Экспериментальные и клинические подходы к радиоиммунотерапии в онкологии

Высокая эффективность радионуклидных методов диагностики не вызывают сомнения. Являясь одним из наиболее информативных, точных и чув-

СИБИРСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2014. № 3

ствительных методов обнаружения патологических изменений в организме, радионуклидная диагностика определяет научный и практический уровень клинической медицины. Интенсивно развивается также и радионуклидная терапия, которая стала эффективным средством как самостоятельного, так и комбинированного лечения больных. Радиоиммунотерапия (РИТ) – это перспективное направление, сочетающее достижения современной ядерной медицины, иммунологии и биотехнологии. Молекулярная ядерная медицина играет важную роль в диагностике и терапии онкологических и инфекционных заболеваний. Она основана на принципах таргетной терапии, предполагающей направленный транспорт комплексов противоопухолевых антител с радионуклидом в опухолевый очаг. Антитела специфически связываются с антигенными детерминантами на опухолевых или других клетках, а радионуклид уничтожает эти клетки путем локального облучения. РИТ более эффективна при небольших опухолях или для лечения минимальной остаточной болезни. Именно в этих случаях моноклональные антитела (мАТ), связанные с радионуклидом, способны взаимодействовать с клеточными мишенями и оказывать радиотоксический эффект [1, 12, 33, 42, 44]. Радиоиммунотерапия стала активно изучаться почти 50 лет назад, но прошло около 25 лет, прежде чем теоретические знания нашли свое клиническое применение.

Основной подход к РИТ связан с использованием антител, меченных радионуклидами. Это может использоваться у химиорезистентных пациентов и пациентов, не чувствительных к воздействию не-конъюгированных лекарственных антител. Также РИТ может быть эффективна при элиминации множественно-резистентных опухолевых клеток. Основная цель применения таких препаратов связана с целенаправленным уничтожением конкретных клеток, например опухолевых.

Использование молекул мАТ, способных специфически присоединиться к трансформированной клетке и уничтожить ее, представляется весьма перспективным направлением как с терапевтической, так и с диагностической точки зрения. Моноклональные антитела, которые служат для доставки радионуклида к опухоли, выбирают на основе распределения их антигенной мишени, специфичности и сродства связывания антитела с его мишенью. В настоящее время более 20 моноклональных антител (к CD20, CD22, CD25, CD30, CD37, CD71, HLA-DR и др.) отобраны для клинического применения и уже многие из них используются для диагностики и лечения различных онкологических и других заболеваний, в том числе и методами РИТ. В зависимости от основных ядерно-физических характеристик радиоизотопа он может быть использован для диагностики и/или для радиотерапии. Например, радиоиммунотерапия использует преимущества специфического взаимодействия антитела с антигеном, чтобы осуществить направленный транспорт радиофармпрепарата для локального облучения патологического очага. За последние 20 лет, кроме мАТ, разработаны и другие соединения направленного транспорта радионуклида (пептиды, нановещества), которые избирательно взаимодействуют с трансформированными клетками. Такие соединения обладают специфической особенностью связываться только с определенной антигенной детерминантой, при этом происходит процесс направленной доставки терапевтического радионуклида к конкретной клетке.

Радиоиммунотерапия лимфопролиферативных заболеваний

В настоящее время радиоиммунотерапия уже используется для лечения лимфопролиферативных заболеваний и метастатических солидных опухолей. В этом направлении были достигнуты некоторые положительные результаты [18, 25, 27, 32, 41]. Для лечения неходжкинских лимфом в настоящее время одобрены 2 препарата: 90Y-ибритумомаб тиуксетан (Зевалин) и 131I-тозитумомаб (Бексар). Однако лечение солидных новообразований гораздо хуже поддается воздействию. В нескольких работах было отмечено положительное воздействие РИТ на минимальный объем опухоли или микрометастазы [14, 15, 36, 37].

Зевалин (Zevalin®) – это первый доступный на международном рынке препарат для радиоиммунотерапии. В феврале 2002 г. он одобрен комиссией по пищевым веществам и лекарственным средствам США (FDA) для лечения рецидивирующей или резистентной формы фолликулярной В-клеточной неходжкинской лимфомы (НХЛ) низкой степени злокачественности. Препарат сочетает высокую способность связываться с антигеном В-лимфоцитов, молекулой CD20, и локально воздействовать на клетку за счет радиоизотопа иттрия-90. Результаты клинических испытаний препарата при неходжкинских лимфомах продемонстрировали эффективность и безопасность

РИТ индолентных В-клеточных лимфом [18, 25, 41].

