COVID-19関連追加(2021721日)抗体(カクテル)療法についてその3

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【バムラニビマブを投与されたSARS-COV-2感染した免疫不全患者におけるE484K変異の出現について】

Jensen B, et al. Emergence of the E484K mutation in SARS-COV-2-infected immunocompromised patients treated with bamlanivimab in Germany. Lancet Regional Health Europe. July 14, 2021.

https://doi.org/10.1016/j.lanepe.2021.100164.

Introduction

バムラニビマブ(LY-CoV555)のようなモノクローナル抗体(mAb: monoclonal antibodies)は,初期SARS-CoV-2感染に対する有望な新しい治療法である.これらの抗体は,患者が重症化するのを防ぐ可能性があり,したがって,医療の負担を軽減するのに役立つかもしれない[[1],[2]].モノクローナル抗体は,従来の回復期血漿を用いる方法と比較して,結合の特異性が高く,均一性があり,感染伝播の可能性がないなど,いくつかの利点がある.しかし,HIV治療のような他の疾患背景においては,ウイルス変異の選択による免疫逃避のようなモノクローナル抗体の潜在的な欠点も明らかになってきた[[3]]SARS-CoV-2感染症では,いくつかのVOCsviral variants of concern)が,感染回復後あるいはワクチン接種後の中和抗体からの免疫逃避に関連しており,したがって,予防や治療戦略の効果を損なう可能性がある[[4],[5]].免疫不全状態のCOVID-19患者は,病態生理学的な考察に基づき,迅速なウイルス除去が得られず,治療圧の下でウイルスの変異が選択されやすくなるリスクが高くなる可能性がある.インフルエンザについては,ウイルス排出が持続する免疫不全患者では,ノイラミニダーゼ阻害剤に対する抗ウイルス耐性が容易に発現することが示されている[[6]]SARS-CoV-2についても,免疫不全患者ではウイルスが持続し,免疫逃避変異株が選択され進化することがすでに報告されている[[4],[7]].モノクローナル抗体を用いた臨床試験では,このような患者群の割合が低いため,我々はモノクローナル抗体バムラニビマブによる治療後にウイルス除去が遅延した5人の免疫不全患者におけるウイルスの進化の特徴を調べた.

Methods

バムラニビマブ投与下において,ウイルスが再燃した免疫不全患者を特定した後,全ゲノムシーケンスによりSARS-CoV-2分離株の特徴を明らかにした.バムラニビマブ投与前後に連続してウイルス量の測定と配列解析を行った.

Results

SARS-CoV-2に対する最初のモノクローナル抗体としてバムラニビマブがドイツで臨床使用できるようになった後,当院では,重度の液性および/または細胞性免疫不全が明らかであり,SARS-CoV-2感染において重篤な経過をたどることが懸念された6人の患者を治療した.この6人の患者の主な臨床的特徴をTable 1に示す.

Table 1:

 

 

Figure 1: Selection of E484K in SARS-CoV-2 infected patients with severe immunosuppression.

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患者1Figure 1A)は70代前半の白人男性で,ANCA関連血管炎と末期腎不全を併発していた.CD20誘導抗体リツキシマブの投与を受けており(最終投与は入院の約3ヶ月前),さらにプレドニゾロン20mg11回投与されていた.入院1日目に軽度の上気道感染症状と発熱を訴えて救急外来を受診したところ,SARS-CoV-2感染症と迅速診断された(初期ウイルス量は8.47×107 copies/mL).過去の病歴からCOVID-19重症化リスクが著しく高い患者であったため,2日目にバムラニビマブ(700 mg)の静脈内投与を行った.4日目に呼吸状態が悪化し,酸素吸入が必要となったため、プレドニゾロンをデキサメタゾン6mg11回)に変更した.8日目にはウイルス量は4.62×105 copies/mLまで低下した.しかし,臨床症状はさらに悪化し,12日目にはウイルス量が4 log levels2.27×109 copies/mL)と再び増加した.そこで,全ゲノム配列解析を行ったところ,B.1株にE484K免疫逃避変異が存在することが明らかになった.注目すべきは,この変異はBamlanivimab投与前には存在しなかったことである(Figure 1A).興味深いことに,15日目にはE484Qへの継続的な進化が観察され,回復期血漿(CP: convalescent plasma3単位を投与後の16日目にはE484Kにリバートした.残念ながら,この患者は安定せず,20日目に多臓器不全のため死亡した.

