Глиобластома (ГБМ) является наиболее распространенной и агрессивной первичной злокачественной опухолью головного мозга у взрослых. Частота возникновения ГБМ увеличивается с возрастом и достигает пика в 75—84 года при частоте встречаемости примерно 3 случая на 100 000 взрослого населения [1].

Современный стандарт лечения ГБМ включает максимально безопасное хирургическое вмешательство с последующей лучевой и адъювантной химиотерапией [2]. Каждый из стандартных вариантов лечения позволяет добиться определенного улучшения качества жизни пациента, а в ряде случаев — стабилизации процесса заболевания. Однако прогноз для пациентов остается неблагоприятным: медиана общей выживаемости составляет от 12 до 18 мес после постановки диагноза [3]. Поэтому актуальным является поиск новых терапевтических подходов к лечению ГБМ.

Клеточная терапия — бурно развивающееся направление в иммунотерапии рака, которая предполагает использование цитотоксического потенциала модифицированных T-лимфоцитов, экспрессирующих на своей поверхности синтетические рецепторы, известные как химерные антигенные рецепторы (Chimeric Antigen Receptor, CAR).

Молекулярные механизмы, лежащие в основе терапии клетками CAR-T, включают генетическую модификацию полученных от пациента T-клеток для экспрессии CAR, специально разработанных для распознавания мишеней — опухолеассоциированных антигенов, которые имеют более высокий уровень экспрессии в опухолях по сравнению с нормальной тканью [4].

Взаимодействие между CAR и мишенью приводит к образованию иммунных синапсов и инициации каскадов внутриклеточных реакций, которые запускают активацию T-клеток и их эффекторные функции: секрецию цитотоксических молекул (перфорина и гранзима) и высвобождение провоспалительных цитокинов, таких как интерферон-гамма (IFN-γ), а также фактора некроза опухоли (TNF-α). Это приводит к таргетированному уничтожению опухолевых клеток [4].

Учитывая, что CAR-T терапия продемонстрировала высокий клинический потенциал в области онкогематологии, улучшив прогноз и общую выживаемость пациентов, включая полную неподдерживаемую (не требующую дополнительного лечения) ремиссию значительной доли больных острым лимфобластным лейкозом, этот метод рассматривается как перспективный подход к лечению ГБМ, поскольку CAR-T клетки преодолевают гематоэнцефалический барьер [5]. Однако пока этот метод лечения не достиг широкого клинического применения. Главной причиной ограничения — высокая гетерогенность опухоли. Поэтому поиск и идентификация антигенов ГБМ с целью оптимизации специфичности CAR-T клеток все еще остаются крайне актуальной задачей.

В настоящей работе рассматриваются опухолеассоциированные антигены: EGFRvIII — рецептор эпидермального фактора роста, вариант III, IL13Rα2 — субъединица альфа-2 рецептора интерлейкина-13, HER2 — рецептор эпидермального фактора роста человека 2-го типа, B7-H3 — трансмембранный белок, член семейства белков B7 и GD2 — дисиалоганглиозид 2 как перспективные CAR-целевые антигены [6—9].

Anti-EGFRvIII-CAR-T терапия

Anti-EGFRvIII-CAR-T терапия является альтернативной стратегией лечения при злокачественных опухолях со сверхэкспрессией EGFRvIII — мутантного варианта EGFR.

EGFR (ERBB-1) — трансмембранный белок; относится к семейству эпидермального фактора роста (EGF); EGFR играет важную роль в миграции нервных стволовых клеток во время развития и активации сигнальных путей MAPK (Mitogen-Activated Protein Kinase) и PI3K-Akt (Phosphatidylinositol 3-kinases/protein kinase B), а также стимулирует клеточную пролиферацию.

Мутантный вариант EGFRvIII возникает в результате делеции экзонов 2—7 гена EGFR. EGFRvIII выявляется в опухолях у 30% пациентов с примерно 75% EGFRvIII-позитивных клеток [10], при этом отсутствует в нормальных тканях.

