Miten immuunitoiminnon palauttaminen paransi hoitoresistentin ihosyövän

Sisällysluettelo

• Tausta: Ihosyöpä ja HPV-taudit
• Potilaan tarina: Monimutkainen sairaushistoria
• Miten tutkijat selvittivät tapausta
• Yksityiskohtainen analyysi ihosyövästä
• Geneettiset ja immuunijärjestelmälöydökset
• Kattava hoitostrategia
• Hoidon tulokset ja immuunitoiminnon palautuminen
• Mitä tämä merkitsee potilaille
• Tutkimuksen rajoitukset ja huomioitavaa
• Lähdetiedot

Tausta: Ihosyöpä ja HPV-taudit

Ihosyövät, kuten ihoon kehittyvä levyepiteelisarkooma (SCC), ovat yleisimpiä syöpiä Yhdysvalloissa ja maailmanlaajuisesti. Vaikka useimmat ennusteeltaan hyviä, noin 3–5 % potilaista kehittää paikallisesti edistyneen tai etäpesäkkeellisen taudin, joka voi olla hengenvaarallinen. Ultraviolettisäteilyn (UV), ihotyypin, iän ja sukupuolen rooli ihosyövän kehittymisessä on tunnettu, mutta tiettyjen virusten ja immuunivalvonnan osuus on jäänyt epäselväksi.

Ihon β-ihmispapilloomavirusten (β-HPV) on aiemmin uskottu edesauttavan syövän varhaista kehittymistä ”osui ja juoksi” -mallissa, jossa ne auttavat kertymään UV-säteilyn aiheuttamaa DNA-vahinkoa, mutta eivät ole välttämättömiä syövän ylläpitämiseen. Tämä eroaa limakalvojen HPV-tapeista (kuten kohdunkaulan syöpää aiheuttavista), joissa virus ohjaa syövän kehittymistä jatkuvasti ilmentämällä viruksen syöpägeenejä. Immuunijärjestelmästä piiloutumisen – eli syövän kyvyn välttää immuunijärjestelmä – rooli ihosyövän kehittymisessä on ollut epävarma, vaikka tiedetään, että immuunipuutoksista kärsivillä potilailla on korkeampi ihosyöpäriski.

Potilaan tarina: Monimutkainen sairaushistoria

Tutkimuksen potilas oli 34-vuotias nainen, jolla oli aiempi kryptokokkinen aivokalvontulehdus (vakava sieni-infektio, joka vaikuttaa aivoihin ja silmiin) ja joka kehitti asteittain pahenevia HPV-liittyviä sairauksia. Hänellä oli:

• Suun kondyloomat (kärpäsenloukkumaiset kasvaimet)
• Laaja-alaiset verrukoosit muutokset (laajat kärpäsenloukkumaiset ihomuutokset)
• Useita toistuvia ihoon kehittyneitä levyepiteelisarkoomia (SCC) auringonvalolle altistuneilla ihonalueilla
• 43 erilaista biopsiatodisteista muutosta tai vaikutusaluetta

Hänen altistumisensa infektioille ja ihosyöville selitettiin aluksi yhdistetyllä immuunipuutostilalla ja säteilyherkkyydellä, joita aiheuttivat ZAP70-vajaus ja kaksialleeliset RNF168-variantit. RNF168-mutaatioiden aiheuttama vika UV-säteilyn aiheuttamassa DNA-korjauksessa ihosoluissa uskottiin merkittävästi lisäävän riskitekijöitä ja vähentävän verusolusiirron (hematopoieettisen solusiirron, HCT) hyötyjä.

Otsalle kehittynyt toistuva, invasiivinen ihoon kehittynyt levyepiteelisarkooma (SCC), joka vastusti useita aggressiivisen kirurgisen leikkauksen ja tarkistuspisteen estäjälääkityksen hoitokierroksia, johti lähetteeseen Kansalliseen terveysinstituuttiin edistyneeseen arviointiin ja hoitoon.

