Долгое время онкология стояла на трех китах – химиотерапии, лучевой терапии и хирургии. Каждый из этих методов помог спасти тысячи жизней, но в своем развитии они уже вышли на плато. Появление таргетной терапии благодаря накоплению знаний о генетических особенностях опухолей во второй половине XX века открыло новые перспективы в лечении онкозаболеваний, хотя и ее возможности все еще достаточно сильно ограничены. Однако генная инженерия вывела на арену борьбы с раком принципиально новые методы. Один из таких методов – виротерапия.
Почему этот метод опять стал предметом обсуждения?
Журнал Lancet недавно назвал виротерапию уникальным подходом к лечению одного из самых тяжелых онкологических заболеваний – злокачественных глиом. А поводом для этого стали недавно полученные обнадеживающие результаты применения метода. В июне 2021 года в Lancet был опубликован комментарий о трех клинических исследованиях. В первом исследовании 20 % пациентов (из 25) прожили более 3 лет после лечения, а у 3 пациентов объем опухоли сократился на 95 % и более. Во втором исследовании виротерапия повысила общую выживаемость, которая достигла 21 % через 24 мес. и сохранялась на этом уровне 36 мес. В последнем исследовании медиана общей выживаемости составила 12,2 мес. (8,0–16,4 мес.), и 4 (36 %) из 11 пациентов были все еще живы через 18 мес. после виротерапии. И хотя все эти исследования – I фазы, их результаты можно считать большим шагом вперед не только в лечении глиом, но и в целом в виротерапии рака, потому что, как мы покажем в этой статье, данный метод переживает свои взлеты и падения и немногие исследования доходят до этапа с участием пациентов.
Что такое виротерапия?
В онкологии вирусы рассматриваются преимущественно как фактор канцерогенеза: например, практически никто уже не оспаривает тот факт, что некоторые типы вируса папилломы человека вызывают рак шейки матки, ануса, вульвы, влагалища, пениса и ротоглотки. Но не так давно оказалось, что вирусы можно использовать и в качестве оружия против рака.
Виротерапия, вирусная терапия, вирусная онколитическая терапия (все эти термины синонимичны) в самом примитивном понимании – это «лечение вирусами», но если попытаться дать строгое определение, то мы увидим, что некоторые нюансы этого понятия до сих пор четко не сформулированы. Так, NCI, с одной стороны, дает такую дефиницию виротерапии: лечение с использованием вирусов, которые были подвергнуты изменению в лабораторных условиях, чтобы приобрести способность находить и разрушать опухолевые клетки, не поражая здоровые клетки. Иначе говоря, согласно этому определению NCI, виротерапия – это лечение исключительно измененными в лаборатории вирусами (и, как мы покажем ниже, под этим изменением подразумевается генетическая модификация). С другой стороны, в определении онколитических вирусов тот же NCI указывает, что они могут возникать естественным путем или могут быть созданы в лаборатории путем изменения других вирусов. Однако в статье об онколитической вирусной терапии NCI подчеркивает, что, хотя к группе онколитических вирусов относятся и вирусы, встречающиеся в природе, и вирусы, модифицированные в лаборатории, на сегодняшний день только один онколитический вирус – генетически модифицированная форма герпесвируса – был одобрен FDA (для лечения меланомы). Получается, что лечение вирусами, встречающимися в природе, не подпадает под современное определение виротерапии, данное NCI, хотя они и могут обладать онколитическими свойствами. Этот вывод имеет принципиальное значение, так как некоторые медицинские центры предлагают пациентам такое лечение.
Вероятно, дело в том, что на заре своего развития виротерапия располагала только этими самыми природными онколитическими вирусами. И хотя определенный противоопухолевый эффект, без сомнения, наблюдался, он был нестойким и недолгим. Проблема заключалась в том, что отсутствие нормального вирус-специфического иммунного ответа закономерно ухудшало состояние пациента, а его наличие, соответственно, сильно ослабляло противоопухолевый эффект. Это завело виротерапию в тупик. После этого идея была на десятилетия забыта, и новый этап в развитии виротерапии наступил только после того, как в игру вступила генная инженерия.
