Инновационный прорыв в иммунотерапии опухолей: возможности пембролизумаба

Введение

«Тот, кто научится лечить иммунодефицит, научится лечить рак», — это знаменитое высказывание выдающегося иммунолога Рэма Викторовича Петрова стало путеводной звездой для нескольких поколений иммунологов в области иммунотерапии опухолей. Но только сейчас благодаря беспрецедентным инновационным достижениям в иммуноонкологии становится все более очевидной обнадеживающая перспектива достижения высоких идеалов физиологически выверенного, эффективного и безопасного иммунотерапевтического ведения пациентов со злокачественными новообразованиями. Данная статья посвящена новой группе препаратов моноклональных антител с принципиально иным механизмом противоопухолевого действия, максимально соответствующим нормальному, естественному иммунному ответу против малигнизированных клеток. Пембролизумаб — гуманизированные моноклональные антитела IgG4 к молекуле PD-1 — является наиболее совершенным представителем группы иммунобиологических антитуморозных агентов (Galluzzi L. et al., 2014a).

История иммунотерапии опухолей

История применения иммунотерапевтических агентов в онкологии включает несколько важных этапов. Впервые в сообщениях о клинических случаях и небольших контролируемых испытаниях показана эффективность внутривенного введения нормального иммуноглобулина при злокачественной тимоме (Murie-Fernández M. et al., 2006), колоректальном раке (Faraone V. et al., 1993), а также при профилактике метастазов солидных опухолей (Fishman P. et al., 2002). Также предприняты попытки создания иммунотоксинов — иммуноглобулинов, к которым присоединены цитостатические химио­препараты или радиоизотопы, однако недостаточная прицельность действия иммунотоксинов в связи с незначительными антигенными отличиями опухолей от здоровых тканей не позволили внедрить этот иммунотерапевтический подход в широкую клиническую практику. Параллельно развивалась клеточная терапия опухолей. Разработаны методики лечения при неоплазии с помощью так называемых лимфоцитов, инфильтрирующих опухоль, и лимфокинактивированных киллеров. Эти иммунотерапевтические подходы продемонстрировали эффективность в клинических испытаниях, однако непрогнозированность эффекта, дороговизна и техническая сложность выполнения не позволили клеточной терапии стать элементом рутинной практики онкологов, хотя такие технологии сейчас применяют в некоторых клинических центрах. В последнее время клеточные технологии получили второе дыхание благодаря разработке методик лечения опухолей при помощи дендритных клеток с заданными свойствами (так называемых противоопухолевых вакцин), а также попыткам применения стволовых клеток, однако такие подходы пока не получили достаточной доказательной базы эффективности и безопасности.

Следующим этапом развития иммунотерапии опухолей стало внедрение цитокинотерапии. Среди множества апробированных иммунотерапевтических агентов именно препараты интерферона альфа и рекомбинантного интерлейкина-2 получили наибольшую доказательную базу эффективности. На данный момент в онкологии продемонстрирована польза применения естественных (лейкоцитарных), лимфобластоидных и рекомбинантных интерферонов альфа, однако именно рекомбинантные интерфероны альфа-2а и альфа-2b вошли в современные международные протоколы лечения при новообразованиях. Так, интерферон альфа-2а показан при волосатоклеточном лейкозе, саркоме Капоши и хроническом миелоидном лейкозе. Интерферон альфа-2b применяют в клинической практике при меланоме, волосатоклеточном лейкозе, остроконечных кондиломах и саркоме Капоши.

Новой эрой иммунотерапии опухолей стала разработка препаратов моноклональных антител, полученных при помощи гибридомных технологий. Первые препараты моноклональных антител были наделены прямой и опосредованной противоопухолевой активностью, благодаря чему напоминали цитостатические химио­препараты. Пример успеха в этом направлении — ритуксимаб, рекомендованный для лечения пациентов с В-клеточной лимфомой. Препарат оказывает прямое онкостатическое действие благодаря блокаде молекулы СD20 на поверхности В-лимфоцитов и опосредованное цитолитическое действие — на В-клетки, осуществляемое путем индукции реакций комплементопосредованной и антителозависимой клеточноопосредованной цитотоксичности (Herbst R.S. et al., 2013). Хотя ритуксимаб привел к прорыву в лечении В-клеточных лимфом, такой подход имеет существенные недостатки из-за неспеци­фичости воздействия и индукции вторичного иммунодефицита. Так, в связи с деплецией В-лимфоцитов формируется тяжелая гипоиммуноглобулинемия, которая требует коррекции при помощи дополнительного внутривенного введения иммуноглобулина.

Наконец, последним этапом становления иммунотерапии опухолей стала разработка препаратов моноклональных антител, направленных не на непосредственное разрушение опухолевых клеток, а на устранение индуцированной опухолью иммуносупрессии, что позволяет организму человека реализовать эффективную иммунную реакцию против опухоли даже в случае начальной иммунорезистентности неоплазии. Примеры таких иммунотерапевтических агентов — ипилимумаб и пембролизумаб, на сегодня успешно прошедшие клинические испытания в онкологии.

Механизм противоопухолевого иммунного ответа

Сегодня может показаться, по меньшей мере, странным, но ранее сомневались в значимости иммунного ответа при защите от опухолей. Ф. Бернет, автор всемирно признанной клонально-селекционной теории иммунитета, впервые обобщил доказательства участия иммунитета в противоопухолевой защите. К таким доказательствам он отнес:

• мононуклеарную клеточную инфильтрацию опухолей;
• продукцию специфических антител и цитотоксических Т-лимфоцитов;
• положительные кожные тесты гиперчувствительности немедленного и замедленного типа на введение экстрактов из опухолевых клеток у больных онкологического профиля;
• длительное развитие опухоли (опухоли-­свидетели);
• случаи спонтанной регрессии опухоли;
• признаки активации естественных киллеров и цитотоксических Т-лимфоцитов.