Miten tutkijat selvittivät tapausta

Potilas antoi kirjallisen informoidun suostumuksen osallistumiselle kolmeen kliiniseen tutkimukseen, ja hänet arvioitiin NIH:n kliinisessä keskuksessa. Tutkijat käyttivät useita edistyneitä tekniikoita ymmärtääkseen hänen tilannettaan:

1. Virtasytometrinen analyysi T-solujen immunofenotyypitykseen
2. T-solujen aktivaation ja lisääntymisen toiminnallinen analyysi
3. HPV-spesifisten T-soluvasteiden analyysi
4. DNA-korjauskyvyn arviointi
5. ZAP70-signaloinnin Western-blot-analyysi
6. Ihon levyepiteelisarkoomien histologinen ja molekyylianalyysi
7. HPV-genotyypitys ja somaattisten varianttien tunnistus syöpään liittyvissä geeneissä

Kaikki kokeelliset menetelmät ja kliiniset pöytäkirjat hyväksyttiin NIH:n institutionaalisen arviointilautakunnan toimesta eettisten tutkimusstandardien varmistamiseksi.

Yksityiskohtainen analyysi ihosyövästä

Otsan SCC:ssä oli huolestuttavia piirteitä, jotka viittasivat korkeaan toistumis- ja leviämisriskiin:

• Suuri koko: 5,2 cm
• Syvä tunkeutuminen: 6 mm syvyys
• Näkyvä desmoplastinen stroomareaktio (tiheä sidekudos, joka ympäröi syöpäsoluja)
• Verisuonten ja hermojen tunkeutuminen (syöpäsolut tunkeutuvat verisuoniin ja hermoihin jopa 3 mm kokoisina)
• Kohtalainen heikko erilaistuminen (aggressiivisemmat syöpäsolut)

Huolimatta aiemmista raporteista, joiden mukaan β-HPV:t eivät ilmenneet edistyneissä ihon SCC:ssä, RNA-sekvensointi paljasti korkeat HPV19-transkriptiotasot – β1-HPV-variantti, joka liittyy ihoon kehittyviin syöpiin. Analyysi osoitti:

• Kaksi sisäistä liitosta HPV19-genomissa, mikä viittasi rekombinoituneeseen virus-DNA:han
• Viisi isäntä-virus-liitosta neljällä kromosomilla, mikä viittaa useisiin integraatiotapahtumiin
• Aktiivista HPV19-tuotteiden transkriptiota SCC:ssä

DNA-sekvensointi ei tunnistanut somaattisia kuskusgeenimutaatioita, joita yleisesti liitetään ihoon kehittyviin SCC:ihin (TP53, NOTCH1/2 tai CDKN2A-geenit), eikä mikrosatelliitti-epästabiilisuutta. Kasvaimen mutaatiotaakka oli vain 5,7 mutaatiota megatasossa – huomattavasti alle keskimääräisen 50 mutaation megatason, joka tyypillisesti näkyy ihoon kehittyvissä SCC:ssä.

Mutaatiomerkkien analyysi osoitti vain vaatimattomia ultraviolettialtistusmerkkejä (26 % verrattuna 77 %:iin satunnaisissa ihoon kehittyvissä SCC:ssä), ikääntymisen merkit, alkyloivat aineet (25 %) ja noin 50 % tuntemattomia mutaatiokuvioita.

Geneettiset ja immuunijärjestelmälöydökset

Koko eksomisekvensointi vahvisti homotsygootisen RNF168-missenssivariantin (p.D103N), jonka oli aiemmin ehdotettu aiheuttavan säteilyliiallista herkkyyttä. Tämän variantin pieni alleelitaajuus (0,14) oli kuitenkin kohonnut sekoittuneessa amerikkalaisessa väestössä, ja tietokonemalleissa sen ennustettiin olevan hyvänlaatuinen.

Toiminnallinen testaus osoitti normaalin DNA-korjausvasteen kaksoisjuosteiden katkeamiin säteilytyksen jälkeen, normaalit proteiinifosforylaatio-defosforylaatiokinetiikat sekä apoptoosin ja solukuoleman tasot viitearvojen rajoissa – mikä tukee geneettisen säteilyherkkyyden puuttumista.

