Адоптивная клеточная иммунотерапия солидных опухолей у детей

Иммунотерапия злокачественных новообразований имеет длительную историю. Причем случаи спонтанных регрессий опухоли на фоне инфекции и лихорадки регистрировались с античных времен. Отцом иммунотерапии опухолей считается американский хирург Уильям Коули, который вызывал регрессию саркомы стимуляцией иммунной системы инактивированными бактериями Streptococcus pyogenes и Serratia marcescen (так называемыми токсинами Коули).

ИСТОРИЧЕСКИЙ МОМЕНТ 

Основоположником современной адоптивной (adoptive — привнесенный) клеточной иммунотерапии стал С. Розенберг, разработавший и внедривший в клиническую практику онкологии в 1990‑е годы метод иммунотерапии (ИТ) злокачественных новообразований (ЗНО) высокими дозами интерлейкина‑2 (IL‑2) и лимфокин-активированными киллерами (LAK-клетками). Результаты клинических испытаний комбинации LAK-клеток и высокодозной IL‑2‑терапии не показали такой эффективности, как ожидалось изначально. Более 70 % пациентов с распространенными формами ЗНО не ответили на такое лечение. А у некоторых больных возникли выраженные нежелательные явления (НЯ), связанные с введением высоких доз IL‑2. Однако у 25–30 % пациентов с метастатической меланомой и раком почек, резистентных к стандартной терапии, был зарегистрирован объективный ответ на LAK/IL‑2-ИТ. 

Последующие исследования, проведенные в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина, показали высокую эффективность и хорошую переносимость комбинации низких (иммуностимулирующих) доз IL‑2 и LAK-клеток при локальных и локорегиональных введениях, а также для профилактики рецидива гемобластозов у детей. 

Одна из модификаций LAK-клеток — это цитокин-активированные киллеры (CIK). Они продемонстрировали эффективность главным образом в адъювантном режиме, увеличив безрецидивный период жизни больных с солидными опухолями. 

Важной вехой развития адоптивной иммунотерапии ЗНО стала разработка противоопухолевых вакцин на основе дендритных клеток, нагруженных опухолевым антигеном. Хотя эти клетки и не показали значимой эффективности в монорежиме, они активно используются в комбинации с другими видами иммунотерапии. Революционным этапом в развитии иммуноонкологии стало внедрение в клиническую практику ингибиторов контрольных точек иммунитета (ИКТИ) и генетически модифицированных лимфоцитов с химерным Т-клеточным рецептором (CAR-NK-клеток). 

ДЕТСКИЙ РАКУРС 

Хотя методы адоптивной ИТ продолжают открывать новые горизонты лечения ЗНО у взрослых, успехи в педиатрической практике значительно скромнее в связи с тем, что для ЗНО у детей характерен относительно низкий уровень мутаций. Низкая мутационная нагрузка с частым отсутствием экспрессии неоантигенов ограничивает эффективность различных видов ИТ, включая цитокины, ИКТИ и биомедицинские клеточные продукты. Наиболее успешные на сегодня методы адоптивной ИТ нацелены на нормальные (дифференцированные) мембранные антигены, такие как CD19. 

При внедрении в педиатрическую онкологию-гематологию зарекомендовавших себя у взрослых методов ИТ следует учитывать особенности иммунного ответа детей разных возрастных групп. Одна из нерешенных проблем тут — НЯ. Они менее длительны, чем при химио- и лучевой терапии (ХТ и ЛТ), но могут проявляться в виде синдрома высвобождения цитокинов — «цитокинового шторма», аутоиммунных реакций и нейротоксичности. Тем не менее адоптивная клеточная терапия активно внедряется в практику онкопедиатрии, о чем свидетельствуют многочисленные публикации и клинические испытания различных иммунотерпевтических стратегий у детей не только с гемобластозами, но и с солидными опухолями. 

