Rola immunoterapii w leczeniu chorych na czerniaka złośliwego

&ARM0RZEGL.AUK †
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
2OLAIMMUNOTERAPIIWLECZENIUCHORYCHNACZERNIAKAZŒOuLIWEGO
4HEROLEOFIMMUNOTHERAPYINMALIGNANTMELANOMATREATMENT
.ATALIA'AWLIK%WA#HODUREK!RKADIUSZ/RCHEL
!NNA+ULCZYCKA:OFIA$ZIER˜EWICZ
+ATEDRAI:AKŒAD"IOFARMACJI7YDZIAŒ&ARMACEUTYCZNYZ/DDZIAŒEM-EDYCYNY,ABORATORYJNEJ
gL’SKI5NIWERSYTET-EDYCZNYW+ATOWICACH
Streszczenie
Abstract
W ciągu ostatnich lat zaobserwowano znaczy wzrost
zachorowalności na czerniaka złośliwego, połączony
z szybko wzrastającym współczynnikiem śmiertelności.
Czerniak, a zwłaszcza jego zaawansowane stadium dające przerzuty, uważany jest za nowotwór wysoce oporny
na konwencjonalne metody leczenia. Dlatego ważne jest
poszukiwanie nowych, alternatywnych metod terapii tego
nowotworu. Immunoterapia jest obiecują metodą leczenia
wykorzystującą w sposób pośredni lub bezpośredni ludzki
układ odpornościowy, w celu zaatakowania i zniszczenia
rożnych typów komórek nowotworowych lub złagodzenia
ubocznych skutków działania leków przeciwnowotworowych. Do metod nieswoistych immunoterapii zalicza się:
interferon α (IFNα), interleukinę 2 (IL-2), oraz immunostymulatory pochodzące z mikroorganizmów, np. Bacillus
Calmette-Guerin (BCG) czy Corynebacterium parvum.
Immunoterapia swoista obejmuje natomiast: przeciwciała
monoklonalne skierowane przeciwko konkretnym antygenom czerniakowym, terapię adoptywną oraz szczepionki
czerniakowe.
In recent years, considerable increase in malignant melanoma incidence in the world is observed. The high morbidity rate is associated with rapidly growing mortality rate.
The cancer, especially in advanced stadium with metastases, is highly resistant to conventional treatment. Therefore, it is important to search for alternative antimelanoma
therapies. Promising strategy seems to be immunotherapy,
which (directly or indirectly) uses human immune system
to fight against various types of cancers, or to alleviate
side effects of the anticancer drugs. Indirect immunotherapy includes: interferon α (IFNα), interleukine 2 (IL-2)
and immunostymulators derived from microorganisms,
e.g. Bacillus Calmette-Guerin (BCG) or Corynebacterium parvum. Monoclonal antibodies against specific melanoma antigens, adoptive therapy, and melanoma vaccines
are the part of direct immunotherapy.
Keywords: malignant melanoma, immunotherapy, melanoma vaccines
Słowa kluczowe: czerniak złośliwy, immunoterapia,
szczepionki czerniakowe
Wstęp
Czerniak złośliwy (łac. melanoma malignum) jest jednym z najbardziej złośliwych i jednocześnie najczęściej
spotykanych nowotworów skóry, wywodzącym się z komórek barwnikowych zwanych melanocytami. W ciągu
ostatnich trzech lat zaobserwowano znaczny wzrost zachorowalności na ten nowotwór, połączony z szybko wzrastającym współczynnikiem śmiertelności. Według Światowej
Organizacji Zdrowia (WHO), każdego roku około 66,000
pacjentów umiera z powodu nowotworów skóry, w tym
80% na czerniaka. Średnia przeżywalność pacjentów z zaawansowanym stadium tego nowotworu nie przekracza
roku [1].
Standardowe metody terapii czerniaka złośliwego, takie
jak chemioterapia czy radioterapia są zazwyczaj częścią leczenia paliatywnego, ograniczonego do próby zahamowania wzrostu guza pierwotnego. Ten rodzaj terapii skutkuje
wzrostem współczynnika przeżywalności u chorych z zaawansowanym stadium tego nowotworu dającym przerzuty
[2]. W ostatnich latach, częściej zwraca się uwagę na stymulację układu immunologicznego chorych na czerniaka. Immunoterapia (zwana także terapią biologiczną) jest metodą
leczenia wykorzystującą w sposób pośredni lub bezpośredni
ludzki układ odpornościowy, w celu zaatakowania i zniszczenia rożnych typów komórek nowotworowych, w tym
macierzystych komórek nowotworowych lub złagodzenia
skutków ubocznych działania leków przeciwnowotworowych [3]. Rozważane są głównie dwie metody immunoterapii: nieswoista oraz swoista. Pierwsza z nich polega na pobudzeniu układu odpornościowego, które nie jest powiązane
z zastosowaniem antygenów nowotworowych. Zalicza się
do niej terapię interferonem α (IFNα), interleukiną 2 (IL-2),
a także immunostymulatory pochodzące z obcych organizmów. Immunoterapia swoista skierowana jest przeciwko
konkretnym antygenom nowotworowym.
