სამკურნალო ვაქცინები HPV-ის (ადამიანის პაპილომავირუსის) წინააღმდეგ

HPV აბრევიატურით ცნობილი „ადამიანის პაპილომავირუსი“ კიბოს მრავალ ტიპზეა პასუხისმგებელი. მაგალითებია, უპირველესად, საშვილოსნოს ყელის კიბო, ასევე ანალური კიბოები და თავისა და კისრის კიბოები . წინა სტატიებში განვიხილეთ, რა არის HPV, როგორ გადაეცემა და რომელი მექანიზმებით ემალება ჩვენს იმუნურ სისტემას . ამ სტატიაში HPV-ის მკურნალობაში გამოყენებულ თერაპიულ (სამკურნალო) ვაქცინებს განვიხილავთ.

შენიშვნა: ზოგადად ვაქცინის 2 ტიპი არსებობს: პრევენციული და სამკურნალო ვაქცინები. ვაქცინის ხსენებისას ყველას პრევენციული ვაქცინები გვახსენდება (ბავშვობის ვაქცინები, კორონავირუსის ვაქცინები და HPV-ის ვაქცინები, მაგალითად Gardasil). თერაპიული (სამკურნალო) ვაქცინები კი ახალი ცნებაა; მაგალითად მელანომისთვის Lmlygic და პროსტატის კიბოსთვის Provenge.

რა არის სამკურნალო HPV ვაქცინა? 

თერაპიული HPV ვაქცინები HPV-ით ინფიცირებული უჯრედების წინააღმდეგ უჯრედებით განპირობებული იმუნიტეტის განვითარებით წინამორბედი დაზიანებებისა და ავთვისებიანი (კიბოსებრი) სიმსივნეების განადგურებას ისახავს მიზნად. ამიტომ ვაქცინები HPV ანტიგენებს უმიზნებს. ვაქცინაციის მიდგომები სხვადასხვაა:

1. ცოცხალ ვექტორზე დაფუძნებული ვაქცინები,
2. პეპტიდურ-ცილოვანი ვაქცინები,
3. ნუკლეინის მჟავებზე დაფუძნებული ვაქცინები და
4. უჯრედზე დაფუძნებული ვაქცინები.

რა არის ანტიგენი?

ანტიგენი ორგანიზმში მოხვედრისას ან ორგანიზმში გარდაქმნისას (მაგალითად, კიბოს უჯრედები) იმუნური სისტემის მიერ უცხოდ აღიქმება და ანტისხეულების წარმოქმნას იწვევს; ეს ცილოვანი აგებულების ნივთიერებებია. ანტიგენები უმეტესად მიკროორგანიზმების, მაგალითად ვირუსების, ბაქტერიებისა და პარაზიტების, სპეციფიკური ნაწილებია.

HPV-ის ბიოლოგიური აგებულება ვაქცინების მოქმედების მექანიზმების გასაგებად

• HPV გარსის არმქონე ვირუსია და ორჯაჭვიან, წრიულ DNA მოლეკულას შეიცავს.
• Papillomaviridae-ს ოჯახის წევრი HPV კოდირებს 6 ადრეულ ცილას (E1, E2, E4, E5, E6, E7) და 2 გვიან ცილას (L1, L2).
• ადრეული ცილები ვირუსული DNA-ის გამრავლებას აადვილებს და უჯრედულ ცილებს წარმოქმნის; გვიანი ცილები კი ახალი ვირუსების შემოსაზღვრისთვის ვირუსულ კაფსიდს ქმნის.
• ამ ცილების მაკოდირებელი გენებიდან E6 და E7 ვირუსით ინფიცირებულ უჯრედებში მეტად ექსპრესირდება (გამოიხატება). შედეგად E6 და E7 ცილების რაოდენობა იზრდება.
• E6 p53 ცილას, ხოლო E7 RB გენს თრგუნავს; ასე არღვევენ ნორმალურ უჯრედულ ციკლს და ინფიცირებული უჯრედების კიბოს უჯრედებად გარდაქმნას უზრუნველყოფენ.
• E2 გენსაც აქვს E6-სა და E7-ზე დამთრგუნველი მოქმედება; ინფიცირებულ უჯრედებში E2-ის შემცირებით E6-ისა და E7-ის ცილოვანი სინთეზი იზრდება.
• ვაქცინებიც ამ გენებზე სხვადასხვა გზით მოქმედებით ცდილობს HPV-ის მკურნალობას.

