Współcz Onkol 2005, vol. 9: 4 (171-174)
Rak rdzeniasty tarczycy (RRT) jest guzem neuroendokrynnym wywodzącym się z okołopęcherzykowych komórek C. Stanowi 5–10 proc. wszystkich raków tarczycy. Ograniczony do tarczycy, jest nowotworem potencjalnie wyleczalnym poprzez całkowite usunięcie tarczycy i centralnych węzłów chłonnych. Mimo rutynowego postępowania, u ponad 50 proc. pacjentów rokowanie co do 5-letniego przeżycia jest złe i zależy nie tylko od rozległości zmian, ale przede wszystkim od stopnia zróżnicowania i progresji nowotworu. U 25 proc. pacjentów stwierdza się chorobę resztkową z wysokimi wartościami kalcytoniny, a u blisko połowy chorych obserwuje się przerzuty do węzłów chłonnych szyjnych i śródpiersiowych oraz przerzuty odległe do płuc, wątroby i kości. 5-letnie przeżycie u pacjentów z nieoperacyjnymi zmianami przerzutowymi jest niższe od 30 proc.
Standardowa chemioterapia ma niską wartość leczniczą, natomiast radioterapia może być stosowana tylko do kontroli lokalnej choroby nowotworowej [1]. Zastosowanie izotopu 131I, w odróżnieniu od raków zróżnicowanych tarczycy, nie wpłynęło na skuteczność leczenia RRT. Z tego powodu podjęto próby poszukiwania nowych metod leczniczych. Wielkie nadzieje wiązano z czynną immunoterapią swoistą i nieswoistą. Swoiste zwiększenie immunoreaktywności pacjenta poprzez podanie komórek nowotworowych lub ich antygenów oraz nieswoiste podanie preparatów immunostymulujących, np. cytokin, ma prowadzić do wyleczenia pacjenta. Prowadzone są także badania nad możliwością zastosowania adoptywnej immunoterapii przez dożylne lub miejscowe podanie aktywowanych pozaustrojowo komórek układu immunologicznego. Jednakże to bierna immunoterapia polegająca na zastosowaniu swoistych dla nowotworu przeciwciał monoklonalnych, najczęściej modyfikowanych lekami lub radioizotopami, ma największe zastosowanie w leczeniu RRT.
Immunoterapia ma poważne ograniczenia, wynikające z tego, że nowotwory tarczycy, a w tym rak rdzeniasty są guzami o małej immunogenności. W wyniku selekcji komórek w trakcie wzrostu przeżywają i proliferują tylko te słabo rozpoznawalne przez układ immunologiczny. Dodatkowym problemem jest znaczna heterogenność nowotworu. Nawet w obrębie jednego nowotworu można znaleźć komórki o różnym fenotypie, dynamice wzrostu i ekspresji antygenów związanych z nowotworem. W RRT stwierdzono ekspresję wielu antygenów, takich jak kalcytonina, antygen kanceroembrionalny (CEA), chromogranina A, ACTH, somatostatyna, cancer/testis antigen (CTA) czy ostatnio ghrelina.
Ocena efektów leczniczych jest trudna i opiera się głównie na porównaniu objętości guza przed leczeniem i po nim, oznaczeniu poziomu CEA i kalcytoniny oraz ocenie czasu przeżycia pacjenta po zastosowanej terapii.
Od 1976 r., kiedy Ishikawa i Hamada [2] udowodnili, że antygen CEA jest produkowany przez RRT, podjęto próbę wykorzystania tego antygenu w diagnostyce i leczeniu nowotworu. Stwierdzono, że wysokie wartości CEA korelują z obecnością przerzutów nowotworowych i z agresywnością nowotworu. W 1983 r. Goldenberg i wsp. [3] wykazali przydatność monoklonalnych przeciwciał anty-CEA w diagnostyce RRT.
Naturalnym następstwem tych odkryć było wykorzystanie przeciwciał anty-CEA w leczeniu choroby resztkowej, nawrotowej i przerzutowej raka rdzeniastego tarczycy.
