Новые возможности регуляции противоопухолевого иммунного ответа

Многочисленные экспериментальные и клинические исследования последнего десятилетия утвердили концепцию иммунологического надзора за опухолевым ростом и ясно продемонстрировали, что иммунная система способна распознавать и разрушать клетки возникающих злокачественных опухолей и играет значительную роль в онкогенезе, опухолевой прогрессии и ответе на противоопухолевую терапию.

Опухоль обладает различными механизмами, способными разрушать иммунологическую защиту. Субпопуляции регуляторных Т-лимфоцитов и NKT-клеток, миелоидные супрессорные клетки, цитокины, такие как TGF-0 и IL-10, хемокины и многие другие супрессорные факторы участвуют в подавлении противоопухолевого иммунного ответа, обеспечивая прогрессивный рост опухоли [1, 2, 9, 24, 26, 37]. В исследованиях различных авторов была обнаружена взаимосвязь между количеством иммунокомпетентных клеток определенных популяций в опухолевом узле и периферической крови и продолжительностью безрецидивного периода и общей продолжительностью жизни пациентов со злокачественными новообразованиями. Определение иммунологических маркеров, коррелирующих с течением заболевания и клинической эффективностью проводимой терапии, поможет усовершенствовать методы современной противоопухолевой терапии, разработать ин- дивидуальные подходы к лечению пациентов различными формами злокачественных новообразований и прогнозировать успех лечения [7, 8, 13, 30, 34].

В нашей лаборатории было проведено изучение особенностей количественных изменений некоторых субпопуляций лимфоцитов периферической крови у первично-операбельных больных раком молочной железы (РМЖ) и диссеминированной меланомой на разных этапах опухолевого роста и в процессе противоопухолевой терапии.

Определение процентного содержания регуляторных популяций лимфоцитов у больных РМЖ показало, что у большинства пациенток (79,5%) количество CD4+CD25+FOXP3+ или CD4+CD25high CD127low/neg регуляторных Т-клеток (Т-рег) как до, так и после операции практически не отличалось от аналогичных показателей здоровых доноров на всех стадиях заболевания. Повышение количества этих клеток было отмечено лишь у 20,5% больных (рис.1). В исследованиях различных авторов было установлено, что популяция FOXP3+ Т-лимфоцитов является гетерогенной, и прогностическое значение изменений количества этих клеток в периферической крови зависит от нозологического варианта опухоли и может ассоциироваться как с негативным, так и, в определенных ситуациях, с положительным прогнозом заболевания [6, 43].

Диагностика и лечение опухолей. Оригинальные статьи

По данным различных авторов существенную роль в регуляции противоопухолевого иммунного ответа играют CD8+Т- и NKT-клетки. Во многих экспериментальных и клинических исследованиях была продемонстрирована супрессорная активность Т-клеток с фенотипом CD8+CD28- [10, 11, 18, 25, 27, 34]. Эта популяция лимфоцитов включает в себя как клетки-эффекторы, так и клетки-супрессоры. По данным Filaci и соавт. [10] CD8+CD28– Т-клетки периферической крови проявляли супрессорную активность только у онкологических больных, но не у здоровых доноров. Уникальную роль в регуляции иммунного ответа при различных патологических состояниях играют также NKT-клетки, которые могут как стимулировать, так и подавлять противоопухолевый иммунный ответ [3, 4, 17, 32]. Проведенное в наших исследованиях определение процентного содержания CD8+CD28– Т-клеток и CD45+CD3+CD16+CD56+ NKT-клеток у пациенток с РМЖ до и после операции, а также у больных на разных стадиях заболевания продемонстрировало, что оперативное вмешательство не влияло на количество обеих популяций. В то же время была обнаружена зависимость количества этих клеток от стадии заболевания. Как до, так и после оперативного вмешательства у пациенток с I и II стадиями заболевания отмечалось статистически значимое повышение процента CD8+CD28– Т-клеток и CD45+CD3+CD16+CD56+ NKT-клеток в составе CD45+CD8+ лимфоцитов по сравнению с донорами. Так до операции количество CD8+CD28– Т-клеток составило 83,2±1,3% при I и 75,3±1,7% при II стадии (норма 56,4±2,3%). Количество CD45+CD3+CD16+CD56+ NKT-клеток на ранних стадиях составило 17,7±1,3% и 14,5±1,2%, соответственно (норма 8,7±0,8%). В то же время у пациенток с III стадией количество клеток обеих популяций снижалось и практически не отличалось от нормы.

У обследованных нами пациенток процентное содержание NKT-клеток с фенотипом CD45+CD3+CD16+CD56+ исходно было повышено у 94,5% больных первично операбельным РМЖ, количество CD8+CD28– Т-клеток было выше нормы у 78% пациенток, а регуляторных CD4+CD25+FOXP3+ лишь у 20,5% больных (рис.1).