Еще одним доказательством важной роли иммунной системы в противоопухолевой защите является повышенная частота развития онкологических осложнений при первичном иммунодефиците, а также ВИЧ-инфекции, индуцирующей синдром приобретенного иммунодефицита. Если ранее указывали на риск новообразований при тяжелых, редко встречающихся первичных иммунодефицитах, то в последнее время получены доказательства ассоциации онкологических осложнений и минорных иммунных дисфункций. Так, недавно в популяционном когортном исследовании с участием 2320 пациентов с тотальным дефицитом IgA и 23 130 лиц общей популяции продемонстрирована ассоциация этой иммунодефицитной болезни с раком, особенно — гастроинтестинальной локализации (отношение рисков (hazard ratio) 1,64; 95% доверительный интервал 1,07–2,50) (Ludvigsson J.F. et al., 2015).

Знание механизма противоопухолевого иммунного ответа позволяет понять принцип действия иммунотерапевтических агентов, применяемых в онкологии. Различают инициальную, распознающую фазу иммунного ответа, реализующуюся в периферических иммунных органах, и завершающую, повреждающую фазу, которая проходит непосредственно в ткани, где расположена опухоль. Выделение этих фаз важно в понимании отличий в механизме действия и профиле безопасности ипилимумаба и пембролизумаба. Естественные киллеры являются первой линией защиты от малигнизированных клеток. Эти лимфоциты индуцируют апоптоз или некроз опухолевых клеток при отсутствии на их поверхности молекул HLA I класса (меток «своего») или при нарушении баланса сигналов, полученных через киллингактивирующие и киллингингибирующие рецепторы. Апоптотические тельца или элементы некротического детрита захватываются дендритными клетками или макрофагами, которые выделяют и представляют иммуногенные пептиды опухоли в составе молекул HLA II класса специфическим Т-хелперам и в составе HLA I — цитотоксическим Т-лимфо­цитам, экспрессирующим молекулу CD8 (феномен двойного распознавания). Для полноценной активации опухолеспецифический цитотоксический Т-лимфоцит должен получить контактный антигенспецифический сигнал от дендритной клетки и дистантный цитокиновый сигнал от Т-хелперов 1-го типа (интерлейкин-2, интерферон гамма, фактор некроза опухоли-альфа и -бета). Если не поступает надлежащего цитокинового сигнала, то специфический цитотоксический Т-лим­фоцит переходит в состояние анергии, если же такой сигнал получен, он мигрирует в ткань, где расположена опухоль, и распознает иммуногенный пептид в составе молекул HLA I на поверхности малигнизированных клеток, индуцируя их апоптоз или некроз путем продукции перфорина и гранзимов.

Продукция специфических антител плазматическими клетками при поддержке Т-хелперов 2-го типа также важна в противоопухолевой иммунной защите. Иммуноглобулины нейтрализуют некоторые опасные антигены опухоли, а также модулируют иммунный ответ путем обеспечения реакций иммунного фагоцитоза, комплемент­опосредованной и антителозависимой клеточноопосредованной цитотоксичности.

Механизмы индуцированной опухолью иммуносупрессии

Рост и прогрессия опухоли возможны только при осуществлении защитных реакций со стороны малигнизированных клеток по отношению к иммунному ответу.

Отметим, что опухоли отличаются по чувствительности к иммунотерапии, поскольку обладают различной иммунорезистентностью. Выделяют новообразования, высокочувствительные к иммунотерапевтическим вмешательствам (меланома, рак почки, мочевого пузыря), со средней (рак толстого кишечника, некоторые лимфомы) и низкой (рак молочной железы, рак легкого) чувствительностью.

Опухоль развивается в условиях разворачивания, по крайне мере, двух противоположно направленных процессов — иммунного ответа, направленного на уничтожение злокачественных клеток, и опухоль-­индуцированной иммуносупрессии, способствующей уклонению новообразования от иммунного ответа путем подавления иммунных реакций. Динамика опухолевого роста определяется текущим результатом взаимодействия анти- и пробластомных факторов.

Выделяют два различных типа нарушений в системе взаимодействия иммунитета и опухоли, обусловливающие онкогенез: развитие новообразования при первичных иммунодефицитах, когда имеется предсуществующее генетически детерминированное нарушение противоопухолевого иммунного ответа, и выживание опухоли при нормальном иммунном ответе вследствие своевременной индукции опухоль­опосредованной иммуносупрессии. Именно пациенты второй группы с вызванным опухолью вторичным иммунодефицитом могут отвечать на современную иммунотерапию пембролизумабом, направленную на устранение индуцированной иммуносупрессии и нормализацию иммунного ответа против злокачественных клеток.

К известным механизмам иммунорезистентности опухолей относят низкую иммуногенность антигенов, дисбаланс между скоростью пролиферации опухолевых и иммунокомпетентных клеток, изменение антигенов при опухолевой прогрессии, селекцию иммунорезистентных малигнизированных клеток, прекращение экспрессии молекул гистосовместимости I класса, появление растворимых антигенов, быстрый катаболизм антител на поверхности опухоли, продукцию иммуносупрессивных субстанций, появление рецепторов к ростовым факторам, индукцию апоптоза цитотоксических клеток иммунной системы и экспрессию рецепторов-ловушек (таблица).

Именно индукция апоптоза цитотоксических Т-лимфоцитов, в норме разрушающих опухолевые клетки, является ключевым механизмом уклонения от иммунного ответа при ряде новообразований, устранение которого играет решающую роль в достижении прогностически благоприятного изменения баланса про- и антибластомных факторов.

