Imunoterapie nádorových chorob

Souhrn

V práci jsou shrnuty poznatky o mechanismech zahájení imunitní odpovědi. Diskutujeme důkazy o tom, že imunitní systém je schopen kontrolovat a regulovat růst nádorových buněk, zejména v raných stadiích karcinogeneze. Ústřední úlohu hrají dendritické buňky, které jsou nejúčinnějšími antigen prezentujícími buňkami v lidském organismu. Jejich významnou úlohou v imunitních dějích je stimulace naivních T-lymfocytů, a tím zahájení primární specifické imunitní odpovědi. Dendritické buňky indukují protinádorovou reakci, pokud jsou adekvátně aktivovány. Pokroky v základní imunologii vedou k lepšímu porozumění interakce mezi imunitním systémem a nádory, což vzbuzuje zájem o využití imunitního systému v léčbě nádorových onemocnění. V článku je podán přehled o současných moderních imunoterapeutických přístupech, které se dostávají do klinické praxe.

Klíčová slova

imunitní systém • imunitní dohled nad nádory • imunoterapie

Úloha jednotlivých složek imunitního systému v obraně proti nádorům

Hlavní funkcí imunitního systému je obrana proti infekcím. Infekční nemoci byly v historii lidstva až do objevu účinných antimikrobiálních léků nejčastější příčinou smrti. Z evolučního hlediska bylo proto důležité, aby nás imunitní systém chránil minimálně do okamžiku dosažení reprodukční zralosti. Postupem času přibývaly důkazy o tom, že imunitní systém nás chrání i před vznikem nádorových onemocnění, která dominují postreprodukčnímu věku, a že antiinfekční a protinádorová obrana jsou založeny na podobném principu fungování. Působení selekčního tlaku antiinfekčních mechanismů však převyšuje ty protinádorové. Tato skutečnost je částečně také dána následkem strukturní podobnosti nádorových buněk buňkám normálním, které se pak imunitnímu systému jeví jako organismu vlastní nebo antigenně velmi podobné. Navíc nádorové buňky disponují celou řadou schopností, jak uniknout kontrolním mechanismům imunitního systému. K pokroku v oblasti imunoterapie došlo především díky porozumění molekulárním interakcím nádorových buněk s imunitním systémem. V současné době pohlížíme na vznik nádorového onemocnění jako na mnohastupňový proces, v němž samotné nádorové buňky představují velmi heterogenní populaci zasazenou do kontextu mikroprostředí nenádorových buněk a tkání a tvoří složitý nádorový „ekosystém“. Existují důkazy pro to, že imunitní systém je schopen kontrolovat růst nádorových buněk v raných stadiích karcinogeneze i ve stadiu tzv. preneoplazie. S pokročilým růstem nádoru se imunitní mechanismy víceméně paralyzují a mnohdy mají naopak podpůrný účinek ve prospěch proliferace nádorových buněk, za což jsou zodpovědné různé únikové mechanismy nádorových i okolních buněk.
Imunitní systém používá v boji proti nádorovým onemocněním své dva hlavní systémy – systém přirozené (nespecifické) imunity a systém imunity adaptivní (specifické). Složky nespecifické imunity, ať již buněčné (makrofágy, NK-buňky, granulocyty) nebo humorální (komplement, antimikrobiální peptidy, cytokiny), jsou schopny rychle patogen v organismu detekovat a eliminovat jej do určité míry bez nutnosti zapojení specifické imunity. Nespecifická imunita ale nemá mechanismy, které by zabezpečily vznik imunologické paměti. Tu zajišťují až složky specifické imunity, T- a B-lymfocyty, díky existenci množství (až 1011) různých receptorů (TCR, resp. BCR) s přesně definovanou specifitou pro nejrůznější antigeny. Pro aktivaci specifického lymfocytu musí být antigen zpracován v buňkách prezentujících antigen (APC – nejčastěji v dendritických buňkách, DC), poté složitým systémem postupných interakcí APC s T-lymfocyty dojde ke klonální expanzi, a teprve po vytvoření dostatečné populace efektorových buněk se rozvíjí specifická imunitní reakce. Tento proces většinou trvá 4–7 dní a po tuto dobu je nutné, aby obranu zajistila nespecifická imunita. Při opakovaném setkání se stejným patogenem je již situace odlišná. V organismu jsou již vytvořeny paměťové T- a B-lymfocyty a sekundární imunitní odpověď je mnohem rychlejší.(1) Reakce na nádorovou buňku je v principu obdobná jako na infekční agens, ale vzhledem k tomu, že se jedná o buňku vycházející z vlastních tkání, je situace komplikovanější, protože k vlastním tkáním je ustanovena imunologická tolerance. Proto se zdá, že pro udržení kontroly nad nádorovým růstem je potřeba podporovat a udržovat aktivitu protinádorových lymfocytů opakovanými „boosty“.

Editace nádoru imunitním systémem – tzv. hypotéza „Cancer Immune Editing“

Hypotéza nazývaná „Cancer Immune Editing“, tj. editace nádoru imunitním systémem, popisuje dynamický vztah mezi nádorovými buňkami a imunitním systémem.(2) Podle této hypotézy lze v evoluci nádorového onemocnění rozlišit tři stadia boje imunitního systému proti nádorovým buňkám: odstranění transformované buňky (elimination), nastavení dynamické rovnováhy mezi transformovanou buňkou a imunitním systémem (equilibrium) a únik transformované buňky před kontrolou imunitního systému (escape). V naprosté většině případů dochází k včasnému rozpoznání nádorové buňky imunitním systémem ve fázi eliminace. Nádorové buňky vlivem genetické nestability prochází mnoha mutacemi, čímž dochází ke změně fenotypu. Následně nemohou být rozpoznávány imunitním systémem, a proto unikají jeho kontrole. Nastává tak další stadium nádorové evoluce, stadium dynamické rovnováhy. Stadium dynamické rovnováhy je nejdelší a může mít různé důsledky: 1. kompletní zničení nádorových buněk imunitním systémem, 2. dlouhodobá dynamická rovnováha aktivní imunitní odpovědi s populací nádorových buněk, 3. únik nádorových buněk kontrole imunitního systému a následný rozvoj klinického onemocnění.

