再発小児低悪性度神経膠腫の管理における Poly-ICLC の試験 (Poly-ICLC)

背景/理論的根拠 米国における原発性小児脳腫瘍の発生率は、年間約 1500 です。 脳腫瘍は、小児期に診断される最も一般的な固形腫瘍であり、したがって、米国における小児期の重大な死亡率の原因となっています。 低悪性度の星状細胞腫と神経膠腫は、小児期の脳腫瘍の最も一般的な種類です (小児期の脳腫瘍の 36%)。 これらの腫瘍には、線維性、原形質性、ジェミストサイト性、および混合バリアントなど、さまざまな組織学的サブタイプが含まれます。 毛様細胞性星細胞腫、多形性黄色星細胞腫、上衣下巨細胞星細胞腫も含まれます。 さらに、幼い子供には、乳児線維形成性神経節膠腫や線維形成性星細胞腫など、低悪性度の腫瘍のように振る舞ういくつかのユニークなまれな実体があります。 低悪性度星状細胞腫の小児は、手術や場合によっては放射線療法による従来の治療後、何年も生存することがよくありますが、うまくいかない小児もいます。 これらの腫瘍は、脳内の異なる場所と異なるサブタイプのさまざまな生物学的挙動のために、不均一なグループを構成します。 小脳星状細胞腫のように全摘出が可能な場合、予後は良好で、外科的切除のみで 10 年生存率は 90% を超えます。 対照的に、脳腫瘍または間脳腫瘍の子供の生存率は、放射線照射による 5 年で 40 ～ 70% ですが、10 年では 11 ～ 50% に低下します (Mundigers, 1990)。 ただし、一部の腫瘍は切除不能/部分切除可能である可能性があり、放射線は幼児に望ましくない副作用をもたらす可能性があります. 最も重大な知的障害は、頭蓋照射を受けた 5 歳未満の幼児に発生しますが、若年成人でも障害が認められるため、放射線を避けるために年齢を 10 歳まで延長する必要があります。 化学療法レジメンは、リスクの高い患者 (進行性腫瘍、残存腫瘍) に対して、若い患者の放射線照射を回避または遅延させる手段として使用されますが、化学療法の副作用が頻繁に報告されています。

小児脳腫瘍、特に低悪性度神経膠腫では、副作用が少ない新しい形式の効果的な治療法が大いに必要とされています。 低悪性度神経膠腫の小児における生物学的反応修飾因子である poly-ICLC の有効性と毒性を研究することを提案します。

プロテオミクス

現在の脳腫瘍患者の診断および治療モニタリングは、脳腫瘍の生物学と治療への反応の理解が限られているため、大幅に妨げられています。 CNS 腫瘍の大部分は、識別できないか、血清または CSF マーカーの発現を追跡できません。 ただし、利用可能であれば、そのようなマーカーは非常に望ましいものであり、次の目的で使用できます。

• 微小残存病変の検出
• 特定の標的療法に対する反応を予測する
• 腫瘍の進行を予測または予測する
• ニューロイメージングで、腫瘍の再発と手術後の変化または放射線照射後の変化を区別する
• 現在の組織病理学的分類システムの増強
• 現在の臨床的および病理学的治療の層別化スキーマを改善する
• 主要な腫瘍エンドポイントとしての腫瘍サイズに影響を与えない可能性のある特定の生物学的標的療法の有効性と腫瘍応答を評価します (例えば、低分子阻害剤または抗血管新生戦略)。再発性低悪性度星状細胞腫を含むグリア腫瘍での使用は重要です。これらの腫瘍は、再発時ではなく発症時に生検されることが多いためです。 多くの場合、これらの腫瘍は、それらが浸潤する脳組織 (例えば、視神経経路、脳幹または視床下部神経膠腫)、またはそれらが包む血管の雄弁さのために、完全切除または生検に適していません。

CSFグリア腫瘍におけるCNS生物学的物質は、くも膜下播種ではなく、白質路に沿って局所的に拡散する傾向があります。 くも膜下腔に沿った低悪性度神経膠腫の播種は、低悪性度神経膠腫の小児で報告されています。 限局性腫瘍でさえ、CSF 経路 (脚内窩、第 3 および第 4 脳室など) に隣接していることが多く、腫瘍組織と脊髄液が直接接触しています。 しかし、これらの腫瘍に対する CSF 細胞診の検査は標準的ではありません。 脳脊髄液中の腫瘍細胞を特定することには限界があるため、すべてのタイプの中枢神経系腫瘍に対する理解を深める方法論が必要です。 これにより、これらの腫瘍の生物学に関する現在利用可能な知識が大幅に改善され、潜在的な治療法が明らかになる可能性があります。

