Мультиформная глиобластома (glioblastoma multiforme или GBM) – наиболее частая злокачественная опухоль мозга. Ее другое название – астроцитома IV степени.
Оба названия связаны с типом клеток, из которых происходит опухоль: ее причиной является злокачественное перерождение астроцитов, которые относятся к глиальной ткани. Глия – это клетки, не участвующие в передаче нервного импульса, но необходимые нейронам для организации правильной структуры, защиты и других вспомогательных функций. Подробнее об этих клетках читайте в нашей отдельной статье. Глиомами называются любые злокачественные опухоли мозга, начало которым дают клетки глии. При злокачественном перерождении клетки глии, в частности, астроциты, теряют признаки зрелых функциональных клеток и становятся менее дифференцированными. Они также теряют связь с соседями и начинают бесконтрольно делиться.
Симптомы
Некоторое время опухоль может расти без симптомов, однако рано или поздно они появляются. Наиболее частые симптомы – головные боли, тошнота, судороги, изменения в зрении, речи, слухе и характере. Также довольно часто развивается венозная тромбоэмболия – то есть формирование сгустков (тромбов) в венах.
Как правило, симптомы развиваются через 3-6 месяцев после появления опухоли, однако бывает, что менее агрессивная опухоль, которая сначала растет медленно и бессимптомно, перерождается в глиобластому. В таком случае могут пройти годы, пока опухоль проявит себя.
Симптомы зависят от того, какие отделы мозга затрагивает опухоль и каков механизм ее воздействия на здоровую ткань. Существует три основных механизма:
- при некрозе нервной ткани под воздействием опухоли развивается нейрональный дефицит, проявляющийся в разных формах в зависимости от локализации опухоли. Так, у пациентов с нарушениями зрения и слуха опухоль обнаруживается в височной коре, а при изменениях характера и нарушениях мышления – в лобных отделах;
- повышение внутричерепного давления приводит к вторичным эффектам – чаще всего, к головным болям;
- у 20-40% больных развиваются судороги, которые могут быть как локальными, так и общими.
Диагностика
Опухоль диагностируется с помощью МРТ или КТ, затем больному обязательно делают биопсию для подтверждения диагноза и выяснения спектра мутаций.
На снимке МРТ опухоль выглядит как темное пятно, окруженное светлой границей, – это область отека.
Чаще всего глиобластому обнаруживают в больших полушариях головного мозга, однако она может поражать и другие отделы.
Эпидемиология
Глиобластома может возникнуть в любом возрасте, но пик заболеваемости приходится на 55-60 лет.
Заболеваемость глиобластомой в США – примерно 10.000 в год, в мире – более 28.000. В России регистрируется примерно 2000-2500 случаев глиобластомы в год.
Прогноз
Глиобластома – неизлечимая и самая агрессивная опухоль мозга, средний срок жизни после хирургического удаления опухоли составляет 15-23 месяцев, а 5-летняя выживаемость – всего 6%. Однако у ряда больных удается добиться долговременной ремиссии. Вероятность хорошего прогноза тем выше, чем полнее резекция, а именно, насколько хорошо хирургу удалось удалить опухоль. Также на прогноз влияет ряд биомаркеров опухоли и их сочетаний. В их роли могут выступать и генетические маркеры (например, мутации в определенных генах), и уровни мРНК, кодирующие определенные белки, и уровни самих белков, и некоторые хромосомные перестройки. Различают маркеры хорошего и плохого прогноза. Правда, из-за ограниченного числа опцией терапии (см. далее), определение маркеров, так же, как результаты полногеномного секвенирования, пока не имеет значения для стратегии лечения, а используется в исследовательских целях.
Причины
Почему возникает глиобластома – неизвестно. Риск ее появления повышается при облучении радиацией и при наличии некоторых врожденных мутаций, однако ни один фактор не является надежным предиктором. Не обнаружено зависимости между риском развития глиобластомы и такими факторами, как курение, употребление наркотиков, пищевые привычки, использование сотовых телефонов, воздействие бытовых электромагнитных полей, черепно-мозговые травмы.
Основная характерная черта глиобластомы, приводящая к такому агрессивному течению болезни и сложности терапии, – это ее гетерогенность. Опухоли не только сильно отличаются по своему характеру у разных пациентов, но и у одного и того же пациента опухоль может состоять из генетически непохожих клеток с очень отличающимися мутациями. К тому же, это разнообразие постоянно претерпевает изменения, особенно в процессе лечения. Клетки, подвергшиеся стрессу, ускоряют свою эволюцию и вырабатывают новые способы выживания.
Интересно, что у людей с аллергией риск заболеть глиомами (так называют все злокачественные опухоли, происходящие из клеток глии) на 40% меньше. Вероятно, это связано с тем, что в данном случае иммунная система находится в активированном состоянии и не позволяет опухоли разрастись.
Существующая терапия
Несмотря на множество усилий по разработке новых средств терапии мультиформной глиобластомы, она все еще очень плохо поддается лечению, а большая часть попыток проваливается в клинических исследованиях.
Основой терапии глиобластомы являются хирургия, радиотерапия и химиотерапия. Помимо этого, очень важную часть ухода за больным составляет симптоматическая поддерживающая терапия, например, кортикостероиды для снижения отека и воспаления, антиконвульсанты для уменьшения судорог.
От возможности проведения хирургической операции и качества ее исполнения критическим образом зависит дальнейшая судьба больного. Если удается вырезать всю опухоль с минимальным повреждением окружающих тканей, то прогноз может быть довольно благоприятным. К сожалению, более чем в 80% случаев этого сделать невозможно, потому что опухоль слишком инвазивна (то есть проникает в окружающие здоровые ткани).
После операции врачи используют радиотерапию для уничтожения оставшихся опухолевых клеток. Исследования показали, что у пожилых пациентов хирургия с последующей радиотерапией достоверно продлевают жизнь, увеличивая медианную продолжительность жизни с 2 до 8 месяцев. Однако радиотерапия повреждает и здоровую нервную ткань, поэтому её использование не всегда приводит к хорошим результатам.
Стандартом химиотерапии у вновь диагностированных пациентов является темозоломид. Он метилирует гуанин в составе ДНК. В результате клеточный механизм репарации ДНК не способен починить разрывы нити ДНК в этих местах. Возникают свободные концы ДНК, а поскольку их наличие неустранимо, для клетки это сигнал к апоптозу – контролируемой клеточной гибели.
Правда, существует несколько механизмов, которые защищают опухолевые клетки от действия темозоломида и других подобных агентов. Один из основных механизмов при глиобластоме – повышение уровня фермента метилгуанин-метилтрансферазы (MGMT), который устраняет метилирование гуанина. Кроме того, поскольку здоровые клетки также страдают от последствий метилирования, хоть и в меньшей степени, чем опухолевые, применение темозоломида ограничено из-за нежелательных эффектов, то есть токсичности.
Вместе с тем хирургия с последующим применением радиотерапии и темозоломида стала стандартным методом лечения вновь диагностированной глиобластомы благодаря доказанному эффекту увеличения продолжительности жизни.
Другие химиотерапевтические агенты, которые используются, как правило, у пациентов с рецидивом глиобластомы (так называемая рекуррентная глиобластома): кармустин, ломустин, карбоплатин, оксалиплатин, иринотекан, этопозид – также довольно токсичны.
Многие химиотерапевтические агенты не могут преодолеть гематоэнцефалический барьер и поэтому не попадают в мозг в достаточной концентрации, чтобы оказать терапевтическое действие.
В США в 2009 году для лечения пациентов с рекуррентной глиобластомой FDA зарегистрировало авастин бевацизумаб компании Roche). Это антитело, которое связывается с белком плазмы крови VEGF(vascular endothelial growth factor, эндотелиальный фактор роста сосудов). Так как опухоли постоянно требуются питательные вещества, опухолевые клетки производят VEGF, что приводит к прорастанию в опухоль сосудов.
