Car-t клеточная иммунотерапия рака молочной железы

Новейшая CAR Т-клеточная иммунотерапия рака (лечение рака с помощью Т-клеток иммунной системы, изменённых химерным антигенным рецептором CAR) уже спасает жизни американцев.

4 ноября 2014 года. Жизнь двадцатилетнего парня Милтона Райта, кажется, наконец-то вошла в нормальное русло. После серии неудач в части образования, футбольной карьеры и планов по вступлению в морскую пехоту, он нашел свой путь, начиная карьеру рекламной модели в компаниях Zumiez и Adidas. Он почти уже забыл, что у него был рак.

Врач Райта, Ребекка Гарднер, доктор медицинских наук, подтвердила возврат лейкемии у Райта, но вместо обещания 6 месяцев оставшейся жизни она предложила ему стать вторым пациентом – участником проводимых ею клинических испытаний. Первый пациент не имел никаких признаков лейкемии всего через 9 дней после начала лечения.

CAR T-клеточная терапия является одним из видов иммунотерапии, новой волны экспериментальных и впервые утверждённых процедур, подстёгивающих иммунную систему на борьбу с раком так, как это она делает с другими болезнями. Эта тема преобладала в текущем году на заседании Американского общества клинической онкологии.

Некоторые врачи и учёные называют иммунотерапию основным направлением на пути к избавлению от рака. В 2014 году FDA одобрило еще два препарата иммунотерапии ─ для лечения меланомы и хронического лимфолейкоза, в том числе пембролизумаб (продаётся как Keytruda), который был официально одобрен для иммунотерапии меланомы в прошлом месяце.

Поскольку раковые клетки имеют черты здоровых клеток, иммунная система не распознаёт их, принимая за нормальные. В процессе клинических испытаний Ребекки Гарднер учёные генетически изменяют Т-клетки собственной иммунной системы человека ─ белые кровяные тельца (лейкоциты), которые путешествуют по всему телу в поисках инфекций и других нарушений нормального состояния. Цель этих изменений ─ научить их распознавать и атаковать раковые клетки лейкемии.

Признаком того, что Т-клетки работают, является лихорадка, но если врачи не смогут взять её под контроль, им, скорее всего, придется убить Т-клетки специальными препаратами и прекратить лечение рака.

После того, как учёные модифицировали Т-клетки Милтона Райта в лаборатории, он получил их обратно через капельницу, после чего стали ждать наступление лихорадки. Две недели спустя лихорадка, которую не удалось обуздать, привела его в реанимацию, и врачи стали обсуждать вариант уничтожения Т-клеток.

Два дня спустя лихорадка Райта прекратилась. Когда через несколько дней он стал достаточно крепким для процедуры спинномозговой пункции (с целью проверки на лейкемию), стало ясно, что рак исчез.

После выздоровления Райта ему сделали пересадку костного мозга ─ дополнительную гарантию против рецидива рака. Сейчас ему 21 год и своё восстановление он считает чудом, хотя уже довольно много людей с этим типом лейкемии успешно прошли подобные процедуры.

Другие техногенные антитела, разгоняющие иммунную систему, нацелены на различные этапы роста и распространения рака.

Сасура закончил лечение ─ четыре вливания за 12 недель, и с тех пор находится в состоянии ремиссии (значительное ослабление симптомов). Сканирование тела ещё показывает кое-где рак в его теле, но он не растет, а иногда сокращается.

Исследователи надеются, что эти результаты будут повторены с другими видами рака. Клинические испытания с препаратом Ipilimumab, которые сейчас проводятся, включают пациентов с раком молочной железы, лёгких, шейки матки, предстательной железы, головы и шеи, поджелудочной железы, почек, крови.

Год или более после иммунотерапии, такие люди, как Райт и Сасура, уже не думают о том, как они проведут свои последние дни. Жизнь у них продолжается. Сасура вернулся на работу по ремонту сантехники в кухнях и ванных комнатах. Райту разрешили вернуться в спортзал на несколько месяцев раньше тех, кого лечили только пересадками костного мозга. Вернув физическую форму, он теперь возвращается в модельный бизнес.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

В 2017 году завершился ряд крупных клинических исследований новой методики лечения рака, CAR Т-клеточной терапии. По их результатам были разрешены к применению два препарата – Kymriah и Yescarta. По сути, CAR Т-клеточная терапия одновременно является генной терапией, иммунотерапией.

В 2017 году завершился ряд крупных клинических исследований новой методики лечения рака, CAR Т-клеточной терапии. По их результатам были разрешены к применению два препарата – Kymriah и Yescarta. По сути, CAR Т-клеточная терапия одновременно является генной терапией, иммунотерапией и клеточной терапией.

Эта методика изменяет собственные лейкоциты пациента таким образом, чтобы они могли распознавать и уничтожать раковые клетки. Несмотря на ряд побочных эффектов, CAR T-клеточная терапия будет эффективной для большинства пациентов при отсутствии ответа на другие виды лечения или развитии рецидива.

Общие принципы лечения онкологических заболеваний

Традиционно в клинической практике широко применяются следующие методики:

• Хирургическое лечение, для удаления первичного опухолевого очага и метастазов, а также лечения осложнений основного заболевания
• Химиотерапия, для уменьшения опухоли в размерах, устранения метастазов и профилактики рецидивов
• Лучевая терапия, для местного воздействия на опухоль и подавления роста
• Пересадка костного мозга, для восстановления функции кроветворения при раке крови.

В настоящее время для получения более эффективных результатов лечение рака индивидуализируют. Безусловно, все виды терапии подбирают с учетом особенностей опухоли и состояния пациента. Тем не менее, протоколы химиотерапии утверждаются авторитетными организациями на международном уровне и не адаптируются к потребностям конкретного пациента.

