Az immunrendszer és a tumorgenezis

Rudolf Virchow már 1863-ban leírta a leukociták jelenlétét a daganatos szövetekben, ezzel megteremtve az immunonkológia alapjait, amelynek keretein belül különösen az elmúlt 20 évben intenzíven kutatott témává vált a tumort infiltráló limfociták (TIL) szerepe. Szintén több mint 100 éve ismert az immunrendszer és a tumorgenezis összefüggése, és a TIL – amely a daganatos strómában található lobsejtek összessége – pontosan a daganat által kiváltott immunválasz szemmel látható bizonyítéka. Az ideális cél az antitumorális hatás létrejötte, ehhez azonban a mononukleáris (limfociták, természetes ölősejtek és monociták/makrofágok) és polimorfonukleáris sejtek (granulociták) megfelelő jelenléte és sikeres aktivációja szükséges. A TIL-t alkotó sejtek típusa, denzitása, funkciója, strukturáltsága, illetve magának a TIL-nek a tumoron belüli helyzete is fontos diagnosztikai szempont ahhoz, hogy a jelenlegi immunterápiás érában precízebb prognosztikai és prediktív kritériumokat tudjunk felállítani.

A TIL sejtes összetétele

T-sejtek

Az adaptív immunrendszer aktiválódása során a tumorsejtekből származó antigén-természetű molekulákat először az antigén-prezentáló sejtek (APC) felveszik, és a fő hisztokompatibilitási komplexhez (MHC) kapcsoltan bemutatják a T-sejteknek. Az antigén-bemutatásban kiemelt szerepe van a dendritikus sejtnek, amely az antigén felvételével maga is érési folyamaton megy keresztül, ennek köszönhetően antigén-prezentáló képessége fokozódik. A T-sejteket a T-sejt-receptor (TCR) alegységei, valamint a CD4 és CD8 markerek pozitivitásai alapján tudjuk megkülönböztetni. A TCR alfa- és béta-láncai segítségével a CD8-pozitív T-sejtek az MHC I, a CD4-pozitív T-sejtek pedig az MHC II kapcsolódás révén aktiválódnak. Míg ezzel szemben a TCR gamma- és delta-láncai segítségével a T-sejtek (ezek általában CD8- és CD4-negatívak) az MHC molekuláktól függetlenül képesek működni. Ez utóbbi sejtek a veleszületett és az adaptív immunrendszer között képesek kapcsolatot teremteni, de rendelkeznek a CD4-pozitív sejtekhez hasonló direkt tumor elleni hatással (effektor hatás), illetve daganatképződést elősegítő potenciállal (regulátor hatás) is (1). A CD8-pozitív T-sejtek vagy citotoxikus T-sejtek (CTL) a nagy mennyiségben termelt citokinek és citotoxikus anyagok (IFN-gamma, TNF-alfa, perforin, granzym) szekréciója révén erős antivirális és antitumorális hatással bírnak. A CTL-ek jelenléte régóta jó prognózissal társított szinte minden daganattípusban. Az immunválasz lecsengését követően szöveti memóriasejtekké (TRM) alakulnak, amelyek normálisan a periférián maradva a hosszú távú védelmet szolgálják, és bár ezek a sejtek nem antigén-specifikusak, mégis rendkívül erős tumorkontrollt tartanak fenn (1). A CTL-ekkel azonos vagy azt meghaladó mennyiségben találunk CD4-pozitív T-sejteket a TIL-ben, melyek aktiválódás után különböző funkciójú sejtekké alakulnak. A T helper 1 (Th1) sejtek citokinek termelése révén elősegítik a CTL-ek és a természetes ölősejtek (NK) aktivációját és effektor funkcióját. A T helper 2 (Th2) sejtek a B-sejtek aktiválásán és plazmasejtekké alakulásán keresztül a humorális immunválasz támogatásában játszanak szerepet (1, 2). Az immunszuppresszív citokinek termelése révén (IL-10, TGF-béta) a regulátor T-sejtek (Treg) a CTL-ek, Th-k és egyéb sejtek antitumorális hatását nyomják el. A tumorspecifikus immunitás gátlása miatt jelenlétük rossz prognosztikai jel számos szolid daganatban (petefészek-, emlő-, vastagbél-, gyomor-, hasnyálmirigyrák) (1).

