Противоопухолевые вакцины на основе дендритных клеток: от экспериментов на животных моделях до клинических испытаний

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ Дендритные клетки (ДК) - профессиональные ан- тигенпредставляющие клетки, главной функцией которых являются захват антигенов, процессинг и представление их наивным Т-лимфоцитам для ак- тивации иммунного ответа против захваченного ан- тигена. Уникальная способность ДК активировать CD4+ Т-хелперные клетки и CD8+ цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ) и определять таким образом направленность иммунных реакций привлекает все большее внимание при создании противоопухоле- вых вакцин, способных специфически действовать на определенные типы опухолей. Обнаружение опу- холевых антигенов (ОАГ), т.е. белков, сверхэкспрес- сия которых специфична для определенных типов опухолей, стало толчком к их использованию для на- грузки ДК. Сейчас известны ОАГ таких типов опу- холей, как меланома (gp100, Melan-A/Mart-1, тиро- зиназа, MAGE-1 [1, 2]), рак предстательной железы (PSA [3], PSCA [4]) и др. В настоящее время противоопухолевые ДК- вакцины активно изучают на мышиных моделях in vivo и в клинических испытаниях. В 2010 году Управлением по контролю качества пищевых про- дуктов и медикаментов США (FDA) была одобрена первая и пока единственная в мире терапевтическая клеточная вакцина Sipuleucel-T против устойчивого к кастрации метастатического рака предстательной железы на основе ДК, нагруженных рекомбинант- ным гибридным белком, состоящим из простатиче- ской кислой фосфатазы (ПКФ) и гранулоцитарно- макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ) [5]. Таким образом, существуют все осно- вания для появления в ближайшем будущем высо- коэффективных противоопухолевых иммунотера- певтических подходов, основанных на применении модифицированных дендритных клеток. В настоящем обзоре стратегии применения ДК, ак- тивированных под действием разных ОАГ, рассмо- трены на мышиных моделях опухолевых заболева- ний in vivo и в клинических исследованиях. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ДК- ВАКЦИН Можно выделить четыре главные группы подходов к терапии опухолей с использованием ДК: (1) инъ- екции ДК, нагруженных опухолевыми антигенами ex vivo; (2) системное введение опухолевых антиге- нов для нагрузки ДК in vivo; (3) инъекции немоди- фицированных зрелых ДК; (4) инъекции экзосом ДК. В настоящем обзоре мы остановимся на классических ДК-вакцинах, приготовленных путем нагрузки ДК опухолевыми антигенами ex vivo. В качестве источников предшественников ДК (преДК) при приготовлении ДК-вакцин обычно ис- пользуют клетки костного мозга (в работах с мыши- ными моделями) и моноциты периферической крови (в клинических исследованиях). Стандартный способ приготовления ДК-вакцин представляет собой ин- кубацию преДК в присутствии цитокинов ГМ-КСФ и ИЛ-4 в течение 6-8 дней, нагрузку незрелых ДК опухолевыми антигенами с последующей актива- цией созревания ДК с помощью воспалительных цитокинов (ФНО-α, ИЛ-1β, ИЛ-6, ИФН-γ и др.) или ксеногенных факторов - ЛПС (бактериального липополисахарида), ОК432 (Streptococcus pyogenes низкой вирулентности), KLH (гемоцианина моллюска Fissurella apertura) и др. На эффективность противоопухолевого иммун- ного ответа, активируемого модифицированными ДК, большое влияние оказывают ОАГ, которыми на- гружают незрелые ДК. В качестве источников ОАГ используют: лизаты опухолей [6-9], синтетические опухолеспецифические пептиды [10-13], опухолевые белки [14], апоптотические опухолевые клетки [15], нуклеиновые кислоты (ДНК [16], мРНК [17], суммар- ную опухолевую РНК [18, 19]) и вирусные векторы [15, 20], кодирующие ОАГ, а также иммуностимули- рующие молекулы (ИЛ-12 [21, 22]), факторы проли- ферации (ГМ-КСФ [23]) и хемотаксические сигналы (лимфотактин [24]). Незрелые ДК способны захватывать