Более того, каждый из методов терапии имеет свои ограничения, побочные эффекты и противопоказания, что в итоге не всегда приводит к достижению стойкой ремиссии заболевания.

Первым шагом к разработке индивидуального лечения рака стала таргетная терапия. Таргетная терапия включает применение лекарственных препаратов или вакцин, действие которых направлено на строго определенные виды раковых клеток. В частности, хорошо зарекомендовали себя в клинических исследованиях такие препараты, как Гливек (международное название – иматиниб) и Герцептин (международное название – трастузумаб). В состав этих препаратов входят моноклональные антитела к конкретным компонентам раковых клеток, присутствующих у пациента. Из-за высокой специфичности действия антитела атакуют и разрушают только онкологические клетки, не затрагивая здоровые ткани и органы.

Иммунотерапия, или адаптивная клеточная терапия, развивается в нескольких направлениях:

1. Создание противоопухолевых эффекторных лимфоцитов (tumor infiltrating lymphocytes, TIL). Измененные лимфоциты приобретают способность распознавать опухоль, проникать в злокачественные ткани и оказывать там прямое цитотоксическое действие. Это означает, что противоопухолевые эффекторные лимфоциты буквально убивают опухоль.
2. Создание специфических Т-клеточных рецепторов (T-cell receptors, TCR). Лимфоциты пациента обрабатывают веществами, похожими по составу на клетки опухоли. При этом на поверхности лимфоцитов появляется большое количество специфических рецепторов, которые способны легко находить подобные опухолевые клетки в организме.
3. Создание лимфоцитов с химерными рецепторами антигена (chimeric antigen receptor, CAR). В этом случае при помощи методик генной инженерии создаются специальные рецепторы, которые идеально подходят к клеткам опухоли пациента. После этого рецепторы размещают на собственных лимфоцитах пациента, которые начинают активно размножаться и бороться с опухолевой тканью.

Что представляет из себя CAR

CAR – тщательно разработанные искусственные молекулы, которых не существует в естественной среде. Цель создания CAR – атака особых молекул-мишеней на поверхности раковых клеток. Обычно это антигены CD19 и CD22, которые специфичны для злокачественных клеток при раке крови. Крайне важно, чтобы аналогичных молекул не было на поверхности здоровых клеток. В противном случае, здоровые клетки также подвергнутся атаке, что сведет к минимуму эффект от лечения.

Молекула CAR имеет сложное строение. Каждая часть химерного рецептора, или каждый домен, имеет свое значение в достижении конечного результата – уничтожении раковых клеток.

CAR состоит из следующих частей, начиная с поверхности:

За счет комплексного строения активированные лейкоциты с CAR разрушают раковые клетки по нескольким механизмам:

• Выброс в кровь цитотоксических веществ, перфорина и гранзимов. Цитотоксические вещества оказывают прямое действие на раковые клетки, приводя к их гибели.
• Синтез цитокинов и факторов транскрипции. Эти вещества создают благоприятные условия для размножения и выживания лейкоцитов, позволяют лейкоцитам дольше находиться в крови и воздействовать на опухоль.

Сфера применения CAR Т-клеточной терапии

Изначально идея CAR Т-клеточной терапии зародилась в Израиле, в 1989 году. Первое исследование клинического применения CAR было проведено в 1996 году на пациентах с раком яичника. Полученные результаты не были многообещающими, с тех пор методика CAR Т-клеточной терапии прошла длинный путь усовершенствования.

Период активного изучения CAR Т-клеточной терапии в рандомизированных клинических исследованиях пришелся на 2015-2017 годы. Учитывая особенности молекул CAR, эта методика применялась в небольших исследованиях, которые включали взрослых и детей. По итогам наилучшие результаты были получены при лечении острого лимфобластного лейкоза у детей, а также неходжкинских лимфом у взрослых. При этом CAR Т-клеточная терапия проводилась пациентам на поздних стадиях заболевания – при отсутствии эффекта от двух и более видов предшествующего лечения или при развитии рецидива.

В 2017 году были официально разрешены к применению 2 препарата, Kumriah и Yescarta. По результатам исследований было доказано, что CAR Т-клеточная терапия эффективно убивает раковые клетки и их предшественников.

Другая перспективная область применения CAR Т-клеточной терапии – лечение множественной миеломы. Для проведения клинических испытаний создаются новые CAR против антигена BCMA (B-cell maturity antigen), который появляется на зрелых онкологических клетках. Такой препарат сейчас находится на стадии разработки в Университете Пенсильвании при участии компании Novartis.

В будущем ученые рассмотрят вариант проведения CAR Т-клеточной терапии для лечения солидных опухолей, т.е. опухолей из эпителиальных низкодифференцированных клеток (в частности, рака молочной железы и рака кишечника). Сложность в создании специфичных для таких опухолей CAR заключается в постоянной мутации злокачественных клеток и непостоянстве состава поверхностных антигенов (молекул, которые распознают лимфоциты с CAR).

Схема проведения CAR Т-клеточной терапии

CAR Т-клеточная терапия использует собственные лейкоциты пациента для борьбы с раковыми клетками. Соответственно, первый этап терапии заключается в получении лейкоцитов пациента – это происходит в ходе экстракорпорального забора крови и лейкофереза (прямого получения из крови лейкоцитов). Помимо самого отбора лейкоцитов важен их качественный состав. В частности, из общего количества лейкоцитов удаляют моноциты, которые в естественных условиях тормозят активацию и размножение необходимых при проведении CAR Т-клеточной терапии Т-клеток.

В генетический код отобранных лейкоцитов внедряют новые участки, которые в дальнейшем обеспечат появление специфичных CAR на поверхности клеток. Новый генетический материал переносят в ДНК лейкоцитов при помощи обезвреженного вируса или транспозона (молекулы ДНК, способной мигрировать между геномами), эта методика не несет опасности заражения для пациента.