Dopiero w 1995 r. Juweid [4] zastosował monoklonalne mysie przeciwciała anty-CEA związane z izotopem 131I do radioimmunoterapii RRT.
W grupie leczonych znalazło się 18 pacjentów (12 mężczyzn i 6 kobiet) z histologicznie potwierdzonym RRT sporadycznym i rodzinnym. U wszystkich kontrolowano poziom ludzkich przeciwciał przeciwmysich (HAMA) w kolejnych tygodniach eksperymentu.
Monoklonalne mysie przeciwciała (MN-14) anty-CEA związane ze 131I podano dożylnie (1–5 razy) w dawce 46–195 mCi 131I (u HAMA-ujemnych) oraz w większej dawce 239–268 mCi 131I (u HAMA-dodatnich). W celu zminimalizowania pochłaniania radiojodu przez resztki tarczycy zastosowano leczenie po wcześniejszej blokadzie tarczycy roztworem Lugola. Ostateczna ocena dotyczyła 14 pacjentów. Pozostałych wykluczono ze względu na niedokończone terapie lub niepełne dane kliniczne. U wszystkich chorych poddanych leczeniu uwidoczniono zmiany nowotworowe. Pod wpływem kuracji u 5 chorych doszło do stabilizacji zmian, u 4 nastąpiła 35–45-procentowa redukcja poziomu kalcytoniny, u 3 redukcja o 35–60 proc. poziomu CEA. 25–50-procentową redukcję wielkości przerzutów zaobserwowano u 4 chorych, natomiast u 3 chorych nastąpiła progresja zmian. W okresie 3–4 tyg. po zakończeniu terapii odnotowano niekorzystny wpływ terapii na szpik kostny. Jednakże u większości chorych po 6 tyg. następował powrót czynności szpiku do wartości prawidłowych. Depresja szpiku mogła być wynikiem małej różnicy pomiędzy dawkami pochłoniętymi w guzie w stosunku do pozostałych tkanek [4].
Ze względu na niezadowalający efekt leczniczy ta sama grupa badaczy w 1998 r. zastosowała wysokodawkową radioimmunoterapię. Bardzo wysoka toksyczność tej terapii w stosunku do szpiku kostnego zmusiła autorów do zastosowania, z dobrym skutkiem, autologicznego przeszczepu szpiku kostnego lub obwodowych komórek macierzystych [5, 6].
W następnym etapie badań zamiast izotopu 131I użyto innego, takiego jak 90Y. Wstępne wyniki wskazują na lepszy stosunek dawki pochłoniętej w guzie w porównaniu do pozostałych tkanek, a co za tym idzie, mniejszą toksyczność tej terapii [7].
W latach 1997–2001 wprowadzono łączoną radioimmunoterapię (RIT) i chemioterapię. Zastosowano anty-CEA mysie przeciwciało związane z 90Y z jednoczesną chemioterapią doksorubicyną lub taksolem. Skuteczność łączonej terapii była wyższa w porównaniu z grupami leczonymi oddzielnie tylko RIT lub chemioterapią. Nie zanotowano istotnej statystycznie różnicy w toksyczności tej metody w stosunku do tradycyjnej RIT [8–10].
Wykorzystaniem przeciwciał anty-CEA w radioimmunoterapii RRT zajmuje się także grupa francuska z Nantes. Od 1996 r. prowadzone były badania eksperymentalne na myszach, a następnie w badaniach klinicznych zastosowano monoklonalne przeciwciała o podwójnej swoistości (bispecyficzne) anty-CEA x anty-DPTA (kwas dwuetylenotrójaminoczterooctowy) i związany z 131I biwalentny hapten. W grupie badanych znalazło się 27 pacjentów (13 kobiet i 14 mężczyzn) z histologicznie potwierdzonym RRT sporadycznym i rodzinnym. U wszystkich przeprowadzono kontrolę ludzkich przeciwciał przeciwmysich. Przeciwciała stosowano w infuzji (1–3 razy) w dawce 24–60 mCi/m2, natomiast biwalentny hapten podano jednorazowo w pompie infuzyjnej [11–13]. U wszystkich poddanych kuracji w badaniu scyntygraficznym uwidoczniono zmiany nowotworowe. Dzięki zdecydowanej poprawie stosunku dawki pochłoniętej w guzie w porównaniu ze zdrowymi tkankami, uzyskano znaczącą redukcję toksycznego wpływu terapii na szpik kostny [13, 14]. Ostateczna ocena dotyczyła 20 pacjentów, pozostałych wykluczono ze względu na brak danych klinicznych.