опухолевые антигены с помощью множества механизмов, таких, как фагоцитоз, макропиноцитоз, рецепторопосредо- ванный эндоцитоз и др., поэтому доставку опухоле- вых антигенов белковой природы (белки, пептиды и лизаты) или апоптотических опухолевых клеток в ДК осуществляют путем пассивного добавления ОАГ к незрелым ДК. В случае доставки в ДК нуклеиновых кислот (НК), кодирующих ОАГ, приходится использовать более сложные подходы. НК представляют собой гидрофильные полианионные молекулы, которые, во-первых, со слабой эффективностью электроста- тически взаимодействуют с отрицательно заряжен- ной плазматической мембраной клетки, во-вторых, не способны проникать внутрь клетки через гидро- фобный липидный бислой клеточной мембраны. Более того, в биологических жидкостях незащищен- ные НК быстро разрушаются нуклеазами. Также известно, что свободные мРНК способны взаимо- действовать с толл-подобными рецепторами (TLR3, TLR7, TLR8), что приводит зачастую к нежела- тельной активации иммунной системы [25]. Поэтому для доставки НК в ДК используют физические ме- тоды (электропорация [16, 26-28], сонопорация [29, 30]); вирусные системы (аденовирусы, аденоассоции- рованные вирусы, ретровирусы, лентивирусы, вирус осповакцины и др.) [31-38]; невирусные системы (по- ликатионные полимеры [31, 39-41], катионные липо- сомы [28, 42-45]). ПРИМЕНЕНИЕ ДК, НАГРУЖЕННЫХ ОАГ, В ТЕРАПИИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ В табл. 1 и 2 представлены результаты изучения противоопухолевых ДК-вакцин на мышиных мо- делях (работы 2010-2015 гг.) и в клинических ис- пытаниях (работы 2005-2015 гг.). При отборе ис- следований учитывали разнообразие заболеваний, подвергавшихся лечению ДК-вакцинами, а также источников ОАГ для нагрузки ДК. Следует отметить высокое разнообразие источников ОАГ, используе- мых для нагрузки ДК, в работах с мышиными моде- лями опухолевых заболеваний, начиная от класси- ческих опухолевых пептидов и лизатов и заканчивая производными нейраминовой кислоты и живыми опухолевыми клетками. В клинических испытаниях в качестве основных источников ОАГ для нагрузки ДК использовали, прежде всего, АГ белковой при- роды - лизаты опухолевых клеток, белки и пептиды. Использовали также разные способы введения вак- цины (внутрикожные, внутривенные, в лимфатиче- ские узлы и т.д.) [46]. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДК-ВАКЦИН НА МЫШИНЫХ МОДЕЛЯХ in vivo Нами рассмотрены результаты 15 исследований ДК-вакцин, выполненных с 2010 по 2015 год на мы- шиных моделях. Среди них восемь посвящены тера- певтическим ДК-вакцинам, в которых ДК вводили мышам, носителям опухолей; четыре - профилакти- ческим ДК-вакцинам, в которых ДК вводили живот- ным до трансплантации опухоли, и три исследова- ния - обоим типам ДК-вакцин. Противоопухолевый потенциал ДК изучали на мышиных моделях таких опухолей, как опухоли толстого кишечника [47, 48], гепатоцеллюлярная карцинома [49, 50], лимфомы Дальтона [51] и EL4 [52], лейкоз FBL3 [53], опухоли молочной железы 4Т1 [54], меланома В16 [30, 55-57], карцинома легких Льюис [58, 59] и плоскоклеточ- ный рак легкого SCCVII [60] (табл. 1). Практически во всех рассмотренных работах ДК получали инку- бацией костномозговых предшественников ДК в при- сутствии цитокинов ГМ-КСФ и ИЛ-4. Как терапев- тические, так и профилактические ДК-вакцины животным обычно вводили 2-3 раза с интервалом в 7 дней преимущественно с помощью подкожных инъ- екций, реже применяли внутрибрюшинные или вну- тривенные инъекции. В качестве источника ОАГ для нагрузки ДК чаще всего использовали антигены белковой природы, прежде всего лизат и суммарный белок опухолевых клеток. Используемые вакцины можно разделить на: (1) ДК-вакцины без дополнительных стимулов (меланома В16 [30], карцинома легких Льюис [59]); (2) ДК-вакцины, дополнительно обработанные siРНК против иммуносупрессорного фермента