Прививка от … рака
Возможно ли сделать вакцину от онкологического заболевания и как она могла бы работать? Рассказывает Вячеслав Косоруков, директор НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина.
— Вячеслав Станиславович, в названии института, которым вы руководите, присутствует слово «экспериментальная». О чём речь?
— Всё дело в том, что в народе любое злокачественное новообразование называют раком, думая, что это одно заболевание. А на самом деле это под три сотни болезней с разным течением, причём практически каждый случай может иметь уникальные особенности. Это очень многоликая история. Правильно лечить опухолевые заболевания – это искусство.
С другой стороны, клиницисты ограничены набором определённых правил, клинических рекомендаций для разных типов опухолей. И в том, чтобы динамически развивать эти правила, подключать новые научные открытия, результаты, как раз и состоит работа консорциума клинических подразделений и научно-исследовательских институтов, нашего в том числе.
Коль скоро типов опухолей много, мы постоянно движемся к тому, чтобы сделать лечение максимально персонифицированным. В первую очередь, это анализ опухоли по её свойствам. И в зависимости от этого – выбор лечения: адъювантная или неоадъювантная химиотерапия, таргетные препараты, хирургическое вмешательство, радиотерапия. При этом одному пациенту нужно сначала уменьшить размер опухоли и только после этого выполнить операцию, для другого пациента оптимальным выбором будет поступить ровно наоборот. Разрабатывается и используется набор методов, который позволяет к каждому пациенту подходить персонально. Это дороже, чем всем назначать стандартные протоколы химиотерапии и делать операцию, но это того стоит. Разработка новых подходов – это и есть экспериментальные методики, поэтому такое название.
— Поговорим подробнее о технологии создания вакцин, которыми вы также занимаетесь. Вакцины против рака – это реально?
— Абсолютно реально. У нас развивается несколько вакцинных технологий. Дендритно-клеточная вакцина – это одна из первых таких технологий. В ней используются иммунные клетки самого пациента или подходящего донора, которые «в пробирке» обучают узнавать опухоль, например, использую для этого разрушенные клетки опухоли пациента. Это как раз персонифицированный подход — каждому пациенту готовится собственный комплект клеток. Этим разработкам примерно 20 лет. У нас были пройдены первая и частично вторая клинические стадии, и на этом мы остановились из-за сложностей с финансированием. А в 2012-м изменилось законодательство, из законов исчезло понятие «медицинские технологии». Очень неправильное решение, я считаю. Только в 2024 г. законодательство было смягчено в отношении использования клеточных технологий в терапии пациентов. Так мы подошли к персонализированной терапии.
Вячеслав Косоруков, директор НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина. Фото из личного архива.
— Как это работает?
— В иммунной системе человека иммунных клеток – огромное количество: презентирующие, эффекторные, регулирующие клетки. Часть из них – это антиген-презентирующие клетки, задача которых «обучить» эффекторные клетки, какой антиген «плохой». Иммунные клетки учатся распознавать несвойственные организму антигены, а в опухоли такие антигены и содержатся. «Задача» опухоли – от этой всей системы сбежать, не дать против себя активировать иммунные клетки. Это всегда противостояние систем защиты и нападения.
Соответственно, один из вариантов лечения заключается в том, чтобы из крови пациента выделить белые клетки крови, а уже из них – дендритные клетки. Их можно определённым образом обработать и научить узнавать опухоль. Тогда есть определенный процент вероятности, что опухоль будет атакована иммунной системой.
— Какова эта вероятность?
— В онкологии даже 10% неплохо. Когда мы повышаем вероятность успеха остановки роста опухоли – это всегда хорошо. Если больше – это великолепно. Раньше некоторые опухоли только в 10% излечивались, сейчас картина изменилась до 90% стабилизации. Так вот, мы можем нарастить вне организма человека дендритоклеточные вакцины, обучить их выделенными антигенами или добавить лизат опухоли (предварительно убитые и разрушенные опухолевые клетки), а можно прокультивировать с клетками опухоли, которые предварительно обработали, чтобы они не размножались и умирали. И потом эти обученные дендритные клетки, которые презентируют опухолевые антигены, вернуть обратно пациенту.