B-sejtek

Az utóbbi évek TIL-kutatásai a T-sejtek mellett már a B-sejtek elemzésére is fókuszálnak. A B-sejtek a dendritikus sejteknél vagy a makrofágoknál kevésbé effektív módon, de alacsony antigén-koncentrációban is képesek antigén-bemutatásra. MHC II kapcsolódást követően plazmasejtekké alakulnak, ellenanyagot termelnek, és a humorális immunrendszer részeként a tumorkontrollhoz járulnak hozzá. Azonban az egyéb B-sejt-altípusok funkcionális heterogenitása miatt egyelőre a szakirodalomban is ellentmondásos prognosztikai jellemzőkkel találkozunk (3, 4). 

Kostimulátoros molekulák

A T- és B-sejtek, illetve az antigén-prezentáló sejtek interakciójában különböző kostimulátoros molekulákat azonosítottak. A tumor elleni immunválasz szempontjából kiemelendő és terápiás célpontként azonosított a B7-molekulacsaládba tartozó citotoxikus T-limfocita-asszociált protein 4 (CTLA-4) és programozott sejthalál ligand-1 (PD-L1), amelyek negatív szignál eredményeként a T-sejtek aktivációját gátolják.

Természetes ölősejtek 

A veleszületett immunválasz sejtes elemei közül a természetes ölősejtek (NK-sejtek) nem rendelkeznek antigén-specifikus (T- vagy B-sejthez hasonló) receptorral, ezért az aktivitásuk a sejtfelszíni ligandokon ható serkentő és gátló jelek összességétől függ. Jellemző rájuk a gyors és erős citotoxikus hatás. Megfigyelték, hogy a csökkent keringő vagy intratumorális NK-sejt-szám alacsonyabb túléléssel társul gyomor-adenokarcinómában (5). 

Tumorasszociált makrofágok

A tumorasszociált makrofágoknak két fő típusát különböztetjük meg. Az M1-típusú, proinflammatoros makrofágok direkt sejtölő mechanizmus révén károsítják a tumorsejteket, míg az M2-típusú makrofágok a gyulladás gátlása mellett a daganatos proliferációt, angiogenezist és az áttétképzést segítik elő (6).

A TIL szerveződése

A TIL kialakulásának első lépése a keringő limfociták tumorba való migrációja. Az első akadályt a tumoros erek endotéliuma jelenti, az ugyanis galectin-1 és CD178 (FasL) expressziója révén gátolni tudja a T-sejtek erekből való kilépését, ezzel megakadályozva az immunreakciót a daganatban. A bejutott immunsejtek ezután a tumoros strómában foglalják el a helyüket, és a tumor mikrokörnyezetének (TME) részei lesznek. A strómán belül különböző kemokinek (IL17, CXCL13 stb.) hatására az immunsejtek az inváziós front vagy a peritumorális szélek felé vándorolhatnak, ahol a harmadlagos limfoid struktúrákat (TLS) alakíthatják ki. Ezek lényegében egy jól működő immunstruktúrát alkotnak, amelyben a limfociták és az antigén-prezentáló sejtek egymást aktiválják, majd immunválaszt hoznak létre. Kimondhatjuk, hogy a TLS-ek jelentik az áttétképzés elleni első védelmi vonalat. Emiatt jelenlétük a szolid daganatokban jobb prognózissal és az immunterápiák hatásosságával függ össze. Erre példa a colorectalis carcinomákban látható, „Crohn-szerű reakció” (CLR), amelyet a daganat határán lévő TLS-ek hoznak létre, és jobb túlélést, kései áttétképzést jósolnak (1).

