Достижения в понимании иммунных механизмов ревматологических заболеваний привели к разработке и применению новых терапевтических средств. Ингибиторы малые молекулы, слитые белки и биологические препараты теперь "заимствуются" из других областей и используются для лечения врожденных ошибок иммунитета, которые включают аспекты аутоиммунитета, лимфопролиферации и злокачественных опухолей. Термин "прецизионная медицина" описывает использование терапевтических агентов для модуляции внутриклеточных путей, функция которых усиливается или ослабевает в результате генетических дефектов. [6] Этот подход начинает применяться в лечении некоторых IEI. Однако редкие заболевания, такие как врожденные ошибки иммунитета, по своей природе трудны для изучения в хорошо контролируемых клинических испытаниях и поэтому требуют особого внимания со стороны клинических иммунологов для применения этих новых терапевтических средств уникальными способами для улучшения исходов у пациентов.

Ингибиторы в виде малых молекул - это низкомолекулярные целенаправленно воздействующие препараты, которые легко проникают в клетки и модулируют другие белки. В лечении врожденных ошибок иммунитета ингибиторы из малых молекул использовались в контексте GOF-мутаций STAT1 и STAT3 и в настоящее время изучаются для APDS (синдрома активированной фосфоинозитид-3-киназы), вызванного усилением функции генов PIK3CD или PIK3R1 Таблица 1.



Table 1 Examples of small molecule inhibitors and fusion proteins used in the treatment of IEI

Путь JAK/STAT передает сигналы вниз по нисходящей от множества цитокинов [7]. По меньшей мере известны 17 цитокинов, которые связываются с одним из 6 различных цитокиновых рецепторов и передают сигналы через Jak/Stat путь, они модулируют многие виды иммунных реакций, включая дифференцировку лимфоцитов, врожденный иммунитет, эритро- и миелопоэз, производство тромбоцитов, противоопухолевый и противовирусный иммунитет и реакции острой фазы. Одним из последствий нарушений регуляции путей JAK/STAT является аутоиммунитет, поскольку цитокины, участвующие в патогенезе аутоиммунных и воспалительных заболеваний, используют JAKs и STATs для передачи внутриклеточных сигналов. Некоторые цитокины передают сигналы через определенные JAK-пути, например, широко распространенная гамма-цепь связывается только с JAK3 и опосредует передачу сигналов IL-2, 4, 7, 15 и 21, в то время как несколько рецепторов цитокинов связывают JAK1, что придает ему более широкую роль [7]. Мутации в генах JAK/STAT вызывают ряд синдромов иммунодефицита, а полиморфизмы в этих генах ассоциированы с аутоиммунными заболеваниями [7, 8]. Успех малых молекулярных ингибиторов JAK (Jakinibs) в лечении ревматологических заболеваний продемонстрировал, что внутриклеточные сигнальные пути могут быть терапевтически направлены на лечение аутоиммунитета. Ингибиторы JAK оказались эффективными в лечении ревматоидного артрита и других иммуноопосредованных заболеваний, что открыло путь к их использованию для лечения иммунной дисрегуляции у пациентов с мутациями усиления функции (GOF) в STAT1 и STAT3 [7, 8]. Всесторонний обзор передачи сигналов JAK/STAT доступен и выходит за рамки данной статьи [7]. Однако важно признать, что мутации или полиморфизмы в генах JAK и STAT приводят к ряду заболеваний человека, например, потеря функции JAK3 приводит к аутосомно-рецессивному тяжелому комбинированному иммунодефициту, сходному с дефицитом гамма-цепи, а аутосомно-доминантная LOF в STAT 1 приводит к менделевской предрасположенности к микобактериальным заболеваниям, В то время как GOF мутации в STAT1 вызывают хронический mucocutaneous candidiasis, восприимчивость к вирусным и грибковым инфекциям, комбинированный иммунодефицит, наряду с органоспецифическим аутоиммунитетом, а доминантно-негативные мутации в STAT3 приводят к гипер-IgE синдрому, в то время как GOF мутации в STAT3 приводят к раннему началу лимфопролиферации с мультиорганным аутоиммунитетом [7, 8].

Первые два малых молекулярных ингибитора Jak (ruxolitinib и tofacitinib) были одобрены FDA для лечения миелопролиферативных новообразований и RA, соответственно [7]. Тофацитиниб ингибирует Jak1 и Jak3, а руксолитиниб преимущественно блокирует Jak1 и Jak2. Применение этих Jakinibs у 17 пациентов с GOF STAT1 или GOF STAT3 показало симптоматическое улучшение у 14 из 17 пациентов. Три пациента умерли из-за осложнений тяжелого заболевания, а tocilizumab (моноклональные антитела против рецептора IL-6) был использован в качестве дополнительной терапии у пациентов с STAT3 GOF [8]. Наблюдаемые нежелательные явления включали тромбоцитопению, гипербилирубинемию, повышение уровня трансаминаз, вирусные респираторные инфекции и опоясывающий лишай. Тем не менее, при длительном лечении наблюдалось значительное ослабление признаков заболевания иммунной дисрегуляции [8].