Несмотря на то что в доклинических исследованиях на мышиных моделях ГБМ была продемонстрирована эффективность anti-EGFRvIII CAR-T терапии [11], при первом применении у человека лечебный эффект был весьма ограничен из-за гетерогенности заболевания и иммуносупрессивного микроокружения опухоли. По данным авторов, медиана общей выживаемости составляла всего 8 мес. Иммуногистохимическое исследование позволяет установить, что все образцы ГБМ, помимо мутантной формы EGFRvIII, экспрессируют рецептор EGFR дикого типа. Этот фактор является неблагоприятным в отношении прогноза заболевания и свидетельствует о высоком уровне пролиферативной активности опухоли, агрессивности и устойчивости к проводимой терапии [12]. К настоящему моменту разработана конструкция CARv3-TEAM-E, которая направлена на опухолеспецифический антиген — рецептор EGFRvIII, а также на белок EGFR дикого типа посредством секреции молекулы антитела, взаимодействующего с T-клетками (TEAM, T-cell — Engaging Antibody Molecule) [13].

Клиническое исследование I фазы с дизайном 3+3, направленное на определение безопасной дозы CARv3-TEAM-E при интратуморальном введении у больных с рецидивирующей или впервые диагностированной глиобластомой, показало, что ни у одного из пациентов не развилась токсичность выше 3-й степени. Несмотря на то что у всех пациентов диагностировали стабилизацию заболевания, у 2 из 3 участников наблюдалось прогрессирование.

Для снижения нецелевой токсичности и повышения специфичности CAR-T клеток разрабатываются конструкции химерных рецепторов, которые нацелены на другие внеклеточные домены мутантных форм EGFR [14]. Например, CAR-806EGFR не распознает EGFR дикого типа в нормальной ткани головного мозга, поскольку эпитоп экспонируется только в конформациях, которые присутствуют на сверхэкспрессирующих опухолевых клетках. Подход к использованию CAR с широкой специфичностью может иметь преимущество в нацеливании на несколько клонов опухолевых клеток, как было показано в клинических исследованиях, которые селективно ориентированы на вариант EGFRvIII. К настоящему моменту терапевтический эффект был продемонстрирован только в доклинических исследованиях на мышиных моделях ГБМ [15, 16].

Anti-B7-H3-CAR-T терапия

Привлекательной мишенью для иммунотерапии рака является иммунорегуляторный белок B7-H3 (CD276), который сверхэкспрессируется в опухолевых клетках, демонстрируя ограниченную экспрессию в нормальных тканях [17]. Так, в работе C. Zhang и соавт. [22] показано, что экспрессия B7-H3 наблюдается в 70% исследованных образцов ГБМ; интенсивность экспрессии B7-H3 в опухоли значимо коррелирует с клиническим исходом заболевания.

В семействе белка B7, куда входит B7-H3, выделяют группы молекул, которые взаимодействуют с контрольными точками иммунитета (CTLA-4 и PD-1) [18]. Поэтому белок B7-H3 (CD276) является иммунной контрольной точкой с двойственной функциональной активностью, т.е. оказывает костимулирующее/коингибиторное регуляторное действие [19—21].

B7-H3 рассматривают не только как потенциальный прогностический фактор, но и терапевтическую мишень. Например, известен препарат на основе конъюгата моноклонального антитела против B7-H3 и радиоактивного йода [23], который продемонстрировал положительный клинический эффект у пациентов детского возраста с диффузной внутренней глиомой ствола головного мозга.

Учитывая положительную клиническую эффективность конъюгата и тот факт, что B7-H3 высоко экспрессируется на клетках ГБМ, в настоящее время разработан клеточный продукт anti-B7-H3-CAR-T клетки. Результаты I фазы клинического испытания свидетельствуют о хорошей переносимости клеточного продукта. Включенные в исследование 12 пациентов с диффузной срединной глиомой головного мозга, получавшие внутривенное введение, прошли лечение без возникновения синдрома высвобождения цитокинов и признаков нейротоксичности. У 1 пациента при локорегиональном введении anti-B7-H3-CAR-T клеток наблюдали стабилизацию процесса и незначительное уменьшение размера опухоли [24, 25].

Anti-IL13Rα2-CAR-T терапия

Мишенью для иммунотерапии является IL-13Rα2 (CD213A2) — трансмембранный белок и субъединица альфа-2 рецептора противовоспалительного интерлейкина-13.

IL-13Rα2 выявляется в широком спектре опухолевых клеток, включая рак поджелудочной, молочной желез и яичников [26]. Также IL-13Rα2 определяется у 50% пациентов с ГБМ, у 85% с диффузной срединной глиомой головного мозга. По данным ряда авторов [27], IL-13Rα2 является прогностическим маркером.

