細胞治療（CAR-T・iPS）Research × Nonclinical
細胞治療（CAR-T・iPS）の研究・非臨床マップ
細胞ソース・構築物設計、体内動態と造腫瘍性・CRSの評価。 探索・設計から安全性・非臨床まで、そのモダリティのやり方で通しで追えます。
15トピック155装置・試薬の代表例4ワークストリーム
探索・設計
狙う疾患メカニズムと標的を決め、モダリティ抗体・低分子・核酸・細胞治療など、医薬品の種類・創薬手法の区分。詳しく →を選び、分子・ベクター・細胞を設計して候補を絞り込みます。ここでの選択が、後段の評価の仕方をすべて規定します。
- やること（手法・実験）腫瘍細胞表面抗原の腫瘍特異性を最重視。オンターゲット/オフターゲット（正常組織発現）と抗原逃避のリスクを評価。iPS由来では分化細胞の機能標的を設定読み出し・指標表面抗原の腫瘍特異性・均一性、正常必須組織の非発現、抗原密度留意点正常組織にも発現するとon-target/off-tumor毒性。抗原ダウンレギュレーションによる再発深掘り標的選定と疾患仮説
モダリティ選択
標的と適応に対して、どのモダリティ抗体・低分子・核酸・細胞治療など、医薬品の種類・創薬手法の区分。詳しく →が最も適しているか
やること（手法・実験）患者／ドナー由来の細胞を遺伝子改変（CAR特定の抗原を認識するよう設計し、細胞に導入して指向性を与える人工の受容体。詳しく →導入など）し、「生きた薬」として投与します。体内で増殖・持続し、血液がんで顕著な効果を示します読み出し・指標投与後の細胞の生着・増殖と持続（PKではなく細胞動態として評価）、深く長い奏効留意点自己由来では個別化製造となり、コストや製造期間が課題です。固形がんでは腫瘍浸潤や微小環境が障壁となり、CRSや神経毒性（ICANS）の管理も必要です深掘りモダリティ選択ガイド分子・ベクター・細胞設計
配列・抗原・LNPmRNAなどを包んで細胞へ届ける脂質の微粒子。全身投与では肝細胞に取り込まれやすい。・ベクター・細胞をどう設計するか（モダリティ抗体・低分子・核酸・細胞治療など、医薬品の種類・創薬手法の区分。詳しく →別の設計変数と目標）
やること（手法・実験）CAR特定の抗原を認識するよう設計し、細胞に導入して指向性を与える人工の受容体。詳しく →構造（抗原認識scFv重鎖と軽鎖の可変ドメインを短いペプチドリンカーでつないだ1本鎖の抗体フラグメント。多価化しやすい。詳しく →・ヒンジ／スペーサー・膜貫通・共刺激ドメイン（CD28／4-1BB）・CD3ζ）の設計と、遺伝子導入法（レンチウイルス分裂していない細胞にも遺伝子を組み込めるレトロウイルスベクター。CAR-Tで広く使われる。詳しく →／レトロウイルス／トランスポゾン／CRISPR等のノックインゲノムの狙った座位に目的の遺伝子を組み込むこと。挿入位置を制御でき挿入変異リスクを抑える。詳しく →）の選択読み出し・指標抗原特異的細胞傷害活性、増殖・持続性（persistence投与したベクターや細胞が体内にどれだけ長く残り続けるか。分布・sheddingと一体で評価する。）・メモリー分化、サイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →分泌プロファイル、導入効率・コピー数（細胞動態を評価）深掘り分子・ベクター・細胞設計候補スクリーニング
候補分子・ベクター・細胞をどう絞り込むか（一次スクリーニングの設計）
やること（手法・実験）CAR特定の抗原を認識するよう設計し、細胞に導入して指向性を与える人工の受容体。詳しく →／TCRT細胞が抗原を認識する受容体。他家CAR-Tではこれを壊してGvHDを防ぐ設計がある。詳しく →や分化細胞の候補構築体を、標的発現株に対する機能的スクリーニングで評価。フローサイトメトリー・セルソーター・シングルセル分注で細胞集団を選別し、細胞傷害アッセイやサイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →分泌（ELISA抗原と抗体の結合を酵素反応による発色などで検出し、目的の物質の有無や量を測る手法です。不純物や力価の測定に広く使われます。詳しく →／マルチプレックス）で機能を測定。読み出し・指標抗原特異的細胞傷害、サイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →産生（IFN-γ等）、増殖・持続性、分化・純度・表現型マーカー、標的陰性株での非特異反応留意点ドナー間・ロット間ばらつきが大きく、機能の絶対値より標的依存性・再現性で順位づけする方が安定します。