Одной из проблем при разработке Jakinibs является опасение потенциальных нецелевых эффектов, поскольку существующие Jakinibs конкурентно блокируют аденозинтрифосфат-связывающий сайт, который сохранился у других Jakinibs и структурно схож с другими тирозинкиназами. [7] Будущие направления развития Jakinibs включают (1) разработку и сравнение селективных и широких ингибиторов JAK, (2) применение к другим заболеваниям, которые характеризуются повышением уровня цитокинов, передающих сигнал через JAK/STAT, (3) местное применение при псориазе, атопическом дерматите и глазных заболеваниях, (4) определение биомаркеров, предсказывающих реакцию в группах пациентов, и (5) стратегии дозирования для ремиссии и поддержания. Учитывая центральную роль JAK/STAT в цитокиновой сигнализации, по мере выявления новых врожденных ошибок иммунитета, связанных с цитокиновыми сигнальными путями, ожидается более широкое применение малых молекулярных ингибиторов JAK/STAT.

Синдром активированной фосфоинозитид-3-киназы δ (APDS) - это комбинированное иммунодефицитное заболевание, обусловленное либо GOF-мутациями в PIK₃Cδ [что приводит к APDS1] или LOF-мутациями в PIK3R1 [что приводит к APDS2]. PIK3Cδ кодирует каталитическую субъединицу p110, а PIK3R1 кодирует регуляторную субъединицу p85 PI3K, которая вовлечена в последующие клеточные пути, включая mTOR [6]. Фенотипы APDS1 и APDS2 перекрываются, и их характерными чертами являются старение Т-клеток, лимфопролиферация, аутоиммунитет, лимфома, инфекции S.pneumoniae и H.influenzae, а также рецидивирующие или персистирующие вирусные инфекции (EBV, CMV, HSV и VZV) [6]. До недавнего времени лечение APDS заключалось в замене гаммаглобулина, профилактике с помощью антибиотиков и иммуносупрессивных режимов, а также, в некоторых случаях, в проведении HSCT с различными результатами [6]. В связи с многообещающими результатами лечения APDS с помощью ингибиторов mTOR, таких как рапамицин, в настоящее время изучается использование селективных ингибиторов PI3K в клинических испытаниях leniolisib и nemiralisib [6].

Биологические препараты - это терапевтические средства, направленные на цитокины или их рецепторы и включающие моноклональные антитела и рекомбинантные белки. Биологические препараты стали важным достижением в лечении аутоиммунных и воспалительных заболеваний, и постоянно появляются новые биологические препараты.

Моноклональные антитела произвели революцию в целенаправленной терапии и уменьшили потребность в широко используемых иммуносупрессивных агентах при лечении воспаления и аутоиммунных заболеваний. Номенклатура моноклональных антител приведена в таблице 2. Аналогичным образом, рецепторы слияния значительно расширили возможности модуляции иммунной системы путем соединения внеклеточных доменов различных трансмембранных белков с другой молекулой через линкер, такой как Fc-часть иммуноглобулина человека, который сам может быть сконструирован так, чтобы быть функциональным или нет. Fc-домен увеличивает период полураспада в плазме, продлевает терапевтическую активность и позволяет молекулам взаимодействовать с Fc-рецепторами на иммунных клетках [9]. Белки слияния обычно конкурируют за связывание лиганда с его специфическим контр-рецептором и, в большинстве случаев, предотвращают последующие эффекты, хотя, в зависимости от молекулы, они могут быть сконструированы для усиления эффектов в определенных ситуациях [10].



Таблица 2 Номенклатура терапии моноклональными антителами

Ингибиторы TNF включают примеры как моноклональных антител, таких как infliximab, так и сливающихся рецепторов, таких как etanercept. Ингибиторы TNF использовались в клинической практике для лечения ревматоидного артрита, анкилозирующего спондилита, псориазного артрита, болезни Крона, ювенильного идиопатического артрита и псориаза [10]. Аналогично, за последние 20 лет были разработаны препараты, ингибирующие другие провоспалительные цитокины, включая IL-1 и IL-6. Anakinra (рекомбинантный IL-1rα) и rilonacept (слитый белок, состоящий из EC-домена вспомогательного белка IL-1 и рецептора IL-1, присоединенного к Fc-части IgG1, который с высоким сродством связывает IL-1alpha и IL-1beta) блокируют IL-1 и используются для лечения cryopyrin-ассоциированных синдромов периодической лихорадки. Tocilizumab (гуманизированный анти-IL-6 рецептор mAb) связывается с растворимым и связанным с мембраной IL-6 рецептором и показал перспективность в лечении RA. Также были разработаны слитые белки и моноклональные антитела для ингибирования Т-клеток, В-клеток, IgE, а также клеточной адгезии или миграции [10]. Некоторые примеры (не все включительно): basiliximab (антителоа , направленные на альфа-цепь рецептора IL-2 активированных Т-клеток), abatacept (растворимый белок, состоящий из EC-домена CTLA-4, связанного с Fc-частью IgG1), используемый при RA, но также "позаимствованный" для использования при дефиците CTLA-4 и дефиците LRBA, rituximab (химерный IgG1 mAb против CD20), используемый при неходжкинской В-клеточной лимфоме и RA, а также для множества других применений, не имеющих целевого назначения, включая лечение гранулематозного лимфоцитарного интерстициального заболевания легких при CVID [11, 12], и omalizumab (нацеленныt на IgE) при аллергической астме [10].