Существует два основных направления генной модификации вирусов для терапии рака. «Трансдукционное нацеливание» должно модифицировать поверхностные белки вириона таким образом, чтобы обеспечить связывание вируса преимущественно с рецепторами, расположенными на поверхности опухолевых клеток. А в результате «нетрансдукционного нацеливания» должна усилиться избирательность репликации вируса на опухолевых клетках.
Считается, что при повреждении опухолевой ткани вирусы запускают сигнальные пути запрограммированной клеточной смерти (например, ERK), индуцируя такие естественные процессы, как аутофагия, апоптоз и некроз, напрямую нарушая метаболизм опухоли и ограничивая ресурсы для ее жизнедеятельности. Также клетки опухоли могут быть повреждены вирусом опосредованно путем ограничения кровоснабжения ткани и усиления иммунного ответа за счет активации системы комплемента, выработки специфических антител и развития неспецифического воспаления.
В последние годы идет активное накопление знаний о том, какие именно процессы протекают в клетках и тканях при виротерапии. В сентябре 2018 года в СМИ было заявлено о том, что ученые смогли в реальном времени наблюдать процесс проникновения онколитического вируса в раковую клетку. Международная группа исследователей из НИТУ МИСиС и University of Calgary (Канада) впервые применили методику прижизненной микроскопии для исследования взаимодействия онколитических вирусов с опухолевыми и здоровыми клетками организма подопытных животных. Исследователи представили технологию, позволяющую наблюдать в режиме реального времени, как ведет себя вирус в тканях живого организма. Результаты работы опубликованы в журнале Molecular Therapy Oncolytics.
Какие препараты для виротерапии существуют?
Несмотря на непростой путь, который прошла виротерапия, прогресс в этой области все-таки привел к созданию препаратов, выпущенных на фармрынок. Знаковым событием в области виротерапии стало одобрение FDA в октябре 2015 года первого препарата для виротерапии – Imlygic (talimogene laherparepvec). Препарат используется для терапии меланомы и представляет собой живой генетически модифицированный вирус простого герпеса 1-го типа, который вводится непосредственно в очаги меланомы, селективно размножается внутри раковых клеток и вызывает их разрушение и гибель.
Генные модификации, которым подвергается вирус перед созданием препарата, включают повышение селективности в отношении опухоли и усиление способности влиять на противоопухолевый иммунный ответ за счет выработки колониестимулирующего фактора гранулоцитов и макрофагов (GM-CSF). По заявлению сайта drugs.com, точный механизм действия препарата неизвестен.
Talimogene laherparepvec (T-VEC) прошел открытое рандомизированное клиническое исследование III фазы OPTiM (NCT00769704), в котором была доказана его эффективность и безопасность в лечении пациентов с меланомой кожи стадии IIIB–IV (в том числе IV M1a). Пациенты (n = 436) с неоперабельной инвазивной меланомой, которая не поддавалась хирургической резекции, были случайным образом распределены в соотношении 2:1 по двум группам. В 1-й группе пациентам проводили инъекции T-VEC в очаги опухоли, во 2-й группе – подкожные инъекции GM-CSF. Первичной конечной точкой была доля пациентов, у которых зарегистрирован длительный ответ (объективный ответ, наблюдаемый в течение 6 мес. и более без перерывов). Ключевые вторичные конечные точки – общая выживаемость и общая частота получения ответа.
Доля пациентов с длительным ответом была значительно больше в группе виротерапии T-VEC (16,3 %; 95 % ДИ 12,1–20,5 %), чем в группе GM-CSF (2,1 %; 95 % ДИ 0,0–4,5 %); отношение шансов 8,9; p < 0,001). Общая частота ответа также была выше в группе T-VEC (26,4 %; 95 % ДИ 21,4–31,5 %), чем в группе GM-CSF (5,7 %; 95 % ДИ 1,9–9,5%). Медиана общей выживаемости составила 23,3 мес. (95 % ДИ 19,5–29,6 мес.) в группе T-VEC и 18,9 мес. (95 % ДИ 16,0–23,7 мес.) в группе GM-CSF (отношение рисков 0,79; 95 % ДИ 0,62–1,00; р = 0,051). Эффективность T-VEC была наиболее высокой у пациентов с IIIB, IIIC и IV M1a стадиями и у пациентов, не проходивших ранее лечения.
