Πεμπρολιζουμάμπη, Εξέλιξη των Θεραπευτικών Επιλογών Επιλογών στον Μη Μικροκυτταρικό Καρκίνο του Πνεύμονα

Ιωάννης Μούντζιος

Εισαγωγή

Τα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού βρίσκονται υπό διαρκή ανοσιακή επιτήρηση και το ανοσοποιητικό σύστημα αποτελεί αποτρεπτικό μηχανισμό στον νεοπλασματικό μετασχηματισμό και την δημιουργία νεοπλασιών. Η κατανόηση των μοριακών μηχανισμών που διέπουν τη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος τα τελευταία χρόνια έχει επιφέρει τεράστια ανάπτυξη στον τομέα της ανοσο-ογκολογίας και έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη ιδιαίτερα ελπιδοφόρων θεραπειών [1]. Στο κείμενο που ακολουθεί θα αναλυθούν οι ανοσιακοί μηχανισμοί που σχετίζονται με την επιτήρηση των όγκων με ιδιαίτερη έμφαση στα σημεία ελέγχου της ανοσιακής απόκρισης και θα αναφερθούν οι θεραπευτικές δυνατότητες που έχουν ήδη προκύψει καθώς και οι ευκαιρίες που προκύπτον για μελλοντικές θεραπείες.

Ανοσοεπιτήρηση των όγκων

Η ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να αναγνωρίζει και να καταστρέφει νεοπλασματικά κύτταρα έχει προταθεί ήδη από τις αρχές του 20^ου αιώνα, αλλά απέκτησε επιστημονική βάση 50 χρόνια αργότερα όταν παρατηρήθηκε ισχυρή ανοσιακή απόκριση σε όγκους που μεταμοσχεύονταν σε ποντίκια [2], αλλά και αυξημένη συχνότητα εμφάνισης όγκων σε γενετικά τροποποιημένα ποντίκια που δεν εξέφραζαν το γονίδιο Rag2 που είναι απαραίτητο για τον ανασυνδυασμό των αλυσίδων των ανοσοσφαιρινών και επομένως δεν είχαν λειτουργικά Τ-λεμφοκύτταρα [3, 4]. Κλινικό σημείο που επιβεβαιώνει τη θεωρία της ανοσοεπιτήρησης είναι η διαπίστωση της παρουσίας CD8+ T-λεμφοκυττάρων μέσα στους όγκους (Tumor Infiltrating Lymphocytes – TILs), στοιχείο που έχει θετική προγνωστική σημασία για μια σειρά νεοπλασμάτων όπως είναι η ωοθήκη [5], το μελάνωμα [6], το παχύ έντερο [7], ο μαστός [8] κ.α. Σε αντίθεση, η μορφολογική παρατήρηση των όγκων κατέδειξε ότι υπάρχουν περιπτώσεις που τα Τ-λεμφοκύτταρα αθροίζονται στην περιφέρεια του όγκου χωρίς όμως αυτό να έχει σαφή προγνωστική σημασία. Το τελευταίο καταδεικνύει ότι μορφολογικά τουλάχιστον υπάρχουν δύο κατηγορίες νεοπλασμάτων: οι όγκοι που διεγείρουν ισχυρότερα το ανοσοποιητικό σύστημα και χαρακτηρίζονται από διήθηση κυττάρων του αμυντικού μας μηχανισμού (φλεγμονώδης φαινότυπος) και αυτοί που διαφεύγουν του ανοσοποιητικού (μη φλεγμονώδης φαινότυπος) [9].  