Ratkaiseva löydös oli yhdistetyt ZAP70-heterotsygoottiset missenssivariantit (c.733G→A, p.G245R; ja c.1505C→T, p.P502L), jotka muuttavat erittäin säilyneitä jäännöksiä ZAP70:n karboksiterminaalisessa SH2-alueessa ja kinaasialueessa. Näiden varianttien ennustettiin olevan vahingollisia, ja ne eriytyivät sairausfenotyypin mukana perheessä.

ZAP70 on ratkaisevan tärkeä T-solureseptorin (TCR) signalointiin. Kun T-solut kohtaavat kohteensa, signaalin välitys tapahtuu monimutkaisen prosessin kautta, johon osallistuu useita proteiineja. Potilaan CD4- ja CD8 T-soluissa havaittiin:

• Alentuneet fosforyloidun ZAP70:n tasot TCR-stimulaation jälkeen
• Vähäistä alavirran fosforyloitua PLC-γ1:ä ja ERK:ta (keskeisiä signalointimolekyylejä)
• Vakavaa heikentymää T-solujen aktivaatiossa ja lisääntymisessä stimulaatioon vastattaessa
• Vähäistä vastetta β1-HPV19 E6-peptidipooliin

Kattava hoitostrategia

Kun taustalla oleva ultraviolettiliiallinen herkkyys oli suljettu pois, tutkijat pitivät ZAP70-välitteistä TCR-vikaa syynä toistuviin limakalvojen ja ihoon liittyviin HPV-sairauksiin, mukaan lukien β1-HPV19-liittyvään ihoon kehittyneeseen levyepiteelisarkoomaan (SCC).

Koska tämä invasiivinen, leikkaamaton, korkean riskin ihoon kehittynyt levyepiteelisarkooma (SCC) β1-HPV19-genomin integraatiolla oli vastustuskykyinen standardihoidoille taustalla olevan TCR-signalointivian vuoksi, laadittiin integroitu hoitosuunnitelma, kun etäpesäkkeet oli suljettu pois positroniemissiotomografialla.

Hoitomenetelmät sisälsivät:

1. Yhdistelmähoito cetuksimabilla, 5-fluorourasiililla ja sisplatiinilla
2. Ihon levyepiteelisarkoomien ehkäisy kapesitabiinilla ja nikotiiniamidilla
3. Haploidenttinen verusolusiirto (HCT) ZAP70-villityypin luovuttajalta taustalla olevan immuunipuutoksen lopulliseen hoitoon

Hoidon tulokset ja immuunitoiminnon palautuminen

Potilas ei kokenut kliinisiä komplikaatioita hoidon aikana. Kaikki HPV-ihoon liittyvät sairaudet parantuivat pysyvästi HCT:n jälkeen, ja vointi säilyi viimeisimmässä seurannassa 35 kuukautta siirron jälkeen.

ZAP70-villityypin haploidenttisen luovuttajan siirron onnistumisen jälkeen:

• TCR-signalointitoiminto ja eheys palautui täysin
• T-solujen aktivaatio ja lisääntyminen normalisoitui
• HPV19-spesifisten T-solujen voimakas laajeneminen tapahtui
• Geenien ilmentymiskuviot lepotilassa ja TCR-stimuloiduissa CD4- ja CD8 T-soluissa muistuttivat terveiden verrokkien vastaavia

Täydellinen parantuminen sisälsi kaikki kasvojen ihomuutokset, verruca vulgaris- ja litteät kärpäsenloukut vasemmassa jalassa ja kädessä sekä toistuvan invasiivisen ihoon kehittyneen levyepiteelisarkoom

Tämä potilasystävällinen artikkeli perustuu vertaisarvioituun tutkimukseen, joka on alun perin julkaistu New England Journal of Medicine -lehdessä. Se säilyttää alkuperäisen tutkimuksen kaikki merkittävät havainnot, datapisteet ja kliiniset yksityiskohdat samalla tehdessään tiedon helposti saatavilla potilaille ja hoitajille.