— Каким образом?
— Это несколько инъекций, чтобы они «обучили» иммунную систему пациента находить и убивать опухолевые клетки. Да, это не 100%, но такая терапия на 10-20-30% повышает вероятность успеха в стабилизации опухоли. У нас сейчас одобрен протокол клинического исследования, мы возобновляем эти работы на основе новых законодательных разрешений в рамках одной организации. Сейчас появились протоколы, которые позволяют пациенту получать такую терапию. Да, она будет считаться экспериментальной, но при этом она достаточно хорошо отработана и может применяться на постоянной основе в рамках высоко технологичной медицинской помощи. Я надеюсь, что в течение года-двух у нас пройдут клинические исследования, которые смогут эту историю зафиксировать как один из методов терапии.
— Почему это считается вакцинной технологией?
— Потому что в результате мы получаем иммунную систему, активированную против определённого агента, в данном случае – это клетки опухоли. Задача вакцины – активировать иммунную систему. Самая известная форма вакцины – когда бактерии или вирусы вносятся в разрушенном, убитом или ослабленном виде. В этом случае происходит активация иммунной системы против чужеродного агента. Здесь похожий метод, только мы не применяем просто клетки опухоли, хотя это в свое время изучалось – пытались найти некую универсальную опухоль, которую можно лизировать, превратить в раствор, и она будет работать как вакцина.
— Не получилось?
— Нет. Очень много компонентов в клетках опухоли, хотя, может быть, там и появляются общие антигены для некоторых типов опухолей. Но их не так много, к сожалению. С другой стороны, там огромное количество своих нормальных белков, которые тоже не очень способствуют хорошей иммуногенности. Кроме того, не забываем, что существует огромное разнообразие опухолей, как и возможных антигенов в них.
Многие опухоли характеризуются тем, что у них повышена мутационная активность. В них каждый раз появляются такие мутации, разные для каждого пациента, продуцируют мутантные белки, которые отличаются от нормальных одной или несколькими аминокислотами. С одной стороны, это хорошо. Благодаря этому механизму большинство таких появляющихся опухолевых клеток в организме здоровых людей уничтожаются. Иммунная система их убивает благодаря тому, что, мутируя, клетки начинают отличаться от здоровых – появляются белки, которые никогда в норме не присутствуют, и именно на такие белки может быть направлена иммунная система.
С мутациями опухолевых клеток связаны нео-антигеные вакцины. Нео-антигены – это как раз такие мутантные белки, которые, как правило, не связаны с прогрессией опухоли. У каждого пациента они собственные. Даже в объёме одной опухоли могут содержаться участки, несущие немного разный набор нео-антигенов. От них не зависит, растёт ли опухоль, но они появляются, а поскольку опухоль избегает иммунного ответа с помощью других механизмов, они накапливаются в ней. Но как маркеры они могут быть использованы. И так как в опухоли еще продолжают возникать дополнительные мутации, формируется такое явление как клональность опухоли. Это тоже одна из серьёзных проблем в онкологии.
— Почему?
— Если мы проводим таргетную терапию, она направлена против какого-то антигена или сигнального пути, стимулирующего рост опухоли. Если эта мутация представлена не во всех клетках опухоли или происходит нарушение сигнального пути не во всех клонах, то будут уничтожены или подавлены только те, где есть мутация, а остальные начинают расти дальше. С этим и связана, в определённой мере, временная ремиссия. Поэтому если мы делаем вакцину против основных мутаций каких-то опухолей, мы убьём те клоны, где она присутствует, а остальные могут остаться. Если мы делаем вакцину, которая бьёт по основным нео-антигенам, допустим 20-30 одновременно, то можем накрыть весь пул клонов и, соответственно, значительно улучшить иммунный противоопухолевый ответ. То есть надо бороться с клональностью.
— Получается?