Strategie úniku nádorových buněk kontrole imunitního systému

Nádorové buňky disponují celou řadou strategií, pomocí nichž dokáží uniknout kontrole imunitního systému.(3) Řada z nich vykazuje jistou analogii s principy únikových mechanismů infekčních agens. Příkladem je vysoká variabilita nádorových buněk a vznik mutantních forem, které nádorový antigen ztratily. Stejně tak nízká hustota exprese nádorových antigenů či mutace antigenu přispívají k heterogenitě nádorových lézí a mohou vést k tomu, že jsou neoplastické buňky složkami imunitního systému přehlíženy. Dalším mechanismem, který zabraňuje rozpoznání nádorových buněk imunitním systémem, je snížená exprese MHC I molekul. Celková ztráta MHC I je způsobena především mutací ß2-mikroglobulinu. Dalším mechanismem je sialylace povrchu nádorových buněk, která může vést k maskování některých epitopů povrchových antigenů nádoru. Produkcí cytokinů potlačujících protinádorovou imunitní reakci, jako jsou transformující růstový faktor TGF-beta a interleukin 10, dochází k přímé inhibici maturace dendritických buněk či inhibici efektorových T-lymfocytů. Některé nádorové buňky exprimují na svém povrchu apoptotický receptor známý jako FasL. Pomocí této molekuly pak mohou indukovat v protinádorových T-lymfocytech apoptózu. Interakce Fas-FasL má však pravděpodobně komplexní důsledky a za určitých okolností může vést jak k potenciaci nádorového růstu, tak k jeho inhibici. Nedostatečnou produkcí kostimulačních molekul dochází k anergii T-lymfocytů a změnou v signalizační apoptotické dráze také k inhibici indukce apoptózy. Zvýšenou expresí inhibičních molekul, jako jsou CTLA-4 nebo PD1 na T-lymfocytech, dochází k zastavení aktivace T- lymfocytů a jejich anergizaci, což je fyziologický mechanismus předcházející autoimunitnímu poškození. Nádorové mikroprostředí však může indukovat nadměrnou expresi těchto inhibičních molekul, čímž se zabraňuje cytotoxickému působení T-lymfocytů na nádorovou buňku. Proto je blokáda těchto molekul využívána k aktivaci protinádorové imunity (viz dále).
Odolnost nádorových buněk vůči efektorovým mechanismům imunitního systému vede nejen k úniku nádorů z imunitního dohledu, ale může také výrazně ovlivnit účinnost imunoterapie.

Principy imunoterapie nádorových onemocnění

Existuje celá řada postupů, jak stimulovat imunitní systém v boji proti nádorům. Obecně se tyto postupy dají rozdělit na nespecifické a antigenně specifické. Obecný mechanismus nespecifické stimulace spočívá v podpoře základních funkcí imunitního systému, nezávisle na specifitě nádorového antigenu. Mezi nespecifické imunostimulační metody, které se v klinické praxi používají již řadu let, patří např. aplikace cytokinů (IL-2 v léčbě renálního karcinomu, interferon alfa u některých hematologických malignit), nespecifická stimulace zánětu (použití BCG vakcíny lokálně u karcinomu močového měchýře), aplikace různých imunostimulačních látek, nejčastěji mikrobiálního původu (bakteriální lyzáty, glukany apod.).(4–6) Vzhledem ke složitosti mechanismů protinádorové imunity je však při použití těchto postupů nebezpečí aktivace např. tlumivých složek imunity, a tím naopak podpora růstu nádorů. Antigenně specifické mechanismy, které jsou již v klinické praxi aplikovány, jsou využívány např. v podobě monoklonálních protilátek cílených proti některým nádorovým antigenům, např. trastuzumab (Herceptin), monoklonální protilátka proti antigenu Her2-Neu exprimovanému na některých epiteliálních nádorech, např. karcinomu prsu. Tyto postupy eliminují populace buněk nesoucí příslušný antigen. Další postupy zahrnují např. expanzi ex vivo tumorově specifických lymfocytů, obvykle získaných přímo z nádoru jako tzv. TIL (tumor infiltrující lymfocyty). Imunizace samotnou nádorovou buňkou nebo nádorovým antigenem je obvykle neúčinná a vyžaduje účinné adjuvans. Běžná adjuvancia používaná v antiinfekčních vakcínách však nejsou využitelná, neboť indukují zejména protilátkovou odpověď proti příslušnému antigenu. Vzhledem k nutnosti stimulace především buněčných složek imunity se pozornost v posledních letech zaměřila na využití dendritických buněk v imunoterapii nádorů. Velmi zjednodušeně řečeno, DC fungují jako určité „adjuvans“, které zajistí rozpoznání nádorové buňky, její zpracování a prezentaci T-lymfocytům (princip imunoterapie DC viz dále). Základní možnosti využití mechanismů protinádorové imunity k imunoterapii na různých úrovních jsou znázorněny na Obr. a diskutovány níže v rámci přehledu imunoterapeutických přípravků.

Přehled imunoterapeutických přípravků BUNĚČNÁ IMUNOTERAPIE

Sipuleucel-T

Sipuleucel-T (Provenge®) je dosud jediným imunoterapeutickým preparátem schváleným FDA pro pacienty s minimálně symptomatickým metastatickým kastračně-rezistentním (mCRPC) karcinomem prostaty, který prodloužil v klinických studiích fáze III medián přežití z 21,7 na 25,8 měsíce, tedy o 1,2 měsíce déle než chemoterapie docetaxelem.(7) Tento preparát vyráběný z autologních buněk pacienta získaných leukaferézou obsahuje aktivované monocyty, které jsou pulsované fúzním proteinem GM-CSF s prostatickou kyselou fosfatázou (PAP). Kromě aktivovaných monocytů obsahuje preparát i další imunitní buňky periferní krve pacienta. Pacient podstupuje leukaferézu celkem 3krát v odstupu dvou týdnů a preparát je mu aplikován zpět intravenózně čerstvý, nezamražený.