индоламин- 2,3-диоксигеназы (опухоль молочной железы 4Т1 [54]) или полисахаридным иммуностимулятором растительного происхождения (лимфома EL4 [52]); (3) ДК-вакцины, комбинированные с инъекциями кукурбитацина I, селективного ингибитора STAT3 опухолевых клеток (лимфома Дальтона [51]). Кроме того, на модели рака толстого кишечника в качестве источника ОАГ использовали опухолевый пептид AH1 (фрагмент gp70) в сочетании с хелперным бел- ком неопухолевой природы (овальбумин), основная функция которого заключалась в увеличении ста- бильности и эффективности презентации антигенов ДК Т-лимфоцитам [47]. В случае модели гепатоцел- люлярной карциномы для нагрузки ДК использовали гибридный белок, представляющий собой карбоанги- дразу 9, соединенную с мембранным белком бакте- рии Acinetobacter baumannii [50]. Еще один достаточно распространенный источник ОАГ для нагрузки ДК - апоптотические опухолевые клетки, использовали в модели плоскоклеточного рака легкого SCCVII [60]. ДК модифицировали также генетическими кон- струкциями, а именно аденовирусными векторами, кодирующими ОАГ (рак толстого кишечника [48], ге- патоцеллюлярная карцинома [49], карцинома легких Льюис [58]), или мРНК, кодирующей гибридный по- липептид β2m-опухолевый пептид-TLR4, содержа- щий ОАГ, соединенный с компонентами как MHC I, так и толл-подобного рецептора TLR4 (меланома В16 [55]). Новыми источниками ОАГ, применявшими- ся для активации ДК, стали N-фенилацетил-D- нейраминовая кислота - искусственно синтезиро- ванное производное нейраминовой кислоты (модели лейкоза FBL3 и меланомы В16 [53]), а также живые опухолевые клетки (модель меланомы В16 [56, 57]). Все рассмотренные ДК-вакцины обладали значи- тельной эффективностью и приводили к снижению размеров опухоли в 1.5-3 раза относительно контро- ля [47-50, 52-54, 58], причем введение ДК-вакцин, нагруженных опухолевым лизатом, в комбинации с инъекциями кукурбитацина I приводило к полному исчезновению лимфомы Дальтона [51]. Кроме того, наблюдалась полная защита животных от развития меланомы В16 после введения профилактических ДК-вакцин, трансфицированных мРНК, кодирую- щей полипептид β2m-опухолевый пептид-TLR4 [55], или приготовленных с использованием живых кле- ток меланомы В16 в качестве источника ОАГ [56]. Противоопухолевые ДК-вакцины значительно сни- жали количество метастазов у мышей [30, 53, 57, 59, 60], существенно увеличивали продолжительность жизни животных-опухоленосителей [47, 49, 51, 53, 55, 58, 60], а также индуцировали развитие силь- ного противоопухолевого ответа цитотоксических Т-клеток [47-50, 53-56, 58, 60]. Таким образом, полученные на мышиных моде- лях опухолевых заболеваний многообещающие ре- зультаты как терапевтического, так и профилакти- ческого применения ДК-вакцин указывают на их высокую перспективность и позволяют надеяться на появление эффективных противоопухолевых ДК-вакцин. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДК-ВАКЦИН В КЛИНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ Многообещающие результаты, полученные на мы- шиных моделях in vivo, побудили исследовате- лей еще в конце 90-х годов прошлого века перейти к клиническим испытаниям противоопухолевых ДК- вакцин. В клинических испытаниях, проводимых в течение почти 20 лет, задокументирована безопас- ность противоопухолевой иммунотерапии с помощью ДК. Вакцинация ДК хорошо переносится организмом [61], вызывает слабые побочные эффекты, такие, как локальные воспалительные реакции в местах инъекций и лимфатических узлах [62, 63], иногда наблюдаются проявления, сходные с симптомами гриппа [63, 64]. Тем не менее, несмотря на свою без- опасность и перспективность, иммуновакцинация он- кологических больных ДК-вакцинами в большинстве случаев оказалась менее эффективной, чем в экс- периментах на мышиных моделях. Это может быть связано с различными причинами, в том числе с тем, что