— Мы сможем это сказать точно на стадии клинических исследований. На стадии исследований опухолевых моделей на мышах мы видим, что вакцина против опухолевых нео-антигенов, которые не относятся к опухолевому росту, работает. Это всё вероятностный процесс, но мы видим эффекты вплоть до полного излечения больных мышек.
— Как вы это делаете?
— Для этого нужен свежий образец опухоли. Это либо биопсия, либо операционный материал. Наши сотрудники берут образцы и делают полноэкзомное секвенирование – мы секвенируем все функциональные гены, которые есть в опухоли. Также мы смотрим секвенс РНК – то, что уже проэкспрессировалось. Далее мы можем по ДНК выявить те самые нео-антигеные мутации, определить специальными нейросетями с искусственным интеллектом – какие из этих кусочков могут быть максимально эффективно представлены для иммунной системы, а в дальнейшем мы составляем потенциальные короткие белки – пептиды от 10 до 25 аминокислот, как компоненты вакцины. Такую модель мы создали для мышей на примере меланомы и показали, что лекарственная форма, составленная из таких пептидов, имеет эффективность. Сейчас мы совместно с НИЦЭМ имени Николая Фёдоровича Гамалеи разрабатываем технологию перехода от пептидов к РНК-вакцине.
— Что это изменит?
— Технически переход от пептидов к РНК-вакцине позволит повысить, как мы надеемся, её иммуногенность. В практике это подтверждается зарубежными публикациями и работами отечественных учёных. И, возможно, если удастся нарабатывать РНК-вакцину оперативно, мы постараемся сократить время между операцией и введением персональной вакцины. Тут очень важен срок чтобы не допустить рецидива, особенно в случае меланомы.
— Насколько это универсальная история, можно ли будет это применять всем пациентам?
— Всем пациентам – нет, потому что все пациенты разные.
— Как вы будете определять, кому показано, а кому – нет?
— На данный момент существуют критерии по выбору пациентов, которым показана анти-PD/PD-L терапия. Это препараты из антител, которые нарушают один из путей избегания иммунного ответа опухолью. Блокируется этот путь, опухоль становится более чувствительной к иммунной терапии, и мы ещё добавляем в «котел» – обученные, активированные, «злые» иммунные клетки, которые начинают воздействовать на опухоль. В будущем мы предварительно, может быть, даже до операционного вмешательства сможем подбирать пациентов, состояние иммунной системы которых подходит под такую терапию. Сейчас работы ведутся для меланомы, рака ЖКТ, яичников и мы ориентируемся на рак лёгкого. Это достаточно большой пул заболеваний. Те заболевания, для которых характерна генетическая нестабильность. Если такой показатель подтверждается, то пациенту показана иммунотерапия.
— То, что вы рассказываете, наверняка недёшевая вещь. Насколько такое лечение будет доступно?
— Мы стремимся к цифре, которая позволит государству выделять на это квоты. Все персональные вещи – это недёшево: практически для каждого пациента изготавливается его персональное лекарство, для которого нужно провести его собственный недешевый анализ качества и соответствия. Один генетический анализ будет стоить более 100 тысяч. Потом нужно сделать личный препарат, провести его исследования, чтобы подтвердить его качество, не многим более простые, чем анализ серий обычных лекарств, которые производят партиями из сотен тысяч доз.
— И при этом ещё нет гарантии, что он сработает?
— Тут вообще нельзя говорить про гарантию, и это относится ко всем лекарствам, даже к препаратам от головной боли. Для нас 10% эффективности – это нижняя условная граница, при которой всё, что выше – это хорошо, этим стоит заниматься, есть куда двигаться. Значит, в перспективе мы сможем подняться к 40-60% ответа. Цель, куда мы стремимся – это комбинация терапевтических подходов, которые снимают противоиммунную защиту опухоли, методов клеточных технологий, например, технологии получения CAR-T клеток, которые целевым образом узнают опухолевые клетки и их убивают. Комбинация этих методов в результате должна приводить к значимому, стойкому противоопухолевому иммунитету, который позволит у значительного количества пациентов добиться пожизненной ремиссии. Эта цель, которая достойна «Нобелевки».
