Протокол мультилекарственной десенсибилизации для кандидатов на трансплантацию сердца

Кандидаты на трансплантацию с аллоантителами к HLA имеют высокий риск опосредованного антителами отторжения (AMR), отторжения трансплантата и острого отторжения (1,2). При трансплантации сердца эти осложнения приводят к летальному исходу. Пороговое значение 50% рассчитанного панельного реактивного антитела, CPRA, выбрано из согласованного заявления Международного общества трансплантации сердца и легких (3). Это значение, по общему признанию, произвольное, но оно представляет собой общепринятое мнение среди опытных и авторитетных центров трансплантации сердца.

Аллоантитела, препятствующие трансплантации этим пациентам, являются результатом адаптивной иммунной системы и иммунологической памяти. Иммунологическую память определяют как способность иммунной системы обеспечивать более быстрый, сильный и более специфичный ответ на повторное воздействие антигена, когда антиген был полностью элиминирован из организма после предыдущего воздействия.

Существуют три основные клеточные линии, участвующие в иммунологической памяти: Т-клетки памяти, В-клетки памяти и плазматические клетки, и все они могут выживать после элиминации антигена (4). В-клетки могут давать ответы как на небольшие растворимые антигены, так и на крупные антигены (5). Как только B-клетка становится активированной, она может стать короткоживущей плазматической клеткой и продуцировать иммуноглобулин M (IgM), антитела или может попасть в зародышевый центр, где она может подвергнуться соматической гипермутации с созреванием аффинности и переключением изотипа. Затем В-клетка может дифференцироваться в долгоживущую плазматическую клетку и конкурировать за нишу костного мозга или может стать В-клеткой памяти (4-8).

Т-клетки памяти могут сохраняться на протяжении всей жизни и могут рециркулировать между вторичными лимфоидными органами (SLO) в виде центральных Т-клеток памяти (TCM) или в периферических тканях в виде эффекторных Т-клеток памяти (TEM) (4,9). При встрече с родственным им антигеном они могут быстро пролиферировать и дифференцироваться в эффекторные Т-клетки.

В-клетки памяти медленно размножаются и рециркулируют в SLO, сохраняясь там в течение десятилетий, а В-клетки памяти к коровьей оспе (натуральной оспе) сохраняются более 50 лет (9). Их обычно идентифицируют по наличию CD27 и при повторной антигенной провокации; В-клетки памяти могут быстро размножаться и затем дифференцироваться в новые плазматические клетки (10). Это явление обеспечивает избыточную систему или «массив» для пополнения плазматических клеток, которые продуцируют антитела для данного антигена.

Плазматические клетки являются высокодифференцированными и специфическими клетками, способными активно продуцировать аллоантитела. Существует две популяции плазматических клеток: короткоживущие и долгоживущие (8). Долгоживущие плазматические клетки могут существовать всю жизнь и могут появиться в течение менее 1 недели после антигенной стимуляции (6,7). В основных биопсиях реципиентов почечного трансплантата во время острого отторжения были идентифицированы В-клетки, В-клетки памяти, плазмобласты и плазматические клетки (11). Плазматические клетки являются конечно дифференцированными и, следовательно, не могут пролиферировать. В костном мозге существует конечное число ниш выживания (109), зависящее от количества стромальных клеток, поддерживающих их. Плазматические клетки, которые не находят убежища в костном мозге или теряют убежище, существуют всего несколько дней, вероятно, из-за интенсивных метаболических потребностей клетки, которая может производить от 10 000 до 20 000 копий антител в секунду (12). В настоящее время считается, что плазматические клетки не имеют петли отрицательной обратной связи, подавляющей синтез антител. Было продемонстрировано, что плазматические клетки имеют рецептор FcγRIIB, связанный с ингибирующим мотивом на основе тирозина иммунорецептора (ITIM) (13). Рецептор FcγRIIB представляет собой рецептор с низким сродством и не может связывать мономерный иммуноглобулин G (IgG). Считается, что за гомеостаз иммуноглобулина в основном отвечают эндотелиальные клетки (14). Как только антитело вырабатывается, эндотелиальные клетки могут элиминировать циркулирующее антитело путем лизосомальной деградации или рециркуляции антитела через неонатальный механизм, зависимый от Fc-рецептора (FcRn), обратно в плазму.

