Материалы конгрессов и конференций

IX РОССИЙСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНГРЕСС

ВАКЦИНОТЕРАПИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ
(молекулярно-генетические аспекты)

И.А. Балдуева, Моисеенко В.М.

ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России, Санкт-Петербург

В последнее время наблюдается прорыв в понимании молекулярно-генетических механизмов, ответственных за активацию иммунитета, которые меняют взгляд на иммунотерапию рака от сценария «призрачных сновидений» до подобающей клинической реальности. Сейчас убедительно показано, что Т-клетки и NK-клетки, а также подходы, основанные на антителах, могут обеспечить сильные противоопухолевые эффекты, и появляются доказательства излечения пациентов с ранее неизлечимым раком. Это становится возможным благодаря оптимизации иммунотерапевтических подходов, коррекции иммуноактивирующих сигналов, удалению ингибирующих факторов и устранению развития нового иммунорезистентного фенотипа опухоли.

Перед исследователями, работающими над проблемой создания современных противоопухолевых вакцин, стоит особая задача – не просто приготовить вакцину, а создать вакцину, которая бы обеспечила развитие специфического иммунитета даже в случае, если против данного нативного антигена (вакцины) иммунного ответа не возникает.

Традиционно опухолеассоциированные антигены (ОАА) относят к числу не иммуногенных или слабо иммуногенных антигенов и связывают это с тем, что организм не способен обеспечить эффективную иммунную реакцию против растущей опухоли. Однако инфильтрация опухоли и ее метастазов CD8+ и CD4+ Т-клетками, NK и NKТ-клетками, дендритными клетками (ДК) в большинстве случаев свидетельствует об иммуногенности опухоли. Высокое содержание опухоль-инфильтрирующих ДК может указывать на дальнейшую стимуляцию иммунного ответа, и ассоциировано с лучшим прогнозом у онкологических больных. Вместе с тем форма, в которой опухолевый антиген распознается иммунной системой, дискутируется до настоящего времени.

Это связано с тем, что вопрос о функции Т-клеточных антиген распознающих рецепторов (ТКР) и их генов неотделим от функциональной роли антигенов МНС (major histocompatibility complex). ТКР распознает и связывает антиген только в контексте собственных МНС-антигенов. ТКР воспринимает антиген как чужой у цитотоксических лимфоцитов (ЦТЛ) в контексте антигенов МНС класса I, а у Т-хелперов – класса II. Наличие α/β-гетеродимера ТКР, экспрессия его генов и образование соответствующих мРНК имеют место также у NК и NKT-клеток.

Поскольку в геноме организма закодированы несколько разновидностей антигенов МНС каждого класса, и все они представлены на поверхности, это дает клетке возможность презентировать большое количество разных антигенов. Все же в сумме эти молекулы способны распознавать не все белки и полипептиды. Истинная величина их неизвестна. Если антигены МНС индивида не связывают данный полипептид, тимусзависимая реакция на него невозможна, даже если имеются подходящие ТКР. Это может иметь серьезные последствия для организма: например, неспособность представлять какой-либо бактериальный или вирусный антиген влечет за собой слабый иммунный ответ на него, а значит, неустойчивость к данной инфекции. Таким же образом способность организма отвечать на ОАА зависит, в конечном счете, от собственного набора генов МНС I класса.

Принципиально новые аспекты в индукции противоопухолевого иммунного ответа возникают в связи с изучением роли высоко профессиональных ДК в презентации ОАА. Сейчас установлено, что многие опухоли избегают прямого действия ЦТЛ не только в результате дефектов в специфичности их ТКР, но в большей степени вследствие неэффективной кросс-презентации опухолевых антигенов «специализированными» антигенпрезентирующими клетками.

Т-клетки распознают комплекс пептид-МНС на поверхности ДК в результате агрегации ТКР с образованием центрального супрамолекулярного активационного комплекса в зрелом иммунном синапсе. Индукция адоптивных иммунных ответов требует прямого взаимодействия высокоспецифических ДК с «наивными» Т-лимфоцитами. Установлено, что стадия созревания ДК является ключевой в иммунном ответе. Зрелые ДК устойчиво соединяются с наивными Т-клетками и способствуют органичному образованию зрелого иммунного синапса в отличие от их незрелых предшественников, которые не обладают способностью к его созданию. Незрелая ДК формирует неустойчивый прерывистый контакт и тем самым препятствует образованию иммунного синапса и полноценной активации Т-клетки.