в большинстве исследований ДК-вакцинацию применяют у пациентов с последними стадиями за- болеваний, имеющими крайне агрессивные опухоли, не отвечающие на стандартную терапию, а также с более сильной иммуносупрессорной активностью опухолей человека. Несмотря на отсутствие большо- го количества впечатляющих клинических резуль- татов, дальнейшая разработка противоопухолевых ДК-вакцин не прекращается: углубляется понима- ние функционирования ДК, испытываются новые источники опухолевых антигенов и иммуностиму- лирующие агенты для нагрузки и активации ДК, оцениваются возможности комбинации ДК-вакцин с другими подходами. Мы попытались оценить разнообразие и клиниче- скую эффективность ДК-вакцин в случае опухолей различного происхождения. С этой целью проанали- зированы результаты 20 работ, выполненных за пе- риод с 2005 по 2015 год, в большинстве из которых ДК-вакцины проходили фазы I и II клинических ис- следований (табл. 2). Эти исследования проводили на заболеваниях различных нозологических форм, в них использовали различные опухолевые анти- гены, нагружаемые в ДК, а также схемы лечения и комбинации ДК-вакцин с другими терапевтически- ми подходами. Три ДК-вакцины прошли фазу III исследований, причем одна из них, Sipuleucel-T, применявшая- ся при кастрационно-резистентном раке предста- тельной железы, была впоследствии одобрена FDA под коммерческим названием Provenge® [5]. Противоопухолевый потенциал ДК-вакцин оце- нивали на пациентах с опухолями органов пище- варения (печень, поджелудочная железа и толстая кишка), головного мозга (глиобластома), крови (мие- лолейкоз, лимфоцитарный лейкоз, лимфома), кост- ной ткани (остеосаркома), репродуктивных органов (яичники, предстательная железа), кожи (мелано- ма) и легких (немелкоклеточный рак) как после хи- рургического удаления опухолей и прохождения стандартных курсов химио- или радиотерапии, так и не получавших предварительного лечения (табл. 2). Результативность ДК-вакцин оценивали по двум критериям - иммунологическому и клини- ческому. Основными иммунологическими характе- ристиками, измеряемыми в клинических исследова- ниях ДК-вакцин, были реакция иммунной системы на ОАГ (реакция гиперчувствительности типа IV на опухолевые антигены (DTH-реакция)), присут- ствие комплексов HLA с опухолевыми антигенами на поверхности ДК, экспрессия перфорина/гран- зима CD8+ Т-лимфоцитами, активность цитоток- сических CD8+ Т-лимфоцитов против опухолевых клеток, уровень синтеза ИФН-γ Т-лимфоцитами, количество регуляторных Т-клеток в крови и опухо- левых клеток в костном мозге, концентрация опухо- левых маркеров (PSA, CEA) в сыворотке крови и т.д. (табл. 2). Клинический ответ на иммунотерапию ДК-вакцинами оценивали по выживаемости паци- ентов, наличию ремиссии/рецидивов заболевания, причем признаком прогрессии заболевания считали увеличение размеров опухоли на 20%, стабильного состояния - отсутствие видимых изменений размера опухоли, частичного ответа, или частичной ремис- сии - снижение размеров опухоли на 30%, полного ответа, или полной ремиссии - исчезновение опухоли (табл. 2). В большинстве рассмотренных нами работ ДК по- лучали из мононуклеарных клеток периферической крови, которые культивировали в присутствии цито- кинов ГМ-КСФ и ИЛ-4. В одном случае для приготов- ления ДК-вакцины использовали ГМ-КСФ и ИЛ-13 [79]. В качестве противоопухолевых вакцин, прохо- дивших фазу III испытаний, использовали неклас- сические ДК-вакцины: ДК, выделенные из легочных лимфоузлов, применяли при немелкоклеточном раке легкого [81]; вакцину Sipuleucel-T, представлявшую собой клеточный препарат, выделенный из лейкафе- резного материала, в состав которого входили, в том числе ДК, применяли при раке предстательной же- лезы [5, 83]. В качестве источников ОАГ для нагрузки ДК чаще всего использовали антигены белковой приро- ды - пептиды, синтетические белки, а