人間の気道の粘膜表面における IgG と病原体の相互作用におけるバリアの役割 (BARRIG)

モノクローナル抗体技術の出現以来、治療用抗体 (Ab) はさまざまな病気の治療に成功していることが証明されています。 Ab は、非ホジキンリンパ腫から喘息のサブタイプに至るまで、致命的な病気の管理と治療を根本的に変えました。 Ab の成功は、その高い選択性、予測可能な毒性、および独自の薬理学的プロファイルに基づいており、小分子薬に比べて利点が得られます。 その結果、Ab は最も急速に成長している種類のバイオ医薬品であり、そのうち 5 つは米国で最も売れている医薬品の中に含まれています。

呼吸器疾患は世界中で何百万人もの人々に影響を与えています。 WHO によると、最も一般的に死亡する 4 つの肺疾患 (肺炎、結核、肺がん、慢性閉塞性肺疾患 [COPD]) は、2030 年には世界中で約 5 人に 1 人が死亡します。 呼吸器疾患は、早期死亡に加えて、障害、医療費、生産性の損失という点で社会に劇的な影響を与えており、新たな治療法の必要性が叫ばれています。 100を超える分子が臨床評価中であり、十数の抗体（Ab）が販売承認を取得しているため、Abには気管支拡張症を含む呼吸器疾患の患者に利益をもたらす大きなチャンスがあります。 現在、Ab は、抗腫瘍剤、抗炎症剤、抗感染症剤、特に抗生物質の代替または補完的な戦略として示されています。 Ab の挙動はその薬力学 (PD) と薬物動態 (PK) に依存し、部分的には投与経路に依存します。 これまで、呼吸器疾患に対する抗体は主に静脈内または皮下に投与されてきましたが、他の臓器を薬剤に曝露しながら肺内で有効薬剤の治療濃度を確保するには最適ではありません。

呼吸器疾患の治療では、吸入により気道を直接標的にすることができます。 吸入は、薬剤をエアロゾルとして鼻および/または口から作用部位に局所的に送達することを目的としています。 吸入は、喘息や COPD を治療するための局所作用のある薬剤の送達のゴールドスタンダードです。 吸入は一部の薬物に対してより優れた治療指数を提供し、多くの場合、他の経路と比較して必要な用量を減らすことができ、非侵襲的であるため、治療アドヒアランスと患者の快適性が向上します。 現在、ほとんどの（局所）吸入薬はさまざまなクラスの小分子です。 通常、Ab は完全長 IgG であり、細胞障壁を越えて受動的に拡散しない大きなヘテロ二量体タンパク質 (約 150 kDa) です。 現在、呼吸器疾患に対する抗体の大部分は静脈内経路（i.v）によって送達されます。 静脈内 静脈内投与後に肺/気道に到達するのは Ab のほんの一部だけであるため、この経路は呼吸器疾患の観点からは Ab に最適ではない可能性があります。 注射。 吸入は、完全長 Ab を肺に局所送達するための魅力的かつ実行可能な代替経路です。 気道を通って送達された抗体は治療反応を示し、ほとんどが肺に保持され、全身拡散が低くなります。 全体として、これらの発見は、Ab が気道内で作用することを意図している場合、吸入が他の投与経路よりも優れている可能性があることを示しています。

Ab の吸入による局所投与には理論的な利点があるにもかかわらず、これらの利点のほとんどが臨床でまだ実現されていません。 現在、いくつかの Ab が吸入による臨床開発中ですが、まだ臨床に入っているものはありません。 この不足は、吸入抗体開発の複雑さを浮き彫りにし、克服すべき依然として続くハードルを指摘しています。 前臨床開発から臨床開発への移行を確実に成功させるには、吸入 Ab の薬理を詳細に理解する必要があります。 特に、呼吸器疾患中の抗体エアロゾルの沈着は生物学的障壁によって調節される可能性があり、これによりエアロゾル化された抗体の有効性が制限または妨げられる可能性があります。 現在、吸入された Ab が気道に沈着した後に起こる現象は完全にはわかっておらず、より深い特徴付けが必要です。