თერაპიული HPV ვაქცინების ტიპები

1. ცოცხალ ვექტორზე დაფუძნებული ვაქცინები

ამ ვაქცინებში მატარებლად ვირუსებსა და ბაქტერიებს იყენებენ. ვექტორული ვაქცინები ეფუძნება დენდრიტული უჯრედებისთვის ანტიგენის წარმოდგენას. ცოცხალი ვექტორის შემცველი მრავალი ვაქცინა მასპინძელ უჯრედში სწრაფად მრავლდება და ანტიგენების უჯრედებს შორის გავრცელებას უზრუნველყოფს, ამიტომ ძალიან იმუნოგენურია. თუმცა გამოყენებას ზოგი ფაქტორი, მაგალითად ტოქსიკურობის რისკი, ზღუდავს. ცოცხალი ვექტორის ვაქცინები 2 კლასად შეიძლება განვიხილოთ:

1. ბაქტერიული ვექტორები
2. ვირუსული ვექტორები

ბაქტერიული ვექტორები

დენდრიტული უჯრედებისთვის ანტიგენის წარსადგენად შეიძლება შესუსტებული ბაქტერიები გამოიყენონ. L.monocytogenes, Salmonella, Lactococcus lactis გამოყენებული ბაქტერიების მაგალითებია. ბაქტერიული ვექტორის ვაქცინებში E7-სპეციფიკური T უჯრედებით განპირობებული ძლიერი იმუნური პასუხი გამოვლინდა.

ვირუსული ვექტორები

ვირუსული ვექტორებიც ძალიან იმუნოგენურია. ვაქცინებში შეიძლება სხვადასხვა ტიპის გამოყენება, მაგალითად vaccinia ვირუსის, ადენოვირუსისა და ადენოასოცირებული ვირუსის (კორონავირუსის წინააღმდეგ შექმნილი Oxford-AstraZeneca-ს ვაქცინაც ვირუსულ ვექტორად ადენოვირუსს იყენებს).

ამ ვირუსებს შორის vaccinia ანტიგენსპეციფიკური იმუნოთერაპიისთვის იმედისმომცემად და ინფექციების წინააღმდეგ უფრო ეფექტიანად მიიჩნევა. რეკომბინანტულ vaccinia ვირუსს, MVA-E2-ს, E2 ცილის სინთეზი შეუძლია. ამ ვექტორის ვაქცინა გამოსცადეს CIN-ის (საშვილოსნოს ყელის ინტრაეპითელური ნეოპლაზიის) და კონდილომური დაზიანებების მქონე პაციენტებში. კვლევებმა აჩვენა, რომ პაციენტებს MVA-E2 ვაქცინის მიმართ ანტისხეულები და კიბოსებრ უჯრედებში სპეციფიკური T ლიმფოციტური პასუხი განუვითარდათ.

ქვემოთ გამოსახულია HPV ინფექციიდან კიბომდე განვითარების პროცესი:

2. პეპტიდებზე / ცილებზე დაფუძნებული ვაქცინები

პეპტიდებზე დაფუძნებული ვაქცინები

HPV ანტიგენებისგან მიღებული პეპტიდებიც შეიძლება HPV-ის საწინააღმდეგო ვაქცინაციისთვის გამოიყენონ. მექანიზმი ასეთია: ორგანიზმში მოხვედრილ HPV-ის ანტიგენურ ცილებს დენდრიტული უჯრედები იკავებს; HLA მოლეკულაზე (ადამიანის ლეიკოციტურ ანტიგენზე) MHC-1-თან ან MHC-2-თან დაკავშირებული გზებით წარმოდგენისას იმუნური პასუხი წარმოიქმნება. ეს ვაქცინები ზოგადად უსაფრთხოა და ადვილად მზადდება, თუმცა გამოყენება მაინც შეზღუდულია. მიზეზი მათი MHC-სპეციფიკურობაა: HLA-ის მრავალი სხვადასხვა ტიპის გათვალისწინებით ყველა პაციენტში ეფექტიანი ვაქცინის შექმნა რთულია. ამასთან, ისინი იმუნიტეტის დაბალ დონეს უზრუნველყოფს. მრავალი კვლევა ამ თვისებების გამო ვაქცინის პოტენციალის გასაზრდელად დამხმარე მოლეკულებზე, მაგალითად ქემოკინებსა და ციტოკინებზე, კონცენტრირდება.