Моноклональные антитела, блокирующие ключевые точки опухоли

Пассивная иммунотерапия опухолей основывается на применении специфических иммуноглобулинов. Эти антитела воздействуют на новообразование при помощи трех принципиальных механизмов:

• специфического повреждения сигнальных рецепторов на поверхности малигнизированных клеток;
• нейтрализации трофических сигналов, продуцируемых опухолевыми клетками или стромальным микроокружением;
• специфического распознавания неопластических клеток за счет связывания с опухольассоциированными антигенами (Galluzzi L. et al., 2014a).

Различают 5 вариантов атакующих опухоль иммуноглобулинов:

• антитела, угнетающие сигнальные рецепторы малигнизированных клеток, необходимые для их выживания или прогрессии (цетуксимаб, ингибитор рецептора к эпидермальному фактору роста; лечение при раке головы и шеи и колоректальной карциноме);
• антитела, активирующие потенциально летальные рецепторы опухоли (тигатузумаб, активатор рецепторов к фактору некроза опухоли, находится на стадии испытаний);
• иммунные конъюгаты, состоящие из молекул иммуноглобулинов, связанных с токсинами или радионуклидами (гемтузумаб озогамицин, состоящий из анти-CD33-иммуноглобулинов, конъюгированных с калихеамицином; лечение при остром миелоидном лейкозе);
• опухолеспецифические антитела, которые опсонизируют неоплазию, индуцируя антителозависимую клеточно-опосредованную цитотоксичность, антителозависимый фагоцитоз опухолевых клеток и комплементопосредованную цитотоксичность (ритуксимаб, моноклональные антитела к молекуле CD20; лечение при хроническом лимфолейкозе и неходжкинской лимфоме);
• биспецифические Т-клеточные усилители, представляющие собой химерные молекулы, состоящие из двух разных иммуноглобулинов, один из которых распознает клетки опухоли, а другой — связывается с Т-лимфоцитом (блинатумомаб, химерное антитело к молекулам CD19 и CD3; лечение при В-клеточном остром лимфобластном лейкозе без филадельфийской хромосомы) (Galluzzi L. et al., 2014b).

Если говорить об иммуномодулирующих моноклональных антителах, то в этом направлении разработано 4 различных терапевтических подхода:

• угнетение иммуносупрессивных рецепторов, экспрессирующихся на Т-лимфоцитах (ипилимумаб (ингибитор CTLA-4) и пембролизумаб (ингибитор PD-1), см. ниже);
• ингибирование лигандов к указанным иммуносупрессивным молекулам лимфоцитов (например молекулы PD-L1, лиганда PD-1; препараты BMS-936559, MPDL3280A и MED4736, находящиеся на стадии клинических испытаний);
• активация костимуляционных рецепторов иммунокомпетентных клеток, например суперсемейства рецепторов к фактору некроза опухоли-альфа (тигатузумаб);
• нейтрализация иммуносупрессивных факторов микроокружения опухоли, таких как трансформирующий фактор роста-бета₁ (Henick B.S. et al., 2014).

Именно иммуномодулирующие препараты моноклональных антител I типа на сегодня имеют наибольшую доказательную базу и внедрены в клиническую практику. Анти-CTLA-4-препарат ипилимумаб (Yervoy^TM) одобрен Управлением по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США (US Food and Drug Administration — FDA) для применения при неоперабельной меланоме в марте 2011 г. (Thompson R.H. et al., 2005), анти-PD-1-агент пембролизумаб (Keytruda^TM) внедрен FDA по ускоренной процедуре для лечения запущенной или неоперабельной меланомы, не отвечающей на другие рекомендованные терапевтические стратегии, в сентябре 2014 г. (Hamid O. et al., 2013), другой анти-PD-1-препарат ниволумаб (Opvido^TM) рекомендован Министерством здравоохранения Японии для лечения меланомы с июля 2014 г. (Deeks E.D., 2014).

Проведение клинических испытаний препаратов моноклональных антител, блокирующих ключевые точки опухоли, таких как ипилимумаб, ниволумаб и пембролизумаб, стало возможным благодаря формированию фундаментальных знаний о механизме регуляции активации Т-лимфоцитов. Доказана модель двух сигналов, описывающая механизм активации Т-клеток, согласно которой первый сигнал формируется при активации антигенраспознающего рецептора лимфоцита опухолевым антигеном, а второй — при реализации костимуляционного взаимодействия между молекулами В7 и CD28. Получение двойного сигнала приводит к активации Т-киллера и реализации противоопухолевого цитотоксического ответа. Если Т-лимфоцит распознает опухоль, но не получает костимуляционного сигнала, то переходит в состояние анергии (функциональной бездеятельности). Так формируется приобретенная иммунная толерантность к опухоли, способствующая прогрессированию неоплазии. Если же вместо костимуляционного сигнала Т-лимфоцит получает коингибирующий стимул, иммунокомпетентная клетка может погибнуть путем апоптоза (Momtaz P., Postow M.A., 2014).

Клетки злокачественных новообразований часто экспрессируют такие коингибиторные молекулы для формирования иммунорезистентности. Это приводит к развитию специфического клеточного иммунодефицита к опухоли из-за избирательного подавления или гибели опухолеспецифических Т-лимфоцитов. Напротив, блокада коингибиторных молекул, таких как CTLA-4 (4-й антиген цитототоксических Т-лимфоцитов), PD-1 (рецептор программированной смерти 1-го типа) и LAG-3 (лимфоцитактивирующий ген 3), равно как и стимуляция костимуляционных молекул GITR (индуцированный глюкокортикоидами рецептор к фактору некроза опухоли), OX40 и 4-1BB, могут амплифицировать Т-клеточный ответ против опухоли (рис. 1) (Luke J.J., Ott P.A., 2015).