非嚢胞性線維症気管支拡張症 (NCFB) は、複数の病因を持つ化膿性慢性気道疾患のグループです。 臨床的に、NFCB は気管支の異常かつ不可逆的な拡張、気道閉塞、慢性咳嗽、および喀痰生成の増加を特徴とします。 病態生理学的レベルでは、慢性炎症、慢性気道細菌定着および気道粘液産生の増加が重要な役割を果たします。 微生物の定着および/またはNFCBの急性増悪に対する現在の治療は、主に高用量の全身投与または気道送達の抗生物質に依存しています。 低用量の長期アジスロマイシンも、気道の炎症、症状、急性増悪の頻度を軽減するためによく使用されます。 抗生物質は症状を改善できなかったり、微生物耐性を促進したりする可能性があるため、病原体の除去を改善し、気道の炎症を軽減するための新しい治療法が必要です。

吸入ポリクローナル免疫グロブリン G (IgG) は、NCFB に対する新しい治療法です。 吸入 IgG は、気道に感染する可能性のある呼吸器病原体の範囲を減らし、既存の細菌集団の肺負荷を減らし、上皮細胞の機能を回復することによって粘液線毛クリアランスを改善し、肺の炎症を軽減する能力があるため、NCFB に有益な効果を仲介すると期待されています。 。 実際、前臨床データパッケージでは、げっ歯類およびヒト以外の霊長類における感染後の病原体負荷の減少および関連する細胞損傷が示されています。 NCFB患者を対象とした第1相試験と、NCFB患者を対象とした6カ月間にわたる毎日の予防的IgG噴霧投与を含む第2相試験を可能にする慢性毒性試験が現在進行中である(NCT00322556、NCT00168025、NCT00168012、NCT00520494)。

NCFB では、気道粘液が粘膜界面で吸入薬物に対する障壁として機能する可能性があります。 正常な粘液は、IgG が下層の組織に効率的に拡散できるように薄い層として存在しますが、NCFB の気道粘液は増加した量で存在し、異常に厚いです。 したがって、気管支拡張症中の粘液の量、構造、および流動性の障害により、吸入された Ab の浸透とその治療可能性が制限される可能性があります。 NCFB 患者はまた、プロテアーゼ活性の増加を特徴とする慢性気道細菌定着および慢性気道炎症を頻繁に示します。 また、病原体（特に緑膿菌やインフルエンザウイルス）によって引き起こされる症状の悪化である増悪に悩まされることも多く、抗生物質の投与を含む医療介入が必要となります。 過剰な炎症の状況では、プロテアーゼの量が内因性プロテアーゼ阻害剤の中和能力を圧倒します。 これは、吸入した Ab 代謝に劇的な影響を与え、その有効性を制限する可能性があります。 実際、以前の報告では、好中球由来エラスターゼによって媒介される IgG タンパク質分解が抗 P. の減少につながることを示しています。 緑膿菌の貪食と死滅。 内因性酵素 (主にセリン [好中球由来] およびシステイン [カテプシン] プロテアーゼ) に加えて、緑膿菌などの細菌性病原体もプロテアーゼを分泌し、呼吸器から送達される薬剤を分解する可能性があります。 さらに、緑膿菌のような病原体はムチン発現を誘導します。

最初の in vitro 研究中に、我々は、呼吸器疾患患者の喀痰に由来する粘液で測定される範囲の粘度を有する人工粘液のバリア効果を評価した。 CEPR では、ASM の粘度に応じて、外因的に添加されたポリクローナル IgG (CSL Behring) の移動性と拡散の顕著な変化が観察されました。 重要なことに、CEPR はまた、粘性粘液の存在下では液体粘液と比較してポリクローナル IgG が緑膿菌に結合する能力が大幅に低下していることを確認しました。