PROSTVAC® PROSTVAC® je terapeutickou vakcínou vyvinutou v USA, založenou na rekombinantních atenuovaných virech neštovic (vakcinie) a ptačích neštovic (fowlpox). Tyto viry slouží jako vektory, které exprimují zároveň gen pro PSA (prostatický specifický antigen) a tři kostimulační molekuly – B7.1, ICAM-1 a LFA-3 (komerční označení TRICOM™). Mechanismus účinku by měl spočívat v tom, že buňky pacienta jsou po nitrosvalové aplikaci infikovány tímto modifikovaným virem a stanou se dobrými antigen-prezentujícími buňkami, které budou exprimovat jak kostimulační molekuly, tak zároveň nádorový antigen PSA. Vzhledem k tomu, že proti buňkám infikovaným viry se vyvíjí cytotoxická T-buněčná reakce, je zde předpoklad, že se naindukují cytotoxické T-lymfocyty, které posléze budou lyzovat buňky exprimující PSA, tedy nádorové buňky karcinomu prostaty. Použití dvou antigenně odlišných vektorů pro první a následné imunizace by mělo snížit riziko, že dojde ke snížené účinnosti vakcíny v důsledku tvorby neutralizačních protilátek navozených imunizací virem vakcinie. Tomuto postupu se říká heterologní prime/boost strategie. PROSTVAC® prošel v posledních deseti letech rozsáhlými studiemi fáze II v různých stadiích karcinomu prostaty i v různých kombinacích.(8) Příznivé výsledky randomizované fáze II na 125 pacientech s minimálně symptomatickým mCRPC nedokázaly rozdíly mezi přežitím bez známek progrese onemocnění (PFS), ale medián celkového přežití (OS) byl o 8,5 měsíce lepší než v kontrolní skupině.(9) Na základě těchto výsledků byla v listopadu 2011 zahájena studie fáze III u 1200 pacientů s minimálně symptomatickým CRPC (NCT01322490).

AKTIVNÍ BUNĚČNÁ IMUNOTERAPIE NA BÁZI DENDRITICKÝCH BUNĚK, TZV.
„PROTINÁDOROVÉ VAKCÍNY“

Dendritické buňky se vyznačují jedinečnou schopností indukovat primární imunitní odpověď prostřednictvím aktivace naivních nediferencovaných T-lymfocytů.(10) Rozvoj a optimalizace metod pro přípravu DC in vitro přispěly k využití DC v léčbě nádorových onemocnění.(11) Podstata metody spočívá v ex vivo kultivaci monocytů, ze kterých se stanou dendritické buňky. Monocyty periferní krve pacientů vybraných pro imunoterapii se získávají v průběhu leukaferézy. Z monocytů se pak v laboratoři připraví nezralé dendritické buňky. V dalším kroku jsou DC „pulsovány“ nádorovými antigeny (buď definovanými peptidy, mRNA, apoptotickými buňkami nebo lyzáty). Po pohlcení nádorových antigenů jsou následně dendritické buňky aktivovány, maturovány, a poté jako protinádorová vakcína podány zpět pacientovi. Různé výzkumné skupiny nebo biotechnologické firmy se ve výrobním postupu liší a obvykle jsou tyto postupy patentově chráněny.
U většiny dosud provedených studií s DC došlo k laboratorně detekovatelné indukci protinádorové imunitní odpovědi, ale i přes několik popsaných regresí nádorových lézí nebyl klinický efekt většinou dlouhodobý.(12) Zásadním problémem provedených studií je, že do nich byli výlučně zahrnuti pacienti ve velmi pokročilých fázích onemocnění, u kterých již byly vyčerpány všechny ostatní terapeutické možnosti, a imunitní systém byl tedy výrazně poškozen jak chemoterapií, tak imunosupresivními mechanismy nádorové tkáně. Nicméně i v těchto situacích byla detekována imunitní odpověď na vakcinaci, i když klinický efekt nebyl obvykle výrazný. Hodnocené protinádorové DC vakcíny vykazují minimální nebo žádné vedlejší účinky.

DCVAC

V Ústavu imunologie 2. LF a FN Motol v Praze byla v posledních 10 letech vyvíjena terapeutická vakcína na bázi dendritických buněk proti karcinomu prostaty a ovaria (DCVAC/PCa a DCVAC/ OvCa).(13)

Tato forma aktivní buněčné imunoterapie pomocí dendritických buněk využívá technologie širokospektré antigenní prezentace (Active Cellular Immunotherapy-Multiple Antigen Platform, ACI-MAP). Při tomto postupu jsou k vyvolání komplexní imunitní odpovědi v těle pacienta použity právě jeho vlastní dendritické buňky aktivované širokým spektrem nádorových antigenů pocházejících z celých usmrcených buněk nádorových linií. V případě karcinomu prostaty jde o buňky linie LNCaP, které exprimují PSA, PSMA, MAGE-A1, MAGE-A3 a další.(14) Terapie preparátem DCVAC se zkouší v monoterapii u pacientů v raných stadiích onemocnění a v pokročilejších stadiích rakoviny je aplikována ve spojení s dalšími léčebnými přístupy koordinovanými tak, aby společně brzdily postup onemocnění (např. kombinovaná terapie s docetaxelem u pacientů s karcinomem prostaty, s gemcitabinem a karboplatinou u pacientek s karcinomem ovaria). Pacientům je přípravek aktivní buněčné terapie podáván v různých intervalech (např. 3–6 týdnů) po dobu delší než jeden rok. Tento přístup vychází z výsledků experimentů a klinických poznatků, že jeden leukaferetický odběr stačí k výrobě dostatečného množství přípravku DCVAC pro jeho cca roční aplikaci v uvedených intervalech.
Od roku 2010 probíhaly dvě klinické studie fáze I a II, které hodnotí imunoterapii přípravkem DCVAC/PCa u pacientů s karcinomem prostaty ve stadiu biochemického relapsu a u pacientů s kastračně-rezistentním metastatickým karcinomem. Tyto studie mají prokázat bezpečnost přípravku a schopnost indukce imunitní reakce na nádorové struktury. U pacientů je v průběhu imunoterapie detekovatelná odpověď T-lymfocytů na antigeny PSA i na nádorové antigeny ze skupiny MAGE. Farmakokinetická studie DC označených pomocí 111In-oxinu a vyhodnocovaných pomocí fúzovaných SPECT/low-dose CT snímků

