Живое лекарство

В 2018 г. Нобелевская премия по медицине вручена разработчикам ингибиторов иммунных контрольных точек — терапии, которая существует почти 20 лет, но помогает лишь каждому четвертому-пятому пациенту. Небезосновательными были предположения экспертов, высказанные в прошлом году в ходе мировых конгрессов: ожидалось, что премия будет вручена за развитие технологии — терапии с использованием химерных антигенных рецепторов (англ. chimeric antigen receptor, CAR) Т-клеток, в основе которой – генетическая модификация клеток, позволяющая полностью избавиться от онкологического заболевания. 

Но технология CAR-T пока не заслужила признания Нобелевского комитета. Она уступает терапии ингибиторами иммунных контрольных точек: несмотря на изящность и высокую эффективность генетически модифицированных клеток, их клиническое применение пока возможно лишь при онкогематологических заболеваниях, ингибиторы же иммунных контрольных точек уже изменили стандарты лечения меланомы, лимфом, колоректального рака, карциномы Окончание на с. 2 Меркеля, опухолей почек, легкого, печени, мочевого пузыря, шейки матки, головы и шеи. Применение CAR-T для лечения пациентов с солидными опухолями — проблематичный вопрос: что модифицировать и как доставлять, чтобы достичь цели? Даже ориентируясь на, казалось бы, самые специфичные мишени (такие как ПСМА для простаты, например), модифицированные клетки не справляются с опухолью. Кроме того, лечение ингибиторами иммунных контрольных точек, производство которых поставлено на поток, финансово токсично. Некоторые из них (пембролизумаб, ниволумаб и атезолизумаб) внесены в список жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов (ЖНВЛП). Но тем не менее назвать лечение стандартным и общепринятым в России пока невозможно — ни в силу реальной доступности препаратов, ни учитывая наличие специалистов на местах. Что же касается CAR-T, то применение лекарства, изготавливаемого персонализированно под каждого пациента, помимо общемировых вопросов относительно стандартизации лечения и нивелирования нежелательных явлений, в нашей стране потребует решения как финансовых, так и логистических и законодательных проблем. 

О том, что такое CAR-T и что мешает ее рассматривать как солидную опцию для солидных опухолей, мы рассказываем в текущем номере УС. В следующем выпуске редакция УС расскажет о законодательных особенностях и других не всегда очевидных аспектах применения технологии CAR-T в России.

В 2012 году для шестилетней Эмили Уайтхед (Emily Whitehead) после 16-месячного лечения единственной надеждой оставалось клиническое исследование NCT01626495 в Детской больнице Пенсильвании (Children's Hospital of Pennsylvania). Она была не первым пациентом, но первым ребенком, получившим генетически модифицированное противоопухолевое лечение — CAR- (chimeric antigen receptor) T-клеточную терапию. У Эмили был резистентный к химиотерапии острый лимфобластный лейкоз, и менее чем через месяц после введения девочка была выписана с полной ремиссией. В мае текущего года она, уже подросток, отметила 7 лет жизни без рака (рис. 1). 

Именно история Эмили обратила внимание общественности и ученых на новый вид терапии. В настоящее время в международной базе данных по клиническим исследованиям (ClinicalTrials.gov) зарегистрировано более 750 протоколов по применению CAR-T. Однако FDA одобрено пока два препарата: Kymriah — для больных до 25 лет с острым лимфобластным лейкозом (этим препаратом и лечилась Эмили) [1] и Yescarta — для взрослых больных с лимфомами [2]. 

Лечение анти-CD19 CAR-Т-клеточными препаратами продемонстрировало исключительную эффективность в отношении рецидивирующего B-клеточного острого лимфобластного лейкоза, хронического лимфолейкоза и B-клеточной неходжкинской лимфомы, доля полных ремиссий колеблется от 70 до 94 % [3, 4]. Эксперты прочат препаратам данной группы эффективность значительно более высокую, чем ингибиторам иммунных контрольных точек, которые уже изменили облик онкологии. А системы здравоохранения Европы, США и Англии рассматривают различные варианты обеспечения пациентов данным видом терапии. Но одновременно сохраняется и скепсис, связанный прежде всего с исключительно дорогими и сложными (персонализированными) механизмами производства и логистики такого лекарства. Ведь оно производится персонально под каждого пациента — из его собственной крови, всего в нескольких лабораториях мира. Кроме того, пока отсутствуют и в ближайшее время вряд ли будут утверждены регламенты проведения генетически модифицированной терапии, порядки оказания поддерживающей терапии и контроля над нежелательными явлениями. Дополнительно возникают регламентирующие сложности, связанные с транспортировкой и контролем качества биологически и генетически модифицированных продуктов/препаратов. 

