PMC

mechanizmy immunomodulacji za pomocą chemioterapii—standardowe dawki

Standardowa chemioterapia nowotworowa może promować odporność nowotworu na dwa główne sposoby: (a) indukowanie śmierci komórek immunogennych jako część zamierzonego efektu terapeutycznego; oraz (b) zakłócanie strategii, których używają guzy, aby uniknąć odpowiedzi immunologicznej. Duża część danych pokazuje, że niektóre leki chemioterapeutyczne w standardowej dawce i schemacie pośredniczą w ich działaniu przeciwnowotworowym przynajmniej częściowo poprzez indukcję śmierci komórek immunogennych (ryc. 1) (9). Proces ten obejmuje jednoczesne uwalnianie antygenów nowotworowych i emisję niebezpiecznych wzorów molekularnych (wilgotnych) w mikrośrodowisku nowotworu podczas śmierci komórki. Antracykliny aktywują ekspresję receptora rozpoznawania wzorców (PRR) toll-like receptor-3 (TLR3), szybkie wydzielanie IFNs typu I i uwalnianie chemokiny cxcl10; sygnatura genu IFN typu i przewidywała odpowiedź na leczenie antracyklinami u pacjentów z rakiem piersi(10). Filogenetycznie konserwowana sygnalizacja chemokiny przez CXCL8 zwiększa ekspozycję kalretykuliny na powierzchnię komórki nowotworowej, która jest krytyczna dla rozpoznawania i pochłaniania umierających komórek nowotworowych przez DCs (11). Białko wiążące pudełko o wysokiej mobilności-1 (HMGB-1) lub ATP uwalniane do mikrośrodowiska guza wiążą odpowiednie PRRs, TLR4 i receptor purynergiczny P2RX7. Aktywuje to stan zapalny NLRP3, w wyniku czego następuje wydzielanie IL1ß i aktywacja wydzielających IFNy limfocytów T CD8+ (8,12). Podkreślając możliwe znaczenie kliniczne tych szlaków, utrata polimorfizmów TLR4 i P2RX7 związana jest z większym ryzykiem nawrotu raka piersi po chemioterapii opartej na adiuwancie antracyklinowym (13-14) oraz utrata polimorfizmów TLR4 z krótszym czasem przeżycia bez progresji (PFS) i całkowitym czasem przeżycia (OS) u pacjentów z zaawansowanym rakiem jelita grubego (15) i rakiem płaskonabłonkowym głowy i szyi (16). Utrata funkcji polimorfizmów w TLR4 lub P2RX7 nie wpływa na wynik kliniczny u pacjentów z niedrobnokomórkowym rakiem płuca (17), co sugeruje, że biologia guza, środek chemioterapeutyczny lub oba te czynniki mogą wpływać na to, czy śmierć komórek nowotworowych jest immunogenna i który szlak śmierci komórek jest aktywowany. Inne formy immunogennej śmierci komórek wywołanej chemioterapią obejmują autofagię (18) i nekroptozę (19).

alternatywnie, chemioterapia może modulować różne cechy Immunobiologii nowotworu (rycina 2) w sposób zależny od leku, dawki i harmonogramu (recenzja w 2). Optymalna integracja immunoterapii ze standardowymi terapiami przeciwnowotworowymi w celu zminimalizowania interakcji antagonistycznych i zaangażowania potencjalnych synergii ma zatem ogromne znaczenie. Jedną z oczywistych strategii jest dawanie immunoterapii w ustawieniu minimalnej choroby resztkowej, po tym, jak masa guza została optymalnie zmniejszona z chirurgią i chemioterapią ogólnoustrojową. Ta strategia sekwencjonowania minimalizuje negatywny wpływ guza luzem na siłę przeciwnowotworowej odpowiedzi immunologicznej. Umożliwia również chemioterapię modulować fenotyp immunologiczny wszelkich resztkowych komórek nowotworowych. Oprócz indukowania śmierci komórek immunogennych i wydzielania IFN typu I, antracykliny promują zależną od CCL2/CCR2 rekrutację funkcjonalnych komórek prezentujących antygen do miejsca guza, ale nie do opróżniających nowotwór węzłów chłonnych (20). Różne leki chemioterapeutyczne mogą modulować wewnętrzną immunogenność komórek nowotworowych za pomocą różnych mechanizmów (omówione w 2). Chemioterapia może zwiększyć prezentację antygenu nowotworowego poprzez regulację ekspresji samych antygenów nowotworowych lub cząsteczek MHC klasy I, do których wiążą się antygeny. Alternatywnie, chemioterapia może zwiększać aktywność cząsteczek Ko-stymulujących (B7-1) lub zmniejszać aktywność cząsteczek Ko-hamujących (PD-L1/B7-H1 lub B7-H4) na powierzchni komórek nowotworowych, zwiększając siłę działania efektorowych komórek T. Chemioterapia może również sprawić, że komórki nowotworowe będą bardziej wrażliwe na lizę pośredniczoną przez limfocyty T poprzez mechanizmy zależne od fas, perforyny i granzymu B.

