Využití imunitního systému v boji s nádory

Počátkem prosince se v pražském Autoklubu sešla více než stovka onkologů, imunologů, patologů a dalších odborníků na sympoziu, které se věnovalo problematice imunologické léčby v onkologii. Důvodem poměrně velkého zájmu posluchačů byla nejen zvučná jména přednášejících, mezi nimiž nechyběli naši přední imunologové a onkologové, ale hlavně fakt, že imunoterapie se v posledních letech dočkala určité renesance i v onkologické léčbě. Výzkumy, které v této oblasti probíhají, totiž naznačují, že cílené ovlivnění imunitního systému začíná být reálnou cestou, jak růst nádoru zpomalit anebo i zastavit.

V úvodu sympozia prof. RNDr. Blanka Říhová, DrSc., připomněla, že otázkou, zda imunitní systém může ovlivnit růst nádorů, se vědci zabývají již dlouhou dobu. První reálné pokusy, které by tuto myšlenku potvrdily, lze zaznamenat dokonce již v devatenáctém století. První pozorování toho, že streptokoková infekce způsobená bakterií Streptococcus erysipelatis může pozitivně ovlivnit vývoj nádoru, popsali takoví velikáni, jako jsou William Coley, Robert Koch, Louis Pasteur a Emil von Behring. Je např. známo, že v roce 1891 podal William B. Coley pacientovi s inoperabilním sarkomem dávku streptokoků (Streptococcus erysipelatis) s představou, že imunitní reakce proti této infekci by mohla jako vedlejší efekt zasáhnout také nádor. Tato hypotéza se skutečně potvrdila, pacient se vyléčil a žil ještě dalších asi 27 let. Prof. Coley následně začal tento koncept s menšími či většími úspěchy rozvíjet a popisuje se, že léčbu bakteriemi či jejich produkty použil následně v dalších čtyřiceti letech u více než tisíce pacientů trpících nádory. Zjistil, že na podání bakteriálních toxinů více reagovaly sarkomy než karcinomy, nicméně jednalo se o velmi drastickou léčbu s významnými nežádoucími účinky. „Coleyovy toxiny byly podrobovány opakované kritice, až se s nástupem radioterapie a chemoterapie přestaly používat. V současné době se ale prokázalo, že principy léčby Coleyovými toxiny jsou správné a že některé nádory mohou skutečně být aktivovaným imunitním systémem pozitivně ovlivněny,“ vysvětluje prof. Říhová, která následně ve stručnosti připomněla hlavní principy imunoterapie a jednotlivé složky imunitního systému, které se na ní podílejí.

Na prof. Říhovou v dalších přednáškách navázali prof. RNDr. Václav Hořejší, DrSc., prof. MUDr. Radek Špíšek, Ph.D. a MUDr. Marek Šťastný, Ph.D., kteří se detailněji věnovali jak jednotlivým klíčovým hráčům v protinádorové imunitě, tak imunitnímu dohledu ve vztahu mezi imunitním systémem a nádory nebo třeba regulaci imunitní odpovědi na přítomnost nádoru i možným únikovým strategiím, jež nádory využívají, aby získaly větší odolnost proti přirozené imunitní reakci namířené proti nádorovým buňkám.

Imunitní dohled a teorie 3E

Není tajemstvím, že náš imunitní systém umí mnohem lépe bojovat s infekcemi než proti nádorovým onemocněním. Důvodem je fakt, že během lidské evoluce musel člověk dominantně čelit útokům různých mikroorganismů, a proto je tato obrana mnohem lépe vyvinuta. Je dobré si uvědomit, že ještě do zavedení očkovacích programů se průměrná doba života člověka pohybovala kolem 25 až 30 let. Používání vakcín bez dalších vymožeností moderní medicíny prodloužilo průměrný věk o dalších cca deset let. K hlavnímu prodloužení střední doby života až k 80 letům však došlo až během poslední stovky let v souvislosti se zavedením antibiotik a následně dalších moderních terapeutických postupů, včetně léčby kardiovaskulárních onemocnění. „Ruku v ruce s tímto prodloužením délky života ovšem neuvěřitelně roste incidence nádorových onemocnění a pro imunitní systém je to, zjednodušeně řečeno, nová situace,“ vysvětluje prof. Špíšek.