&ARM0RZEGL.AUK
Czerniak złośliwy
jako nowotwór immunogenny
Znaczenie mechanizmów immunologicznych w patogenezie czerniaka dowodzi 3-5 krotny wzrost zachorowań
w grupie osób leczonych immunosupresją i częstsze występowanie nowotworu w grupie pacjentów z AIDS.
Markerami nowotworowymi nazywane są związki, których obecność lub zmiany w stężeniu powiązane są z obecnością lub progresją guza nowotworowego. Markery te mają
różne zastosowanie. Po pierwsze mogą być wyznacznikiem
podwyższonego ryzyka zachorowania na dany nowotwór.
Najlepiej zbadanym markerem tego typu jest obecność mutacji w inhibitorze cyklinozależnej kinazy 2A (CDKN2A).
Po drugie, mogą być zastosowane przy badaniu immunohistochemicznym, w celu potwierdzenia lub wykluczenia
nowotworu. W przypadku czerniaka, najczęściej używa się
przeciwciał specyficznych dla glikoproteiny 100 (gp100)
oraz przeciwciał specyficznych dla białka S100 [4].
Czerniak należy do tzw. nowotworów immunogennych,
czyli takich, które są zdolne aktywować układ odpornościowy
organizmu. Istnieją dwa rodzaje antygenów czerniakowych:
u antygeny różnicowania, takie jak: gp100, Melan
-A czy tyrozynaza. Antygeny te występują na komórkach wywodzących się z czerniaka i na prawidłowych
melanocytach,
u antygeny nowotwór-jądro: MAGE-A1, MAGE-A4,
BAGE, GAGE, NY-ESO-1. Powyższe antygeny, występują także w jądrach komórkowych normalnych,
nie nowotworowych komórek zarodkowych.
Antygeny różnicowania obecne są zarówno we wczesnej
jak i późnej fazie zaawansowania czerniaka złośliwego. Antygeny należące do drugiej grupy, spotykane są najczęściej
w czerniakach dających już przerzuty [5].
Odkrycie antygenów nowotworowych było punktem
zwrotnym na drodze do opracowania szczepionek [6].
Immunostymulatory
pochodzące z mikroorganizmów
Około 25-u badań klinicznych zostało poświęconych roli
niespecyficznych immunostymulatorów w leczeniu czerniaka w II/ III fazie zaawansowania choroby. Najczęściej stosowane szczepionki to Bacillus Calmette-Guerin (BCG) czy
Corynebacterium parvum. Powyższe szczepionki stosowane
są także w połączeniu z dakarbazyną, standardowym lekiem
stosowanym w chemioterapii. Wszystkie badania kliniczne,
poza nielicznymi wyjątkami, dawały niezadowalające rezultaty [7].
Z drugiej strony, badania przeprowadzone w 7-u krajach
Europy oraz Izraelu pod patronatem Europejskiej Organizacji Badań i Leczenia Raka (EORTC) pokazują, że pacjenci którzy otrzymali szczepionkę BCG lub przeciwko ospie
byli o połowę mniej narażeni na rozwój czerniaka niż badani
z grupy kontrolnej. Grupę kontrolną stanowili pacjenci nieszczepieni, podzieleni według płci, wieku oraz pochodzenia
etnicznego. Ochronne działanie szczepionek było zauważalne u ludzi poniżej pięćdziesiątego roku życia. Ochronnego
działania BCG nie zaobserwowano u osób pochodzących
z Dijon we Francji. Przyczyną takiego stanu rzeczy może
być fakt, że w tym rejonie, jako jedynym we Francji korzysta się ze szczepu BCG pochodzącego z Instytutu Pasteura.
Nasuwa to wniosek, że rodzaj szczepu może również decydować o jego skuteczności w ochronnej roli przeciwko
nowotworom.
W innym badaniu, grupa EORTC odkryła, że przebyte
infekcje powiązane z wysoką temperaturą ciała (powyżej
38,5°C), w tym zapalenie płuc i posocznica wywołana bakterią Staphylococcus aureus, były powiązane z obniżonym
ryzykiem zachorowania na czerniaka złośliwego. Infekcje
przebiegające mniej agresywnie, ale powiązane z wysoką gorączką, takie jak grypa, zapewniały tylko nieznaczną
ochronę przed tym nowotworem [8].
Cytokiny: interferon α oraz interleukina 2
W leczeniu czerniaka, jako modyfikatory odpowiedzi
immunologicznej, wykorzystywane są wszystkie typy interferonu oraz interleukiny 2, 6, 10, 12 i 15. Spośród tych substancji modyfikujących odpowiedź immunologiczną, największe znaczenie terapeutyczne mają interleukina 2 (IL-2),
używana w leczeniu systemowym, oraz interferon α (IFNα),
stosowany najczęściej w leczeniu uzupełniającym [9].