ამ ტიპის კვლევის მაგალითია ლიპიდირებული HPV-E7 პეპტიდური ვაქცინის ფაზა 1/2-ის ადამიანური კვლევა: აცრილი 18 პაციენტიდან 3-ში დისპლაზიის გაქრობა, ხოლო 6-ში დაზიანებების მნიშვნელოვანი რეგრესია გამოვლინდა.

ცილებზე დაფუძნებული ვაქცინები

პეპტიდური ვაქცინების მსგავსად, ცილოვანი ვაქცინებიც უსაფრთხოა და ადვილად მზადდება; მათგან განსხვავებით კი MHC-სპეციფიკური არ არის. ცილოვანი ანტიგენები შეიძლება დენდრიტულმა უჯრედებმა დაამუშაოს და ზედაპირზე წარმოადგინოს; ისინი ყველა შესაძლო HLA ეპიტოპსაც შეიცავს. მიუხედავად ამისა, მათი იმუნოგენური აქტიურობა დაბალია, ამიტომ პოტენციალის გასაძლიერებლად დამხმარე მოლეკულები გამოიყენება. კიდევ ერთი შეზღუდვაა, რომ ვაქცინაციის შემდგომ პროცესში ანტიგენის წარმომდგენი უჯრედები (APC) MHC 1 წარმოდგენისთვის შეყვანილ ცილებს ზოგჯერ ხვდება, შთანთქავს და აუვნებლებს. ცილოვან ვაქცინებზე ჩატარებული კვლევების მაგალითებია:

• HPV-16 L2-ის, E6-ისა და E7-ის შერწყმისგან შემდგარმა TA-CIN ვაქცინამ ყველა აცრილ ქალში ანტისხეულების წარმოქმნა უზრუნველყო და მისი უსაფრთხოება დადასტურდა.
• სხვა კვლევაში HPV-16 E7-ისა და M.bovis hsp16 ცილის კომბინაციით მიღებული ვაქცინა შეისწავლეს. ამ კვლევაში მაღალი ხარისხის ანალური ინტრაეპითელური ნეოპლაზიის (AIN) მქონე ყველა პაციენტში ვაქცინა კარგად ასატანი აღმოჩნდა.

3. ნუკლეინის მჟავებზე დაფუძნებული ვაქცინები

ნუკლეინის მჟავაზე დაფუძნებული ვაქცინები 2 ტიპისაა:

1. DNA მოლეკულის შემცველი ვაქცინები და
2. RNA რეპლიკონის შემცველი ვაქცინები.

ამ ვაქცინებზე დეტალურად ვისაუბრებთ.

DNA-ზე დაფუძნებული ვაქცინები

DNA ვაქცინები ანტიგენსპეციფიკური იმუნოთერაპიის სტრატეგიაში პოტენციურად ეფექტიანია. შიშველი (ანუ უჯრედებსა და ცილებთან ერთად არმყოფი) DNA უსაფრთხო, სტაბილური და ადვილად საწარმოებელია.

DNA ვაქცინები სხვა ვაქცინებთან შედარებით:

• RNA ან ცილოვან ვაქცინებთან შედარებით ანტიგენის უფრო ხანგრძლივ ექსპრესიას უზრუნველყოფს.
• ცოცხალ ვექტორულ ვაქცინებთან შედარებით გამანეიტრალებელი ანტისხეულების გამომუშავებას არ იწვევს, ამიტომ ერთსა და იმავე პაციენტში განმეორებით შეიძლება გამოიყენონ.