薬効・作用機序
標的に結合し・細胞に入り・狙った作用が出るかを、細胞から動物モデルまでで確かめます。「効くか」の中身はモダリティ抗体・低分子・核酸・細胞治療など、医薬品の種類・創薬手法の区分。詳しく →ごとに大きく変わります。
結合・取り込み・発現評価
標的に結合し、細胞に入り、意図した分子効果（発現・ノックダウン）まで到達するか
やること（手法・実験）標的抗原の陽性・陰性細胞株を用い、抗原特異的な認識・活性化を評価。共培養でサイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →産生（IFN-γ等をELISA抗原と抗体の結合を酵素反応による発色などで検出し、目的の物質の有無や量を測る手法です。不純物や力価の測定に広く使われます。詳しく →/ELISpot）、脱顆粒（CD107a）、抗原依存的な細胞傷害（LDHピルビン酸と乳酸を相互に変換する酵素。過剰なピルビン酸を乳酸へ流す働きをする。詳しく →放出やフロー系細胞傷害アッセイ）を測定。免疫シナプス形成を確認する場合もあります。読み出し・指標抗原特異的細胞傷害率、サイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →産生量、活性化・脱顆粒マーカー、抗原依存性留意点抗原陰性細胞で応答がないこと（特異性）と、抗原密度に依存した応答を併せて示すことが、認識の妥当性評価の要点です。- やること（手法・実験）CAR-T患者や健常ドナーのT細胞にCAR（キメラ抗原受容体）を導入し、がん細胞を攻撃させる細胞治療。詳しく →は標的抗原陽性/陰性標的細胞に対する抗原特異的細胞傷害、サイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →産生、抗原刺激下の増殖を評価。細胞傷害はルシフェラーゼ/フローベースのキリングアッセイ、サイトカインはIFN-γ等のELISA抗原と抗体の結合を酵素反応による発色などで検出し、目的の物質の有無や量を測る手法です。不純物や力価の測定に広く使われます。詳しく →/多重測定、増殖はエフェクター:標的比での拡大を測定読み出し・指標抗原特異的キリング率（E:T比依存）、IFN-γ等サイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →産生量、抗原刺激下の増殖・持続性深掘り中和・機能アッセイ
- やること（手法・実験）in vitro生きた動物の体外で、試験管やシャーレなどを用いて細胞・組織・分子レベルで行う実験を指す用語。詳しく →で抗原特異的な細胞傷害・サイトカイン産生・増殖を確認し、in vivoはヒト腫瘍を移植した重度免疫不全マウス（NSG等）にヒトCAR-T患者や健常ドナーのT細胞にCAR（キメラ抗原受容体）を導入し、がん細胞を攻撃させる細胞治療。詳しく →細胞を投与するxenograft系で評価します。ヒト免疫系再構築（ヒト化）マウスを用いる場合もあります。同種異系や自家の設定、標的抗原のヒト特異性で系が制約されます。読み出し・指標抗原特異的細胞傷害・サイトカイン、in vivoでの腫瘍制御・生存、投与細胞の生着・persistence投与したベクターや細胞が体内にどれだけ長く残り続けるか。分布・sheddingと一体で評価する。・増殖留意点免疫不全マウスはヒト免疫系全体を再現せず、CRSなど毒性・持続性の予測に限界があります深掘り薬効モデル評価
バイオマーカー・PD評価
作用が体内で起きているか（薬効・作用機序薬が効果を発揮する仕組み。抗体医薬ではADCCやCDCなどが該当し、アッセイで裏づける。詳しく →の発現）を、どのマーカーと測定法で読むか
やること（手法・実験）投与細胞の体内動態（拡大・持続）をqPCR/ddPCR（ベクター/導入遺伝子ベクターで細胞に運んで働かせる目的の遺伝子。詳しく →コピー数）やフローサイトメトリー細胞を一つずつ測定し、表面マーカーや性質を調べる手法です。細胞の種類・純度・活性の確認に使います。詳しく →で追跡。薬理マーカーとして血中サイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →（ELISA抗原と抗体の結合を酵素反応による発色などで検出し、目的の物質の有無や量を測る手法です。不純物や力価の測定に広く使われます。詳しく →/多項目イムノアッセイ）や標的細胞の消失（例：CD19 CAR-T患者や健常ドナーのT細胞にCAR（キメラ抗原受容体）を導入し、がん細胞を攻撃させる細胞治療。詳しく →でのB細胞アプラジア）を評価読み出し・指標細胞の拡大ピーク・持続期間、サイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →濃度、B細胞アプラジア等の標的細胞消失留意点生きた細胞が増殖・持続するためPKが従来の濃度時間曲線と異なり、細胞動態そのものが曝露指標になります深掘りバイオマーカー・PD評価