После получения обновленных лейкоцитов, содержащих CAR, клетки размножают в лабораторных условиях. Введение пациенту достаточного числа активных лейкоцитов с CAR – обязательное условие проведения эффективного лечения. Этот лабораторный этап наиболее продолжителен по времени и может занимать до 22 дней.

Для экономии времени был предложен вариант использования донорских лейкоцитов. Это позволило бы заранее подготовить вакцину в необходимом количестве. В дополнение, можно было бы избежать травматичного забора крови у пациента с лейкемией. Работу в этом направлении вела компания Cellectis, при участии компаний Servier и Pfizer. К сожалению, созданный на основе донорских лейкоцитов препарат UCART19 не был допущен к применению из-за высокой смертности среди пациентов.

В 2017 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration, FDA) по результатам клинических исследований утвердило два препарата для проведения CAR Т-клеточной терапии.

Первым препаратом, разрешенным к применению 30.08.2017, стал Kymriah (международное название – тисагенлеклусел) компании Novartis. Kymriah эффективен в лечении В-клеточного острого лимфолейкоза (ОЛЛ) у детей и взрослых в возрасте до 25 лет. Особое значение это имеет при лечении более взрослых пациентов, поскольку в детском возрасте пятилетняя выживаемость при ОЛЛ достигает 90 %.

Согласно результатам клинического исследования ELIANA, при лечении этим препаратом 83 % пациентов достигают ремиссии. Также стоит отметить, что терапию Kymriah рекомендуют тем пациентам, которые не ответили на несколько видов лечения, включая безуспешную пересадку костного мозга. Развитие рецидива заболевания также не является препятствием к применению Kymriah.

Препятствием к широкому применению Kymriah остается высокая стоимость терапии. Цена за создание и введение препарата, без учета стоимости госпитализации, достигает 475 000 долларов. На первый взгляд эта сумма довольно существенна, но она гораздо меньше затрат на пересадку костного мозга и последующее пожизненное медикаментозное лечение. В дополнение, производители препарата обещают сделать лечение бесплатным для тех пациентов, которые не получили от него значимой пользы в течение 1 месяца.

Несмотря на утверждение препарата для применения в практической медицине, исследования его действия продолжаются. Сейчас Kymriah проходит этап постмаркетинговых наблюдательных исследований.

Вторым препаратом, разрешенным к применению для CAR Т-клеточной терапии 18.10.2017, является Yescarta (международное название – аксикабтаген цилолейцел) компании Kite Pharma Inc. Yescarta применяется для лечения поздних стадий неходжкинских лимфом у взрослых.

Аналогично Kymriah, Yescarta назначают пациентам при отсутствии ответа на лечение или рецидиве после проведения минимум двух типов терапии. Единственное ограничение к применению препарата – первичное поражение лимфомой головного или спинного мозга.

Что касается эффективности, то при обследовании 100 пациентов с резистентной к лечению или рецидивирующей В-клеточной лимфомой 51 % пациентов достиг полной ремиссии после однократного вливания препарата. У 72 % пациентов наблюдалась положительная реакция на препарат.

Стоимость курса CAR Т-клеточной терапии препаратом Yescarta достигает 373 000 долларов. Производители ищут способы удешевить этапы производства препарата, делая лечение более доступным для рядового пациента.

Побочное действие CAR Т-клеточной терапии

CAR Т-клеточная терапия дает шанс собственным иммунным клеткам пациента увидеть и уничтожить клетки опухоли. При этом мощная стимуляция иммунитета неизбежно оказывает действие на организм в целом и часто приводит к развитию серьезных побочных явлений. Медицинские учреждения, в которых проводится CAR Т-клеточная терапия, проходят специальную сертификацию. Перед началом лечения пациентам подробно рассказывают о возможных побочных явлениях, чтобы у них была возможность оценить все риски лечения.

Побочные реакции на препараты развиваются в течение 1-22 дней после инфузии. К побочным реакциям относят:

• Снижение количества лейкоцитов, ослабление иммунной системы, развитие инфекционных заболеваний
• Анемию, артериальную гипотензию
• В редких случаях – острую почечную недостаточность
• Неврологическую симптоматику, в тяжелых случаях – отек головного мозга

Наиболее действенный способ противодействовать синдрому выброса цитокинов – применение лекарственных средств-блокаторов. В частности, к таким препаратам относится Актемра (международное название – тоцилизумаб), которая блокирует действие интерлейкина-6. Также эффективны обычные нестероидные противовоспалительные средства (например, Диклофенак).

Перспективы CAR Т-клеточной терапии

CAR Т-клеточная терапия – молодая методика, требующая длительного дальнейшего изучения. В настоящее время проходит более 200 клинических исследований, ставящих перед собой различные вопросы.

Наиболее актуальны следующие из них:

CAR Т-клеточная терапия показала высокую частоту ремиссии у больных острым лимфобластным лейкозом из предшественников В-клеток и В-клеточными лимфомами.

Несмотря на впечатляющие успехи, более длительные наблюдения выявили: для достижения длительной ремиссии этой инновационной терапии недостаточно.

Приблизительно 30-50% пациентов, которые достигают ремиссии заболевания через месяц с CD19 CAR-T, в конечном итоге переживают рецидив рака.

Обычно это происходит в течение 1 года лечения.

Доктор Фрай является соавтором обзорной статьи в журнале Nature, где они вместе с Нирали Шах подробно описали препятствия, мешающие CAR T-клеточной терапии полностью раскрыть свой потенциал.

В обзорной статье представлен исчерпывающий список препятствий:

• Огромная стоимость и проблемы с доступностью CAR-T
• Производство высококачественных и эффективных агентов
• Далекий от идеала контроль побочных эффектов

Кроме того, авторы обзора подчеркнули необходимость разработки надежных и единых критериев для определения токсичности и эффективности любого продукта на основе CAR-T.