IL-2 jest chemokiną odpowiedzialną za stymulowanie
proliferacji limfocytów T oraz regulowanie ich funkcji:
zwiększanie proliferacji i aktywności cytotoksycznej komórek NK (Natural Killer). Terapia systemowa czerniaka
złośliwego wysokimi dawkami IL-2 została zatwierdzona
w 1998 roku przez Amerykańską Agencję ds. Żywności
i Leków (FDA) [2]. Współczynnik odpowiedzi dla IL-2
wynosi w przybliżeniu 16%, całkowita remisja nowotworu
widoczna jest natomiast w przypadku 6% chorych [10]. Leczenie za pomocą IL-2 jest nie tylko drogie, ale także niesie
za sobą poważne działania niepożądane. U pacjentów otrzymujących wysokie dawki tej cytokiny może wystąpić arytmia serca, obniżenie ciśnienia krwi czy odma płuc [9].
Sądzi się, że bezpośrednie dostarczenie IL-2 do mikrośrodowiska guza nowotworowego za pomocą immunocytokin, może zredukować toksyczność oraz zwiększyć skuteczność terapii IL-2. Immunocytokiny są połączeniem przeciwciała monoklonalnego, skierowanego przeciwko antygenom
powierzchniowym nowotworu oraz cytokiny, takiej jak na
przykład IL-2. Immunocytokina EMD 273063 zawiera dwie
cząsteczki ludzkiej rekombinowanej IL-2 oraz humanizowane przeciwciało monoklonalne, skierowane przeciwko
disialogangliozydowi GD2. Antygen ten znajduje się na powierzchni wielu nowotworów pochodzenia neuroektodermalnego, w tym czerniaka złośliwego. Dostarczona w ten
sposób IL-2 może zaktywować limfocyty T oraz komórki
NK, które z kolei za pomocą kolejnych cytokin mogą aktywować komórki efektorowe układu immunologicznego.
W badaniach klinicznych I/ II fazy przeprowadzonych
przez Ribasa i wsp., [11] EMD 273063 podawano 9-u pacjentom z zaawansowanym stadium czerniaka złośliwego
(IV stadium). Dzienna dawka EMD 273063 wynosiła 4 mg/
m2 powierzchni ciała. Wszyscy pacjenci przeszli wcześniejszą, standardową terapię IL-2 lub/ i IFNα. Terapia EMD
273063 była lepiej tolerowana u pacjentów i cechowała się
znacznie mniejszą toksycznością w porównaniu do standar-
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
dowej terapii IL-2. U niektórych pacjentów, terapia powiązana była ze wzmożonym przenikaniem komórek CD8+ do
środowiska guza. Nie zaobserwowano natomiast wzmożonej aktywności komórek NK.
IFNα, zatwierdzony przez FDA, związek stosowany
w leczeniu uzupełniającym u chorych na czerniaka złośliwego, cechuje się średnią aktywnością przeciwnowotworową. Współczynnik odpowiedzi dla IFNα wynosi 22%,
całkowita remisja widoczna jest natomiast u mniej niż 4%
chorych. Stosowanie wysokich dawek tego związku, powiązane jest z dużą toksycznością. U pacjentów mogą wystąpić
takie objawy jak gorączka, dreszcze, zmęczenie, ból mięśni
czy upośledzenie psychiczne. INFα w formie pegylowanej
cechuje się lepszą tolerancją u pacjentów, przy jednoczesnej podobnej skuteczności w leczeniu zaawansowanego
stadium czerniaka. Z powodu niskiego współczynnika odpowiedzi oraz dużej toksyczności, monoterapię za pomocą
IFNα stosuje się tylko w IV stadium czerniaka [2]. Terapia
skojarzona IL-2 i IFNα nie powoduje wzrostu odpowiedzi
w porównaniu do monoterapii [10]. Połączenie terapii IL-2
i/ lub IFNα z chemioterapeutykami, takimi jak dakarbazyna
(DTIC) czy cisplatyna również nie przyczynia się do wzrostu przeżywalności pacjentów chorych na czerniaka, w porównaniu do monoterapii [9].
Ostatnie badania dowodzą, że endogenna grupa interferonów (na przykład IFNα) jest niezbędna w immunologicznej kontroli guza nowotworowego. Właściwości immunostymulujące IFNα współgrają więc z jego właściwościami
przeciwnowotworowymi.
Ścieżką sygnałową, aktywowaną na skutek działania
IFNα jest szlak transdukcji i aktywacji transkrypcji zależny
od kinaz Janusowych (Jak-STAT). Zostało udowodnione, że
indukcja szlaku Jak-STAT przez IFNα w komórkach czerniaka złośliwego bywa niejednokrotnie osłabiona. Co ciekawe, ekspresja kluczowych białek sygnałowych tego szlaku,
charakterystycznych dla odpowiedzi komórek na IFNα była
niezmieniona w przypadku czerniaków opornych na terapię
tym związkiem. To sugeruje, że musi działać jakaś inna, antagonistyczna ścieżka sygnałowa indukowana przez IFNα.