Авастин успешно используются для лечения ряда онкологических заболеваний. Правда, в глиобластоме он показал не самые выдающиеся результаты: хотя авастин несколько увеличивает время до прогрессирования, но не влияет на выживаемость пациентов. Из-за этого он не был зарегистрирован в Европе, хотя может применяться там off-label (то есть не по зарегистрированному показанию). Исследование авастина у пациентов с вновь диагностированной глиобластомой в сочетании с радиотерапией и темозоломидом также не показало его положительного влияния на выживаемость.
Очевидно, что требуются все новые и новые средства терапии и вновь диагностированной, и рекуррентной глиобластомы. При рекуррентной глиобластоме прогноз особенно печален, медиана выживаемости составляет всего 6,2 месяца. Для некоторых видов онкологических заболеваний ученые в последние десятилетия разработали множество подходов, которые позволили достичь значительного удлинения продолжительности жизни больных, в ряде случаев – вылечить их. Однако в области глиобластомы пока таких успехов, как уже было сказано, добиться не удалось. В силу своей гетерогенности и расположения в мозге эти опухоли очень плохо поддаются лечению, и провалы новых видов терапии, к сожалению, стали обычным делом. Расскажем о некоторых из них.
Провалившаяся терапия
Анти-EGFRагенты
EGFR (epidermal growth factor receptor, рецептор эпидермального фактора роста) – это белок на поверхности клетки, который после связывания лиганда (внеклеточного сигнального белка) запускает каскад внутриклеточных процессов, приводящих к делению клеток, их росту, миграции и повышенной выживаемости. Агенты, направленные против EGFR, либо мешают связыванию лиганда с рецептором (антитела цетуксимаб, панитумамаб и другие), либо ингибируют (то есть подавляют) активность EGFR внутри клетки (эрлотиниб, гефитиниб, осимертиниб). Эти препараты успешно применяются для лечения раков легкого, головы и шеи (эти виды рака не включает опухоли мозга) и некоторых других.
При глиобластоме наиболее часто, у 30% пациентов, встречается вариант EGFR v III, у которого укорочена внеклеточная часть. Такой белок приобретает способность включать внутриклеточные процессы независимо от связывания лиганда, что повышает агрессивность опухолевых клеток.
Исследования имеющихся ингибиторов EGFR у пациентов с глиобластомой не имели успеха. Наиболее вероятная причина – гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), который мешает проникать веществам в опухоль. Наличие опухоли несколько нарушает ГЭБ, однако этого недостаточно для оказания терапевтического эффекта. Сейчас в ранних стадиях клинических исследований есть новые анти-EGFR агенты, которые проникают через ГЭБ. Будут ли они обладать достаточной эффективностью – покажет время.
Также в разработке находится конъюгат антитела против EGFRс токсином – Depatuxizumab mafodotin. Идея в том, что антитело свяжется с EGFRна поверхности опухолевой клетки, потом комплекс антитела с EGFR будет затянут внутрь клетки, и там высвободившийся токсин убьет клетку.
Такой антительный конъюгат против другого рецептора, HER2, уже применяется для лечения рака молочной железы, однако и провалов подобных препаратов было много, главным образом, из-за токсичности. Препарат все ещё находится в фазе 3 у пациентов с вновь диагностированной глиобластомой. У пациентов с рекуррентной глиобластомой он показал тенденцию к улучшению выживаемости (медианная выживаемость составила 9,6 месяцев против 8,2 в контроле), но она не достигла статистической значимости (а значит, высока вероятность, что она результат случаен), поэтому компания пока решила у этих пациентов препарат не применять.