Препарат продолжает активно изучаться, но интерес к нему снижается в связи с последними публикациями. Так, в сентябре 2021 года обнародованы результаты мультицентрового рандомизированного плацебо-контролируемого исследования MASTERKEY-265 (NCT02263508), в котором изучена эффективность talimogene laherparepvec в сочетании с пембролизумабом в лечении нерезектабельной меланомы IIIB–IVM1c. Добавление виротерапии к терапии пембролизумабом не повысило выживаемость без прогрессирования и общую выживаемость, хотя разница в медиане выживаемости без прогрессирования составила 5,8 мес. Исследование приостановлено. В более ранних публикациях, где анализировалась общая частота ответа, результаты были более обнадеживающими. Интересно, что в данном исследовании участвовали и российские ученые.
Сейчас другое мультицентровое исследование II фазы (NCT02366195), в котором тоже принимают участие 3 российских медучреждения и 50 российских пациентов, близится к завершению.
Изначально разработчики надеялись расширить перечень показаний к применению препарата. Так, несколько лет назад изучалась эффективность препарата в лечении рака поджелудочной железы, молочных желез и колоректального рака, но только в клинических испытаниях I фазы. Будут ли они продолжены, пока неясно. Проведено также клиническое испытание II фазы, где изучено применение talimogene laherparepvec в лечении плоскоклеточного рака головы и шеи. В 2010 году была начата III фаза испытаний, но она была прервана компанией Amgen в связи с изменением представлений о плоскоклеточном раке головы и шеи. Возможно, это решение было связано с появлением предположений о роли вируса герпеса как фактора риска развития данного рака.
В Китае проводятся клинические исследования эффективности препарата Oncorine в лечении канцероматоза брюшины и злокачественного асцита.
В том же 2015 году было получено разрешение на проведение III фазы клинических испытаний препарата Pexa-Vec (JX-594). Это препарат на основе рекомбинантного штамма вируса осповакцины, у которого для уменьшения реактогенности удален ген тимидинкиназы и встроен ген GM-CSF человека. Он предназначен для лечения гепатоцеллюлярной карциномы. Клинические испытания III фазы проходят в нескольких десятках стран в 86 больницах.
В Латвии был разработан «Ригвир» – препарат живого, не патогенного для человека, не генномодифицированного, но «обученного» – по словам разработчиков – энтеровируса группы ECHO. Центр виротерапии в Латвии предлагает пройти лечение препаратом пациентам с меланомой и многими другими онкологическими заболеваниями. Препарат не был одобрен FDA, но зарегистрирован в Латвии, Грузии, Армении и Узбекистане. При этом в латвийских и российских СМИ «Ригвир» описывается как новейший способ лечения опухолей, который стремительно поражает опухолевые клетки, не затрагивая здоровые.
Распространение «Ригвира» в Латвии в марте 2019 года было временно прекращено: его производители неоднократно нарушили законодательство о рекламе.
В СМИ о «Ригвире» рассказывается как об уникальной «разработке советских ученых», которая лечит очень многие виды рака. При этом сообщается об одном побочном эффекте – «слегка повышенная температура». Если внимательно проанализировать данные о препарате, представленные на официальном сайте латвийского центра виротерапии, а также изучить историю его применения, становится ясно: под современное определение виротерапии его применение не подпадает: препарат содержит не генномодифицированный энтеровирус. Да и заявленная производителями эффективность препарата может быть далека от правды.
Есть ли российские разработки?
В России пытаются создать свои препараты для виротерапии. Так, в новосибирском Академгородке проводятся исследования на мышах по оценке эффективности вируса Зика в отношении клеток человеческой глиобластомы. Поучаствовать в исследовании пациентам пока невозможно: его эффективность и безопасность не до конца оценены даже на мышах, поэтому речи о переходе к тестированию на людях пока не идет. Кроме того, исследователи не сообщают данные о генных модификациях вируса. Сейчас эти исследования скорее относятся к фундаментальной науке, нежели представляют собой прикладную разработку.