«Дрессированный» иммунитет 

В норме иммунитет самостоятельно контролирует развитие опухоли посредством «деликатной» системы сигнальных путей, активирующих и подавляющих защитные реакции. Биологическая основа применения ингибиторов контрольных точек связана со «снятием тормозов» для естественной противоопухолевой защиты. Адоптивную клеточную терапию (adoptive cell therapy, ACT) посредством применения химерного антигенного рецептора (chimeric antigen receptor, CAR) эксперты называют наиболее привлекательным видом противоопухолевой терапии [5, 6]. При создании такого лекарства из крови пациента или донора выделяются Т-лимфоциты — одна из главных популяций клеток иммунной системы, часть которых нацелена на избирательное уничтожение опухолевых клеток. Цель дальнейшего процесса — повышение эффективности и специфичности выделенных клеток. Именно для этого в полученный Т-лимфоцит вносится — чаще всего с помощью вирусного вектора — определенный генетический материал. Далее в лабораторных условиях модифицированные клетки размножают до количества сотен миллионов и полученную популяцию возвращают в организм пациента. Такая «дрессированная» клетка экспрессирует заданную молекулу (тот самый химерный антигенный рецептор — CAR, по которому и названа вся технология), нацеленную на раковую клетку и на активацию самого Т-лимфоцита-носителя (рис. 2). 

Принцип работы CAR таков: его внеклеточная часть позволяет Т-лимфоциту распознать специфический антиген, а сигнальный домен стимулирует пролиферацию Т-лимфоцитов, цитолиз и секрецию цитокинов для уничтожения раковой клетки-мишени [7]. Например, виды терапии, которые уже вошли в клиническую практику, нацелены на антиген CD19. 

Каковы плюсы такой терапии? Если клетки забраны от самого пациента, то риск отторжения очень мал, и их можно направлять на мишени с липидными, белковыми и углеводными антигенами без ограничений по совместимости по MHC. Кроме того, один дизайн CAR может использоваться для лечения всех видов рака, при которых экспрессируется один и тот же антиген [8]. 

Создание лекарства может быть высокоперсонализированным — учитывающим генетические особенности опухоли, и его эффекты должны быть пожизненными, учитывая способность иммунитета «помнить врага». Как при вакцинации.

Солидные опухоли 

CAR-Т-клеточная терапия оказалась очень успешной в лечении CD19+ гематологических опухолей. На разных стадиях клинических испытаний находятся варианты клеточной терапии, направленные в том числе на гематологические опухоли, не экспрессирующие CD19. Так, например, проверяются на эффективность и безопасность такие мишени, как CD22, CD20, ROR1, Igκ, CD33 и CD123 [9]. 

Однако для солидных опухолей предлагаемая технология пока не подходит. Во многих случаях главным препятствием становится поиск подходящей мишени: как правило, антигены солидных опухолей далеко не специфичны именно для опухоли, а лишь в большей мере экспрессируются на ней, чем на клетках окружающих здоровых тканей и органов. Так, например, простатоспецифический мембранный антиген (ПСМА) не просто не специфичен для опухолевых клеток простаты, но и вообще не специфичен для простаты — в той или иной степени он присутствует практически на всех органах, в связи с чем при модификации Т-клеток по ПСМА лекарство становится активным не только в отношении рака предстательной железы, но и других органов. Аналогичная ситуация характерна и для, казалось бы, самой понятной и изученной мишени почечно-клеточного рака — VEGFR. То есть при нацеливании клеток на солидную опухоль возникает высокий риск неспецифического воздействия Т-лимфоцитов, их массированной атаки на здоровые клетки. 

В свете сказанного идет не только поиск подходящих антигенов, но и разработаны более специфичные CAR-Т-клетки, проявляющие активность, например, при совпадении двух антигенов. 

Другой преградой применения клеточных технологий для солидных новообразований становится микроокружение опухоли, которое чаще всего выполняет роль «частокола», отгораживающего опухоль от воздействий извне. Оно обычно активно и подавляет воздействие клеток иммунной системы [9]. Поэтому, если говорить об онкогематологических заболеваниях, то вводимые модифицированные клетки сразу «растворяются» в опухоли, а вот солидных опухолей «живому лекарству» достигнуть гораздо сложнее. Возможен вариант введения CAR-Т-клеток непосредственно в опухоль, однако и при таком подходе может быть помеха терапии — гетерогенность самой опухоли [10]. 

Тем не менее, как говорит Саул Прайсман (Saul Priceman), исследователь из Национального онкологического центра City of Hope (Дуарте, Калифорния, США), этот подход может «революционизировать» лечение тех солидных видов рака, которые не умеют эффективно лечить сегодня [11]. Возможно, успех можно приблизить с помощью новых поколений модифицированных лимфоцитов (супер-Т-лимфоцитов), которые смогут влиять на микроокружение опухоли. В клетки, вероятно, будут включены эффекторные молекулы, например матриксные металлопротеиназы, антиоксидантные ферменты или соединения, влияющие на PD1-сигналинг [12]. 

Цитокиновый шторм 

CAR-Т-терапия — это «живое лекарство», которое после запуска в организм уже нельзя «выключить» напрямую или «прекратить давать», как в случае фармакотерапии или лучевой терапии. И, к сожалению, прямым показателем того, что Т-лимфоциты работают в организме, является выраженность побочных симптомов — в ряде клинических испытаний, — в том числе числе и летальных. 