Дефицит CTLA-4 и дефицит LRBA - два примера того, как лечение врожденных ошибок иммунитета выиграло от лучшего понимания генов, участвующих в иммунитете, а также от разработки новых агентов для модуляции иммунитета. Внимание к проявлениям распространенных вариабельных иммунодефицитов, характерной чертой которых является аутоиммунитет, привело к открытию этих нарушений и наблюдению, что до 30-40% пациентов с CVID могут иметь генетический дефект [13]. Как дефицит CTLA-4, так и дефицит LRBA выгодно лечить abatacept, учитывая их тесно связанную роль в передаче сигналов Т-клеток и регуляции иммунитета. Абатацепт - это растворимый слитый белок, состоящий из внеклеточного домена человеческого цитотоксического Т-лимфоцит-ассоциированного антигена 4 (CTLA-4), связанного с модифицированной Fc (шарнир, CH2 и CH3 домены) частью IgG1, который производится с помощью технологии рекомбинантной ДНК в системе экспрессии млекопитающих. CTLA-4 "тормозит" активацию Т-клеток и предотвращает аутоиммунные реакции, опосредованные Treg-клетками. CTLA-4 экспрессируется на активированных Т-клетках и связывает CD80/86 (тот же лиганд что и для CD28, нуждающийся в "сигнале 2" для активации Т-клеток) на антиген-презентирующих клетках с большим сродством, чем к CD28. Последующий эффект взаимодействия CTLA-4/CD80/86 заключается в ограничении пролиферации и эффекторной функции. LRBA выполняет роль в возвращении CTLA-4 обратно на поверхность клетки и спасении его от деградации, поэтому мутации, приводящие к потере LRBA, увеличивают деградацию CTLA-4 и нарушают функцию Т-клеток.

Будущие направления в терапии с помощью слитых белков и моноклональных антител включают (1) дополнительные мишени и функциональные возможности, (2) соображения безопасности и баланс между эффективностью и побочными эффектами, (3) улучшенную доставку, будь то внутривенная или подкожная, и (4) возможные усовершенствования IVIG и разработку вакцин. Слитые белки позволяют творчески подходить к разработке молекул с определенной специфичностью. Будущие направления в области слитых белков Fc также включают изучение полимерных или мономерных версий, эффектов различных классов Ig и избирательного связывания с различными Fc-рецепторами, роли гликозилирования или сиалилирования в функционировании слитых белков Fc, повышение оперативности разработки слитых белков Fc человека "от стенда до кровати" с помощью улучшенных мышиных моделей, а также изучение слияния Fc с антигенами в качестве вакцин. [9]

Использование "точной терапии" для лечения врожденных ошибок иммунитета требует дальнейшего изучения и сотрудничества в таких областях, как прогнозирование клинических проявлений, которые будут отвечать на терапию, и таких специфических аспектов, как доза и продолжительность необходимого лечения, а также того, может ли терапия предотвратить ожидаемые симптомы заболевания в течение определенного времени или вызвать устойчивую ремиссию конкретного IEI. [6, 13-15] Серьезной проблемой в изучении новых методов лечения врожденных ошибок иммунитета является редкость этих заболеваний, что затрудняет проведение контролируемых исследований и повышает необходимость глубокого понимания иммунологической этиологии, а также обоснованных гипотез о том, как модуляция иммунного ответа при этих заболеваниях повлияет на клиническое течение болезни. Агенты, используемые для лечения IEI, скорее всего, не будут применяться, если не будет принят новый подход к их одобрению в условиях редких заболеваний.

Заместительная терапия иммуноглобулинами является стандартом лечения дефицита уровня и функции антител и подробно рассмотрена [16-23]. Современные методы заместительной терапии гамма-глобулинами основаны на очищенном IgG, но в настоящее время развивается заместительная терапия иммуноглобулинами, обогащенными IgA и IgM [24]. IgA и IgM имеют мультимерную структуру, могут агглютинировать бактерии и участвуют в защите слизистой оболочки. Разрабатываемые препараты обобщены в таблице 3.