Již v polovině padesátých let minulého století vyslovil sir McFarlan Burnet (pozdější nositel Nobelovy ceny) hypotézu imunitního dohledu, podle které je fyziologickou funkcí imunitního systému včas rozpoznat a zničit transformované, tělu nebezpečné buňky, včetně buněk nádorových. V současnosti se teorie, která popisuje, jak se imunitní systém chová k nádorovým buňkám, jmenuje teorie protinádorového dohledu a editace nádoru imunitním systémem a zjednodušeně se označuje jako teorie 3E. Podle této teorie má totiž nádorový proces tři stadia, která se anglicky označují jako Elimination, Equilibrium a Escape.

Rozlišujeme tedy fázi eliminace, kdy jsou zřejmě denně z těla odstraňovány miliony potenciálně nebezpečných buněk. Když se to ale nepodaří, může větší či menší nádorová masa přetrvávat v těle až desítky let, aniž svému nositeli způsobuje problémy. Tomuto stadiu se říká rovnováha (Equilibrium). Nádorové buňky sice v těle existují, ale imunitní systém je kontroluje do té míry, že svému hostiteli nezpůsobují žádné nebo jen minimální potíže. Třetí fáze a onemocnění se rozvine tehdy, pokud se většina nádorových buněk stane k působení imunitního systému rezistentní a unikne (Escape) imunitnímu dohledu.

Důkazů pro významnou roli imunity v ontogenezi je několik

Kromě imunitního systému pravděpodobně mnohem významnější roli v protinádorové ochraně organismu sehrávají různé kontrolní mechanismy buněčného cyklu, které zajistí, že buněčný cyklus potenciálně nestabilní buňky, jež by se mohla maligně zvrhnout, je zastaven, čímž je zabráněno vzniku maligních klonů. Protinádorová imunitní reakce nastupuje tehdy, pokud tyto buněčně kontrolní mechanismy selžou. Nejčastěji spuštění této reakce nastává v případě, že se na povrchu nádorových buněk objeví signály, jež na maligní transformaci upozorní.

Následuje stimulace imunitní reakce, při které dochází k mediaci celé řady efektorových mechanismů, jež jednak dokáží omezit růst nádorových buněk, ale také vedou k buněčné smrti. Výsledkem může být přímo eliminace nádorových buněk. „V klinické praxi je však velmi obtížné u člověka toto stadium studovat, protože nejsme schopni odebírat biologické vzorky relevantně. Nevíme přesně, kdy k tomuto procesu dochází, a proto je otázka, které varovné signály mohou upozornit na počáteční fázi nádorového procesu, zahalena velkým tajemstvím,“ říká prof. Špíšek s tím, že v posledních deseti letech však mezi imunology převažuje názor, že imunitní systém hraje významnou roli v obraně proti nádorům.

Na podporu tohoto názoru podle prof. Špíška existují četné kazuistiky, epidemiologická data, která naznačují, že u imunodeficitních pacientů je zásadně zvýšená incidence nádorů, a konečně nejzásadnější důkaz představuje soubor prací Jérôme Galona, které dokazují, že přítomnost protinádorové imunitní reakce, tedy specifických T‑lymfocytů v nádoru má zásadní pozitivní vliv na prognózu onemocnění.

Problémem je, jak v klinické praxi měřit přítomnost imunitní reakce proti nádorovým buňkám. Existuje více přístupů, ale asi nejlepší je klasické imunohistochemické vyšetření vzorků bioptických nebo získaných v průběhu operace.