jednym z przykładów immunomodulującej chemioterapii standardowej dawki jest gemcytabina, która ma plejotropowe działanie immunologiczne. Indukuje apoptozę komórek nowotworowych i wzmacnia krzyżowanie limfocytów T CD8+ w modelach zwierzęcych (21). Odwraca również wadliwą krzyżową prezentację antygenów nowotworowych przez DCS naciekające nowotwór (22). Podanie gemcytabiny przed szczepieniem lub agonisty CD40 zwiększało przeżywalność myszy leczonych chemioimmunoterapią (21, 23). Z drugiej strony gemcytabina + cisplatyna podawana po immunoterapii wektorem adenowirusowym wykazującym ekspresję IFNa (AdIFNa) również wykazywała większą aktywność przeciwnowotworową niż chemioterapia lub sama AdIFNa, poprzez zwiększenie liczby, aktywację i handel limfocytami naciekającymi nowotwór specyficznymi dla antygenu (TIL) (24). W innym badaniu wykazano, że chociaż poziom obwodowych komórek T swoistych dla antygenu był zmniejszony, jednoczesne stosowanie gemcytabiny zwiększyło skuteczność szczepionki opartej na DC zarówno poprzez zwiększenie handlu komórkami T, jak i uczulenie komórek nowotworowych na lizę za pośrednictwem komórek T (25). Zmniejszonej odporności obwodowej uniknięto podając gemcytabinę po dwóch cyklach szczepienia. Dodatkowo, gemcytabina znacząco zmniejszała Mdsc w przedklinicznych modelach zwierzęcych (24, 26, 27). Zasady te zostały zbadane w badaniu TeloVac, badaniu klinicznym fazy 3 mającym na celu strategiczne wykorzystanie wpływu standardowej dawki gemcytabiny na odporność i odpowiedzi kliniczne na rozwiązłą szczepionkę GV1001 klasy II telomerazy MHC podawaną z adiuwantem GM-CSF (28). W badaniu tym randomizowano 1062 pacjentów z zaawansowanym lub przerzutowym rakiem trzustki w stosunku 1:1:1 do standardowej chemioterapii gemcytabiną / kapecytabiną (w ramieniu 1 GemCap), dwa cykle GemCap, po których następują szczepienia w dniach 1, 3 i 5, następnie raz w tygodniu x 3, a następnie w 6 tygodniu, a następnie co miesiąc, aż do progresji choroby, w którym to czasie pacjenci powrócili do chemioterapii GemCap (w ramieniu 2 sekwencyjnym) lub równoczesnego stosowania GemCap przez 6 cykli z GV1001+GM-CSF podawanym jak w ramieniu 2 (w ramieniu 3 równoległym). Pierwszorzędowym punktem końcowym tego badania był OS. System operacyjny w ramieniu równoległym był praktycznie identyczny z ramieniem kontrolnym GemCap, z tendencją do gorszego systemu operacyjnego w ramieniu sekwencyjnym. Odsetek obiektywnych odpowiedzi i PFS był znacznie gorszy w ramieniu sekwencyjnym w porównaniu do pozostałych dwóch ramion. Co ważne, sekwencyjne ramię tego badania zostało zaprojektowane częściowo w oparciu o dane podsumowane powyżej, w którym krótki cykl chemioterapii przed szczepieniem może zwiększyć krzyżową prezentację antygenu, a powrót do chemioterapii po szczepieniu może zwiększyć szczepioną odporność poprzez uwalnianie antygenów nowotworowych i tłumików. Synergii między chemioterapią a immunoterapią w badaniu TeloVac mogły zapobiec co najmniej 3 czynniki. Po pierwsze, wielu pacjentów z ramienia sekwencyjnego nigdy nie powróciło do chemioterapii z powodu szybkiego postępu choroby po rozpoczęciu fazy szczepienia sekwencyjnego. Problem ten przemawia za testowaniem strategii takiej jak ta u pacjentów z wolniejszym