Protinádorová imunoterapie

Datum publikace: 29. 1. 2018

Úvod

V léčbě onkologických onemocnění je využíváno celé řady terapeutických přístupů. V kontextu rostoucího objemu poznatků z oblasti molekulární biologie a imunologie je v posledních letech stále častěji uváděna možnost imunologického ovlivnění růstu nádorů, a možnost cílené imunoterapie tak nabývá reálných praktických rozměrů. Význam imunitního systému v patofyziologii každého onkologického onemocnění spočívá především ve schopnosti zavčas rozpoznat nádorově transformovanou buňku a následně ji i efektivně eliminovat. Je-li tato schopnost narušena, vzniká nádor.

S odkazem na dosavadní pozorování je zřejmé, že nádory účinně potlačují imunitní odpověď aktivací negativních regulačních cest (označovaných též jako kontrolní body) nebo přijetím takových vlastností, které jim umožňují aktivně uniknout odhalení [1–3]. Příkladem takových kontrolních bodů může být např. protein programované buněčné smrti PD-1 nebo cytotoxický T-lymfocytární antigen-4 (CTLA-4).

Buněčný povrchový receptor PD-1 je exprimován T-lymfocyty při aktivaci v rámci primingu (≈ první kontakt se specifickým antigenem následovaný diferenciací do efektorových buněk) nebo při jejich expanzi. Za fyziologických okolností brzdí aktivace PD-1 kaskády prostřednictvím ligandů PD-L1 a PD-L2 imunitní odpověď zprostředkovanou T-lymfocyty, aby nedošlo k poškození organismu protrahovanou imunitní odpovědí. Zvýšená nabídka PD-L1 a PD-L2 nádorově změněnými buňkami tak umožňuje jejich uniknutí z imunologické surveillance. PD-L1 může být tvořen řadou buněk, včetně nádorových, a to v návaznosti na přímé působení cytokinů (např. interferonu gama). Naproti tomu PD-L2 je typický zejména pro fyziologické dendritické buňky, ale je exprimován i dalšími buňkami včetně nádorových.

Vzájemně komplementárně s PD-1 v regulaci imunitní odpovědi působí i další možný cíl farmakoterapeutického ovlivnění, a sice CTLA-4, jenž působí jako negativní regulátor aktivace T-lymfocytů, tj. inhibována je proliferace a infiltrace těchto buněk do nádorové tkáně.

Význam cíleného ovlivnění uváděných kontrolních bodů se z roviny teoretických předpokladů a preklinických experimentů již posunul do běžné klinické praxe. Monoklonální protilátky schopné potlačit interakci PD-L1 s PD-1 se ukázaly být účinné u celé řady solidních tumorů i hematologických malignit [4]. Velký přínos tohoto přístupu je kromě specifického a nezřídka dlouho trvajícího účinku rovněž dobrá snášenlivost s nízkým výskytem nežádoucích účinků. Právě tato pozorování jsou zřejmým důkazem zapojení a významné role imunitního systému v patofyziologii nádorového onemocnění.

Osa PD-L1/PD-1 nicméně není jedinou cestou omezující odezvu imunitního systému. Přirozeně existují i jiné negativní regulátory, a navíc je imunitní profil každého jedince ovlivněn celou řadou dalších vnitřních faktorů, včetně vlastností nádoru (např. genom, sekrece cytokinů, …), a faktorů vnějších (složení střevního mikrobiomu, přítomnost infekce, vystavení slunečnímu záření apod.). Významnou roli hraje i vlastní nádorové mikroprostředí. Všechny tyto faktory a jejich vzájemnou interakci je tak třeba vnímat při jakékoliv snaze o komplexní ovlivnění růstu a šíření tumoru.

Obrázek 1: Faktory ovlivňující nastavení imunitního systému. Upraveno dle [15].

Imunoterapie

Princip imunoterapie nádorového onemocnění oproti standardně vedeným terapeutickým přístupům ve velké míře spoléhá na podporu protinádorové reakce vlastního imunitního systému nemocného, která má dynamický charakter a vzhledem ke své podstatě může pokrýt i jiné přítomné abnormality než ty, vůči kterým je primárně podávána. Rychlost, s jakou jsou nyní vyvíjeny monoklonální protilátky namířené na nejrůznější biologické cíle, je nebývalá a zdaleka již není omezena pouze na onkologická onemocnění – aktuálně jsou využívány již prakticky napříč všemi základními obory medicíny. Nezřídka také bohužel platí, že jejich využití či jejich vzájemná kombinace předbíhají naši znalost ovlivňovaných pochodů nikoliv na úrovni konkrétní kaskády u dané choroby, nýbrž na úrovni komplexní povahy celého lidského organismu. Současně je zde však platforma pro získávání nových poznatků o základních buněčných mechanismech i pro identifikaci nových terapeutických cílů.

Skutečnost, že imunitní reakce na nádorově transformovanou buňku je dána aktivitou T-lymfocytů, byla rozpoznána již v 80. letech minulého století. Dnes víme, že CD4+ T-lymfocyty jsou nezbytné jak pro humorální, tak pro cytotoxickou odpověď zprostředkovanou CD8+ T-lymfocyty. Současně tyto buňky produkují interferon gama, čímž podporují zánětlivou reakci, a tedy i protinádorovou imunitu, a rovněž mohou samy působit cytotoxicky.