W efekcie leczenia u 6 chorych uzyskano stabilizację zmian, u 7 nastąpiła progresja choroby, u 7 chorych odnotowano 13–54-procentową redukcję kalcytoniny, tylko u 2 pacjentów doszło do 16–21-procentowej redukcji CEA, u 4 chorych o 44–50 proc. zredukowano wielkość przerzutów i w takiej samej grupie chorych nastąpiło zmniejszenie bólów kostnych [13, 14].
Pentagastryna jest czułym wskaźnikiem obecności pierwotnego, nawrotowego i przerzutowego raka rdzeniastego tarczycy. W ponad 90 proc. przypadków w guzie obecne są receptory cholecystokininowe CCK-B gastryny. Na tej podstawie grupa badaczy niemieckich pod kierunkiem Behra z Getyngi podjęła próbę zastosowania minigastryny w leczeniu RRT. Przeprowadzono wstępne badania eksperymentalne z użyciem ludzkiej gastryny związanej ze 131I. W założeniu gastryna ma dotrzeć do receptorów zlokalizowanych w guzie, a następnie zniszczyć tam komórki nowotworowe. Uzyskano małe zróżnicowanie dawki pochłoniętej w guzie w stosunku do pozostałych tkanek. Leczenie przeprowadzono u 8 pacjentów, nadal pozostających pod obserwacją kliniczną [15].
Kalcytonina (CT) jest najbardziej poznanym markerem RRT. Z tego powodu w 1997 r. Zhang i DeGroot [16] podjęli próbę użycia ok. 40 różnych monoklonalnych przeciwciał przeciw szczurzej kalcytoninie. Większość przeciwciał była nieaktywna, a tylko nieliczne hamowały wzrost szczurzych komórek RRT in vitro. Efekt antynowotworowy manifestował się poprzez nasilenie apoptozy i zahamowanie cyklu komórkowego. Próby kliniczne nie przyniosły oczekiwanego efektu leczniczego.
W celu uzyskania lepszej odpowiedzi przeciwnowotworowej użyto komórek dendrytycznych. Są to komórki pochodzenia szpikowego niezbędne do rozpoczęcia odpowiedzi immunologicznej, profesjonalnie prezentujące antygen. Nabywają antygeny głównie w drodze endocytozy, ale także w drodze fagocytozy i makropinocytozy. Po dotarciu do narządów limfatycznych długotrwale prezentują antygeny limfocytom T, stymulując do powstania generacji cytotoksycznych limfocytów T skierowanych przeciw komórkom nowotworowym. Wcześniej tę procedurę zastosowano w leczeniu nowotworów trzustki, zaawansowanego raka prostaty, nerek i przerzutów czerniaka. Schot i Feldkamp zastosowali tę metodę u 7 pacjentów (4 kobiety i 3 mężczyzn) w wieku 31–62 lat z histologicznie potwierdzonym RRT sporadycznym i rodzinnym. Dojrzałe komórki dendrytyczne uzyskano z obwodowych monocytów po stymulacji GM-CSF. Po wcześniejszym obciążeniu kalcytoniną i CEA komórki dendrytyczne podano pacjentom podskórnie. Szczepienie wykonano 7–14 razy. Po 12 szczepieniach u wszystkich leczonych zanotowano wzrost obwodowych mononuklearów skierowanych przeciw antygenom CT i CEA. U wszystkich chorych skórny test wykazał obecność nadwrażliwości typu opóźnionego. Jednocześnie u wszystkich pacjentów stwierdzono bardzo dobrą tolerancję szczepień. W wyniku terapii u 1 pacjenta zanotowano spadek CT o 68 proc. i CEA o 70 proc., całkowity zanik przerzutów wątrobowych oraz regresję przerzutów płucnych. U 1 pacjenta nastąpiła okresowa redukcja CT o 30 proc., nie odnotowano progresji zmian przerzutowych; u kolejnego pacjenta zanotowano 30-procentową okresową redukcję CT z jednoczesną progresją zmian przerzutowych, u pozostałych 4 pacjentów nie odnotowano reakcji na leczenie. Podobne wyniki uzyskano po zastosowaniu komórek dendrytycznych wcześniej obciążanych jedynie CT [17, 18].
