98 Principy systémové protinádorové léčby
BOX 4: Nádorové antigeny Imunitní systém hraje významnou roli zejména v prevenci neboli v imunologickém dohledu nad vznikem těchto nádorů. Například lymfomy asociované s EBV mají signifikantně vyšší incidenci u imunokompromitovaných osob, např. u dlouhodobě imunosuprimovných pacientů po orgánových transplantacích či u pacientů s HIV. Ačkoliv nádorové buňky vznikají maligní transformací normálních buněk organismu, exprimují na svém povrchu antigeny (tzv. nádorové antigeny), které mohou být rozpoznány imunitním systémem jako cizí. Schopnost prezentovat nádorové antigeny, tj. imunogenicita nádoru, koreluje se schopností imunokompetentních buněk eliminovat nádorové buňky. Bohužel většina nádorů je jen slabě imunogenní, takže míra imunitní odpovědi nestačí k jejich eradikaci. Navíc v průběhu růstu nádoru může docházet k postupné selekci klonů s nižší imunogenicitou. Nádorové antigeny lze rozdělit do dvou skupin: na antigeny, které se na normálních buňkách nevyskytují, a jsou tudíž specifické pro nádorové buňky – tumor-specific antigens, a na antigeny, které se nacházejí i na normálních buňkách – tumor-associated antigens. Mezi tumor specifické antigeny mohou patřit imunogenní peptidy s mutacemi pozměněných onkoproteinů a/nebo tumor supresorových genů (např. BCR-ABL, RAS, p53 aj.). Dalším atraktivním antigenem je klonální imunoglobulin (idiotyp – Id) exprimovaný maligním klonem B-lymfocytů u B-lymfoproliferací (B-CLL, B‑NHL). Nejčastěji se však jedná o proteiny mutovaných genů, které v procesu maligní transformace nehrají žádnou úlohu a které vznikají zcela náhodně jako vedlejší produkty genomické nestability nádorových buněk (tzv. sekundární mutace). K dalším nádorovým antigenům mohou patřit virové proteiny onkogenních DNA virů (např. EBV, HPV), jejichž infekce je spojována s rizikem některých malignit (lymfom, karcinom děložního hrdla). Nádorové antigeny, které se nacházejí i na normálních buňkách, tj. s nádorem asociované antigeny, musejí být v nádorové populaci zvýšeně exprimovány. Jen výrazné zvýšení exprese daného antigenu v nádorové populaci může vyvolat imunitní odpověď (příkladem může být vysoká exprese genu pro tyrozinázu u maligního melanomu). V nádoru může také docházet k aberantní reexpresi proteinů, které jsou exprimovány pouze v určitých orgánech. Příkladem jsou tzv. MAGE (melanoma antigen genes), které se za normálních okolností nalézají pouze ve tkáních varlat, u melanomu však dochází k jejich aberantní masivní expresi. Dalším příkladem nádorových antigenů jsou tzv. onkofetální antigeny, které jsou exprimovány pouze v určitém stadiu embryonálního vývoje – např. CD66/CEA (carcinoembryonic antigen), AFP (alfa-fetoprotein) aj. Onkofetální antigeny slouží zejména v diagnostice jako nádorové markery. Maligní elementy jsou též charakterizovány změněnou a/nebo zvýšenou glykosylací řady membránových proteinů a lipidů, které regulují mezibuněčnou adhezi, invazivitu, metastazování či angiogenezi. Tyto nádorové glykoproteiny a glykolipidy (muciny, gangliosidy aj.) mohou být rozpoznány imunitním systémem. Mezi nádorové muciny patří např. CA-125 či CA-19-9, aberantně exprimované karcinomem ovaria, nebo MUC, který je specifický pro karcinom prsu. Antigeny nacházející se na normálních diferencovaných buňkách, tj. tkáňově specifické antigeny (např. molekuly CD20 či Ig na B-lymfocytech), obvykle nevyvolávají adaptivní imunitní odpověď, ale slouží v diagnostickém procesu k určení původu nádoru a mohou být předmětem imunoterapie např. monoklonálními protilátkami. Nádorové antigeny lze využít při různých formách imunoterapie. Kromě nádorových vakcín se zkouší též adoptivní imunoterapie geneticky modifikovaných T-lymfocytů, do nichž byl vnesen gen kódující tzv. chimérický antigenní receptor (CAR) specifický pro určitý povrchový nádorový antigen. Mezi nádorové antigeny, které se využívají k testování různých forem imunoterapie (DNA vakcíny, geneticky modifikované antigen specifické T-lymfocyty aj.) u různých typů maligních onemocnění (AML, CML, B-NHL, maligní melanom aj.), patří například WT1 (Wilm’s tumor 1), PR3 (proteinase 3), PRAME (preferentially expressed antigen of melanoma), hTERT (human telomerase reverse transcriptase), survivin, BCR-ABL, Id-Ig (idiotype immunoglobulin) aj.