Вместе с тем любой путь в индукции эффективного противоопухолевого иммунного ответа является неполным. G.J.D. van Mierlo с соавт. (2005) показали, что антиген из региона 1А аденовируса человека 5-го типа, экспрессированный на опухолевых клетках, вызывает противоопухолевый ответ ЦТЛ только в случае если он презентируется неактивированным CD11с+ ДК. Даже представление этих клеток «наивным» ЦТЛ в дренированных лимфатических узлах не способствовало продуктивному иммунному ответу.

Идентификация ОАА до сих пор не решила вопрос, какие опухолевые антигены являются клинически значимыми? В связи с этим интерес к использованию цельных опухолевых клеток с широким спектром ОАА является не менее актуальным, чем использование известных антигенов. Вместе с тем существенным ограничением этого подхода является отсутствие контроля качества и чистоты вакцин. Отсутствие знания активного компонента в таких вакцинах затрудняет сравнение их эффективности. Более того, не идентифицированные аутологичные опухолевые антигены затрудняют, а подчас делают невозможным мониторинг иммунных ответов вакцинируемых пациентов in vitro. Кроме того, не исключено, что большое количество, сотни ОАА могут находиться в приготовленной вакцине, и эти антигены могут быть представлены в контексте собственных МНС-антигенов или аллоантигенов (в случае аллогенных вакцин), не имеющих отношения к цели вакцинации, и не исключено их отрицательное воздействие на формирование специфического иммунного ответа.

Несмотря на многие ограничения, вакцины на основе аутологичных или аллогенных опухолевых клеток вызывают противоопухолевые иммунные реакции как in vivo, так и in vitro. Две фазы клинических исследований вакцин (II/III) на основе цельных аллогенных клеток меланомы или клеточных лизатов выявили их эффективность - зарегистрирована выраженная специфическая иммунологическая реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). Клиническая эффективность, окончательно будет установлена в контролируемых рандомизированных исследованиях.

Прогресс в использовании цельных опухолевых клеток связан с развитием молекулярно-генетических технологий и трансфекцией в опухолевые клетки генов, кодирующих цитокины или другие активные молекулы. В результате в опухолевом микроокружении или локально в месте введения вакцины наблюдается изменение иммунологического микроокружения, усиление презентации ОАА, кросс-презентация опухолевых антигенов ДК, активация опухоль-специфических лимфоцитов и их специфическая терминальная дифференцировка.

Вместе с тем активация ЦТЛ-опосредованного противоопухолевого иммунного ответа к ОАА, экспрессированных на аутологичных опухолевых клетках, может быть блокирована опухолью с помощью механизмов связанных с толерантностью к собственным антигенам, не зависимо от стадии заболевания. R. Mortarini с соавт. (2003) показали, что развитие метастазов в лимфатических узлах является пусковым моментом в развитии CD8+ Т-клеточно-опосредованного иммунитета к собственным меланоцитарным дифференцировочным антигенам. Увеличение предшественников CD8+ Т-клеток к эпитопам Melan-A/Mart-1, gp100 и тирозиназе, накопление функционально активных Т-клеток памяти, взаимодействующих с Melan-A/Mart-1 антигенами в вовлеченных в опухолевый процесс лимфатических узлах, в большей степени выявлялось у пациентов с III и IV стадией заболевания по сравнению с пациентами I и II стадии. Вместе с тем CD8+ Т-клетки из опухоль-вовлеченных лимфатических узлов у большинства пациентов демонстрировали иммунофенотип «предшественников» (CCR7+CD45RA+CD27+CD28+перфорин-). Только в 7 из 23 случаев анализа антиген-специфических CD8+ Т-клеток выявлен «претерминальный» дифференцировочный фенотип (CCR7-CD45RA-CD27+CD28-перфорин+). В условиях ex vivo эти клетки дифференцировались в зрелые секретирующие перфорин и гранзим Б ЦТЛ. Небольшое содержание в опухоли терминально-дифференцированных CD8+ клеток свидетельствует о необходимости разработки иммунотерапевтических подходов, направленных не только на стимуляцию, но и на дифференцировку ЦТЛ.