Лечение Зевалином начинается с внутривенной инфузии 250 мг/м2 Ритуксимаба в первый день. В течение последующих 4 ч вводят 111In-ибритумомаб тиуксетан, 185 MБк (5 мКи), дважды оценивают органоспецифическое биораспределение препарата в интервале 2–24 ч и 48–72 ч и проводят дозиметрический контроль. На 7, 8 или 9-й день пациенту делают внутривенную инъекцию 90Y-ибритумомаба тиуксетана (250 мг/м2) в дозе 11,1 или 14,8 MБк/кг (0,3 или 0,4 мКи/кг) в зависимости от количества тромбоцитов, с максимальной общей дозой 1,184 MБк (32 мКи) [20]. Такая схема лечения обеспечивает высокую биодоступность именно в месте расположения опухолевых клеток и предотвращает распространение радиофармпрепарата лимфоцитами по всему организму. Как правило, в течение 6–9 мес после проведения терапии фракция нормальных B-клеток восстанавливается за счёт CD20-негативных клеток-предшественников.

Одно из значимых клинических исследований показало, что лечение препаратом Зевалин пациентов, которые были резистентны или мало чувствительны к лечению чистыми антителами, привело к увеличению числа общих ответов на РИТ до 74 %. В рандомизированное контролируемое клиническое исследование 3-й фазы были включены 143 пациента. Задачей исследования было сравнение эффективности РИТ Зевалином и монотерапии Ритуксимабом (Мабтера) пациентов с фолликулярной или трансформированной НХЛ низкой степени злокачественности. В результате лечения 80 % пациентов, получавших Зевалин, дали положительный ответ на терапию, причем у 30 % пациентов отмечена полная регрессия опухоли. Суммарное количество ответов у пациентов при лечении Зевалином было значительно (56 %) и статистически достоверно выше (p<0,002), чем в группе пациентов, проходивших терапию Ритуксимабом (16 %). На сегодняшний день показана 10-летняя выживаемость пациентов с неход-жкинскими лимфомами, прошедших курс лечения Зевалином [40].

Недавно в рандомизированном исследовании, проведенном израильскими учеными, было показано, что пациенты с рецидивирующей и рефрактерной формой неходжкинской лимфомы, готовящиеся к трансплантации аутологичных ство- ловых клеток, имеют более хорошие результаты приживления клеток костного мозга после применении РИТ Зевалином совместно с высокодозной химиотерапией (59 %) по сравнению с химиотерапией без Зевалина (37 %) [39].

При лечении Зевалином в ряде случаев отмечались чрезмерное накопление препарата в организме и незначительные побочные эффекты. Среди наиболее частых явлений наблюдались астения (35 %), тошнота (25 %), озноб (21 %), лихорадка (13 %), головная боль и першение в горле (9 %). Вследствие некоторой миелосупрессии отмечались цитопения (тромбоцитопения, нейтропения), анемия и геморрагия.

В последующих исследованиях важно оценить эффективность препарата Зевалин при лечении ранних стадий заболевания, а также возможность его использования в терапии других разновидностей лимфом.

Радиоиммунотерапия солидных опухолей и метастатических поражений

Радиоиммунотерапия может применяться и при некоторых солидных опухолях. Клинические исследования проводились при лечении рака предстательной железы, щитовидной железы, молочной железы, меланомы, рака яичников и шейки матки, карциномы легкого, колоректального рака и глиомы головного мозга высокой степени злокачественности [17, 30, 36, 44]. Большинство мАТ было разработано для опухолевых антигенов с высокой клеточной экспрессией, включая HER-2/neu [30, 34], рецептор эпидермального фактора роста, раковоэмбриональный антиген (СЕА) [31], MUC1, Lewis Y [19] и внеклеточный домен клеток рака молочной железы SK-BR-3 [22].

В мире ведутся исследования по поиску новых мишеней для радиоиммунотерапии. Ученые из США недавно идентифицировали и описали специфический антиген-мишень Томорегулин (To-moregulin) для РИТ при раке предстательной железы [44]. Первоначально поверхностная экспрессия данного маркера была подтверждена с помощью метода проточной цитофлуориметрии. Используя лазерный сканирующий конфокальный микроскоп, была зафиксирована интернализация Томорегулина в клеточную мембрану. Изучение кинетики связывания Томорегулина с мышиными мАТ 2H8, меченными 125I, выявило, что максимальное количество комплексов антиген – антитело выявляется через 90

мин после начала эксперимента. Взаимодействие Томорегулина с раковыми клетками подтвердило селективную цитотоксичность иммунокомплексов и сделало его новой мишенью для терапии рака предстательной железы.