Do jednej z takich ścieżek należy grupa białek z rodziny
SOCS (supressors of cytokine signaling). Ekspresja białek
SOCS1 i SOCS3 została zaobserwowana w liniach komórkowych czerniaka oraz w próbkach tkanek pochodzących
od pacjentów chorych na ten nowotwór. Obecność tych białek wiązała się u tych pacjentów ze słabym rokowaniem.
Efekt, jaki wywiera ekspresja SOCS na odpowiedź komórek
czerniaka na IFNα jest nadal słabo poznany [12].
Przeciwciała monoklonalne
Obecnie wzrasta zainteresowanie szlakami sygnałowymi, które odpowiedzialne są za osłabioną odpowiedź
immunologiczną w stosunku do nowotworów. Antygen-4
związany z cytotoksycznymi limfocytami 4 (CTLA-4) jest
cząsteczką która inhibuje ścieżki sygnałowe odpowiedzialne za aktywację limfocytów T. Obecnie badane są dwa rodzaje przeciwciał monoklonalnych skierowanych przeciwko
CTLA-4: ipilimumab oraz tremelimumab [13].
Ludzkie przeciwciało monoklonalne (IgG1), ipilimumab, blokuje CTLA-4 i tym samym mobilizuje układ im-
munologiczny do walki z nowotworem. Ipilimumab wykorzystywany jest również w połączeniu z innymi związkami,
np. ze szczepionkami czerniakowymi. Jedną ze szczepionek
stosowaną w połączeniu z tym przeciwciałem jest gp100.
Ipilimumab został wykorzystany w III fazie badań klinicznych u pacjentów z zaawansowanym stadium czerniaka,
gdzie wykazał się sporą aktywnością przeciwnowotworową.
W badaniu przeprowadzonym przez Hodiego i wsp. porównano całkowite przeżycie pacjentów z zaawansowanym stadium czerniaka, którym podawano ipilimumab indywidualnie lub w połączeniu z gp100. Pacjenci zakwalifikowani do
badania posiadali zdiagnozowane III lub IV stadium czerniaka złośliwego oraz poddani zostali wcześniejszej terapii
jedną lub kilkoma z następujących substancji: dakarbazyna,
temozolomid, fotemustyna, karboplatyna czy interleukina-2.
Pozostałymi kryteriami włączenia do badania były między
innymi osiągnięty wiek, co najmniej osiemnastu lat, przewidywany czas życia przynajmniej 4 miesiące oraz sprawne
działanie układu krwionośnego, moczowego i wątroby. Kryteriami wyłączenia z badania była obecność w ciągu 5-u lat
innych nowotworów (z wyjątkiem w pełni wyleczonych
raka podstawnokomórkowego, raka płaskonabłonkowego,
raka powierzchniowego pęcherza moczowego, raka in situ
szyjki macicy, piersi i pęcherza moczowego), obecność
w przeszłości czerniaka gałki ocznej, wcześniejsza terapia
przeciwciałami anty-CTLA-4 czy szczepionkami czerniakowymi, nieleczone przerzuty do ośrodkowego układu
nerwowego, ciąża, karmienie piersią. W badaniu wzięło
udział 676-u pacjentów. 403 chorych otrzymywało ipilimumab w połączeniu z gp100, 137 sam ipilimumab, a 136
samą gp100 (grupa kontrolna). Średnie, całkowite przeżycie pacjentów, którym podawano ipilimumab w połączeniu
z gp100 wyniosło 10 miesięcy. Podobny wynik uzyskano
u pacjentów, którym podawano sam ipilimumab (10,1 miesięcy). U pacjentów, którym podawano samą gp100, średnie
całkowite przeżycie wyniosło tylko 6,4 miesiąca. Badanie
przeprowadzone przez Hodiego i wsp. udowodnia, że ipilimumab, podawany samodzielnie lub w połączeniu z gp100,
poprawia całkowite przeżycie pacjentów z zaawansowanym
stadium czerniaka. Nie zauważono, by gp100 wspomagała
działanie ipilimumabu [1].
Komórki T-regulatorowe (TR), stanowią od 1% do 2%
populacji limfocytów T-pomocniczych (Th). TR hamują syntezę niektórych cytokin oraz proliferację i aktywację limfocytów T CD4+ oraz CD25- . TR działają poprzez CTLA-4
i tym samym powoduje zahamowanie sekrecji IL-2 oraz
proliferacji limfocytów T. Podwyższa się natomiast sekrecja
interleukiny10 (IL-10). Reuben i wsp. [14] badali właściwości biologiczne i immunomodulacyjne tremelimumabu,
ludzkiego przeciwciała klasy IgG2 podawanego 30-u pacjentom z zaawansowanym stadium czerniaka złośliwego.