prokázala migraci označených DC do spádových lymfatických uzlin za 48 hodin po subkutánní aplikaci. Dosavadní analýzy indikují příznivý bezpečnostní profil přípravku i slibnou efektivitu a v současné chvíli probíhá vyhodnocení těchto studií. Další vývoj DCVAC zajišťuje česká biotechnologická společnost SOTIO a. s., která je sponzorem pěti klinických studií fáze II a mezinárodní klinické studii fáze III. Studie fáze II jsou randomizované a hodnotí imunoterapii v různých stadiích karcinomu prostaty: jako monoterapii u pacientů s lokalizovaným karcinomem prostaty (T2) v biochemickém relapsu po radikální primární terapii a její prodloužení o další cyklus, dále v kombinaci s hormonální léčbou u pacientů s nově diagnostikovaným metastatickým karcinomem prostaty, potom u pacientů s lokálně pokročilým karcinomem prostaty (T3–T4), a konečně v kombinaci s radioterapií a androgen deprivační léčbou. Pacientům po selhání hormonální léčby, indikovaným k chemoterapii, je terapeutická vakcína podávána v kombinaci s docetaxelem. Obdobný design má i mezinárodní studie fáze III, která byla zahájena v květnu 2014.
V SOTIO a. s. dále probíhají tři studie fáze II hodnotící léčivý přípravek DCVAC/OvCa v kombinaci se standardní léčbou u pacientek s epiteliálním karcinomem vaječníků v různých stadiích onemocnění.

PASIVNÍ IMUNIZACE ZAMĚŘENÁ NA BLOKÁDU INHIBIČNÍCH MOLEKUL, TZV. „CHECK-POINT“ INHIBITORY

Při studiu základních mechanismů imunitní reakce se staly terčem pozornosti molekuly, které se objevují na cytotoxických T-lymfocytech po aktivaci a slouží k regulaci imunitní reakce, aby se předešlo autoimunitnímu poškození. Jde zejména o molekuly zvané CTLA-4 (cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4), PD-1 (membránový protein programované buněčné smrti, programmed cell death-1) a PD-L1,2 (programmed cell death ligand 1,2). Současný stav poznání v této oblasti již dovoluje cílený zásah na kontrolních bodech imunitní reakce. V nádorovém mikroprostředí dochází často k akumulaci tzv. regulačních T-lymfocytů exprimujících tyto molekuly. Regulační T-lymfocyty tlumí protinádorovou imunitní odpověď a předpokládá se tedy, že jejich zablokování monoklonálními protilátkami povede k prodloužené aktivaci cytotoxických lymfocytů, které se tak mohou déle uplatňovat v protinádorové imunitní reakci.

Ipilimumab

Ipilimumab (Yervoy®) je plně humánní monoklonální protilátka IgG1, která se selektivně váže na antigen CTLA-4 nacházející se na povrchu T-lymfocytů. CTLA-4 je klíčovým negativním regulátorem adaptivní imunitní odpovědi a funguje jako určitá brzda imunitní reakce. Jeho zablokování vede „k odbrždění“ imunitní protinádorové odpovědi, k delší a silnější aktivaci T-lymfocytů a v ideálním případě k napadení a destrukci nádorové tkáně cytotoxickými T-lymfocyty. Myši s knockoutovaným CTLA-4 genem trpí fatálním lymfoproliferativním syndromem, což potvrzuje klíčovou roli CTLA-4 jako negativního regulátoru imunitní odpovědi.(15) V preklinických studiích na myších modelech byla při blokádě CTLA-4 pozorována rozsáhlá regrese transplantabilních tumorů, a proto tyto pozitivní výsledky přenesly molekulu ipilimumabu v posledních deseti letech do klinických studií. Převážná většina studií probíhá u metastazujícího maligního melanomu buď v monoterapii, nebo v kombinaci.
Ipilimumab, schválený FDA v sprnu 2011, v monoterapii nebo v kombinaci s chemoterapií (dakarbazin), dokázal signifikantně prodloužit celkové přežití ve dvou randomizovaných klinických studiích fáze III, a to jak u předléčených, tak u nepředléčených pacientů s pokročilým melanomem a zásadním způsobem tak změnil standardní léčbu tohoto onemocnění. Dlouhodobá data dokonce ukazují, že při léčbě ipilimumabem po třech letech přežívá kolem čtvrtiny pacientů s metastazujícím melanomem. Od tohoto bodu riziko úmrtí prudce klesá a po sedmi letech je téměř nulové.(16, 17) Dlouhodobá data z nejnovější metaanalýzy s téměř 5000 pacienty ukazují, že se tříleté přežití pohybuje kolem 21 %, což bylo v době samotné chemoterapie nebo její kombinace s IFN alfa a/nebo IL-2 nemožné. Křivky přežití ukazují, že po třech letech dochází k fázi plateau.(18) S určitou nadsázkou se díky ipilimumabu začínají onkologové o melanomu vyjadřovat jako o chronickém onemocnění. Ve světě je dále podáván ipilimumab ve studiích fáze II i III u pacientů s různými typy nádorů (kromě melanomu i u karcinomu prostaty, ledvin a plic). Nevýhodou ipilimumabu jsou jeho dost závažné nežádoucí účinky vyplývající z mechanismu účinku – prodloužení aktivity cytotoxických lymfocytů, nejen protinádorových, ale i jiných specificit včetně lymfocytů reagujících s autoantigeny. Právě stimulace efektorových T-lymfocytů může vyvolávat imunitně mediované nežádoucí účinky, které se označují jako irAEs (immune-related Adverse Events). Typické nežádoucí účinky se mohou projevit jako autoimunitní poškození – enteritidy provázené průjmy, kožní exantém s pruritem či vitiligo, endokrinopatie (tyreoiditida, hypofyzitida) či hepatotoxicita. Frekvence a intenzita nežádoucích účinků potom souvisí s dávkou ipilimumabu. Pro zvládnutí nežádoucích účinků byl vytvořen algoritmus pro jejich diagnostiku a léčbu. Ten zahrnuje především včasnou aplikaci vysokých dávek kortikosteroidů následovaných u endokrinopatií obvykle celoživotní příslušnou hormonální substitucí.