Preprokalcytonina jest białkowym prekursorem kalcytoniny. Haupt przeprowadził na myszach eksperyment, polegający na DNA-immunizacji, w którym plazmid wykazujący ekspresję ludzkiej preprokalcytoniny podawano podskórnie. Badania wykazały, że ten typ immunizacji aktywuje specyficzną komórkową i humoralną odpowiedź immunologiczną przeciw preprokalcytoninie [19].
W leczeniu RRT zastosowano leczenia cytokinami. Mają one działanie antynowotworowe poprzez aktywację odporności komórkowej. Wraz ze wzrostem dawki i czasu ekspozycji nasila się toksyczność narządowa stosowanych interleukin. Niekorzystne działanie interleukin polega także na aktywacji procesów autoimmunologicznych [20].
IL-2 pobudza proliferację limfocytów T-cytotoksycznych i pomocniczych. Podjęto próbę użycia adenowirusa jako nośnika genu IL-2 i następowej immunizacji pacjenta. Wbudowanie genu dla IL-2 do izolowanych komórek nowotworowych spotęgowało specyficzną komórkową odpowiedź immunologiczną. Zaobserwowano dodatkowy efekt antynowotworowy, prawdopodobnie związany z miejscowym działaniem adenowirusa na komórki nowotworowe [20–23]. Z kolei interleukina-12 (IL-12) stymuluje proliferację limfocytów T cytotoksycznych i komórek NK. Jest to cytokina o działaniu silnie przeciwnowotworowym. Wbudowano podjednostki IL-12 w region E1 adenowirusa, następnie rekombinowaną IL-12 podano szczurom, co wywołało wzrost odporności komórkowej u immunizowanych zwierząt. Podjęto także próby wprowadzenia i zakażenia adenowirusem komórek raka rdzeniastego tarczycy. Następnie zainfekowane komórki RRT poddano terapii gancyklowirem, uzyskując efekt antynowotworowy [24].
131I-MIBG (metajodobenzylguanidyna) jest związkiem stosowanym w diagnostyce i leczeniu nowotworów rdzenia nadnerczy. Można go stosować w ok. 35–40 proc. przypadków raka rdzeniastego tarczycy, w których guz wychwytuje znacznik. Mechanizm koncentracji MIBG w obrębie guza jest nieznany. Związek początkowo był używany do diagnostyki. W leczeniu 131I-MIBG zastosowano głównie do eliminacji objawów i leczenia paliatywnego. Podawany jest w wysokich dawkach w odstępach 2–8 mies. Dobrą odpowiedź na leczenie uzyskano u ok. 50 proc. chorych. U kolejnych 25 proc. odnotowano odpowiedź częściową. Do rzadkości należy pełna remisja po przebytym leczeniu. Tolerancja leczenia jest bardzo dobra, tylko w nielicznych przypadkach objawem ubocznym była supresja szpiku kostnego.
Somatostatyna stosowana jest głównie w leczeniu objawów wywołanych przez produkowane w guzie hormony, takich jak biegunki, spadek masy ciała, bóle kostne czy napady zaczerwienienia [25]. Ponieważ receptory somatostatynowe są częściej obecne w dobrze zróżnicowanych formach RRT, podjęto próby kliniczne z zastosowaniem 90Y-
-octreotydu do leczenia RRT. W fazie prób laboratoryjnych pozostaje wykorzystanie nowych analogów somatostatyny selektywnie aktywujących podtyp 2 receptora somatostatynowego SST2. W hodowli komórkowej linii RRT stwierdzono hamujące działanie analogów somatostatyny na wzrost komórek nowotworowych i wydzielanie CT [26].