20-u pacjentów otrzymywało tremelimumab w dawce 10
mg/ kg masy ciała co miesiąc, a 10-u w dawce 15 mg/ kg
masy ciała co 3 miesiące. Co 14 dni u pacjentów badano
poziom IL-2 i IL-10 oraz TR w krwi obwodowej. Znaczący
spadek liczebności TR, redukcja sekrecji IL-10 przez jednojądrzaste komórki krwi obwodowej (PBMC) oraz wzrost
sekrecji Il-2 przez limfocyty-T sugeruje, że działanie tremelimumabu związane z blokadą CTLA-4 może być wykorzystane w immunoterapii tego nowotworu.
&ARM0RZEGL.AUK
Terapia adoptywna
W terapii adoptywnej, limfocyty T pobrane od pacjenta
(z krwi obwodowej lub z mikrośrodwiska guza nowotworowego) są selekcjonowane in vitro, namnażane, aktywowane i z powrotem wprowadzane do krążenia. Zaktywowane
limfocyty T generują odpowiedź immunologiczną przeciwko komórkom nowotworowym [15].
Badanie przeprowadzone przez Dudley’a i wsp. [16]
wykazało, że u 35-u pacjentów z zaawansowanym stadium
czerniaka, którzy otrzymali zaktywowane, autologiczne
limfocyty T (po wcześniejszej chemioterapii) współczynnik
odpowiedzi wyniósł 51%. Dla porównania, współczynniki odpowiedzi przy terapii skojarzonej IL-2 i dakarbazyną
(DTIC) u pacjentów z IV stadium czerniaka wahają się miedzy 12% a 15%.
W kolejnej pracy, Dudley i wsp. [17] połączyli chemioterapię z radioterapią w celu polepszenia efektów terapii
adoptywnej. Pacjenci z zaawansowanym stadium czerniaka otrzymali cyklofosfamid i fludarabinę (cytostatyki) oraz
dawkę promieniowania wynoszącą 2 Gy (25-u pacjentów)
lub 12 Gy (25-u pacjentów) przed podaniem zaktywowanych limfocytów T. Współczynniki odpowiedzi przy dawkach promieniowania 2 Gy i 12 Gy wyniosły odpowiednio
52% i 72%.
Szczepionki czerniakowe
Od ponad 30-u lat trwają badania nad szczepionkami
w celu uzyskania nowej skutecznej prewenecji i terapii
czerniaka złośliwego. Niestety, mimo wielu nadziei, obecny
rezultat jest nadal niezadowalający. Pomimo tych niepowodzeń, wraz z rozwojem wiedzy na temat ludzkiego układu
immunologicznego i nowotworów, rosną nadzieje związane
z nową generacją szczepionek czerniakowych [18].
Opierając się na III fazie badań klinicznych przeprowadzonych ponad 10 lat temu sugeruje się, że szczepionki mogą być brane pod uwagę, jako alternatywna metoda
leczenia czerniaka złośliwego [19]. Najczęściej wykorzystywanymi antygenami do produkcji szczepionek czerniakowych są: MAGE 1, MAGE 3, MART-1, tyrozynaza,
gp100 i NY-ESO-1. MAGE-1 i MAGE 3 prezentowane są
w połączeniu z ludzkimi antygenami zgodności tkankowej
HLA-A1. Antygeny MART-1, tyrozynaza czy gp100 prezentowane są natomiast w połączeniu z ludzkimi antygenami HLA-A2 [5, 20].
Jednymi ze starszych szczepionek czerniakowych stosowanych w immunoterapii nowotworów są szczepionki wykorzystujące całe komórki guza. Komórki czerniaka, wybrane do produkcji szczepionki antygenowej, transfekowane są
konkretnymi genami. Na skutek ekspresji tych genów, na
powierzchni komórek pojawiają się antygeny białkowe, które wywołują odpowiedź immunologiczną. Silnie zaktywowane limfocyty T cytotoksyczne niszczą komórki czerniaka
w obrębie guza [21].
Szczepionki autologiczne wykorzystują komórki pochodzące z guza pacjenta. Posiadają one wiele zalet, między innymi mogą zawierać unikalny zestaw antygenów,
powstałych na skutek mutacji. Szczepionki autologiczne
odpowiadają również pod kątem HLA pacjenta, co skut-
kuje optymalną prezentacją antygenów przez limfocyty T.
Niestety, ilość komórek guza pierwotnego jest często niewystarczająca do stworzenia wystarczającej liczby szczepionek, a czekanie może spowodować nadmierną progresję
czerniaka co zmniejsza prawdopodobieństwo skuteczności
takiej szczepionki. Dodatkowo, ten rodzaj szczepionek jest
trudny do zastosowania u pacjentów z wcześniejszą resekcją
guza pierwotnego [18].