также лизаты опухолевых клеток (в 15 работах из 20). Пептидные ОАГ применяли как в виде одиночного антигена (WT-1 или MUC1 при опухолях поджелудочной железы [65, 66]), так и смеси антигенов (MAGE1, TRP-2, gp100, HER-2, ИЛ-13Rα2 при глиобласто- мах [67]; gp100, тирозиназу, MAGE-A1,-A2,-A3, MART-1 при меланоме [79]; Тах-пептиды вируса HTLV-1 при Т-клеточном лейкозе и лимфоме [72]; а также фрагменты hTERT, Her2/neu и PADRE при раке яичников [75]). Также для нагрузки ДК использовали мРНК, которые кодировали один антиген (СЕА при раке толстого кишечника [68]) или набор антигенов (MAGE-A1,-A3,-C2, тирози- наза, MelanA/MART-1 и gp100 при меланоме [77]). При гепатоцеллюлярной карциноме ДК нагружа- ли химерными белками, содержащими такие ОАГ, как α-фетопротеин, глипикан-3 и MAGE-3, каждый из которых был соединен с пептидом цитоплазмати- ческой трансдукции [69]. Другой гибридный белок, содержащий PSA, соединенный с ГМ-КСФ, исполь- зовали для нагрузки вакцины Sipuleucel-T [5, 83]. Лизаты опухолевых клеток использовали для при- готовления ДК-вакцин против остеосаркомы [74] и меланомы [76, 78, 80], причем чаще всего лизат готовили из аутологичных опухолевых клеток. ДК часто нагружали также апоптотическими опухоле- выми клетками, например, в ДК-вакцинах против миелоидного [71] и лимфоцитарного лейкоза [73] и рака предстательной железы [82]. В ДК-вакцине против немелкоклеточного рака легкого ДК вообще не нагружали ОАГ, а использовали вместе с лимфо- цитами после совместной инкубации в присутствии ИЛ-2 [81]. Как известно, введение в организм-опухолено- ситель незрелых ДК может вызвать развитие то- лерантности иммунной системы к опухолевым антигенам, что, в конечном итоге, приведет к еще большей опухолевой прогрессии [84]. Поэтому практически во всех клинических испытаниях ДК- вакцин большое внимание уделяется агентам, сти- мулирующим созревание ДК. С этой целью исполь- зовали как одиночные провоспалительные цитокины (ФНО-α или ИФН-γ), так и коктейли, содержащие набор провоспалительных цитокинов, простаглан- дин Е2, а также в некоторых случаях поли (I : C)- олигонуклеотиды, бактерии S. pyogenes низкой ви- рулентности (ОК432), бактерии Klebsiella pneumoniae или гемоцианин F. apertura (KLH) (табл. 2). Несмотря на разнообразие протоколов иммуноте- рапии опухолей с помощью ДК-вакцин, в них мож- но выявить и общие черты. ДК вводят в основном внутрикожно или подкожно 3-4 раза с интервалом 7-14 сут. Объем дозы составляет в среднем 106-107 ДК. В некоторых случаях ДК-вакцинация может сочетаться с химиотерапией (гемцитабин при опухоли поджелудочной железы [65]; циклофосфамид при лимфоцитарном лейкозе [73] и раке яичников [75], доцетаксел при раке предстательной желе- зы [82]), с применением других иммунных клеток (цитокин-индуцированных киллерных клеток, т.е. Т-лимфоцитов и натуральных киллеров, активиро- ванных ИЛ-1, ИЛ-2, ИФН-γ и анти-CD3-антителами при опухолях печени [70]; опухольинфильтрирую- щих лимфоцитов при меланоме [76]), а также с инъ- екциями цитокинов (ГМ-КСФ при лимфоцитарном лейкозе [73], ИЛ-2 при остеосаркоме [74], ИФН-α-2b при меланоме [77]). Практически во всех рассмотренных нами рабо- тах показано, что введение ДК-вакцин приводит к активации противоопухолевого иммунного отве- та: нарабатываются опухолеспецифические цито- токсические CD8+ Т-лимфоциты, усиливается экс- прессия перфорина и гранзима, а также продукция ИФН-γ, у части пациентов развивается реакция гиперчувствительности на опухолевые антигены (DTH-реакция), снижается количество регулятор- ных Т-клеток и т.