Рак легких — одна из самых распространенных злокачественных опухолей, ежегодно диагностируется 1,6 миллиона новых случаев рака легких, а также является основной причиной смерти онкологических больных, ежегодно от рака легких умирает 1,4 миллиона человек. Лечение, направленное на мутации в гене предрасположенности EGFR и активацию других онкогенов, привело к улучшению исходов для пациентов с более продвинутой формой NSCLC, но эти методы лечения не улучшили долгосрочную выживаемость, и исследователи продолжают поиск новых методов лечения.
Опухолевый генез обусловлен не только природой самих раковых клеток, важную роль играет также взаимодействие между раковыми клетками и иммунной системой. Существует ряд иммунотерапий, используемых в клинической практике для лечения рака, например, Sipuleucel-T (вакцина, подавляющая метастазирование клеток рака простаты), эпилимумаб и интерлейкин-2 (IL-2) (для лечения меланомы на поздних стадиях) и интерлейкин-2 (IL-2) (для лечения почечно-клеточной карциномы).
Однако из-за низкой эффективности лечения с помощью БЦЖ, ИЛ-2 и интерферона, НСКЛК когда-то считался иммунологически неактивной опухолью. Однако с успешной разработкой нового поколения противораковых вакцин и иммуномодуляторов возродился интерес к иммунотерапии НСКЛК.
Несмотря на перспективность вакцинотерапии в ранних исследованиях, результаты многих клинических испытаний III фазы оказались неудовлетворительными. Тецемотид (исследование START) и белагенпуматуцел-L (исследование STOP), проведенные в местных технологически развитых местах, а также исследования, проведенные в дополнительных местах, свидетельствуют об отсутствии терапевтического эффекта.
Из-за генетических и эпигенетических различий экспрессия антигенов раковых клеток отличается от экспрессии антигенов клеток-хозяев. Первым шагом в уничтожении раковых клеток иммунной системой является способность распознавать опухолевые клетки. Т-клеточно-опосредованный иммунный ответ регулируется в обоих направлениях активирующими и ингибирующими сигналами.
Негативные регуляторные молекулы, молекулы иммунных контрольных точек, предотвращают чрезмерную активацию иммунного ответа. Молекулы контрольных точек (ко-супрессоры) включают антиген цитотоксических Т-лимфоцитов-4 (CTLA-4), запрограммированную смерть 1 (PD-1), TIM3, ген активации лимфоцитов 3 (LAG3) и рецептор иммуноглобулина клеток-киллеров (KIR).
В нормальных физиологических условиях эти иммунные контрольные точки защищают организм от аутоиммунитета и воспаления. В опухолевом состоянии эти белки иммунных контрольных точек не функционируют должным образом, вызывая тем самым толерантность опухоли и в конечном итоге позволяя опухолевым клеткам избежать иммунной системы.
Использование антител, нацеленных на эти молекулы, для иммуномодуляции все чаще исследуется, и получены некоторые многообещающие результаты. Доктор Рагхав Сундар из Института онкологии Национального университета Сингапура (NUS) и другие специалисты недавно опубликовали в журнале Lung Cancer обзор ко-стимулирующих и ко-супрессивных молекул, которые модулируют иммунный ответ организма на опухоли, и недавно разработанных терапевтических подходов.
2. совместное ингибирующее вмешательство
2.1 CTLA4
Молекула B7, которая связывается с основным комплексом гистосовместимости и APC на антигенпрезентирующих клетках (APCs), связывается с рецептором CD28 на Т-клетках для представления антигена Т-клеточному рецептору (TCR), который в свою очередь активирует CD4 и CD8T-клетки.B7 имеет две изоформы лиганда, B7.1 или CD80 и B7.2 или CD86.
CTLA4 связывается с B7 и высвобождает сигнальную молекулу, которая позволяет Т-клеткам вернуться к супрессивным Т-клеткам. CTLA4 также снижает продукцию IL2, экспрессию рецептора IL2 и непосредственно ингибирует сигнальные молекулы TCR. Активация CTLA4 индуцирует периферическую толерантность антиген-специфических Т-клеток.
