Новости

21.06.2019

Современные представления о механизмах БЦЖ-иммунотерапии

Несмотря на то, что A. Morales et al. впервые показали эффективность БЦЖ-вакцины в лечении больных НМИ РМП еще в 1976 году, более сорока лет препарат широко применяется в клинической практике, точные механизмы противоопухолевого действия вакцины оставались неизученными. Снова интерес к выявлению механизма действия возник в последние годы, на фоне разработки и активного применения иммуноонкологических препаратов (чекпойнт-ингибиторов, или ингибиторов контрольных точек иммунитета). В настоящее время проводится изучение эффективности комбинации стандартной БЦЖ-терапии и чекпойнт-ингибиторов.  

От 20 до 25 % случаев впервые установленного рака мочевого пузыря (РМП) представлены мышечно-инвазивными формами, принадлежащими к различным молекулярным подтипам рака [[i]]. Мышечно-инвазивный РМП характеризуется плохим прогнозом заболевания, выявляется на стадии Т2 и выше – локализованной, местно-распространенной и метастатической формы болезни. До недавнего времени единственными возможными опциями лечения были радикальное хирургическое вмешательство и химиотерапия, новым подходом с 2017 года стала иммунотерапия ингибиторами контрольных точек иммунитета, позволившая улучшить результаты лечения.

В 75 – 80% случаев у пациентов выявляют немышечно-инвазивные формы РМП (НМИ РМП) на стадии Ta, T1 и Tis, для которых радикальным методом лечения является трансуретральная резекция (ТУР) мочевого пузыря. Для больных НМИ РМП характерен хороший прогноз, по сравнению с МИ РМП, однако существенным недостатком является неудовлетворительная частота рецидивов заболевания (до 31-78%) и прогрессирования до МИ формы (от 1 до 45 %) в течение пяти лет после ТУР. Установлено, что риск рецидива и прогрессирования НМИ РМП зависит от многих факторов — гистологической градации и размеров опухоли, стадии процесса и количества опухолевых узлов, частоты рецидивов, наличия carcinoma in situ (CIS). Экспертная группа EORTC разработала и валидировала специальную номограмму вероятности риска для больных, получивших ТУР [[ii]]. Внутрипузырная иммунотерапия препаратом БЦЖ является золотым стандартом адъювантной терапии для больных НМИ РМП с высоким риском прогрессирования, а также рекомендована для больных НМИ РМП с промежуточным риском.

Несмотря на то, что A. Morales et al. впервые показали эффективность БЦЖ-вакцины в лечении больных НМИ РМП еще в 1976 году, более сорока лет препарат широко применяется в клинической практике, точные механизмы противоопухолевого действия вакцины оставались неизученными. Снова интерес к выявлению механизма действия возник в последние годы, на фоне разработки и активного применения иммуноонкологических препаратов (чекпойнт-ингибиторов, или ингибиторов контрольных точек иммунитета). В настоящее время проводится изучение эффективности комбинации стандартной БЦЖ-терапии и чекпойнт-ингибиторов.

Гетерогенность клинических эффектов

БЦЖ-терапия обеспечивает частоту полных эффектов до 55-65 % при папиллярной опухоли высокого риска и до 70-75 % при CIS, при этом оптимальной схемой является  индукционный курс из шести еженедельных внутрипузырных инстилляций препарата и далее курсы поддерживающей терапии каждые 3-6 месяцев на протяжении 1-3 лет [[iii], [iv]]. Тем не менее, у 25-45% больных отмечена первичная неудача лечения, у 40 % — развитие рецидива после зарегистрированного эффекта.

Выделяет 3 типа неудач иммунотерапии БЦЖ (консенсусное мнение экспертов 2015 года) [[v]]:

БЦЖ-рефрактерность

Критерии:

  • персистенция опухоли (неудача в достижении полной регрессии опухоли) после полного индукционного курса и 1 курса поддерживающей терапии (то есть к 6 месяцу с момента начала БЦЖ-лечения).
  • любая прогрессия опухоли по стадии и степени злокачественности после индукционного курса (то есть к 3 месяцу с момента начала БЦЖ-лечения)

— БЦЖ-рецидив –

Критерий:

  • рецидив заболевания, выявленный после достижения полной регрессии опухоли (контрольные осмотры для оценки эффекта – через 3 месяца при папиллярных опухолях и через 6 месяцев при CIS-опухолях)
  • Ранние (в первый 1 год лечения), промежуточные (после 1 года лечения, но не позже 2 лет) и поздние (после 2 лет с момента начла лечения)

— Непереносимость БЦЖ —

Критерий:

(1) Рецидив заболевания при незаконченном индукционном курсе. Вынужденная отмена лечения вследствие развития серьезных побочных проявлений и непереносимости БЦЖ.

