I fremskredne stadier infiltrerer metastatisk kræft brysthulens lymfeknuder og brysthulens foring, kendt som pleura, i brysthulen. Når dette sker, afbrydes den normale cyklus af væskesekretion og -absorption, hvilket resulterer i væskeansamling og kompression af lungen. Væsken, som består af serøse proteiner, kræftceller og lymfoide og myeloide immunceller, betegnes malign pleuraeffusion (MPE). Ophobning af væske resulterer i symptomer, der spænder fra hoste til livstruende dyspnø og hypoxi, men det er tumorens aggressive karakter, som patienten i sidste ende bukker under for. Epitelkræft udgør ca. 80 % af de patienter, der får indgreb, og den forventede levetid varierer fra 3 til 12 måneder . På trods af at forekomsten af MPE i USA overstiger 150 000 tilfælde om året , og på trods af at en lang række systemiske og lokale terapeutiske metoder er blevet afprøvet, er den nuværende bedste praksis begrænset til palliation ved drænage . Det er vores påstand, at de interaktioner, der finder sted mellem tumor- og immunceller i pleurarummet, gør det til en inkubator, der fremmer en epithelial til mesenkymal overgang (EMT) og fremkomsten af de mest aggressive lægemiddelresistente neoplastiske celler. I denne kommentar argumenteres der for en intrapleural immunoterapeutisk tilgang til patienter med MPE. Vores voksende forståelse af immunmiljøet i pleurarummet og af det komplekse samspil mellem tumor- og immunceller tyder på en mere rationel immunterapeutisk tilgang til behandling af denne tilstand.
Lokaliseret immunterapi
Begrebet om aktivering af immunsystemet i forbindelse med thoraxmalignitet stammer fra 1970’erne, hvor forskere bemærkede en forbedret overlevelse hos patienter med empyem efter resektioner for lungekræft , hvilket retfærdiggjorde stort set mislykkede forsøg med intrapleural Baccilus Calmette-Guérin (BCG) og andre bakterielle antigener. Direkte instillation af de rekombinante cytokiner interferon ɣ , interferon α2b og IL-2 er også blevet afprøvet. Intrapleural IL-2 blev godt tolereret i ikke-småcellet lungekræft (NSCLC). Endvidere var intrapleuralt administrerede IL-2 niveauer 6000 gange højere end i plasma , hvilket indikerer, at lokalt administreret IL-2 (formelvægt = 15,5 kDa) er sequesteret i pleurarummet. Dette er en meget vigtig observation, da andre biologiske stoffer med store molekyler, som f.eks. antistoffer, kan forventes at være koncentreret på samme måde, når de administreres direkte i pleura. Selv om intrapleural IL-2 fjernede effusioner hos 28 ud af 31 undersøgte patienter , og der blev set delvise responser med andre cytokinmodaliteter, varierede mediantiden til progression fra dage til måneder . Instillation af højdosis Th1-associerede cytokiner var således ikke tilstrækkelig i sig selv til at overvinde det immunosuppressive miljø i pleurarummet.
Terapeutisk brug af pleurainfiltrerende T-celler (PIT)
Et nyligt klinisk forsøg beskrev brugen af tumorinfiltrerende lymfocytter (TIL), der stammer fra MPE og malignt ascites, i kombination med cisplatin . TIL afledt af effusion gav længere progressionsfri overlevelse og bedre livskvalitet end cisplatin alene. Kombinationen af immunterapi og kemoterapi er noget kontraintuitiv, da mange cytotoksiske midler hæmmer celleproliferation, et vigtigt aspekt af den adaptive immunitet. Regulatoriske T-celler (Treg) har imidlertid vist sig at være mere modtagelige over for platinbaseret kombinationskemoterapi end konventionelle CD4+ T-celler , hvilket potentielt kan give mulighed for at slippe for Treg-medieret undertrykkelse af anti-tumorimmunitet. TIL, der stammer fra effusion, har flere vigtige fordele i forhold til TIL, der stammer fra primære tumorer eller biopsier af solide metastaser: T-celleudbyttet fra MPE eller ascites er størrelsesordener højere end fra biopsier, så antallet af nødvendige passager er lavere, og dyrkningstiden er kortere; Maligne effusions pleurale T-celler (PIT) repræsenterer et tværsnit af alle TIL, mens TIL afledt fra solide tumorer udviser rumlig heterogenitet og kan variere med hensyn til funktion og specificitet afhængigt af biopsiplaceringen . På grund af deres hyppighed kan det være muligt at starte PIT ved kortvarig ex vivo-eksponering for aktiveringssignaler og genindstille dem uden ekspansion. De resulterende celler ville ikke være cytokinafhængige som konventionelle TIL og ville ikke kræve administration af højdosis IL-2 for at overleve.