Anti-PD-1/PD-L1,2 terapie

V současné době se jako velmi perspektivní jeví monoklonální protilátky namířené proti inhibiční molekule PD-1 (programmed cell death-1, membránový protein programované buněčné smrti) na T-lymfocytech – nivolumab a pembrolizumab – nebo proti jejímu ligandu PD-L1,2 (programmed cell death ligand 1,2) na nádorových buňkách – MPDL3280A a MEDI4736. Anti-PD-1 protilátky vykazují výrazný protinádorový účinek u pacientů s pokročilými solidními nádory, včetně nemalobuněčného karcinomu plic, karcinomu ledviny či maligního melanomu. Nivolumab (Opdivo®) je plně humánní IgG4 monoklonální protilátka, která inhibuje PD-1, což je jeden z kontrolních bodů (check-pointů) protinádorové imunitní reakce, který nádorovým buňkám umožňuje vyhnout se detekci T-lymfocyty. V rámci anti-PD-1 terapie se o nivolumabu hovoří jako o léku roku 2013. V dřívějších studiích monoterapie nivolumabem prokázala u předléčených pacientů s pokročilým melanomem významnou klinickou aktivitu se zvládnutelnými nežádoucími účinky a velmi slibným celkovým přežitím – kolem 63 % pacientů přežívalo jeden rok. Ve dvou letech to bylo 48 % a začala se tvořit pro tuto léčbu typická fáze plateau – po třech letech žilo ještě 41 % nemocných. Křivka přežití zůstává od určitého okamžiku rovnoběžná s horizontální osou – což pro řadu nemocných znamená dlouhodobou léčebnou odpověď a snad i vyléčení.(19) Tento pozitivní výsledek se ostatně promítá i do nedávného vývoje v klinickém hodnocení anti-PD-1 terapie. V červnu 2014 došlo k předčasnému zastavení jiné studie fáze III, která porovnávala nivolumab oproti chemoterapii s dakarbazinem v první linii BRAF wild-type pokročilého melanomu. Interim analýza dat ukázala, že rozdíl v celkovém přežití byl tak evidentní, že by nebylo etické ponechávat pacienty na léčbě chemoterapií. I nemocní z kontrolní skupiny tedy byli převedeni na nivolumab (NCT01721772).
U nemalobuněčného karcinomu plic běží tři fáze III zkoumající nivolumab v monoterapii v komparaci s chemoterapií u již předléčených pacientů a jedna fáze III u pacientů chemonaivních (NCT01642004, NCT01673867, NCT02066636, NCT02041533). Vzhledem k očekávané potenciaci antitumorózního efektu nových molekul je nivolumab zároveň zkoumán v kombinaci s ipilimumabem u melanomu, metastatického renálního karcinomu, karcinomu tlustého střeva, mnohočetného myelomu a glioblastomu.(20) Pembrolizumab (Keytruda®) je humanizovaná monoklonální protilátka, která je též namířena proti inhibiční molekule PD-1 na T-lymfocytech. Pembrolizumab v září 2014 dostal od FDA status schválení v režimu „Accelerated Approval“ v indikaci neresekovatelného pokročilého maligního melanomu u pacientů, u nichž selhala terapie první linie. Jedná se první schválení léku z oblasti anti-PD-1 terapie v USA a je vyhrazeno pro slibné přípravky určené k léčení život ohrožujících chorob, kdy se registrace může udělit na základě pozitivních předběžných výsledků z probíhajících studií.(21) Pembrolizumab se tak stává již šestým lékem, který byl od roku 2011 schválen pro léčbu zhoubného melanomu. Mezi jeho předchůdce patří ipilimumab (2011), peginterferon alfa-2b (2011), vemurafenib (2011), dabrafenib (2013) a trametinib (2013).
V září 2014 byl na ESMO v Madridu v jiné indikaci téhož léku představen souhrnný přehled dat celkem 262 pacientů s pokročilým nemalobuněčným karcinomem plic (NSCLL), který byl získán z několika dílčích studií a který potvrdil robustní data účinnosti a bezpečnosti podávaného pembrolizumabu; proto je plánováno zařadit alespoň 2500 nemocných s plicním karcinomem do studií ověřujících různá dávkovací schémata pembrolizumabu a porovnávat jeho účinnost se standardní chemoterapií.(22) Pembrolizumab je dále zkoumán ve studiích většinou fáze I u nádorů močového měchýře, žaludku a nádorů hlavy a krku. Další z terapeutických protilátek je zaměřena proti proteinovému ligandu anti-PD-L1 a je označována jako MPDL3280A. I tato protilátka vykazuje zřetelný protinádorový účinek u pacientů s pokročilými solidními nádory. Na základě předběžných výsledků prezentovaných na ASCO 2014, kde ve fázi I u 43 % z 68 zařazených pacientů s metastazujícím karcinomem močového měchýře docházelo k regresi nádorového objemu, udělila FDA v květnu 2014 tomuto léku statut „Breakthrough Therapy Designation“, což umožní jeho rychlejší postup schvalovacím řízením.(23) V únoru 2014 začala iniciace fáze III s MPDL3280A u pacientů s pokročilým nemalobuněčným plicním karcinomem v komparaci s docetaxelem, u kterých selhala předchozí terapie platinovými deriváty (NCT02008227). MPDL3280A je dále zkoumána ve fázích I a II u pokročilých solidních tumorů, maligního melanomu, kolorektálního karcinomu a hematologických malignit. Druhá monoklonální protilátka z oblasti anti-PD-L1 je testována pod názvem MEDI4736, má podobný profil a v květnu 2014 byla zahájena studie fáze III též u nemalobuněčného karcinomu plic (NCT02125461).
V rámci hledání bioprediktivních faktorů léčebné odpovědi na nasazenou anti-PD-L1 terapii je zajímavý fakt, že není pravidlem, že jen pacienti s vysokou expresí PD-L1 jsou vhodní a dobře odpovídající na léčbu anti-PD-L1 monoklonální protilátkou.(24)