В сентябре 2018 года Российский научный фонд со ссылкой на «Медвестник» написал, что первые российские препараты для виротерапии «могут быть выпущены уже через 2–3 года». Довольно смелое заявление – с учетом того, сколько времени в действительности занимает проведение всех фаз клинических испытаний до вывода препарата на рынок. Более сотни пациентов с терминальными стадиями рака яичников, глиобластомы, рака толстой кишки прошли виротерапию «в экспериментальном порядке» в Институте молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, сообщалось в статье. Работа была поддержана грантом. Главный научный сотрудник института чл.-корр. РАН, профессор Петр Чумаков сообщил, что им удалось добиться «если не выздоровления, то длительной ремиссии заболевания». Он рассказал также, что для создания препаратов используются 15 энтеровирусов, вирус Сендай, известный как вирус парагриппа мышей 1-го типа, и некоторые другие, а также «полностью синтетические вирусы, эксперименты с которыми пока не ведутся на людях».
В июне 2020 года Петр Чумаков дал интервью изданию RT, в котором заявил, что под его руководством при поддержке Минздрава и Минобрнауки созданы российские препараты для виротерапии и что должны начаться доклинические испытания в институте имени Смородинцева в Санкт-Петербурге. Он предположил, что на эти испытания потребуется 5–6 мес., а уже в начале 2021 года они могут быть закончены и начнутся переговоры о начале клинических испытаний. Ученый сообщил, что свой метод разработчики уже опробовали на нескольких пациентах. Однако, как он признался, хорошие результаты получены не у всех: «…каждый конкретный вирус нашей панели действует только на 15–20 % пациентов. Остальные оказываются к вирусу устойчивы. Однако у нас есть много разных вирусов, и мы можем подобрать свой для любого пациента». Петр Чумаков пояснил, что в институте ведется разработка тестов, которые будут основаны на обычной биопсии и смогут быстро показать, к какому вирусу опухоль чувствительна.
Увы, обнаружить на PubMed публикации о результатах проведенных этим коллективом клинических исследований II–III фазы не удалось. В российских же журналах обнародованы в основном данные исследований на культурах клеток и экспериментов на животных. Так, в одной из работ выявлена выраженная онколитическая и репликационная активность вируса Коксаки A7 и полиовируса 1-го типа при тестировании в модели культур клеток глиобластом, инфицированных вирусами in vitro, а также in vivo, в модели подкожных опухолевых ксенотрансплантатов на мышах с иммунодефицитом. Вирус Коксаки В5 вызывал лишь частичное сокращение числа опухолей, а Коксаки A9 не влиял на опухолеобразование.
Как пишет в своей статье Сергей Нетесов, член-корреспондент РАН, сотрудник Новосибирского государственного университета, с 1998 по 2003 год в Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» силами лаборатории автора статьи был получен вариант аденовируса 5-го серотипа с полностью удаленным геном Е1В и частично – геном Е1А. Препарат на его основе был назван канцеролизином. Он был проведен через полный цикл доклинических испытаний под руководством профессора ГНЦ ВБ «Вектор» А.Н. Сергеева. На основе их результатов канцеролизин был допущен к клиническим испытаниям I фазы, которые в 2007 году прошли в РОНЦ им. Н.Н. Блохина с участием 8 пациентов-добровольцев. Испытания показали хорошую переносимость пациентами канцеролизина, а в двух случаях наблюдался и лечебный эффект, несмотря на то что у всех пациентов была IV стадия болезни. К сожалению, пишет автор, денег на последующие испытания в те годы так и не было выделено, а позднее это утратило актуальность из-за публикаций о разработке онколитических вирусов следующих поколений.
Судя по всему, энтузиазм по поводу создания российского препарата для виротерапии несколько преждевременен. Возможно, однако, что этому помешал другой вирус, всем уже известный. Но в российских СМИ использование онколитических вирусов называют многообещающим подходом.