— Что это за CAR-T технология?
— Она тоже относится к технологиям иммунотерапии, но это уже такая artificial-вакцина. Мы стимулируем механизмами вне организма то, что должно происходить в организме. Технология по созданию таких клеток достаточно сложна: у пациента выделяются гемопоэтические клетки, которые являются либо предшественниками, либо самими Т-клетками, в них вносят специальный генетический вектор, и на их поверхности появляется экспрессия химерного рецептора. На поверхности к этому гибридному химерному рецептору «пришивается» молекула, как правило, из кусочков антител или лигандов – та, которая может узнать антиген на поверхности опухолевой клетки. Таким образом, изменённый лимфоцит таргетно связывается с опухолевой клеткой. Внутри клетки запускаются процессы, которые активируют Т-лимфоцит, делая его агрессивным против клетки, рядом с которой он находится. Если связь произошла, активируется лимфоцит, который начинает убивать эту опухолевую клетку.
— На какой стадии эта технология?
— В мире она уже клинически применяется для терапии лимфом. В России проводятся клинические апробации такой технологии либо на своих, либо на зарубежных векторах. Мы построили у себя блок для наработки клеточного препарата для пациентов – у нас сейчас будет клинически верифицированная, сертифицированная площадка для производства, возможно, для детской онкологии, а возможно, перейдём на взрослую. У нас разработан вектор для солидных опухолей, который позволяет получать CAR-T клетки, нацеленные на антиген HER-2, это рак молочной железы и рак яичников. Есть ещё несколько опухолей, для которых надо делать исследования. У нас проведены доклинические исследования на животных, проведены исследования in-vitro, показана эффективность. В принципе, мы готовы переходить на стадию клинических исследований.
— На культурах клеток вы видите потрясающий эффект. Что может помешать такому же эффекту на всех пациентах?
— Всё то же, о чем мы уже говорили – пациенты разные, опухоли тоже. Я бы сказал, во-первых, что надо выбирать пациентов, у которых будет высокая вероятность ответа, а, во-вторых, подбирать комбинацию терапии, в данном случае, иммунотерапии, которая снимет защиту опухоли от действия иммунной системы. Самих вариантов много и не всегда можно угадать что работает у данного пациента. Мы разрабатываем наш новый подход – мульти-функциональные CAR-T клетки, когда анализируется пул всех клеток опухоли, и у пациента получают Т-клетки, которые содержат универсальный рецептор. Тогда эти CAR-T клетки можно направить на несколько антигенов в опухоли данного пациента. Эта терапия ещё на ранней стадии исследования, там есть вопросы. Наша задача – довести эти технологии до практического применения. Сейчас у нас есть площадка, которая позволяет проводить клинические исследования для нескольких пациентов и подтверждать, что этот подход работает. А когда это нужно будет делать на пациентах в большом количестве, то это будет «завод», в котором стоят десятки ферментёров, обрабатывающие одновременно клеточный продукт от десятков пациентов, чтобы в течение месяца подготовить продукты для многих пациентов. Вот к такой цели мы сейчас движемся и продвинулись очень неплохо.
— Мы с вами всё время говорим про лечение. А ведь вакцинация – это профилактическая мера по отношению к здоровому человеку, чтобы он не заболел. Как вы думаете, в принципе возможно создание таких вакцин, которые защищают от онкологических заболеваний?
— К сожалению, нет. Как не существует вакцины против всех вирусов и бактерий, которые нас поражают.
— Однако в том же институте Гамалеи работают над созданием универсальной вакцины против инфекционных заболеваний.
— Они работают над вакциной, где в рамках одной вакцины либо мультивалентной из нескольких векторов, либо в рамках одного вектора могут быть внесены маркеры известного, но ограниченного чисто физически количества возбудителей, самых распространённых, которые приносят наибольший вред. В нашем случае, чтобы убить одну опухоль, нужно использовать много маркеров.