Adoptivní buněčný přenos autologními T-lymfocyty s chimérickým antigenním receptorem

Chimérický antigenní receptor (chimeric antigen receptor, CAR) je rekombinantní T-buněčný receptor připravený fúzí části T-buněčného receptoru a monoklonální protilátky cílené proti zvolenému povrchovému antigenu. Zabudování CAR (obvykle pomocí lentivirových vektorů) do T-lymfocytu vede k vytvoření tzv. CAR-T-lymfocytů. Velmi důležitý je přitom fakt, že chimérický antigenní receptor ke své aktivaci nevyžaduje vazbu nádorového antigenu na molekuly MHC. Terapie pomocí CAR-T-lymfocytů představuje moderní verzi adoptivního buněčného přenosu (adoptive cellular transfer, ACT), v současnosti se postupně etabluje mezi nadějné imunoterapeutické postupy a rozšiřuje tak portfolio léčebných možností.(25) Metoda umožňuje aktivaci a expanzi protinádorově specifických lymfocytů ex vivo a jejich následné podání. Tento terapeutický přístup staví na současných znalostech z nádorové imunologie, patofyziologie a molekulární biologie. Preklinické, ale i klinické experimenty ukázaly, že účinek terapie lze zvýšit lymfodeplečními režimy před podáním T-lymfocytů a současnou aplikací interleukinu-2. Chimérické konstrukty jsou experimentálně využívány zejména v oblasti hematologických malignit, např. v léčbě akutní a chronické lymfoidní leukémie nebo folikulárního lymfomu. K zacílení maligních B-buněk je využíváno CARs modifikovaných T-buněk proti B-buněčnému antigenu CD19. V červenci 2014 udělila FDA status „breakthrough therapy“ experimentálnímu léku CTL019 na základě průběžných výsledků studie fáze I/II, kdy 90 % pacientů (27 ze 30) s diagnózou akutní lymfoblastické leukémie (ALL) dosáhlo kompletní remise.(26) Tento přístup má velice slibné výsledky s přijatelným cytotoxickým účinkem. V rámci nežádoucích účinků moderní CAR-T terapie totiž dochází v průběhu podávané terapie k tzv. syndromu z uvolnění cytokinů (cytokine release syndrome), který je ale možné v závažných případech účinně potlačovat kromě kortikosteroidů konkomitantně podávanou protizánětlivou anti-IL6 terapií, např. ve výše uvedené studii tocilizumabem (Actemra®).
V současnosti probíhá také fáze I klinické studie pacientů s karcinomem prostaty (NCT01140373), zaměřená na adoptivní transfer autologních chimérických T-lymfocytů cílených proti prostatickému specifickému membránovému antigenu (PSMA), a dále probíhají klinické testy s použitím nejnovější třetí generace CARs, která má endodoménu tvořenou kombinací dvou kostimulačních domén, nejčastěji CD28 a CD137 nebo CD28 a CD134.

Nová kritéria hodnocení účinnosti imunoterapie – irRC

S progresivním nástupem nových imunoterapeutických přípravků do klinické praxe je nezbytné použití takových hodnotících kritérií, která dostatečným způsobem umožní vyhodnotit klinickou aktivitu těchto léčiv a jejich přínos pro pacienta. Jedna z prvních kritérií hodnocení odpovědi na protinádorovou léčbu vytvořila WHO již v roce 1979, nicméně zavádění nových zobrazovacích metod vyvolalo nutnost jejich přehodnocení, a proto v roce 2000 byla navržena kritéria RECIST 1.0 (Response Evaluation Criteria In Solid Tumors), která hodnotí úspěch léčby na základě zmenšení velikosti metastatických lézí po ukončení terapie, a následně byla v roce 2009 inovována na verzi RECIST 1.1. Pro výše uvedené typy kritérií hodnocení platí, že objev nové léze či zvětšení nádoru představují progresi choroby a selhání léčebné strategie.
Avšak léčebné odpovědi u nově zaváděných forem protinádorové imunoterapie (výsledky klinických studií s některými inhibitory tyrozinkináz, s použitím aktivní buněčné imunoterapie, a zejména s použitím protilátek proti antigenu CTLA-4) jsou vyvolány především aktivací imunitního systému; nádorová tkáň pak může zareagovat na terapii různými způsoby, ale zejména s dnes již známou možnou časovou latencí. Na podkladě odlišných typů léčebných odpovědí při imunoterapii byla vypracována nová doporučení pro jejich posuzování nazvaná immune related response criteria (irRC).(27) Respektují fakt, že před regresí metastáz může dojít k jejich přechodnému zvětšení či dokonce zmnožení, tzv. flare fenoménu neboli zdánlivému jevu pseudoprogrese, který je vysvětlován nastartováním účinné imunitní reakce s infiltrací nádorové tkáně buňkami imunitního systému, zejména T-lymfocyty. Mikrometastázy existovaly již před zahájením imunoterapie, avšak svými rozměry byly pod hranicí detekovatelnosti klasickými konvenčními zobrazovacími metodami. Právě vzhledem k popisovanému fenoménu pseudoprogrese a pozdějšímu nástupu léčebného účinku se první hodnocení provádí ve 12. týdnu léčby. Pokud je zaznamenána v tomto období progrese (a pacient je klinicky bez obtíží), měla by být tato progrese potvrzena v odstupu alespoň 4–6 týdnů.
Použití kritérií irRC v průběhu imunoterapie bude ještě jistě posuzováno a potvrzeno prospektivními klinickými studiemi. Pokud budou výsledky lépe korelovat s celkovým přežíváním pacientů, pak tato kritéria nepochybně umožní objektivnější posouzení skutečného terapeutického přínosu různých forem imunomodulační léčby.