Что мешает внедрению виротерапии в рутинную практику?
Малое количество препаратов, зарегистрированных за рубежом, и отсутствие зарегистрированных российских препаратов – следствие того, что разработка качественного и безопасного препарата виротерапии очень сложна.
Эффективность действия вируса определяется количеством вводимых в организм вирусных частиц. Виротерапия становится эффективной, если количество вирусных частиц достигает «виремического порога». Он рассчитывается с учетом механизма действия отдельного вируса и факторов, ограничивающих поступление вируса в ткань опухоли. Вот лишь некоторые из них:
- секвестрация вирусных частиц в печени и селезенке;
- нейтрализация вирусов нормальными иммунными механизмами и возможность развития системного воспаления;
- необходимость в селективном связывании вирусных частиц с эндотелиоцитами сосудов опухоли;
- ограниченная проницаемость тканевых барьеров.
Все эти ограничения означают, что генная модификация используемых вирусов необходима. В арсенале исследователей есть несколько вариантов модификации вирусных частиц для повышения эффективности виротерапии:
- помещение вирусной частицы в специальный «переносчик», в качестве которого могут выступать прогениторные клетки мезенхимальной природы, иммунные клетки, липосомные образования, оксид графена или полимерные материалы. Наличие переносчика обеспечивает наилучшую доставку вируса непосредственно в ткань опухолей и одновременно с тем – минимальное число системных побочных эффектов;
- изменение генома вируса для повышения его тропности к ткани конкретной опухоли, введение дополнительных факторов вирулентности;
- внедрение в геном вирусных частиц отдельных генов-репортеров. Они позволяют отслеживать распределение вируса в организме и изучать процент его секвестрации в ткани опухоли и экскреторных органах. Исследованиями показана эффективность введения гена симпортера йодида натрия, благодаря которому распределение вируса в организме можно в дальнейшем отслеживать посредством КТ или ОФЭКТ;
- введение вместе с вирусными частицами непатогенных бактерий, предварительное применение иммуномодуляторов и ингибиторов системы комплемента для ограничения системного противовирусного ответа и предотвращения развития системного воспаления в ответ на введение вируса.
Еще одним ограничительным фактором может стать развитие резистентности опухоли к виротерапии. Пока нет данных о развитии перекрестной резистентности между вирусами, применяемыми для виротерапии, и другими противоопухолевыми средствами. Данных о развитии резистентности непосредственно к препаратам виротерапии также нет – возможно, ввиду недостаточного числа крупных клинических исследований.
Как проводится виротерапия?
В основном препараты онколитических вирусов вводятся локально, внутрь опухоли. Например, упомянутый выше Imlygic вводят непосредственно в очаги меланомы. Такой способ позволяет контролировать дозу вводимого вируса и максимально увеличить количество вирусных частиц непосредственно в ткани опухоли. Прямое введение онколитического вируса в ткань опухоли снижает вероятность развития общего противовирусного иммунного ответа, что также способствует сохранению эффективной концентрации вируса в ткани опухоли.
Для множественных и труднодоступных опухолей локальное введение препарата невозможно. В таком случае используется системная виротерапия с внутривенным введением препаратов. Ограничивают эффективность системного введения уже описанные выше факторы: неравномерное распределение в системном кровотоке, нормальный противовирусный иммунный ответ и развитие генерализованных побочных эффектов.
Реже для доставки препарата виротерапии в организм в исследованиях используются такие методы, как подкожное и интраперитонеальное введение. Предполагается, что внутриполостное (интраперитонеальное или интраплевральное) введение может стать особенно эффективным для лечения опухолей органов брюшной полости, грудной полости и малого таза. Рассматривался вариант интратекального введения препарата для лечения пациентов с мультиформной глиобластомой.
Насколько опасны побочные эффекты виротерапии?
Наиболее часто при виротерапии возникают гриппоподобный синдром, локальные неприятные ощущения в месте инъекции, гематологические нарушения с панцитопенией и нарушение функции печени. Например, при терапии Imlygic у участников клинического исследования чаще наблюдались усталость, озноб, лихорадка, тошнота, гриппоподобные симптомы и боль в месте инъекции.