მიუხედავად იმისა, რომ DNA ვაქცინები სხვებთან შედარებით უფრო უსაფრთხოა, გარკვეული შეშფოთებაც არსებობს. მაგალითად, DNA შეიძლება მასპინძლის გენომში ჩაერთოს და უჯრედის გენომი დაარღვიოს, თუმცა ამის შესახებ მონაცემები არ არსებობს. სხვა შეშფოთება სუსტი იმუნოგენური აქტიურობაა: ვაქცინის DNA-ს HPV-ით ინფიცირებული უჯრედებიდან ირგვლივ მდებარე უჯრედებში გადასვლისა და გამრავლების უნარი არ აქვს. ამიტომ DNA ვაქცინის ეფექტიანობის გასაძლიერებლად გარკვეული სტრატეგიები შეიმუშავეს.

პირველი სტრატეგიაა ანტიგენის გამომხატველი დენდრიტული უჯრედების რაოდენობის გაზრდა. ამისთვის გამოყენებული ერთ-ერთი მიდგომაა „გენური იარაღის“ მეთოდი, რომელიც საკმაოდ ძლიერია. „გენური იარაღი“ DNA-ით დაფარულ ოქროს ნაწილაკებს ისვრის; ამ გზით ტრანსფიცირდება დენდრიტული უჯრედები, რომლებიც მომწიფების შემდეგ T უჯრედებად გადასაქცევად ლიმფოიდურ ორგანოებში მიგრირებს (ტრანსფექცია ნიშნავს უჯრედში გარედან DNA-ის ფრაგმენტის შეღწევას). შედეგად შიშველი DNA მოლეკულა დენდრიტული უჯრედების შემადგენლობაში ხვდება. მათი რაოდენობის გასაზრდელად კიდევ ერთი მეთოდია „დენდრიტულ უჯრედებს შორის კოდირებული ანტიგენის გავრცელების უზრუნველყოფა“. ამისთვის ანტიგენი უჯრედთაშორის ტრანსპორტში მონაწილე ცილას უნდა შეუერთდეს.

სხვა სტრატეგიაა დენდრიტულ უჯრედებში ანტიგენის ექსპრესიის, დამუშავებისა და წარმოდგენის გაძლიერება. ამის განხორციელება „კოდონების ოპტიმიზაციის“ ტექნიკითაა შესაძლებელი. იშვიათად გამოყენებულ კოდონებს გავრცელებულით ცვლიან, რითაც ანტიგენის გენური თანმიმდევრობა იცვლება და დენდრიტულ უჯრედებში DNA ვაქცინის ტრანსლაცია ძლიერდება. (ტრანსლაცია mRNA-ის კონტროლით მიმდინარე პოლიპეპტიდის სინთეზია.) ანტიგენის პროტეოსომულ დაშლაზე ან ენდოპლაზმურ ბადეზე დამიზნებულ ცილასთან დაკავშირებაც MHC-1 ანტიგენური წარმოდგენის გაძლიერებით ციტოტოქსიკური T ლიმფოციტების (CTL) პასუხს ზრდის. მაგალითად, MHC-1 ანტიგენური წარმოდგენის გამაძლიერებელ ცილასთან, კალრეტიკულინთან (CRT), დაკავშირებული E7-ის შემცველმა ვაქცინამ E-7-სპეციფიკური CD8 T უჯრედული პასუხი გააძლიერა და E7-ის გამომხატველი სიმსივნეების წინააღმდეგ ეფექტიანობა აჩვენა.

სხვა ტექნიკაა „MHC-1 ერთჯაჭვიანი ტრიმერის (SCT) ტექნიკის გამოყენება“. ის ანტიგენის დამუშავებას აფერხებს და DNA ვაქცინის მიერ კოდირებული პეპტიდის MHC-1 წარმოდგენას უზრუნველყოფს.

