Imunoterapie karcinomu plic

pneumologie

Souhrn

O možnostech využití imunoterapie v léčbě bronchogenního karcinomu se uvažuje již řadu let. Další poznání buněčných a molekulárních mechanismů v imunitním systému vede v současné době k renesanci zájmu o tuto léčebnou modalitu. Zájem je věnován zejména inhibici kontrolních bodů imunitní reakce pomocí monoklonálních protilátek blokujících CTLA-4 (cytotoxický T-lymfocytární antigen 4), receptor PD1 (protein programované buněčné smrti), jeho ligand PD-L1 a antigen specifické imunoterapie vakcínami.

Klíčová slova

karcinom plic• kontrolní body imunitní reakce • vakcíny

Bronchogenní karcinom je onemocněním s vysokou incidencí a je nejčastější příčinou úmrtí na zhoubný nádor. V době diagnózy se v 75–80 % případů jedná o onemocnění lokálně pokročilé nebo generalizované. NSCLC (non-small-cell lung carcinoma – nemalobuněčný plicní karcinom) je nejčastějším typem a tvoří asi 85 % všech plicních karcinomů. Navzdory léčebným snahám, při nepřítomnosti aktivujících EGFR mutací či ALK translokace, je při konvenční chemoterapii průměrná doba přežití 8–10 měsíců. Pětileté přežití zůstává pod hranicí 15 %. Na rozdíl od melanomu nebo karcinomu ledvin a prostaty, kde imunoterapie má již v léčbě své místo, byly výsledky u karcinomu plic donedávna neuspokojivé.
Přitom se u bronchogenního karcinomu, zvláště v souvislosti s kouřením, vyskytuje velké množství mutací. Některé z nich jsou řídící a ovlivňují onkogenezi, řada dalších se na vzniku karcinomu nepodílí. Proteinové produkty těchto mutací, které jsou přítomny na povrchu nádorových buněk, tak mohou představovat potencionální antigeny pro imunitní odpověď. První dokumentované zmínky o protinádorové imunoterapii sahají do 19. století. V roce 1891 William Bradley Coley podal pacientovi s pokročilým nádorem dávku streptokoků s předpokladem, že imunitní obrana proti této infekci by mohla vést ke zmenšení nádoru, ke kterému opravdu došlo. Jedná se o zcela odlišný způsob léčby nádorového onemocnění, který není zaměřen na samotný nádor, ale na imunitní systém pacienta. Cílem je tento systém podpořit, aby mohl nádorové buňky eliminovat. Klíčovou roli zde hrají antigen prezentující buňky (APC) – dendritické buňky, které pohlcují antigeny, zpracovávají je v lyzosomech a prezentují na molekulách HLA I. a II. třídy. Takto upravené antigeny jsou předkládány s kostimulačními signály T-lymfocytům. Aktivované T-lymfocyty pak opouštějí lymfatické uzliny, cestují po těle a hledají své cíle – buňky nesoucí cílový nádorový antigen, které mohou destruovat, a tak dochází k protinádorové odpovědi (Obr. l).
Imunitní systém musí být velmi striktně regulován, aby nedošlo k napadání vlastních tkání a k autoimunitním projevům. Na regulaci imunitního systému se podílí řada molekul a mechanismů, nicméně v posledních letech se největší pozornost upíná k povrchovým molekulám, které efektivně limitují proliferaci T-lymfocytů a jejich destrukční kapacitu. Společně se tyto molekuly nazývají kontrolními body imunitní reakce. V současné době jsou nejvíce studovány CTLA-4 (cytotoxický T-lymfocytární antigen 4) a PD1 (protein programované buněčné smrti) (Obr. 2).

