«Волшебные пули»: моноклональные антитела в онкологии




Сегодня злокачественные опухоли занимают одно из первых мест по уровню заболеваемости и смертности. В мире ежегодно регистрируется 10 млн новых случаев рака.

В начале XX в. гениальный ученый Пауль Эрлих использовал определение «волшебная пуля», говоря о препарате, который находил бы и избирательно уничтожал причину болезни.

Достижения фундаментальной иммунологии и современных технологий позволили создать противоопухолевые препараты нового класса — моноклональные антитела (МАТ). Эти препараты сделали противоопухолевую терапию более эффективной и менее токсичной. Если традиционная химиотерапия — это «ковровое бомбометание», при котором поражаются и здоровые клетки, то иммунотерапия МАТ — это «точечные удары», направленные против белковых молекул в опухолевых клетках.

В данном обзоре мы представляем общие сведения о современных успехах и перспективах развития технологии МАТ в лечении онкологических заболеваний.

История создания и развитие технологии моноклональных антител

Первая попытка применения антител для лечения онкологических заболеваний была сделана Hericourt и Richet в 1895 г. экстрактами остеогенной саркомы у 50 больных; результаты были весьма перспективны. Тем не менее оставалась проблема побочных реакций, нестандартизируемости сывороток и слабого, непродолжительного эффекта.

Лечение антителами получило дальнейшее развитие в 70-х годах XX столетия. К этому времени уже было доказано, что образующиеся сывороточные антитоксины представляют собой иммуноглобулины; установлено, что продуцентом антител являются плазматические клетки. Исследователям Келеру и Мильштейну удалось разработать технологию получения особых клеточных линий, представляющих собой гибриды между нормальными антителопродуцирующими селезеночными клетками мыши и клетками мышиной миеломы. Разнородные клетки образуют двухъядерные гибриды, сохраняющие способность к клеточным делениям. Так возникает гибридома, структура продуцируемых ею антител абсолютно одинакова. Такие антитела называются моноклональными.

Гуманизация антител

В 1980-х годах было проведено несколько исследований, показавших наличие аллергических реакций вплоть до анафилактического шока, недостаточную эффективность мышиных антител в реализации механизма уничтожения клетки-мишени.

Получение человеческих антител и антител частично человеческого происхождения стало возможным после клонирования генов иммуноглобулинов и разработки генно-инженерных методов. Как в легких, так и в тяжелых цепях антител имеется константный регион и вариабельный регион, который непосредственно связывается с антигеном. Константный и вариабельный регионы независимо кодируются множеством генетических сегментов. Генно-инженерные технологии позволяют создавать гибридные антитела мышь/человек, различающиеся степенью «гуманизации». Наиболее ранней версией таких гибридных антител являются химерные антитела. В химерных антителах константные регионы имеют человеческое происхождение, а вариабельные получены от мыши. Типичный пример химерного антитела — ритуксимаб.

Второе поколение гибридных антител — гуманизированные антитела, в которых мышиное происхождение имеют только небольшие антигенсвязывающие участки вариабельных регионов. Гуманизированные антитела обладают слабой иммуногенностью. Типичным примером гуманизированного антитела является алемтузумаб.

Как в химерных, так и в гуманизированных антителах участки, непосредственно связывающие антиген, получали от иммунизированных животных. В последнее десятилетие разработаны способы конструкции полностью человеческих антител, минуя этап иммунизации человека.

Итак, сегодня, когда МАТ получают с помощью генно-инженерных способов, нередко минуя этап иммунизации, ключевым в определении термина «моноклональные антитела» является именно одинаковость антител, а не только моноклональность продуцирующих их В-клеток.

Моноклональные антитела в лечении онкологических заболеваний

В терапии опухолей используют два типа МАТ:

  • простые, или неконъюгированные — МАТ, не связанные ни с какими цитотоксическими веществами;
  • конъюгированные — МАТ, лечебный эффект которых обусловлен присоединенными к антителу веществами (радиоактивными частицами, цитостатиками или токсинами).

Простые моноклональные антитела

Большинство эффективно применяемых в онкологии МАТ — это простые МАТ. Они по-разному реализуют свое воздействие на злокачественную опухоль. Одни антитела, связываясь с соответствующим антигеном, запускают естест­венные механизмы иммунного ответа организма, которые разрушают опухолевые клетки. Другие МАТ не взаимодей­ст­вуют собственно с иммунной системой человека. Их эффект реализуется через связывание с антигенами, обеспечивающими пролиферацию клеток или рост опухоли.