Интересен опыт применения РИТ для лечения метастатической меланомы. Только в США ежегодно выявляется около 40 тыс. пациентов с меланомой, а во всем мире – около 100 тыс. человек. Пятилетняя выживаемость больных метастатической меланомой составляет 6 % [21]. Для лечения метастатической меланомы были разработаны моноклональные антитела к меланину 6D2 (IgM) и 11B11. Фармакокинетика мАТ меченных радиоактивным изотопом 188Re была изучена на экспериментальной меланоме у голых мышей. Данные легли в основу клинических испытаний препарата 188Re-PTI-6D2 [29].

Результаты одного проекта, находящегося на I/II фазе клинических испытаний, были опубликованы в 2008 г. [28]. Терапию препаратом188Re-PTI-6D2 провели 12 пациентам с метастатической меланомой IV стадии. Результаты сцинтиграфии и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) показали, что 188Re-PTI-6D2 накапливается в значительном количестве в метастазах мягких тканей, но не в костях. Остальные органы при этом не получали большой лучевой нагрузки.

Другое клиническое испытание по РИТ препаратом 188Re-PTI-6D2 проходило в Израиле и США [29]. В результате лечения 20 пациентов с метастатической меланомой была получена информация по биораспределению антител, меченных 188Re, в организме человека. Показано, что 188Re менее токсичен и более эффективен, чем другие изотопы, которые применяются сегодня. Таким образом, применение меченных 188Re антимеланиновых IgM при метастатической меланоме можно использовать в дальнейших иммунотерапевтических исследованиях.

Для лечения пациентов с метастазами солидных опухолей в головной мозг в Италии проводилась вторая фаза клинического испытания РИТ [11]. Оценивался терапевтический потенциал антител L19SIP, меченных 131I, в сочетании с лучевой терапией. Гуманизированные антитела L19SIP способны связываться с эндотелием вновь образующихся сосудов, которые присутствуют у большинства видов агрессивных опухолей. Результаты предыдущих I и I/II фаз клинических испытаний показали хорошую переносимость и безопасность данного вида РИТ. Предварительные результаты II фазы исследования еще не опубликованы в открытой печати.

Лечение с применением методов ядерной медицины в большинстве случаев проходит безболезненно; тем не менее иногда наблюдаются побочные эффекты. После РИТ увеличивается риск возникновения пролонгированной миелосупрессии, что может проявляться нейтропенией, лейкопенией и тромбоцитопенией. Как и при химио- или радиотерапии, это может приводить к кровотечениям или развитию инфекционных осложнений. Серьезные анафилактические и другие реакции гиперчувствительности были отмечены менее чем в 1 % случаев. Возможны проходящие аллергические реакции, лихорадка с ознобом, снижение артериального давления, кожная сыпь и диарея. Более редкими побочными эффектами при проведении РИТ является гипотиреоз (снижение функциональной активности щитовидной железы). Из побочных эффектов также описаны тошнота, головная боль, боль в животе и головокружение. В этом случае применяют симптоматическую терапию. У большинства пациентов вообще не возникало никаких побочных эффектов, что говорит о перспективности данного вида лечения.

В России первые исследования с использованием меченных радионуклидами противоопухолевых антител для диагностики и терапии солидных опухолей были проведены группой ученых из Института медицинской радиологии в 1986 г. [3, 4]. Результаты экспериментальных работ на животных с трансплантатами солидных опухолей были обнадеживающими и показали высокую специфичность взаимодействия меченных 131I противоопухолевых антител с антигенами клеток-мишеней в сравнении с неспецифическими иммуноглобулинами, меченными 125I [4]. Концентрация противоопухолевых антител в ткани опухоли превышала в 7–10 раз содержание этих антител в нормальных тканях.

Новые мишени и стратегии для радиоиммунотерапии

Развитие агрессивных солидных опухолей и некоторых злокачественных лимфом напрямую зависит от образования новых кровеносных сосудов. Так как ангиогенез в норме практически отсутствует у здоровых людей, исключая женщин репродуктивного возраста, множество подходов и терапевтических стратегий направлено на поиск мишеней во вновь образующихся сосудах и их блокировку. Ингибирование роста сосудов, кровоснабжающих опухоль, является основной целью направленной иммунотерапии [35].