Blokáda kontrolních bodů imunitní reakce

Pro zvýšený zájem o imunoterapii bylo důležité poznání kontrolních bodů imunitní reakce, které mohou mít úlohu jak inhibiční (CTLA-4, PD-1), tak aktivační (CD 28).
Molekula CTLA-4 byla identifikována v roce 1987 francouzskými vědci. Jedná se o proteinový receptor na povrchu T-buněk. Ale až v roce 2010 byly uveřejněny povzbudivé výsledky s anti-CTLA4 protilátkou u metastatického melanomu. Molekula PD-1 byla popsána japonskými biology počátkem 90. let minulého století. Terapeuticky účinné jsou nejen protilátky proti PD-1, ale i proti jeho ligandu PD-L1.
Inhibiční molekula CTLA-4 a aktivační molekula CD28 mají společné ligandy CD80 (B-7.1) a CD86 (B-7.2), které jsou exprimovány na antigen prezentujících buňkách. Zatímco v počátku imunitní odpovědi se na povrchu T-buněk vyskytuje pouze kostimulační molekula CD28, po 2–3 dnech se na povrchu T-buněk začne objevovat molekula CTLA-4, která tlumí nebo vypíná imunitní odpověď. Protože je vazba mezi ligandy CD80/CD86 a CTLA-4 silnější než jejich vazba s CD28, dochází k zastavení imunitní reakce. Toto je však z hlediska protinádorové reakce nevýhodné. Anti-CTLA-4 protilátka, která této vazbě brání, umožňuje nejen dlouhodobější aktivaci a proliferaci T-buněk, ale může rovněž docházet k depleci intratumorálních tlumících Treg lymfocytů, které CTLA-4 receptor také exprimují (zde je ovšem jeho exprese konstitutivní, ne indukovaná).
PD-1 je exprimován na aktivovaných T- a B-lymfocytech a je znakem „vyčerpanosti“ těchto buněk. V nádorovém mikroprostředí je aktivován vazbou na ligandy PD-L1 a PD-L2. Tyto se fyziologicky vyskytují na T- a B-lymfocytech, makrofázích, NK-buňkách, dendritických a žírných buňkách, ale i na nádorových buňkách. Vazba ligandu s PD-1 na povrchu T-lymfocytů vede k jejich inaktivaci či smrti, proto vazba monoklonální protilátky na PD-1 či jeho ligand vede k obnovení aktivity T-lymfocytů.
CTLA-4 se jako negativní regulátor imunity uplatňuje v časné fázi aktivace T-lymfocytů při jejich aktivaci dendritickými buňkami (především na úrovni lymfatických uzlin), zatímco PD1 spíše v efektorové fázi inaktivováním T-cytotoxických lymfocytů (na periferii či v nádorovém mikroprostředí) (Obr. 3).

Anti-CTLA-4 protilátky

Ipilimumab (Yervoy™) je humanizovaná IgG1 anti-CTLA-4 monoklonální protilátka, která působí jako selektivní inhibitor CTLA-4, antigenu asociovaného s cytotoxickými T-lymfocyty. Prokázala již svou účinnost u pacientů s pokročilým melanomem (v roce 2011 FDA schválila ipilimumab pro léčbu inoperabilního nebo metastatického melanomu).
Ve studii fáze II u pokročilého NSCLC prokázala zlepšení intervalu bez progrese nemoci při podání s chemoterapií karboplatina + paklitaxel. Nyní se ukončuje studie fáze III u pokročilého skvamózního NSCLC, porovnávající karboplatinu + paklitaxel + placebo s karboplatinou + paklitaxelem + ipilimumabem. Rovněž probíhá i studie u SCLC (small-cell lung cancer – malobuněčného karcinomu plic).
Tremelimumab je humanizovaná IgG2 anti-CTLA-4 monoklonální protilátka. V současné době probíhá studie fáze Ib/II u pokročilého NSCLC v kombinaci s MEDI4736 (anti PD-L1 protilátka) a gefitinibem, a také u mezoteliomu pleury.