Immunoscore – hodnocení infiltrace nádoru efektorovými buňkami imunitního systému

V posledních letech se intenzívním předmětem výzkumu v rámci mapování protinádorové imunitní odpovědi a prediktivního hodnocení nově zaváděných imunoterapeutických preparátů stává klasifikační systém tzv. imunitního skóre nádoru – immunoscore, který je i základem pro moderní klasifikaci označovanou jako TNM-I (TNM-Immune).(28) Jedná se o zdokonalení klasické TNM klasifikace nádorů. Imunitní skóre porovnává jak kvalitativní, tak kvantitativní infiltraci nádoru a jeho okolí imunokompetentními buňkami a do budoucna nám dává do ruky nástroj, jak predikovat úspěšnost terapeutické odpovědi spolu s prognózou onemocnění u pacientů.
Výzkumy u kolorektálního karcinomu např. ukazují, že u pacientů s vyšší denzitou infiltrujících nádorově specifických T-lymfocytů je méně pravděpodobné rozšíření nádorových buněk do lymfatických cest, a právě tato vyšší přítomnost specifických buněk imunitního systému je spojena s lepší prognózou. V Paříži bylo založeno celosvětové konsorcium Immunoscore, které se danou problematikou zabývá.

Závěr

Imunoterapeutické přístupy jsou uznávanou a již osvědčenou léčebnou modalitou u řady nádorových chorob. Probíhající klinické studie postupně přinášejí odpovědi na otázky optimálního načasování imunoterapie, vhodných terapeutických kombinací a identifikace pacientů, kteří budou z dané terapie nejvíce profitovat. Moderní léčba s sebou zároveň přináší specifika léčebných odpovědí a také nové typy vedlejších účinků. Neméně důležitá jsou a budou farmakoekonomická hlediska. Pro konkrétní pacienty pak bude třeba vždy na základě dostupných poznatků léčbu individualizovat.
Seznam zkratek

ACI-MAP – aktivní buněčná imunoterapie-širokospektrá antigenní prezentace (active cellular Imunotherapy-multiple antigen platform) ACT – adoptivní buněčný přenos (adoptive cellular transfer) APC – antigen prezentující buňka BCR – B-buněčný receptor CAR – chimérický antigenní receptor (chimeric antigen receptor) CTLA-4 – molekula na povrchu aktivovaných T-lymfocytů CTL – cytotoxický T-lymfocyt DC – dendritická buňka GM-CSF – granulocyty monocyty kolonie stimulující faktor IL – interleukin IFN – interferon irAE – imunitním systémem mediované nežádoucí účinky (immune-related adverse events) irRC – kritéria hodnocení účinnosti imunoterapie (immune related response criteria) MAGE-A1, A3 – nádorové antigeny (melanoma-associated antigen 1, 3) mCRPC – metastatický kastračně rezistentní karcinom prostaty MHC – hlavní histokompatibilní komplex (major histocompatibility complex) OS – celkové přežití PD-1, PD-L1,2 – inhibiční receptor a jeho ligand (programmed cell death-1, programmed cell death ligand 1,2) PFS – přežití bez známek progrese onemocnění PSA – prostatický specifický antigen PSMA – prostatický specifický membránový antigen RNA – ribonukleová kyselina TCR – T-buněčný receptor TGF-beta – transformující růstový faktor beta TIL – tumor infiltrující lymfocyty Grantová podpora: tato práce byla podpořena granty IGA MZČR NT 11559-5, IGA MZČR NT 12402-5 a MZ ČR – RVO, FN v Motole 00064203.
Prohlášení: autoři v souvislosti s tématem práce nespolupracovali v posledních 12 měsících s žádnou farmaceutickou firmou.