Следует отметить, что соотношение этих регуляторных популяций лимфоцитов, их функциональная значимость могут быть

Рис. 1.% больных первично-операбельным раком молочной железы, имеющих повышенное количество регуляторных популяций лимфоцитов в периферической крови иными при других нозологических формах рака. В частности, это касается регуляторных CD4+CD25+FOXP3+ Т-клеток, увеличение количества которых является неблагоприятным фактором при многих вариантах опухолей [2].

Подобная динамика количественных изменений была характерна и для основных популяций клеток-эффекторов противоопухолевого иммунитета: повышенное по сравнению с контролем количество NK-клеток и CD8+ цитотоксических (ЦТ) Т-клеток отмечалось у больных только на ранних стадиях заболевания, а у пациенток с III стадией было в пределах нормы. У больных I и II стадией цитотоксический потенциал (определявшийся как процент Perforin+ клеток в составе соответствующей популяции лимфоцитов) как CD45+CD8+ Т-лимфоцитов, так и CD45+CD16+ NK-клеток значительно превышал норму, но у пациенток с III стадией РМЖ различие с показателями здоровых доноров исчезало. Можно предположить наличие прямой зависимости между количественными изменениями супрессорных и эффекторных популяций клеток у больных первично-операбельным РМЖ. Параллельное уменьшение количества регуляторных и эффекторных популяций может скорее указывать на снижение иммунного ответа на поздних стадиях заболевания под влиянием супрессорных факторов, а не на его нормализацию.

В проведенном в нашей лаборатории исследовании, была обнаружена прогностическая значимость двух субпопуляций лимфоцитов периферической крови: CD45+CD8+CD11b+ цито-

Новые возможности регуляции противоопухолевого иммунного ответа токсических (ЦТ) Т-лимфоцитов и NKT-клеток с фенотипом CD3+CD8+CD16+. Была обнаружена связь между изменениями процентного содержания CD45+CD8+CD11b+ цитотоксических (ЦТ) Т-лимфоцитов и эффективностью проводимого лечения у больных диссеминированной меланомой, получавших дендритноклеточную вакцину (ДКВ) в терапевтическом и профилактическом режиме. Количество этих клеток постоянно возрастало в процессе лечения только у больных со стабилизацией процесса (к концу наблюдения оно увеличилось более чем в 3 раза) и у больных с ремиссией, получавших ДКВ в профилактическом режиме. У пациентов с прогрессированием заболевания количество этих лимфоцитов было снижено в течение всего периода наблюдения. Таким образом, отсутствие повышения количества цитотоксических CD45+CD8+CD11b+ Т-кле-ток у больных диссеминированной меланомой в процессе лечения ДКВ, по-видимому, является показанием к прекращению вакцинотерапии. У больных диссеминированной меланомой было обнаружено также неблагоприятное прогностическое значение повышения в периферической крови, в процессе лечения ДКВ, количества NKT-клеток с фенотипом CD3+CD8+CD16+: оно наблюдалось только в случае рецидива заболевания. Было установлено также, что вакцинотерапия у пациентов, имевших повышенное количество этих клеток уже до лечения, не имела терапевтического эффекта, в отличие от больных с исходно низким показателем. По-видимо-му, исходно повышенное количество этих клеток является неблагоприятным прогностическим фактором у данной группы больных и может служить основанием для отказа от дендритноклеточной вакцинотерапии.

Различные иммуносупрессивные факторы могут являться не только факторами прогноза заболевания и эффективности проводимой терапии, но и служить мишенями для целенаправленного терапевтического воздействия. Среди механизмов «ускользания» опухоли от иммунологического надзора важное место занимает нарушение регуляции взаимодействия активационных и ингибиторных сигналов, модулирующих процесс Т-клеточной активации [20, 42]. Хорошо известно, что основную роль в ответе на опухоль играют Т-клетки. Для их стимуляции необходимо взаимодействие Т-клеточного рецептора с опухолевым антигеном, презентированным в ком- плексе с молекулами MHC–I или MHC–II. Однако для оптимальной активации Т-клеток требуется сбалансированное взаимодействие сигналов c соответствующих ко-стимуляторных (CD28) и ко-ингибиторных (CTLA-4, PD-1) рецепторов, что обеспечивает как генерацию эффективного иммунного ответа, так и сдерживание активированных иммунных клеток после удаления антигена [35, 38, 39]. Хроническая антигенная стимуляция, часто наблюдающаяся при раке, приводит к устойчивой экспрессии ко-ингиби-торных рецепторов, таких как CTLA-4 и PD-1, на антиген-специфических лимфоцитах [20, 42].

В настоящее время получен ряд моноклональных атител (мАт), воздействующих на молекулы, регулирующие иммунный ответ,— так называемые «контрольные точки иммунитета» (immune checkpoints), что приводит к эффективному противоопухолевому иммунному ответу [21]. Например, мАт Ипилимумаб и Треме-лимумаб направлены против молекулы CTLA-4 (экспрессируется на активированных и регуляторных Т-клетках), взаимодействие которой с соответствующими лигандами (CD80/CD86) на антигенпрезентирующих клетках подавляет активацию Т-клеток. Блокируя сигнал с CTLA-4, эти мАт продлевают активацию Т-клеток и восстанавливают их пролиферацию, что повышает Т-клеточный иммунитет и способность пациента к эффективному противоопухолевому иммунному ответу [16, 28]. Bulliard и соавт. [5] и Simpson и соавт. [31] в экспреиментальных исследованиях продемонстрировали, что противоопухолевая активность анти-CTLA-4 антител может зависеть от их воздействия не только на эффекторные, но и на регуляторные Т-лимфоциты. Более высокая, по сравнению с клетками-эффекторами, экспрессия CTLA-4 на Tрег вызывает избирательное истощение регуляторных Т-клеток в опухолевом микроокружении. В экспериментальных и клинических исследованиях было обнаружено уменьшение количества Трег и повышение соотношения Т-эффек-тор/Трег в опухолевом узле в процессе терапии анти-CTLA-4 антителами [15, 23, 29, 33].

Рецептор PD-1 (B7-H1, CD274) экспрессируется на активированных Т- и В-клетках, моноцитах и регуляторных Т-клетках. Взаимодействие PD-1 с лигандом PD-L1 играет центральную роль в модуляции активности Т-клеток на периферии и в ускользании опу-

Диагностика и лечение опухолей. Оригинальные статьи

Таблица 1. Примеры использования моноклональных антител, направленных против ингибиторных молекул в клинических исследованиях (C.U. Blank. Current Opinion in Oncology, 2014, 26 (2).204

Мишень	Биологическая функция	Антитела или гибридные белки
CTLA-4	ингибиторный рецептор	Ипилимумаб, полностью человеческий IgG4
PD-1	ингибиторный рецептор	Ниволумаб, полностью человеческий IgG4
		Ламбролизумаб (MK-3475), гуманизированный IgG4
		CT-011, гуманизированный IgG
PD-L1	ингибиторный лиганд	BMS-936559 (MDX-1105), человеческий IgG4
LAG3	ингибиторный рецептор	IMP321, рекомбинантный растворимый гибридный белок LAG-3Ig
B7-H3	ингибиторный лиганд	MGA271 гуманизированноый IgG1

Таблица 2. Примеры использования моноклональных антител, направленных против стимуляторных молекул, в клинических исследованиях. C. U. Blank. Current Opinion in Oncology, 2014, 26 (2).204

Мишень Биологическая функция Антитела или гибридные белки ICOS Ко-стимуляторный рецептор MEDI570, полностью человеческий IgG1 CD40 Ко-стимуляторный рецептор CP-870,893, полностью человеческий IgG2 Лукатумумаб, полностью человеческий IgG1 CD137 Ко-стимуляторный рецептор Урелумаб (BMS-663513), полностью человеческий IgG4 PF-05082566, полностью человеческий IgG2 CD27 Ко-стимуляторный рецептор CDX-1127, полностью человеческий IgG1 OX40 Ко-стимуляторный рецептор анти-CD40 мышиный IgG GITR Ко-стимцляция TRX518, генно-инженерный человеческий IgG1 холи от иммунологического надзора [19]. Анти-PD-1 мАт BMS-936558 (Ниволумаб), CT-011 и MK-3475 (Ламбролизумаб), блокируя это взаимодействие, восстанавливают количество и функцию опухолеспецифических CD8+Т-кле-ток-эффекторов и отменяют супрессорную функцию регуляторных Т-клеток [28]. Высокий уровень экспрессии PD-L1 на опухолевых клетках коррелирует с плохим прогнозом заболевания у больных различными формами рака [14].

CD40 — костимуляторная молекула, которая экспрессируется на иммунных клетках и клетках различных опухолей. Противоопухолевый эффект анти-CD40 мАт (CP-870, 893; Dacetuzumab — SGN-40) может зависеть как от активации иммунных клеток, так и от прямого воздействия на опухолевые клетки путем индукции апоптоза [36].

OX40 — костимуляторная молекула, которая кратковременно экспрессируется CD4+ и CD8+ Т-клетками после активации, а также регуляторными CD4+CD25+ Т-клетками. Агони- стические мАт против OX40 повышают противоопухолевый иммунный ответ [40]. В настоящее время разрабатываются и другие таргетные препараты на основе моноклональных антител, направленных против маркеров иммунокомпетентных или опухолевых клеток, играющих решающую роль во взаимодействии организма и опухоли (табл. 1 и 2) [22, 28]. Проводятся экспериментальные и клинические исследования эффективности совместного применения различных мАт, а также их сочетания с химио-, цитокино- и вакцинотерапией [41, 44].

Таким образом, одним из основных механизмов, которые использует опухоль для поддержания своего роста, является разрушение иммунологической защиты и «ускользание» от иммунологического надзора [12]. В связи с этим разработка иммунотерапевтических методов, направленных на активацию эффекторных противоопухолевых механизмов и подавление иммуносупрессивных механизмов, является важнейшей задачей современной онкоиммунологии.

Новые возможности регуляции противоопухолевого иммунного ответа