Попытки применения anti-IL13Rα2-CAR-T клеток, предпринимавшиеся еще в 2015 г. [28], не принесли ожидаемого эффекта: у всех пациентов наблюдался рецидив опухоли. Исследование по эскалации дозы anti-IL13Rα2-CAR-T клеток, проведенное тем же автором, продемонстрировало регрессию опухоли у 1 пациента, которая продолжалась в течение 7,5 мес после инфузий [29].

В 2024 г. та же группа сообщила о результатах завершенного исследования I фазы с включением 65 пациентов (в возрасте от 12 до 75 лет) с рецидивирующей глиомой высокой степени злокачественности, у которых при лечении использовались еженедельные внутриопухолевые и/или внутрижелудочковые инфузии T-клеток, экспрессирующих IL13Rα2-специфические химерные антигенные рецепторы [30]. В это исследование были включены пациенты, у которых были исчерпаны все методы традиционного лечения и не имелось альтернатив. Для участия в исследовании отбирали пациентов с индексом по шкале Карновского 60 или выше, ожидаемой продолжительностью жизни более 4 нед и подтвержденной экспрессией в опухоли IL-13Rα2. Из включенных в исследование 58 пациентов получили по 3 инфузии anti-IL13Rα2-CAR-T клеток, далее оценили ответ на заболевание и общую выживаемость. В исследовании предлагалось три пути локорегионального введения клеток (интратуморальный, интравентрикулярный и интратуморальный/интратутрикулярный).

Результаты, полученные в ходе клинического испытания, продемонстрировали, что локорегиональное введение anti-IL13Rα2-CAR-T клеток вызывало у 30% пациентов токсичность 3-й степени. Токсичность была связана с CAR-T терапией. У 1 пациента наблюдалась энцефалопатия 3-й степени, у 1– атаксия 3-й степени, у 2 — отек мозга 4-й степени. Стабилизация заболевания или улучшение было достигнуто у 50% пациентов, при этом диагностировались некоторые частичные и полные ответы. Медиана общей выживаемости для всех пациентов составила 7,7 мес.

Помимо этого, в исследование I фазы [7] в когорте из 6 пациентов использовали аллогенные стероидрезистентные CAR-T клетки, соединенные с рекомбинантным IL-2 человека, полученные от здорового донора. Терапию проводили на фоне системного введения дексаметазона. Клетки IL13Rα2-targeted-CAR+(IL13-zetakine+) были получены из продукта цитолитических T-лимфоцитов с использованием технологии редактирования генома — цинк-пальцевой нуклеазы (ZFN). Терапия, по данным авторов, хорошо переносилась, и у 4 из 6 леченых пациентов наблюдались временное уменьшение опухоли или некроз опухоли в месте инфузии клеточного продукта, однако у всех пациентов в ходе дальнейшего наблюдения был выявлен рецидив.

Anti-HER2-CAR-T терапия

HER2 (CD340/Neu/ ErbB2) — трансмембранный белок является членом семейства эпидермального фактора роста (EGF). Общая частота сверхэкспрессии HER2 в клетках ГБМ составляет около 80% [31], поэтому HER2 может стать потенциальной терапевтической мишенью для ее лечения.

Было проведено исследование по введению HER2-специфических CAR-T клеток пациентам с прогрессирующей ГБМ [8]. В когорте из 17 пациентов с диагнозом «прогрессирующая HER2-положительная ГБМ», из которых 7 в возрасте до 18 лет, использовалось лечение, включающее одну или несколько инфузий anti-HER2-CAR-T клеток, вводимых без лимфодеплеции (устранения собственных клеток, способных снижать активность CAR-T-лимфоцитов). Среди 16 обследованных пациентов (включая 9 взрослых и 7 детей) результаты разнились: у 1 наблюдался частичный ответ, продолжавшийся более 9 мес, у 7 — стабилизация заболевания в течение от 8 нед до 29 мес, в то время как у 8 пациентов диагностировалось прогрессирование заболевания. Медиана общей выживаемости составила 11,1 мес с момента начала первой инфузии T-клеток и 24,5 мес с момента постановки диагноза.

В настоящее время стартовало клиническое исследование I фазы (NCT04903080 https://clinicaltrials.gov/study/NCT04903080 ) с применением HER2-специфических CAR-T клеток для лечения пациентов детского возраста с рефрактерной или рецидивирующей эпендимомой после проведения лимфодеплеционной химиотерапии (результаты не опубликованы).