Literatura

1. ROSENBERG, SA., YANG, JC., RESTIFO, NP. Cancer immunotherapy: moving beyond current vaccines. Nat Med, 2004, 10, p. 909–915.
2. DUNN, GP., OLD, LJ., SCHREIBER, RD. The three Es of cancer immunoediting. Annu Rev Immunol, 2004, 22, p. 329–360.
3. IGNEY, FH., KRAMMER, PH. Immune escape of tumors: apoptosis resistance and tumor counterattack. J Leukoc Biol, 2002, 6, p. 907–920.
4. ROSENBERG, SA., LOTZE, MT., MUUL, LM., et al. A progress report on the treatment of 157 patients with advanced cancer using lymphocine-activated killer cells and interleukin-2 or high-dose interleukin-2 alone. N Engl J Med, 1987, 15, p. 889–897. 5. Medical Research Council Renal Cancer Collaborators. Interferon-? and survival in metastatic renal carcinoma: early results of a randomised controlled trial. Lancet, 1999, 353, p. 14–17.
6. MORALES, A., EIDINGER, D., BRUCE, AW. Intracavitary Bacillus Calmette-Guerin in the treatment of superficial bladder tumors. J Urol, 1976, 2, p. 180–183.
7. KANTOFF, PW., HIGANO, CS., SHORE, ND., et al. Sipuleucel-T Immunotherapy for Castration – Resistant Prostate Cancer. N Engl J Med, 2010, 5, p. 411–422.
8. BARTUNKOVA, J., SPISEK, R., PODRAZIL, M., et al. Imunoterapie karcinomu prostaty. Onkologie, 2014, 1, s. 6–8. 9. KANTOFF, PW., SCHUETZ, TJ., BLUMESTEIN, BA., et al. Overall Survival Analysis of a Phase II Randomized Controlled Trial of a Poxviral-Based PSA-Targeted Immunotherapy in Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer. J Clin Oncol, 2010, 28, p. 1099–1105.
9. BARTUNKOVA, J., SPISEK, R., PODRAZIL, M., et al. Imunoterapie karcinomu prostaty. Onkologie, 2014, 1, p. 6–8.
10. BANCHEREAU, J., BRIECE, F., CAUX, C., et al. Immunobiology of dendritic cells. Annu Rev Immunol, 2000, 18, p. 767–811.
11. FUCIKOVA, J., ROZKOVA, D., ULCOVA, H., et al. Poly I: C-activated dendritic cells that were generated in CellGro for use in cancer immunotherapy trials. J Transl Med, 2011, 30, p. 223.
12. VACHELLI, E., VITALE, I., EGGERMONT, A. Trial watch: Dendritic cell-based interventions for cancer therapy. Oncoimmunology, 2013, 2: e25771.
13. ROZKOVA, D., TISEROVA, H., FUCIKOVA, J., et al. FOCUS on FOCIS: combined chemo-immunotherapy for the treatment of hormone-refractory metastatic prostate cancer. Clin Immunol, 2009, 131, p. 1–10.
14. FUCIKOVA, J., MOSEROVA, I., TRUXOVA, I., et al. High hydrostatic pressure induces immunogenic cell death in human tumor cells. Int J Cancer, 2014, 5, p. 1165–1177. 15. WATERHOUSE, P., PENNINGER, JM., TIMMS, E., et al. Lymphoproliferative disorders with early lethality in mice deficient in CTLA-4. Science, 1995, 5238, p. 985–988. 16. HODI, FS., O´DAY, SJ., MCDERMOTT, DF., et al. Improved survival with ipilimumab in patients with metastatic melanoma. N Engl J Med, 2010, 8, p. 711–723.
17. ROBERT, C., THOMAS, L., BONDARENKO, I., et al. Ipilimumab plus dacarbazine for previously untreated metastatic melanoma. N Engl J Med, 2011, 26, p. 2517–2526. 18. SCHADENDORF, D., HODI, FS., ROBERT, C., et al. Pooled analysis of long-term survival data from phase II and phase III trials of ipilimumab in metastatic or locally advanced, unresectable melanoma. Presented at ESMO, September 27–October 1, 2013, Abstract number LBA24.
19. TOPALIAN, SL., SZNOL, M., MCDERMOTT, DF., et al. Survival, durable tumor remission, and long-term safety in patients with advanced melanoma receiving nivolumab. J Clin Oncol, 2014, 10, p. 1020–1030.
20. WOLCHOK, JD., KLUGER, H., CALLAHAN, MK., et al. Nivolumab plus ipilimumab in advanced melanoma. N Engl J Med, 2013, 2, p. 122–133.
21. ROBERT, C., RIBAS, A., WOLCHOK, JD., et al. Anti-programmed-death-receptor-1 treatment with pembrolizumab in ipilimumab-refractory advanced melanoma: a randomised dose-comparison cohort of a phase 1 trial. Lancet, 2014, 9948, p. 1109–1117. 22. GARON, EB., GANDHI, L., RIZVI, N., et al. Antitumor activity of pembrolizumab (Pembro; MK-3475) and correlation with programmed death ligand 1 (PD-L1) expression

in a pooled analysis of patients with advanced NSCLC. Presented at ESMO 2014, September 26–30, 2014. Abstract number LBA43.
23. POWLES, T., VOGELZANG, NJ., FINE, GD., et al. Inhibition of PD-L1 by MPDL3280A leads to clinical activity in pts with metastatic urothelial bladder cancer (UBC). Presented at ASCO Congress, May 31, 2014, Abstract number: 5011.
24. MAHONEY, KM., ATKINS, MB. Prognostic and predictive markers for the new immunotherapies. Oncology, 2014, 28(11 Suppl 3).
25. ROSENBERG, SA. IL-2: the first effective immunotherapy for human cancer. J Immunol, 2014, 12, p. 5451–5458.
26. MAUDE, SL., FREY, N., SHAW, PA., et al. Chimeric antigen receptor T cells for sustained remissions in leukemia. N Engl J Med. 2014, 16, p. 1507–1517.
27. WOLCHOK, JD., HOOS, A., O´DAY, S., et al. Guidelines for the evaluation of immune therapy activity in solid tumors: immune-related response criteria. Clin Cancer Res, 2009, 23, p. 7412–7420.
28. GALON, J., PAGES, F., MARINCOLA, FM., et al. The immune score as a new possible approach for the classification of cancer. J Transl Med, 2012, Jan 3;10:1. doi: 10.1186/1479-5876-10-1.
e-mail: michal. podrazil@fnmotol.cz

Summary Podrazil, M., Bartunková, J. Immunotherapy of tumours In this review, we summarize knowledge about the initiation of the immune response. The immune system is capable of controlling tumour cell growth especially in the early stages of tumour development. Dendritic cells are the most effective antigen presenting cells in humans, they stimulate naive T lymphocytes and thus initiate specific immune response. Dendritic cells play a critical role in the antitumor immune response. The progress done in basic immunology is leading to a better comprehension of the interaction between the immune system and tumours. The aim of this review is to present modern immunotherapeutic options for cancer diseases. Key words immune system • immune surveillance of tumours • immunotherapy

O autorovi| MUDr. Michal Podrazil, prof. MUDr. Jiřina Bartůňková, DrSc. Ústav imunologie 2. LF UK a FN v Motole, Praha

Obr. Základní možnosti využití mechanismů protinádorové imunity

Ohodnoťte tento článek!