Immune checkpoint inhibitors in MPE
PD-L1 udtrykkes på malignt mesotheliom og andre maligniteter og er derfor potentielt målbart med anti-PD-L1-antistoffer. T-celler fra NSCLC MPE viser øget ekspression af PD-1, TIM-3 og CTLA-4 sammenlignet med ikke-maligne kontroller , muligvis på grund af høje niveauer af TGF-β i effusionen, der udskilles af PD-L1+ tumor-associerede M2-makrofager.
Til effektiv lokaliseret immunterapibehandling
Det bliver mere og mere klart, at både konventionelle og immunterapeutiske forsøg er slået fejl i MPE, fordi pleurarummet er et afsondret miljø, hvor tumorceller og immunceller interagerer til gavn for tumoren. I pleurarummet er sårhelende cytokiner og kemokiner koncentreret, og juxtacrine interaktioner mellem tumor, makrofager og mesothelceller er begunstiget af deres nærhed. Resultatet er opretholdelse af et sårhelende miljø, hvor T-celleffektorer undertrykkes eller dræbes, og makrofager kanaliseres til et M2-program, der hjælper angiogenese og metastase, hvilket alt sammen kulminerer i fremme af en aggressiv og invasiv EMT-tumorfænotype.
Sikret miljø
Pleuralrummet udgør et sikret lokalt miljø, der er dannet af mesothelceller, der er forbundet af stramme junctions . Proteinbiologiske lægemidler som IL-2 forbliver meget koncentreret, når de administreres intrapleuralt, med lokale koncentrationer, der er tusindvis af gange højere end plasmakoncentrationerne . Proteinbevægelsen fra plasmaet til pleuraen hæmmes også, om end i mindre grad, og forholdet mellem proteinkoncentrationerne i pleuraeffusionen og plasmaet er omvendt relateret til deres molekylvægt . Dette er yderst relevant for systemisk administration af antistofterapeutika, som forudsigeligt nok ikke let ville passere ind i pleurarummet, bughulen eller interstitielle rum .
The pleural secretome
Den cellefrie serøse komponent af MPE indeholder en række cytokiner og kemokiner . Størstedelen af de sekreterede cytokiner i MPE er Th2-lignende og omfatter IL-10 , VEGF og TGFβ , hvilket yderligere fremmer sårhelingsmiljøet på bekostning af et anti-tumor-effektorsvar. Interessant nok er det plejotropiske cytokin IL-6 og dets opløselige receptorkomponent sIL-6Rα blandt de mest hyppigt forekommende cytokiner i MPE . IL-6 produceres af tumoren og også af pleurale mesothelceller og stromale celler . IL-6 plus IL-10 opregulerer PD-L1-ekspression i tumorceller . IL-6-signaltransduktion formidles gennem et receptorkompleks bestående af IL-6Rα (CD126) og IL-6Rβ (CD130) . IL-6Rβ udtrykkes ubiquitært, men IL-6Rα-ekspressionen er hovedsageligt begrænset til leukocytter og hepatocytter. I normal fysiologi formidler IL-6 kraftige systemiske virkninger ved trans-signalering, som finder sted, når IL-6 binder til opløseligt IL-6Rα og komplekser med membranbundet IL-6Rβ . IL-6 trans-signalering har vist sig at fremme aggressiv tumoradfærd og progression i malign ascites af æggestokkræft og i brystkræfts pleuraeffusioner , og fremmer EMT i ikke-småcellet lungekræft , hvilket gør det til et attraktivt terapeutisk mål. Tocilizumab, et monoklonalt antistof rettet mod IL-6Rα, er godkendt til behandling af reumatoid arthritis og er blevet anvendt eksperimentelt til behandling af kræftassocieret kacheksi og cytokinfrigivelsessyndrom . Intrapleural administration kan have dybtgående virkninger på polariseringen af det pleurale immunmiljø med minimale systemiske virkninger.
Juxtacrine interaktioner
Nærheden og den høje koncentration af T-celler, makrofager, mesothelceller og tumor i pleurarummet begunstiger celle-cellekontakt og juxtacrine signalering. Eksempler herpå er fremme af EMT ved binding af CD90 og EphA4 på tumoren til henholdsvis CD11b og Ephrin på makrofager . På samme måde binder PD-L1 og PD-L2, der udtrykkes på tumor- og pleuramakrofager, til PD-1 på T-celler, hvilket fremmer anergi, udvikling af inducerede regulatoriske T-celler (iTregs) og apoptose . Andre ligander, der udtrykkes på pleuratumor, såsom CEACAM1, der binder til TIM-3, kan interagere med immuncheckpoint-receptorer, der udtrykkes på PIT. MPE, som rutinemæssigt drænes terapeutisk, giver et unikt vindue til interaktioner, som er vanskeligere at observere i andre metastatiske indstillinger.