勉強の目的。 主な目的は、緑膿菌へのポリクローナル IgG の結合に対する NCFB 患者の喀痰由来の粘液の影響を評価することです。 NCFB 患者の粘液を使用して得られた結果は、人工粘液を使用して得られた結果と比較されます。 第二の目的は、1) 外因性ポリクローナル IgG の移動性、および 2) NCFB 患者の喀痰由来の粘液における安定性の特性評価です。 さらに、微生物の気道定着が IgG の薬力学に及ぼす影響も調査されます。

研究デザイン。 これは、非嚢胞性線維症気管支拡張症（NCFB）患者を対象に、トゥール大学病院（CHRU Tours）の希少肺疾患センターと呼吸器科が参加した、リスクと制約を最小限に抑えた探索的、前向き、単中心、横断的介入研究です。 研究に参加した患者は通常の追跡調査を継続する。 研究の一部としての喀痰の追加の微生物学的研究を除き、研究への参加によって通常の医学的管理（診断および/または治療）が変更されることはありません。

この研究は、NCFB 患者から分離された喀痰の存在下での治療用ポリクローナル IgG 調製物の生化学的および生物物理的特性の分析、より具体的には IgG の標的認識能力に焦点を当てます。 気道粘液中の IgG の移動性と安定性も評価されます。 CEPR で測定された PD エンドポイントを臨床関連パラメーターと関連付けるために、喀痰の収集には、粘液と血液における微生物学的 (ウイルス学的および細菌学的分析) および炎症性 (血液製剤、C 反応性タンパク質) の記録が伴います。パラメータ - トゥールの CHRU で測定。

血液コンパートメントでの分析は、制限および禁忌を尊重して、訪問時に採取された追加量の血液を使用して実行されます（公衆衛生規則の条項 L.1121-1 の 2018 年 4 月 4 日の命令に従って）コード）。 気道内の分析は患者から採取した喀痰を用いて行われる。 研究に含まれる患者ごとに単一の分析ポイントが計画されます。

成果対策。 主な成果は、NCFB 患者の喀痰に由来する粘液の存在下での緑膿菌へのポリクローナル IgG 結合の定量化です。 結合は全細胞ELISAによって評価されます。

結果は、ポリクローナル IgG を生理食塩水に添加した場合に得られる結合のパーセンテージとして表され、ヒトの気道粘液と同様の粘度範囲の人工粘液製剤と比較されます。

副次的結果は以下の通りである：（1）NCFB患者の喀痰由来の粘液に添加された外因性ポリクローナルIgGのウェスタンブロットによるタンパク質分解の測定。 結果は、ポリクローナル IgG を生理食塩水に添加した場合に得られる完全性のパーセンテージとして表され、in vitro の結果と比較されます。 （２）NCFB患者の喀痰由来の粘液に添加された外因性蛍光標識ポリクローナルIgGのFRAPによる移動度の測定。 結果には、ポリクローナル IgG を生理食塩水に添加した場合に得られる t(1/2)、可動性および不動性画分の測定が含まれ、in vitro の結果と比較されます。 これはCEPRで行われます。 (3) IgG 結合、タンパク質分解、および Ig 移動度に対する微生物の気道定着の影響。 微生物（細菌、ウイルス、真菌のいずれか）が定着したサンプルは、定着していないサンプルと比較されます。

研究に適した人材の選定・採用。 研究対象集団には、NCFBに罹患している18歳以上のすべての患者が含まれており、CHRUツアーの希少肺疾患センター/呼吸器科の患者が続いている（アクティブリストには2023年9月時点で特発性NFCB患者181人が含まれている）。 これらの患者は、少なくとも年に一度、強制肺活量測定を含む定期的に診療所を訪れます。 この横断研究では、トゥール大学病院（CHRU Bretonneau）のレア肺疾患センターからの医療記録に基づいて患者のスクリーニングが行われます。 特に、患者は慢性的な喀痰の分泌についてスクリーニングされます。 全患者の 3 分の 1 がこの研究の対象となる可能性があると推定されています。 資格のある患者は、予定された病院訪問時、または研究助手または研究看護師からの電話によって参加を勧められます。 研究に興味のある患者には、詳細情報を記載した情報文書が提供されます。 患者が研究に参加することに口頭で同意すると、病院の臨床調査センター (CIC Inserm 1415) を訪問するよう招待されます。 その後、患者は研究者と面会します。 参加するには、被験者はすべての包含基準を満たしている必要がありますが、非包含基準は満たしていません。 同意は、被験者との面会および同意書の検討の後、研究者によって確認されます。

勉強訪問。 含まれる場合、患者は臨床検査とバイタルサイン、最新の急性増悪の日付、病歴、治療、およびセントジョージ呼吸器質問表（生活の質の尺度）を記録するために治験責任医師による訪問に出席します。 最新のコンピューター断層撮影スキャン (CT) による気管支拡張症の説明、最新のスパイロメトリー (FEV1) によって定義される肺機能障害の重症度、および気管支拡張症重症度指数は、上級呼吸器科医によって検証されます。

臨床データの収集。

含まれる場合、患者は研究者による訪問に出席し、以下を記録します。

• 病歴
• 現在の治療
• 臨床検査とバイタルサイン（室内空気呼吸時の血圧、心拍数、経皮ヘモグロビン飽和度-SPO2）
• mMRC呼吸困難スケール
• 気管支拡張症放射線指標付き CT スコア (BRICS) と関係する葉の数を使用した、最新の CT による気管支拡張症の重症度の説明 19
• 最新の肺活量測定による気流障害の重症度 (1 秒間の強制呼気、FEV1)。 FEV1 は、GLI2012 参照式を使用して予測値のパーセントとして表されます。
• 最新の急性増悪の日付（48時間以上続く呼吸器症状の増加と新たな抗生物質の処方として定義）
• 入院を必要とする重篤な悪化の回数と日付
• 過去 1 年間に抗生物質治療を必要とした急性増悪の数
• セントジョージの呼吸器アンケート（生活の質の測定）
• シュードモナス属または他の細菌による気道定着の病歴

血液および吸入喀痰サンプルの収集。 医療相談の後、血液学的および生化学的分析のために CIC 看護師によって 5 mL の静脈血が 3 回採取されます。 1 つのチューブは CEPR で行われる免疫学的分析に使用されます。

採血後、室内空気呼吸中のSPO2が94%以上の場合、被験者に0.9% NaClエアロゾルを投与し、誘発喀痰サンプルを収集します。 エアロゾル送達と喀痰収集の主な手順は次のとおりです。

• 患者は飲料水で口をすすぎます（唾液によるサンプルの汚染を減らすため）。
• 患者は鼻をかむ（上気道粘液によるサンプルの汚染を減らすため）
• 空気圧ネブライザー (6L/分の空気) を介して送達される 15 mL の 0.9% NaCl の噴霧を開始します。
• NaCl エアロゾル中および直後に、被験者は少なくとも 3 回 (5、10、15 分) 50 mL のサンプリング チューブに喀出することが奨励されます。

サンプル分析。 採取直後、喀痰サンプルは微生物集団の特性評価（グラム染色と細菌培養、ゴモリ・グロコット染色と真菌培養、呼吸器病原体のマルチプレックスRTPCR）のためにCHRUツアーズの細菌学、ウイルス学、真菌科に送られます。 残りの喀痰サンプルは、IgG 調製物の薬理学的分析のために CEPR に送られます。 未使用または残りのサンプルは、さらなる実験のために CEPR の特定のコレクションに保管されます。 これらは無期限に保管されます。

血液サンプルは、血球数と C 反応性タンパク質のアッセイのために血液学および生化学の研究室に送られます。 1 つのチューブは CEPR で行われる免疫学的分析 (好中球表現型検査、総 IgG 測定) に使用されます。

研究の一環として被験者の追跡調査は予定されていません。