tempem choroby, dając czas na ustalenie głębokiej i silnej odpowiedzi immunologicznej przeciwnowotworowej (29). Po drugie, indukcja apoptozy komórek nowotworowych jest konieczna do wzmocnienia krzyżowej prezentacji antygenu przez gemcytabinę (21); analiza indukcji apoptozy przez GemCap w badaniu TeloVac wykazała, że apoptozę indukowano u <25% pacjentów. Nawet u pacjentów z objawami indukcji apoptozy nie było dowodów na zwiększoną obwodową odpowiedź immunologiczną po szczepieniu (Middleton i współpracownicy, niepublikowane dane). Ponadto wyniki pacjentów powracających do chemioterapii po szczepieniu nie były lepsze niż u pacjentów leczonych samą chemioterapią (28). Wreszcie, modulacja mikrośrodowiska guza za pomocą chemioterapii mogła być również ograniczona przez charakterystykę zrębową raka trzustki, ponieważ synergia terapeutyczna pomiędzy szczepionką a gemcytabiną w przedklinicznych modelach guza trzustki była obserwowana w przypadku podskórnych guzów trzustki, ale nie wtedy, gdy te same komórki raka trzustki były wszczepiane ortotopowo (25). Istotne jest również, że analiza Mdsc U 19 pacjentów otrzymujących Standardowy GemCap nie wykazała zmniejszenia liczby Lin-DR-CD11b + MDSC, ale liczba MDSC zmniejszyła się u 19/21 pacjentów otrzymujących GemCap jednocześnie z GV1001+GM-CSF (30). U dziewięciu z tych 21 pacjentów wytworzyły się limfocyty T swoiste dla GV1001, a Mdsc zmniejszyło się u 8/9 z tych pacjentów.

inne badania wykazały, że standardowa chemioterapia może hamować immunoterapię. W badaniu fazy 2 zintegrowano GVAX trzustki ze standardowym leczeniem uzupełniającym u 60 pacjentów z rakiem trzustki w stadium 2. i 3. (31). W tym badaniu klinicznym uczestnicy rozwinęli swoistą dla mezoteliny odpowiedź limfocytów T po jednym szczepieniu przed zabiegiem chirurgicznym, a następnie przeszli na adiuwantową chemioterapię opartą na 5-fluorouracylu przed otrzymaniem 3 dodatkowych szczepień wzmacniających. Indukowana szczepionką odpowiedź limfocytów T swoista dla mezoteliny została zmniejszona podczas chemioterapii adiuwantowej i przywrócona przez szczepienia wspomagające (Lutz, Laheru i współpracownicy, niepublikowane dane). W badaniu III Fazy testowano GVAX stercza w skojarzeniu z chemioterapią docetakselem w dawce standardowej, randomizując pacjentów do grupy GVAX co 3 tygodnie z docetakselem bez prednizonu lub docetakselu z prednizonem w dawce 10 mg na dobę (32-33). Badanie zostało zamknięte po randomizacji 408 pacjentów z powodu braku równowagi zgonów w grupie zaszczepionej w stosunku do grupy kontrolnej. Co najmniej dwa główne czynniki mogły przyczynić się do niepowodzenia tego badania. Chociaż donoszono, że docetaksel hamuje MDSC i wzmacnia funkcję DC (34), a także indukuje translokację kalretykuliny (35), szczepionka ta nigdy nie była badana w klinice z zastosowaniem docetakselu w pełnej dawce. Chemioterapia może zatem powodować upośledzenie odporności wywołane szczepionką. Ponadto prednizon jest kluczowym składnikiem standardowego leczenia docetakselem u tych pacjentów i został pominięty w ramieniu szczepionki ze względu na możliwość hamowania odpowiedzi limfocytów T. W innym badaniu aktywność szczepionki przeciw ospie kanaryjskiej alvac-cea-B7.1 testowano w skojarzeniu z 5-FU + leukoworyna+irynotekan u 118 pacjentów z rakiem jelita grubego z przerzutami, gdzie 3 cykle samej szczepionki, po których zaszczepiono szczepionkę w połączeniu z chemioterapią, podano w dwóch grupach, a 4 cykle chemioterapii, po których zaszczepiono pacjentów bez progresji choroby w trakcie chemioterapii, podano w ostatniej grupie (36). Nie stwierdzono istotnych różnic między grupami, a chemioterapia nie hamowała komórek T specyficznych dla CEA. Wreszcie, do badania II Fazy szczepionki opartej na wirusie ospy kodującej mucin – 1 (MUC-1) i IL2 (TG4010) włączono 148 pacjentów z guzami MUC-1+, którzy otrzymali 6 cykli gemcytabiny+cisplatyna lub szczepienie TG4010A i równoczesną chemioterapię z 6 cyklami gemcytabiny+cisplatyna, gdzie szczepienie kontynuowano do czasu progresji choroby (37). Komórki cd16+CD56+ CD69 + natural killer występowały w normie u 73,2% pacjentów i wiązały się z korzystniejszym profilem bezpieczeństwa, krótszym czasem do progresji (HR=0,5) i całkowitym czasem przeżycia (HR=0,6) u pacjentów otrzymujących TG4010. Pacjenci z wysokim poziomem aktywowanych komórek Natural killer, którzy otrzymali TG4010, mieli gorsze wyniki. Na podstawie tych danych, faza 3 badania jest w fazie planowania. Wiele małych badań obejmujących 10-28 pacjentów wykazało, że równoczesna lub stopniowa standardowa chemioterapia nie hamuje i może wzmacniać odporności wywołanej szczepionką (2).

antagoniści immunologicznego punktu kontrolnego byli również łączeni z chemioterapią w standardowych dawkach, jednocześnie lub kolejno. W nasiennym badaniu III Fazy badano ipilimumab, antagonistę receptora CTLA – 4 lub placebo, w skojarzeniu ze standardową dawką dakarbazyny (850 mg/m2 pc.) u 502 pacjentów z czerniakiem w stadium 4. (38). W badaniu tym wykazano poprawę przeżycia po zastosowaniu ipilimumabu w skojarzeniu z dakarbazyną w porównaniu z samą dakarbazyną. W dwóch badaniach oceniano równoczesną chemioterapię ipilimumb w porównaniu z chemioterapią fazową z udziałem 204 pacjentów z niedrobnokomórkowym rakiem płuc (39) i 130 pacjentów z rozległym Stadium drobnokomórkowego raka płuc (SCLC) (40). W tych badaniach stosowano standardowy paklitaksel (175 mg/m2 pc.) i karboplatynę (AUC 6). Pacjenci otrzymywali 4 cykle chemioterapii + ipilimumab, a następnie 2 cykle chemioterapii lub 2 cykle chemioterapii, a następnie 4 cykle chemioterapii + ipilimumab. W przypadku niedrobnokomórkowego raka płuca obserwowano poprawę immunologicznego i standardowego PFS, jeśli pacjenci otrzymywali najpierw fazowe leczenie chemioterapią, a następnie chemioterapię + ipilimumab, podczas gdy w przypadku SCLC obserwowano poprawę immunologicznego, ale nie standardowego PFS w przypadku tej samej terapii fazowej. Wreszcie, w małym badaniu zbadano rekombinowane rozpuszczalne białko fuzyjne immunoglobuliny LAG-3 (IG), IMP321, jako jeden składnik terapii paklitakselem pierwszego rzutu u 30 pacjentów z przerzutowym rakiem piersi (41). IMP321 wiąże się z wysoką awidencją z MHC klasy II, co powoduje aktywację APC, a następnie aktywację komórek T pamięci. Sześciomiesięczne przeżycie bez progresji choroby wynosiło 90%, A analizy biomarkera wykazały trwały wzrost aktywowanych APC i większy odsetek komórek T z pamięcią naturalną killera i efektora CD8+.