Механизм действия антител можно рассмотреть на примере алемтузумаба (Кэмпаса) — препарата для терапии хронического лимфолейкоза. Вариабельный регион алемтузумаба соединяется с антигеном CD52 на поверхности лимфоцитов, а константный регион — с Fc-рецепторами на поверхности цитотоксических клеток, которые уничтожают мишень (ADCC — антителозависимая клеточно-опосредованная цитотоксичность). Кроме того, Кэмпас активирует систему комплемента, что приводит к образованию комплекса, разрушающего мембрану злокачественной клетки (CDC — комплемент-зависимая цитотоксичность). Именно эти два механизма, а также индукция апоптоза считаются основными в действии данных антител.

Ритуксимаб (Ритуксан, Мабтера) стал первым МАТ, одобренным для применения в онкологии. Изначально разработанный компанией Idec (сейчас Biogen Idec), ритуксимаб был зарегистрирован в США в 1997 г. для лечения В-клеточных вялотекущих неходжкинских лимфом. В России препарат продается под названием Мабтера.

Ритуксимаб — это химерное моноклональное антитело, имеющее вариабельный мышиный и константный человеческий регион, специфически связанное с антигеном CD20 на В-лимфоцитах и инициирующее иммунологические реакции, которые опосредуют лизис В-клеток. В 2006 г. препарат зарегистрирован еще по двум показаниям: для лечения CD20-позитивных диффузных В-крупноклеточных лимфом (в сочетании с режимом СНОР) и некоторых вариантов ревматоидного артрита.

Для обеспечения эффективности лечения перед началом терапии рекомендуется провести скрининг на уровень экспрессии CD20-рецепторов.

Алемтузумаб (Мабкэмпас, Кэмпас) — гуманизированное моноклональное антитело к антигену CD52, в котором только маленькие участки, непосредственно связывающиеся с антигеном, имеют крысиное происхождение, а вся остальная часть молекулы — человеческое.

Антитела к CD52 были разработаны в Англии. После многочисленных исследований, алемтузумаб был одобрен в 2001 г. для лечения хронического лимфолейкоза (ХЛЛ) — наиболее частого вида лейкоза у взрослых. В России препарат продается под названием Кэмпас.

Антиген CD52 экспрессируется на мембране большин­ства зрелых нормальных и опухолевых Т- и В-лимфоцитов с очень высокой плотностью — примерно 500 000 молекул на клетку (по сравнению с антигеном CD20, плотность экспрессии которого составляет около 8000 молекул на клетку). Молекулы антигена CD52 покрывают около 5% всей клеточной поверхности лимфоцита и присутствуют на всех клетках ХЛЛ у пациентов с данным заболеванием. Этим объясняется чрезвычайно высокая активность алемтузумаба в отношении ХЛЛ и Т-клеточных лимфом, а также отсутствие необходимости определять уровень экспрессии CD52 перед началом терапии.

Кэмпас применяется в основном для лечения больных ХЛЛ, рефрактерных к традиционной химиотерапии флударабином, а также в качестве первой линии в терапии пациентов, имеющих крайне неблагоприятный прогноз заболевания в связи с генетическими нарушениями, например делецией гена р53.

Кэмпас оказался эффективным и при Т-пролимфоцитарном лейкозе (Т-ПЛЛ). Это редкое, но очень агрессивное заболевание, обычно резистентное к химиотерапии. Хорошие результаты получены при терапии Кэмпасом Т-клеточных кожных лимфом — синдрома Сезари и грибовидного микоза.

Важно отметить, что Кэмпас не оказывает какого-либо эффекта на клетки-предшественники гемопоэза в костном мозге и не препятствует репопуляции гемопоэтической системы нормальными лимфоцитами по окончании лечения.

В последние годы Кэмпас используется для уменьшения реакции «трансплантат против хозяина» при аллогенной трансплантации стволовых кроветворных клеток. Предварительная ex vivo очистка трансплантата с помощью Кэмпаса в 8 раз снижает частоту случев острых реакций «хозяина», которые служат основной причиной смерти больных после трансплантации.

В настоящее время изучается роль Кэмпаса в терапии некоторых аутоиммунных заболеваний (ревматоидный артрит, рассеянный склероз).