Do III fazy badań klinicznej weszły szczepionki autologiczne oparte o białka szoku termicznego (HSPs). Białka te,
inaczej zwane chaperonami, dostarczają peptydy do różnych
kompartmentów komórki. Wydaje się, że białka te mogą indukować układ immunologiczny do walki przeciwko kilku
typom złośliwych nowotworów. Kompleksy białek szoku
termicznego pochodzące z guza nowotworowego (HSPPC
- Tumor-derived heat-shock protein-peptide complexes)
mogą być użyte jako szczepionka przeciwnowotworowa.
Vitespen, szczepionka oparta na HSPPC-96, jest pierwszą,
autologiczną szczepionką, wykazującą skuteczność w przypadku wielu nowotworów (nowotwory żołądka, jelita grubego, trzustki). Badania kliniczne I i II fazy dowiodły jej
skuteczności także w przypadku czerniaka złośliwego skóry
i raka nerki. Podczas badań III fazy wykazano praktycznie
zerową toksyczność i wysoki poziom bezpieczeństwa tej
szczepionki [22, 23].
W skład szczepionek allogenicznych wchodzą niezmienione lub modyfikowane komórki czerniaka pochodzące od
innych pacjentów wyselekcjonowanych pod kątem posiadania antygenów spotykanych na dużym odsetku czerniaków. Tego rodzaju szczepionki są dostępne dla pacjentów ze
wszystkimi stadiami zaawansowania czerniaka. W jednym
czasie można również dostarczyć wiele szczepionek tego
rodzaju zawierających różne antygeny. Z drugiej strony,
szczepionki allogeniczne mogą nie posiadać rzadkich i unikalnych antygenów, mogących być kluczowymi elementami w odpowiedzi immunologicznej u konkretnego pacjenta
[18]. Na chwilę obecną, jedyną szczepionką tego rodzaju,
która weszła w III fazę badań klinicznych jest Canvaxin, posiadająca ponad 20 antygenów nowotworowych dla ewentualnego wykorzystania w leczeniu czerniaka i raka jelita
grubego. Badania III fazy nie wykazały jednak skuteczności
szczepionki Canvaxin jako leku uzupełniającego u pacjentów z zaawansowanym stadium czerniaka [24, 25].
Identyfikacja specyficznych antygenów na powierzchni komórek czerniaka rozpoznawanych przez limfocyty T
CD8+, umożliwiła zastosowanie tych antygenów w szczepionkach terapeutycznych. Zamiast całych komórek, w takich szczepionkach stosowane są peptydy o długości 8-10
aminokwasów, uzyskane z antygenów czerniaka. Stosowane są peptydy między innymi z antygenów MAGE-2, Melan-A czy gp100 [9].
W badaniu przeprowadzonym przez Schwartzentrubera
i wsp. [26] u 185-u pacjentów z zaawansowanym stadium
czerniaka (dającym przerzuty) sprawdzano skuteczność
szczepionki białkowej o nazwie gp1000:209-217(210M).
Pierwsza grupa pacjentów otrzymywała wysokie dawki
IL-2, natomiast druga grupa szczepionkę oraz IL-2. Wyniki
badania pokazują, że pacjenci, którym podawano szczepionkę w połączeniu z IL-2 posiadali wyższy współczynnik odpowiedzi na terapię, w porównaniu do pacjentów z pierwszej
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
grupy. U chorych z drugiej grupy, współczynnik odpowiedzi
wyniósł 22,1%, natomiast u chorych z pierwszej grupy tylko 9,7%. Szczepionki wydają się być znaczącym krokiem
w przyszłości w leczeniu czerniaka złośliwego. Niestety, szczepionki te mogą być stosowane tylko u pacjentów
z określonym HLA [19].
Kolejną obiecującą możliwością jest zastosowanie
szczepionek DNA. Podskórnie lub domięśniowo zostaje
wprowadzony plazmid zawierający gen kodujący białko
antygenowe. Plazmid zostaje przechwycony przez komórki
gospodarza, które następnie produkują odpowiednie białko.
Białkowe fragmenty antygenów prezentowane są przez limfocyty T i następuje aktywacja układu immunologicznego.
Immunizacja plazmidem kodującym DNA specyficznych
antygenów pozwala na jednoczesną indukcję odpowiedzi komórkowej i humoralnej. Bakteryjny plazmid zawiera dodatkowo motyw CpG, stymulując tym samym wrodzoną odpowiedź
immunologiczną i może służyć jako potencjalny adiuwant.
Yuan i wsp. [27] opracowali szczepionkę będącą połączeniem ludzkiego i mysiego antygenu gp100. Mysie
i ludzkie komplementarne DNA dla gp100 wprowadzono
do wektora pING, standardowego wektora używanego przy
ekspresji genów eukariotycznych. Immunizacja ksenogenicznymi formami tego antygenu powala na pokonanie problemu niedostatecznej immunogenności ludzkich antygenów. U 5-u z 19-u badanych pacjentów z zaawansowanym
stadium czerniaka stwierdzono obecność limfocytów CD8+
skierowanych przeciwko gp100. Szczepionka cechowała się
również niską toksycznością.