 

БЦЖ-обусловленные иммунные реакции в опухоли

Вакцина БЦЖ содержит ослабленный живой штамм бактерии Mycobacterium bovis (Bacillus Calmette-Guerin, BCG). Внутрипузырная инстилляция БЦЖ приводит к выраженной воспалительной иммунной реакции, которая включает ряд этапов:

Прикрепление БЦЖ к уротелию

Обеспечивается за счет взаимодействия молекул на поверхности клеточной стенки бактерий и фибронектина на поверхности уротелия [[vi]]. Возможны два механизма: во-первых, путем разрушения гликозамингликанового слоя, и во-вторых, путем взаимодействия рецепторов и специфических лигандов — на поверхности бактериальных клеток вакцины экспрессируются антиген 85 и фибронектин-связывающий белок (FAP).

Процесс интернализации (поглощения) БЦЖ  

В доклинических исследованиях обнаружено, что у 96% испытуемых высокая концентрация БЦЖ была в моче на протяжении первых 2 часов после инстиляции. К 6 дню после лечения лишь у 16 % испытуемых выявлялся остаточный уровень в моче. По данным экспериментальных исследований у лабораторных мышей, уровень БЦЖ значительно снижался через 24 часа после инстилляции вакцины [[vii]].

При моделировании предположено, что вакцина накапливается сначала в клетках уротелия в зоне повреждения тканей и затем проникает в макрофаги стенки мочевого пузырям [[viii]].

Redelman-Sidi et al. обнаружили различие в накоплении БЦЖ в опухолевых клетках в зависимости от активности PTEN-PI3K, RAS и CDC42-RAC1-PAK1 сигнальных путей [[ix]]. Увеличение накопления БЦЖ в опухоли наблюдается в случае гипоэкспрессии PTEN или активации сигналов RAS и PAK1.

Также установлено, что поглощение БЦЖ опухолевыми клетками зависит от опсонизации фибронектином и ингибируется молекулами семейства интегринов (анти-бета1-интегрином и анти-альфа5-интегрином) [[x]].

Индукция врожденного иммунитета

БЦЖ-терапия запускает местный и системный иммунные ответы. Внутрипузырная инстилляция БЦЖ приводит к взаимодействию клеток уротелия и антиген-презентирующих клеток (АПК), выделяющих цитокины и хемокины, способствующие миграции в стенку мочевого пузыря нейтрофилов и моноцитов (развитие грануломы после инстилляции). В первые 24 часа отмечается повышение уровня продукции IL-8, IL-15, фактора некроза опухоли (TNF), гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (GM-CSF) и др. цитокинов.

Активация антигенпрезентирующих клеток сопровождается миграцией иммунных клеток (нейтрофилов, макрофагов, Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов, натуральных киллеров NK-клеток). Повторные инстилляции обеспечивают триггерный эффект выраженной иммунной реакции (первичный бустер-эффект). Цитотоксическую активность проявляют нейтрофилы, CD8+ Т-лимфоциты, NK-клетки и макрофаги.

Индукция приобретенного иммунитета

Антигены БЦЖ, презентируемые на поверхности АПК и клеток уротелия, вступают во взаимодействие с рецептором CD4 Т-лимфоцитов, что приводит к активации и дифференцировке хелперных Т-лимфоцитов первого типа (Th1).

Хелперные Th1-клетки, продуцируя цитокины, выполняют важную роль в активации цитотоксических CD8+ Т-лимфоцитов, которые распознают опухолевые клетки и цитолизируют их.

Клиническая эффективность БЦЖ-терапии коррелирует с преобладанием продукции цитокинов IL-2, IL-12, TNF, бета-TNF и гамма-интерферона (продуцируются Т-хелперами первого типа Th1).

Существенное улучшение результатов БЦЖ-терапии ассоциировано с увеличением опухоль-инфильтрирующих CD4+ Т-лимфоцитов, а также увеличением соотношения CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов. Внутрипузырная БЦЖ-инстилляция индуцирует инфильтрацию стенки мочевого пузыря CD4+ и CD8+ Т-клетками.

Неудача в БЦЖ-терапии коррелирует с преобладанием продукции IL-4, IL-5, IL-6 и IL-10 (продуцируются Т-хелперами второго типа Th2).

Системный иммунный ответ, связанный с БЦЖ-терапией, проявляется увеличением пролиферации лимфоцитов, сывороточного уровня цитокинов (интерферон-гамма, IL-1, IL-2, IL-8, TNF и др.). В результате наблюдается развитие побочных явлений – повышения температуры тела и цистита, которые могут быть маркерами эффективности лечения. К частым местным реакциям относится бактериальный и химический цистит, гематурия с развитием в первые 48 часов после инстилляции. Системные побочные явления включают пирексию, гриппо-подобный синдром и астению; реже отмечают тяжелые системные реакции, как диссеминированный инфекционно-воспалительный процесс (БЦЖ-ит), манифестирующией под видом сепсиса, пневмонита, полиартрита или реактивного артрита, кожной сыпи, менингита, гепатита. Точные механизмы этого осложнения неизвестны, однако могут быть связаны с гематогенной диссеминацией БЦЖ вследствие нарушения уротелиального барьера, состояния иммунодефицита или реакции гиперчувствительности IV типа.

Развитие побочных явлений может наблюдаться в любой период проведения курса лечения, в том числе спустя несколько лет после терапии.