В Цюрихе на базе небольшой биотехнологической компании, принадлежащей семье Нери (Neri), группа ученых получила новое мАТF16, специфичное для сосудов злокачественных опухолей. Оно специфично для А1 домена адгезивного белка тенасцина-С, который обычно распределяется в матриксе эмбриональных тканей. Он участвует в таких процессах, как пролиферация и миграция клеток, и ассоциирован с изменениями в архитектуре тканей, которые происходят в процессе морфогенеза и эмбриогенеза, а также при онкогенезе или ангиогенезе. Моноклональное антитело к тенасцину было соединено с радиоактивным изотопом 131I, который давно используется для лечения заболеваний щитовидной железы. Это соединение назвали Tenarad – конъюгат мАТ F-16 с радиоизотопом 131I. Есть и другие варианты такого препарата. Для лечения неходжкинских лимфом уже применяются Бексар (CD20-131I) и Зевалин (CD20-90Y). Другой конъюгат мАТ к CD30 c цитостатиком MMAE (antimitotic agent monomethyl au-ristatin E) – препарат Brentuximab vedotin (Adcetris или SGN-35) – используют для терапии лимфомы Ходжкина и анапластической крупноклеточной лимфомы. В 2010 г. этой же группой ученых была разработана новая диагностическая технология по обнаружению ранних метастазов опухоли в регионарные лимфоузлы [33]. В её основе лежит визуализация лимфоангиогенеза с использованием мАТ к эпитопам лимфатических сосудов, меченных 124I, и позитрон-эмиссионной томографии.

Результаты первой фазы другого клинического испытания мАТ к трансмембранному протеину эндотелия сосудов tTF (truncated tissue factor) были опубликованы в 2009 г. [16]. Ученые индуцировали тромбоз сосудов, кровоснабжающих солидные опухоли у мышей. Связав растворимую мутантную форму основного ингибитора коагуляции сосудов tTFс протеином NGR, удалось сохранить тромбогенную активность комплекса. На мышиной модели с перевиванием аденокарциномы человека (А549), меланомы (М21) и фибросаркомы (НТ1080) на гистологических препаратах была показана частичная или полная тромбогенная окклюзия сосудов опухоли. С помощью МРТ обнаружили значительную редукцию опухолевой перфузии у людей. Направленный тромбоз сосудов опухоли, индуцированный tTF-NGR, может явиться новой стратегией лечения рака.

Несколько групп ученых изучают поверхностную экспрессию и иммуносупрессивные свойства других высокополиморфных стресс-индуцированных молекул MICA и MICB [2, 8, 9]. Эти молекулы, родственные антигенам МНС класса I, были описаны в конце 90-х годов ХХ века [26]. На поверхности нормальных клеток они отсутствуют либо содержатся в незначительном количестве, однако их экспрессия может индуцироваться в условиях клеточного стресса, при вирусных или бактериальных инфекциях, а также многократно увеличиваться при злокачественной трансформации клеток. Можно предположить, что антигенные детерминанты MICA или MICB послужат хорошими мишенями для радиоиммунотерапии. Конъюгация мАТ к данным стресс-индуцированным молекулам с определенным радиоизотопом поможет в борьбе с рядом злокачественных и инфекционных заболеваний.

Заключение

Радиоиммунотерапия – это многообещающее направление на стыке радиологии и иммунологии. В мире в стадии разработки и предклинических исследований находятся различные радиоиммунопрепараты. Некоторые из них уже изучаются в клинических исследованиях. Радиоиммунотерапия пациентов с некоторыми лимфопролиферативными и распространенными солидными опухолями находится на I/II фазах исследования, т.к. сложно подобрать адекватные критерии оценки результатов терапии. Однако с каждым годом расширяется спектр мишеней и антигенных детерминант для РИТ. Перспективным направлением современной РИТ является изучение новых би- и три-специфических антител для лечения локализованных и небольших новообразований. Российские ученые занимаются созданием РФП и ищут пути увеличения активно- сти таких препаратов и повышения их безопасности [5, 10]. Проводятся экспериментальные работы по оценке возможности применения РФП на основе противоопухолевых мАТ для РИТ некоторых видов опухолей [13, 38, 43].

Исследователи утверждают, что РИТ может помочь в лечении онкологических заболеваний, в том числе при диссеминации процесса, а также дает надежду на предотвращение заболеваний. Дальнейшее развитие ядерной медицины связано с разработкой и внедрением в широкую клиническую практику новых эффективных РФП, в том числе меченых антител и их фрагментов, рецептор-связывающих соединений, позитрон-излучающих радионуклидов, а также совершенствованием радиодиагностической аппаратуры.