseminated intravascular coagulation）をさ

clonality の検索はなかなか困難であることは前述

ほど増強せず高率に 寛解導入されたことであろした。しかし，例えば，成熟 B 細胞性リンパ腫う 11）。フランスや日本での追試の結果でも高い寛で細胞表面免疫グロブリン陽性であり，特に im-解率が得られた 12，13）。当初は分化誘導療法としてmunoglobuline 軽鎖の単一発現（偏り）があれば受け入れられていた。ATRA が分子標的治療であるそれだけで clonality の証明が可能な場合がある。

ことが証明されたのは 1990 年である。

（4）微小残存病変（MRD：minimal residual dis-

分子標的薬は細胞内情報伝達系あるいは細胞周期ease）の検出に作用するもの，特定の分子に対する抗体を用いる近年，造血細胞に対する種々の増殖に関与するものなどが開発されている。ここでは抗体を用いるサイトカインが治療に応用されるようになり，造ものについて述べる。

血器腫瘍に対しても強力な抗癌剤治療が行われる

1．Rituximab14）

ようになった。それにつれ，造血器腫瘍では，微小残存病変の検出が重要な課題となってきてい1）rituximab の作用機序る。この検出にも FCM によるモノクローナル抗悪性腫瘍の抗体療法は，血液疾患分野では悪性リ体の威力が発揮される。腫瘍細胞に対する特異抗ンパ腫に対する抗 CD20 抗体で許可された。CD20原が存在する場合，1 万個に 1 個腫瘍細胞が混入

は B 細胞系で細胞表面に発現するが，前駆細胞としていても確実に検出可能である。

形質細胞には発現していない。また，B 細胞系腫瘍細胞で CD20 が発現している悪性リンパ腫には効果

3）造血器腫瘍細胞解析によく使用される抗体的である。

わが国の日本臨床検査標準協議会（JCCLS）から造血器腫瘍細胞解析のガイドラインが提唱されRituximab は，マウス / ヒトキメラ型抗 CD20 抗，10）体で，CD20 と結合することで抗体依存性細胞介在（ 22 ）233

表１ 白血病の解析に用いられる抗体【急性白血病のための抗体】
主に B リンパ球と反応
CD19：B リンパ球系 ALL のほとんどすべてに発現，骨髄性白血病でも時に陽性
CD20：CD19 よりは低頻度
CD22：通常発現しているが dim，細胞質により強く発現CD10：B リンパ球系 ALL の多数に発現，T-ALL でも発現例がみられる
CD79a：B リンパ球系 ALL の大部分に発現，骨髄性白血病でも発現例がある（例えば M3 など）
SmIg M，monoclonal immunoglobulin light chain: B リンパ球系 ALL の一部に発現
主に T リンパ球系と反応
CD2：T-ALL の大部分に発現，骨髄性急性白血病でも発現例あり
CD5：T-ALL の大部分に発現しているがしばしば dim
CD7：T-ALL で最も高頻度に発現，骨髄性急性白血病の一部にも
CD3：発現頻度は高くないが T リンパ球に特異的，細胞質内 CD3 は T-ALL の最も特異的で sensitive なマーカー
CD1：しばしば発現，CD4，CD8 を同時に発現することも
CD71：大部分で陽性
CD38：大部分で陽性
主に骨髄系細胞と反応する抗体
CD13and/orCD33：骨髄性白血病のほとんど全例で発現，しばしば ALL（T，B）でも
CD14：単球系への分化を示す骨髄性白血病でしばしば陽性，リンパ性白血病の一部でもCD15，CD11b：分化傾向を示す骨髄性白血病で陽性
CD41，CD61：巨核芽球性白血病の診断に有用
Glycophorin：赤白血病の診断に有用
CD34：stem cell のマーカー
HLA-DR：AML，B-ALL のほとんどで陽性，T-ALL，APL ではしばしば陰性
TdT：ALL（T，B）の大多数で陽性，AML でもしばしば陽性
AntiMPO，CD65，CD117：骨髄性白血病で陽性【慢性リンパ性白血病やリンパ腫のための抗体】
主に B リンパ球と反応細胞表面免疫グロブリン：light chain restriction を示す
CD19，CD20，CD22，CD37：B-ALL で通常陽性
CD10：follicular center B cell から発生したリンパ腫や白血病で陽性 B-CLL では陰性
CD23，CD5，CD20：CLL/SL(small lymphocytic lymphoma) と MCL（mantle cell lymphoma) の鑑別にCLL/SL：CD23 ＋，CD5 ＋，dimCD20
MCL：CD23 −，CD5 ＋，bright CD20
CD103：hairy cell leukemia で陽性
CD25 と CD11c：同時に発現すると hairy cell leukemia に特徴的
主に T リンパ球と反応
CD3，CD2，CD5：T-CLL の大部分で陽性
CD8 or CD4：T-CLL の大部分はどちらかが陽性
CD5：B 細胞性白血病，リンパ腫の一部，特に B-CLL で陽性
CD7：T 細胞性腫瘍でしばしば消失
abTCR：T 細胞性リンパ腫の大半で陽性
主に骨髄系細胞と反応する抗体，その他
CD11c：B-CLL の一部，特に hairy cell leukemia で陽性
CD34：CLL(T,B) では常に陰性
CD56，CD57：large granular lymphoproliferative diseae でしばしば陽性
CD25，CD30，HLA-DR：transformed lymphocyte 由来のリンパ腫でしばしば陽性
CD38：形質細胞性腫瘍でしばしば陽性（ 23 ）