Table 3 IgA and IgM immune globulin products in development [24, 25]

IgA являются основным медиатором иммунитета слизистой и секретируются в дыхательных путях и желудочно-кишечном тракте. Функции IgA включают агглютинацию бактерий, нейтрализацию токсинов и ингибирование прилипания бактерий к эпителию. IgA существует в виде мономеров в сыворотке крови и димеров на поверхности слизистых оболочек в виде секреторных IgA [25]. Недавно был проведен обзор терапевтического потенциала IgA, который изучается в различных областях, включая его возможную роль в качестве противоинфекционного или противовоспалительного агента, в качестве заместительной терапии и противоопухолевой терапии [25]. Вакцины, доставленные на слизистые поверхности, вызывают защитный IgA-ответ. IgA также опосредует противовоспалительные реакции через связывание FcαR1 мономерного IgA или анти-FcR1 Fab-фрагментов, что имеет терапевтический потенциал при таких заболеваниях, как ревматоидный артрит. Пациенты с первичным дефицитом антител теоретически могут получить пользу от замены IgA, учитывая продолжающиеся sinopulmonary инфекции у некоторых пациентов, несмотря на замену IgG. IgA также может быть сконструирован таким образом, чтобы опосредовать ADCC нейтрофилами посредством активации FcαR1, что дает мощный противоопухолевый эффект [25]. Было изучено несколько продуктов, обогащенных IgA или IgM, которые обобщены в таблице 4. [24] Полученный из плазмы IgA может быть связан с рекомбинантным секреторным компонентом, что повышает его устойчивость к протеазной активности и напоминает IgA на поверхности слизистой оболочки. Их пероральные препараты предотвратили системное распространение S. typhimurium у мышей. Необходима дальнейшая работа, чтобы понять, может ли заместительная терапия иммуноглобулинами, обогащенными IgA, предотвратить инфекции у пациентов с IEI.



Table 4 Role of HSCT in various primary immune deficiencies (table [28]) adapted from

Оздоравливающий ответ Т-клеток важен для защиты от вирусных инфекций, и хорошо известно, что у пациентов с недостаточным Т-клеточным иммунитетом эти инфекции могут быть смертельными. Вирус-специфические Т-клетки (VST) были разработаны для использования против вирусных инфекций, включая CMV, EBV и аденовирусы, и используются в различных клинических испытаниях на пациентах, перенесших трансплантацию стволовых клеток. Эти клеточные продукты получают от доноров стволовых клеток или сторонних частично по HLA-соответствующих доноров в качестве "готовой" терапии. Недавние испытания показали успешность от 75 до 92% [26]. VST играют многообещающую роль в лечении пациентов с SCID и другими иммунодефицитами, требующими трансплантации. Первые VST были получены из стимулированных в культуре линий лимфобластоидных клеток, трансформированных EBV, полученных от донора. Позже были использованы библиотеки пептидов, представляющие множество вирусных антигенов, что позволило менее чем за 2 недели вызвать быструю экспансию VST, нацеленных на широкий спектр вирусных мишеней. Другие достижения, такие как использование технологий быстрого отбора с использованием мультимеров MHC или методов разделения с помощью иммуномагнитных бусин, позволили еще больше ускорить производство VST. По состоянию на 2018 год по меньшей мере в 16 публикациях, посвященных использованию VST при иммунодефиците, описано лечение пациентов с вирусными инфекциями и лежащими в их основе IEI, включая HIGM, различные формы SCID, CID, HLH, LAD, GATA2, CGD, дефицит CTPS1, WAS, дефект NK-клеток, SCAEBV и XLP. [26] У большинства пациентов наблюдались благоприятные исходы с получением контроля над инфекцией, хотя сообщалось о некоторых случаях смерти. [26] Разработка VST "третьей стороны" (а не донорских) в специализированных банках Т-клеток повышает доступность этой терапии благодаря меньшему времени, необходимому для производства, и требованию только частичного HLA-соответствия. VST использовались для борьбы с вирусными инфекциями в период до и после трансплантации. В исследованиях I фазы VST оказались безопасными, хорошо переносимыми и редко вызывали болезнь трансплантата против хозяина (GVHD) или синдром высвобождения цитокинов [26]. Синдром высвобождения цитокинов встречается редко, но наблюдался у пациентов с высокой вирусной нагрузкой. Аллореактивность снижается в препарате VST за счет использования преимущественно Т-эффекторных клеток. По данным исследований I фазы, GVHD, если и возникает после введения VST, то в низкой степени [26]. Вопросы и проблемы будущего использования VST включают необходимость проведения рандомизированных контролируемых исследований, оценивающих вирусную специфичность/эффективность и безопасность, улучшение доступности, добавление вирусных мишеней, совершенствование производства, стратегии поддержания антиген-специфических ответов и стоимость.