Παρότι όμως το ανοσοποιητικό σύστημα αναγνωρίζει τα νεοπλασματικά κύτταρα, τελικά οι όγκοι διαφεύγουν της ανοσολογικής επιτήρησης. Αυτό συμβαίνει λόγω της εξελικτικής πίεσης που ασκεί το ανοσοποιητικό σύστημα στα καρκινικά κύτταρα ώστε τα τελευταία να αναπτύσσουν μηχανισμούς διαφυγής από το ανοσοποιητικό σύστημα και εξηγείται από τη θεωρία των τριών σταδίων (the three Es) [10]: την φάση της εξουδετέρωσης (Elimination), της ισορροπίας (Equilibrium) και τελικά της διαφυγής (Escape). Συγκεκριμένα, η φάση της εξουδετέρωσης των νεοπλασματικών κυττάρων περιλαμβάνει μηχανισμούς τόσο της φυσικής όσο και της επίκτητης ανοσίας και περιλαμβάνει τέσσερα στάδια: Στο πρώτο στάδιο γίνεται η αναγνώριση των καρκινικών κυττάρων από τους μηχανισμούς της φυσικής ανοσίας. Όταν ό όγκος μεγαλώσει πλέον των 2-3mm οι θρεπτικές απαιτήσεις επάγουν αγγειογενετικούς μηχανισμούς και αναδιαμόρφωση του στρώματος που με τη σειρά τους επιφέρουν έκκριση κυτταροκινών και προσελκύουν ΝΚ κύτταρα, γδΤ-λεμφοκύτταρα μακροφάγα και δενδριτικά κύτταρα στον όγκο [11]. Τα κύτταρα του όγκου αναγνωρίζονται και καταστρέφονται από ΝΚ και γδΤ-κύτταρα τα οποία εκκρίνουν ιντερφερόνη-γ που επίσης έχει κυτταροτοξική δράση. Στο δεύτερο στάδιο επέρχεται η ωρίμανση των δενδριτικών κυττάρων και η ενεργοποίηση των Τ-λεμφοκυττάρων. Τα δενδριτικά κύτταρα που μεταναστεύουν στην περιοχή ωριμάζουν υπό την επίδραση των κυτταροκινών και αναγνωρίζουν αντιγόνα από τα νεκρωμένα καρκινικά κύτταρα. Στο τρίτο στάδιο δημιουργούνται ειδικά για τα καρκινικά αντιγόνα Τ-λεμφοκύτταρα. Τα δενδριτικά κύτταρα μεταναστεύουν στους σύστοιχους λεμφαδένες όπου αλληλεπιδρούν με άωρα CD4+ T-κύτταρα τα οποία ενεργοποιούν και επάγουν την ανάπτυξη ειδικών για τα καρκινικά αντιγόνα CD8+ T-κυττάρων. Τα κυτταροτοξικά αυτά λεμφοκύτταρα θα μεταναστεύσουν στο τέταρτο στάδιο στην περιοχή του όγκου και θα καταστρέψουν όλα τα καρκινικά κύτταρα που εκφράζουν τα αναγνωρισθέντα αντιγόνα.

Η ανοσοθεραπεία στον καρκίνο

Η κατανόηση των μοριακών μηχανισμών που διέπουν την ανοσοδιαφυγή των όγκων αλλά και την αλληλεπίδραση των καρκινικών κυττάρων με τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος έχει δώσει τεράστια ώθηση στην ανοσοθεραπεία του καρκίνου την τελευταία δεκαετία. Συνέπεια αυτού είναι στις κλασικές ανοσοδιεγερτικές θεραπείες με IL-2 στο μελάνωμα και το νεφροκυτταρικό καρκίνο ή INF-γ στο μελάνωμα που είχαν περιορισμένη εφαρμογή τα προηγούμενα χρόνια, να έχουν πάρει πλέον έγκριση σε αυξανόμενο αριθμό νεοπλασιών θεραπείες που βασίζονται στην καταστολή των σημείων ελέγχου του ανοσοποιητικού συστήματος (Immune Checkpoint Inhibitors) που θα αναλυθούν ακολούθως. Περαιτέρω ελπίδες βέβαια προέρχονται και από τη χρήση των εμβολίων αλλά και των γενετικά τροποποιημένων Τ-λεμφοκυττάρων που θα στοχεύουν απευθείας τα καρκινικά κύτταρα (Chimeric Antigen Receptor T-cells / CARs).