Возможные причины неудачи CAR Т-клеточной терапии рака

В настоящее время самым главным препятствием для успеха CAR T-клеточной терапии является вероятный рецидив заболевания. Существует два возможных объяснения рецидива рака после CAR-T.

Первая причина — низкая устойчивость модифицированных Т-клеток после инфузии. Чтобы преодолеть это ограничение, потребуется сложная оптимизация производства и разработки продукта, а также более глубокое понимание биологии Т-лимфоцитов и химерных антигенных рецепторов.

Кроме того, разрабатываются альтернативные способы введения CAR-T. Например, детская больница Сиэтла проводит пилотное исследование, чтобы определить, может ли введение Т-клеточно-антигенпрезентирующих клеток (T-APC) после CD19 CAR-T повысить устойчивость и предотвратить рецидив рака.

Вторая причина — это рецидив заболевания в результате потери антигена. Развивается резистентность опухолевых клеток к терапии, поскольку модифицированные Т-лимфоциты перестают их распознавать.

Потеря антигена, как правило, ограничивается CAR T-клеточной терапией и другими таргентными иммунотерапиями, такими как привлекающий Т-клетки биспецифический активатор (BiTE).

Доклинические данные свидетельствуют, что потеря антигена может происходить во время лечения солидных опухолей, а клинические исследования показали, что потеря антигена возможна при лечении глиобластомы.

Сегодня американские ученые активно работают над тем, чтобы предотвратить уклонение опухолевых клеток от терапии химерным антигенным рецептором и своевременно идентифицировать эти изменения.

В обзорной статье говорится, что в настоящее время разрабатываются новые конструкции CAR, которые нацелены на множественные антигены. В разных клинических центрах проводится несколько клинических испытаний для нацеливания на CD19 / CD22 при ОЛЛ и диффузной В-крупноклеточной лимфоме.

Константин Моканов: магистр фармации и профессиональный медицинский переводчик

• 
  Петербургский онколог призвал отменить фейковые данные о смертности и заболеваемости
• 
  Что и как лечат стволовыми клетками
• 
  Пороки клапанов сердца: классические подходы и новые альтернативы

Исследования Т-клеток (лимфоциты, распознающие и уничтожающие чужеродные клетки) Мишель Саделейн начал более 25 лет назад. В его успех тогда мало кто верил. Но первое клиническое исследование в Центре клеточной терапии и инженерии онкологического центра Слоан-Кеттеринг в Нью-Йорке 8 лет назад показало удивительные результаты. Первый пациент, которому ввели генетически модифицированные собственные Т-клетки, живет до сих пор без рецидива.

— У этого пациента было рецидивирующее/рефрактерное онкологическое заболевание. Он уже получил противоопухолевую химиотерапию, трансплантацию костного мозга, но все это не работало против опухоли. Оставалось жить считанные недели. CAR-T была терапией отчаяния, — рассказал Мишель Саделейн. — Но он, как и 85% других пациентов с рецидивирующим рефрактерным течением заболевания вышел в ремиссию после терапии CAR-T.

В это время в других центрах, где использовали идеи Саделейна и проводили свои исследования воспроизвели и получили такие же клинические результаты. Как рассказал Мишель Саделейн, в США они вызвали небывалую реакцию. В 2013 году журнал Science назвал метод прорывом года в иммунотерапии, и FDA (Управление по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов США) — тоже назвало эту технологию прорывной и позволило развивать ее быстрее в клиническом центре. А в прошлом году FDA впервые одобрило CAR-T терапию к клиническому применению.

— Одобрение очень важно, потому что, во-первых, это отличная новость для пациентов с рецидивирующим рефрактерным течением лейкозов и лимфом. Во-вторых, впервые в мире регулятор одобрил клеточную терапию как новую форму медицины, несмотря на то, что для него это — культурный шок, — рассказал Саделейн. — Потому что пациент получает не химиотерапию и не моноклональные антитела, не вакцину и не лучевую терапию. Мы лечим клеткой — создаем живое (точнее, живущее) лекарство. Эта живая клетка вводится пациенту 1 раз и является, собственно, лекарством. Она делится, число Т-клеток растет: одна клетка создает целую армию себе подобных для борьбы с опухолевыми клетками. Эта битва продолжается дни, недели, месяцы.

Мишель Саделейн называет событием исторической важности и то, что фармкомпании впервые стали разрабатывать клетки как лекарство — до этого они создавали только химические молекулы или моноклональные антитела.

— Для каких заболеваний клинически подтверждена эффективность CAR-T терапии?

— Лучшие результаты были получены у пациентов с острым лифмобластным лейкозом, хорошие — с лимфомами и хроническими лимфолейкозами. Сейчас некоторые научные группы сообщают и о хороших результатах в лечении пациентов с множественной миеломой. 25 лет назад никто не верил в успех этих исследований, а теперь все хотят работать с клеточными технологиями. На сегодня в мире около 2 тысяч пациентов получили это лечение, без учета Китая — там их намного больше. В этой стране очень быстро адаптируют новые технологии и любой крупный госпиталь в Китае занимается клетками. В России (в Москве) тоже несколько пациентов уже получили такую помощь. Несколько российских научных групп занимаются разработкой дизайна CAR-T.

— Сколько стоит использование этой иммунотерапии для пациента? И как это лечение выглядит на практике?