Niestety, żadna z opisanych metod nie przyniosła zdecydowanej poprawy skuteczności leczenia RRT. Pojawiają się nowe antygeny i nowe sposoby immunoterapii. Antygenami kandydatami wydają się być cancer/testis antigens (CTA). Jest to grupa antygenów wysoce immunogennych, obecnych w wielu guzach. Za wyjątkiem jąder nie występują w zdrowych tkankach. Pobudzają odpowiedź komórkową i humoralną u pacjentów z zaawansowanym RRT. Mogą więc być zastosowane w immunoterapii RRT [27].
Nadal trwają poszukiwania optymalnej metody leczniczej, która pozwoliłaby uzyskać wybiórczy efekt antynowotworowy przy jednoczesnym ograniczeniu objawów ubocznych. Pozostaje mieć nadzieję, że w przyszłości dzięki immunoterapii uda się zwalczyć guza tak niepodatnego na wszystkie stosowane do tej pory metody terapii.
Piśmiennictwo
1. Juweid M, Sharkey RM, Behr T, et al. Radioimmunotherapy of medullary thyroid carcinoma with iodine-131-labeled anti-CEA antibodies. J Nucl Med 1996; 37: 905-11.
2. Ishikawa N, Hamada S. Association of medullary carcinoma of the thyroid with carcinoembryonic antigen. Br J Cancer 1976; 34: 111-5.
3. Sharkey RM, Goldenberg DM, Murthy S, et al. Clinical evaluation of tumor targeting with a high affinity anticarcinoembrionic antigen specific murine monoclonal antibodie MN-14. Cancer 1993; 71: 2082-96.
4. Juweid M, Sharkey RM, Behr T, et al. Targeting and initial radioimmunotherapy of medullary thyroid carcinoma with 131I-labeled monoclonal antibodies to carcinoembryonic antigen. Cancer Res 1995; 55 (suppl): 5946s-51s.
5. Juweid ME, Hajjar G, Stein R, et al. Initial experience with high-dose radioimmunoterapy of metastatic medullary thyroid cancer using 131I-MN-14 F(ab)2 anti-carcinoembryonic antigen MAb and AHSCR. J Nucl Med 2000; 41: 93-103.
6. Juweid ME, Blumenthal RD, Lew W, et al. Importance of timing of radioimmunotherapy after granulocyte colony-stimulating factor administration for peripheral blood stem cell harvest. Clin Cancer Res 1999; 5 (suppl): 3337s-42s.
7. Juweid ME, Hajjar G, Swayne LC, et al. Phase I/II trial of (131)I-MN-14F(ab)2 anti-carcinoembryonic antigen Mab in the treatment of patients with metastatic medullary thyroid carcinoma. Cancer 1999; 85: 1828-42.
8. Behr TM, Wulst E, Radetzky S, et al. Improved treatment of medullary thyroid cancer in a nude mouse model by combined radioimmnunochemotherapy: doxorubicin potentiates the therapeutic efficacy of radiolabeled antibodies in a radioresistant tumor type. Cancer Res 1997; 57: 5309-9.
9. Stein R. Juweid M, Zhang CH, et al. Assessment of combined radioimmunotherapy and chemotherapy for treatment of medullary thyroid cancer. Clin Cancer Res 1999; (10 suppl): 3199s-206s.
10. Stein R, Chen S, Reed L, et al. Combining radioimmunotherapy and chemotherapy for treatment of medullary thyroid carcinoma: effectiveness of dacarbazine. Cancer 2002; 94: 51-61.
11. Kraeber-Bodere F, Bardet S, Hoefnagel CA, et al. Radioimmunotherapy in medullary thyroid carcinoma using bispecific antibody and iodine 131-labeled bivalent hapten: preliminary results of a phase I/II clinical trial. Clin Cancer Res 1999 (10 suppl): 3190s-98s.