Рис. 1

Интерфейс взаимодействия специфического цитотоксического Т-лимфоцита и опухолевой клетки с указанием активирующих и угнетающих сигнальных путей (Henick B.S. et al., 2014)

Молекулы CTLA-4 и PD-1 функционируют на разных этапах иммунного ответа против опухоли. Так, CTLA-4 (СD152) ослаб­ляет раннюю активацию наивных Т-лимфо­цитов и Т-клеток памяти в лимфоидных органах при связывании с CD80 (В7-1) или CD84 (В7-2), в то время как молекула PD-1 (CD279) вовлечена в модуляцию Т-клеточной активности в завершающую фазу иммунного ответа в периферических тканях, включая место расположения опухоли, путем взаимодействия со специфическими лигандами PD-L1 (В7-Н1, или СD274) и PD-L2 (В7-DC, или CD273) (рис. 2) (Pardoll D.M., 2012).

Рис. 2

Фаза раннего иммунного ответа и эффекторная фаза противоопухолевого иммунитета в контексте механизма действия инновационных иммуномодулирующих препаратов моноклональных антител (Kyi C., Postow M.A., 2014)

Высокая экспрессия PD-1 на лимфоцитах, инфильтрирующих опухоль, равно как и наличие PD-L1 на клетках различных опухолей, позволяют считать этот путь важным в реализации феномена уклонения неоплазии от иммунного ответа. PD-L1 и PD-L2 экспрессируются на поверхности многих опухолей человека, включая урологические неоплазии, рак яичника, молочной железы, шейки матки, толстого кишечника, поджелудочной железы, желудка, а также меланому, глиобластомы и рак легкого. Такие молекулы идентифицированы на некоторых гематологических новообразованиях — ходжкинской лимфоме, первичной медиастинальной В-клеточной лимфоме, ангиоиммунобластической Т-клеточной лимфоме, множественной миеломе, остром миелоидном лейкозе, хроническом лимфоцитарном лейкозе и Т-клеточных лимфомах у взрослых (Thompson R.H. et al., 2005).

Уровень экспрессии PD-L1 коррелирует с прогнозом при указанных опухолях, что подтверждает представления о том, что выработка PD-L1 является ключевым механизмом уклонения неоплазий от иммунного надзора. Так, карцинома почки и рак яичника характеризуются неблагоприятным прогнозом в случае экспрессии PD-1 и PD-L1 (Hamanishi J. et al., 2007). В другом исследовании показано, что появление PD-1 на поверхности лимфоцитов, инфильтрирующих опухоль, при меланоме ассоциировано с критическим нарушением функциональной активности CD8+ Т-лим­фоцитов (Ahmadzadeh M. et al., 2009).

Блокирование взаимодействия в системе PD-1:PD-L1 и PD-1:PD-L2 может быть многообещающим объектом иммунотерапевтических вмешательств, направленных на устранение избирательной супрессии специфического клеточного иммунного ответа в опухолевом микроокружении. Таким образом, неоплазии, использующие экспрессию молекул PD-L1 и PD-L2 для выживания путем уклонения от иммунного ответа, являются потенциальными мишенями для пембролизумаба — препарата моноклональных антител к PD-1, обеспечивающего нечувствительность периферических цитотоксических Т-лимфоцитов, инфильтрирующих опухоль, к иммуносупрессивному влиянию неоплазии через молекулы PD-L1 и PD-L2.

Молекула PD-1 экспрессируется шире, нежели CTLA-4. Эта молекулярная структура может появляться на поверхности естественных киллеров и В-лимфоцитов, лимитируя их активность. Поэтому, хотя основной терапевтический эффект пембролизумаба осуществляется благодаря усилению активности опухолеспецифических цитотоксических Т-лимфоцитов, препарат дополнительно усиливает цитотоксический потенциал естественных киллеров и продукцию антител производными В-клеток (Fanoni D. et al., 2011).

Также отметим, что PD-L1 может функционировать как лиганд и рецептор в зависимости от текущих условий. При блокаде PD-1 под воздействием пембролизумаба PD-L1 начинает действовать как стимулятор Т-лимфоцитов, в связи с чем иммуносупрессивная активность опухоли парадоксально оборачивается усилением антитуморозного иммунного ответа (Thompson R.H. et al., 2005).

Существует два основных механизма регуляции PD-L1 опухолевыми клетками: врожденная и адаптивная иммунорезистентность (рис. 3). Некоторые опухоли, например глиобластомы, экспрессируют PD-L1 конститутивно в контексте реализации типичных онкогенных сигнальных путей пролиферации и прогрессии (врожденная иммунорезистентность, не связанная с реализацией иммунного ответа). Это мешает инициации противоопухолевой клеточной иммунной реакции и формированию опухолеспецифических Т-клеток. При адаптивной иммунорезистентности имеет место индуцибельная экспрессия молекулы PD-L1 на опухолевых клетках во время осуществления иммунной агрессии, причем воздействие интерферона гамма, продуцируемого Т-лимфоцитами, является главным предиктором такой экспрессии. При этом иммунный ответ против опухоли реализуется, однако инфильтрирующие неоплазию цитотоксические Т-лимфоциты инактивируются или даже уничтожаются опухолевыми клетками (Langer C. et al., 2016). Применение пембролизумаба позволяет противостоять как врожденной, так и адаптивной иммунорезистентности опухоли, опосредованных экспрессией PD-L1.