д. Однако, несмотря на довольно значительный иммунологический ответ, клиниче- ская результативность противоопухолевой тера- пии с помощью ДК является менее впечатляющей. Клинический ответ либо довольно слабый, либо от- сутствует, что выражается в большом количестве рецидивов и прогрессии опухолей. Низкой эффек- тивностью обладает даже Sipuleucel-T - единствен- ная противоопухолевая ДК-вакцина, получившая одобрение FDA. Иммунотерапия с использованием этой вакцины не привела к ремиссии ни у одного пациента, в подавляющем большинстве случаев заболевание прогрессировало, хотя выживаемость пациентов увеличилась в 1.2 раза по сравнению с группой, получавшей плацебо [83]. Таким образом, можно сделать вывод, что активация опухолеспеци- фического иммунного ответа после ДК-вакцинации не всегда приводит к значимым клиническим ре- зультатам. Это можно объяснить, прежде всего, негативным действием опухоли на иммунную си- стему. Даже при условии, что противоопухолевые Т-лимфоциты будут надлежащим образом акти- вированы ДК-вакцинами, иммунотерапия может потерпеть неудачу, поскольку опухоль способна уходить от иммунного надзора путем подавления функциональной активности иммунокомпетентных клеток, в том числе Т-лимфоцитов и ДК, используя различные механизмы [85]. На клиническую значимость ДК-вакцинации ука- зывает ремиссия опухолей у ряда пациентов. Так, например, более чем у половины больных раком яичников (6/11) иммунотерапия ДК, нагруженны- ми смесью опухолеспецифических пептидов (hTERT 988Y, Her2/neu 369VV2V9, Her2/neu 689 и PADRE), в комбинации с инъекциями циклофосфамида, при- вела к отсутствию признаков заболевания в течение 36 мес., 36-месячная выживаемость составила 90% [75]. Это один из самых высоких показателей клини- ческой результативности ДК-вакцин в работах, рас- смотренных в настоящем обзоре. Большое количество ремиссий отмечено у паци- ентов с меланомой, получавших ДК-вакцины, на- груженные смесью мРНК, кодирующих ОАГ MAGEA1,- A3,-C2, тирозиназу, MelanA/MART-1 и gp100, связанные с HLA II-направляющими последователь- ностями, в комбинации с инъекциями ИФН-α-2b [77]. За средний период наблюдения (6.4 года) полная ре- миссия наблюдалась у 10 из 30 пациентов. Средняя безрецидивная выживаемость составила 22 мес. Средняя двух- и четырехлетняя выживаемость - 93 и 70% соответственно. Иммунный ответ против ас- социированных с меланомой антигенов наблюдался у четырех из 10 пациентов [77]. К полной или частичной ремиссии меланомы при- водило также применение ДК-вакцин, в которых в качестве источника ОАГ для нагрузки ДК исполь- зовали лизаты как аутологичных клеток меланомы (1/8 пациентов) [76], так и аллогенных клеточных линий M44, COLO829, SK-MEL28 (полный ответ у 1 из 33, частичный - у 2 из 33 пациентов) [80]. Следует отметить, что меланома довольно часто использует- ся для клинического исследования противоопухоле- вой активности ДК и относительно лучше поддается иммунотерапии, чем другие типы опухолей. Высокая эффективность ДК-вакцин отмечена также в пилотном клиническом исследовании ДК против Т-клеточного лейкоза и лимфомы, в котором принимали участие три пациента [72]. В качестве ДК-вакцин использовали ДК, нагруженные Tax- пептидами Т-лимфотропного вируса человека типа 1 (LLFGYPVYV и SFHSLHLLY), которые созревали под действием стандартного стимула - ФНО-α в ком- бинации с ксеногенными факторами KLH и ОК432. После ДК-вакцинации у всех трех пациентов наблю- дали значимые клинические ответы: полную ремис- сию (1/3), частичную ремиссию (1/3) и стабилизацию заболевания (1/3). Эффективный клинический ответ был связан с развитием Tax-специфического ответа ЦТЛ у всех пациентов [72]. Выживаемость пациентов также является важным показателем эффективности противоопухолевой ДК-вакцинации. Следует отметить, что практически все клинические исследования показывают, что вве- дение ДК-вакцин больным с опухолями различно- го типа приводит к увеличению их выживаемости и продолжительности жизни по сравнению с паци- ентами, не получавшими ДК-вакцины. Так, в рассмотренных нами работах одно из самых значительных увеличений выживаемости достигнуто у пациентов с опухолями поджелудочной железы и желчных