Rindopepimut
Длительное время надежды возлагали на Rindopepimut – вакцину против EGFR vIII. Она представляет собой пептид из 14 аминокислот, соответствующих мутированному участку EGFR vIII, с присоединенным к нему гемоцианином лимфы улитки (keyhole limpet hemocyanin, KLH, – это адъювант, то есть вещество, усиливающее иммунный ответ на введенный антиген). Rindopepimut показал свою эффективность у животных, способность вызывать иммунный ответ против EGFR vIII и безопасность у людей. В двух многоцентровых клинических исследованиях фазы 2 в сочетании с темозоломидом у пациентов с вновь диагностированной глиобластомой Rindopepimutпоказал очень хорошие результаты – медианная выживаемость пациентов составила более 2 лет. Исследование было несравнительным, но поскольку ранее у подобных пациентов медианная выживаемость составляла 16 месяцев, компания уверенно перешла к фазе 3. Однако в двойном слепом рандомизированном исследовании вакцина не показала преимущества по сравнению с контрольной группой.
Видимо, одна из причин неудачи – быстрая потеря опухолевыми клетками белка EGFR в ходе терапии: исследователи наблюдали такую потерю у 67-82% пациентов. Это логично, так как те клетки, которые могут обойтись без белка EGFR и не экспрессируют его на поверхности, не подвержены действию иммунной системы и получают селективное преимущество. Вакцина перестает действовать, и опухоль продолжает расти за счет клеток без EGFR.
Однако почему же тогда были получены такие хорошие результаты в несравнительных исследованиях? Выше уже говорилось, что на прогноз сильно влияют биомаркеры опухоли, то есть то, насколько повышены в ней уровни определенных белков и есть ли в них мутации. В исследованиях Rindopepimutэти маркеры не изучались, и вполне вероятно, что в те исследования попали именно пациенты с хорошим прогнозом. Так, было показано, что, хотя пятилетняя выживаемость больных в среднем составляет 6%, у пациентов с определенным сочетанием маркеров она доходит до 40%! Из этого можно сделать полезный вывод: нельзя доверять результатам исследований в области глиобластомы, если нет контрольной группы и не указаны важнейшие маркеры, влияющие на выживаемость.
Также становится понятно, что подходы, направленные на одну или даже на несколько мишеней, скорее всего, не будут работать в глиобластоме, так как опухолевые клетки всегда находят способ избавиться от мишени и обойтись без нее. А те белки, без которых не может обойтись ни одна клетка, не годятся в качестве мишеней, так как вещества, воздействующие на них, будут поражать и здоровые клетки, что приведет к неприемлемой токсичности.
Ингибиторы чекпойнта (ингибиторы контрольных точек)
Этот класс терапии воздействует на рецепторы на поверхности клеток иммунной системы или на соответствующие лиганды на поверхности опухолевых клеток. Рецепторы, которые отвечают за снижение активности иммунной системы, называют чекпойнтами (от англ. checkpoint– контрольный пункт). Соответственно, блокировка этих рецепторов с помощью антител как бы снимает тормоза с иммунной системы, и она может атаковать опухоль, так как некоторые белки опухоли чужеродны для организма. Глиобластома в этом смысле – хорошая мишень, так как мутировавших и необычных белков в ней очень много.
Один из ингибиторов чекпойнта, антитело против рецептора PD-1 на поверхности Т-лимофцитов ниволумаб, и другие похожие агенты уже произвели революцию в лечении меланомы, рака легких и некоторых других видов рака, так как приводят к излечению 20-30% пациентов, находящихся на поздних стадиях заболеваний. Однако применение ниволумаба при рекуррентной глиобластоме не увенчалось успехом. Вероятно, причиной стало наличие гематоэнцефалического барьера и многочисленные механизмы, которые опухоль вырабатывает для подавления иммунного ответа против себя, помимо PD-L1/PD-L2.
Исследования у пациентов с вновь диагностированной глиобластомой еще идут, и есть надежда, что сработают комбинации ниволумаба с другими агентами.