Самый распространенный эффект терапии — синдром высвобождения цитокинов, быстрое и масштабное выделение активных молекул в кровоток. Он приводит к развитию лихорадки и резкому падению артериального давления; кроме того, возможны инсульты, полиорганная недостаточность, отек головного мозга и появление эпилепсии. Выраженность цитокинового шторма тем значительнее, чем больше распространенность метастатического процесса или размер опухоли. 

«Хотя нас предупредили, что у Эмили, скорее всего, будет синдром высвобождения цитокинов, мы не были готовы к столь быстрому развитию почти летальных симптомов. Ее состояние было настолько неустойчивым, что ее ввели в индуцированную кому и подключили к аппарату искусственной вентиляции легких, пока медицинская команда разбиралась, как ее лечить. Впервые после диагностики рака Эмили была так близка к смерти./…/Доктор Джун предложил дать Эмили тоцилизумаб — иммунодепрессант, используемый в основном для лечения ревматоидного артрита. Через несколько часов девочке стало значительно лучше, а через неделю она вышла из комы./…/Несколько дней спустя биопсия костного мозга показала, что рак Эмили исчез», — рассказывают родители пациентки [13]. 

Сейчас для контроля токсичности при массированном высвобождении цитокинов в целом используются те же методы: высокие дозы стероидов, вазопрессанты, искусственная вентиляция легких и поддерживающая терапия [14]. Препарат тоцилизумаб блокирует активность цитокина IL-6 и уже одобрен FDA именно для применения при угрожающем жизни синдроме высвобождения цитокинов после использования CAR-T-клеточной терапии. Тем не менее протоколы поддерживающей терапии не разработаны, и какой именно должна быть схема введения «живого препарата» и какой может быть поддерживающая терапия — вопрос научного поиска. Вероятно, имеет смысл вводить препарат двумя (30 % + 70 %) или тремя (10 % + 30 % + 60 %) дозами. Также в научном сообществе обсуждается вопрос целесообразности более раннего начала терапии или проведения циторедуктивных операций, в том числе метастазэктомии, перед началом клеточной терапии. Эксперты отмечают, что и сам дизайн клеток может быть менее «токсичным». Например, CAR-Т-клетки, нацеленные на 2 антигена, имеют большую специфичность и могут частично решить проблему цитокинового шторма. Вторым вариантом может быть формирование ингибиторных CAR-Т (iCARs), которые отклоняют атаку на здоровые клетки. 

Все отмеченное уже исследуется в эксперименте и клинической работе. Помимо поставленных выше проблем как в отношении онкогематологических опухолей, так и тем более в отношении солидных для ученых и исследователей остаются открытыми такие вопросы, как: каков наилучший способ внесения генетического материала в клетку и насколько безопасно внесение вирусных векторов в долгосрочной перспективе; как добиться экономичности и единообразия в производстве перепрограммированных Т-клеток. 

В настоящее время разрабатывают новые методы повышения эффективности CAR-Тлимфоцитов — и это не ограничивается всего лишь перебором разных антигенов, на которые нацелен препарат. Так, например, можно перепрограммировать клетки таким образом, чтобы они экспрессировали дополнительные рецепторы (например, для улучшения селективности к опухолевым клеткам) или секретировали провоспалительные цитокины и этим защищались от агрессивного микроокружения опухоли. Кроме того, тестируют и модификации клеток, которые бы нацеливали CAR-Т на сосудистую сеть вокруг опухоли и оказывали антиангиогенное действие [15]. Есть идеи разработки управляемых клеток, которые могли бы активироваться или саморазрушаться под воздействием внешнего сигнала в зависимости от того, как проходит лечение. Однако не стоит забывать, что пока для CAR-Т не разработана даже такая фундаментальная часть любого стандартизированного клинического исследования, как определение оптимальной модели проверки безопасности и эффективности терапии на животных [16]. 

На сегодня, несмотря на то что терапия уже применяется для лечения пациентов, нет никаких гайдлайнов, специфичных для нее. Эксперты сходятся в том, что стандартизировать терапию непросто — через исследования проходят десятки по-разному модифицированных клеток. 

Наконец, немаловажно и распространение информации о терапии среди медицинских работников. Производство и лечение CAR — это многоступенчатый и сложный процесс, поэтому координация между различными лабораториями, отбор пациентов и правильное обращение с материалами имеют очень важное значение для успешного проведения терапии. 

Заключение

За инфузией CAR-Т-лимфоцитов уже закрепился статус успешной терапии онкогематологических заболеваний. Более полувека ученые работают над иммунотерапией рака, и видимый сейчас прогресс — это только начало пути. «Наступит день, когда это станет концом рака», — говорит доктор Carl June, Abramson Cancer Center, University of Pennsylvania. Тот самый доктор, рискнувший включить Эмили Уайтхед в протокол клинического исследования.