Samenvatting en conclusies Het natuurlijke proces van celgroei, differentiatie en geprogrammeerde celdood wordt bestuurd door een groot aantal cel-regulerende eiwitten. Deze zogenaamde cytokinen worden geproduceerd door verschillende cel-typen. Door hun autocriene en paracriene werking spelen zij een belangrijke rol in het proces van fysiologische groei, ontsteking en maligniteit. Met behulp van recombinant DNA technieken zijn verschillende cytokinen beschikbaar gekomen voor klinisch onderzoek. In de medische oncologie zijn de cytokinen onderzocht vanwege hun antitumor activiteit en vanwege de capaciteit om de beenmergremmende bijwerkingen van chemotherapie te verminderen. In dit proefschrift worden de klinische aspecten van het gebruik van cytokinen als biologische response modifiers bij de systeem behandeling van kanker beschreven. In hoofdstuk 1 wordt een overzicht gegeven van de literatuur over de rol van twee recombinant cytokinen, interleukine-2 en interferon-alfa bij de behandeling van gemetastaseerde solide tumoren. Interleukine-2 speelt een centrale rol bij het ontstaan van een immuun respons. Dit cytokine is in staat gebleken om tumor remissies te induceren bij ongeveer 15 tot 20% van de patiënten met een niercelcarcinoom of melanoom. De behandeling met IL-2 gaat echter gepaard met aanzienlijke bijwerkingen die zowel afhankelijk zijn van de dosis, het therapieschema, als de toedieningswijze. Behandeling met intraveneuze toediening van hoge doses IL2 vereist een strenge selectie van patiënten wat betreft hun hart- en longfunctie en intensieve zorg tijdens de behandeling. Er is geen duidelijke dosis-respons relatie gevonden voor IL-2, hoewel mogelijk verschillende werkingsmechanismenen verantwoordelijk zijn voor het klinische antitumor effect bij verschillende doseringen. De adoptieve toediening van in vitro geactiveerde cellen heeft geen consistente verbetering van de IL-2 gemedieerde immuuntherapie opgeleverd. Interferon-alfa heeft, in tegenstelling tot IL-2, naast de stimulerende werking op het immuunsysteem ook een direct groeiremmend en modulerend effect op tumorcellen. Interferon is actief gebleken bij verschillende hematologische ziekten. De rol bij de behandeling van solide tumoren beperkt zich tot het Kaposi’s sarcoma, het niercelcarcinoom en het melanoom, hoewel de synergistische effecten met 5-FU veelbelovend zijn. De reversibiliteit van de bijwerkingen, in tegenstelling tot de bijwerkingen van veel cytostatica, maken IFN tot een aantrekkelijk alternatief. Een dosering van 5 tot 10 miljoen eenheden subcutaan of intramusculair is optimaal gebleken. De hoofdstukken 2 en 3 beschrijven de effectiviteit en bijwerkingen van subcutaan toegediend IL-2 bij patiënten met een gemetastaseerd niercelcarcinoom. Het niercelcarcinoom, dat ontstaan uit de cellen van de niertubulus, is resistent gebleken voor de standaard behandelingsmogelijkheden zoals chemotherapie en radiotherapie in het stadium van uitgezaaide ziekte. De systeembehandeling met IL-2 is werkzaam gebleken in deze situatie en in Europa en Amerika is het een geaccepteerd medicijn bij de behandeling van het 151
gemetastaseerde niercelcarcinoom. Bij 46 patiënten met valueerbare metastasen van een niercelcarcinoom vonden bij 20% (95% betrouwbaarheid interval, 9% tot 34%) van de patiënten een remissie. Twee patiënten hadden een complete remissie welke 29 and 35+ maanden duurden. De toxiciteit van sc IL-2 bestond uit locale ontsteking en zwelling op de injectieplaatsen, koorts, rillingen, misselijkheid, overgeven, diarree en milde bloeddrukverlaging. Wij concluderen dat sc IL-2 actief is bij patiënten met een niercelcarcinoom en dat de relatief milde bijwerkingen behandeling van patiënten met een verminderde orgaanfunctie mogelijk maakt. Nu door de thuisbehandeling met subcutaan IL-2 de toepasbaarheid van deze behandeling sterk is verbeterd, vormt het falen van de behandeling bij het merendeel van de patiënten de belangrijkste klinische uitdaging. Het mechanisme van door IL-2 geïnduceerde klinische antitumor effecten is nog onduidelijk. Interleukine-2 wordt verondersteld indirect te werken door stimulatie en activatie van de cellulaire immunologische afweer. Resistentie voor IL-2 behandeling kan theoretisch veroorzaakt worden door factoren van de tumorcel of door factoren van de effector cellen. Verschillende onderzoekers veronderstellen een belangrijke rol voor de cytotoxische