Vaksinasjon som behandling, kreftvaksine
Transcription
Vaksinasjon som behandling, kreftvaksine
Vaksinasjon som behandling: Kreftvaksiner Vaksinedagene 25.09.2015 Gustav Gaudernack, Prof. em. Section for Immunology Dept. of Cancer Research Oslo University Hospital Norwegian Radium Hospital Hva er en kreftvaksine? Strategi for å gjøre immunsystemet bedre istand til å bekjempe/motstå en kreftsykdom ved å immunisere (vaksinere) med relevante kreftantigener Hvorfor kreftvaksiner? Fordi immunsystemet er meget spesifikt og kan utrydde kreftceller med minimal skade på friske celler Immunsystemet har ”Immunologisk hukommelse” Cancer Immunterapi -The beginning of the end of cancer* Surgery Radiation Cancer Treatment Cytotoxic/Chemotherapy and Targeted Therapies Immunotherapy Kombinasjoner av forskjellige former for immunterapi har alene, og på toppen av standard terapiregimer, potensiale til å endre kreft i retning av en kronisk sykdom og til å kurere kreft *Citi – opinion article November 19th 2013 Kreft og immunsystemet – to likeverdige motstandere Kreftutvikling • • • • • • • Indre/yttre miljøfaktorer DNA skader => genetisk mangfold Tap av kontrollmekanismer Darwinistisk seleksjon Ukontrollert vekst Kriser Nye varianter – seleksjon - resistens Selekterte varianter Nye varianter Mutasjoner Targets for immune attack in cancer Vaccine or TCR therapy Hanahan and Weinberg, Cell 2011 Immunforsvaret • • • • • • • • Antistoffer: Yttre fiender T-celler: Indre fiender Strategi: genetisk mangfold Seleksjon Spesifisitet Hukommelse Multiple mekanismer Regulering av klonekspansjon og effektorfase (checkpoints) Antigen Antigen T-celler Immunonkologi: kommet for å bli • Immunsystemet har alltid vært der og bidratt i det stille, men har blitt neglisjert • Behandlinger som griper inn i og dirigerer immunsystemet hos kreftpasienter er på markedet (Yervoy (Ipilimumab), Nivolumab, Pembrolizumab og Provenge) • Alle de store legemiddelselskapet har immunterapibaserte legemidler på toppen i kreftbehandlingsporteføljen dvs mange nye i pipeline • En stor andel av pågående kliniske utprøvninger (Fase 1-3) ”world wide” innen kreft er innen immunterapi Immunonkologi: utfordringer for onkologene • Virkningsmekanisme: Ingen direkte effekt på kreftcellene. • Kinetikken er annerledes –immunsystemet bruker tid på å komme igang • Andre responskriterier (irRESIST) – fokus på overlevelse og mindre på objektive responser (OS>TTP>OR) • Annet bivirkningspanorama – multiorgan autoimmunitet Utgangspunktet for immunonkologiens fremmars • Kreftceller er immunogene – pasientenes immunsystem kan oppdage og eliminere kreftceller spontant • Naturlige bremsemekanismer (immune checkpoints”) begrenser immunsystemets utfoldelsesmuligheter, også etter vaksinering • Antistoffer som blokkerer immune checkpoints skrur av bremsene og har klinisk effekt Immunforsvaret Alle cellene i blod kommer fra en felles stamcelle i benmarg T hjelperceller: CD4+ T lymfocytter. Dirigerer det ”immunologiske orkesteret” Hjelper andre celler ved bl.a. å lage vekstfaktorer T dreperceller: CD8+ T lymfocytter Dreper virusinfiserte celler og kreftceller. Trenger CD4+ celler for å komme i gang og leve lenge 500.000.000.000 (5x1011) lymfocytter hos en voksen Disse kan skille mellom 10-100.000.000 forskjellige antigener. Forberedt på ”alt”, men få av hver type Sirkulerer rundt i kroppen i blod og organer Antistoffer nøytraliserer microbielle inntrengere T celler fungerer