Механизм действия некоторых МАТ (трастузумаб, бевацизумаб и цетуксимаб) реализуется без иммунных механизмов.

Разработанный компанией Genentech трастузумаб (Герцептин) стал первым гуманизированным антителом, зарегистрированным для лечения солидных опухолей в 1998 г. В России препарат продается под маркой Герцептин.

Трастузумаб — рекомбинантные гуманизированные МАТ против HER2/neu-рецепторов, принадлежащих к рецепторам эпидермального фактора роста. Гиперэкспрессия HER2/neu в ткани рака молочной железы обнаруживается у 20–30% больных и сопровождается резким снижением апоптоза, усилением пролиферации, уменьшением числа рецепторов эстрогенов в опухоли, снижением эффективности химио- и эндокринотерапии. Герцептин блокирует пролиферацию, вызывает апоптоз клеток-мишеней и обладает антиангиогенной активностью. Препарат разрешен к применению в монотерапии больных с экспрессией HER2/neu в сочетании с метастатическим раком молочной железы, а также в комбинации с цитостатическими агентами у больных, ранее не получавших химиотерапию. Перед началом лечения Герцептином необходимо проводить скрининг на уровень экспрессии HER2-рецепторов.

Бевацизумаб (Авастин) представляет собой рекомбинантные гуманизированные моноклональные антитела, которые избирательно связываются с биологически активным эндотелиальным сосудистым фактором роста (VEGF) и нейтрализуют его, что приводит к снижению васкуляризации и угнетению роста опухоли.

В клинических исследованиях показано, что Авастин обладает цитостатическим и цитотоксическим эффектом при многих солидных опухолях, что выражалось в регрессии опухоли, замедлении опухолевого роста или увеличении времени до прогрессии. Кроме того, бевацизумаб усиливает противоопухолевый эффект ряда цитостатиков. Бевацизумаб был зарегистрирован в США в 2004 г. в качестве первой линии в терапии метастатического колоректального рака (в комбинации с 5-фторурацилом). В России препарат продается под маркой Авастин.

В настоящее время проводится более 130 клинических исследований бевацизумаба при 25 разных типах злокачест­венных опухолей, включая рак молочной железы, ободочной кишки, светлоклеточный рак почки, немелкоклеточный рак легкого, меланому.

Цетуксимаб (Эрбитукс) — химерное МАТ, блокирующее активацию рецептора эпидермального фактора роста (EGFR). В 2003 г. Эрбитукс был зарегистрирован в США для лечения рака толстой кишки (в комбинации с иринотеканом), а в 2006 г. — для лечения рака головы и шеи. В России препарат продается под названием Эрбитукс.

Моноклональные антитела как носители активных веществ

В последние годы МАТ стали применяться для доставки цитотоксических веществ непосредственно к опухолевым клеткам, что позволяет избежать повреждения здоровых тканей, решает проблему, связанную со слабым противоопухолевым эффектом некоторых антител из-за невозможности проникать глубоко в ткань солидной опухоли.

В зависимости от активного вещества, присоединенного к антителу, конъюгированные МАТ подразделяют на следующие группы:

  • с радиоактивными частицами (этот вид терапии также получил название радиоиммунотерапии);
  • с цитостатиками;
  • с токсинами (или иммунотоксинами).

В настоящее время для терапии опухолей в мире зарегистрировано только два моноклональных антитела, соединенных с радиоактивными частицами.

Ибритумомаб тиуксетан (Зевалин) — МАТ против CD20, соединенное с иттрием-90. Сочетанное действие препарата обеспечивает большую эффективность по сравнению с терапией простым антителом к CD20. Зевалин зарегистрирован в 2002 г. для лечения рецидивов и рефрактерных форм фолликулярных лимфом. В настоящее время проводятся клинические исследования Зевалина в качестве консолидирующей терапии первой линии в лечении фолликулярных лимфом, а также В-крупноклеточных лимфом.

Зевалин связывается как со злокачественными, так и с нормальными В-лимфоцитами, поэтому для удаления здоровых клеток, несущих антиген CD20, из системы периферической крови пациенты получают сначала дозу простых антител. После элиминации клеток-мишеней CD20 из периферической крови меченые антитела могут специфично связываться с опухолевыми клетками. Это гарантирует высокую биодоступность препарата в местах расположения очагов опухоли и препятствует распространению радиоактивности по организму циркулирующими лимфоцитами.