За последнее десятилетие скрининг новорожденных на SCID и другие дефициты Т-клеток открыл новую эру раннего выявления и лечения с помощью спасительной и лечебной трансплантации до начала тяжелых инфекций [4]. Успех трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (HSCT) при SCID в значительной степени зависит от возраста на момент постановки диагноза и инфекционного статуса пациента. В настоящее время HSCT рассматривается как лечебное вмешательство при первичных иммунных дефектах помимо SCID Таблица 4 [4, 5, 27, 28]. Улучшение результатов трансплантации может быть связано с достижениями в области HLA-типирования высокого разрешения, отбора доноров, выбора источника стволовых клеток, а также с усовершенствованием методов кондиционирования с пониженной интенсивностью для трансплантации и клеточной инженерии [28]. Некоторые первичные иммунорегуляторные нарушения (PIRD) также все чаще лечатся с помощью HSCT, особенно когда иммуносупрессивная терапия неадекватна. [27] Следует отметить, что исследования PIDTC, включающие 33 центра трансплантологии и изучавшее HCT в период с 1982 по 2017 год, показали, что большинство пациентов, у которых на тот момент была неизвестна генетическая причина PIRD, имели проявления CVID [27]. Аутоиммунные проявления и иммунодефицит были основными показаниями для проведения HCT. В этом исследовании также было установлено, что выживаемость пациентов, которым была проведена трансплантация по поводу PIRD, была аналогична другому опубликованному отчету по трансплантации при аутоиммунных и воспалительных заболеваниях из европейских центров - 70% в 5 лет. [27, 29].

Подход к HSCT должен быть индивидуализирован в зависимости от основного заболевания, сопутствующих заболеваний, доступности донора и состояния здоровья пациента. Опыт трансплантации при некоторых заболеваниях IEI насчитывает несколько десятилетий, и лучшие подходы к ним совершенствуются, в то время как при других, включая PIRD, опыт менее обширен, и подход к трансплантации находится в стадии разработки. Недавно был проведен подробный обзор доказательств, основанных на количестве опубликованных пациентов, относительно различных подходов к трансплантации гемопоэтических стволовых клеток при отдельных первичных иммунодефицитах [28]. Лучшее понимание патофизиологии основных заболеваний и иммунных компонентов, на которые они влияют, повлияло на подход к трансплантации и улучшило выживаемость с течением времени. Например, анализ имеющихся данных подтверждает, что кондиционирование не требуется для восстановления Т-клеток при Х-сцепленном SCID, но функциональное восстановление В- и NK-клеток обычно не достигается без кондиционирования при Х-сцепленном SCID и дефиците JAK3, тогда как при дефиците IL-7R кондиционирование не проводится или проводится в малых дозах. При дефиците RAG использование кондиционирования пониженной интенсивности связано с лучшим иммунным восстановлением, а при дефиците ADA заместительная ферментная терапия может использоваться как мост к трансплантации или генотерапии, и выживаемость после трансплантации без кондиционирования лучше, чем после миелоаблативного или пониженной интенсивности кондиционирования . Миелоаблативные режимы кондиционирования необходимы для приживления миелоидных клеток при ретикулярной дисгенезии. [28] Из-за вариаций в основных дефектах, а также индивидуальных различий пациентов даже с одним и тем же заболеванием, трудно придерживаться универсального протокола для трансплантации при IEI. Более ранняя диагностика и трансплантация в целом приводят к лучшей выживаемости. Будущие задачи и направления развития HCT многочисленны и включают анализ долгосрочного наблюдения для дальнейшего информирования о будущих инновациях в HCT, улучшение идентификации пациентов, которым выгодна HCT, как лучше лечить осложнения, связанные с трансплантацией, улучшение профилактики GVHD, например, с использованием потенциальных новых стратегий, таких как ингибиторы в виде малых молекул, использование VSTs, как упоминалось выше, и разработка клинических алгоритмов лечения основного заболевания с помощью иммунной модуляции, HCT или генотерапии, если это возможно, и как эти вмешательства могут быть использованы вместе.

Генотерапия описывает использование сконструированных вирусных векторов для доставки желаемого откорректированного гена в аутологичные HSC, которые затем пересаживаются пациенту. Первичными иммунодефицитными заболеваниями, наиболее изученными для генотерапии, являются Х-сцепленный SCID, ADA-SCID, Х-сцепленный CGD и WAS. [30-40] За последние 25 лет работы в области генотерапии первичных иммунодефицитов достигли значительного прогресса, а также расширили возможности лечения других заболеваний. Ранняя генотерапия с использованием гамма-ретровирусных векторов была связана с инсерционным мутагенезом вблизи прото-онкогенов, что приводило к развитию злокачественных опухолей у некоторых пациентов. Использование самоинактивирующихся лентивирусных векторов оказалось в целом более безопасным и эффективным. Последние достижения в генотерапии включают повышение безопасности векторов, протоколы для производства высококачественного вируса, автоматизированную очистку клеток CD34 и др. [37] Многочисленные клинические испытания показали перспективность генотерапии как жизнеспособного и, возможно, более эффективного и последовательного метода лечения первичных иммунодефицитов. Лентивирусные векторы могут вмещать большие гены (до 8 кб) и эффективно трансдуцировать гемопоэтические стволовые клетки и клетки предшественники. [40] Интеграционные профили лентивирусных векторов более безопасны, чем ретро-вирусные векторы, и по истечении 12 лет с начала первого клинического испытания лентивирусных векторов не было зарегистрировано никаких серьезных нежелательных явлений. [40].