— Для пациента это стоит столько, сколько берет фарминдустрия — 450 - 490 тысяч долларов. Для сравнения: трансплантация костного мозга в США стоит столько же. В нашем Центре клеточной терапии и инженерии — около 35 тысяч долларов. Но мы не можем лечить много пациентов в нашем центре. Я вижу два пути для распространения этого метода. Первый — бигфарма, другой — академическое сотрудничество с другими центрами, где могут быть созданы эти технологии. Бигфарма в лице пока одной компании — Новартис — уже создала большое производство в Германии, Японии и других странах. У них есть связь с конкретными стационарами, где забираются клетки конкретного пациента и доставляются в подразделение фармкомпании по территориальной принадлежности. Там на них устанавливается химерный рецептор и клетки отправляются обратно в клинику.

— Может ли CAR-T заменить донорство костного мозга?

— Эта технология создана и применяется для лечения пациентов, у которых после химиотерапии и трансплантации костного мозга остается неблагоприятный прогноз на выживание. Это либо первичные резистентные пациенты, либо пациенты с множественными рецидивами. Для них это технология отчаяния. Группы, в которой сравнивались бы пациенты, получившие только трансплантацию костного мозга и только CAR-T, нет. Был только один случай, когда использовались клетки CAR-T до трансплантации клеток костного мозга, но они оказались неэффективными — пересадка стволовых клеток костного мозга все равно потребовалась. Так что трансплантация не уйдет в прошлое с появлением этой технологии: CAR-T терапия — не метод выбора. Это новая опция, а не замещающий метод лечения лейкоза, лимфомы и миеломы.

— Можно ли использовать этот метод лечения для других видов рака?

— Тот CAR, который сегодня существует не будет работать для других раков. В некоторых центрах попытались работать с подобными CAR для солидных опухолей, но результаты были не так хороши, как при опухолях кроветворной ткани: есть несколько неплохих эффектов, но это не 90% как при лейкозах. Мы считаем, что существующий CAR не готов еще сражаться с солидными опухолями. К таким исследованиям готовятся, и в нашем центре открыты несколько клинических исследований по лечению существующими CAR-Т клетками мезателиомы, рака легкого, рака молочной железы и гинекологического рака. Думаю, что эти исследования продлятся еще несколько лет.

— Что происходит с CAR-T клетками, когда они справляются с опухолью и ее клетки уже не обнаруживаются?

— Они прекращают работу и умирают. У одних исчезают через несколько недель, у других — через два года. А у некоторых живут много лет. И мы до сих пор пытаемся понять, почему такая разница в сроке их жизни. Химерный рецептор у всех одинаковый, а сама клетка, к которой он прикрепляется каждый раз, разная у каждого пациента. Поэтому с нашими клетками очень трудно работать фармакологам — они делают живое лекарство, которое всякий раз разное, оно зависит от многих факторов. В том числе от возраста пациента. Дети и взрослые имеют разное качество клеток. Предполагается, что чем моложе пациент, тем лучше качество лечения. Но мы лечили однажды и 74-летнего мужчину, у него были хорошие результаты.

— Есть ли у этого лечения побочные эффекты?

— Побочных эффектов много, у них разная степень выраженности. Но нам они уже понятны, есть средства для борьбы с ними.

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Штыров Евгений Михайлович, Зотов Руслан Андреевич, Лапштаева Анна Васильевна

Ежегодный рост случаев онкологических заболеваний диктует необходимость поиска и разработки новых методов диагностики и терапии онкозаболеваний. В статье представлены результаты анализа современных литературных источников, посвященных CAR T-клеточной терапии, ставшей прорывным направлением в лечении ряда гематологических опухолей. В основе CAR T-клеточной терапии лежит создание пула опухоль-специфичных цитотоксических лимфоцитов путем внесения ex vivo трансгена, кодирующего химерный антигенный рецептор. В статье изложены основные принципы, возможные осложнения, преимущества и недостатки CAR T-клеточной терапии.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Штыров Евгений Михайлович, Зотов Руслан Андреевич, Лапштаева Анна Васильевна

CAR T-cell Therapy as a Modern Method for the Treatment of Oncological Diseases

The annual increase in cases of oncological diseases dictates the need to search for and develop new methods for diagnosing and treating cancer. The article presents the results of the analysis of modern literature sources devoted to CAR T-cell therapy, which has become a breakthrough trend in the treatment of a number of hematological tumors. The basis of CAR T-cell therapy is the creation of a pool of tumor-specific cytotoxic lymphocytes by introducing an ex vivo transgene encoding a chimeric antigen receptor (CAR). The article outlines the basic principles, possible complications, the advantages and disadvantages of CAR T-cell therapy.

Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019

CAR T-КЛЕТОЧНАЯ ТЕРАПИЯ КАК СОВРЕМЕННЫЙ МЕТОД ЛЕЧЕНИЯ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

CAR T-CELL THERAPY AS A MODERN METHOD FOR THE TREATMENT OF ONCOLOGICAL DISEASES

Аннотация. Ежегодный рост случаев онкологических заболеваний диктует необходимость поиска и разработки новых методов диагностики и терапии онкозаболеваний. В статье представлены результаты анализа современных литературных источников, посвященных CAR T-клеточной терапии, ставшей прорывным направлением в лечении ряда гематологических опухолей. В основе CAR T-клеточной терапии лежит создание пула опухоль-специфичных цитотоксических лимфоцитов путем внесения ex vivo трансгена, кодирующего химерный антигенный рецептор. В статье изложены основные принципы, возможные осложнения, преимущества и недостатки CAR T-клеточной терапии.

Abstract. The annual increase in cases of oncological diseases dictates the need to search for and develop new methods for diagnosing and treating cancer. The article presents the results of the analysis of modern literature sources devoted to CAR T-cell therapy, which has become a breakthrough trend in the treatment of a number of hematological tumors. The basis of CAR T-cell therapy is the creation of a pool of tumor-specific cytotoxic lymphocytes by introducing an ex vivo transgene encoding a chimeric antigen receptor (CAR). The article outlines the basic principles, possible complications, the advantages and disadvantages of CAR T-cell therapy.