12. Kraeber-Bodere F, Faivre-Chauvet A, Sai-Maurel C, et al. Toxicity and efficacy of radioimmunotherapy in carcinoembrionic antigen-producing medullary thyroid cancer xenograft: comparison of iodinee-131-labeled F(ab’) and pretargeted bivalent hapten and evaluation of repeated injections. Clin Cancer Res 1999 (10 suppl): 3183s-89s.
13. Kraeber-Bodere F, Faivre-Chauvet A, Sai-Maurel C, et al. Bispecific antibody and biwalent hapten radioimmunotherapy in CEA-producing medullary thyroid cancer xenograft. J Nucl Med 1999; 40: 198-204.
14. Rouvier E, Gautherot E, Meyer P, et al. Targeting medullary thyroid carcinomas with bispecific antibodies and bivalent haptens. Results and clinical perspectives. Horm Res 1997; 47: 163-7.
15. Behr TM, Jenner N, Radetzky S, et al. Targeting of cholecystokinin-B/gastrin receptors in vivo: preclinical and initial clinical evaluation of the diagnostic and therapeutic potential of radiolabelled gastrin. Eur J Nucl Med 1998; 25: 424-30.
16. Zhang R, DeGroot L. A monoclonal antibody against rat calcitonin inhibits the growth of the rat medullary thyroid carcinoma cell line in vitro. Endocrinology 1997; 138: 1697-703.
17. Schott M, Seissler J, Lettmann M, et al. Immunotherapy for medullary thyroid carcinoma by dendritic cell vaccination. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 4965-9.
18. Schott M., Feldkamp J, Klucken M, et al. Calcitonin-specific antitumor immunity in medullary thyroid carcinoma following dendritic cell vaccination. Cancer Immunol Immnother 2002; 51: 663-8.
19. Haupt K, Siegel F, Lu M, at al. Induction of a cellular and humoral immune response against preprocalcitonin by genetic i: a potential new treatment for medullary thyroid carcinoma. Endocrinology 2001; 142: 1017-23.
20. Lausson S, Fournes B, Borrel C, et al. Immune response against medullary thyroid carcinoma (MTC) induced by parental and/or interleukin-2-secreting MTC cells in a rat model of human familial medullary thyroid carcinoma. Cancer Immunol Immunother 1996; 43: 116-23.
21. Soler MN, Milhaud G, Lekmine F, et al. Treatment of medullary thyroid carcinoma by combined expression of suicide and interleukin-2 genes. Cancer Immunol Immunother 1999; 48: 91-9.
22. Zhang R, DeGroot L. Genetic immunotherapy for medullary thyroid carcinoma: destruction of tumors in mice by in vivo delivery of adenoviral vector transducing the murine interleukin-2 gene. Thyroid 1998; 8: 1137-46.
23. Zhang R, DeGroot L. Immunotherapy for medullary thyroid carcinoma by a replication-defective adenovirus transducing murine interleukin-2. Endocrinology 1998; 139: 601-8.
24. Zhang R, DeGroot L. Genetic immunotherapy of established tumours with adenoviral vectors transducing murine interleukin-12 (mIL12) subunits in a rat medullary thyroid carcinoma model. Clin Endocrinol 2000; 52: 687-94.
25. Kebebew E. Clarck OH. Medullary thyroid cancer. Curr Treat Options Oncol 2000; 1: 359-67.
26. Zatelli MC, Tagliati F, Piccin D, et al. Somatostatin receptor subtype 1-selective activation reduces cell growth and calcitonin secretion in a human medullary thyroid carcinoma cell line. Biochem Biophys Res Commun 2002; 297: 828-34.
27. Maio M, Coral S, Sigalotti L, et al. Analysis of cancer/testis antigens in sporadic medullary thyroid carcinoma: expression and humoral response to NY-ESO-1. J Clin Endocrinol Metab 2003; 88: 748-54.
Adres do korespondencji
dr med. Marek Ruchała
Klinika Endokrynologii
Akademia Medyczna
ul. Przybyszewskiego 49
60-355 Poznań