Первый успешный ретровирусный перенос генов в мышиные гемопоэтические стволовые клетки произошел в 1983 году, и с тех пор эта область достигла значительного прогресса, включая генную терапию HSC при X-SCID и ADA-SCID, но также столкнулась с неудачами и проблемами Таблица 5. [31, 32, 41] За последующие 37 лет концепция генотерапии эволюционировала от работы с ретро-вирусной или лентивирусной доставкой генов к реальному редактированию генов для исправления генов, вызывающих заболевания, с использованием методов, включая нуклеазы с цинковыми пальчиками (ZFN), транскрипционные активаторы типа эффекторных нуклеаз (TALEN) или кластерные регулярно перемежающиеся короткие палиндромные повторы и CRISPR-ассоциированный белок 9 (CRISPR/Cas9). Редактирование генов устраняет необходимость интеграции и экспрессии вирусных векторов и вместо этого основано на создании специфического для данного участка двухцепочечного разрыва ДНК с помощью нуклеаз, которые затем запускают эндогенные механизмы репарации ДНК для постоянного и специфического редактирования генома с помощью механизмов негомологичного соединения концов (NHEJ) и гомологично направленной репарации (HDR) [37]. Сочетание редактирования генов с аутологичной трансплантацией HSC потенциально может стать идеальным терапевтическим вариантом для лечения первичных иммунодефицитов и в будущем явится важным событием в этой области. [37].



Table 5 History of viral vector technology for human gene therapy (adapted from [35, 37])

Варианты лечения дефицита ADA включают заместительную ферментную терапию (ERT ), HSCT или генотерапию. Первой линией лечебной терапии при считается HSCT. Использование ERT с PEG-ADA может стабилизировать состояние пациентов в краткосрочной перспективе, но в долгосрочной перспективе это очень дорого и может снижать эффективность из-за снижения выработки тимической ткани с течением времени. В ранних испытаниях генотерапии с использованием ретровирусного вектора постоянная замена PEG могла нарушить селективное преимущество роста клеток с генной коррекцией. В более поздних испытаниях замена ферментов после генной коррекции была прекращена, а для улучшения приживления использовалось немиелоаблативное кондиционирование. Strimvelis, первый в мире препарат генной терапии ex vivo, получивший одобрение регулирующих органов, был одобрен в Европе в 2016 году на основании данных 18 пациентов с ADA-SCID, которые проходили лечение с 2000 по 2011 год с медианой наблюдения 7 лет, показавших 100% выживаемость и доказавших долгосрочную генную коррекцию в Т-клетках и поддержание иммунного восстановления [35, 37-42]. До недавнего времени не было сообщений об инсерционном онкогенезе или лейкемической пролиферации, наблюдавшихся у более чем 40 пациентов с ADA, получавших генотерапию гамма-ретровирусными векторами, однако недавно стало известно, что у пациента, получавшего Стримвелис для лечения ADA-SCID, была диагностирована Т-клеточная лейкемия, причина которой находится в стадии расследования. [35] В последних испытаниях, которые проводятся в Великобритании и США, используется более безопасный самоинактивирующийся лентивирусный вектор с оптимизированной по кодонам кДНК аденозиндезаминазы под контролем промотора фактора элонгации (фактор элонгации 1α) с продолжением ERT в течение одного месяца после генотерапии. В течение 3 лет наблюдения 30 пациентов, прошедших лечение, показали отличную эффективность и отсутствие сопутствующей генотоксичности. [37].

Другие достижения и уроки генотерапии ADA заключаются в том, что использование низкой дозы бусульфана перед инфузией генно-модифицированных стволовых и прогениторных клеток необходимо для приживления, что использование ERT в течение 1 месяца после генной терапии не ослабляет селективное преимущество клеток, экспрессирующих ADA, и может улучшить исход, и это улучшение качества жизни пациентов с ADA-SCID требует решения, поскольку наличие неврологических, слуховых и поведенческих проблем может сохраняться после терапии (либо из-за недостаточного восстановления экспрессии ADA, либо уже произошедших повреждений ЦНС) [40].

Первая генотерапия X-SCID была проведена в Париже между 1999 и 2002 годами у 10 младенцев с использованием гамма-ретровируса на основе вируса мышиной лейкемии, экспрессирующего общую гамма-цепь под управлением вирусного промотора LTR и без предварительного кондиционирования. В аналогичном исследовании в Лондоне на 10 пациентах использовался псевдо-типированный гамма-ретровирусный вектор на основе вируса лейкемии обезьяны гиббона, также без предварительного кондиционирования. У семнадцати из двадцати пациентов произошло восстановление функционального Т-клеточного компартмента с поликлональными и функционирующими Т-клетками и лишь частичное восстановление гуморального иммунитета. Однако у 5 пациентов в течение нескольких лет развилась острая Т-клеточная лимфобластная лейкемия вследствие инсерционного мутагенеза, и один из этих пациентов умер. [37] В более поздних параллельных испытаниях в Европе и США с использованием самоинактивирующегося гамма-ретровирусного вектора без кондиционирования у 9 пациентов 7 из 8 выживших пациентов (один умер от инфекции до восстановления иммунитета) показали восстановление функциональных Т-клеток без восстановления гуморальной иммунной функции и улучшили безопасность, о чем свидетельствует меньшая кластеризация интеграций вблизи лимфоидных прото-онкогенов. Самый последний лентивирусный вектор, находящийся на испытаниях, - это самоинактивирующийся лентивирусный вектор с оптимизированной по кодонам кДНК общей гамма-цепи, фланкированный изоляторами и управляемый промотором EF1, используемый с немиелоаблативным кондиционированием бусульфаном. До настоящего времени у пациентов, прошедших лечение, наблюдалась селективная экспансия генно-маркированных Т, В и NK клеток, восстановление гуморальных реакций на иммунизацию и отсутствие побочных явлений, связанных с вектором". [37].