Ключевые слова: иммунотерапия, CAR T-клетки, онкология.

Keywords: immunotherapy, CAR T-cells, oncology.

Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019

крайне актуальной, поскольку эффективность стандартных программ лечения, включая хирургию, лучевую терапию и химиотерапию, остается минимальной.

Цель работы: оценить основные принципы, возможные осложнения, преимущества и недостатки CAR T-клеточной терапии.

Химерный антигенный рецептор — это рекомбинантный рецептор, дающий возможность CD-8 Т-лимфоциту активироваться и взаимодействовать с опухолевыми клетками [3]. Молекула CAR имеет сложное строение и представлена следующими частями, каждая из которых выполняет определенную функцию:

- Гибкая шарнирная область обеспечивает подвижность рецептора и способствует более оперативной идентификации мишени.

- Трансмембранный домен необходим для закрепления химерного рецептора на поверхности Т-лимфоцита.

- Внутриклеточный трансмембранный домен, расположенный непосредственно на внутренней поверхности мембраны иммунной клетки, обеспечивает работу при контакте с опухолевой клеткой, а именно ее уничтожение. Данный домен состоит из следующих частей: активирующего сигнального домена, отвечающего за синтез молекул перфорина и гранзимов, вызывающих апоптоз опухолевой клетки, а также способствующий пролиферации лимфоцитов; и ко-стимулирующий домен, дополнительно активирующий работу лимфоцитов, продлевая срок их жизни в крови (данный домен присутствует в CAR второго поколения, CAR третьего поколения имеют в составе более двух ко-стимулирующих доменов).

CAR рецептор реагирует на антигены CD-19 и CD-22, которые специфичны опухолевым клеткам крови и отсутствуют на поверхности здоровых клеток. В противном случае здоровые клетки были бы подвержены атаке, что свело бы пользу от данного метода лечения к минимуму.

Производство CAR T-клеток

Выделяют несколько этапов производства CAR T-клеток для клинического применения: лейкоцитоферез, активация Т-лимфоцитов с помощью синтетического поликлонального активатора, доставка трансгена, экспансия в среде, обогащенной цитокинами, контроль качества клеточного препарата, криоконсервация и/или подготовка к введению [4].

На первом этапе производства кровь пациента центрифугируют для выделения лейкоцитов пациента. Ключевым фактором, необходимым для производства терапевтического клеточного продукта, является сбор достаточного количества Т-лимфоцитов (около 100*106 клеток). В связи с этим аферез целесообразно проводить до курса

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019

химиотерапии. Продукт афереза может быть подвержен криозаморозке или незамедлительно использован для создания Т-клеток, экспрессирующих CAR. Заморозка продукта дает большую мобильность для планирования терапии, однако сопровождается снижением количества клеток в результате процедуры.

Для второго этапа активации лимфоцитов чаще всего используют специальные реагенты — анти-CD3/CD28-антитела, иммобилизованные на магнитном носителе. Однако существуют и другие методы активации, такие как активация с использованием антиген-презентирующих клеток пациента или искусственных антиген-презентирующих клеток.

Третьим этапом является генетическая модификация клеток для чего применяются у-ретровирусные и лентивирусные векторы, а также система транспозон/транспозаза. В более 50% случаев используют у-ретровирусные векторы для создания CD19 CAR Т-клеток.

Перед введением препарата проводят контроль его качества — тестирование на микробиологическую безопасность, эффективность трансдукции и функциональную активность Т-лимфоцитов [5].

Однако, не смотря на положительные результаты CAR T-клеточной терапии, был выявлен ряд побочных эффектов: B-лимфопения, синдром цитокинового шторма и нейротоксичность.

Наиболее часто встречающимся побочным эффектом является B-лимфопения, характеризующаяся деплецией B-лимфоцитов. Аплазия B-лимфоцитов сохраняется на всем протяжении CAR T-клеточной терапии и приводит к гипогаммаглобулинемии. Данный побочный эффект не является угрозой жизни пациента и может быть скорректирован внутривенным введением иммуноглобулинов, поэтому не является противопоказанием к применению метода.

CAR T-клетки могут повреждать ткани, которые экспрессируют антиген, распознаваемый CAR. Так, в исследовании, проведенном среди 3 пациентов с метастатической почечноклеточной карциномой, получавших инфузии аутологичных Т-клеток, трансдуцированных с помощью CAR, нацеленного на карбоксиангидразу-IX, было отмечено повышение уровня аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы и общего билирубина в 3-4 раза. При биопсии печени пациентов был выявлен холангит с инфильтрацией Т-клеток, окружающих желчные протоки, также было обнаружено, что эпителиальные клетки желчных протоков экспрессируют карбоксиангидразу-IX [6].

В другом наблюдении пациент с метастатическим колоректальным раком, получавший инфузию аутологичных CAR T-клеток, направленных против антигена ERBB2 (Her-2 / neu), испытывал острый респираторный дистресс-синдром и отек легких, требующий искусственной вентиляции легких, впоследствии приведший к летальному исходу. Предполагается, что легочная токсичность и последующая смерть пациента связаны с экспрессией ERBB2 на нормальной ткани легкого [6].