A tumor által indukált immunszuppresszió a TME által létrehozott egyedi folyamat. Az immunválasz kioltásának, a daganat túlélésének, illetve az immunsejtek és a tumorsejtek közötti immunfolyamatoknak a megértése nem alapulhat csak a TIL elemzésén. Fontos a TME vizsgálata is, azon belül annak genetikai, epigenetikai, transzkripciós, proteomikai és metabolikai folyamatainak, illetve természetesen ezek immunológiai vonatkozásainak vizsgálata. Csak ezek összessége tudja a klinikum által kívánt prognosztikai és terápiás biomarkereket feltárni (2, 7).

A TIL meghatározása

Általánosságban a TIL patológiai megítélése szemikvantitatív módon és szabad szemmel történik. Ez nyilvánvalóan kevéssé pontos, továbbá reprodukálhatósága erősen kérdéses. A digitális patológia fejlődésének köszönhetően a hagyományos módszer mellett a folyamat felgyorsítható és pontosítható. A folyamat során a sejtes összetételtől függően immunológiai fenotípusokat határozhatunk meg. Immunsivatagról (immune desert) beszélünk, ha a daganatban minimális, illetve hiányzik a gyulladásos sejtes infiltráció. Immunkizárt (immune excluded) morfológiáról van szó, ha a lobsejtek migrációjának zavara miatt a TIL-t csak a tumor perifériáján, illetve perivascularisan észleljük. Gyulladásos (immune inflammatory) a morfológia, ha bőséges az intratumorális immunsejtes beszűrődés. Ma már egyértelmű, hogy az immunsejtekkel alig beszűrt vagy régebben „hidegnek” nevezett daganatok esetén az immunterápia önmagában hatástalan (8). Az immunsejtek tumoron belüli típusa, denzitása és lokalizációja alapján felállíthatunk immunológiai pontrendszereket, amelyeket napjainkban már számos daganatnál nemcsak prognosztikai, hanem erős prediktív faktorként is használnak. Erre az egyik legelső gyakorlati példa a II., III. stádiumú colondaganatoknál a Pagès és munkatársai által validált „immune-score” volt (9). Összességében elmondható, hogy a magas „immune-score”, tehát a nagyszámú T-sejt-infiltráció a tumorban jobb túléléssel korrelál. Hangsúlyozni kell, hogy a TME sejtes összetétele és a sejtek közötti interakció együttesen fogja meghatározni a tumor elleni immunitás hatásosságát, ezért egy sejt vagy receptor kiragadása és egyedüli vizsgálata valószínűleg nem elég a tumor elleni immunológiai folyamatok kvantifikálására. Ezeknek a folyamatoknak a leírása kihívást jelent, mert a tumorban zajló folyamatok dinamikusan változnak a daganat kialakulása, progressziója során, továbbá ezeket a daganat elleni terápiák is befolyásolják (2).

Következtetés

A TIL tehát a klinikai gyakorlatban egy teljesen új klasszifikációs stratégiát jelenthet, illetve potenciális biomarkerként használhatjuk fel a prognózis és a terápiás haszon feltérképezésében. A vesesejtes karcinómák (RCC) esetében a változatos klinikopatológiai jellemzők mellett a TIL jelenléte is erősen meghatározza a betegség kimenetelét és a terápiára való reagálást. Általánosságban elmondható, hogy RCC-ben a CTL-ek és a B-sejtek intratumorális jelenléte jobb prognózissal társulhat (1, 10).

A TIL-t nemcsak önmagában, hanem a tumor mutációs terhelésével (TMB) kapcsolatban is intenzíven kutatják. Az eddigiek alapján elmondható, hogy a daganat magas mutációs terhelése a szakirodalmi adatok alapján is kifejezettebb TIL-jelenléttel párosul, ami a betegnél az immunterápia hatásosságát vetítheti előre (1). A klinikai gyakorlatban éppen ezt az összefüggést használjuk ki a mikroszatellita instabil vastagbélrákok és a melanóma kezelésénél.  