Доступные методы лечения хронической гранулематозной болезни включают пожизненные профилактические антибиотики, интерферон гамма и, когда это возможно, раннюю миелоаблативную аллогенную HSCT. Хроническая гранулематозная болезнь поддается генотерапии из-за небольшого количества продукции супероксида, необходимого для того, чтобы привести к клиническому улучшению. Однако генотерапия при хронической гранулематозной болезни имеет еще нерешенные проблемы. Ранние испытания генотерапии показали, что кондиционирование важно для генотерапии X-CGD и что необходим более безопасный дизайн вектора, из-за лейкемических событий, наблюдавшихся у трех пациентов. Новая самоинактивирующаяся лентивирусная генотерапия, экспрессирующая gp91phox под контролем миелоид-специфического химерного промотора, показала преимущественную активность во время терминальной миелоидной дифференцировки, что привело к повышенной экспрессии gp91phox в дифференцированных миелоидных клетках, но не в других мишенях. В настоящее время проводятся испытания с использованием этого вектора, и пока они показывают стабильное сохранение оксидаз-положительных нейтрофилов. [37] Для синдрома Вискотта-Олдрича (WAS) ранние исследования генотерапии показали, что использование гамма-ретровирусного вектора для лечения WAS сопряжено с высоким риском инсерционного онкогенеза. Совсем недавно испытания с использованием лентивирусного вектора, кодирующего WAS, проведенные в Милане, Париже, Лондоне и Бостоне, показали восстановление Т- и В-отдела при лишь частичной коррекции тромбоцитарного отдела. Необходимо более длительное наблюдение, а пока у большинства пациентов наблюдалось клиническое улучшение, а один умер от инфекционных осложнений [37, 40].

Будущие направления в генотерапии первичных иммунодефицитов включают (1) оптимизацию дизайна более безопасных векторов для ограничения неблагоприятных событий, связанных с инсерционным мутагенезом, (2) улучшение процессов трансдукции для увеличения выхода (например, повышение эффективности при трансдукции покоящихся стволовых клеток), (3) разработка кульуральных добавок для усиления трансдукции, чтобы поддерживать потенциал приживления стволовых клеток , (4) определение характеристик трансдуцированных клеток, (5) обогащение стволовых клеток, (6) коммерциализация и биопроизводство для повышения доступности, (7) разработка криоконсервированных клеточных продуктов GMP для более широкого распространения, и (8) новые подходы, такие как генотерапия in vivo [37, 40].

Редактирование генов обладает потенциалом лечения первичных иммунодефицитов путем введения правильного гена в его естественном контексте. [39] Редактирование генов может быть более безопасной альтернативой для лечения некоторых первичных иммунодефицитов, поскольку при этом удается избежать аберрантной экспрессии генов вирусными векторами. Подходы к редактированию генов создают разрыв двойной нити ДНК, обеспечивая субстрат для эндогенных путей репарации ДНК, чтобы либо вызвать нокаут гена, либо вставить терапевтическую ДНК путем предоставления подходящей матрицы, содержащей последовательность, гомологичную разрезанным концам, тем самым сохраняя родные регуляторные мотивы вокруг гена. [35] Нуклеазы ZFN, TALEN, CRISPR/Cas9 - это доступные в настоящее время платформы для редактирования генов (Таблица 6). В первом испытании нуклеазы цинковых пальцев (ZFN) на людях ZFN использовалась для нокаута CCR5 в Т-клетках пациентов с ВИЧ, продемонстрировав, что редактирование генов может быть безопасным в Т-клетках. [35] TALEN и CRISPR используются для иммунотерапии, таких как CAR Т-клетки. X-SCID HSC были скорректированы с помощью ZFN и неинтегрирующих лентивирусных векторов в мышиной модели, а CRISPR/Cas9 с адено-ассоциированным вирусом типа 6 (AAV6) с донорской матрицей демонстрируют перспективность с уровнями до 50% коррекции генов в гемопоэтических стволовых клетках (HSC) [35]. Будущие направления оптимизации эффективности редактирования генов в HSC включают улучшение экспансии HSC ex vivo с сохранением их исходого фенотипа, оптимизацию экспансии клеток HSC ex vivo, улучшение методов трансфекции, включая использование мРНК, кодирующих нуклеазы, чтобы избежать токсичности плазмид, улучшение платформ донорских матриц, таких как CRISPR/Cas9 плюс донорский шаблон AAV6, и оценку внецелевых эффектов, достижение устойчивых уровней исправленных клеток во времени, а также проведение доклинических исследований безопасности и индукции ими опухолей. [37].