T-cel als effectorcel bij de door IL-2 gemedieerde antitumor activiteit. Hoofdstuk 4 beschrijft de resultaten van de toevoeging van een monoclonaal antilichaam OKT3, dat gericht is tegen het CD3 gedeelte van de T cel antigeen receptor, aan de IL-2 behandeling in een poging de T-cel activatie te verbeteren. Hoewel het OKT3 immuunsuppressief werkt bij hoge doseringen (mg), is het bij lage doseringen (µg) een krachtig T-cel mitogeen gebleken. In een fase I dosis escalatie studie bij patiënten met een niercelcarcinoom vonden we een maximaal tolerabele dosis van 400 µg, met neurotoxiciteit als dosislimiterende factor. Hoewel het antilichaam aantoonbaar was op circulerende lymphocyten, konden wij geen verhoging van geactiveerde lymphocyten populaties vinden bij doseringen variërend van 50 tot 400 µg OKT3, in vergelijking met behandeling met IL-2 alleen. De observatie van zogenaamde ’mixed responses’, waarbij één haard kleiner wordt en tegelijkertijd een andere haard groeit, die we bij onze patiënten een aantal malen hebben gedaan, suggereert clonale verschillen in de metastasen. Door heterogeniciteit van de tumor worden sommige tumorcellen niet door het immuunsysteem herkend. Hoofdstuk 5 bestudeert het gebruik van bispecifieke antilichamen om de interactie tussen tumorcel en effectorcel te verbeteren bij patiënten met een niercelcarcinoom. In een fase I studie werden 14 patiënten met een niercelcarcinoom behandeld met Interleukine-2 en een bispecifiek monoclonaal antilichaam BIS-1 dat gericht is tegen zowel het CD3 op T cellen als tegen een membraan gebonden 40 kD tumor geassocieerd glycoproteine EGP-2. Dit bispecifieke antilichaam veroorzaakte bijwerkingen met verschijnselen van rillingen, perifere vasoconstrictie en dyspneu, met een maximaal tolerabele dosis van 5 µg/kg. We konden aantonen dat het bispecifieke antilichaam bond aan CD3 positieve cellen, en dat deze cellen in het laboratorium beter in staat bleken om EGP-2 positieve tumorcellen te lyseren. Tijdens de infusie van het 152
antilichaam verdwenen lymphocyten en monocyten tijdelijk uit het perifere bloed, en waren verhoogde spiegels van TNF-α en IFN-γ aantoonbaar. Bij een patient werd een gedeeltelijk terugdringen van longhaarden gezien. In hoofdstuk 6 zijn de casus beschreven van thuisbehandeling met sc IL-2 bij twee hemodialyse patiënten die progressieve metastasen van een niercelcarcinoom hadden. We konden aantonen dat sc IL-2 immunologische veranderingen induceert die vergelijkbaar zijn met de veranderingen die optreden tijdens intraveneuze IL-2 behandeling, en die wijzen op de in vivo inductie van lymfokine activated killer cell (LAK) activiteit. Correspondentie aangaande twee aspecten van bijwerkingen van IL-2 zijn beschreven in hoofdstuk 7. Combinatie van verschillende medicijnen kan nuttig zijn om de effectiviteit van therapie te verbeteren, maar het bemoeilijkt tegelijkertijd het toeschrijven van bijwerkingen aan een van de gebruikte middelen. De mono-therapie met sc IL-2 kon hierover aanvullende informatie verschaffen. In tegenstelling tot de intraveneuze behandeling en een studie met een combinatie van subcutaan IL-2 en IFN, die gepaard gingen met een hoge frequentie van bacteriële infecties, was de frequentie van klinisch significante infecties tijdens subcutaan IL-2 monotherapie laag en was er geen noodzaak om profylactisch antibiotica te gebruiken. Neuropsychiatrische bijwerkingen die op kunnen treden bij therapie met IL-2 zijn dosis- en therapievorm afhankelijk. In onze ervaring was neurotoxiciteit zeldzaam en in vele gevallen gerelateerd aan metastasen gelokaliseerd in het zenuwstelsel. De hoofdstukken 8 en 9 beschrijven twee studies met recombinant interferon-alfa in combinatie met chemotherapie. Hoofdstuk 8 beschrijft de resultaten van de toevoeging van IFN aan een combinatie van leucovorin en 5-FU in een poging de therapeutische effectiviteit van cytostatica bij patiënten met een gemetastaseerde tumor van de dikke darm te verhogen. Deze drievoudige combinatie bleek eerder actief te zijn bij de behandeling van 28 patiënten met een tumor van de dikke darm waarbij 53% van de patiënten een remissie had. De duur van de remissies was echter teleurstellend met een mediane duur van 4.7 maanden. Een klinische vervolg van deze studie en de rol van onderhoudstherapie in deze setting worden beschreven in dit hoofdstuk. In 50 patiënten met evalueerbare afwijkingen had 58% (43% tot 72%, 