Рис. 3

Механизмы врожденной и адаптивной иммунорезистентности опухолей, основанные на взаимодействии в системе PD-1:PD-L1 и PD-1:PD-L2 (адаптировано по: Pardoll D.M., 2012)

На мышиной модели продемонстрирован терапевтический потенциал блокирования оси PD-1 (Zeng J. et al., 2013). Мыши с генетически детерминированным дефицитом PD-1 характеризуются более сильным иммунным ответом на опухоль, однако повышенным риском формирования аутоиммунных осложнений по типу дилатационной кардиомиопатии (Nishimura H. et al., 2001) и волчаночноподобного синдрома (Nishimura H. et al., 1999). Тем не менее, при дефиците PD-1 формируется более мягкий аутоиммунный фенотип по сравнению с дефицитом молекулы CTLA-4.

Моноклональные антитела к CTLA-4 (ипилимумаб) отменяют иммунную толерантность на ранней стадии противоопухолевого иммунного ответа, реализующейся в периферических иммунных органах (лимфатических узлах, селезенке), вызывая широкое ослабление иммунной толерантности. Моноклональные антитела к PD-1 (пембролизумаб) блокируют опухоль-индуцированную анергию и апоптоз специфических цитотоксических Т-лимфоцитов в периферических тканях, включая саму опухоль. Пембролизумаб действует на заключительной, эффекторной, фазе иммунного ответа против опухоли, во время которой Т-киллеры непосредственно индуцируют апоптоз или некроз неопластических клеток.

Таким образом, ипилимумаб ингибирует проксимальный, лимфоидный этап формирования иммунной толерантности к опухоли, а пембролизумаб — дистальный, тканевой, реализующийся в непосредственной близости к неоплазии. Эти отличия крайне важны для безопасности терапии.

Побочные реакции иммуномодулирующих препаратов моноклональных антител

Результаты ранних исследований свидетельствуют о том, что PD-L1 в норме не экспрессируется на здоровых клетках солидных органов, включая молочные железы, толстый кишечник, поджелудочную железу, почки, матку, скелетные мышцы и легкие, что делает антагонисты PD-1 привлекательными иммунотерапевтическими агентами в плане безопасности лечения.

Хотя результаты клинических испытаний указывают на безопасность обеих иммунотерапевтических стратегий и их преимущества перед цитостатическими химиопрепаратами, ипилимумаб вызывает большее количество побочных эффектов по сравнению с пембролизумабом. Дело в том, что ипилимумаб оказывает более обширное влияние на систему поддержания иммунной толерантности, что приводит к нежелательной отмене анергии некоторых аутореактивных клеток, покоящихся в иммунных органах, и связанной с этим индукции ряда аутоиммунных осложнений. Эти медикаментозно-индуцированные аутоиммунные реакции обычно являются нетяжелыми и купируются при помощи глюкокортикостероидов (ГКС) или блокаторов фактора некроза опухоли, включая инфликсимаб, которые применяют при неэффективности ГКС. Тем не менее, развитие таких осложнений снижает комплаенс и ухудшает качество жизни пациентов онкологического профиля.

Аутоиммунные реакции отмечают, как минимум, в 25–30% случаев при применении ипилимумаба; чаще развиваются дерматит и колит, несколько реже — пневмонит, гепатит, пангипопитуитаризм и тиреоидит. Применение ипилимумаба короткими курсами c применением 4 доз препарата по 3 мг/кг массы тела каждые 3 нед, одобренное FDA, позволяет сократить частоту тяжелых побочных эффектов до 10–15% случаев (YERVOY^® (ipilimumab), 2011).

При рассмотрении механизма развития аутоиммунных осложнений иммунотерапии следует учитывать, что CTLA-4 и PD-1 экспрессируются на высоком уровне на регуляторных СD4+CD25+ Т-лимфоцитах, участвующих в поддержании механизмов периферической иммунной толерантности. Активация этих рецепторов приводит к усилению пролиферации регуляторных Т-клеток и профилактике срыва иммунной толерантности к антигенам собственного организма. Поскольку многие опухоли инфильтрированы регуляторными Т-лимфо­цитами, блокада их активности при помощи пембролизумаба позволяет усилить противоопухолевый иммунный ответ, помимо прочего, и путем устранения иммуносупрессии, опосредованной регуляторными Т-лимфоцитами, инфильтрирующими опухоль. Тем не менее, параллельное подавление регуляторных Т-клеток периферических иммунных органов, более выраженное при применении ипилимумаба с проксимальным механизмом действия, содействует срыву иммунной толерантности и индукции аутоиммунных осложнений у некоторых пациентов, получающих иммунотерапию.

Пембролизумаб не воздействует на систему поддержания иммунной толерантности в лимфоидных органах. Препарат оказывает прицельное, сосредоточенное влияние на эффекторные цитотоксические Т-клетки, накапливающиеся в периферических тканях, включая лимфоциты, инфильтрирующие опухоль. Поэтому частота тяжелых побочных эффектов, требующих применения ГКС, не превышает 13–14% даже при проведении длительных курсов терапии (Berger R. et al., 2008). При этом пембролизумаб отменяет опухоль-индуцированный апоптоз специфических Т-киллеров, распознающих опухолевые антигены, то есть купирует вторичный дефицит специфического клеточного иммунитета, лежащий в основе прогрессирования злокачественного новообразования. Этот эффект не позволяет опухоли ускользать от иммунного ответа и создает условия для реализации эффективной клеточной цитотоксической реакции против неоплазии.

Пембролизумаб не наделен эффектами цитостатика и не разрушает опухоль непосредственно, что позволяет избежать ряда тяжелых побочных эффектов. Препарат устраняет вызванный опухолью иммунодефицит, а разрушение опухоли и профилактику метастазов осуществляет иммунная система организма.