— В случае рака такая модель возможна?
— Вряд ли. Мы должны знать мишень. Нет такого антигена, который присутствует, условно говоря, хотя бы в половине видов рака. Есть определённые сигнальные пути, которые ломаются или, наоборот, активируются, присущие изрядному количеству опухолей хотя бы в одном типе рака. Такое бывает. И вакцины для таких случаев как раз пытаются разрабатывать. Но они вряд ли будут профилактическими.
— Но ведь с раком шейки матки получилось?
— Потому что это не вакцина против рака шейки матки. Это вакцина против вируса папилломы человека. И то против основных его видов, которые приводят к максимальному социальному эффекту. Но здесь мы бьём не в рак, а в его причину. А причин может быть много. Мы не можем сделать вакцину против канцерогенов или против воздуха в городе. Это тысячи соединений. Причем, человек на всё реагирует совершенно индивидуально. Есть исторические прецеденты, которые показывают совершенно разную реакцию людей на, казалось бы, однозначное воздействие радиации. Многие из ликвидаторов Чернобыльской АЭС погибли от рака или радиационной болезни, а есть те немногие, кто живут до сих пор и выглядят вполне здоровыми.
— Есть ли ещё какие-то виды рака, где причины уже выяснены или мы близки к этому?
— Одно из направлений, которое вытекает из нео-антигенной истории, это попытка создать «конструктор» для таких вакцин. Это не вариант профилактической вакцины. Здоровому человеку введут – у него ничего не будет. Это вариант, когда мы ловим с использованием искусственного интеллекта выбранные последовательности для существующей конкретной опухоли. Мы пытаемся определить те клетки, у которых включился опухолевый механизм. Но таких путей – десятки, пациенту всё ввести нельзя. Поэтому в процессе исследования нео-антигенов мы можем также искать «универсальные кирпичики», чтобы быстро из готовых компонентов собрать персональную вакцину, как собирается домик в Лего. Нам нужно будет проанализировать пациента минимально диагностическим объёмом, который раза в три-четыре дешевле, под него собрать вакцину. Но здесь включается вероятность – угадали или не угадали, будет на него это действовать или нет. В любом случае, это повышение шанса на выживание пациента. Если до заболевания мы знаем, чем человек может заболеть, и применяем вакцину, то здесь она сдвигается на послеоперационный период. Для последующих после операции событий наша вакцина будет тоже профилактическая. В этом смысле можно говорить, что это профилактика рецидива, а не первичного заболевания. К сожалению, узнать, чем из сотен вариантов опухолей заболеет конкретный человек, даже если мы имеем наследственный анамнез, маловероятно.
— Пока маловероятно или это вообще невозможно?
— Здесь мы уходим в область скриннинговой диагностики, задача которой – во-первых, выявление признаков нарастания или первых признаков опухолевых заболеваний неинвазивными способами, максимум – взятие крови. И, во-вторых, на самой ранней стадии. Сейчас существует один из рутинных методов анализа онкомаркеров для отдельных типов опухолей – по анализу крови определить, есть ли опухоль. Ведётся работа во многих институтах в попытках найти те маркеры, которые будут недороги и позволят тестировать максимальное количество людей. Но сказать, что у человека будет опухоль с таким вот набором маркеров или мутаций – невозможно. Мутация в массе своей случайна.
Сейчас по всему миру ведётся глобальная работа по определению клинической значимости мутаций. Есть в России группы, которые этим занимаются, мы с ними сотрудничаем. Есть международные базы, куда вносятся клинические случаи со списком мутаций. Постепенно набирается информационный объем о том, какая мутация чаще встречается одновременно с тем или иным течением заболевания. Да, это мы находим. Но сказать точно: вот эта мутация – значит, рак будет такой – мы пока не можем, потому что опухоль – очень изменчивый, многофакторный объект, с которым бороться по-прежнему сложно. Но мы не собираемся сдаваться.
10 апреля 2024
Статьи по теме:
