Как вакцинация может помочь в лечении новообразований поджелудочной железы?
Борьба с раком поджелудочной железы с помощью иммунокомпетентных клеток имеет крайне ограниченный успех. Многообещающие результаты получены по итогу одного клинического испытания, в котором проводилось изучение персонализированного подхода к усилению иммунного ответа при таких опухолях.
Разработка иммунотерапии, в основе которой применение ингибиторов иммунных контрольных точек (ИИКТ), произвела революцию в лечении рака. Механизм действия ИИКТ заключается в облегчении атаки иммунной системой мутировавших белков (неоантигенов), которые экспрессируются исключительно раковыми клетками. Пептидные сегменты неоантигенов, по всей видимости, рассматриваются иммунной системой как чужеродные и могут активировать Т-лимфоциты (в частности, CD8 Т-клетки), которые способны уничтожать раковые клетки. Обычно раковые клетки поджелудочной железы не реагируют на ИИКТ. Считается, что это частично связано с тем, что такие опухоли меньше экспрессируют неоантигены, чем другие новообразования. Следовательно, с меньшей вероятностью активируется выраженный иммунный ответ противоопухолевых Т-клеток.
В своей статье в Nature Рохас с соавт.[1] оспаривают эту идею и описывают методику, при которой специфические к неоантигенам Т-клетки могут активироваться с помощью вакцины, которая кодирует неоантигены, специфичные для индивидуума. Исследование основано на результатах предыдущей работы среди людей, давно перенесших рак поджелудочной железы. Они имеют крайне специфичные неоантигены, которые могут стимулировать активность противоопухолевых Т-клеток [2,3].
Рохас с соавт. разработали вакцины, содержащие информационную РНК (рис. 1), соответствующую неоантигенам, для 16 человек с раком поджелудочной железы. Этим пациентам было проведено хирургическое удаление опухоли. У лиц, перенесших такую операцию, вероятность рецидива заболевания обычно составляет до 80 % [4].
Вакцины с мРНК кодировали до 20 неоантигенов (у каждого пациента), выделенных путем секвенирования ДНК и РНК из удаленных хирургическим способом опухолей. Введение вакцин осуществлялось внутривенно, спустя примерно девять недель после операции; рассматриваются планы ускорения создания и введения вакцин на следующем этапе исследования (II фаза клинических испытаний). Такое короткое время до начала лечения усиливает преимущества противораковых мРНК-вакцин, особенно в отношении высокоагрессивных опухолей.
Т-клетки, которые распознавали специфические неоантигены, соответствующие пептидам, кодируемым мРНК, обнаруживались в крови после вакцинации у половины участников исследования. Этих людей назвали иммунокомпетентными респондерами. Среди этих респондеров у одной половины был выявлен Т-клеточный ответ более чем на один неоантиген (политопный ответ), тогда как у другой на один неоантиген (монотопный ответ). Примечательно, что у всех лиц-респондеров не было выявлено признаков рецидива рака (средний период наблюдения составлял 18 месяцев) после операции, а у лиц, не являющихся респондерами, среднее время до рецидива составило 13,4 месяца. Эти данные чрезвычайно многообещающие; они обеспечат основу для будущих клинических испытаний.
Все пациенты также получали разовую дозу ИИКТ (атезолизумаб) перед введением мРНК-вакцины. Атезолизумаб воздействует на белок PD-L1, обнаруженный на опухолевых клетках, и усиливает активность уже существующих реактивных по отношению к опухолям Т-клеток, которые утратили свой функционал и «истощились» по причине взаимодействия PD-L1 и иммуносупрессорного рецептора PD-1. Авторы проанализировали образцы крови пациентов после лечения ИИКТ и выявили линии пролиферирующих Т-клеток (т.е. находящихся в стадии экспансии). Это признак активации Т-клеток в ответ на распознавание неоантигена. Эти клеточные линии удалось выявить путем секвенирования той последовательности ДНК Т-клеток, которая кодирует β-цепь Т-клеточного рецептора (благодаря нему Т-лимфоциты способны участвовать в иммунных реакциях). Т-клетки, которые пролиферировали при лечении атезолизумабом, отличались от тех, которые пролиферировали после введения мРНК-вакцины, что свидетельствует о том, что вакцина активировала специфичные к неоантигену Т-клетки.
Через четыре недели после введения последней дозы мРНК-вакцины пациенты прошли химиотерапию, непостоянной особенностью которой является подавление иммунных клеток, однако авторы обнаружили, что под действием вакцины активность Т-клеток не была подавлена. Это подчеркивает тот факт, что стратегии последовательного комбинированного лечения осуществимы в ведении пациентов с раком поджелудочной железы.
Возможно, наиболее убедительной частью полученных данных является свидетельство накопления иммунных клеток в области печени с признаками необычных изменений (т.н. поражением) у одного лица-респондера после проведения вакцинации. Хотя признаков рака в этом поражении не было выявлено, все линии Т-клеток, индуцированные вакциной, присутствовали в вышеупомянутом скоплении иммунных клеток. Интересно, что в этом поражении была обнаружена мутантная версия гена TP53, которая соответствовала таковой в опухоли поджелудочной железы. Это указывает на вероятность миграции некоторых раковых клеток в этот участок. Данное поражение печени впоследствии купировалось самостоятельно, что свидетельствует о том, что вакцина может способствовать элиминации опухолевых клеток, которые успели распространиться на отдаленные участки (т.н. микрометастазы).