Результаты клинических испытаний

Ипилимумаб успешно прошел двойные слепые плацебо-контролируемые исследования у пациентов с меланомой (Robert C. et al., 2014). Пембролизумаб находится на завершающей стадии исследований, посвященных терапии меланомы и рака легкого, однако убедительные предварительные результаты позволили уже сегодня внедрить это лекарственное средство в современные алгоритмы терапии при меланоме.

В раннем небольшом клиническом испытании при эскалации дозы 1; 2 и 10 мг/кг пембролизумаб (MK-3475) оказался эффективным у пациентов с запущенными гематологическими новообразованиями и не продемонстрировал тяжелых побочных эффектов (Herbst R.S. et al., 2013).

I фаза более крупного исследования эффективности и безопасности пембролизумаба при леченой и нелеченной запущенной меланоме с участием 135 пациентов показала частоту объективного ответа (objective response rate — ORR) на уровне 38% при применении препарата в обеих дозах (2 и 10 мг/кг) и 58% — в группе пациентов, получавших его в дозе 10 мг/кг. Эффект был продолжительным, и 81% пациентов, отвечающих на иммунотерапию, все еще получали препарат на момент проведения анализа. Серьезные аутоиммунные побочные реакции отмечены в 13% случаев, включая пневмонит (4%), повышение уровня печеночных трансаминаз (1%), нефрит (1%), гипертиреоидизм (1%), гипотиреоидизм (1%) и недостаточность надпочечников (1%) (Berger R. et al., 2008).

В другом рандомизированном клиническом исследовании с участием 173 пациентов с прогрессирующей неоперабельной меланомой, не ответивших на терапию ипилимумабом, оценили эффективность пембролизумаба в дозе 2 и 10 мг/кг каждые 3 нед. ORR в обеих группах составил 26%. Медиана выживаемости без прогрессирования (progression-free survival — PFS) в группе принимавших препарат в дозе 2 мг/кг составила 22 нед, 10 мг/кг — 14 нед. Клинический ответ отмечен уже на 12-й неделе терапии и был продолжительным. Переносимость терапии была схожей в обеих группах. Тяжелые побочные реакции, требующие применения ГКС, отмечены лишь в 12% случаев (Robert C. et al., 2014). На основании результатов этого испытания FDA одобрило применение пембролизумаба при неоперабельной или метастатической меланоме у пациентов, не ответивших надлежащим образом на терапию ипилимумабом или ингибитором BRAF.

Недавно представлены результаты рандомизированного клинического исследования с участием 411 пациентов с неоперабельной меланомой (Ribas A. et al., 2016). В целом ORR в этом исследовании составила 34%, в группе пациентов, ранее не получавших ипилимумаб, — 39%, в группе ипилимумаба — 29%. В 81% случаев отмечен клинический ответ на иммунотерапию с PFS на уровне 18 мес. Результаты последнего открытого мультикогортного клинического исследования фазы Ib с участием 665 пациентов с запущенной меланомой показывают, что применение пембролизумаба ассоциировано с повышением общего уровня ответа на терапию на 33%, 12-месячной выживаемости без прогрессирования на 35% и медианы общей выживаемости на 23 мес. Побочные эффекты III и IV степени тяжести отмечены лишь в 14% случаев (Ribas A. et al., 2016).

Пембролизумаб также прошел предварительные клинические испытания при немелкоклеточном раке легкого. 38 пациентов с неоперабельным запущенным немелкоклеточным раком легкого получали препарат в дозе 10 мг/кг каждые 3 нед. 24% пациентов ответили на терапию по иммунозависимым критериям RECIST. Экспрессия PD-1, выявленная при иммуногистохимическом анализе образцов ткани опухоли, была информативным предиктором положительного ответа на иммунотерапию, поскольку 67% пациентов с такой экспрессией ответили на лечение, в то время как лишь у 4% лиц без молекул PD-1 отмечен хороший ответ на иммунотерапевтические вмешательства (Garon E.B. et al., 2014). Повторное лечение антагонистом PD-1 апробировано у пациента, ответившего на первичный курс иммунотерапии, и это вмешательство привело к 16-месячной ремиссии опухоли. Поэтому имеются основания для инициации специальных исследований, посвященных повторным курсам анти-PD-1 иммунотерапии у ответчиков.

Комбинированная терапия при помощи анти-CTLA-4-агента ипилимумаба и ниволумаба, блокирующего PD-1, недавно продемонстрировала благоприятный профиль безопасности и более выраженный терапевтический эффект по сравнению с монотерапией каждым препаратом в специально спланированном исследовании с небольшим количеством участников, причем у 42% пациентов отмечена редукция опухоли на более чем 80% в течение 36 нед терапии, однако частота аутоиммунных осложнений возросла до 73–93% случаев (Wolchok J.D. et al., 2013). Пациент с фолликулярной лимфомой положительно ответил на комбинированную терапию пембролизумабом и ритуксимабом без развития тяжелых побочных эффектов (Herbst R.S. et al., 2013). На данный момент проходит II фаза клинических испытаний подобного комбинированного подхода. Также продолжаются исследования I/II фаз комбинированной терапии пембролизумабом и леналидомидом при множественной миеломе и пембролизумабом со стандартной химиотерапией при ряде солидных опухолей, включая рак поджелудочной железы.

Результаты недавнего открытого сравнительного рандомизированного клинического исследования фазы III с участием 305 пациентов с запущенным PD-L1-положительным немелкоклеточным раком легкого, указывают на PFS 10,3 мес при применении пембролизумаба и лишь 6 мес — конвенционной химиотерапии. Кроме того, общая 6-месячная выживаемость (80,2 и 72,4% соответственно), равно как и чувствительность к лечению (44,8 и 27,8% соответственно) выше у пембролизумаба по сравнению с рекомендуемыми химиотерапевтическими препаратами. При лечении пембролизумабом отмечено вдвое меньше побочных эффектов III–V степени тяжести (26,6 и 53,3% соответственно) (Reck M. et al., 2016).