ved å drepe celler under forandring ”Sjekker” om noe fremmed har kommet inn i kroppen: Virus, bakterier, sopp ”Sjekker” om en celle er på vei til å bli en kreftcelle: Reagerer på mutasjoner inne i cellen Antistoffer Courtesy of Gjertrud Skorstad FDA godkjente antistoffer i kreftbehandling Antibody Target FDA approved diseases Cetuximab Bevacizumab Panitumumab Rituximab Gemtuzumab Ofatumumab Alemtuzumab Trastuzumab Ipilimumab EGFR/HER1 VEGF EGFR/HER1 CD20 CD33 CD20 CD52 Her2/Neu CTLA4 EGFR-positive colon cancer, HNC Colorectal cancer EGFR-positive colon cancer, HNC CD20+ low grade lymphoma, DLCL, FL Acute Myelogenous leukaemia Chronic lymphocytic leukaemia Chronic lymphocytic leukaemia Her2/Neu-positive breast cancer Metastatic Malignant melanoma Anti-neoplastic Immunomodulatory Nelson et al 2010 Nat Rev Drug Discov Tumor immunity in man: Spontaneous immunity - induced immunity - manipulated immunity (by nature) (by an oncologist) (by an immunologist) Hvis immunforsvaret involveres spontant påvirkes kreftutviklingen positivt! Spontan tumormmunitet hos kreftpasienter • • • • Immunohistokjemi – T celle infiltrasjon i tumor/stroma (Immunoscore): uavhengig prognostisk faktor for ”recurrence free survival”, PFS og OS i et stort antall forskjellige cancerformer mRNA expression profiling – Immun-signatur Spontane regressjoner Antigenene som gjenkjennes er generellt ukjente (untatt melanom?) Betydningen av T celle infiltrasjon for overlevelse hos pasienter med lungekreft NSCLC Epithelium NSCLC Stroma Al-Shibli Clin Cancer Res 2008 Hvordan tolker vi disse resultatene? • I en undergruppe av pasienter (her 17%) skjer det en spontan immunreaksjon som gjør at T celler finner veien til svulsten før operasjon • Mengden lymfocytter inne i svulsten har betydning for hvor lenge pasienten overlever • Effekten av det kirurgiske inngrepet konsolideres av immunforsvaret • Kirurgi har mye dårligere effekt dersom immunforsvaret ikke spiller med Hva med andre behandlingsformer? • Effekten av stråling avhenger av immunapparatet • Effekten av kjemoterapi avhenger av immunapparatet • Effekten av ”targeted therapy” avhenger av immunapparatet • Forklaring: Induksjon av immunogen celledød som resulterer i aktivering av immunforsvaret og konsolidering av primærbehandlingen (langtidseffekt) Indusert tumorimmunitet hos pasienter • • • Immunogen celledød er et nytt paradigme i cancer immunologi ”Kryptisk” vaccinering indusert av kjemotherapi, bestråling, cryoterapi og ”targeted therapies” Kombinering av lokal (in situ) behandling med systemisk behandling (checkpoint blockade) Gass og brems i immunonkologi Manipulert tumorimmunitet hos pasienter (hvordan fjerne bremsen?) • Påvirke hemming av spontan eller vaksineindusert klonekspansjon (CTLA4/Ipi) • Påvirke regulatoriske T celler i tumormiljøet (Ipi) • Påvirke negativ regulering i effektorfasen (drap av kreftceller i tumor) – anti PD1 antistoffer (Nivolumab etc), anti PDL-1 antistoffer Cellulære immunresponser mot kreft CD4+ T cell 4) Hjelp MHC class II 3) 2) MHC class I 1) Tumor proteiner Kreftcelle Adapted from Oka et al 2008, Curr Opin Immunol CD8+ T cell CD8+ T cell MHC class I 5) Angrep Immunmodulerende antistoffer anti-CTLA4 and anti-PD1 Sharma et al 2011, Nat Rev Cancer Effekt av Ipilimumab (anti-CTLA4) • First therapy showing improved survival in melanoma stage IV in phase III randomized trial • Side effects: diarrhea, skin rash and fatigue controlled by steroid