lekul II. třídy a kostimulačních molekul (B7-1/CD80, B7-2/CD86, LFA3, ICAM1–3 aj.). Stimulací (tj. vazbou komplexu MHC + imunogen na T-buněčný receptor) a kostimulací (tj. vazbou kostimulačních molekul
na příslušné receptory na T‑lymfocytu) dochází k aktivaci pomocných CD4+ T-lymfocytů, které následně jednak aktivují cytotoxické CD8+ T‑lymfocyty, jednak produkují řadu interleukinů (TNF, IFN-γ), které mají
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS195604
Imunoterapie 99 APC
fagocytovaná nádorová buňka CD8-T-lymfocyty
CTL
7 nádorová buňka
IL2
kostimulační molekuly CD4+ T-lymfocyty
IFN-γ (zvýšená exprese MHC I. třídy)
apoptóza
Obr. 31 Mechanismus protinádorové buněčné (adaptivní) imunity
APC – antigen prezentující buňky, IL – interleukin, IFN-γ – interferon gama, MHC – hlavní histokompatibilní komplex, CTL – cytotoxický T-lymfocyt
přímý protinádorový účinek, zvyšují expresi MHC molekul I. třídy na nádorových buňkách a stimulují složky přirozené imunity (makrofágy, NK-buňky). Teprve zdárná sekvence všech výše popsaných procesů adaptivní imunity může vést k účinné obraně proti nádorovým buňkám. Vzhledem k tomu, že již jednou vytvořené cytotoxické T-lymfocyty rozpoznávají nádorové buňky bez nutnosti další kostimulace, je klíčovou událostí protinádorové adaptivní imunity jednoznačně vznik a expanze nádorově specifického klonu CTL. Absence exprese nádorových antigenů, nízká exprese MHC molekul či aberantní produkce imunosupresivních cytokinů (např. TGF-β, FASL) či molekul (např. CTLA-4, PD-1, PD-L1/2) může blokovat imunitní odpověď organismu proti rostoucímu nádoru (obr. 32). ► Obr. 32 Příčiny selhání adaptivní buněčné proti nádorové imunity: A – cytotoxický T-lymfocyt (CTL) rozpozná ná dorový antigen ve vazbě na molekuly hlavního histokompatibilního komplexu (MHC), což vede k eliminaci nádorové buňky B – nádorová buňka neprodukuje žádný nádorový antigen s dostatečnou imunogenicitou C – nádorová buňka vykazuje defekt v expresi MHC molekul D – nádorová buňka produkuje imunosupresivní cytokiny
CTL
nádorová buňka
A
B
C
D
imunosupresivní cytokiny (TGF-β, FAS-L)
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS195604
100 Principy systémové protinádorové léčby Další významnou složku protinádorové imunity představují NK-buňky (natural killers – přirození zabíječi). NK-buňky mohou cíleně likvidovat nádorové elementy se sníženou expresí MHC molekul I. třídy, tedy takové buňky, které unikají mechanismům adaptivní imunity zprostředkované cytotoxickými T-lymfocyty. Kromě toho mohou být NK-buňky vzhledem k expresi receptorů pro Fc fragment IgG soustředěny do nádorové masy pomocí terapeutických monoklonálních protilátek. Některé cytokiny (IL2, IL12) vyvolávají přeměnu NK-buněk v tzv. LAK (lymphokine-activated killers – lymfokinem aktivovaní zabiječi), které se využívají v adoptivní imunoterapii (viz dále). Určitá role při eliminaci nádoru přísluší též aktivovaným makrofágům. Na rozdíl od buněčné imunity hraje humorální složka adaptivní imunity (tj. protilátky produkované B-lymfocyty) při eliminaci nádorů menší roli.