У нокаутных мышей CTLA4 наблюдалась значительная и летальная инфильтрация лимфоцитов, что позволяет предположить, что CTLA4 играет важную роль в подавлении активности Т-клеток. Экспрессия CTLA-4 была обнаружена не только в Т-лимфоцитах, исследователи также обнаружили экспрессию в опухолевых клетках NSCLC в 51-87% случаев.
Одно из этих исследований показало, что CTLA4 был связан с несквамозной эпителиальной тканью, но не с общей выживаемостью. В другом исследовании, однако, экспрессия CTLA4 в опухоли была связана с пожилым возрастом и гипофракционированием опухоли.
Противоопухолевый эффект ингибирования CTLA4 достигался за счет снижения ингибирования активности CD28/B7T клеток. Ингибитор CTLA4, ипилимумаб, считается эффективным средством лечения прогрессирующей меланомы и в настоящее время исследуется для лечения НСКЛК.
Ипилимумаб — это человеческое моноклональное антитело, которое связывается с CTLA4, тем самым предотвращая связывание CTLA4 с соответствующим лигандом и снижая активность CD28/B7T клеток. Ингибирование CTLA4 вызывает быстрый иммунный ответ на опухоль-ассоциированные антигены.
В рандомизированном клиническом исследовании фазы II пациенты с прогрессирующим NSCLC были рандомизированы в 3 различные группы лечения. Все группы лечения получили 6 раундов химиотерапии паклитакселом и карбоплатином.
Пациенты в группе 1 (группа раннего применения) получали ипилимумаб в 1-й день раундов 1-4 и лечились плацебо в последних 2 раундах химиотерапии. Группа 2 (группа отсроченного применения) получала плацебо во время первых двух раундов химиотерапии и ипилимумаб в первый день раундов 3-6. Группа 3 (контрольная группа) получала только комбинацию плацебо. После завершения химиотерапии пациенты первых двух групп продолжали получать ипилимумаб каждые 12 недель до прогрессирования заболевания.
Учитывая критерии иммунозависимого ответа, иммунозависимая выживаемость без прогрессирования (irPFS) была первичной конечной точкой исследования. В группе с отсроченным применением ирФС составила 5,7 против 4,6 месяцев, в то время как в группе с ранним применением ирФС не улучшилась. В группе отсроченного применения улучшение OS не было статистически значимым. Хотя это и не было статистически значимым, пациенты с плоскоклеточной карциномой имели более длительную OS.
Побочными эффектами терапии были сыпь, зуд и диарея. Доля иррадиации 3/4 класса составила 20% в группе раннего применения и 15% в группе позднего применения, по сравнению с 6% в контрольной группе. Был зарегистрирован один случай смерти в результате токсического эпидермального некролиза, вызванного ипилимумабом.
Продолжается крупное клиническое исследование III фазы в сквамозной карциноме в NSCLC, а также исследование ипилимумаба в комбинации с ингибиторами тирозинкиназы EGFR и ALK. Существуют также исследования, изучающие роль ипилимумаба при мелкоклеточном раке легких.
Тремелимумаб, моноклональное антитело, аналогичное ипилимумабу, находится в фазе II клинических испытаний у пациентов с распространенным НСКЛК, прошедших предварительное лечение. ОРР составил 5%, а разницы в PFS между двумя группами не было.
2.2 PD-1
Рецепторы PD-1 экспрессируются на лимфоцитах CD4 и CD8, Tregs, B-лимфоцитах и NK-клетках. Известные лиганды для PD-1 включают PD-L1 (или CD274, B7-H1) и PD-L2 (CD273, B7-DC). PD-1 с PD-L1 или PD-L2 вызывает снижение выработки цитокинов, уменьшение пролиферации клеток и цитолиза. При различных опухолях экспрессия PD-1 повышена в инфильтрирующих опухоль Т-лимфоцитах (TILs), однако экспрессия PD-L1 также повышена во многих опухолях.
Антагонисты PD-1 включают антитела к PD-L1, такие как ниволумаб, ламбролизумаб и пидилизумаб, а также слитый белок AMP-224.
Ниволумаб — это полностью человеческое моноклональное антитело IgG4, в котором пока не обнаружено цитотоксичность-зависимое антитело (ADCC).