про- токов, которым вводили ДК, нагруженные пептидом MUC-1 и стимулированными для созревания цитоки- нами ФНО-α, ИЛ-1β, ИЛ-16 - у четырех из 12 паци- ентов средняя выживаемость составила более 7 лет [66]. Более подробно остановимся на трех клинических исследованиях противоопухолевых ДК-вакцин, на- ходившихся в фазе III испытаний. В первом иссле- довании вакцину на основе ДК и активированных киллерных Т-лимфоцитов в комбинации с химиоте- рапией применяли у пациентов с немелкоклеточным раком легкого [81] после хирургического удаления опухоли. В исследовании приняли участие 103 па- циента, которых разделили на две группы: группа А получала иммунохимиотерапию, группа Б - толь- ко химиотерапию. Использовали вакцину на осно- ве ДК и активированных киллерных Т-клеток, которые выделяли из содержимого лимфатиче- ских узлов, расположенных в местах локализации опухолей, и культивировали в присутствии ИЛ-2 с последующим добавлением лимфоцитов перифе- рической крови. Двухлетняя общая выживаемость в группах А и Б составила 93.4 и 66.0% соответ- ственно; пятилетняя - 81.4 и 48.3% соответственно. Двух- и пятилетняя выживаемость без рецидивов составила 68.5, 41.4 и 56.8, 26.2% в группах А и Б со- ответственно [81]. В двух других исследованиях оценивали ДК- вакцину Sipuleucel-T, которую применяли при ка- страционно-резистентном раке предстательной железы. Однако результаты клинических испыта- ний Sipuleucel-T оказались менее впечатляющими по сравнению с другими противоопухолевыми ДК- вакцинами [83]. Sipuleucel-T представляет собой клеточный препарат из продуктов лейкафереза, в состав которого входят и ДК. Клетки нагружали гибридным белком, состоящим из полноразмер- ного ПКФ и полноразмерного человеческого ГМ- КСФ (ПКФ-ГМ-КСФ). В исследовании принимали участие пациенты с бессимптомным метастатиче- ским гормонорефрактерным раком предстатель- ной железы. На фоне применения такой вакцины у большинства пациентов наблюдали прогрессию заболевания. Тем не менее, Sipuleucel-T приводил к 1.2-кратному увеличению средней выживаемости (25.8 мес. против 21.7 мес. в группе плацебо), а так- же к развитию иммунологического ответа на ПКФ и Т-клеточного ответа типа Th1 [5, 83]. Вскоре после публикации этих результатов Sipuleucel-T был одо- брен Управлением по контролю качества продуктов и лекарств США (FDA USA) для лечения пациентов и коммерциализирован под названием Provenge® [86]. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ДЕНДРИТНО-КЛЕТОЧНЫХ ВАКЦИН: ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ Из рассмотренных нами работ видно, что большин- ство противоопухолевых ДК-вакцин, прошедших к настоящему времени клинические исследования, обладают ограниченной эффективностью. Некоторые исследователи полагают, что низкая эффективность ДК-вакцин может быть связана с тем, что их влия- ние на выживаемость пациентов становится замет- ным лишь спустя некоторое время после проведе- ния лечения [5]. Однако главной причиной низкой эффективности ДК-вакцин, на наш взгляд, является сильное иммуносупрессорное действие опухоли, ко- торое реализуется с помощью множества механиз- мов. Например, опухоль и ее окружение способны ослаблять проникновение Т-лимфоцитов в места локализации опухоли, снижать активность гран- зима В и подавлять экспрессию рецептора смер- ти CD95 Т-лимфоцитами, а также индуцировать анергию активированных Т-лимфоцитов путем усиления экспрессии ингибиторных рецепторов CTLA-4 и PD-1, так называемых иммунологиче- ских чекпойнтов, на поверхности Т-лимфоцитов [87]. Иммуносупрессорное действие CTLA-4 заключается в конкуренции со стандартным участником иммуно- логического синапса CD28 за связывание с костиму- ляторными молекулами ДК CD80 (B7.1) и CD86 (B7.2) и передаче ингибиторного сигнала Т-лимфоцитам, что приводит к ослаблению ТКР/CD28 сигнально- го пути Т-лимфоцитов, снижению продукции ИЛ-2 