КЛЕТОЧНАЯ ТЕРАПИЯ 

Одно из перспективных направлений лечения солидных опухолей у детей — использование активированных эффекторов врожденного иммунитета. Это γδТ-лимфоциты, натуральные киллеры (НК-клетки) и НКТ-клетки (экспрессирующие как маркеры НK-клеток, так и Т-клеточные дифференцировочные антигены), которые играют ведущую роль в противоопухолевом иммунитете. Преимущество этих субпопуляций лимфоцитов заключается в их способности распознавать и уничтожать опухолевые клетки независимо от экспрессии опухоль-ассоциированного антигена и молекул главного комплекса гистосовместимости (ГКГС1). Это особенно важно для детей, поскольку, как уже говорилось выше, их опухоли обычно имеют низкую мутационную нагрузку и, соответственно, низкий уровень экспрессии целевых опухолевых антигенов. 

Способность опухолевой клетки в своем безумии ускользания от иммунного надзора утрачивать или снижать плотность экспрессии молекул ГКГС1 является сигналом для эффекторов врожденного иммунитета к уничтожению трансформированной клетки. Еще один важный механизм, опосредующий противоопухолевый эффект НК и НКТ, связан с антителозависимой цитотоксичностью. Это свидетельствует о целесообразности комбинирования таргетных препаратов на основе моноклональных антител и эффектов врожденного иммунитета. Вместе с тем субпопуляции НК и НКТ-лимфоцитов малочисленны и в неактивированном состоянии не обладают выраженной противоопухолевой цитотоксичностью. Поэтому для экспансии и активации НК и НКТ используют методы экстракорпорального культивирования лимфоцитов в присутствии стимулирующих факторов — IL‑2 и его комбинаций с другими цитокинами или индукторами пролиферации. 

Отработанные в ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России технологические подходы позволяют получить в условиях ex vivo значительное количество активированных НК и НКТ-лимфоцитов с высокой противоопухолевой активностью по отношению к аутологичным и аллогенным злокачественно трансформированным клеткам. Несомненное преимущество активированных НК и НКТ состоит в низкой вероятности развития реакции «трансплантат против хозяина» (РТПХ), даже когда не проводилась деплеция Т-лимфоцитов за счет снижения их содержания в процессе генерации активированных лимфоцитов. 

Активированные аутологичные и аллогенные НК и НКТ-клетки, включая лимфокин(цитокин)-активированные киллеры, продемонстрировали клиническую эффективность при лечении солидных опухолей у взрослых. Сейчас зарегистрировано более 1000 клинических испытаний НК. Несколько завершенных исследований активированных ex vivo НК и НКТ-клеток включали детей с солидными опухолями, в том числе с нейробластомой. Эти клинические испытания показали, что комбинация адоптивной ИТ с использованием активированных НК в сочетании с ХТ и моноклональными антителами позволяет повысить эффективность противоопухолевого лечения. 

Применение активированных эффекторов врожденного иммунитета в детской онкологии и гематологии, очевидно, является наиболее перспективной стратегией иммунологического контроля роста солидных опухолей. Ведь этот вариант адоптивной ИТ не требует наличия опухоль-ассоциированных антигенов или нео-антигенов, необходимых для реализации эффектов CD8 + T-клеток, и одновременно может нивелировать иммуносупрессию. Сейчас проводятся клинические исследования эффективности НК у детей с солидными опухолями, включая саркому Юинга, рабдомиосаркому, остеосаркому, нейробластому и опухоли ЦНС. Учитывая участие НК-клеток в реализации антитело-зависимой цитотоксичности, исследуется эффективность их комбинации с анти-GD2 моноклональными антителами в нескольких клинических испытаниях, включающих детей с нейробластомой. 

Накопленные данные и перспективные исследования свидетельствуют о том, что НК-клетки имеют большой терапевтический потенциал в монорежиме или в комбинации с другими методами лечения солидных опухолей у детей. В качестве связующего звена между врожденной и адаптивной иммунной системой НК-клетки посредством антиген-независимых механизмов способны различать нормальные и злокачественные клетки. А значит, они могут быть использованы для нацеливания на опухолевые клетки, которые используют утрату или снижение уровня экспрессии ГКГС1 для уклонения от адаптивного иммунного надзора. Проведенные клинические испытания показали, что адоптивная ИТ с применением НК-клеток достаточно хорошо переносится детьми с солидными опухолями. 