В клиническом исследовании I фазы при распространенных солидных опухолях ниволумаб применялся с интервалом в две недели в течение 12 раундов (2 года). В когортном исследовании NSCLC (n=129) большинство пациентов получили несколько циклов химиотерапии, причем 55% пациентов получили не менее 3 режимов.
Медиана курса ответа (74 недели) имела ОРР 17%. Медиана выживаемости составила 9,9 месяцев, а показатели выживаемости в течение 1 и 2 лет — 42% и 24% соответственно. Медиана PFS составила всего 2,3 месяца.
Ниволумаб в целом хорошо переносился, наиболее распространенными нежелательными явлениями были кожная токсичность (20%), желудочно-кишечные реакции (15%) и легочные симптомы (9%). Частота желудочно-кишечной токсичности была ниже при использовании ниволумаба по сравнению с иллипмумабом. Среди пациентов, у которых развилась пневмония, было 2 случая смерти.
Биомаркерный анализ на экспрессию PD-L1 был проведен у 63/129 пациентов, и опухолевые клетки считались PD-L1 положительными, если по крайней мере 5% из них были иммуногистохимически окрашены на экспрессию PD-L1, при этом уровень PD-L1 позитивности составил 43%. ОРР для PD-L1 положительных и PD-L1 отрицательных пациентов составил 16% и 13%, соответственно, что указывает на то, что долго хранившаяся опухолевая ткань не подходит для выявления экспрессии PD-L1 в исследуемой группе.
Набор участников в исследование III фазы, сравнивающее ниволумаб с паклитакселом при сквамозном или несквамозном раке НСКЛ, завершен, и результаты будут опубликованы в ближайшее время.
Ламбролизумаб — это моноклональное антитело, нацеленное на PD-1 и обладающее противоопухолевой активностью при лечении меланомы. Клиническое исследование I фазы у пациентов с NSCLC показало, что средняя продолжительность выживания при использовании ламбролизумаба составила 51 неделю, а показатель частичной эффективности — 25% при использовании критериев иммунного ответа. Общими нежелательными явлениями были недомогание, сыпь и зуд, пневмония у одного пациента и отек легких у одного пациента.
В исследовании по анализу опухолевых маркеров экспрессия PD-L1 на опухолевых клетках, полученная путем иммуногистохимического окрашивания свежей опухолевой ткани, полученной до начала лечения, использовалась для прогнозирования ответа на лечение, при этом ОРР составил 67% при положительной реакции на PD-L1 и 4% при отрицательной реакции на PD-L1. На основании этих результатов было проведено рандомизированное клиническое исследование II/III фазы, сравнивающее эффективность ламбролизумаба и паклитаксела у PD-L1-позитивных пациентов с распространенным НСПК.
2.3 PD-L1
Лиганд рецептора программируемой смерти 1 (PD-L1, B7-H1), лиганд для PD-1, является членом суперсемейства B7 и участвует в негативной регуляции иммунного ответа. PD-L1 экспрессируется Т-клетками, В-клетками, макрофагами и дендритными клетками и повышается во многих солидных опухолях, включая НСКЛК.
PD-L1 активирует PD-1 на Т-клетках благодаря индукции цитокинов, таких как IL-4, IL-10, INF-a, -B или -γ, и снижает эффекторную функцию Т-клеток и является одним из механизмов, с помощью которых опухолевые клетки могут вторгнуться в иммунный надзор хозяина.27-57,5% клеток NSCLC экспрессируют PD-L1, и PD-L1 присутствует в клеточной мембране и/или плазме клеток. В саркоматоидном НСКЛ процент экспрессии PD-L1 составляет 69%, что намного выше, чем 27% в нормальном НСКЛ.
Прогностическое влияние PD-L1 неясно, и результаты противоречивы. Разница в результатах может быть объяснена различиями в методиках, использованных для выявления и оценки экспрессии PD-L1 в разных исследованиях. Было высказано предположение, что экспрессия PD-L1 связана с инвазией сосудов и гипердифференцировкой опухолей, но не улучшает безрецидивную выживаемость.