TIL-meghatározás kapcsán jelenleg már az immunsejtek sejtszintű génszekvenálása is folyik, azért, hogy a diszfunkcionális immunfolyamatok hátterében konkrét genetikai eltéréseket azonosítsanak. A tumor elleni hatás főszereplőjeként már régóta azonosított CD8-pozitív T-sejtek szekvenálási eredményei azt mutatják, hogy leghatásosabban a CD103+CD39+ TRM-sejtek képesek a daganatburjánzás immunológiai kontrollálására (1, 2).

A TIL közvetlen terápiás hasznát évekkel az immunellenőrzőpont-gátlók előtt ismertük. TIL-adoptív sejttranszfernek hívjuk az eltávolított tumorból kinyert, majd mesterségesen expandált autológ T-sejtek betegnek való visszaadását. Ez a módszer a technológia fejlődésével sokat finomodott, ugyanis most már a begyűjtött T-sejtek receptorát in vitro genetikai módszerekkel alkalmassá tehetjük a speciális tumorasszociált antigének felismerésére. A legújabb eljárás pedig a T-sejtekhez kiméra antigénreceptort kapcsol (CAR-T), ami lényegében egy MHC-független aktiválódást eredményez (1). Nemcsak a T-sejtek bizonyultak hasznos terápiás célpontoknak, hanem a tumorasszociált makrofágok is. Több kísérletben is az M2–M1 makrofág-átalakulás újraprogramozása zajlik, hogy az M1-fenotípus direkt antitumorális hatását gyógyászati célokra használhassák (6).

A TIL kutatása ma is forrongó téma, és bőven tartogat még meglepetéseket. A TIL életútja Virchow felfedezésétől az immunsejtek fenotipizálásán át a jövőben a sejtszintű genetikai elemzések felé tart. A szemikvantitatív, hagyományos patológiai jellemzés helyét idővel standardizált és validált nemzetközi pontrendszerek fogják átvenni, és az értékelést a mesterséges intelligencia, valamint a gépi tanulás fogja pontosabbá tenni.

Fotó: MT (AdobeStock)

IRODALOM 

1.           Paijens ST, Vledder A, De Bruyn M, et al. Tumor-infiltrating lymphocytes in the immunotherapy era. Cellular & Molecular Immunology 2021;18:842–859.

2.           Whiteside TL. Tumor-Infiltrating Lymphocytes and Their Role in Solid Tumor Progression. Exp Suppl 2022;113:89–106.

3.           Garaud S, Buisseret L, Solinas C, et al. Tumor infiltrating B-cells signal functional humoral immune responses in breast cancer. JCI Insight 2019;5(18):e129641.

4.           Wei X, Jin Y, Tian Y, et al. Regulatory B cells contribute to the impaired antitumor immunity in ovarian cancer patients. Tumour Biol 2016;37(5):6581–6588.

5.           Peng LS, Zhang JY, Teng YS, et al. Tumor-Associated Monocytes/Macrophages Impair NK-Cell Function via TGFβ1 in Human Gastric Cancer. Cancer Immunol Res 2017;5(3):248–256.

6.           Pan Y, Yu Y, Wang X, et al. Tumor-Associated Macrophages in Tumor Immunity. Front Immunol. 2020;11:583084.

7.           Bracci L, Fragale A, Gabriele L, et al. Towards a Systems Immunology Approach to Unravel Responses to Cancer Immunotherapy. Front Immunol 2020;11:582744. 

8.           Maráz A, Varga L, Küronya Zs. Az immunkezelés eredményességét javító lehetőségek, fókuszban a célzott terápiák. Magy Onkol 2019;63:209–216.

9.           Pagès F, Mlecnik B, Marliot F, et al. International validation of the consensus Immunoscore for the classification of colon cancer: a prognostic and accuracy study. Lancet 2018;391(10135):2128–2139.

10.         Kuthi L, Somorácz Á, Micsik T, et al. Clinicopathological Findings on 28 Cases with XP11.2 Renal Cell Carcinoma. Pathol Oncol Res 2020;26(4):2123–2133.