Komórki dendrytyczne (DCs-dendritic cells) należą do
populacji leukocytów kontrolujących swoistą odpowiedź
immunologiczną. DCs posiadają zdolność do przechwytywania, przetwarzania i prezentowania obcego antygenu na
swojej powierzchni. Antygeny prezentowane są w postaci
rozpuszczalnych peptydów, zarówno przy udziale antygenów zgodności tkankowej MHC klasy I jak i MHC klasy II.
Następuje, więc aktywacja zarówno limfocytów CD4+ jak
i CD8+. Limfocyty CD8+ opuszczają grasicę, jako komórki
niedojrzałe. Umiejętność rozpoznawania antygenu białkowego związanego z MHC klasy I uzyskują dopiero po uczuleniu przez DC [28-30].
Cykl życiowy DCs może być podzielony na dwa etapy: stadium niedojrzałe oraz stadium dojrzałe. Niedojrzałe
DCs specjalizują się w szybkim rozpoznawaniu antygenu.
W momencie uzyskania sygnału, np. liganda dla receptora
toll-podobnego (TLR-toll-like receptor) w DCs zachodzą
fenotypowe, morfologiczne i funkconalne zmiany i uzyskują dojrzałość. Stają się zdolne do przetwarzania i prezentowania antygenów, tym samym do symulacji limfocytów
CD4+ i CD8+ [31].
Szczepionki oparte na DCs wydają się być obiecującą
terapią przeciwnowotworową. Od ponad dekady badane jest
zastosowanie szczepionek opartych na DC w terapii złośliwych nowotworów, takich jak: białaczka, rak prostaty, rak
nerki czy czerniak złośliwy [32].
Liczne badania kliniczne nad szczepionkami czerniakowymi opartymi na komórkach dendrytycznych dowiodły
ich bezpieczeństwa, jednak skuteczność tych szczepionek
wciąż pozostawia wiele do życzenia. Ważnym czynnikiem,
który determinuje skuteczność terapii jest dostarczenie
szczepionki do ważnych strategicznie miejsc w układzie
immunologicznym, takich jak warstwa przykorowa węzłów
chłonnych, rejonu bogatego w limfocyty T. Droga podania
szczepionki może więc odgrywać kluczową rolę w skuteczności terapii. Migracja DCs jest mało efektywna w wypadku
podania szczepionki dożylnie. Verdijk i wsp., [33] śledzili
DCs podawane 25-u pacjentom z zaawansowanym stadium
czerniaka podskórnie i bezpośrednio do węzłów chłonnych. Trasę komórek dendrytycznych śledzoną za pomocą
obrazowania scyntygraficznego. W przypadku podawania
podskórnego, tylko 4% DCs dotarło do węzłów chłonnych
pacjentów. W przypadku bezpośredniego podawania szczepionki do węzłów chłonnych, znaczna część DCs została
zatrzymana przez makrofagi. Co ciekawe, ponad 87% komórek dendrytycznych, które przeżyły, dotarły do warstwy
przykorowej gdzie zaindukowały specyficzną antygenową
odpowiedź limfocytów T.
Na chwilę obecną, nie ma obecnie naukowo wiarygodnych przesłanek dla stosowania adjuwantowej immunoterapii w rutynowym leczeniu chorych na czerniaka złośliwego.
Jednak cały szereg terapii znajduje się w III fazie badań klinicznych, co może dawać nadzieję na szybki postęp w tej
dziedzinie. Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda uważają,
że poprawę skuteczności immunoterapii czerniaka można
osiągnąć badając białka znajdujące się na powierzchni macierzystych komórek rakowych [34].
Piśmiennictwo
1. Hodi FS i wsp. Improved survival with impilimumab
in patients with metastatic melanoma. N Engl J Med
2010; 363: 711-723. Erratum in: N Engl J Med. 2010;
363: 1290.
2. Bhatia S, Tykodi SS, Thompson JA. Treatment of metastatic melanoma: an overview. Oncology 2009; 23: 488-496.
3. Dokument internetowy: http://www.cancer.gov
4. Šamija I i wsp. Detection of disseminated melanoma
cells by reverse-transcription – polymerase chain reaction. Coll Antropol 2007; 31: 1187-1194.
5. Hodi FS. Well-defined melanoma antigens as progression markers for melanoma: insights into differential
expression and host response based on stage. Clin Cancer Res 2006; 12: 673-678.
6. Wysocki P, Mackiewicz A. Szczepionki czerniakowe.
Wspol Onkol 2003; 7: 626-629.
7. Eggermont AMM i wsp. Utility of adjuvant systemic
therapy in melanoma. Ann Oncol 2009; 6: 630-634.
8. Grange MJ i wsp. Vaccination strategies to reduce the
risk of leukaemia and melanoma. J R Soc Med 2003;
96: 389-392.
9. Schadendorf D i wsp. Immunotherapy of distant metastatic disease. Ann Oncol 2009; 20: 41-50.
10. Halama N, Zoernig I, Jaeger D. Advanced malignant
melanoma: immunologic and multimodel therapeutic
strategies. J Oncol 2010; http://downloads.hindawi.
com/journals/jo/2010/689893.pdf.