Immune Checkpoint Blockade

PD1/PD–L1

Ένα βασικό σημείο ελέγχου της ανοσιακής απόκρισης είναι αυτό μεταξύ του ενεργοποιημένου Τ-λεμφοκυττάρου και του οργάνου στόχου. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως τα καρκινικά κύτταρα εκφράζουν διάφορους ανασταλτικούς συνδέτες στην επιφάνειά τους αποτρέποντας την δράση των κυτταροτοξικών Τ-λεμφοκυττάρων. Το κυριότερα από αυτά είναι ο συνδέτης PD-L1 που συνδέεται με τον υποδοχέα PD1 (Programmed Death 1) του λεμφοκυττάρου. Η ανάπτυξη αντισωμάτων έναντι είτε του υποδοχέα (PD1) είτε του συνδέτη (PD-L1) έχει σαν συνέπεια την διακοπή της κατασταλτικής επίδρασης επί των κυτταροτοξικών Τ-λεμφοκυττάρων εκλύοντας την αντινεοπλασματική ανοσιακή απόκριση.

Ήδη δύο αντι-PD1 αντισώματα το pembrolizumab και το nivolumab έχουν δείξει εξαιρετικά αποτελέσματα ήδη από τις φάσεις Ι μελέτες τους και έχουν πάρει έγκριση από τις ρυθμιστικές αρχές. Συγκεκριμένα, το pembrolizumab έχει πάρει ήδη έγκριση από τον FDA για ασθενείς με προχωρημένο μη μικροκυτταρικό καρκίνο πνεύμονα που εκφράζουν τον ανοσϊστοχημικό δείκτη PD-L1 σε επίπεδο τουλάχιστον 1% στη δεύτερη γραμμή θεραπείας, τόσο στα αδενοκαρκινώματα όσο και στα πλακώδη καρκινώματα του πνεύμονα, με κλινικά σημαντικό όφελος στη συνολική επιβίωση της τάξης των τριών μηνών. Πιο πρόσφατα, το pembrolizumab έδειξε ότι σε ασθενείς των οποίων οι όγκοι εκφράζουν το δείκτη PD-L1 σε ποσοστό άνω του 50%, η θεραπεία πρώτης γραμμής με ανοσοθεραπεία συγκρινόμενη με τη χημειοθεραπεία συνδέεται με όφελος στη συνολική επιβίωση, κάτι ιδιαίτερα σημαντικό, αφού είναι η πρώτη φορά στην ιστορία του καρκίνου του πνεύμονα που εκτοπίζεται η χημειοθεραπεία από την πρώτη γραμμή θεραπείας σε μια επιλεγμένη ομάδα ασθενών με μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα.

Πέραν των εγκεκριμένων ενδείξεων, η αντι-PD1/PD-L1 θεραπεία έχει θεαματικά αποτελέσματα και σε μια σειρά άλλων νεοπλασιών. Έτσι, στη φάση Ι μελέτη του pembrolizumab διαπιστώθηκαν ανταποκρίσεις σε ασθενείς με μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα [34], στο 30% των ασθενών με αδενοκαρκίνωμα στομάχου, στο 24% των ασθενών με ουροθηλικακό καρκίνο και στο 20% των ασθενών με καρκίνο κεφαλής τραχήλου. Η σημασία αυτών των ανταποκρίσεων μάλιστα μεγεθύνεται καθώς οι ασθενείς αυτά είχαν λάβει αρκετές προηγούμενες θεραπείες και η διάρκεια των ανταποκρίσεων πλησιάζει σε αρκετούς ασθενείς πλησιάζει τον ένα χρόνο. Περαιτέρω τυχαιοποιημένες μελέτες σε διάφορα νεοπλάσματα θα καταδείξουν το πραγματικό όφελος από την ανοσοθεραπεία ώστε να επιτρέψουν τη χρήση της και σε άλλους όγκους.

Θα πρέπει να τονιστεί ότι η στόχευση του ανοσολογικού μηχανισμού στο επίπεδο του όγκου (anti-PD1/PD-L1 θεραπείες) υπερέχει της στόχευσης στο επίπεδο της ενεργοποίησης του Τ-λεμφοκυττάρου και αναφορικά με τις σχετιζόμενες με την ανοσοθεραπεία ανεπιθύμητες ενέργειες. Τόσο το nivolumab όσο και το pembrolizumab χαρακτηρίζονται από πολύ λιγότερες irAE καθώς δεν είναι γενικευμένη η ενεργοποίηση και η στόχευση του ανοσοποιητικού συστήματος. Τέλος, έχει παρατηρηθεί ότι το κλινικό όφελος από την ανοσοθεραπεία εκτείνεται αρκετά μετά την διακοπή αυτής της θεραπείας πιθανότατα λόγω της ανάπτυξης ανοσιακής μνήμης που αποτρέπει την επανεμφάνιση καρκινικών κυττάρων.