Успешный план устранения воспоминаний об определенном антигенном столкновении должен быть направлен на три отдельные системы или «массивы». Устранение иммунологической памяти таким образом, чтобы можно было удалить вредные антитела, а затем создать новые благоприятные антитела, было бы значительным прогрессом в области трансплантологии и аутоиммунитета. Обзор препаратов, использованных в IND 110875, поможет понять, почему этот протокол может быть успешным там, где все остальные потерпели неудачу.

Кроличий антитимоцитарный глобулин, RATG, обладает анти-Т-клеточными свойствами и, в частности, активностью в отношении поверхностных антигенов Т-клеток памяти, тем самым вызывая опосредованную комплементом гибель Т-клеток в периферической крови и апоптоз в селезенке и лимфатических узлах (15). RATG имеет антитела к CD27, CD38, HLA-DR и продемонстрировал свойства против В-клеток памяти in vitro и in vivo (15-17). Комбинация rATG и ритуксимаба снижала CD27-положительные В-клетки из селезенки у пациентов в испытании десенсибилизации, которое в остальном было безуспешным, было важным наблюдением (16).

Ритуксимаб, моноклональное антитело к CD20, обладает сильной активностью против В-клеток и истощает В-клетки в кровотоке в течение 5-7 месяцев. Но по мере того, как В-клетки дифференцируются в плазматические клетки, уровень поверхностного маркера CD20 снижается с сопутствующей потерей чувствительности к ритуксимабу (18). Ритуксимаб применялся при различных аутоиммунных заболеваниях (19, 20). Многие антитела не изменяются, в то время как другие снижаются в течение определенного периода времени. Короткоживущие плазматические клетки могут быть уменьшены, поскольку нет готового запаса В-клеток, чтобы заменить их после их короткого трехдневного периода полураспада. В исследовании системной красной волчанки (СКВ) с использованием ритуксимаба; проточная цитометрия и исследования специфичности аутоантител показали, что антитела к Ro52 и La44 и кори не снижались, но снижались антитела к двухцепочечной ДНК и C1q (19). Общее количество иммуноглобулинов не изменилось. Анти-CD20 не влияет на плазматические клетки, поэтому выработка антител долгоживущими плазматическими клетками не ослабевает. В-клетки памяти представляют собой CD 27+ и имеют вариабельную экспрессию CD20. Исследование с участием кандидатов на десенсибилизацию почечных трансплантатов показало, что ритуксимаб не снижает количество CD27+ В-клеток памяти или плазматических клеток в селезенке (16). У пациентов с СКВ, получавших ритуксимаб, клетки, возвращающиеся после истощения, были в основном наивными В-клетками, а количество плазмобластов было в 2,3 раза выше, чем в начале исследования (19). В то время как В-клетки памяти, циркулирующие в крови, были ниже после терапии ритуксимабом, В-клетки памяти в селезенке, по-видимому, не затронуты и могут затем трансформироваться в плазмобласты, которые затем могут секретировать растворимые антитела. Это наблюдение объясняет, почему некоторые антитела исчезают, по крайней мере временно, при приеме ритуксимаба, а другие нет. Если антитело исходит в основном из короткоживущих плазматических клеток или плазмобластов, ритуксимаб, скорее всего, окажет эффект; эти антитела продуцируются клетками с коротким периодом полужизни и зависят от непрерывной пролиферации В-клеток. Ритуксимаб не влияет на антитела, вырабатываемые долгоживущими плазматическими клетками. Ритуксимаб не влияет на В-клетки памяти в селезенке, поэтому они могут быстро реформировать плазмобласты и плазматические клетки для восстановления клеточных линий, продуцирующих определенные клоны антител. Поскольку В-клетки памяти могут стать плазматическими клетками, секретирующими антитела, целесообразно удалить их перед трансплантацией у высокосенсибилизированных пациентов.

У человека было показано, что комбинация rATG и ритуксимаба снижает В-клетки памяти в селезенке (16). Этот вывод еще не был включен в протокол десенсибилизации или в протокол аутоиммунной терапии из нашего обзора литературы. Никакая другая терапия не снижает эффективность В-клеток памяти у человека, и это представляет собой новый аспект IND 110875.

Никакие агенты, ранее использовавшиеся в трансплантологии, включая рАТГ и ритуксимаб, не обладают способностью ингибировать зрелые плазматические клетки, как только они находят убежище в костном мозге, и, следовательно, мало влияют на снижение продукции антител. Однако бортезомиб, ингибитор протеасом, используемый при лечении множественной миеломы, обладает способностью истощать плазматические клетки с помощью многих механизмов.