Данные открытого рандомизированного когортного клинического исследования II фазы KEYNOTE-021 с участием 123 пациентов с запущенным несквамозным немелкоклеточным раком легкого указывают на пользу добавления пембролизумаба к цитостатикам карбоплатину и пеметрекседу в схеме противоопухолевой терапии. Объективный ответ на проводимое лечение отмечен в 55% случаев в группе с применением пембролизумаба по сравнению с 18% случаев в группе применения только химиотерапевтических агентов (предполагаемая разница в лечении (estimated treatment difference — ETD) 26%; 95% доверительный интервал 9–42%; p=0,0016), хотя количество побочных эффектов выше III степени тяжести было одинаковым в обеих группах (Langer C. et al., 2016).

Биомаркеры инновационной иммунотерапии

Выявление экспрессии PD-1 при иммуногистохимическом анализе образцов ткани опухоли, полученных при биопсии, является предиктором выраженного положительного ответа на пембролизумаб (Garon E.B. et al., 2014), что предоставляет возможности для внедрения персонифицированной иммунотерапии злокачественных новообразований. Тем не менее, показана эффективность PD-1-антагонистов и при PD-L1-отрицательных опухолях. Повышение абсолютного количества лимфоцитов в крови на 3-; 7- и 12-й неделях терапии ипилимумабом коррелировало с клиническим улучшением и выживанием пациентов. Также показано, что увеличение количества эозинофилов между 2-й и 3-й инфузиями ипилимумаба связано с повышением выживаемости пациентов (Delyon J. et al., 2013). Небольшой стартовый размер опухоли (менее 90 мм) ассоциирован с лучшим клиническим ответом на пембролизумаб, хотя препарат эффективен и при бо`льших по размеру новообразованиях (Joseph R.W. et al., 2014). По уровню интерлейкина-17 в плазме крови на 7-й неделе терапии можно прогнозировать развитие колита во время применения ипилимумаба (Callahan M.K. et al., 2011). Также следует учитывать, что у пациентов с аутоиммунными заболеваниями в анамнезе побочные реакции при применении иммуномодулирующей иммунотерапии развиваются чаще.

Заключение

Блокада взаимодействия в системе PD-1:PD-L1 и PD-1:PD-L2 при помощи иммуномодулирующего препарата моноклональных антител пембролизумаба является многообещающей инновационной стратегией лечения при злокачественных новообразованиях человека. На данный момент препарат разрешен к клиническому применению при меланоме, однако предварительные результаты позволяют с оптимизмом смотреть на перспективу его применения при раке легкого и некоторых других неоплазиях, экспрессирующих молекулу PD-L1 для защиты от иммунного ответа. По-видимому, иммуногистохимическая идентификация экспрессии PD-L1 в ткани опухоли может быть использована для отбора пациентов, которые потенциально ответят на иммунотерапию. Это открывает двери для персонифицированной терапии в онкологии.

Инновационность подхода состоит в самой философии иммунотерапии опухоли, состоящей не в прямом разрушении опухолевых клеток под воздействием препарата, неизбежно сопровождающемся рядом тяжелых побочных эффектов, а в устранении ключевого механизма опухоль-­индуцированной иммуносупрессии, при помощи которого неоплазия уклоняется от иммунного надзора. При этом осуществляется минимальное вмешательство в деятельность организма, позволяющее реализоваться естественному механизму противоопухолевой защиты, сформированному в процессе миллионов лет эволюционного развития человеческого вида. Успехи инновационной иммунотерапии в онкологии открывают поистине вдохновляющие перспективы эффективного, безопасного и, главное, физиологически обоснованного лечения при злокачественных новообразованиях человека.