組織コンパートメントの総タンパク質補体を分析する比較的新しい研究分野であるプロテオミクスは、固形腫瘍の新規バイオマーカーの同定に成功裏に使用されています (Zheng, 2003);( Khwaja, 2007)。 タンパク質はすべての細胞機能のエフェクターであるため、それらの測定は細胞の特徴付け、したがって腫瘍生物学の最も直接的な手段を表す必要があります。 細胞とその環境は統合された状態で存在するため、細胞外コンパートメントのタンパク質を調査して、腫瘍細胞の存在と影響を評価することが可能でした。 これは、主に血清または血漿を使用して行われ、低ステージの腫瘍の存在をスクリーニングする方法を確立しています。 脳腫瘍で使用する類似の細胞外コンパートメントは、脳脊髄液 (CSF) です。 中枢神経系全体を循環し、脳や脊髄の細胞外液とタンパク質を交換します。

CSF は継続的に生成および再吸収され、リアルタイムの定常状態のプロテオームを提供します。 10 ～ 30 pg/mL の範囲の非常に少量のタンパク質から 35 ～ 55 mg/mL の範囲の非常に豊富なタンパク質までの範囲の高度に複雑なタンパク質混合物を含む血清とは異なり、CSF にはそれほど複雑でないタンパク質混合物が含まれます (Omenn、2005 年）。

したがって、CSF は、血清よりも高い相対濃度の腫瘍特異的タンパク質 (信号対ノイズ比が高い) を含む可能性が高くなります。 まとめると、CSF は、脳腫瘍関連のバイオマーカーを検出するための血清の魅力的な代替手段となります。 白血病や連続生検が容易に行われる CNS 以外の多くの固形腫瘍とは異なり、CNS の腫瘍は、初回または再切除または生検時以外は容易にアクセスできません。 これらのサンプルに関する研究は、腫瘍生物学に関する重要な発見を提供しますが、治療中の連続分析は合理的ではありません。 対照的に、腫瘍患者のCSFは、ほとんどの小児患者でより容易にサンプリングできます。 プロテオミクス技術の発展により、治療による診断時、その後の寛解時および/または再発または進行時の腫瘍関連シグナルの調査が可能になります。

腫瘍を播種するためのCSFは容易に入手でき、細胞学のために日常的に入手されますが、これらのサンプル内のタンパク質の体系的な評価は、科学的に非常に重要になる可能性があります. 病気や治療への反応の潜在的なメーカーを特定することに加えて、多くのタンパク質のグリコシル化とリン酸化の状態も評価できます。 腫瘍組織の研究は、そのような情報が治療反応と相関するさまざまな酵素の活性を明らかにすることを示しています (Mellinghoff, 2005)。 （Helgi、2005）または軟膜髄膜転移の進行（Brandsma、2006）。

プロテオミクス CSF プロテオミクスは、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、急性脳損傷、クロイツフェルト-ヤコブ病など、多くの神経疾患に適用されています (Rohlff, 2001)。

神経腫瘍学での使用に関する報告は限られていますが、腫瘍バイオマーカーを効果的に特定するこの技術の可能性を示しています。 ある研究では、2 次元ポリアクリルアミド (2-D) ゲル電気泳動を使用して、脳腫瘍患者の CSF で事前に選択された 2 つのマーカー、N-Myc および L-CaD の相対量を測定しました (Zheng、2003)。 別の研究では、CSF の ELISA を使用して、オステオポンチンを AT/RT の予測因子として同定し、治療に対する反応と相関していました (Kao, 2005)。 2-D ゲル電気泳動を質量分析および切断可能な同位体コード化アフィニティ タグ (cICAT) と組み合わせて使用​​する CSF プロテオミクスを使用して、成人の脳腫瘍および非腫瘍性コントロールから採取した CSF および腫瘍嚢胞液の 60 サンプルを評価しました。 これらの技術は、低悪性度神経膠腫と高悪性度神経膠腫で差次的に発現するタンパク質のパネルを見つけるために使用されました。 所見は、神経膠腫形成における暗示された役割および抗体の利用可能性に基づいて、8つの選択されたタンパク質をプローブするウェスタンブロット分析を使用して確認されました。 この報告書は改訂保留中の出版が承認されており、星状細胞腫の 21 の潜在的な CSF バイオマーカーを特定しています。

前述のように、神経膠腫がくも膜下腔に広がるという証拠があります。 現在、悪性グリアおよび胚性腫瘍を有する子供の脊髄液中のタンパク質発現を積極的に研究しているいくつかのコンソーシアムがあります（小児脳腫瘍コンソーシアム、小児腫瘍学実験治療コンソーシアム）。 これらのプロトコルで調べられるタンパク質には、血管新生および血管新生に関与するタンパク質 (EGF、VEGF、および bFGF)、腫瘍の成長および移動に関与するタンパク質 (酸性ドメインおよびシステイン リッチ ドメイン (SPARC) を含む分泌タンパク質、アトラチン) が含まれます。 低悪性度の腫瘍を持つ子供の脊髄液サンプルを積極的に収集しているコンソーシアムはありません。 この研究の第 2 の目標は、腫瘍が進行している低悪性度神経膠腫の小児の脳脊髄液中のこれらのタンパク質を調べることです。 悪性度の高い腫瘍と悪性度の低い腫瘍の CSF タンパク質発現の比較は、腫瘍の進行または腫瘍の病理に特異的な生物学的マーカーの特定に役立つ可能性があります。