V preklinických experimentech u myší bylo zjištěno, že opakované vystavení organismu nádorovým buňkám téhož nádorového typu nevede k opětovnému propuknutí onemocnění, z čehož lze usuzovat na přítomnost paměťové odpovědi na antigeny asociované s tumory [5]. T-lymfocyty infiltrující tumory mohou být CD4+ nebo CD8+ a zčásti se jedná o CD45RO+ paměťové T-lymfocyty, přičemž mohou exprimovat i řadu dalších markerů, jakými jsou PD-1, protein 3 obsahující mucinovou doménu (TIM-3) či lymfocyty aktivující gen 3 (LAG-3).

V klinické praxi i navzdory uvedeným benefitům imunoterapie však vždy nedochází ke kompletnímu odstranění nádorové zátěže, u některých pacientů je vyjádřena pouze částečná odpověď na léčbu a další pacienti nereagují vůbec. Důvodem je zřejmě vznik alternativních mechanismů imunosuprese [6, 7] a/nebo evoluce tumoru provázená ztrátou imunodominantních epitopů [8] a/nebo vznik mutací usnadňujících nádorovou rezistenci [6]. Setrvalá parciální odpověď může rovněž naznačovat vytvoření nové rovnováhy mezi buňkami tumoru a imunitním systémem nemocného. Při podávání látek potlačujících aktivitu PD-1 se na klinické úrovni osvědčilo jejich podávání v kombinaci s látkami potlačujícími CTLA-4, tj. současný terapeutický zásah hned na dvou kontrolních uzlech [9].

Jakkoliv může být imunoterapie účinná, při podání látky blokující pouze jeden z výše uváděných kontrolních uzlů je dosahováno kladné odpovědi v rozmezí 10–40 % (u protilátek proti PD-L1/PD-1) v závislosti na volené indikaci [4]. U protilátek namířených proti CTLA-4 je daná účinnost ještě nižší [10]. Znovu se tak potvrzuje již výše vyřčená potřeba komplexního zásahu pokrývajícího nejenom kontrolní uzly, ale rovněž veškeré vnitřní a vnější faktory.

V souvislosti s odpovědí na imunoterapii nádorového onemocnění se jako významné ukazuje být určení základních imunofenotypů tumorů identifikované histologickým vyšetřením bioptických vzorků nádorové tkáně. Díky těmto fenotypům lze do určité míry predikovat odpověď na imunoterapii a v budoucnu možná i stanovit optimální terapeutickou strategii. Aktuálně jsou tak rozlišovány tři základní imunoprofily, které korelují s odpovědí nemocného na nasazenou anti-PD-L1/PD-1 medikaci [7, 11, 12].

1) První fenotyp – se zánětlivou infiltrací („immune-inflamed“)

Pro tento fenotyp je charakteristická přítomnost T-lymfocytů exprimujících CD4 a CD8 v nádorovém parenchymu. Často jsou doprovázeny myeloidními buňkami a monocyty. Obecně se imunitní buňky nacházejí v blízkosti buněk nádorových [11–15]. Analýzou mRNA je rovněž možná detekce řady prozánětlivých a efektorových cytokinů. Popsaný profil naznačuje již dříve probíhající imunitní reakci, která však byla zastavena. Klinické odpovědi na terapii anti-PD-L1/PD-1 se objevují nejčastěji u pacientů se „zánětlivými“ nádory. Odpověď však u těchto jedinců není stoprocentní, což naznačuje, že infiltrace imunitních buněk je sice nezbytná, ale nikoliv postačující pro vyvolání odpovědi.

2) Druhý fenotyp – s infiltrací nádorové periferie („immune-excluded“)

U tohoto fenotypu jsou T-lymfocyty přítomné výhradně v periferii tumoru, tj. nepronikají do parenchymu jako u prvního typu a perzistují pouze ve stromatu [11, 14, 15]. Na první pohled se může zdát, že imunitní buňky pronikají až do samotného nádoru. Protinádorová odpověď je ale neúčinná blokádou penetrace nádoru T-lymfocyty a jejich zadržováním v periferii nádoru. Migrace T-buněk přes stroma nádoru je tedy pro tento fenotyp zcela zásadním krokem v zahájení účinné protinádorové odpovědi. Aplikací anti-PD-L1/PD-1 mohou T-lymfocyty asociované se stromatem vykazovat důkazy o aktivaci a proliferaci, nikoliv však infiltraci nádoru, a klinické odpovědi jsou proto méně časté. Zvýšení účinnosti protinádorové imunoterapie bude v tomto případě vyžadovat kombinaci více mechanismů posílení imunitní odpovědi než aplikaci samotných anti-PD-L1/PD-1 protilátek.