Anti-PD-1 protilátky

BMS-936558, nivolumab, je plně humanizovaná IgG4 monoklonální protilátka proti PD-1.
Probíhá řada studií s nivolumabem v monoterapii či v kombinaci s další léčbou u NSCLC, melanomu, karcinomu ledvin, karcinomu hlavy a krku, glioblastomu, non-Hodgkinova lymfomu. Ve studii fáze 1b, ve které byla eskalována dávka nivolumabu (0,1; 0,3; 1,0; 3,0 a 10 mg/kg) bylo 306 pacientů již dříve léčených s melanomem, NSCLC (n = 129), karcinomem ledvin, karcinomem prostaty či kolorektálním karcinomem. U pacientů s NSCLC byla ORR (objective response rate – objektivní léčebná odpověď) 17,1 %, odpověď byla srovnatelná u skvamózní i neskvamózní histologie, dvouleté přežití napříč dávkami bylo 24 %, u dávky 3 mg/kg 45 %. Ve studii fáze 1b s dříve neléčeným NSCLC (n = 20) byl podán nivolumab 3 mg/kg v monoterapii s ORR 50 % u PD-L1 pozitivního tumoru a 0 % u PD-L1 negativního tumoru. U NSCLC probíhají studie fáze III hodnotící nivolumab v monoterapii u předléčených i dříve neléčených pacientů a také v kombinaci s ipilimumabem. Další studie pak hodnotí nivolumab v kombinaci s chemoterapií a erlotinibem. V prosinci 2014 byl schválen FDA v USA pod názvem Opdivo pro léčbu inoperabilního nebo metastatického melanomu.
MK-3475, pembrolizumab, je další plně humanizovaná IgG4 monoklonální protilátka proti PD-1. Na základě výsledků studie fáze I, hodnotící účinnost MK-3475 u metastatických karcinomů, jsou v plánu další studie včetně studií fáze III. Nyní probíhá studie fáze II/III se dvěma dávkami MK-3475 vs. docetaxel u předléčených pacientů s NSCLC, kteří mají prokázanou pozitivitu PD-L1. Nábor do studie byl zahájen v září 2013. Probíhá rovněž studie fáze III, porovnávající MK-3475 s chemoterapií na bázi platiny u dříve neléčených pacientů s pokročilým NSCLC. Probíhají nebo jsou plánovány i další studie s léčbou pembrolizumabem v kombinaci s bevacizumabem, inhibitory tyrozinkinázy či ipilimumabem. V září 2014 byl schválen americkou FDA pro léčbu pokročilého melanomu pod obchodním názvem Keytruda.

Anti-PD-L1 protilátky

MPDL3280A je protilátkou namířenou proti PD-L1. V roce 2013 byly prezentovány výsledky studie fáze I u předléčených pacientů s NSCLC. U pacientů s vysokou expresí PD-L1 byla léčebná odpověď zaznamenána v 80 % (PD-L1 pozitivní tumor u 4 z 5 pacientů; PD-L1 negativní tumor u 4 z 28 pacientů). Srovnatelné jsou výsledky u skvamózních i neskvamózních NSCLC. Byla zahájena řada studií fáze II u pacientů s PD-L1-pozitivním, lokálně pokročilým nebo metastazujícím NSCLC. V plánu je i hodnocení kombinace s bevacizumabem ve studii fáze I.
MEDI4736 je humanizovaná IgG1 protilátka, která se rovněž váže na ligand PD-L1, a tím brání vazbě na PD-1. Byla testována ve studii fázi I, probíhají studie fáze II a III, v plánu je zahájení studie s adjuvantním podáním MEDI4736 u kompletně resekovaného NSCLC.
BMS-936559 je monoklonální protilátka proti PD-L1, která ve studiích fáze I prokázala aktivitu u řady solidních nádorů včetně NSCLC.