К ВОПРОСУ О ТГСК 

Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК) — перспективный метод терапии, способный вызывать длительную ремиссию у детей с солидными ЗНО, в частности с рецидивирующей или рефрактерной нейробластомой высокого риска. При этом аллогенная ТГСК доноров является важным терапевтическим вариантом для данной категории детей. Клиническая эффективность ТГСК преимущественно опосредуется НК-клетками, которые являются ключевыми эффекторами врожденного противоопухолевого иммунитета. НК-клетки составляют всего 5–12 % лимфоцитов периферической крови и недостаточно эффективны в неактивированном состоянии. Очевидно, что процедура мобилизации стволовых клеток посредством колониестимулирующих факторов приводит к активации и пролиферации НК и повышает их возможности в реализации противоопухолевой активности. Основным препятствием для аллогенных или гаплоидентичных ТГСК у детей с солидными опухолями служит РТПХ. Для нивелирования ее выраженности можно использовать аутологичные или аллогенные мезенхимальные мультипотентные стромальные клетки (МСК). МСК обладают толлерогенными свойствами и способны уменьшать проявления цитокинового шторма при ТГСК. 

Отработанные в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина способы культивирования МСК костного мозга позволяют получить достаточное количество МСК для лечения и профилактики РТПХ при аллогенных ТГСК у детей. Другой перспективной стратегией снижения проявлений РТПХ является удаление потенциально аллореактивных Т- и В-клеток посредством аппаратной деплеции CD3 (αβ Т-клеток)/ CD19 лимфоцитов. Данная методика показала свою эффективность как при гемобластозах, так и при солидных ЗНО у детей. 

ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЕ ВАКЦИНЫ 

Дендритные клетки (ДК) — это «профессиональные» антигенпрезентирующие клетки, которые специализируются на процессинге и представлении антигенов для праймирования CD4+ и CD8+ Т-клеток и способствуют формированию специфических клонов Т-лимфоцитов. ДК действуют как мост между врожденным и адаптивным иммунитетом. Для клеточных вакцин используют полученные из моноцитов периферической крови в условиях ex vivo аутологичные ДК, нагруженные опухолевым антигеном перед инъекцией пациенту. 

Согласно данным I и II фаз клинических исследований, вакцины на основе ДК обладают минимальной токсичностью у детей с разнообразным спектром злокачественных новообразований. Несколько испытаний вакцин на основе ДК установили увеличение времени до прогрессирования у детей с метастатическими или рецидивирующими саркомами и опухолями ЦНС. Эффективность ДК-вакцин напрямую коррелировала со степенью ответа цитотоксических Т-лимфоцитов. Клинические исследования ДК-вакцин сосредоточены главным образом на их комбинациях с другими методами иммунотерапии ЗНО. 

ХИМЕРНЫЙ РЕЦЕПТОР 

Важной вехой в развитии методов адоптивной ИТ ЗНО стала разработка генетически модифицированных лимфоцитов с химерным Т-клеточным рецептором (CAR-лимфоциты). CAR-T-лимфоциты способны распознавать антигены трансформированных клеток независимо от экспрессии ГКГС. Основываясь на этом открытии, Эшхар и его коллеги разработали первое поколение конструкции CAR с антигенсвязывающим доменом антитела Neu/Her2 для обеспечения ГКГС-независимого распознавания CAR-Т-клетками Her2+ аденокарциномы. Эти результаты способствовали созданию и использованию CD19-CAR-T-клеток для лечения хронического лимфобластного лейкоза, продемонстрировавшего высокую частоту полных ремиссий. Результаты клинических испытаний привели к утверждению нескольких биомедицинских клеточных продуктов на основе CD19-CAR-T-клеток для лечения В-клеточных гемобластозов, в том числе и у детей. 