Наиболее распространенной острой токсичностью CAR T-клеток является синдром цитокинового шторма (CRS — cytokine-release syndrome). Симптомами CRS-синдрома являются: лихорадка, тахикардия, гипотония, синдром капиллярной утечки, нарушение функций сердца, почек, печени. Цитокины, вовлеченные в CRS, могут непосредственно продуцироваться инфузированными CAR T-клетками или другими иммунными клетками, которые могут продуцировать цитокины в ответ на цитокины, продуцируемые

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019

инфузированными CAR T-клетками. Широкий спектр цитокинов, включая IL-6, интерферон-у, фактор некроза опухоли, IL-2, IL-8 и IL-10, повышен в сыворотке пациентов

Считается, что ключевым цитокином в образовании данного синдрома является IL-6. Этот интерлейкин обладает как противовоспалительными, так и провоспалительными эффектами, а результат зависит от варианта его взаимодействия с клеткой-мишенью. В классическом варианте при взаимодействии IL-6 с IL-6R происходит формирование комплекса лиганд-рецептор с димером мембранной молекулы gp130, которая экспрессирована на очень многих типах клеток. Этот комплекс активирует каскад внутриклеточных реакций, оборачивающихся обычно противовоспалительными эффектами. Но есть и другой вариант — trans-signalling. При этом IL-6 взаимодействует не с рецептором на мембране, а с растворимым рецептором sIL-6R. Они образуют комплекс, и уже этот комплекс взаимодействует с молекулами gp130. По всей видимости, другие клетки воспринимают это воздействие, как стресс, и реагируют на него провоспалительно [5, 8-10].

Результаты клинических исследований

Следует отметить, что до появления CAR T-клеточной терапии последствия рефрактерных агрессивных лимфом в основном были не удовлетворительными. Частота общего ответа была в пределах 25%, в 7% случаев отмечался полный ответ. Период общей выживаемости не более 6,3 месяцев. Новейшая терапия принесла 10 кратный рост частоты возникновения ремиссии и более чем на 70% уменьшила риск смертельного исхода.

Фундаментальные научные работы в CAR T-клеточной области, в основном, ведутся в США. Первое же место по общему числу проводимых CAR Т-клеточных терапий занимает Китай и на 3 месте по клиническим испытаниям. В Китае клинические исследования практически превратились в лечебный процесс, что обусловлено наиболее лояльной по сравнению с другими странами мира законодательной политикой в отношении проведения клинических испытаний. В России проходит одно клиническое испытание CAR T-клеток в Центре детской онкогематологии им. Димы Рогачева [8, 12].

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019

Преимущества и недостатки метода

Главным плюсом данной терапии является ее результативность, а именно: десятикратный рост частоты ремиссии и уменьшение риска летального исхода более чем на 70%.

К недостаткам метода можно отнести высокую стоимость (500 тыс долл.), сложность изготовления CAR T-клеток, низкую доступность метода, высокую вероятность развития побочных эффектов. Показатель общей выживаемости в течение полутора лет равняется 52%, это огромная цифра, но этого недостаточно [8].

1. Heymach J., Krilov L., Alberg A., Baxter N., Chang S. M., Corcoran R. B., Dale W., DeMichele A., Magid Diefenbach C. S., Dreicer R., . Burstein H. Clinical Cancer Advances 2018: Annual Report on Progress Against Cancer From the American Society of Clinical Oncology // J Clin Oncol. 2018. V. 36. №10. P. 1020-1044. DOI: 10.1200/JC0.2017.77.0446.

2. Geyer M. B., Brentjens R. J. Review: Current clinical applications of chimeric antigen receptor (CAR) modified T cells // Cytotherapy. 2016. V. 18. №11. P. 1393-1409. DOI: 10.1016/j.jcyt.2016.07.003.

3. Newick K., Moon E., Albelda S. M. Chimeric antigen receptor T-cell therapy for solid tumors // Mol Ther Oncolytics. 2016. №3. P. 16006. DOI: 10.1038/mto.2016.6

4. Davila M. L., Sadelain M. Biology and clinical application of CAR T cells for B cell malignancies // International journal of hematology. 2016. V. 104. №1. P. 6-17. DOI: 10.1007/s12185-016-2039-6.

5. Maude S. L., Frey N., Shaw P. A., Aplenc R., Barrett D. M., Bunin N. J., Chew A., Gonzalez V. E., Zheng Z., Lacey S. F., Mahnke Y. D., Melenhorst J. J., Rheingold S. R., Shen A., Teachey D. T., Levine B. L., June C. H., Porter D. L., Grupp S. A. Chimeric antigen receptor T cells for sustained remissions in leukemia // New England Journal of Medicine. 2014. V. 371. №16. P. 1507-1517. DOI: 10.1056/NEJMoa1407222.

6. Hartmann J., SchuBler-Lenz M., Bondanza A., Buchholz C. J. Clinical development of CAR T cells - challenges and opportunities in translating innovative treatment concepts // EMBO molecular medicine. 2017. V. 9. №9. P. 1183-1197. DOI: 10.15252/emmm.201607485.

7. Bonifant C. L., Jackson H. J., Brentjens R. J., Curran K. J. Toxicity and management in CAR T-cell therapy // Molecular therapy oncolytics. 2016. №3. P. 16011. doi:10.1038/mto.2016.11

8. Brentjens R. J., Davila M. L., Riviere I., Park J., Wang X., Cowell L. G., Bartido S., Stefanski J., Taylor C., Olszewska M., Borquez-Ojeda O., Qu J., Wasielewska T., He Q., Bernal Y., Rijo I. V., Hedvat C., Kobos R., Curran K., Steinherz P., Jurcic J., Rosenblat T., Maslak P., Frattini M., Sadelain M. CD19-targeted T cells rapidly induce molecular remissions in adults with chemotherapy-refractory acute lymphoblastic leukemia // Science Translational Medicine. 2013. V. 5. №177. P. е!77га38. DOI: 10.1126/scitranslmed.3005930.

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019

9. Grupp S. A., Kalos M., Barrett D., Aplenc R., Porter D. L., Rheingold S. R., Teachey D. T., Chew A., Hauck B., Wright J. F., Milone M. C., Levine B. L., June C. H. Chimeric antigen receptor-modified T cells for acute lymphoid leukemia // The New England Journal of Medicine. 2013. V. 368. №16. P. 1509-1518. DOI: 10.1056/NEJMoa1215134.