Vakcíny

Další možností protinádorové imunoterapie jsou vakcíny. U NSCLC byly testovány vakcíny obsahující antigeny přítomné na nádorových buňkách a imunostimulační adjuvans, které má zvýšit schopnost antigenu stimulovat imunitní systém. Další vakcíny jsou odvozeny z celých nádorových buněk.
Studie fáze III MAGRIT byla zaměřena na MAGE-A3 (melanomaspecific antigen A3), který je přítomen asi ve 35 % časných a v 55 % pokročilých stadií NSCLC. Jeho výskyt je spojen s horší prognózou. Vakcína, která se skládá z rekombinantního proteinu MAGE-A3 a imunostimulačního adjuvans, byla podávána ve studii fáze II u 182 pacientů, s radikálně resekovaným NSCLC stadia IB/II. Vakcína prokázala ve srovnání s placebem zvýšení bezpříznakového období (disease-free interval), celkového bezpříznakového přežití (disease-free survival) a celkového přežití (overall survival). Byla proto podávána ve studii fáze III pacientům po radikální resekci NSCLC stadia IB, II a IIIA po adjuvantní chemoterapii, kteří měli nádor MAGE-A3 pozitivní. Pacienti byli randomizováni v poměru 2 : 1 – vakcína : placebo. Nábor byl ukončen v listopadu 2011, zařazeno bylo 2270 pacientů. V březnu 2014 však bylo oznámeno, že studie nesplnila svůj primární cíl, tedy prodloužení doby bez progrese nemoci v porovnání s placebem. Byla proto ukončena, probíhá analýza se snahou identifikovat podskupiny pacientů, které by z této léčby mohly mít prospěch.
Ve studii fáze III START, rovněž kontrolované placebem, dostávali pacienti lipoproteinovou vakcínu L-BLP25 (tecemotide), která indukuje imunitní odpověď na nádorové buňky, jež exprimují MUC1 (mucinous glycoprotein-1 antigen). Vakcína byla podávána po konkomitantní či sekvenční chemoradioterapii, jestliže nebyla prokázána progrese onemocnění. Zařazeno bylo 1514 pacientů. Vakcína neprokázala signifikantní zlepšení celkového přežití, ale léčebný efekt byl patrný v podskupině s konkomitantní chemoradioterapií, kde bylo dosaženo zlepšení OS o 10,2 měsíce. Léčba byla dobře tolerována s podobnými vedlejšími účinky v obou ramenech. Další plánovaná studie měla tento výsledek potvrdit. Na základě výsledků studie prováděné v Japonsku byl však v září 2014 celý program vývoje tecomotidu zastaven.
Belagenpumatucel-L (Lucanix ™) je terapeutická vakcína s použitím geneticky modifikovaných buněk NSCLC. Na ASCO 2014 byly prezentovány výsledky randomizované studie fáze III STOP, ve které byly vakcína nebo placebo podávány jako udržovací léčba po první linii kombinované chemoterapie. Studie nesplnila primární cíl – celkové přežití (overall survival – OS), účinek byl zaznamenán v podskupině pacientů zařazených do 12 týdnů od dokončení chemoterapie a v podskupině s chemoradioterapií.
TG4010 je vakcína s použitím geneticky upraveného oslabeného viru Ankara, exprimující antigen MUC1 a interleukin-2 – zaměřená na glykoprotein antigenu MUC1. V současnosti probíhá studie fáze III.
EGF vakcína (recombinant human epidermal growth factor) brání vazbě EGF na EGFR. Ve studii byla hodnocena vakcína + nízká dávka cyklofosfamidu + BSC versus BSC. V rameni s vakcínou byl patrný trend zlepšení OS. Studie fáze III byla přerušena pro malý nábor pacientů.
Neuspokojivé výsledky protinádorových vakcín mají řadu příčin. Jedna z nich je heterogenita cílových antigenů. Imunitní reakce proti jednomu antigenu postihne pouze část buněk.
Stěží mohou ovlivnit nádory pokročilé, imunitou tolerované, s vysoce heterogenní skladbou svých antigenů a obtížným průnikem tak vysokého počtu T-buněk do nádoru. Rovněž kontrolní body imunitní reakce mohou inhibovat odpověď T-buněk na tyto vakcíny a v budoucnu se může jako výhodná ukázat kombinace těchto dvou léčebných modalit.
Další možností jsou vakcíny s využitím dendritických buněk, zejména v kombinaci s jinou protinádorovou léčbou.

Diskuse

Při imunoterapii musíme počítat s tím, že nástup účinku může být opožděný, neboť aktivace imunitního systému může trvat řádově týdny až měsíce. Počáteční indukovaná zánětlivá odpověď může vést i k dočasnému zvětšení lézí nebo k objevení lézí nových, které mohou později regredovat. To vše je impulzem k vytvoření nových kritérií hodnocení léčebné odpovědi, tzv. immune-related response kritérií.
Data ze studií ukazují, že imunitní odpověď může být rychlá a dlouhotrvající. Jednou aktivovaná protinádorová imunitní odpověď může mít potenciál dalšího pokračování, což naznačuje, že by nemuselo dojít k rozvoji sekundární rezistence, která je patrná u většiny protinádorových léčiv. Ani tato léčba však není vhodná pro všechny pacienty. Ve studiích časné fáze u pacientů těžce předléčených byly zaznamenány odpovědi asi ve 20 %, což jsou povzbudivé výsledky v porovnání s odpovědí na standardní cytotoxickou léčbu u těchto pacientů, u nichž se odpověď pohybuje mezi 5–10 %. Rovněž v těchto studiích byla povzbuzující délka trvání odpovědi – trvala jeden či dokonce dva roky.
Stále není objasněna otázka prediktivních biomarkerů. Exprese PD-L1 se zatím jeví jako nejspolehlivější prediktor pro odpověď na léčbu určitými inhibitory. Stále však není na takové úrovni, jaká je spojena s přítomností aktivačních mutací EGFR či ALK translokace – jejich přítomnost vede k léčebné odpovědi v 60–75 % případů. Dosud není také jednotné používání protilátek ke stanovení pozitivity PD-L1 a ani není přesně stanovena její hranice. Ukazuje se také, že exprese PD-L1 se může měnit během života nádoru a léčby. Rovněž nejsou známy klinické charakteristiky, které by pomohly vybrat vhodnou populaci pacientů pro tuto léčbu, i když odpovědi na léčbu se zdají být vyšší u kuřáků, u nichž je onemocnění spojeno s vyšším výskytem mutací i vyšším počtem nádorových antigenů, a nádor tak může být lépe rozeznán imunitním systémem. Ale i tato domněnka musí být teprve objasněna ve studiích.
Podle publikovaných studií se tato léčba jeví jako poměrně dobře tolerovaná, nežádoucí účinky bývají lehčího stupně (G1–2). Nejčastěji se vyskytovaly únava, snížení apetitu, průjem, nauzea, zácpa, kašel a dušnost, elevace jaterních enzymů, rush, svědění. Musíme počítat i s výskytem toxicity na autoimunitním podkladě, jako jsou pneumonitida, hepatitida, abnormality funkce štítné žlázy či kolitida. Tyto se však vyskytovaly vzácně. Imunitně zprostředkované nežádoucí účinky odpovídaly na léčbu kortikosteroidy.