Экспрессия PD-L1 была связана с увеличением количества макрофагов и дендритных клеток и повышенным уровнем воспалительной инфильтрации. В отличие от этого, экспрессия PD-L1 отрицательно коррелировала с TILs в одном исследовании.
Гистологически экспрессия PD-L1 ассоциировалась со сквамозной карциномой, но одно исследование предположило, что с ней также связана аденокарцинома. Одно исследование показало, что экспрессия PD-L1 не связана с мутациями EGFR/KRAS или перестройками ALK. Учитывая важную роль PD-L1 в раке легких, ингибирование PD-L1 является перспективным терапевтическим подходом. К ингибиторам PD-L1, находящимся в стадии исследования, относятся моноклональные антитела MPDL3280A, BMS-936559, MEDI4736 и MSB0010718C.
В клиническом исследовании I фазы BMS-936559 показал ORR 10% в отношении солидных опухолей в NSCLC, при этом у 18% пациентов наблюдалась стабильная болезнь в течение как минимум 24 недель. Однако разработка BMS-936559 была остановлена из-за его высокой стоимости.
MPDL3280A — синтетическое IgG анти-PD-L1 антитело, содержащее модифицированный структурный домен Fc, который предотвращает экспрессию PD-L1 другими клетками в результате антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности (ADCC).
В клиническом исследовании I фазы MPDL3280A ORR для пациентов с ранее леченным распространенным НСКЛК составил 24%, а 24-недельная PFS — 46%. ОРР для пациентов с положительной и отрицательной экспрессией PD-L1 в опухоли составил 100% и 15% соответственно. ОРР для бывших/текущих курильщиков составил 25%, по сравнению с 16% для некурящих.
MEDI4736, как и MPDL3280A, представляет собой синтетический Fc-домен, содержащий третичную мутацию, что позволяет избежать Fc-опосредованной ADCC. Предыдущие клинические исследования I фазы у пациентов с солидными опухолями показали отсутствие ограничивающей дозу токсичности с точки зрения клинической активности и продолжительности стабилизации заболевания при различных опухолях, включая NSCLC, и отсутствие связанных с лечением нежелательных явлений 3-4 класса.
2.4 TIM3
В отличие от других молекул иммунного чекпойнта, TIM3 повышается не во всех Т-клетках при активации, а только в CD4+ хелперных Т-клетках 1 (Th1) и CD8+ цитотоксических Т-клетках, где он участвует в синергическом супрессивном эффекте. При активации своим лигандом галектином-9, TIM3 подавляет активность эффекторных Т-клеток и вызывает периферическую толерантность. TIM3 играет ключевую роль в истощении Т-клеток в опухолях.
У пациентов с меланомой TIM3 может быть обнаружен совместно с PD-1; такая совместная экспрессия указывает на значительное истощение CD8+ Т-клеток в опухоли. У пациентов с NSCLC экспрессия TIM3 была повышена только в CD4+ и CD8+ TILs, но не в Т-клетках периферической крови, а экспрессия TIM-3 в CD4+ Т-клетках была связана с метастазами в лимфатические узлы и распространенным раком легкого.
Доклиническое исследование показало, что комбинированное ингибирование TIM3 и PD-1 превосходит ингибирование по отдельности при лечении отдельных солидных опухолей.
2.5 LAG3
Ген активации лимфоцитов 3 (LAG3) — это ко-рецептор, экспрессируемый на активированных Т-клетках, Tregs, дендритных Т-клетках и NK-клетках. LAG3 — это CD4-ассоциированный белок, который связывается с основным комплексом гистосовместимости II типа (MHC) и подавляет пролиферацию Т-клеток, что приводит к инвазии опухоли. Повышение экспрессии гена LAG3 наблюдается при опосредованном кремнием воспалении легких в животных моделях.
Проводится клиническое исследование I фазы BMS-986016, моноклонального антитела к LAG3 для лечения прогрессирующих солидных опухолей.
2.6 КИР
KIR, регулятор семейства NK-клеток, недавно стал новой мишенью для различных иммунотерапий опухолей, и он негативно регулирует эффекторную функцию NK-клеток. Лирилумаб — это антитело, которое связывается с рецепторами KIR2DL1-2 и 3 и вызывает опосредованное NK-клетками уничтожение клеток. Сообщалось, что повышенная коэкспрессия KIR2DL1 у пациентов с NSCLC снижает функцию NK-клеток.