患者2Figure 1B)は40代前半の白人女性で,進行HIV-1感染症(CD4+細胞 0/μL)とトキソプラズマ脳症を呈していた.HIV-1に対してはテノホビル・アラフェナミド,エムトリシタビン,ビクテグラビルによる抗レトロウイルス治療が開始され,トキソプラズマ脳症に対してはピリメタミン+クリンダマイシン併用療法が行われた.入院1日目のスクリーニング検査で,SARS-CoV-2感染が判明した(2.22×107 copies/mL)(E484Eを保有するB.1.1株).患者は軽度の症状(味覚障害)のみを訴えていた.T細胞応答が著しく低下している高リスクと判断し,3日目にバムラニビマブ700mgを静脈内投与した.SARS-CoV-2 RNAレベルは約1週間高止まりし,その後さらに増加して2.9×109 copies/mLとなり,同時にE484K置換も検出された.ウイルス複製レベルが依然として高かったため,この患者には抗ウイルス剤のレムデシビルとCP 2単位が投与され,その後10日間でSARS-CoV-2 RNA3 log levels減少した.32日目には,SARS-CoV-2 qPCR検査が2回連続して陰性となり,患者は退院することができた.

患者3Figure 1C)は,再発した濾胞性リンパ腫の60代前半の白人男性で,202011月にSARS-CoV-2 RT-qPCRが初めて陽性となった(1日目)後,約2ヶ月SARS-CoV-2 qPCRが持続的に陽性であった.予定されていた緊急適応の大量化学療法および自家造血幹細胞移植(HSCT: hematopoietic stem cell transplantation)の前にウイルス除去を確保するため,CP57日目に2単位,59日目に1単位投与した.鼻咽頭スワブでSARS-CoV-2が繰り返し陰性となった後,69日目にオビヌツズマブ,チオテパ,シタラビン,エトポシドによる大量化学療法を開始した.74日目,SARS-CoV-2 RT-qPCRが鼻咽頭スワブで再び陽性となり,2.0×105 copies/mLE484Eを保有するB.1.177株)が検出された.初回のSARS-CoV-2陽性サンプルはウイルスシーケンスに利用できなかったため,再感染を正式には除外できないが,大量化学療法後の免疫抑制に伴う持続的な未検出感染(undetected infection)の可能性が高いと思われる.患者は軽度の症状(倦怠感)を訴え,そして76日目にバムラニビマブ 700mgを静脈内投与した.患者は78日目に自家造血幹細胞移植を受けた.ウイルス量はさらに増加し,79日目に1.47×108 copies/mLでピークに達した87日目に全ゲノムシーケンスによりE484K変異株が発見された.幹細胞移植とその後の細胞性免疫の改善に伴い,ウイルス価は低下し,103日目にウイルス除去が達成された.患者は良好な臨床状態で退院することができた.

患者4Figure 1D)は60代後半の白人男性で,約30年前に重度の心筋炎で心臓移植に成功している.シクロスポリン60mg/日,アザチオプリン12.5mg/日,プレドニゾロン5mg/日の長期免疫抑制療法を受けていた.本人は原因不明の腹痛で周辺病院の救急外来を受診し,迅速検査で陽性となり,複雑な病歴のため当センターに転院した.SARS-CoV-2検査が陽性となる2日前に,患者は軽度の倦怠感を訴えていたが,それ以上の症状はなかった.2日目にバムラニビマブ 700 mgを投与した.ウイルス量は当初,5.27×104 copies/mLと低く(E484Eを保有するB.1.177株),バムラニビマブ投与日に増加したが,その後数日間は低下し,陰性となった.並行して,同時期に肺炎の臨床的および放射線学的徴候が現れたため,高流量酸素とデキサメタゾンによる短期治療を10日間行った.十分な臨床的改善が見られなかったため,19日目に新たに鼻咽頭スワブを採取したところ,再び陽性となり,ウイルス量は6.89×107 copies/mLと高値を示した.この時点で,全ゲノムシーケンスによりE484K変異が検出された.その後,特異的抗ウイルス療法を行うことなく,患者は徐々に回復し,40日目にはSARS-CoV-2 qPCR検査が2回連続して陰性となり,退院することができた.