Список использованной литературы

• Ahmadzadeh M., Johnson L.A., Heemskerk B. et al. (2009) Tumor antigen-specific CD8 T cells infiltrating the tumor express high levels of PD-1 and are functionally impaired. Blood, 114(8): 1537–1544.
• Berger R., Rotem-Yehudar R., Slama G. et al. (2008) Phase I safety and pharmacokinetic study of CT-011, a humanized antibody interacting with PD-1, in patients with advanced hematologic malignancies. Clin. Cancer Res., 14: 3044–3051.
• Callahan M.K., Yang A., Tandon S. et al. (2011) Evaluation of serum IL-17 levels during ipilimumab therapy: correlation with colitis. J. Clin. Oncol., 29 (http://meetinglibrary.asco.org/content/79357-102 abstr. 2505).
• Deeks E.D. (2014) Nivolumab: a review of its use in patients with malignant melanoma. Drugs, 74: 1233–1239.
• Delyon J., Mateus C., Lefeuvre D. et al. (2013) Experience in daily practice with ipilimumab for the treatment of patients with metastatic melanoma: an early increase in lymphocyte and eosinophil counts is associated with improved survival. Ann. Oncol., 24: 1697–1703.
• Fanoni D., Tavecchio S., Recalcati S. et al. (2011) New monoclonal antibodies against B-cell antigens: possible new strategies for diagnosis of primary cutaneous B-cell lymphomas. Immunol. Lett., 134(2): 157–160.
• Faraone V., Arsena A., De Pasquale M.C. (1993) Purified human IgG administration, after chemotherapy, to patients with colorectal carcinoma. Minerva Gastroenterol. Dietol., 39(1): 37–39.
• Fishman P., Bar-Yehuda S., Shoenfeld Y. (2002) IVIg to prevent tumor metastases. Int. J. Oncol., 21(4): 875–880.
• Galluzzi L., Kroemer G., Eggermont A. (2014a) Novel immune checkpoint blocker approved for the treatment of advanced melanoma. Oncoimmunology, 3(11): e967147.
• Galluzzi L., Vacchelli E., Bravo-San Pedro J.M. et al. (2014b) Classification of current anticancer immunotherapies. Oncotarget., 5(24): 12472–12508.
• Garon E.B. Balmanoukian A., Hamid O. et al. (2014) MK-3475 monotherapy for previously treated non-small cell lung cancer: preliminary safety and clinical activity. Clin. Cancer. Res., 20 (absrract № A20).
• Hamanishi J., Mandai M., Iwasaki M., Okazaki T. et al. (2007) Programmed cell death 1 ligand 1 and tumor-infiltrating CD8+ T lymphocytes are prognostic factors of human ovarian cancer. Proc. Natl. Acad. Sci USA, 104(9): 3360–3365.
• Hamid O., Robert C., Daud A. et al. (2013) Safety and tumor responses with lambrolizumab (anti-PD-1) in melanoma. N. Engl. J. Med., 369(2): 134–144.
• Henick B.S., Herbst R.S., Goldberg S.B. (2014) The PD-1 pathway as a therapeutic target to overcome immune escape mechanisms in cancer. Expert. Opin. Ther. Targets, 18(12): 1407–1420.
• Herbst R.S., Gordon M.S., Fine G.D. et al. (2013) A study of MPDL3280A enengineered PD-L1 antibody in patients with locally advanced or metastatic tumors. ASCO Meeting Abstract, 31: 3000.
• Joseph R.W., Elassaiss-Schaap J., Wolchok J.D. et al. (2014) Baseline tumor size as an independent prognostic factor for overall survival in patients with metastatic melanoma treated with the anti-PD-1 monoclonal antibody MK-3475. J. Clin. Oncol., 32 (http://meetinglibrary.asco.org/content/134724144).
• Kyi C., Postow M.A. (2014) Checkpoint blocking antibodies in cancer immunotherapy. FEBS Lett., 588(2): 368–376.
• Langer C., Gadgeel S.M., Borghaei H. et al. (2016) Carboplatin and pemetrexed with or without pembrolizumab for advanced, non-squamous non-small-cell lung cancer: a randomised, phase 2 cohort of the open-label KEYNOTE-021 study. Lancet Oncology, Oct. 9 [Epub. ahead of print].
• Ludvigsson J.F., Neovius M., Ye W., Hammarström L. (2015) IgA deficiency and risk of cancer: a population-based matched cohort study. J. Clin. Immunol., 35(2): 182–188.
• Luke J.J., Ott P.A. (2015) PD-1 pathway inhibitors: the next generation of immunotherapy for advanced melanoma. Oncotarget., 6(6): 3479–3492.
• Momtaz P., Postow M.A. (2014) Immunologic checkpoints in cancer therapy: focus on the programmed death-1 (PD-1) receptor pathway. Pharmgenomics. Pers. Med., 7: 357–365.
• Murie-Fernández M., Gurpide A., de la Cruz S., de Castro P. (2006) Total remission of thymus carcinoma after treatment with intravenous immunoglobulin. Clin. Transl. Oncol., 8(9): 697–699.
• Nishimura H., Nose M., Hiai H. et al. (1999) Development of lupus-like autoimmune diseases by disruption of the PD-1 gene encoding an ITIM motif-carrying immunoreceptor. Immunity, 11(2): 141–151.
• Nishimura H., Okazaki T., Tanaka Y. et al. (2001) Autoimmune dilated cardiomyopathy in PD-1 receptor-deficient mice. Science, 291(5502): 319–322.
• Pardoll D.M. (2012) The blockade of immune checkpoints in cancer immunotherapy. Nat. Rev. Cancer, 12(4): 252–264.
• Reck M., Rodrigez-Abreu D., Robinson A.G. et al. (2016) Pemrolizumab versus chemotherapy for PD-L1-positive non-small-cell lung cancer. N. Eng. J. Med., Oct. 8 [Epub. ahead of print].
• Ribas A., Hamid O., Daud A. et al. (2016) Association of Pembrolizumab with tumor response among patients with advanced melanoma. JAMA, 315(15): 1600–1609.
• Ribas A., Wolchok J.D., Robert C. et al. (2015) Updated clinical efficacy of the anti-PD-1 monoclonal antibody pembrolizumab (MK-3475) in 411 patients with melanoma. Eur. J. Cancer, 51 (Suppl. 2): e24.
• Robert C., Ribas A., Wolchok J.D. et al. (2014) Anti-programmed-death-receptor-1 treatment with pembrolizumab in ipilimumab-refractory advanced melanoma: a randomised dose-comparison cohort of a phase 1 trial. Lancet, 384(9948): 1109–1117.
• Thompson R.H., Webster W.S., Cheville J.C. et al. (2005) B7–H1 glycoprotein blockade: a novel strategy to enhance immunotherapy in patients with renal cell carcinoma. Urology, 66(5 Suppl.): 10–14.
• Wolchok J.D., Kluger H., Callahan M.K. et al. (2013) Nivolumab plus ipilimumab in advanced melanoma. N. Engl. J. Med., 369(2): 122–133.
• YERVOY^® (ipilimumab) (2011) YERVOY^® (ipilimumab) prescribing information, 11 р. (http://packageinserts.bms.com/pi/pi_yervoy.pdf).
• Zeng J., See A.P., Phallen J. et al. (2013) Anti-PD-1 blockade and stereotactic radiation produce long-term survival in mice with intracranial gliomas. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 86(2): 343–349.

Адрес для переписки:
Мальцев Дмитрий Валерьевич
04080, Киев, ул. Туровская, 26
Институт иммунологии и аллергологии
Национального медицинского университета
имени А.А. Богомольца
Е-mail: [email protected]