В настоящее время проводятся два клинических исследования I фазы лирилумаба в комбинации с ипилимумабом и ниволумабом для лечения NSCLC.
2.7BTLA и A2AR
Исследована роль ко-ингибиторного рецептора B и лабильной субъединицы Т-лимфоцитов (BTLA) в аутоиммунитете и их лигандов в медиаторах входа герпесвирусов (HVEM), связанных с лимфангиогенезом. a2A аденозиновый рецептор (A2AR) — это рецептор, связанный с G протеином, который связывает аденозин и играет регуляторную роль в киназном пути MAPK. Исследований этих молекул при раке легких нет.
3. ко-стимулирующие вмешательства
3.1 OX40
OX-40 (CD134, TNFRSF4 tumour necrosis factor receptor superfamily, member 4) является костимулирующей молекулой, которая присутствует в Т-клетках, активированных в местах воспаления, и регулирует антиген-специфическую пролиферацию Т-клеток, выживание и выработку цитокинов IL-2, IL-4, IL-5 и IFN-γ. Иммунореактивный сигнальный путь OX40 делает его новой мишенью для иммунотерапии.
Доклинические исследования продемонстрировали противоопухолевую активность антагонистов OX40 при лечении меланомы, глиомы, рака молочной железы, толстой кишки, саркомы, почек и простаты.
В клиническом исследовании фазы I пациентов с солидными опухолями лечили тремя различными дозами одного и того же мышиного античеловеческого антитела OX40 в одном раунде. Токсичность была признана переносимой и включала недомогание, лихорадку/холод, преходящую лимфопению и легкую сыпь. У 12 из 31 пациента опухоль уменьшилась, а гуморальный и клеточный иммунитет усилились. Были обнаружены высокие уровни человеческих антимышиных антител, что обусловило необходимость разработки человеческого антагониста OX40.
Использование антагонистов OX40 в сочетании с радиотерапией исследуется у пациентов с раком молочной железы и простаты.
3.2 CD137
CD137 (4-1BB) — это индуцибельная поверхностная молекула Т-клеток из суперсемейства рецепторов фактора некроза опухоли (TNF). Урелумаб (BMS663513), антагонист CD137, был использован в клинических испытаниях I/II фазы и, несмотря на тяжелую гепатотоксичность, проявил противоопухолевую активность.
Несмотря на это, испытания урелумаба для лечения НЦЛК были прекращены.
3.3 ГИТР
GITR, член суперсемейства рецепторов TNF, действует как ко-стимулирующая молекула для наивных Т-клеток CD4+ и CD8+, вызывая пролиферацию Т-клеток и усиливая эффекторную функцию.
3.4 CD40, CD28, CD27 и ICOS
CD40A является членом суперсемейства фактора некроза опухоли и участвует в дифференциации, выживании и апоптозе клеток. Доклинические данные показывают, что анти-CD40 антитела могут подавлять рост и метастазирование опухолей. CD27 — еще один рецептор, стимулирующий Т-клетки, который также действует как антагонист и в настоящее время находится в фазе I клинических исследований. Индуцибельный ко-стимулятор Т-клеток (ICOS) — это ко-стимулятор Т-клеток, связанный с CD28.
TGN1412, антитело к CD28, было снято с производства из-за его чрезмерной токсичности.
4. комбинированная терапия
Целью комбинированной терапии является одновременное воздействие на несколько опухолеродных путей для противоопухолевого лечения. Первая линия лечения NSCLC — это платина. С появлением молекулярно-таргетной терапии НСКЛ на передний план вышли комбинированные препараты.
Хотя некоторые комбинации таргетной терапии и химиотерапии могут быть полезны, некоторые комбинации могут быть очень вредны для пациентов. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы прояснить феномен, согласно которому некоторые препараты, считающиеся эффективными сами по себе, не улучшают выживаемость пациентов при комбинировании.