Από τα παραπάνω γίνεται αντιληπτό ότι η ανοσοθεραπεία του καρκίνου βρίσκεται ακόμη στα αρχικά στάδια εξέλιξής της και η βαθύτερη κατανόηση των μηχανισμών λειτουργίας του ανοσοποιητικού θα επιφέρει ακόμη καλύτερα αποτελέσματα στο μέλλον.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Smyth, M.J., et al., Differential tumor surveillance by natural killer (NK) and NKT cells. J Exp Med, 2000. 191(4): p. 661-8.
2. Dunn, G.P., et al., Cancer immunoediting: from immunosurveillance to tumor escape. Nat Immunol, 2002. 3(11): p. 991-8.
3. Shinkai, Y., et al., RAG-2-deficient mice lack mature lymphocytes owing to inability to initiate V(D)J rearrangement. Cell, 1992. 68(5): p. 855-67.
4. Shankaran, V., et al., IFNgamma and lymphocytes prevent primary tumour development and shape tumour immunogenicity. Nature, 2001. 410(6832): p. 1107-11.
5. Zhang, L., et al., Intratumoral T cells, recurrence, and survival in epithelial ovarian cancer. N Engl J Med, 2003. 348(3): p. 203-13.
6. Haanen, J.B., et al., Melanoma-specific tumor-infiltrating lymphocytes but not circulating melanoma-specific T cells may predict survival in resected advanced-stage melanoma patients. Cancer Immunol Immunother, 2006. 55(4): p. 451-8.
7. Naito, Y., et al., CD8+ T cells infiltrated within cancer cell nests as a prognostic factor in human colorectal cancer. Cancer Res, 1998. 58(16): p. 3491-4.
8. Yoshimoto, M., G. Sakamoto, and Y. Ohashi, Time dependency of the influence of prognostic factors on relapse in breast cancer. Cancer, 1993. 72(10): p. 2993-3001.
9. Gajewski, T.F., H. Schreiber, and Y.X. Fu, Innate and adaptive immune cells in the tumor microenvironment. Nat Immunol, 2013. 14(10): p. 1014-22.
10. Dunn, G.P., L.J. Old, and R.D. Schreiber, The three Es of cancer immunoediting. Annu Rev Immunol, 2004. 22: p. 329-60.
11. Smyth, M.J., D.I. Godfrey, and J.A. Trapani, A fresh look at tumor immunosurveillance and immunotherapy. Nat Immunol, 2001. 2(4): p. 293-9.
12. Engel, A.M., et al., MCA sarcomas induced in scid mice are more immunogenic than MCA sarcomas induced in congenic, immunocompetent mice. Scand J Immunol, 1997. 45(5): p. 463-70.
13. Tomasi, T.B., W.J. Magner, and A.N. Khan, Epigenetic regulation of immune escape genes in cancer. Cancer Immunol Immunother, 2006. 55(10): p. 1159-84.
14. Lutz, M.B. and G. Schuler, Immature, semi-mature and fully mature dendritic cells: which signals induce tolerance or immunity? Trends Immunol, 2002. 23(9): p. 445-9.
15. Mahnke, K., et al., Immature, but not inactive: the tolerogenic function of immature dendritic cells. Immunol Cell Biol, 2002. 80(5): p. 477-83.
16. Gabrilovich, D.I., et al., Antibodies to vascular endothelial growth factor enhance the efficacy of cancer immunotherapy by improving endogenous dendritic cell function. Clin Cancer Res, 1999. 5(10): p. 2963-70.
17. Pivarcsi, A., et al., Tumor immune escape by the loss of homeostatic chemokine expression. Proc Natl Acad Sci U S A, 2007. 104(48): p. 19055-60.
18. Brown, C.E., et al., Tumor-derived chemokine MCP-1/CCL2 is sufficient for mediating tumor tropism of adoptively transferred T cells. J Immunol, 2007. 179(5): p. 3332-41.
19. Hodi, F.S., et al., Improved Survival with Ipilimumab in Patients with Metastatic Melanoma. New England Journal of Medicine, 2010. 363(8): p. 711-723.