90% эффективной энергии иттрия-90 — в том виде, в котором он используется в препарате Зевалин — действует на глубину 5 мм, в результате чего все возможные вредные воздействия на здоровые ткани сведены к минимуму. Иттрий-90 выделяет только β-излучение, поэтому при применении Зевалина не требуется госпитализировать или изолировать пациента. Лечение Зевалином с иттрием-90 может безопасно проводиться в амбулаторных условиях.

В России препарат находится в процессе регистрации.

Тозитумомаб (Бексар) — мышиные МАТ к антигену CD20, к которым прикреплен радиоактивный изотоп йода-131. Препарат получил одобрение FDA в 2003 г. для лечения рецидивов фолликулярных лимфом. Режим применения Бексара включает два этапа: дозиметрический и собственно терапевтический. Йод-131 распадается, высвобождая β- и γ-излучение с периодом полураспада 8 дней. На время лечения требуется изоляция больного и особые условия его пребывания в больнице, так как радиоактивный изотоп йода-131 выводится с мочой. В России препарат не зарегист­рирован.

Что касается МАТ, соединенных с химиотерапевтическими препаратами, в настоящее время зарегистрированных и доступных препаратов этой группы нет.

Иммунотоксины получают присоединением к МАТ бактериальных (дифтерийного токсина, экзотоксина синегнойной палочки) или растительных токсинов (рицина А или сапорина). Результаты первых клинических испытаний иммунотоксинов показали высокую перспективность метода.

Единственным иммунотоксином, зарегистрированным в настоящее время для лечения злокачественных заболеваний, является гемтузумаб озогамицин (Милотарг), применяемый в терапии острого миелобластного лейкоза у пожилых. Милотарг представляет собой человеческие антитела к антигену CD33, который присутствует на большинстве лейкемических клеток, в комбинации с токсином калихимицином. В России препарат не зарегистрирован.

Перспективы развития технологии МАТ в лечении онкологических заболеваний

С каждым годом МАТ все более активно применяются в лечении онкологических заболеваний. Противоопухолевые антитела составляют 50% объема рынка всех продаваемых препаратов МАТ; для сравнения: 37% рынка занимают антитела для коррекции аутоиммунных/воспалительных нарушений, 11% — МАТ для лечения заболеваний органов дыхания и 2% — для сердечно-сосудистых. Этот разрыв будет возрастать и дальше, так как из 400 исследований, которые ведутся сейчас с МАТ, около 250 составляют исследования в области онкологии: у больных раком молочной железы, раком яичников, колоректальным раком, у пациентов с лимфомами и немелкоклеточным раком легкого.

Однако несмотря на успехи МАТ, у этой технологии есть свои ограничения. МАТ — слишком крупные молекулы, неспособные проникать внутрь клетки или глубоко в ткани. Их нельзя применять перорально. Технологии производства МАТ по-прежнему очень дороги, что сказывается на стоимости лекарственных препаратов.

И все же у МАТ есть несколько важных свойств: высокая избирательность действия при низкой токсичности и способность активировать иммунную систему на борьбу с опухолевыми клетками.

Целый ряд биотехнологических и фармацевтических компаний сегодня работает над созданием МАТ-технологий нового поколения, объединяющих в себе преимущества МАТ и низкомолекулярных препаратов, обладающих высокой специфичностью и низкой токсичностью, возможностью воздействовать на объекты, нераспознаваемые современными МАТ, в том числе на активные центры ферментов и рецепторов. Такие МАТ обладают более высокой стабильностью, что допускает возможность их перорального, ингаляционного или местного применения.

Во всем мире проводится огромное количество испытаний МАТ: 4 из 10 препаратов, которые находятся в финальной стадии испытаний, — это МАТ. Новые биотехнологии уже сегодня дают больше шансов на продление активных лет жизни онкологическим больным, а в будущем приведут к победе над раком.

По вопросам литературы обращайтесь в редакцию.


Е. А. Никитин, кандидат медицинских наук
О. И. Глазкова, кандидат медицинских наук
ГНЦ РАМН, Москва



Еженедельный дайджест "Лечащего врача": главные новости медицины в одной рассылке

Подписывайтесь на нашу email рассылку и оставайтесь в курсе самых важных медицинских событий


поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
Нажимая на кнопку Подписаться, вы даете согласие на обработку персональных данных

Актуальные проблемы

Специализации




Календарь событий:




Вход на сайт