Сегодня по всему мире проводится более 600 клинических испытаний CAR-Т-клеток, которые направлены на лечение не только гематологических заболеваний, но также и солидных опухолей. Однако эффективность CAR-T-клеток при солидных опухолях оказалась невысокой. При этом наблюдались выраженные побочные эффекты в виде цитокинового шторма, нейротоксичности и аутоиммунных реакций, которые в ряде случаев имели фатальный характер. Одно из наиболее грозных появлений токсичности CAR-T-клеток — нейротоксичность, обусловленная нарушением проницаемости гематоэнцефалического барьера из-за гиперпродукции цитокинов длительно персистирующими CAR-T-клетками и их инфильтрацией мозговой ткани. НЯ, вызываемые CAR-T-клетками, нацеленными на опухоль-ассоциированные антигены солидных ЗНО, сильнее по сравнению с CD19-CAR-T-клетками из-за пре-красного реагирования с аналогичными структурами нормальных тканей. Выраженность побочных эффектов CAR-T-клеток оказалась настолько значимой, что инициировала разработку стратегий удаления генетически модифицированных лимфоцитов с использованием специфических антител или дополнительной модификации посредством внедрения суицидальных генов, запускающих гибель CAR-T-клеток. Одним из возможных путей повышения эффективности генетически модифицированных лимфоцитов считается создание CAR-НК или CAR-НК-НКТ(CIK) клеток, реализующих противоопухолевую активность за счет эффекторов врожденного противоопухолевого иммунитета, нацеленных на конкретный опухоль-ассоциированный антиген. 

Проведенные в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина исследования позволили создать оригинальную конструкцию антиHER-CAR-Т-НК клеток. В доклинических испытаниях она продемонстрировала высокую противоопухолевую активность и отсутствие явлений острой и субхронической токсичности. Рецептор эпидермального фактора роста человека 2 (HER2) экспрессируется не только на опухолях взрослых пациентов, но и в ЗНО у детей (глиобластомы, глиомы и медуллобластомы, остеогенные саркомы), при этом гиперэкспрессия HER2 связана с худшим прогнозом. Первые клинические исследования у детей с опухолями центральной нервной системы обнаружили, что применение антиHER2-CAR-Т клеток позволяет в ряде случаев добиваться стойкой ремиссии. Некоторые исследования показали, что раково-эмбриональный антиген NY-ESO‑1 экспрессируется на клетках ряда солидных детских опухолей, что привело к созданию антиNY-ESO‑1-CAR-Т-клеток. 

ГРУППА РИСКА 

Лечение детей (особенно из высокой группы риска) с солидными ЗНО и рецидивными/рефрактерными формами представляет собой трудную задачу. Один из базовых элементов терапии — выполнение аутологичной ТГСК (ауто-ТГСК) как неотъемлемого этапа терапии, но при этом последующие этапы не должны откладываться. Это означает, что этап ауто-ТГСК должен быть осуществлен в полном объеме, с минимальным числом осложнений. 

Для успешного выполнения данного этапа необходимы как мультидисциплинарное взаимодействие внутри одного учреждения, так и мультицентровая кооперация. Ведь определенные этапы терапии пациент может получать в центре детской онкологии и гематологии в одном из субъектов РФ. В этом случае в федеральном центре выполняются сбор ГСК для последующей ауто-ТГСК, хирургическое лечение и сама транс-плантация. 

Одно из приоритетных направлений деятельности НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина — расширение работы по лечению детей первого года жизни со ЗНО. В центре внимания специалистов находятся дети, нуждающиеся в высокодозной ХТ, инновационном хирургическом лечении и ауто-ТГСК. В нашем центре накоплен большой опыт сбора ГСК у маловесных детей и младенцев. Только за 2021 г. сбор был успешно выполнен у 25 подобных пациентов. Это дети с нейро-, ретинои плевропульмональной бластомой, а также другими эмбриональными опухолями. 

Отдельно стоит отметить рост трансплантационной активности в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина, в особенности со стороны ауто-ТГСК у детей с солидными ЗНО. Это стало возможным благодаря запуску в феврале 2021 г. новых корпусов НИИ ДОиГ. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

Перспективным направлением представляется сочетание нескольких видов ИТ для решения проблем, с которыми сталкивается детская иммунотерапия рака. Эта концепция включает в себя сочетание адоптивной клеточной иммунотерапии, таргетных препаратов на основе моноклональных антител, онколитических вирусов и ингибиторов контрольных точек иммунитета.