Множество других методов терапии провалились в фазе 3, хотя показывали очень хорошие результаты в фазе 2, что заставляет исследователей очень внимательно подходить к дизайну исследований всех новых продуктов. В частности, в исследования первых двух фаз пациенты проходят довольно жесткий отбор – туда не включают пациентов с плохим прогнозом, тех, у кого плохо прошла резекция, а также слишком пожилых. При переходе к фазе 3 критерии смягчаются, и на более широкой популяции новая терапия эффекта уже не имеет.
Не показали пока эффективности при глиобластоме подходы на основе онколитических вирусов – специальных вирусных конструкций, которые должны заражать преимущественно опухолевые клетки и разрушать их. Подходы на основе модифицированных Т-лимофцитов (CAR-T) пока находятся на ранней стадии разработки, и говорить об их эффективности еще рано.
Еще несколько веществ перешли из фазы 1-2 в фазу 3 клинических исследований несмотря на то, что ранние исследования были несравнительными, и препараты показывали там результаты, не сильно превосходящие литературные данные. Это, например, алкилирующий агент VAL-083, протеасомный ингибитор Marizomib.
Перспективная терапия
Поговорим теперь о подходах, которые все-таки могут оказаться успешными в будущем.
TTF
Одним из перспективных направлений в лечении глиобластомы оказалось применение переменных электромагнитных полей. Прибор, который использует этот принцип, называется TTF (Tumor treating fields, лечащие опухоль поля). Оказалось, что поле с частотой 200 кГц сильнее всего действует на белок тубулин, из которого состоят микротрубочки внутри клеток. Поэтому поле нарушает процесс деления клетки, что приводит к ее гибели (рис. 9. Здесь и в других местах на рисунке приведено более подробное пояснение механизма). Сильнее всего этому подвержены быстро делящиеся клетки, причем, поскольку прибор воздействует на область опухоли, здоровые клетки почти не страдают.
В пилотном клиническом исследовании применение TTF повышало выживаемость в два раза по сравнению с историческим контролем как у пациентов с вновь диагностированной, так и с рекуррентной глиобластомой.
В сравнительном исследовании фазы 3 у пациентов с рекуррентной глиобластомой, метод TTF, правда, опять не смог превзойти химиотерапию по показателям медианной выживаемости и времени до прогрессирования, но поскольку он практически не вызывал нежелательных эффектов, в 2011 году FDAего зарегистрировало. Пострегистрационное исследование также показало, что TTF, как минимум, не хуже имеющихся подходов.
У пациентов с вновь диагностированной глиобластомой подход TTF по данным исследования фазы 3 статистически значимо продлевал выживаемость с 15,6-16,6 месяцев в контрольной группе (стандарт терапии темозоломид) до 19,6-20,5 месяцев в группе TTF. На основании этого исследования FDA одобрило прибор и для этих пациентов.
Исследования TTF продолжаются, в том числе в сочетании с различными другими химиотерапевтическими и таргетными препаратами, и, надеемся, благодаря своей высокой безопасности и неплохой эффективности, этот метод займет место в стандарте терапии глиобластомы.
DCVax-L
Дендритно-клеточную вакцину DCVax-L получают из опухолевых клеток пациента, взятых в ходе биопсии. Клетки затем лизируют (разрушают) и смешивают с дендритными клетками, полученными из крови человека.
Дендритные клетки – важная часть иммунной системы, они отвечают за обучение приобретенного иммунитета атаке на чужеродные агенты. Дендритные клетки поглощают чужеродные белки, затем мигрируют в лимфоузлы и там выставляют на своей поверхности фрагменты этих белков. Происходит отбор Т-клеток, хорошо распознающих представленные антигены. Обученные Т-клетки могут мигрировать в опухоль и атаковать клетки, несущие чужеродные белки.
Таким образом, опухолевые клетки, взятые у пациента, дают возможность дендритным клеткам представить Т-клеткам весь репертуар опухолевых антигенов этого пациента, что, по идее, должно осложнить развитие резистентности опухолью.