PK/PD・曝露評価
血中濃度・半減期・作用持続を、モダリティ抗体・低分子・核酸・細胞治療など、医薬品の種類・創薬手法の区分。詳しく →ごとにどの分析物・どの手法で見るか
やること（手法・実験）古典的PKではなく細胞動態（セルカイネティクス）として、投与細胞の拡大（expansion）→収縮（contraction）→持続（persistence投与したベクターや細胞が体内にどれだけ長く残り続けるか。分布・sheddingと一体で評価する。）をqPCR／ddPCR（導入遺伝子ベクターで細胞に運んで働かせる目的の遺伝子。詳しく →コピー数）やフローサイトメトリー細胞を一つずつ測定し、表面マーカーや性質を調べる手法です。細胞の種類・純度・活性の確認に使います。詳しく →で追跡します読み出し・指標血中トランスジーンコピー数のCmax投与後に達する最も高い血中濃度。薬がどれくらいの速さで届くかの指標。詳しく →・AUC・持続期間、生着・体内分布留意点濃度・半減期の枠組みは当てはまりません。生きた細胞が体内で増減するため、曝露は細胞数の時間推移として捉えます組織分布・biodistribution
目的の組織・細胞に届いているか、そして不要な臓器（特に肝・脾や生殖腺）へ過度に集まっていないかを、組織別にどう定量するか。
やること（手法・実験）生体内トラフィッキング（in vivo trafficking）評価。CAR-T患者や健常ドナーのT細胞にCAR（キメラ抗原受容体）を導入し、がん細胞を攻撃させる細胞治療。詳しく →等の遺伝子改変細胞では導入ベクター/導入遺伝子ベクターで細胞に運んで働かせる目的の遺伝子。詳しく →をqPCRで各組織のコピー数として定量し、標識細胞のin vivoイメージング（生物発光・PET等）で経時的分布を追跡します。非改変のiPS由来細胞ではドナー特異的マーカーやイメージングで局在・生着を把握します。読み出し・指標組織別の細胞由来DNAコピー数（persistence投与したベクターや細胞が体内にどれだけ長く残り続けるか。分布・sheddingと一体で評価する。/biodistribution）、イメージングによる局在・生着、増殖動態留意点細胞は増殖・移動するため、単回スナップショットでなく経時的なトラフィッキングと持続性の把握が要点です。従来のPKパラメータではなく細胞動態として捉えます。深掘り組織分布評価発現持続・用量反応
投与した作用はどのくらい続くのか、そして用量を変えると反応はどう変わるのか
やること（手法・実験）投与細胞の生着・体内増殖（expansion）・存続（persistence投与したベクターや細胞が体内にどれだけ長く残り続けるか。分布・sheddingと一体で評価する。）を経時的に追跡します。用量は細胞数（例：CAR-T患者や健常ドナーのT細胞にCAR（キメラ抗原受容体）を導入し、がん細胞を攻撃させる細胞治療。詳しく →細胞数/kg）で規定しますが、体内増殖のため用量-効果は必ずしも線形になりません。読み出し・指標細胞の体内動態（ピーク増殖・持続期間）、生着マーカー、細胞数用量と効果/毒性の関係留意点効果は投与量よりも体内での増殖・存続に強く依存します。増殖はサイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →放出症候群など毒性とも関連するため、用量-毒性の非線形性に注意します。深掘り発現持続・用量反応
免疫原性・ADA
抗薬物抗体（ADA）投与した薬に対して患者の体内でできる抗体。効果や安全性に影響しうるため監視される。や免疫反応をどのモダリティ抗体・低分子・核酸・細胞治療など、医薬品の種類・創薬手法の区分。詳しく →でどう捉えるか