treatment Source: BMS, Pharma Strategy blog Manipulert tumorimmunitet hos pasienter (hvordan bruke gasspedalen?) • • • • • Kreftvaksiner Adoptiv T celle terapi (TIL, CAR,TcR) Immunmodulatorer (stimulerende) Kombinasjon av immunmodulatorer med vaksiner Kombinasjon av vaksiner med adoptiv T celle terapi Kreftcelle gjenkjennes av T lymfocytt etter aktivering via APC T celle T lymfocytt 2 Celle m/mutasjon T celle APC HLA med peptid: Vevsforlikelighetsantigen = HLA T lymfocytt 3 APC = Antigen Presenterende Celle (Dendritisk celle) Deler seg Vandrer til tumor, dreper kreftceller med mutasjon APC + antigen T lymfocytt som gjenkjenner kreftceller Basis for immunologiskhukommelse og vaksinering Kreftcelle Peptidvaksine Peptidvaksine APC i hud Peptidvaksiner lages syntetisk og injiseres sammen med adjuvans som aktiverer APC og tiltrekker flere APC APC vandrer til T lymfocytter i lymfeknute T lymfocytter som gjenkjenner telomerase vandrer til prostata Prostata med kreftceller Ras adjuvant study pancreas cancer • 23 Whippel operated patients Divided into two clinical studies: • CTN95002 (single peptide injection) • CTN98010 (five peptide mixture) Weden et al. Int J Cancer 2011 Ullevål Hospital 1995-2003 material: Kaplan Meier plots for 137 patients with adenocarcinoma Figure 1a Proportion surviving Survival Functions 1.0 .8 .6 .4 Pancreatoduodenectomy (PD) .2 Irresectable (IRR) 0.0 0 12 24 Subjects at risk 101 61 27 36 1 0 36 48 60 72 84 6 0 5 0 4 0 96 Months 18 0 12 0 4 PD 0 IRR Proportion surviving Survival for vaccinated patients (Ullevaal Hospital) Group 1 (n = 20): 1.0 Adjuvant Ras vaccination .8 Survival: Median 26,8 (19.4-30.5) mo .6 .4 RAS 2.00 .2 Group 2 (n = 98): No adjuvant treatment Survival: Median 14.6 2.00-censored 1.00 0.0 1.00-censored 0 20 40 60 80 (12.9-18.6) mo Log Rank 100 p < 0.004 Months BBC/HOMEPAGE/WORLD EDITION/HEALTH Tuesday, 29 August, 2000, 23:09 GMT 00:09 UK ’Universal cancer vaccine possible’ Scientists predict a universal cancer vaccine is possible Researchers believe they have taken the first tentative steps towards a universal vaccine for most types of cancer. A US team has found a protein produced in all major human cancers that can stimulate the development of immune cells to fight the disease. hTERT, catalytic subunit of telomerase • Telomere maintainance. Most somatic cells are telomerase negative, chromosomes are shortened for each cell division => cellular senescence • Reactivation of telomerase (hTERT) activity in approx. 90% of tumours •hTERT required for EMT and “stemness” phenotype Telomers Chromosome Tumor cell Somatic cell Telomerase Tumour cell GV1001 Phase I/II trials Vaccination schedule GV1001 sequence: EARPALLTSRLRFIPK • Vaccine in saline given i.d in conjunction with GM-CSF Weeks 1 (Mo,Wed,Fri), 2, 3, 4, 6, and 10 • Booster vaccine given at monthly intervals to responding patients in good clinical condition No HLA inclusion criteria Tumor antigen P=0.0001 Brunsvig et al 2006 Median survival, 24 pts: Responders : 581days (11pts) Non-responders: 120 days (13pts) Start hTERT peptide vaccination (GV1001) PET negative SD/PR August 2005 December 2005 Continued booster vaccination PR/CR January 2008 February 2008 September 2010 SD= stable disease PR= partial response CR= complete response 70 60 50 40 30 20 10 0 717 723 709 722 710 715 716 724 711 712 729 731 728 718 725 721 726 727 720 732 713 719 719-20 730 714 (GV1001) Stimulatory Index 80 hTERT peptides