患者5Figure 1E)は,60代後半のB細胞性慢性白血病(CLLstage Binet Cの白人男性で,イブルチニブによるCLL治療開始予定前の202012月にSARS-CoV-2 RT-qPCRが初めて陽性となった後44日,SARS-CoV-2 RT-qPCRが持続的に陽性となった(3.12×107 copies/mL, E484E保有B.1.258株).現在のリスクと病歴を考慮して,45日目にバムラニビマブ 700mgが投与されたが,その結果,SARS-CoV-2ウイルス量は一過性にしか減少しなかった.その後,ウイルス量が4.82×106 copies/mLに増加したため,52日目(バムラニビマブ投与後8日目)に全ゲノムシーケンスを実施し,E484K変異を同定した.その後,計10日間のレムデシビルによる治療を開始した.さらに,CPを合計3単位投与した(Figure 1E).その後もSARS-CoV-2ウイルス量が高値(2.26×106 copies/mL, まだE484K保有)であったため,我々はイムデビマブ/カシリビマブの投与を決定した(患者の忍容性は良好であった).その後,ウイルス量は減少し,91日目には陰性となった.この患者は,臨床症状が中程度に軽減し,退院することができた.

患者6Figure 1F)は60代半ばの白人女性で,SARS-CoV2感染による入院の約2ヶ月前に同種の死体腎移植を行った.免疫抑制剤として,タクロリムス 3mg×2/日,ミコフェノール酸モフェチル 1g×2/日(入院後中止),プレドニゾロン 20mg×4/日が投与されていた.入院時のSARS-CoV-2ウイルス量は9.36×106 copies/mLE484Eを保有するB.1.160株)であった.COVID-19の重症化リスクを考慮し,入院当日にCP2単位投与した.その後,2週間経ってもウイルス量が減少しなかったため,バムラニビマブ 700mgを追加投与した.その後,ウイルス量は減少し,26日目に陰性となった.さらなる合併症もなく,患者は良好な臨床状態で退院することができた.

Discussion

変異E484KまたはE484Qを持つSARS-CoV-2は,モノクローナル抗体バムラニビマブによる中和に抵抗性を示すことがin vitroで報告されているが[[16],[18]]これらの変異がバムラニビマブ治療下で新たに出現し,患者の臨床転帰に影響を及ぼす可能性があるという我々の臨床観察は,個々の患者の臨床管理だけでなく,パンデミック抑制のための疫学的対策にも重要な意味を持つと考えられる.特に,外来で免疫不全患者に使用した場合,免疫逃避変異を持つウイルスの伝播リスクがあり,B.1.1.7のようなウイルス伝播が増加するVOCにおいて,このような変異が選択された場合,大きな意味を持つことになる.

SARS-CoV-2陽性の免疫抑制患者に対するmAb治療においては,慎重な管理と感染予防・管理の徹底が望まれる.