Рохас с соавт. удалось отследить линии Т-клеток с помощью двух тестов (ELISpot и метод секвенирования Т-клеточных рецепторов; в обоих применялись образцы крови). Методики позволяют выявлять выраженные реакции Т-клеток (т.е. с признаками их выраженной активации), однако не позволяют фиксировать менее выраженные иммунные реакции. Около 11 % вакцинных неоантигенов явно приводили к выраженному Т-клеточному ответу. У 4 из 16 человек только один неоантиген приводил к формированию иммунного ответа. Следовательно, хотя одного высококачественного неоантигена может оказаться достаточно, чтобы вызвать элиминацию опухоли, опосредованную Т-клетками, важно выяснить, почему не обнаруживался иммунный ответ на другие неоантигены, содержащиеся в вакцине.
Кроме того, в случае неоантигенов, приводящих к формированию Т-клеточного ответа меньшей степени, можно усилить ответ, например, вводя дополнительные дозы ИИКТ, которые также могут предотвратить истощение Т-клеток.
Не менее важным будет исследование причин, по которым у половины людей не наблюдалось признаков ответа на введение вакцины, учитывая сходство клинических проявлений у лиц-респондеров и нереспондеров. Отличительные признаки исходной иммунологической функции, как например, реакция на введение другой мРНК-вакцины (против SARS-CoV-2) и накопление Т-клеток CD8 в опухоли поджелудочной железы в двух группах были одинаковыми.
И напротив, авторы выявили разницу между исследуемыми группами в том, что опухоли у респондеров характеризовались меньшим мутационным разнообразием, по сравнению с опухолями нереспондеров. Такое сниженное разнообразие может отражать последствия уже существующего иммунного ответа на опухоль, предполагая, что иммунная система у респондентов способна лучше распознавать опухоли. Сравнение характеристик каждого неоантигена с точки зрения его потенциальной способности вызывать Т-клеточный ответ, основываясь на данных по респондерам, демонстрирует, что потенциальные высокоспецифичные неоантигены вызывают более сильный антиген-специфический Т-клеточный ответ, о чем уже сообщалось ранее [2,3].
В отличие от некоторых персонализированных исследований вакцин [5,6], исследование Рохаса с соавт. продемонстрировало преобладание активации специфических к неоантигенам CD8 Т-клеток, которые считаются ключевыми элементами прямой цитотоксической активности против опухолевых клеток. Интересно, что авторы не обнаружили другого типа специфических к неоантигену Т-клеток — CD4 Т-хелперов — даже несмотря на то, что неоантигены в составе вакцин были селективны и приоритетны для активации обоих типов Т-клеток (хотя с помощью тестов, предназначенных для выявления Т-клеточных ответов слабой выраженности, могут обнаруживаться и индуцированные вакциной реакции CD4 Т-лимфоцитов). Известно, что CD4 Т-клетки — ключевые участники в обеспечении функционала CD8 Т-клеток и долгосрочного контроля опухолевого роста [7,8].
Это поднимает вопрос о создании мРНК-вакцины для обеспечения оптимальной активации обоих типов Т-клеток, включая оптимизацию относительно персистенции иммунных клеток, снижения истощения Т-клеток и развития иммунологической памяти. Приоритет на отборе для CD4-специфических неоантигенов остается проблемой, и методы улучшения их выявления могут, в свою очередь, привести к развитию реакций CD4 T-клеток высокой интенсивности [9-11]. Кроме того, основываясь на некоторых нюансах самой вакцины, таких как конструирование самой мРНК и состав липидных наночастиц, в которые заключается генетический материал, можно выявить дополнительные возможности для оптимизации Т-клеточных специфических реакций [12].
Рохас с соавт. обнаружили, что возможно использовать м-РНК вакцины, содержащие неоантигены, для лечения рака поджелудочной железы — заболевания, которое ранее считалось крайне агрессивным для подбора персонализированной терапии. Авторы получили сведения, которые также подчеркивают потенциал неоантигенов рака поджелудочной железы, что дает надежду на разработку новых методов лечения этой рефрактерной к терапии формы рака.
Рис. 1 | Лечение рака поджелудочной железы.
Рохас с соавт. [1] сообщают о клиническом испытании, которое было посвящено персонализированному подходу к лечению опухолей поджелудочной железы. Пациентам проводилось хирургическое удаление рака поджелудочной железы. Затем образцы клеток опухоли каждого человека использовались для секвенирования ДНК и РНК, чтобы идентифицировать последовательности, кодирующие пептидные сегменты мутантных версий белков (неоантигенов), специфически связанных с раковыми клетками. Авторы использовали информацию о неоантигенах для разработки и производства персонализированных вакцин, которые содержали информационную РНК, соответствующую определенным неоантигенам. Пациенты получали ингибитор иммунных контрольных точек (ИИКТ). Такой ИИКТ представлял собой антитело к белку PD-L1, расположенному на опухолевых клетках. Блокируя взаимодействия между PD-L1 и его иммунодепрессивным рецептором PD-1 на иммунных клетках (Т-лимфоцитах), введение ИИКТ стимулировало активность Т-клеток, пребывающих в дисфункциональном состоянии — истощении. После вакцинации у половины людей развился выраженный Т-клеточный ответ по крайней мере на один неоантиген вакцины. Те, у кого развился иммунный ответ, с меньшей вероятностью имели рецидив заболевания, возможным объяснением чему является присутствие новых специфических к неоантигену Т-клеток, индуцированных введением вакцины; последние способны уничтожать распространяющиеся опухолевые клетки. У пациентов, у которых все же наблюдался рецидив заболевания, был выявлен невыраженный (и/или низкой эффективности) специфический к неоантигену Т-клеточный ответ.