7.1 Formy imunoterapie 7.1.1 Nespecifická stimulace imunitního systému Imunitní odpověď organismu proti nádorovým buňkám může být zvýšena nespecifickou stimulací imunitního systému látkami, které vyvolávají zánětlivou odpověď, nebo látkami, které vedou k polyklonální aktivaci lymfocytů. Nejdelší zkušenosti jsou s topickou aplikací živé vakcíny BCG (Bacillus Calmette-Guérin). Oslabené mykobakterie vyvolávají aktivaci APC (např. makro fágů, čímž dochází ke zvýšené expresi MHC a ko stimulačních molekul) a zároveň vykazují adjuvantní stimulační účinek na T-lymfocyty. Tato metoda však ve většině indikací nevedla k prokazatelným léčebným výsledkům, a byla proto ve většině indikací opuštěna. Aplikace této vakcíny se udržela pouze v podobě intra vezikální aplikace u pacientů s povrchovými lézemi karcinomu močového měchýře. Imunitní systém lze též stimulovat aplikací nejrůznějších cytokinů, např. interferonem alfa či interleukinem-2. K nejnovějším přístupům stimulace imunity patří blokáda aberantní inhibice imunitního systému způsobená nádorovými buňkami pomocí tzv. imunomodulačních protilátek (viz kap. 7.3).
7.1.2 Pasivní (adoptivní) imunoterapie Pasivní (adoptivní) imunoterapie (cave: nezaměňovat adoptivní a adaptivní; adaptivní imunita = specifická,
získaná imunita) zahrnuje transfer autologních nebo alogenních imunokompetentních efektorových buněk (např. tumor specifických CTL, LAK) či nádorově specifických monoklonálních protilátek do těla pacienta. Pasivní imunoterapie je spojena s okamžitým, ale obvykle krátkodobým účinkem (s výjimkou transplantace kostní dřeně). Problematice terapeutických monoklonálních protilátek je věnována samostatná kapitola, proto na tomto místě krátce zmíníme pouze možnosti adoptivní buněčné imunoterapie. Ex vivo pomnožení a aktivace autologních imunokompetentních buněk se zdá být velmi perspektivní léčebnou metodou. Nejčastěji se používají mononukleární buňky periferní krve nebo tzv. TIL (tumor infiltrating lymphocytes), které se in vitro inkubují s IL2, čímž dochází k aktivaci NK-buněk a T-lymfocytů v tzv. LAK, resp. CTL, které jsou po pomnožení injikovány do těla pacienta. Na zvířecích modelech se ukázala velmi efektivní kombinace adoptivní imunoterapie buňkami LAK se současnou systémovou aplikací IL2 a konkomitantním či sekvenčním podáním chemoterapie. Do kategorie adoptivní imunoterapie patří i transplantace kostní dřeně, a to jak autologní (autologous stem cell transplantation = ASCT), tak alogenní (allogeneic stem cell transplantation – AlloSCT). Během alogenní transplantace má obzvláštní význam příměs dárcovských (post-thymických) T-lymfocytů, které jsou sice příčinou časté komplikace – reakce štěpu proti hostiteli (graft ver sus host disease – GVHD), ale zprostředkovávají také klíčový protinádorový/protileukemický účinek GVT/GVL (graft versus tumor, graft versus leukemia). Ukázalo se, že úplné zbavení štěpu od T-lymfocytů signifikantně zvyšuje pravděpodobnost relapsu nádorového onemocnění. Kromě AlloSCT lze provést též terapeutickou infuzi samotných alogenních T-lymfocytů (tzv. donor lymphocyte transfusion – DLT). Nejlepší výsledky dosahuje DLT u pacientů s relapsem CML po AlloSCT, u nichž lze pomocí DLT navodit dlouhodobou remisi onemocnění až v 80 % případů.
7.1.2.1 Chimérické antigenní receptory a adoptivní imunoterapie autologními CAR-T-lymfocyty Chimérický antigenní receptor (CAR) je rekombinantně připravený fúzní protein složený z části T-buněčného receptoru a monoklonální protilátky cílené proti konkrétnímu povrchovému nádorovému antigenu (obr. 33). Vnesení struktury CAR do T-lymfocytu vede k vytvoření tzv. CAR-T-lymfocytu. Vazba extracelulární části struktury CAR (tj. monoklonální protilátky) na cílový
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS195604