Т-клетками и, в конечном итоге, к задержке клеточ- ного цикла [87, 88]. Рецептор PD-1 взаимодейству- ет с молекулами B7-H1, которые экспрессируются на поверхности опухолевых клеток, что также при- водит к нарушению ТКР/CD28 сигнального пути Т-лимфоцитов, индукции синтеза противовоспали- тельного цитокина ИЛ-10 и, в конце концов, к акти- вации иммуносупрессорных Трег и апоптозу опухо- леспецифических Т-лимфоцитов [87, 89]. Для усиления эффективности ДК-вакцин разумно использовать дополнительные методы, направлен- ные на снижение ингибирующего действия опухоли. Так, например, блокаторы CTLA-4, PD-1 и B7-H1 в комбинации с противоопухолевыми ДК-вакцинами позволят снизить иммуносупрессорное действие опу- холи, что может привести к значительному увели- чению противоопухолевой активности ДК-вакцин. На сегодняшний день известны такие блокаторы иммунологических чекпойнтов, как Ipilimumab [90] для CTLA-4, Nivolumab [91] и Pembrolizumab [92] для PD-1. Эти моноклональные антитела были не так давно одобрены FDA для иммунотерапии ме- тастатической меланомы [93, 94]. Блокаторы B7-H1 в настоящее время проходят клинические испыта- ния, но еще не получили разрешения на клиническое использование [95]. На сегодняшний день опублико- вана только одна работа, в которой противоопухо- левые ДК-вакцины применяли в сочетании с бло- каторами иммунологических чекпойнтов. В этом клиническом исследовании фазы II пациенты с ме- ланомой получали комбинацию Ipilimumab с ДК- вакцинами, нагруженными TriMix РНК и мРНК, кодирующими антигены, ассоциированные с мелано- мой. Были получены многообещающие результаты - после прохождения курса терапии полную ремиссию наблюдали у восьми из 39 пациентов и частичный от- вет - у семи [96]. Несомненно, что клинические ис- следования противоопухолевых ДК-вакцин в соче- тании с блокаторами иммунологических чекпойнтов не заставят себя долго ждать. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Несмотря на разнообразные механизмы, которые опухоль использует для уклонения от иммунного от- вета, удалось получить многообещающие результаты иммунотерапии рака с помощью модифицированных ДК. На мышиных моделях наблюдали уменьшение скорости роста опухоли, сокращение количества ме- тастазов, увеличение выживаемости животных-опу- холеносителей, запуск опухолеспецифического от- вета ЦТЛ [50, 54, 57, 97, 98]. Результаты клинических испытаний противоопухолевых ДК-вакцин также были достаточно неплохими, однако менее впечат- ляющими по сравнению с полученными на мыши- ных моделях in vivo. Возможно, это связано с тем, что в большинстве случаев клинические испытания проводятся на больных, находящихся на терминаль- ных стадиях заболевания, когда любое лечение ма- лоэффективно. Кроме того, низкая эффективность ДК-вакцин может быть связана с более выраженным подавлением иммунной системы человека опухолью. Остались нерешенными проблемы поиска наибо- лее иммуногенного источника ОАГ, недостаточной специфичности и эффективности доставки ОАГ в ДК, что может сказываться на презентации процес- сированных ОАГ в комплексах с молекулами МНС I/ II на поверхности ДК и слабой поляризации противо- опухолевых иммунных ответов. Поэтому дальнейшая разработка противоопухолевых вакцин на основе ДК, способных преодолевать негативное действие опу- холи и ее окружения и инициировать эффективный противоопухолевый иммунный ответ, остается важ- ной задачей.

Об авторах

O. В. Марков

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: markov_oleg@list.ru
Россия

Н. Л. Миронова

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Email: mironova@niboch.nsc.ru
Россия

В. В. Власов

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Email: markov_oleg@list.ru
Россия

М. А. Зенкова

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Email: markov_oleg@list.ru
Россия

Список литературы

Дополнительные файлы