Ингибирование протеасом представляет собой новую стратегию лечения, поскольку оно позволяет истощать плазматические клетки в костном мозге (21, 22). Бортезомиб одобрен для лечения множественной миеломы, а чувствительность миеломных клеток к ингибиторам протеасом пропорциональна скорости синтеза ими иммуноглобулина (22). Известно, что плазматические клетки обладают высокой скоростью синтеза иммуноглобулинов, а лечение бортезомибом истощало как короткоживущие, так и долгоживущие плазматические клетки более чем на 60% в селезенке и на 95% в костном мозге после 48 часов лечения на модели мышей BALB/c. . Бортезомиб активировал реакцию развернутых белков (UPR), что подтверждается повышением экспрессии шаперонов BiP и Chop, которые являются маркерами UPR. Авторы также пришли к выводу, что позднее ингибирование антиапоптотического фактора транскрипции NF-κB также способствовало гибели клеток. В мышиной модели волчаночного нефрита (мыши NZB/W F1), получавшей бортезомиб, количество антител, специфичных к двухцепочечной ДНК, снизилось до диапазона неаутоиммунных мышей. Общие сывороточные концентрации IgG, IgG2a, IgG3, IgM и IgA были сильно снижены, но концентрации IgG1 и IgG2 не изменились или изменились незначительно (21). Общие концентрации IgG не снижались более чем на 50%. Авторы отмечают, что новообразованные плазматические клетки могут вернуться через 48 часов после введения бортезомиба. Эти результаты подтверждают вывод о том, что бортезомиб может убивать плазматические клетки и оказывать благотворное клиническое действие, но В-клетки памяти не истощаются, и плазматические клетки могут быстро восстанавливаться и продуцировать нежелательные антитела. Способность бортезомиба убивать незлокачественные плазматические клетки представляет собой важное открытие с потенциальной терапевтической эффективностью при трансплантации и аутоиммунных заболеваниях, но сама по себе не способна к длительному снижению уровня антител. Клинические данные о различном снижении уровней антител при применении бортезомиба можно объяснить на основании этих данных, приведенных в фундаментальной научной литературе.

Бортезомиб использовался в качестве спасательной стратегии для лечения рефрактерного отторжения, опосредованного антителами (23-25). Исследование in vitro показало, что бортезомиб способен индуцировать апоптоз плазматических клеток, аспирированных у реципиентов почечного трансплантата, в то время как рАТГ, ритуксимаб и ВВИГ не вызывают апоптоза (25). Было показано, что лечение бортезомибом в концентрациях, которые блокируют выработку антител in vitro, значительно снижает активность 20S протеасомной химотрипсиноподобной пептидазы. У двух пациентов была проведена биопсия костного мозга во время острого гуморального отторжения, через неделю после бортезомиба и через год, которая показала, что общее количество аллоспецифичных плазматических клеток уменьшилось, как и общий процент плазматических клеток (25). Не все антитела были снижены под действием бортезомиба у этих двух пациентов, и уровни общего IgG не изменились, однако это исследование показало, что бортезомиб может снижать количество плазматических клеток в костном мозге.

Бортезомиб показан при множественной миеломе, когда злокачественные плазматические клетки очень агрессивны в выработке антител. Чем более продуктивна миеломная клеточная линия по выработке антител, тем более восприимчива она к протеасомному ингибированию (22). Вышеупомянутая литература по незлокачественным плазматическим клеткам также показывает, что они восприимчивы к ингибированию протеасом бортезомибом, но в ряде исследований определенные фракции иммуноглобулина не уменьшались, а общее количество иммуноглобулина оставалось неизменным. Возможно, плазматические клетки не так метаболически активны, как их злокачественные аналоги. Имеются некоторые свидетельства того, что плазматические клетки могут снижать синтез иммуноглобулинов, что, в свою очередь, делает их менее восприимчивыми к протеасомному ингибированию (26). Повторное исследование гомеостаза иммуноглобулинов выявило потенциальную терапию для повышения чувствительности к бортезомибу.