Gottliebらは,第2/3相のBLAZE-1試験において,バムラニビマブ単剤投与を受けた患者28/297人(9.4%),さらにプラセボ投与を受けた患者7/145人(4.8%)に,逃避変異株(E484KE484QF490SS494P)が出現したことを報告した[[2]].重度の免疫抑制患者では,E484Kの出現率が非常に高く(5/6; 83.3%),このような環境ではウイルスが逃避するリスクが著しく高いことが示唆された.免疫不全患者で免疫逃避変異株が主に出現する正確な理由は不明だが,これらの患者では液性および細胞性免疫による制御が持続的に損なわれているため,ウイルス複製期間が長くなっていると考えられる.さらに,SARS-CoV-2特異的エピトープを標的とするmAbの場合,ポリクローナル免疫血清や自然免疫などと比較して,単一のmAbの場合には,変異による抗体中和から逃れることが容易である.狭い範囲での選択圧のもとでウイルスが長期間複製されたことが,今回の患者で観察されたウイルスの急速な免疫逃避を説明しているのかもしれない

患者1456では少なくとも初期のウイルス量が減少したが,一方で患者23ではバムラニビマブ投与後にSARS-CoV-2ウイルス量が変化しないか増加したという,バムラニビマブに対する治療反応の違いは,いくつかの要因が組み合わさって説明できる.まず,SARS-CoV-2感染症の自然史の中で,治療は異なる時点で行われた.典型的には,最初にウイルス量が急激に増加し,その後,高レベルで安定した後,獲得免疫応答の開始によって除去される.しかし,これだけでは,長期間SARS-CoV-2陽性であった患者3の経過を説明することはできない.同様に,疾患の経過中に免疫逃避変異E484Kが発生したからといって,患者23mAb治療に適切なタイミングで反応しなかったことを決定的に説明することはできない.

したがって,我々は,これらのバムラニビマブ治療を受けた患者が重度の免疫抑制状態にある中で,疾患の経過中に一部の患者で大きく変化した患者自身の免疫機能が,これらのウイルス量の経過にかなり大きく寄与しているという仮説を立てた.患者2は当初,CD4+細胞が0/µlと非常に重度の細胞性免疫不全であったが,抗レトロウイルス療法の開始後,徐々に改善した.一方,患者3では,大量化学療法により細胞性免疫が一時的に大きく損なわれた(連続したaplasiaを伴う).このように,モノクローナル抗体投与後の治療効果を得るためには,ある程度の細胞性免疫機能がどの程度必要なのかを議論する必要があると考えられる.

E484Kが存在していても,CPとカシリビマブ/イムデビマブ(REGN COV2)は,ウイルスが再燃している患者に使用しても,臨床的には少なくとも部分的には有効であると思われた(Figure 1).しかし,疾患経過が異なること,2例にレムデシビルを追加使用したこと,患者数が少ないことなどから,この特殊な臨床環境での有効性についてはさらなるデータが必要である.

また,重度の免疫抑制状態でウイルスの再燃がなかった唯一の患者(患者6)は,以前にCPを投与されていたため,実際にはmAb単剤療法を受けていなかったことも注目すべき点である.したがって,2つ以上のmAbまたはポリクローナル抗血清の組み合わせは,他のウイルス感染症で知られているように[[20]],免疫逃避を大きく防ぐのに十分な遺伝的障壁を高める可能性がある.さらに,すでに免疫逃避変異を持つVOCsの場合,2種類のmAbを組み合わせて使用することで,機能的な単剤療法が可能になりうることも念頭に置く必要がある.ただし,特にSARS-CoV-2に感染した重度の免疫不全患者を治療する場合には,この点を十分に評価する必要がある.米国食品医薬品局は最近,米国内での免疫逃避変異株の増加を考慮して,バムラニビマブの緊急使用許可を撤回した.欧州医薬品庁(EMA)は,20213月上旬に,バムラニビマブとエテセビマブによる治療に関する勧告を発表した.EMAは,補助酸素を必要とせず,重症化リスクが高いCOVID-19患者に,このmAbの組み合わせを使用できると結論づけている.また,EMAは,ドイツで20211月末から使用できるようになったバムラニビマブ単剤の使用についても検討し,単剤の有用性については不確実性があるものの,治療オプションとしても検討可能であると結論づけている.

さらなるデータが得られるまでは,今回の結果は,SARS-CoV-2に感染した免疫不全患者にモノクローナル抗体を使用する際には注意が必要であることを示唆している

 

 

References

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