Závěr

Ukazuje se, že imunoterapie může být významným přínosem v léčbě pacientů s rakovinou plic, včetně těch, u nichž je konvenční léčba neúčinná. Nutné je objasnění prediktivních biomarkerů, jež povede k lepší selekci pacientů, kteří budou mít z imunoterapie prospěch. Zůstává i mnoho dalších nezodpovězených otázek týkajících se správného načasování imunoterapie, kombinace s konvenční léčbou, léčbou cílenou či kombinace jednotlivých imunoterapeutických modalit. Nové léčebné postupy, které posilují imunitní systém v boji proti rakovině plic, jsou proto předmětem probíhajícího výzkumu.

Prohlášení: autorka v souvislosti s tématem práce nespolupracovala v posledních 12 měsíících s žádnou farmaceutickou firmou.

Literatura:

BUTTS, CA., SOCINSKI, MA., MITCHELL, P., et al. START: A phase III study of L-BLP25 cancer immunotherapy for unresectable stage III non-small cell lung cancer. J Clin Oncol, 2013, 31, 15(Suppl. 1).
DECLERCK, S., VANSTEENKISTE, J. Immunotherapy for Lung Cancer. Future Oncol, 2014, 1, p. 91–105.
DRAKE, CG., LIPSON, EJ., BRAHMER, JR. Breathing new life into immunotherapy: Review of melanoma, lung and kidney cancer. Nat Rev Clin Oncol, 2014, 11, p. 24–37. ROLFO, VH., SORTINO, G., SMITS, E., et al. Immunotherapy: is a minor god yet in the pantheon of treatments for lung cancer? Expert Rew Anticancer Ther, 2014, 14, p. 1173–1187.
TARTOUR, E., ZITVOGEL, L. Lung cancer: Potential targets for immunotherapy, Lancet Respir Med, 2013, 1, p. 551–563.
VANSTEENKISTE, J., ZIELINSKI, M., LINDER, A., et al. Adjuvant MAGE-A3 immunotherapy in resected non-small-cell lung cancer: phase II randomized study results. J Clin Oncol, 2013, 31, p. 2396–2403.
VILLARUZ, LC., KALYAN, A., ZAROUR, H., MARK, A. Socinski. Immunotherapy in Lung Cancer. Transl Lung Cancer Res, 2014, 3, p. 2–14.
e-mail: leona.koubkova@fnmotol.cz

Summary Koubkova, L. Immunotherapy of pulmonary carcinoma The possibility to use immunotherapy for treatment of bronchogenic carcinoma has been under consideration for many years now. New findings regarding cellular and molecular mechanisms in the immune system have led to renewed interest in this therapeutic modality. The focus is mainly on inhibition of immune checkpoints using monoclonal antibodies blocking CTLA-4 (cytotoxic T lymphocytic antigen 4) and the PD1 receptor (the programmed cell death protein) and its ligand PD-L1 and the antigen for specific vaccine immunotherapy.

Key words lung cancer • immune checkpoints • vaccines

O autorovi| MUDr. Leona Koubková Univerzita Karlova v Praze, 2. lékařská fakulta a Fakultní nemocnice v Motole, Pneumologická klinika

Obr. 1 Úloha antigen prezentujících buněk (APC)
Obr. 2 Kontrolní body imunitní reakce: CTLA-4 a PD-1
Obr. 3 Kontrolní body imunitní reakce – inhibice T-lymfocytů

Ohodnoťte tento článek!