Считается, что гомеостаз иммуноглобулинов в значительной степени является результатом продукции плазматических клеток, а затем опосредованной FcRn рециркуляции в эндотелиальных клетках. Антитело, которое не соединяется с FcRn в эндосоме эндотелиальной клетки, затем деградирует, в то время как антитело, которое соединяется, возвращается обратно в интерстициальное пространство (27). Представление о том, что IgG не имеет отрицательной обратной связи с плазматической клеткой, подтверждается данными, полученными на экспериментальных животных и людях (28, 29). Тем не менее, клиницисты наблюдают за пациентами, у которых после плазмафереза ​​«восстанавливаются» уровни антител, которые были такими же или выше, чем до плазмафереза, и это привело к выводу, что существует петля отрицательной обратной связи (30,31). Феномен рикошета был объяснен возвращением антител с периферии и усиленной рециркуляцией FcRn-рецепторами (28). Регуляция синтеза белка в плазматических клетках привлекла новое внимание и контролируется сложной системой петель обратной связи, включающей стресс эндоплазматического ретикулума и передачу сигналов mTOR (32).

Недавние исследования механизма действия внутривенного иммуноглобулина (ВВИГ) предлагают дальнейшее понимание возможного объяснения петли отрицательной обратной связи с плазматическими клетками. В клинической литературе считается, что ВВИГ действует несколькими путями, включая антиидиотипические антитела, ингибирование активации генов цитокинов, активность анти-Т-клеточных рецепторов, активность анти-CD4, стимуляцию антагонистов рецепторов цитокинов, ингибирование активности комплемента и опосредованное Fc. взаимодействует с антигенпрезентирующими клетками, чтобы блокировать активацию Т-клеток (33). Недавняя работа показывает, что эти механизмы, возможно, ошибочны. Исследования у детей с ИТП в 1993 г. показали, что инфузия Fc-фрагментов обеспечивает противовоспалительные свойства (34). Противовоспалительные свойства ВВИГ теперь могут быть связаны с сиалированием Fc IgG (35-37). Иммуноглобулины представляют собой гликопротеины, и единственный N-связанный гликан обнаружен в Asn297 в домене Fc. Этот ковалентно связанный сложный гликан состоит из двухантенного гептаполисахарида, содержащего N-ацетилглюкозамин и маннозу, и двух концевых остатков сиаловой кислоты (35). Дальнейшие модификации этой углеводной структуры являются обычными, и в этом одном сайте идентифицировано более 30 различных гликанов, а гликозилирование IgG обязательно для связывания FcγR. Общая противовоспалительная активность ВВИГ зависит от сиалирования Fc-фрагментов IgG, и это составляет только 5% пула IgG. Небольшое количество сиалилированного IgG в ВВИГ объясняет, почему для его противовоспалительного действия требуются большие дозы, в то время как для лечения гипогаммаглобулинемии требуются гораздо более низкие дозы. Плазмаферез, снижая уровень сиалилированного IgG, может привести к усилению синтеза антител в плазматических клетках и сделать их более восприимчивыми к бортезомибу.

У основного пациента, получавшего лечение по протоколу, аналогичному этому, у пациента была эффективная делеция (< 5000MFI) всех его антител, обнаруженных с помощью LABScreen, включая антитела класса II, которые до этого было трудно удалить. Используя гораздо более строгие критерии MFI < 1000, у основного пациента было только одно оставшееся антитело выше 1000 в конце 3 циклов фазы лечения бортезомибом. Пациент был уникальным среди сообщений о случаях лечения опосредованного антителами отторжения и десенсибилизирующей терапии тем, что все антитела пациента резко снизились, а общее количество растворимых антител уменьшилось до такой степени, что пациенту потребовался ВВИГ для заместительной терапии. Если этот результат воспроизводим и протокол имеет достаточную безопасность, то эти результаты могут иметь важные последствия в области трансплантации и аутоиммунных заболеваний. Заболевания, опосредованные аутоантителами, теперь могут иметь потенциал для излечения, если иммунологическая память индуцирующих эпитопов стирается.

Невозможно изучить эти лекарства с помощью обычной методологии «одно лекарство за раз», учитывая избыточный характер иммунологической памяти. Потенциальный риск протокола приемлем только из-за необходимости разработать эффективную терапию для опасной для жизни ситуации. Этот протокол соответствует критериям, изложенным FDA в недавней статье New England Journal of Medicine «Разработка новых комбинированных методов лечения» (38). В статье в основном описываются комбинированные методы лечения рака; однако тематические компоненты документа относятся к IND 110875.