11. Ribas A i wsp. Phase I/II open-label study of the biologic effects of the interleukin-2 immunocytokine EMD
273063 (hu14.18-IL2) in patients with metastatic malignant melanoma. J Transl Med 2009; 7 (68).
&ARM0RZEGL.AUK
12. Lesinski GB i wsp. Modulation of SOCS protein expression influences the interferon responsiveness of human
melanoma cells. BM Cancer 2010; 10 (142).
13. Ménard C i wsp. Ctla-4 blockade confers lymphocyte
resistance to regulatory T-cells in advanced melanoma:
surrogate marker of efficacy of tremelimumab? Clin
Cancer Res 2008; 14: 5242-5249.
14. Reuben JM i wsp. Biologic and immunomodulatory events after CTLA-4 blockade with ticilimumab in
patients with advanced malignant melanoma. Cancer
2006; 106: 2437-2444.
15. Gattinoni L i wsp. Adoptive immunotherapy for cancer:
building on success. Nat Rev Immunol 2006; 6: 383-393.
16. Dudley ME i wsp. Adoptive cell transfer therapy
following non-myeloablative but lymphodepleting
chemotherapy for the treatment of patients with refractory metastatic melanoma. J Clin Oncol 2005; 23:
2346-2357.
17. Dudley ME i wsp. Adoptive cell therapy for patients
with metastatic melanoma: evaluation of intensive myeloablative chemoradiation preparative regimens. J Clin
Oncol 2008; 26: 5233-5239.
18. Sondak VK, Sabel MS, Mulé JJ. Allogeneic and autologous melanoma vaccines: where have we been
and where are we going? Clin Cancer Res 2006; 12:
2337-2341.
19. Weber J. Overcoming immunologic tolerance to melanoma: targeting CTLA-4 with ipilimumab (MDX-010).
Future Oncol 2008; 26: 5233-5239.
20. Parmiani G. Melanoma antigens and their recognition
by T-cells. Keio J Med 2001; 50: 86-90.
21. Schmidt C. Melanoma vaccines: possible progress
after years of frustration? J Natl Cancer Inst 2009;
101: 140-141.
22. di Pietro A i wsp. Heat shock protein peptide complex
96-based vaccines in melanoma: How far we are, how
far we can get. Hum Vaccin 2009; 5 (11).
23. Tosti G i wsp. HSPPC-96 vaccine in metastatic melanoma patients: from the state of the art to a possible future.
Expert Rev Vaccines. 2009; 8: 1513-1526.
24. Motl SE. Technology evaluation: Canvaxin, John Wayne Cancer Institute/CancerVax. Curr Opin Mol Ther
2004; 6: 104-111.
25. Dokument internetowy: http://findarticles.com/p/articles/mi_pwwi/is_200603/ai_n16114123/
26. Schwartzentruber DJ i wsp. A phase III multi-institutional randomized study of immunization with the
gp100:209-217(210M) peptide followed by high-dose
IL-2 compared with high-dose IL-2 alone in patients
with metastatic melanoma. J Clin Oncol 2009; 27 (18).
27. Yuan J i wsp. Safety and immunogenicity of a human
and mouse gp100 DNA vaccine in a phase I trial of patients with melanoma. Cancer Immun 2009; 9 (5).
28. Fontana R i wsp. Peripheral blood lymphocytes genetically modified to express the self/tumor antigen MAGE-A3 induce antitumor immune responses in cancer
patients. Blood 2009; 13: 1651-1660.
29. Fiammenghi L i wsp. FRET microscopy autologous tumor lysate processing in mature dendritic cell vaccine
therapy. J Transl Med 2010; 8 (52).
30. Metheringham RL i wsp. Antibodies designed as effective cancer vaccines. MAbs 2009; 1: 71-85.
31. Bonehill A i wsp. Single-step antigen loading and activation of dendritic cells by mRNA electroporation for
the purpose of therapeutic vaccination in melanoma patients. Clin Cancer Res 2009; 5: 3366-3375.
32. Fong L, Engleman EG. Dendritic cells in cancer immunotherapy. Annu Rev Immunol 2000; 18: 245-273.
33. Verdijk P i wsp. Limited amounts of dendritic cells migrate into the T-cell area of lymph nodes but have high
immune activating potential in melanoma patients. Clin
Cancer Res 2009; 15: 2531-2540.
34. Boiko AD i wsp. Human melanoma-initiating cells
express neural crest nerve growth factor receptor
CD271. Nature 2010, 466: 133-137.
data otrzymania pracy: 02.08.2010 r.
data akceptacji do druku: 26.01.2011 r.
Adres do korespondencji:
dr Ewa Chodurek
Katedra i Zakład Biofarmacji
Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej
Śląski Uniwersytet Medyczny
41-200 Sosnowiec
ul. Narcyzów 1
e-mail: [email protected]