3) Třetí fenotyp – bez zánětlivé infiltrace („immune-desert“)

Daný fenotyp se vyznačuje absencí T-lymfocytů v parenchymu i nádorovém stromatu [11, 14, 15]. Přestože mohou být přítomny myeloidní buňky, obecným rysem tohoto profilu je přítomnost neinflamovaného nádorového mikroprostředí s malým počtem nebo žádnými CD8+ T-lymfocyty a nízkou expresí PD-L1. Není překvapením, že tyto nádory proto jen zřídkakdy reagují na terapii anti-PD-L1/PD-1. Tento fenotyp tak pravděpodobně odráží nepřítomnost protinádorové imunity. Společně s druhým fenotypem tak lze tento typ považovat za nádory bez infiltrace, a tedy i s nižší pravděpodobností dosažení požadované úspěšnosti léčby.

Zánětlivou infiltraci obsahující nádory obsahují rovněž prozánětlivé cytokiny, které by měly poskytovat příznivější prostředí pro aktivaci a expanzi T-lymfocytů (interferon, IL-12, IL-23, IL-1p, IL-2, TNF-alfa aj.). Nicméně není jasné, zda je přítomnost těchto cytokinů příčinou, nebo důsledkem přísunu T-lymfocytů. Naproti tomu nádory nevykazující zánětlivou reakci vykazují přítomnost cytokinů, které vypovídají o potlačení aktivity imunitního systému, respektive toleranci nádorových buněk.

Všem třem fenotypům je primárně společná terapeutická snaha o přesměrování T-lymfocytů do nádoru a zesílení jejich cytotoxického účinku namířeného vůči nádorovým buňkám. Zatímco u nádorů se zánětlivou infiltrací je jediným dalším požadavkem zesílení a podpora aktivity těchto buněk, u nádorů bez zánětlivé infiltrace je klíčové dosažení zvýšené infiltrace T-lymfocyty a prezentace/odhalení nádorových antigenů, které následně pomohou vlastní aktivaci T-lymfocytů. U nádorů s infiltrací periferie je klíčové překonání stromatu a vstup aktivovaných buněk do nádorového parenchymu.

Fáze cyklu protinádorové odpovědi je rozhodující z pohledu volby vhodné terapie, tj. přístupu s maximálním očekávaným přínosem. Látky působící proti PD-L1/PD-1 nacházejí své uplatnění zejména u nádorů s výraznou zánětlivou infiltrací, látky působící proti CTLA-4 podporují priming a aktivaci T-lymfocytů v místě lymfatických uzlin. Zřejmá je tak vzájemná synergie, respektive komplementarita účinku při jejich vzájemné kombinaci [15]. Látky působící inhibičně na PD-L1 zahrnují např. atezolizumab▼, avelumab a durvalumab; inhibitory PD-1 jsou např. nivolumab a pembrolizumab. Terapeuticky využívanými blokátory CTLA-4 jsou ipilimumab a tremelimumab.

Inhibice PD-1/PD-L1 dnes představuje klinicky již ověřený přístup k úpravě cyklu protinádorové imunitní odpovědi. Vzhledem k častému problému nádorové rezistence je nicméně často žádoucí/nezbytná kombinace s jinými protinádorově působícími látkami. U nádorů s infiltrací periferie se jako účinná osvědčuje kombinace s látkami působícími proti vaskulárnímu endoteliálnímu faktoru (anti-VEGF), u nádorů bez zánětlivé infiltrace je namístě kombinace s chemoterapií / cílenou terapií. Kombinovaná imunoterapie se osvědčuje u nádorů s fenotypem zánětlivé infiltrace [11, 16].

Efektivní imunoterapii na základě uvedeného popisu třech základních imunofenotypů komplikuje fakt, že se jednotlivé fenotypy navzájem prolínají – hovoříme o imunofenotypovém kontinuu – obrázek 2 [17].

 

Obrázek 2: Imunofenotypové kontinuum [17].

Závěr

V kontextu dosud realizovaných preklinických experimentů, klinických studií a dosavadních klinických zkušeností imunoterapie představuje racionální terapeutický přístup v léčbě onkologických onemocnění nejrůznější povahy. S pokračujícím základním výzkumem buněčné biologie jsou objevovány nové struktury a mechanismy, které se mohou do budoucna stát užitečnými terapeutickými cíli. Mezi takové, které dospěly již do fáze efektivního klinického využití, patří léčivé látky specificky ovlivňující kontrolní uzly nádorového cyklu v čele s osou PD-L1/PD-1. Se současným stavem poznání se zdá být zřejmé, že budoucnost personalizované protinádorové imunoterapie bude vyžadovat dobrou diagnostiku nastavení imunitního systému u konkrétního pacienta. Zvolená léčba pak bude kombinací cíleně vybraných terapeutických přístupů, kde anti-PD-L1/PD-1 protilátky budou kombinovány s dalšími modalitami, ovlivňujícími např. tvorbu a uvolnění antigenů či migraci T-lymfocytů do nádoru.

▼ Tento léčivý přípravek podléhá dalšímu sledování. To umožní rychlé získání nových informací o bezpečnosti. Žádáme zdravotnické pracovníky, aby hlásili jakákoli podezření na nežádoucí účinky.

---