DNA ვაქცინის ეფექტიანობის გასაძლიერებელი ბოლო სტრატეგიაა დენდრიტულ და T უჯრედებს შორის ურთიერთქმედების გაძლიერება. ანტიგენის დამუშავებისა და წარმოდგენის შემდეგ დენდრიტულ და T უჯრედებს შორის ურთიერთქმედება T უჯრედების აქტივაციისთვის ძალიან მნიშვნელოვანია. მომზადების (priming) ეტაპის შემდეგ დენდრიტული უჯრედები გააქტიურებული ეფექტორული T უჯრედების სამიზნე ხდება. დენდრიტულ უჯრედებში ამ T უჯრედებით გამოწვეული აპოპტოზის თავიდან ასაცილებლად DNA-მ შეიძლება დენდრიტული უჯრედის სიცოცხლის გამახანგრძლივებელი ანტიაპოპტოზური ცილები კოდიროს. თაგვებზე ჩატარებულ კვლევაში E7-ის მაკოდირებელი DNA-ისა და Bcl-2-ის მსგავსი ანტიაპოპტოზური ცილის მაკოდირებელი DNA-ის ერთობლივმა ვაქცინამ E7-სპეციფიკური T უჯრედული პასუხი გააძლიერა. ამასთან, DNA ვაქცინები დენდრიტული უჯრედების სიცოცხლის გახანგრძლივებით ანტიგენის წარმოდგენასაც ზრდის.

RNA რეპლიკონური ვაქცინები

გენომის ერთეულს, რომელშიც რეპლიკაცია მიმდინარეობს, რეპლიკონი ეწოდება. RNA რეპლიკონები კი შიშველი RNA მოლეკულებია, რომლებსაც ტრანსფიცირებულ უჯრედებში გამრავლება შეუძლია. მათი მიღება ალფა-ვირუსებიდან ან Semliki forest ვირუსებიდან შეიძლება. RNA რეპლიკონზე დაფუძნებულ ვექტორებს კიბოს ვაქცინების შესაქმნელად მრავალი უპირატესობა აქვს. მაგალითად, ისინი სხვადასხვა უჯრედში რეპლიცირდება და უწყვეტი ანტიგენური წარმოდგენისთვის შეიძლება გამოიყენონ. ამიტომ ტრადიციულ DNA ვაქცინებზე უფრო იმუნოგენურად შეიძლება ჩაითვალოს. მრავალი რეპლიკონი ვირუსულ გენებს არ შეიცავს, ამიტომ ინფექციური ნაწილაკები არ წარმოიქმნება და რეპლიკონური ვექტორის წინააღმდეგ იმუნური პასუხი იზღუდება. ამ თვისებების გამო RNA რეპლიკონური ვაქცინები იმავე ადამიანებში განმეორებით შეიძლება გამოიყენონ. ისინი DNA ვაქცინებთან დაკავშირებულ ქრომოსომულ ინტეგრაციის რისკსაც ამცირებს. თუმცა DNA ვაქცინებზე ნაკლებად სტაბილურია. RNA რეპლიკონისა და DNA ვაქცინის უპირატესობების გაერთიანებით შეიქმნა ალტერნატივა – DNA-launched RNA რეპლიკონი. ამ მოლეკულას „სუიციდური DNA“ ეწოდა. HPV ვაქცინის შემუშავების კლინიკამდელ კვლევებში suicidal DNA გამოიყენეს. ტრანსფიცირებულ უჯრედში suicidal DNA RNA-დ გარდაიქმნა და სიმსივნური ანტიგენის ეფექტიანი ექსპრესია უზრუნველყო.

რეპლიკონებში გამოყენებული კიდევ ერთი სტრატეგია „Kunjin (KUN)“ მეთოდია. რეპლიკონების გასავრცელებლად გამოიყენება ფლავივირუსი Kunjin. HPV-16 E7-ის გამომხატველი KUN რეპლიკონებით აცრილ თაგვებზე კვლევამ სპეციფიკური T უჯრედული პასუხის სტიმულაცია და თაგვების სიმსივნური გარდაქმნისგან დაცვა აჩვენა. ამრიგად, RNA რეპლიკონის მრავალი უპირატესობის მიუხედავად, RNA-რეპლიკონური ვაქცინების კლინიკური კვლევები და არსებული მონაცემები შეზღუდულია და დამატებითი კვლევების შესწავლაა საჭირო.