95% betrouwbaarheidsinterval) van de patiënten een klinische remissie. De remissieduur van het cohort patiënten dat onderhoudsbehandeling kreeg was verbeterd ten opzichte van het cohort dat alleen de inductiebehandeling had gehad, met een mediane remissie duur van respectievelijk 4.7 en 9.4 maanden. De mediane overleving van alle patiënten in deze studie was 17.2 maanden. Voor patiënten met een gemetastaseerd melanoom is er geen behandeling beschikbaar die een substantieel effect heeft op de prognose. Dacarbazine (DTIC) is een van de weinige cytostatica die enige activiteit vertoont. Als enkelvoudige therapie induceert DTIC remissies bij 17% van de patiënten. In combinatie met IFN worden remissie percentages tot 35% bereikt. De behandeling met DTIC gaat echter gepaard met dosis limiterende bijwerkingen 153
bestaande uit acuut braken en beenmergtoxiciteit bij een standaard dosering van 800 mg/m2 om de 3 weken. Voor verschillende solide tumoren, inclusief het melanoom is het belang van dosis intensiteit voor de effectiviteit van chemotherapie beschreven. Met de beschikbaarheid van twee nieuwe medicijnen die in staat zijn de bijwerkingen van chemotherapie te reduceren zou dosis intensificatie mogelijke kunnen zijn in een poging de therapeutische effectiviteit te verhogen. In hoofdstuk 9 worden de resultaten van een fase II onderzoek met individuele dosis escalatie van dacarbazine in combinatie met interferon-alfa, de hematopoietische groeifactor G-CSF en het 5HT3-antagonistische antiemeticum ondansetron bij patiënten met een gemetastaseerd melanoom beschreven. De individuele DTIC dosis kon geintensifeerd worden tot 1500 mg/m2 eenmaal per 3 weken, waarna bijwerkingen van trombocytopenie en leucopenie dosis limiterend werden. Er was een klein effect waarneembaar van de IFN op de stimulatie van het G-CSF op het leucocyten getal. De bijwerkingen van misselijkheid en overgeven waren bij de meeste patiënten goed controleerbaar met ondansetron. Vier van de 20 patiënten hadden een gedeeltelijke remissie van de tumor. Er werd geen relatie gevonden tussen de dosisintensiteit en het optreden van een respons. Dosis escalatie van het DTIC lijkt geen duidelijke verhoging van de effectiviteit te geven in dit regime.
154
Conclusies en perspectieven Het gebruik van recombinante cytokines als biologische respons modifiers is nu ingevoerd in de klinische geneeskunde, hoewel de werkingsmechanismen nog onduidelijk zijn. In de medische oncologie speelt de immuuntherapie een bescheiden rol bij sommige tumoren waarvoor geen alternatieve behandelingsmogelijkheid voorhanden zijn. Ondanks het uitblijven van klinische doorbraken, vormen de recombinante cytokines een belangrijke nieuwe modaliteit bij de behandeling van kanker. Immuuntherapie is gebaseerd op de mogelijkheid van het immuunsysteem om ’zelf’ van ’niet-zelf’ te onderscheiden op basis van kenmerken op de celmembraan. Ook het cytotoxisch effect van de effectorcellen van het immuunsysteem speelt zich af op het niveau van de celmembraan, in tegenstelling tot de effecten van de meeste cytostatica die gericht zijn op het DNA in de celkern. Door onafhankelijk te zijn van celdeling en de penetratie tot het DNA, zou immuuntherapie in staat kunnen zijn om juist die tumor cellen te elimineren die aan de chemotherapie ontsnappen, omdat ze niet delen ten tijde van de therapie. In combinatie met cytostatica, kunnen door chemotherapie epitopen op de celmembraan van tumorcellen veranderen waardoor deze cellen mogelijk beter herkenbaar worden voor het immuunsysteem. Recente studies met combinaties van platinum bevattende chemotherapie en immuuntherapie hebben bemoedigende resultaten laten zien bij patiënten met een gemetastaseerd melanoom. Bij sommige patiënten met microscopische tumorresten na therapie wordt verondersteld dat de tumor onder controle wordt gehouden door een evenwicht tussen de tumor en het immuunsysteem. Stimulatie van de immunologische afweer in deze situatie nuttig kunnen zijn, hoewel het aantonen van een mogelijk effect zeer moeilijk zal zijn. Het reversibele karakter van de bijwerkingen van immuuntherapie, in tegenstelling tot de bijwerkingen van de meeste cytostatica, maken het een waardevol alternatief voor sommige vormen van kanker. Omdat vele aspecten van immuuntherapie nog onduidelijk zijn, blijft het nodig om deze behandelingsvorm uit te voeren in de setting van klinisch gecontroleerd onderzoek.
155