20. Robert, C., et al., Ipilimumab plus Dacarbazine for Previously Untreated Metastatic Melanoma. New England Journal of Medicine, 2011. 364(26): p. 2517-2526.
21. Schadendorf, D., et al., Pooled Analysis of Long-Term Survival Data From Phase II and Phase III Trials of Ipilimumab in Unresectable or Metastatic Melanoma. Journal of Clinical Oncology, 2015.
22. Eggermont, A.M.M., et al., Adjuvant ipilimumab versus placebo after complete resection of high-risk stage III melanoma (EORTC 18071): a randomised, double-blind, phase 3 trial. The Lancet Oncology.
23. Ribas, A., et al., Phase III Randomized Clinical Trial Comparing Tremelimumab With Standard-of-Care Chemotherapy in Patients With Advanced Melanoma. Journal of Clinical Oncology, 2013. 31(5): p. 616-622.
24. Calabrò, L., et al., Tremelimumab for patients with chemotherapy-resistant advanced malignant mesothelioma: an open-label, single-arm, phase 2 trial. The Lancet Oncology. 14(11): p. 1104-1111.
25. Kwon, E.D., et al., Ipilimumab versus placebo after radiotherapy in patients with metastatic castration-resistant prostate cancer that had progressed after docetaxel chemotherapy (CA184-043): a multicentre, randomised, double-blind, phase 3 trial. The Lancet Oncology. 15(7): p. 700-712.
26. Reck, M., et al., Ipilimumab in combination with paclitaxel and carboplatin as first-line therapy in extensive-disease-small-cell lung cancer: results from a randomized, double-blind, multicenter phase 2 trial. Annals of Oncology, 2013. 24(1): p. 75-83.
27. Lynch, T.J., et al., Ipilimumab in Combination With Paclitaxel and Carboplatin As First-Line Treatment in Stage IIIB/IV Non–Small-Cell Lung Cancer: Results From a Randomized, Double-Blind, Multicenter Phase II Study. Journal of Clinical Oncology, 2012. 30(17): p. 2046-2054.
28. Robert, C., et al., Anti-programmed-death-receptor-1 treatment with pembrolizumab in ipilimumab-refractory advanced melanoma: a randomised dose-comparison cohort of a phase 1 trial. The Lancet. 384(9948): p. 1109-1117.
29. Topalian, S.L., et al., Survival, Durable Tumor Remission, and Long-Term Safety in Patients With Advanced Melanoma Receiving Nivolumab. Journal of Clinical Oncology, 2014. 32(10): p. 1020-1030.
30. Robert, C., et al., Nivolumab in Previously Untreated Melanoma without BRAF Mutation. New England Journal of Medicine, 2015. 372(4): p. 320-330.
31. Robert, C., et al., Pembrolizumab versus Ipilimumab in Advanced Melanoma. New England Journal of Medicine. 0(0): p. null.
32. Ansell, S.M., et al., PD-1 Blockade with Nivolumab in Relapsed or Refractory Hodgkin’s Lymphoma. New England Journal of Medicine, 2015. 372(4): p. 311-319.
33. Brahmer, J.R., et al., Safety and Activity of Anti–PD-L1 Antibody in Patients with Advanced Cancer. New England Journal of Medicine, 2012. 366(26): p. 2455-2465.
34. Garon, E.B., et al., Pembrolizumab for the Treatment of Non–Small-Cell Lung Cancer. New England Journal of Medicine. 0(0): p. null.
35. Powles, T., et al., MPDL3280A (anti-PD-L1) treatment leads to clinical activity in metastatic bladder cancer. Nature, 2014. 515(7528): p. 558-562.
36. Postow, M.A., et al., Nivolumab and Ipilimumab versus Ipilimumab in Untreated Melanoma. New England Journal of Medicine. 0(0): p. null.