При разработке вакцин часто используют антигенные пептиды уже известных ОАА. Эти молекулы синтезируют с помощью современных технологий, они доступны и относительно не дорогие. Важным в разработке пептидных вакцин является идентификация эпитопов ОАА человека, выполняющих ключевую роль в процессинге антигена и распознавания его Т-клетками. Этот подход позволил отобрать большое количество ОАА, в том числе антигены, рестриктированные молекулами МНС класса I и II, например, тирозиназу и gp100 для меланомы, и «революционизировал» поствакцинальный мониторинг противоопухолевых иммунных реакций (технологии на основе тетрамер и ELISPOT). Однако определение HLA гаплотипа пациентов и широкая специфичность быстро мутирующих опухолевых клеток часто ограничивает клиническую эффективность узко специфических пептидных вакцин. Вместе с тем открытие новых иммуногенных пептидов способствуют дальнейшему изучению биологии злокачественных опухолей и выбору ключевых антигенов для будущих противоопухолевых вакцин.

Оптимальной моделью в разработке противоопухолевых вакцин может оказаться детерминированная идиотипическая экспрессия антигенов трансформированными В-клетками. Исследования на экспериментальных животных показали, что иммунизация идиотипическими белками–продуктами гибридизированных опухолевых клеток может индуцировать защитный иммунный ответ, направленный против перевиваемой опухоли. Исследования на приматах демонстрируют эффективную иммунизацию с высоко иммуногенным белковым носителем, таким как гемоцианин моллюска фиссуреллии (Keyhole limpet haemocyanin - KLH), действие которого сходно с эмульсией в адъюванте Фрейнда. Эти вакцины были положены в основу клинического исследования 41 пациента с В-клеточными лимфомами различных идиотипических характеристик. У 20 вакцинированных пациентов обнаружены идиотип-специфические антитела и/или наблюдался пролиферативный Т-клеточный ответ. У больных с поствакцинальным идиотипическим иммунным ответом наблюдались лучшие клинические результаты в первую ремиссию.

Индукция иммунного ответа, направленного против слабых ОАА, может быть увеличена с помощью иммунологического адъюванта, вызывающего неспецифическую активацию иммунной системы. Но многие адъюванты не разрешены для использования у людей, так как обладают токсическими эффектами. Использование же других методов, увеличивающих иммуногенность вакцины, становится обязательным. Иммунизация идиотипическим белком-KLH в смеси с растворимым ГМ-КСФ пациентов с В-клеточными лимфомами способствовала образованию опухоль-специфических CD4+ и CD8+ Т-клеток у 19 из 20 пациентов, и у 8 из 11 больных с минимальной остаточной болезнью впоследствии развилась молекулярно-генетическая ремиссия (Bendandi M. et al., 1999).

В настоящее время ведущая роль в индукции адоптивного и врожденного противоопухолевого иммунного ответа отводится ДК как «высокопрофессиональной антиген-презентирующей системе» и системе «естественных адъювантов». На их основе разрабатываются вакцины, проводятся экспериментальные и клинические исследования во всех онкологических центрах мира.

ДК являются чрезвычайно интересной мишенью для терапевтических манипуляций иммунной системой, способной изменить соотношение «опухоль – организм хозяина» в пользу хозяина и увеличить силу иммунного ответа, направленного на опухоль. Однако сложность системы ДК требует исключительной ответственности и осторожности при манипуляции с этими клетками, а расширяющееся использование вакцин на основе ДК у больных злокачественными опухолями – стандартизации методов получения, активации, способа вакцинации, клинической и иммунологической оценки.

Успехи противоопухолевой вакцинотерапии по всей вероятности будут обусловлены дальнейшим прогрессом молекулярной биологии и изучением поствакцинального иммунитета, так как многие так называемые ОАА экспрессированы в опухолях и нормальных тканях, и это вызывает беспокойство. Аутоиммунная деструкция меланоцитов является косметическим дефектом и не сопровождается значительными клиническими проявлениями, но аутоиммунная реакция в кишечнике или легких может представлять угрозу для жизни.

Результаты исследований с агонистом CTLA-4 антител у пациентов с меланомой установили, что аутоиммунная реакция как осложнение противоопухолевой вакцинотерапии может развиваться значительно чаще ожидаемой. Поэтому тщательный мониторинг на предмет этого осложнения является неотъемлемой частью токсикологического мониторинга во всех планируемых клинических исследованиях.

Таким образом, исследования последних лет убедительно демонстрируют тот факт, что разработка современных подходов вакцинотерапии злокачественных опухолей является актуальным направлением в онкологии и основана на изучении молекулярно-генетических механизмов противоопухолевого иммунитета. Прогресс в этой области может быть связан с дальнейшим изучением биохимических особенностей МНС молекул и разработкой биоинформационных алгоритмов, которые позволят с высокой долей вероятности прогнозировать разнообразие клонов ЦТЛ, обладающих высокой аффинностью к опухолеассоциированным белкам и индивидуальным МНС молекулам I и II класса.