やること（手法・実験）同種（アロ）製品ではHLA細胞表面にあり自己と非自己を見分けるヒトの主要な組織適合抗原。他家では不一致が拒絶の原因になる。詳しく →不適合による宿主拒絶と、移植片対宿主病（GvHD）投与した他家T細胞が患者の正常組織を攻撃する反応。他家細胞治療で重大なリスクになる。のリスクを評価します。CAR特定の抗原を認識するよう設計し、細胞に導入して指向性を与える人工の受容体。詳しく →構成要素（マウス由来scFv重鎖と軽鎖の可変ドメインを短いペプチドリンカーでつないだ1本鎖の抗体フラグメント。多価化しやすい。詳しく →等の外来配列）への液性・細胞性免疫も対象とし、HLAタイピングとドナー特異的抗体（DSA）を確認します読み出し・指標抗CAR特定の抗原を認識するよう設計し、細胞に導入して指向性を与える人工の受容体。詳しく →抗体・T細胞応答、細胞の生着・持続、HLA細胞表面にあり自己と非自己を見分けるヒトの主要な組織適合抗原。他家では不一致が拒絶の原因になる。詳しく →適合性、DSAの有無、GvHD投与した他家T細胞が患者の正常組織を攻撃する反応。他家細胞治療で重大なリスクになる。所見留意点自家か同種かで論点が根本的に変わります。非臨床の免疫拒絶モデルはヒトの同種免疫を十分に再現できません深掘り免疫原性・ADAオフターゲット・交差反応性
意図しない標的・組織・配列への作用を、モダリティ抗体・低分子・核酸・細胞治療など、医薬品の種類・創薬手法の区分。詳しく →ごとに適した方法で評価できているか
やること（手法・実験）オンターゲット・オフツモール（正常組織が同じ抗原を発現することによる正常組織傷害）を評価します。標的抗原の正常組織発現をデータベース/免疫染色抗体を用いて、組織のどこに目的のタンパク質があるかを色素で染め出して調べる手法。詳しく →で確認し、正常細胞に対する共培養細胞傷害・サイトカイン放出アッセイを実施します。CAR特定の抗原を認識するよう設計し、細胞に導入して指向性を与える人工の受容体。詳しく →結合ドメインの交差反応ある抗原に対して生じた抗体が、構造の類似した別の抗原にも結合・反応する現象。詳しく →性も検討します。読み出し・指標抗原陽性正常細胞に対する細胞傷害活性・サイトカイン産生、標的抗原の正常組織発現分布留意点iPS由来製品では造腫瘍性・残存未分化細胞iPS細胞などに由来する製品で、分化しきらず腫瘍化する恐れのある細胞が残っていないか調べる安全性評価です。詳しく →など別軸の評価も必要です。深掘り組織交差反応性- やること（手法・実験）従来の反復投与毒性より、造腫瘍性/腫瘍原性、生着・生体内分布投与した薬が体内のどこにどれだけ届き、どれだけ留まるかを測る評価のこと。詳しく →・持続、オンターゲット/オフツモール、サイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →放出（CRS）を評価。適切な動物モデル（同系/免疫不全/類似構築物）や必要に応じ患者由来細胞での評価。細胞治療生きた細胞そのものを有効成分とする医薬。CAR-Tなどが代表。詳しく →の個別ガイダンス。読み出し・指標腫瘍形成能、生体内分布投与した薬が体内のどこにどれだけ届き、どれだけ留まるかを測る評価のこと。詳しく →・生着・持続、CRS/サイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →、標的外組織への影響留意点薬物動態（PK）投与した薬が体内でどう吸収・分布・代謝・排泄されるか、その濃度推移を扱う考え方。ではなく細胞の動態（生着・増殖・持続）で捉える。標準毒性試験が成立しにくく製品特異的な設計になる。iPS由来は未分化細胞残存・造腫瘍性が焦点深掘り毒性・安全性薬理
初回投与量設計
ヒト初回投与量（FIH）をどの根拠から設計するか
やること（手法・実験）用量は質量でなく細胞数（総細胞数またはkg当たり）で表し、体内での増殖・生着により曝露が非線形。動物モデルの予測性が限られるため、既存臨床知見・作用機序薬が効果を発揮する仕組み。抗体医薬ではADCCやCDCなどが該当し、アッセイで裏づける。詳しく →・in vitro生きた動物の体外で、試験管やシャーレなどを用いて細胞・組織・分子レベルで行う実験を指す用語。詳しく →活性からリスクベースで開始細胞数を設定（ICH S6(R1)バイオ医薬品の非臨床安全性評価の考え方を示すICHガイドライン。種選択などの枠組みを定める。詳しく →、FDA細胞・遺伝子治療ガイダンス）。読み出し・指標投与細胞数、生着・増殖、サイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →放出（CRS）関連指標留意点通常のPK/曝露でなく細胞動態（増殖・生着）が曝露を規定。CRS等のオンターゲット毒性と長期持続を考慮し、NOAEL無毒性量。毒性試験で有害な影響が認められなかった最大の用量。PDE算出の出発点になる。詳しく →/安全係数の枠組みは適用しにくい。深掘り初回投与量設計