Únikové strategie nádorů

Nádorové buňky se však snaží imunitnímu systému uniknout. Strategie, které k tomu využívají, jsou velice rozmanité a jsou také podobné těm, jež používají mikroorganismy. Typická je např. variabilita nádorových buněk, které jsou geneticky nestabilní, takže i když prvotní imunitní reakce proti nádorovému antigenu může být velmi úspěšná, následně se objeví nádorové buňky, které ho nemají, a díky imunoselekci nakonec nádor přestane být pro imunitní systém rozeznatelný. Nádory se však brání i aktivně tím, že produkují různé tlumivé cytokiny, které brání tomu, aby se mohly úspěšně uplatnit protinádorové T‑lymfocyty. Jestliže se tyto únikové strategie úspěšně uplatní, dojde k tzv. stadiu úniku nádoru imunitnímu systému, které je charakterizováno tím, že populace nádorových buněk začne růst, přestože lze v krvi detekovat protinádorovou odpověď.

V poslední době je velká pozornost ve výzkumu věnována únikovému mechanismu, který spočívá ve zvyšujícím se množství regulačních T‑lymfocytů v nádorové tkáni, jež aktivně tlumí protinádorovou odpověď. Ke zmnožení těchto regulačních T‑lymfocytů v nádoru dochází díky tvorbě různých inhibičních cytokinů nádorovými buňkami, ale také z důvodu aktivního atrahování regulačních T‑lymfocytů z krve. „Na základě těchto poznatků byla snaha monitorovat koncentraci regulačních T‑lymfocytů v periferní krvi a na základě toho stratifikovat pacienty do skupin s různou prognózou, ev. podle koncentrace regulačních T‑lymfocytů cílit a různě intenzifikovat léčbu. Tento přístup se však neukázal jako přínosný, protože pro prognózu pacientů je rozhodující počet regulačních T‑lymfocytů v místě nádoru. Stanovovat jejich koncentrace zde je však z logistických důvodů výrazně složitější. Pokud se nám to podaří, tak se zdá, že mezi koncentrací regulačních T‑lymfocytů v místě nádoru a prognózou existuje korelace, např. data u maligního melanomu to naznačují,“ vysvětluje prof. Špíšek.

Je tedy velmi logické, že se úsilí výzkumných skupin, které se snaží ovlivnit imunitní reakci proti nádorům, obrací právě k regulačních T‑lymfocytům, tak aby v případě nádorového onemocnění bylo možné potlačit jejich funkci. První výsledky tohoto výzkumu jsou již v klinické praxi.

Stane se imunitní systém hlavní protinádorovou zbraní?

Přesto v oblasti imunoonkologie zbývá vyřešit mnoho nezodpovězených otázek. Je např. důležité, aby imunitní odpověď byla namířená proti správným nádorovým antigenům, což by umožnilo dlouhodobou kontrolu progrese nádoru. Jedním ze směrů současného výzkumu je proto právě identifikace těchto antigenů. Dalším z přístupů protinádorové terapie je kombinace přístupů aktivní imunoterapie spolu s cílením na inhibiční složky nádorového mikroprostředí. Existuje také velká snaha identifikovat „biomarkery“, jež dovolí vybrat vhodné pacienty, kteří z protinádorové imunoterapie budou profitovat.

Navzdory tomu, že současná úroveň vědeckého poznání v oblasti imunoonkologie ještě nedokáže na mnohé otázky dávat uspokojivé odpovědi, imunitní systém by se do budoucna mohl stát „ideální protinádorovou zbraní“, protože je velmi diverzifikovaný. Repertoár T‑buněk je obrovský, cca 1018. Pokud je T‑lymfocyt schopný najít nějaký nádorový antigen a podaří se nám jej zaktivovat, je velká šance, že dojde k imunitní odpovědi. Ještě důležitější je schopnost imunitního systému se adaptovat a reagovat na změny prostředí, protože jde o dynamický systém. Neméně důležitá je i schopnost imunitního systému rozeznat i drobné modifikace ve struktuře proteinů, například v důsledku mutace, a tím reagovat na změny nádorových antigenů. A konečně, významná je také role tzv. paměťových T‑lymfocytů, které mohou roky fungovat jako zásobárny specifické imunitní odpovědi v případě vzniku nových nádorových buněk.