Anti-GD2-CAR-T терапия

Дисиалоганглиозид GD2 — гликосфинголипид [32]. В злокачественных новообразованиях описана повышенная экспрессия GD2 на клетках нейробластомы, глиобластомы и астроцитомы и в ряде других опухолей [33—35]. Высокая экспрессия GD2 характерна для клеток диффузной средостенной глиомы с мутацией H3K27M, редкой, но довольно агрессивной злокачественной опухоли [36]. В нормальных клетках эта молекула практически не представлена, за исключением минорной экспрессии на клетках головного мозга, в периферических нервах и меланоцитах кожи. При опухолевой трансформации экспрессия GD2 возрастает на порядок, достигая 10 млн молекул на клетку.

GD2 подавляет функцию NK-клеток посредством связывания с Siglec-7, ремодулирует и поддерживает иммуносупрессивный фенотип микроокружения опухоли [37—39]. GD2 снижает функциональную активность T-клеток, дендритных клеток, одновременно способствуя привлечению клеток-супрессоров миелоидного происхождения и T-регуляторных клеток.

Три анти-GD2-mAb-препарата были официально разрешены для клинического применения в лечении пациентов с нейробластомой высокого риска [40]. Включение иммунотерапии anti-GD2-антителами в схемы лечения пациентов с рецидивами нейробластомы позволяет у части больных добиться улучшения ответа или стабилизации заболевания.

Учитывая положительную клиническую эффективность моноклональных антител анти-GD2-mAb и тот факт, что GD2 экспрессируется на поверхности опухолевых клеток при низких уровнях экспрессии в нормальных тканях [33], можно предположить, что молекулярная мишень GD2 рассматривается как перспективная для создания anti-GD2-CAR-T клеток. Следует отметить, что в программе по приоритезации опухолеассоциированных антигенов Национального института рака США GD2 стоит на 12-м месте в числе наиболее значимых антигенов [41].

В 2022 г. R.Majzner и соавт. [42] опубликовали результаты клинической апробации anti-GD2-CAR-T клеток. У 4 пациентов с диффузной срединной глиомой головного мозга, которые получили несколько внутривенных инфузий продукта, и 1 получавшего интрацеребровентрикулярные инфузии наблюдали системный воспалительный ответ организма (синдром высвобождения цитокинов) и нейротоксичность. При этом у одного пациента наблюдали уменьшение объема опухоли после первой инфузии, у второго — инфильтрацию иммунными клетками опухоли, но без клинического эффекта, у третьего — уменьшение объема опухоли после 5 инфузий, но со смертельным исходом.

В исследовании NCT03170141 [9] выявлена безопасность внутривенных инфузий (в 3 случаях с последующим внутриполостным введением) анти-GD2-CAR-T клеток у 4 пациентов с ГБМ. Среди них у 2 пациентов не было зарегистрировано никакого ответа, а у 2 других наблюдали частичный ответ.

Была проведена оценка безопасности anti-GD2-CAR-T клеток у 8 пациентов с ГБМ [9] при внутримозговом внутрижелудочковом введении 4SCAR-T клеток и у 3 при внутривенном одновременно с интратуморальным введением. 4SCAR-T терапия хорошо переносилась, серьезных побочных эффектов не выявлено. Несмотря на то что у некоторых пациентов удалось достичь увеличения медианы общей выживаемости, небольшой размер выборки не позволил четко определить клинические преимущества.

Заключение

Таргетная иммунотерапия с использованием CAR-T клеток к EGFRvIII, B7-H3, IL13Rα2, HER2 и GD2 демонстрирует достаточно скромные результаты, что затрудняет сделать окончательные выводы об эффективности и безопасности терапии. Молекулярный механизм, лежащий в основе CAR-T терапии, основан на сложном взаимодействии сконструированных химерных рецепторов CAR с опухолевыми клетками через распознавание антигенов, которые имеют высокий уровень экспрессии в клетках глиобластомы. Известно, что на молекулярном уровне эти опухоли значительно отличаются у каждого пациента и даже в пределах одной и той же опухоли могут проявлять гетерогенность. Поэтому одними из основных ограничений CAR-T терапии глиобластомы являются разнообразие антигенов и их генетическая и молекулярная изменчивость. Продолжение исследований, касающихся разработки химерных рецепторов с несколькими направленностями, является обязательным условием для продвижения этого подхода к достижению значимых клинических результатов и в конечном итоге для улучшения прогноза у пациентов с этим заболеванием.

Работа выполнена в рамках госзадания Министерства здравоохранения Российской Федерации (№ CAHN-2024-0004).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.