Table 6 Platforms for gene editing (table [37]) adapted from

Лечение врожденных ошибок иммунитета обсуждается в виде спектра от состояний, требующих исключительно медикаментозной терапии, до состояний, требующих исключительно терапии гемопоэтическими клетками, и состояний между ними [43]. Эти состояния могут изменяться в зависимости от будущих достижений в лечении и обобщены в их текущих категориях в таблице 7 [43]. Следует рассмотреть альтернативные методы лечения по сравнению с HCT, если они доступны и позволяют обеспечить хорошее качество жизни. HCT не следует рассматривать при таких состояниях, как чистый дефицит антител, включая XLA, или при таких нарушениях, как тимическая дисфункция или дефицит комплемента, при которых основной дефект не поддается коррекции с помощью HCT. Пациенты с заболеваниями, для которых доступны другие эффективные, хорошо переносимые методы лечения, также не должны рассматриваться как необходимость HCT - например, пациенты с некоторыми аутовоспалительными синдромами, которые можно лечить с помощью антител, блокирующих IL-1, или антагониста rIL-1R. У пациентов с CVID плюс осложнения, такие как иммунная дисрегуляция, рефрактерные цитопении, аутоиммунный гепатит и колит, HCT может быть пригодна [43].



Table 7 Spectrum of inborn errors of immunity treated with medical therapy or hematopoietic cell therapies ([43] adapted from)

При оценке риска методов лечения, как медикаментозных, так и основанных на трансплантации, необходимо рассмотреть множество вопросов, в частности, (1) поддается ли состояние болезни консервативному лечению или для выживания требуется трансплантация, (2) лучше ли генотип и фенотип основного заболевания реагирует на трансплантацию или медикаментозную терапию, и является ли злокачественная опухоль риском, если дефект гена лечится или окончательно исправляется, (3) для заболеваний, требующих трансплантации, имеется ли донор, (4) каковы риски для пациента в отношении кондиционирующей терапии, (5) какие сопутствующие заболевания имеются, которые могут увеличить риск трансплантации, (6) имеет ли трансплантационный центр опыт работы с конкретной врожденной ошибкой иммунитета, и (7) были ли рассмотрены экономические последствия трансплантации и есть ли доступ к лечению по месту жительства пациента? [43]. Часто клинический иммунолог должен взвесить пользу вариантов лечения для пациентов на основе опубликованных доказательств эффективности и рисков конкретной терапии, используемой при других заболеваниях, против рисков, связанных с отсутствием лечения. Клинические иммунологи полагаются на сети и общества для обмена клиническим опытом и на коллег для публикации серий случаев и отчетов о случаях, которые могут стать ценными для других, поскольку общие черты проявления наблюдаются у групп пациентов с похожими генетическими результатами. Обсуждение с пациентами и семьями вопросов, связанных с запрещенной медицинской терапией, имеет решающее значение для совместного принятия решений при ведении пациентов с врожденными ошибками иммунитета". [43].

Прогресс в области клинической иммунологии требует сотрудничества между клиницистами, генетиками и лабораторными иммунологами. Многочисленные достижения в области таргетной терапии и возросшая простота генетического тестирования открыли эру клинической иммунологии, в которой существует повышенный спрос на точную генетическую диагностику для дальнейшего совершенствования лечения, консультирования и понимания прогноза для наших пациентов [5]. В то же время появились новые проблемы в области диагностики, терапии и биоэтики, которые недавно были рассмотрены [3, 44, 45]. Некоторые из этих проблем связаны с диагностикой - например, невозможность выявить мультигенные нарушения, мозаичные, соматические и эпигенетические варианты, вызывающие заболевания. Для поддержания геномных библиотек в актуальном состоянии, повышения точности диагностики и разграничения вариантов, вызывающих заболевания, от вариантов с неопределенным значением необходимы достижения в области биоинформатики [44, 45]. Для определения наблюдаемых генетических изменений как вариантов, вызывающих заболевание, также необходимо специализированное тестирование in vitro, выходящее за рамки обычных коммерческих тестов, но оно доступно в основном только в академических исследовательских институтах. Диагностика и уход за пациентами с врожденными ошибками иммунитета требуют понимания патогенеза заболевания наряду с персонализированными подходами, которые не подкреплены крупными исследованиями или доказательной медициной. Существуют также этические проблемы, например, в отношении скрининга новорожденных на SCID, который может выявить другие заболевания без явной пользы от раннего выявления. [3, 44] Клинический подход к врожденным ошибкам иммунитета может оптимально включать три компонента: клиническую оценку, иммунологический фенотип и генетическую оценку [3]. Будущее клинической иммунологии будет по-прежнему зависеть от улучшения характеристики иммунных дефектов с помощью генетического тестирования в сочетании с научными наблюдениями и отчетами о случаях и сотрудничеством между клиницистами и исследователями в этой области.