4. მთლიან უჯრედზე დაფუძნებული ვაქცინები

დენდრიტულ უჯრედზე დაფუძნებული ვაქცინები

HPV-ის საწინააღმდეგო ვაქცინებში დენდრიტული უჯრედების გამოყენება კიდევ ერთი გონივრული სტრატეგიაა. ასეთი ვაქცინის შესაქმნელად საჭიროა დენდრიტული უჯრედების ვირუსული ანტიგენით დატვირთვა. დენდრიტული უჯრედები შეიძლება MHC-1 და 2 მოლეკულების ფიზიკური გადატანით ex-vivo (ცოცხალი ორგანიზმის გარეთ) მომზადდეს. მათი ანტიგენით დატვირთვა პეპტიდური ან ცილოვანი ანტიგენებით, ან HPV ანტიგენის მაკოდირებელი DNA / RNA მოლეკულის გადატანით შეიძლება. მიუხედავად აუტოლოგიური დენდრიტული უჯრედებით ეფექტიანი ვაქცინების შექმნისა, ინდივიდუალური ვაქცინების წარმოება რთულია. დენდრიტული უჯრედების მოსამზადებელი კულტურის ტექნიკაც ვაქცინის ხარისხზე მოქმედებს.

დენდრიტული უჯრედების ვაქცინების ეფექტიანობის გასაძლიერებლად რამდენიმე მეთოდია შემოთავაზებული. ერთ-ერთია მათი სიცოცხლის გახანგრძლივება, რაზეც უკვე ვისაუბრეთ. მაგალითად, ერთ კვლევაში გამოსცადეს Bak-ისა და Bax-ის მსგავსი პროაპოპტოზური ცილების სამიზნე მცირე ინტერფერენციული RNA-ით (siRNA) ინფიცირებული E7-ით დატვირთული დენდრიტული უჯრედები. შედეგად დენდრიტულ უჯრედებში Bak და Bax ცილები დაითრგუნა და T უჯრედებით გამოწვეული აპოპტოზისადმი გამძლეობა გაიზარდა.

დენდრიტული უჯრედების ვაქცინების კლინიკური კვლევები გრძელდება. ერთ კლინიკურ კვლევაში მეტასტაზური საშვილოსნოს ყელის კიბოს მქონე პაციენტს HPV-18 E7-ით დატვირთული დენდრიტული უჯრედები კანქვეშ შეუყვანეს. შემდეგ სიმსივნის პროგრესირების დათრგუნვა გამოვლინდა. ასევე აღწერეს პაციენტის ჯანმრთელობის მდგომარეობის გაუმჯობესება და გვერდითი მოვლენების არყოფნა, მიუხედავად იმისა, რომ სრული რემისია (რეგრესია) არ დამდგარა.

სიმსივნის უჯრედზე დაფუძნებული ვაქცინები

მთლიან უჯრედზე დაფუძნებული ვაქცინების შექმნის 2. მიდგომა სიმსივნური უჯრედების გამოყენებაა. მათი იმუნოგენურობის გასაძლიერებლად შეიძლება Ex-vivo (ცოცხალი ორგანიზმის გარეთ) სტიმულაცია და ციტოკინების მსგავსი იმუნომოდულატორული ცილების გამომუშავება. ამ ვაქცინებში გამოიყენება IL-2-ის, IL-12-ისა და GM-CSF-ის მსგავსი ციტოკინური გენები. ერთ-ერთი უპირატესობაა სიმსივნის ანტიგენების ზუსტად ვერ განსაზღვრა და ადვილად წარმოება.

სიმსივნის უჯრედებზე დაფუძნებული ვაქცინები კლინიკამდელ მოდელებში გამოიცდება. მაგალითად, თაგვებში GM-CSF-ის წარმომქმნელი E7-დადებითი სიმსივნური უჯრედის ვაქცინამ E7-სპეციფიკური T უჯრედული პასუხი განაპირობა და სიმსივნის საწინააღმდეგო მოქმედება გააძლიერა.

თუმცა ამ ტიპის ვაქცინებს ახალი კიბოების განვითარების რისკებიც აქვს. ამიტომ სიმსივნის უჯრედებზე დაფუძნებული ვაქცინების შექმნა შეზღუდულია.