変えてください)I.はじめに移植医療の成績向上に伴い、移植用臓器の不足は世界各国共通の問題となっている。日本でも1997年10月に「臓器の移植に関する法律(臓器移植法)」が施行され、脳死患者からの臓器移植が始まった。対して人工臓器による置換や再生医工学を用いたアプローチが試みられているが、現在のところ臓器移植に代わる治療法として臨床応用に定着するまでには至っていない。そこで、ドナー不足を解決する最も有効な手段のひとつとして、異種移植(Xenotransplantation)が注目されており、実用化に向けて研究が進められている。Sachs)では、異種移植の臨床応用を目指した研究を行っている。PhD.)が中心として進めている、GalTノックアウトブタを用いたブタ・ヒヒ間異種移植の知見を踏まえ、今後の課題および異種移植の臨床応用への可能性について解説する。異種移植の歴史は古く、1682年にロシアの貴族が頭蓋骨を損傷した際に、イヌの頭蓋骨を使用して治療したのが始まりといわれている。腎移植の最初の臨床例は、1906年にフランスで行われており、ブタの腎臓と女性患者の肘との血管吻合が試みられたが、血栓のため腎臓は機能しなかった1。1960年代に入り、アザチオプリンやステロイドなどの免疫抑制剤の使用によるヒト同種腎移植の成功が背景となり、再度、異種移植への関心が高まった。primateの腎臓を用い、ヒトへの異種移植が試みられた。この時期に行われた異種移植によって、霊長類(primate)間の異種移植であれば超急性拒絶反応が起こりにくく、月単位で腎臓が生着することが明らかになった。primateを用いる場合の問題点(次段落参照)、(2)その後欧米ではCadaverからの臓器移植が開始されたこと、更に(3)血液透析また血漿交換技術の進歩も伴い、ヒトへの異種移植は行われなくなった。ところが、この20年間の免疫抑制剤と移植技術の進歩に伴い、臨床同種移植が医療としての定着したため、提供臓器不足は深刻な問題となった。primateやヒトへの移植はdiscordant異種移植である。両者の違いは自然抗体の有無により区別され、discordant異種移植では移植直後に超急性拒絶反応が起こる。免疫学的観点からは、concordant間異種移植のハードルはdiscordant間異種移植に比べて超急性拒絶反応が起こらない分だけ低い。primateを用いる場合、その供給数が限られること、ヒトに対して危険なウイルスに感染している可能性が高いこと、また倫理的な問題などにより、現実の治療法としての確立は困難と考えられている。discordant間異種移植では、これらconcordant間で挙げられる問題点は克服可能と考えられる。容易さ、遺伝子操作の可能性、そして倫理面において、ブタが臨床異種移植でのドナーとして最適であると考えられている。抗原がヒトのxenoreactive抗原であることが同定された3。primate以外のほとんど全ての哺乳類は、細胞表面にGal抗原を発現している。primateはこのGal抗原を発現しておらず、自然抗体としてGal抗原に対する抗体(抗Gal抗体)を持っている。ブタの臓器をprimateに移植した場合、まずprimateの血清中に存在する抗Gal抗体がブタの血管内皮細胞表面のGal抗原に結合する。Gal抗原以外のエピトープに対する抗non-Gal抗体も存在するが6、異種移植での超急性拒絶反応を引き起こす主要な抗体は抗Gal抗体であると考えられている。IV.超急性拒絶反応を克服するための試みブタからヒトへの異種移植を成功させるためには、この抗Gal抗体による移植臓器への攻撃をいかに克服するかが重要である。この超急性拒絶反応を回避する手段として、自然抗体の除去、補体活性化の抑制、標的抗原であるGal抗原の除去が積極的に試みられてきた。自然抗体を除去する方法として、自然抗体吸着カラムを用いて吸着する方法7、レシピエントの血液をブタ臓器に環流し自然抗体をブタ臓器に吸着させる方法がある8。ABO血液型抗原の決定基は、Gal抗原と同様に糖鎖抗原である。このことから、ブタ・ヒヒまたはサル間での異種移植の際、Gal抗原に対してもABO不適合間と同様の成功が得られることを期待し、欧米では血漿交換法11、また我々の施設では抗Gal抗体吸着カラムを用いて、移植前に抗Gal抗体を一過性に除去することを試みた。これらの手法により異種移植前に血中抗Gal抗体はほぼ完全に除去され、超急性拒絶反応は回避された。15などの補体制御抑制蛋白の投与が試みられている。導入し、ブタの血管内皮細胞にこれらの蛋白を発現させたトランスジェニックブタが作製された。ヒトの補体活性を抑制できない。primateに移植すると、移植臓器に反応した抗Gal抗体による補体の活性化を抑制できる18。我々の施設でも、このh-DAFトランスジェニックブタの腎臓をヒヒに移植する実験を行った。全例で超急性拒絶反応は回避されたが、胸腺と共に腎臓を移植し、T細胞免疫寛容を誘導する筆者の確立した戦略を用いても、Gal抗原に対する液性拒絶反応により、全ての移植腎は30日以内に拒絶された19。他施設ではh-DAFトランスジェニックブタ・ヒヒ間異種腎移植で、1例のみ血清クレアチニンが高値ながらも75日間生着という報告がある。この症例も早期に尿管が拒絶され、75日目には移植腎は完全に機能が廃絶した20。発現しているGal抗原と結合することにより、顆粒球、マクロファージ、単核球、そしてNK細胞による直接細胞障害が生じる。cytotoxicity)が挙げられるが、補体による細胞障害と比較すると若干弱いと考えられている。起こってくる可能性もある。これまでに行われた大動物の実験結果では、抗Gal抗体の制御や、補体活性化の抑制を行っても異種移植、特に実質臓器(腎、心、肝、肺)移植の成績は満足のいくレベルに達していない。このことから、Gal抗原を完全に除去することが、臨床への異種実質臓器移植には不可欠であると考えられた。3.Gal抗原の除去これまで我々の施設を含め、他施設においてもGal抗原に対する抗原抗体反応を抑制する手段として、様々な方法が試みられてきた。23などが試みられたが、いずれもGal抗原の発現を完全には抑制できていない。通常の遺伝子ノックアウト法では、ブタのES細胞が確立されていないため、ノックアウトブタの作製は困難と考えられていた。クローン技術の進歩により体細胞核移植法が確立されたことで26、GalTノックアウトブタ作製は加速度的に進んだ。Therapeutics28の両施設から、世界初のホモGalTノックアウトブタの誕生が報告された。ノックアウトブタを用いた異種移植実験2003年2月、我々の施設で世界初のホモGalTノックアウトブタからヒヒへの異種移植実験が行われた。GalTノックアウトブタの心臓がヒヒの腹部に移植された。ほとんどの症例は細胞性または液性拒絶により、移植後50-70日ほどで拒絶されたが、最長例で179日間の生着を記録した29。この最長例は、これまでの異種間異所性(非機能性)心移植の報告において、最も長い生着日数である。維持期の拒絶反応をどのように克服するか、また臨床応用の視点からは、同所性に移植された異種心臓(生命維持機能臓器)がレシピエントの生命をどの程度の期間維持し得るかを検討しなければならない。