В случае тяжелых побочных явлений необходимо назначение курса противотуберкулезных и кортикостероидных препаратов. Дальнейшие курсы БЦЖ-иммунотерапии противопоказаны.

[i] Robertson A. G. et al. Comprehensive molecular characterization of muscle-invasive bladder cancer. //Cell. – 2017. – T. 171. C. 540–556.

[ii] Sylvester R. J. et al. Predicting recurrence and progression in individual patients with stage Ta T1 bladder cancer using EORTC risk tables: a combined analysis of 2596 patients from seven EORTC trials. //European Urology. — 2006. – T. 49. –C. 466–465.

[iii] Lamm D. L. et al. Maintenance Bacillus Calmette-Guerin immunotherapy for recurrent TA, T1 and carcinoma in situ transitional cell carcinoma of the bladder: a randomized Southwest Oncology Group Study. //Journal of Urology. – 2000. – T. 163. – C.1124–1129.

[iv] Sylvester R. J., van der Meijden A. P., Witjes J. A., Kurth K. Bacillus calmette-guerin versus chemotherapy for the intravesical treatment of patients with carcinoma in situ of the bladder: a meta-analysis of the published results of randomized clinical trials. //Journal of Urology. – 2005. – T. 174. – C.86–91.

[v] Kamat A. M. et al. Expert consensus document: consensus statement on best practice management regarding the use of intravesical immunotherapy with BCG for bladder cancer. //Nat. Rev. Urol. – 2015. – T.12. – C.225–235.

[vi] Bevers R. F., Kurth K. H. & Schamhart D. H. Role of urothelial cells in BCG immunotherapy for superficial bladder cancer. // Br. J. Cancer. – 2004. – T. 91. – C.607–612.

[vii] Biot C. et al. Preexisting BCG-specific T cells improve intravesical immunotherapy for bladder cancer. //Sci. Transl Med. – 2012. – T.4. — № 137. – С. 137ra172.

[viii] Ingersoll M. A., Albert M. L. From infection to immunotherapy: host immune responses to bacteria at the bladder mucosa. //Mucosal Immunol. – 2013. – T. 6. – C.1041–1053.

[ix] Redelman-Sidi G., Iyer G., Solit D. B., Glickman M. S. Oncogenic activation of Pak1-dependent pathway of macropinocytosis determines BCG entry into bladder cancer cells. //Cancer Res. – 2013. – T.73 – C.1156–1167.

[x] Kuroda K., et al. Characterization of the internalization of Bacillus Calmette-Guerin by human bladder tumor cells. // J. Clin. Invest. – 1993. – T.91 – C. 69–76.

[1] Robertson A. G. et al. Comprehensive molecular characterization of muscle-invasive bladder cancer. //Cell. – 2017. – T. 171. C. 540–556.

[1] Sylvester R. J. et al. Predicting recurrence and progression in individual patients with stage Ta T1 bladder cancer using EORTC risk tables: a combined analysis of 2596 patients from seven EORTC trials. //European Urology. — 2006. – T. 49. –C. 466–465.

[1] Lamm D. L. et al. Maintenance Bacillus Calmette-Guerin immunotherapy for recurrent TA, T1 and carcinoma in situ transitional cell carcinoma of the bladder: a randomized Southwest Oncology Group Study. //Journal of Urology. – 2000. – T. 163. – C.1124–1129.

[1] Sylvester R. J., van der Meijden A. P., Witjes J. A., Kurth K. Bacillus calmette-guerin versus chemotherapy for the intravesical treatment of patients with carcinoma in situ of the bladder: a meta-analysis of the published results of randomized clinical trials. //Journal of Urology. – 2005. – T. 174. – C.86–91.

[1] Kamat A. M. et al. Expert consensus document: consensus statement on best practice management regarding the use of intravesical immunotherapy with BCG for bladder cancer. //Nat. Rev. Urol. – 2015. – T.12. – C.225–235.

[1] Bevers R. F., Kurth K. H. & Schamhart D. H. Role of urothelial cells in BCG immunotherapy for superficial bladder cancer. // Br. J. Cancer. – 2004. – T. 91. – C.607–612.

[1] Biot C. et al. Preexisting BCG-specific T cells improve intravesical immunotherapy for bladder cancer. //Sci. Transl Med. – 2012. – T.4. — № 137. – С. 137ra172.

[1] Ingersoll M. A., Albert M. L. From infection to immunotherapy: host immune responses to bacteria at the bladder mucosa. //Mucosal Immunol. – 2013. – T. 6. – C.1041–1053.

[1] Redelman-Sidi G., Iyer G., Solit D. B., Glickman M. S. Oncogenic activation of Pak1-dependent pathway of macropinocytosis determines BCG entry into bladder cancer cells. //Cancer Res. – 2013. – T.73 – C.1156–1167.

[1] Kuroda K., et al. Characterization of the internalization of Bacillus Calmette-Guerin by human bladder tumor cells. // J. Clin. Invest. – 1993. – T.91 – C. 69–76.