Гриппоподобный синдром и местные реакции не представляют опасности и склонны проходить самостоятельно. Но гематологические побочные эффекты были достаточно опасными. Наиболее тяжелым стал лейкоз, развившийся у пациентов с тяжелым комбинированным иммунодефицитом, получавших сложную схему противоопухолевой терапии.
Так оправдан ли энтузиазм последних публикаций?
Виротерапия имеет большой потенциал для дальнейшего изучения и развития. Современные возможности генной инженерии могут помочь преодолеть существующие ограничения и сделать виротерапию успешным дополнительным или даже основным методом противоопухолевой терапии. В то же время ввиду отсутствия убедительных данных о безопасности и эффективности группа препаратов для виротерапии очень малочисленна, и они не могут применяться повсеместно, так как во многих странах не зарегистрированы официально. Внедрения методов виротерапии в российские клинические рекомендации вряд ли стоит ожидать в ближайшее время, но это возможно, если препараты будут зарегистрированы в России.
Однако многие онколитические агенты в настоящее время находятся в стадии разработки, что дает надежду на будущие успехи этого метода. Есть вероятность, что в конечном итоге в арсенале онкологов появится целый новый класс противораковых агентов.
- Почему этот метод опять стал предметом обсуждения?
- Что такое виротерапия?
- Какие препараты для виротерапии существуют?
- Есть ли российские разработки?
- Что мешает внедрению виротерапии в рутинную практику?
- Как проводится виротерапия?
- Насколько опасны побочные эффекты виротерапии?
- Так оправдан ли энтузиазм последних публикаций?
Для сравнения: при использовании стандартных методов лечения медиана выживаемости при глиобластоме не превышает 12 мес.
Treatment using a virus that has been changed in the laboratory to find and destroy cancer cells without harming healthy cells.
A type of virus that infects and lyses (breaks down) cancer cells but not normal cells. Oncolytic viruses can occur naturally or can be made in the laboratory by changing other viruses. Certain oncolytic viruses are being studied in the treatment of cancer. They may make it easier to kill tumor cells with chemotherapy and radiation therapy.
Отметим, что некоторые профессиональные сообщества (например, ASC) и организации (например, NCCN) вообще не дают определения виротерапии. При этом в материале о раке яичников, адресованном пациентам, NCCN о виротерапии рассказывает.
Словарь медицинских терминов MeSH (созданный National Library of Medicine) дает такое определение: онколитическая виротерапия – использование аттенуированных (ослабленных) вирусов в качестве противоопухолевых агентов для избирательного уничтожения раковых клеток (“Use of attenuated viruses as antineoplastic agents to selectively kill cancer cells”). Здесь не упоминается о лабораторной модификации вирусов, однако само понятие аттенуации подразумевает лабораторное воздействие, поскольку аттенуацией называется искусственное ослабление вирулентности. Год введения термина в словарь – 2006.
Впервые влияние вирусных инфекций на опухоли было замечено в начале ХХ века. В 1904 году описан иммуносупрессивный эффект вируса гриппа при миелоидном лейкозе. Первое полномасштабное клиническое исследование эффективности виротерапии было проведено в 1956 году с использованием «дикого» типа аденовируса у 30 пациентов с раком шейки матки, но в нем не было получено убедительных доказательств замедления прогрессирования опухоли и влиянии виротерапии на выживаемость пациентов.
Исследования онколитической активности вирусов получили дальнейшее развитие в 1950–1970-х годах. Так, было обнаружено, что у перенесших корь больных лимфомой Беркитта наблюдается улучшение состояния. Увы, эффект был недолгим.
Началом новой эры онколитической виротерапии можно считать 1991 год, когда был разработан генномодифицированный вирус простого герпеса 1-го типа со сниженной нейротоксичностью и измененным геном тимидинкиназы. Такой модифицированный вирус селективно размножался в культуре клеток глиомы и уничтожал их, а также оказывал значительный противоопухолевый эффект в экспериментах на мышах с имплантированными человеческими глиомами.