Imunoterapie u maligního melanomu

O využití imunoonkologických přístupů v reálné klinické praxi hovořila v poslední části sympozia např. MUDr. Ivana Krajsová, MBA, která se věnovala imunoterapii u maligního melanomu. Připomněla, že až donedávna metastazující melanom představoval nádorové onemocnění s mimořádně špatnou prognózou, kdy medián celkového přežití dosahoval pouze 6,2 měsíce, a to navzdory dostupné léčbě. Rok přežívá v průměru třetina pacientů. Tento tragický horizont se však nyní mění, a to právě díky novým lékům blokujícím imunologické „check‑pointy“.

Imunoterapie má však v léčbě pacientů s maligním melanomen mnohem delší tradici a největšího rozkvětu dosáhla koncem 20. století, kdy se začaly používat zejména cytokiny – interferon alfa (INFα) a interleukin 2 (IL‑2). Cytokiny se v léčbě metastazujícího melanonu používaly, a z části ještě používají, v kombinaci s biochemoterapií, kdy se k různým typům cytostatik přidávají INFα nebo IL‑2, popř. oba s tím, že se předpokládá, že tato léčba má synergistické účinky. Dochází ke zvýšení četnosti léčebných odpovědí, ovšem většinou za cenu vyšší toxicity a bez prodloužení celkového přežití. V roce 1998 byla schválena monoterapie s IL-2 podávaným ve vysokých dávkách (600–720 tis. j/kg i.v. à 8 hod). Toto schválení proběhlo na základě výsledků studie Atkinse a kol. s 270 pacienty, ve které bylo popsáno 16 % léčebných odpovědí a kompletní remise u 6 % nemocných. U odpovídajících pacientů však byla pozorována velmi dlouhá doba trvání léčebných odpovědí s tím, že progrese nebyla pozorována u žádného pacienta odpovídajícího déle než 30 měsíců. „Někteří pacienti s kompletní remisí přežívali na léčbě s interleukinem 2 i více než deset let. To vyvolalo otázku, zda u těchto nemocných můžeme hovořit o kompletním vyléčení. Osobně však tento názor nezastávám, protože jistotu, že u těchto pacientů již nedojde k relapsu maligního melanomu, mít nemůžeme. Nevýhodou této terapie však bylo, že léčba vysokými dávkami IL-2 byla výrazně toxická, na druhou stranu nižší dávky, které tak toxické nebyly, neprokázaly dostatečnou účinnost,“ říká MUDr. Krajsová. Nízká četnost léčebných odpovědí a vysoká toxicita léčby následně vedla k významné omezení využití IL-2 v léčbě metastazujícího melanomu.

Od nespecifické imunoterapie k cílené

V současnosti jsme svědky přechodu od této nespecifické imunoterapie k cílené léčbě, jež je zaměřená na tzv. check‑points (kontrolní body imunity). Tato cílená imunoterapie se zaměřuje na vybrané struktury, při léčbě maligního melanomu jimi jsou zejména inhibiční receptory, CTLA‑4, PD‑1 a PD‑L1. Cílem této terapie je, zjednodušeně řečeno, dosáhnout inhibice inhibičních molekul, čímž dochází k aktivaci a proliferaci T‑lymfocytů, zvýšení protinádorové imunitní reakce a prolomení nádorové tolerance. „Blokáda kontrolních bodů imunity, tedy tzv. check‑points, vede u některých jedinců k významnému a dlouhotrvajícímu protinádorovému účinku, ale faktory určující, zda, kdy a jak pacient na tuto léčbu odpoví, zatím zůstávají zahaleny tajemstvím. Účinek imunoterapie je významně závislý na celkovém stavu pacienta, aktuálním stavu jeho imunitního systému i na řadě dosud neznámých faktorů,“ dodává MUDr. Krajsová.

Imunoterapie vyžaduje nové metody hodnocení

Dlužno dodat, že v průběhu klinických studií s check‑point inhibitory byly pozorovány léčebné odpovědi lišící se od konvenčních, pozorovaných při chemoterapii. Ta působí proti nádorovému růstu pouze po dobu podávání, kdy může mít i výrazný léčebný účinek. Po ukončení efekt odeznívá a rezidua nádorových buněk pokračují v agresivním růstu. To je jedním z důvodů, proč při chemoterapii melanomu bývají popisovány i četnější léčebné odpovědi, bez prokázání významného prodloužení celkového přežití.