В фазе 1/2 вакцина показала впечатляющие результаты: медианная выживаемость достигла целых трех лет, а два пациента прожили более 10 лет! В 2006 году компания запустила рандомизированное, плацебо контролируемое, двойное-слепое исследование фазы 3.
Исследование до сих пор идет несмотря на то, что и само исследование, и компания Northwest Biotherapeutics постоянно испытывают сложности. Исследование несколько раз останавливалось сначала по инициативе FDA, потом по инициативе компании. По сравнению с первоначальным планом исследование было переделано с фазы 2 на фазу 3, вместо 141 пациента решили набрать 341, был изменен первичный критерий исследования. Все эти изменения не были достаточно обоснованы компанией и есть опасения, что они свидетельствуют о высокой неуверенности компании в успехе.
С другой стороны, компания постоянно выпускает пресс-релизы и публикации, создающие видимость успеха: например, в июне 2018 года вышла статья, из которой может показаться, что вакцина значимо продлевает жизнь пациентам. На самом деле, если внимательно изучить статью, из нее видно, что, медианная выживаемость для всех групп пациентов составила 23,1 месяца, а это не слишком отличается от значения, известного из литературы. Но главное, поскольку исследование еще не окончено, ни врачи, ни компания пока не должны знать, чему равна выживаемость в экспериментальной и контрольной группах.
Компанию раньше уличали в сокрытии данных, во введении инвесторов в заблуждение, а глава компании также обвиняется в том, что она заказывала по завышенной цене исследования у компании, которая принадлежит ей же.
Даже если вакцина окажется успешной и будет зарегистрирована, она подойдет далеко не всем пациентам: для ее изготовления нужно 1-2 грамма опухоли, а пациентов, у которых удается извлечь столько материала – меньше половины.
Генная терапия
Продукт компании Tocagen представляет собой сочетание двух препаратов: предшественника химиотерапевтического препарата 5-фторурацила (Toca-FC) и ретровирусного вектора, кодирующего фермент цитозиндезаминазу (Toca 511). Идея состоит в том, что сначала вводится Toca 511, он заражает опухолевые клетки, и там начинает производиться фермент. Затем пациенту дают Toca-FC, который распределяется по всему организму, но в действующее вещество превращается только в опухолевых клетках и селективно убивает их.
В фазах 1 и 2 у пациентов с рекуррентной глиобластомой препарат продемонстрировал хорошие результаты – медианная выживаемость составила 13,6 месяцев. Однако эти результаты сравнивались не с прямым контролем, а с историческим, где медиана составила 8,3 месяца. Сейчас идет исследование фазы 3, результаты должны появиться к концу 2019 года.
Заключение
Прогресс в лечении глиобластомы, как и в других терапевтических областях, требует огромных усилий для более полного понимания механизмов патологии, открытия новых мишеней и диагностических методов, позволяющих выявлять болезнь как можно раньше. Как было сказано, в области глиобластомы ситуация осложняется тем, что это одна из самых гетерогенных опухолей: ее проявления различаются не только между людьми, но и у одного человека разные клетки могут относиться к разным типам, да еще и эволюционировать со временем.
Те подходы, которые сейчас находятся в поздних стадиях разработки, не смогут полностью решить проблему глиобластомы, но, возможно, позволят продлить жизнь какой-то части пациентов, а то и вылечить кого-то из них. Трудно сказать, какая из технологий (или их сочетаний) станет той, что произведет революцию в лечении глиобластомы. Может быть, какая-то иммунотерапия, например, вакцина или онколитический вирус. Может быть, какая-то разновидность генной терапии или, например, наночастицы, которые смогут доставить за гематоэнцефалический барьер нужные антитела. А может быть, какая-то новая технология, не похожая на всё, что есть сейчас.
Ясно одно: путь к избавлению от этой страшной болезни – в фундаментальных исследованиях сотен научных коллективов во всем мире, в кропотливом труде академических и индустриальных лабораторий, где по частичкам собирается мозаика будущего знания.
Текст: Илья Ясный