Клинические исследования III фазы ингибиторов CTL4 в комбинации с химиотерапевтическими препаратами были посвящены роли ипилимумаба в комбинации с паклитакселом и карбоплатином в лечении сквамозного НСКЛК. Ниволумаб и ипилимумаб в комбинации с ингибиторами KIR и ниволумаб в комбинации с различными химиотерапевтическими препаратами и таргетной терапией были описаны ранее.
Комбинация различных иммуносупрессивных агентов также представляет интерес и уже находится на стадии тестирования. CTLA4 был заблокирован после вакцинации секретированным GM-CSF, синтезированным из аутологичных опухолевых клеток, что позволяет предположить, что противоопухолевая иммунотерапия прогрессирующей меланомы может быть не связана со значительной токсичностью. В доклинических моделях множественная блокада иммунных контрольных точек с помощью антител PD1 и CTLA4 привела к повышению реактивности Т-клеток и снижению дисфункции Т-клеток.
Время проведения иммунотерапии в противоопухолевом лечении еще предстоит изучить. Отсроченное применение ипилимумаба было более эффективным, чем раннее, в клиническом исследовании II фазы, но причины этого неясны.
5. прогностические биомаркеры
Предсказательные биомаркеры необходимы, поскольку иммуномодуляторы вызывают двунаправленную регуляцию в некоторых конкретных популяциях. Многие биомаркеры CTLA4 уже используются в клинической практике. Считается, что повышенное абсолютное количество лимфоцитов коррелирует с клинической эффективностью. Исследования показали положительную корреляцию между эффективностью ипилимумаба и высоким уровнем экспрессии CD4+ Т-клеток при ICOS.
Экспрессия HLA-DR была увеличена в клетках CD4T после лечения ипилимумабом. Инфильтрирующие опухоль лимфоциты коррелировали с эффективностью ипилимумаба, а форкхед-бокс P3 (FOXP3)-позитивные и индоламино2,3-диоксигеназа-позитивные пациенты хорошо отвечали на терапию, блокирующую CTLA4.
Экспрессия PD-L1 меняется в зависимости от микроокружения опухоли и не прекращается в определенный момент времени. Экспрессия PD-L1 коррелирует с присутствием IFN-γ в микроокружении опухоли, что может объяснить, почему экспрессия PD-L1 не может быть использована в качестве прогностического биомаркера эффективности ниволумаба. Исследования прогностических биомаркеров в области терапии онкологических заболеваний все еще находятся в зачаточном состоянии.
6. оценка реакции опухоли на иммунологические агенты
Общепринятым методом оценки эффективности противоопухолевой терапии являются критерии RECIST. Однако, согласно RECIST, увеличение объема опухоли на 30% и более, даже на ранних стадиях лечения, считается прогрессированием заболевания. Однако терапевтический ответ на иммунотерапию становится очевидным только после прогрессирования заболевания, определенного RECIST. Несмотря на значительное прогрессирование опухоли, пациенты продолжают получать клиническую пользу от иммунотерапии, а устойчивая СД свидетельствует о сохранении эффективности.
На основе этих утверждений были разработаны критерии ответа, связанные с иммунитетом. Связанная с иммунитетом выживаемость без прогрессирования (irPFS) может указывать на сохранение эффективности, несмотря на значительный рост опухоли. Это явление, известное как «псевдопрогрессия», может быть вызвано перираковой инфильтрацией лимфоцитов или задержкой иммунного ответа.
7. Заключение
Расширение знаний о наблюдении за опухолями в иммунной системе способствовало разработке новых иммунологических агентов. В частности, сейчас широко признано, что опухоли способны вторгаться в иммунную систему путем дисрегуляции молекул синергического ингибирования или checkpoint signalling. Первые исследования модуляторов иммунных контрольных точек, таких как ингибиторы CTLA4, PD-1 и PD-L1, в солидных опухолях, таких как НСКЛК, являются многообещающими и могут пролить новый свет на лечение НСКЛК.
Будущие задачи включают использование комбинаций между различными иммунотерапевтическими средствами или между иммунотерапевтическими средствами и цитотоксическими химиотерапевтическими средствами, использование молекулярно-направленной терапии и радиотерапии, а также открытие эффективных и прогностических биомаркеров для их использования на ранних стадиях заболевания.