10. Lee D. W., Kochenderfer J. N., Stetler-Stevenson M., Cui Y. K., Delbrook C., Feldman S. A., Fry T. J., Orentas R., Sabatino M., Shah N. N., Steinberg S. M., Stroncek D., Tschernia N., Yuan

C., Zhang H., Zhang L., Rosenberg S. A., Wayne A. S., Mackall C. L. T cells expressing CD19 chimeric antigen receptors for acute lymphoblastic leukaemia in children and young adults: a phase 1 dose-escalation trial // The Lancet. 2015. V. 385. №9967. P. 517-528. DOI: 10.1016/S0140-6736(14)61403-3.

11. Wei G., Ding L., Wang J., Hu Y., Huang H. Advances of CD19-directed chimeric antigen receptor-modified T cells in refractory/relapsed acute lymphoblastic leukemia // Experimental hematology & oncology. 2017. V. 6. №1. P. 10. DOI: 10.1186/s40164-017-0070-9.

12. Gill S., Maus M. V., Porter D. L. Chimeric antigen receptor T cell therapy: 25 years in the making // Blood reviews. 2016. V. 30. №3. P. 157-167. DOI: 10.1016/j.blre.2015.10.003.

1. Heymach, J., Krilov, L., Alberg, A., Baxter, N., Chang, S. M., Corcoran, R. B., Dale, W., DeMichele, A., Magid Diefenbach, C. S., Dreicer, R., . & Burstein, H. (2018). Clinical Cancer Advances 2018: Annual Report on Progress Against Cancer From the American Society of Clinical Oncology. J Clin Oncol, 36(10), 1020-1044. doi:10.1200/JCO.2017.77.0446.

2. Geyer, M. B., & Brentjens, R. J. (2016). Current clinical applications of chimeric antigen receptor (CAR) modified T cells. Cytotherapy, 18(11), 1393-1409. doi:10.1016/j.jcyt.2016.07.003.

3. Newick, K., Moon, E., & Albelda, S. M. (2016). Chimeric antigen receptor T-cell therapy for solid tumors. Molecular therapy oncolytics, 3, 16006. doi:10.1038/mto.2016.6.

4. Davila, M. L., & Sadelain, M. (2016). Biology and clinical application of CAR T cells for B cell malignancies. International journal of hematology, 104(1), 6-17. doi:10.1007/s12185-016-2039-6.

5. Maude, S. L., Frey, N., Shaw, P. A., Aplenc, R., Barrett, D. M., Bunin, N. J., Chew, A., Gonzalez, V. E., Zheng, Z., Lacey, S. F., Mahnke, Y. D., Melenhorst, J. J., Rheingold, S. R., Shen, A., Teachey, D. T., Levine, B. L., June, C. H., Porter, D. L., & Grupp, S. A. (2014). Chimeric antigen receptor T cells for sustained remissions in leukemia. New England Journal of Medicine, 371(16), 1507-1517. doi:10.1056/NEJMoa1407222.

6. Hartmann, J., SchuBler-Lenz, M., Bondanza, A., & Buchholz, C. J. (2017). Clinical development of CAR T cells - challenges and opportunities in translating innovative treatment concepts. EMBO molecular medicine, 9(9), 1183-1197. doi:10.15252/emmm.201607485.

7. Bonifant, C. L., Jackson, H. J., Brentjens, R. J., & Curran, K. J. (2016). Toxicity and management in CAR T-cell therapy. Molecular therapy oncolytics, 3, 16011. doi:10.1038/mto.2016.11.

8. Brentjens, R. J., Davila, M. L., Riviere, I., Park J., Wang, X., Cowell, L. G., Bartido, S., Stefanski, J., Taylor, C., Olszewska, M., Borquez-Ojeda, O., Qu, J., Wasielewska, T., He, Q., Bernal, Y., Rijo, I. V., Hedvat, C., Kobos, R., Curran, K., Steinherz, P., Jurcic, J., Rosenblat, T., Maslak, P., Frattini, M., & Sadelain, M. (2013). CD19-targeted T cells rapidly induce molecular remissions in adults with chemotherapy-refractory acute lymphoblastic leukemia. Science TranslationalMedicine, 5(177). e177ra38. doi:10.1126/scitranslmed.3005930.

9. Grupp, S. A., Kalos, M., Barrett, D., Aplenc, R., Porter, D. L., Rheingold, S. R., Teachey,

D. T., Chew, A., Hauck, B., Wright, J. F., Milone, M. C., Levine, B. L., & June, C. H. (2013).

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019

Chimeric antigen receptor-modified T cells for acute lymphoid leukemia. New England Journal of Medicine, 368(16), 1509-1518. doi:10.1056/NEJMoa1215134.

10. Lee, D. W., Kochenderfer, J. N., Stetler-Stevenson, M., Cui, Y. K., Delbrook, C., Feldman, S. A., Fry, T. J., Orentas, R., Sabatino, M., Shah, N. N., Steinberg, S. M., Stroncek, D., Tschernia, N., Yuan, C., Zhang, H., Zhang, L., Rosenberg, S. A., Wayne, A. S., & Mackall, C. L. (2015). V T cells expressing CD19 chimeric antigen receptors for acute lymphoblastic leukaemia in children and young adults: a phase 1 dose-escalation trial. The Lancet, 385(9967), 517-528. doi:10.1016/S0140-6736(14)61403-3.

11. Wei, G., Ding, L., Wang, J., Hu, Y., & Huang, H. (2017). Advances of CD19-directed chimeric antigen receptor-modified T cells in refractory/relapsed acute lymphoblastic leukemia. Experimental hematology & oncology, 6(1), 10. doi:10.1186/s40164-017-0070-9.