Imunoterapie naproti tomu indukuje aktivní imunitní protinádorovou odpověď hostitele, zahrnující i aktivaci paměťových buněk. To podporuje pomalý, kumulativní a dlouhodobý tlak proti růstu nádorových buněk, projevující se dlouhotrvající léčebnou odpovědí. Tyto nové typy léčebných odpovědí vyžadují jiné způsoby hodnocení. Hodnocení podle WHO nebo RECIST neodpovídá charakteru léčebných odpovědí, a proto byla vytvořena nová hodnotící kritéria – irRC (immune‑related response criteria). Ta berou v úvahu pozdní nástup účinku imunoterapie, možnost přechodné počáteční progrese i vznik nových ložisek při celkovém zmenšování nádorových mas.

Je třeba zohlednit, že účinky imunoterapie mohou být na rozdíl od chemoterapie časově opožděné, proto je třeba pečlivě zvážit čas, kdy se má účinek imunoterapie hodnotit. To je dáno jiným mechanismem účinku, kdy musí nejprve dojít k aktivaci buněk imunitního systému, k jejich vycestování do lokální spádové uzliny, k jejich pomnožení, návratu do místa protinádorového účinku a v ideálním případě k napadení a destrukci nádorové tkáně. K tomuto účinku nedojde zcela logicky v řádu dnů či týdnů, ale spíše měsíců. Nejenže se po aplikaci imunoterapie může objektivní odpověď projevit později, ale mohou se objevit i atypické odpovědi na léčbu.

Po imunoterapeutické léčbě se totiž nádor může zvětšit v důsledku jeho infiltrace dělícími se buňkami imunitního systému (T‑buňky), které napadají nádorovou tkáň (pseudoprogrese). Mohou se též objevit nová nádorová ložiska, neboť původně neznatelná léze se po infiltraci buňkami imunitního systému zvětší a je chybně vyhodnocena jako progrese choroby. Také stabilizace choroby, které se při hodnocení účinku chemoterapie přikládá malý význam (pro její krátké trvání), nabývá po imunoterapeutické léčbě značného významu.

Dlouhodobá léčebná odpověď po podání ipilimumabu

Kritéria irRC tak představují návod, jak na průběh onemocnění pohlížet. Ipilimumab, selektivní inhibitor antigenu CTLA-4 vyvolává objektivní léčebné odpovědi v podobě kompletní a částečné remise asi u 15 až 20 % nemocných. Kontrola onemocnění, pokud k tomu bereme v úvahu také stabilizaci onemocnění, se pohybuje na úrovni 30 %. Relativně nízké procento léčebných odpovědí podle MUDr. Krajsové významně vyvažuje fakt, že tyto odpovědi mají dlouhodobý charakter. „Na rozdíl od odpovědí u chemoterapie je proto stabilizace onemocnění velmi důležitým cílem léčby ipilimumabem. Při stabilizaci choroby dochází k dlouhodobé kontrole onemocnění i k dlouhodobému přežívání pacientů. Dokonce i u některých pacientů, kteří mají počáteční progresi, je zaznamenáno delší celkové přežití, protože k léčebné odpovědi u nich dochází až v odstupu mnoha měsíců, což je pravděpodobně odrazem dlouhé doby potřebné k vyvolání protinádorové imunity,“ vysvětluje MUDr. Krajsová a dodává, že současná data naznačují vyšší účinnost inhibitorů check‑pointů u asymptomatických pacientů s malou masou nádoru, kteří tak mají více času na rozvoj protinádorové imunitní reakce. Do budoucna lze uvažovat, že procento léčebných odpovědí by mohlo vzrůst při kombinaci check‑pointů CTLA‑4, PD‑1 a PD‑L1.

Zdroj: Medical Tribune