234

表２ 白血病タイピングの推奨パネル
系統検索パネル

分化段階検索パネル

異常発現マーカー

骨髄系

CD13，CD33，cMPO

CD11c，CD14，CD15，
CD64，CD65，CD117

CD10，CD19，CD56

T 細胞系

CD2，CD7，cCD3

CD1a，CD4，CD5，CD8，
CD25

CD33

B 細胞系

CD19，cCD79a

CD10，CD20，CD23，SmIg，
cCD22

CD5，CD33

その他

CD34，HLA-DR

CD38，CD41a，CD56，
CD61，CD71，Glyco-A*c：cytoplasmic，MPO：myeloperoxidase，SmIg：surfacemembrane immunoglobulin, Glyco-A：glycophorin-A性細胞傷害（ADCC）および補体依存性細胞傷害細胞内へと侵入し，calicheamicin が分離して細胞（CDC）により細胞傷害を起こす。

傷害を来すメカニズムである。

2）rituximab の治療

2）Gemtuzumab ozogamicin の治療

低悪性度 B 細胞リンパ腫の濾胞性リンパ腫などで良好な奏効率がみられる。しかし，rituximab 単

まだ治験の段階であり，治療成績については報告をまたなければならない。

独で使用されることは少なく，悪性リンパ腫に標準おわりに的 な CHOP 療 法 と の 併 用 療 法，R-CHOP や R-ESHAP が行われている。
また，最近，凝固因子に対する抗体産生症例に応モノクローナル抗体の応用について，特に造血器用した文献もみられるようになり，新たな治療も検腫瘍に限定し，狭い範囲ではあるが現状を述べさせ討されている。ていただいた。

本剤の投与後数日で，末梢血での腫瘍細胞はみら狩野先生の先見の明は鋭く，現在，18 年前に先れなくなるようである。また，本剤はウマで抗体を生が推測されたような状況である。もちろん，この作製しているため，異種蛋白投与となり好酸球の増ようなモノクローナル抗体の開発には他分野の技術加がみられることがある。の研究努力があったことはいうまでもない。
モノクローナル抗体は確かにエピトープに対し特2．Gemtuzumab ozogamicin15）

異的に反応するかもしれないが，細胞診断に際して1）Gemtuzumab ozogamicin の作用機序はピットフォールが存在することも忘れてはならな

Gemtuzumab ozogamicin は前者とは少し趣を変えた薬剤である。いわゆるミサイル療法と呼ばれい。また，数種類の高価な抗体を使用しないと診断できないことは改良の余地があろう。

る。

理想的なモノクローナル抗体は，腫瘍細胞に対し抗 CD33 抗体に強力な抗癌剤を結合させ，細胞表特異的にただ 1 つの抗体で診断でき，それが治療に面に CD33 を発現している細胞を抹消するものであ応用できることであろう。すなわち，真のテーラーる。したがって，腫瘍細胞に CD33 が発現しているメード治療法の確立に寄与できるようになることとことが条件である。当然，CD33 抗原を発現してい言えよう。

る正常細胞も抹消されるが，正常造血幹細胞は，

文

CD34 抗原は発現しているが CD33 は発現していな

献いために抹消されないことを特徴とする。また，非造血細胞も CD33 を発現していないために抹消されない。
抗 CD33 抗体には calicheamicin が結合してあり，腫瘍細胞表面の CD33 と抗体が結合すると速やかに

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