Трансплантация фекальной микробиоты повышает эффективность иммунотерапии меланомы

Трансплантации фекальной микробиоты (ТФМ) рассматривается как потенциальный подход к устранению резистентности к ингибиторам иммунных контрольных точек у пациентов с меланомой. Однако эффективность ТФМ при начальном лечении меланомы еще не оценивалась. Этот вопрос изучался в нескольких медицинских центрах Канады в фазе 1 клинического исследования. Двадцати пациентам с прогрессирующей меланомой проводили ТФМ в комбинации с ингибиторами PD-1 (ниволумаб или пембролизумаб). Главной задачей исследования была оценка безопасности такого подхода.

Все участники были включены в исследование в период с июня 2019 года по сентябрь 2021 года, имели неоперабельную или метастатическую меланому и не получали ранее лечение анти-PD-1 препаратами. Средний возраст пациентов составил 75,5 лет, 60% — мужчины. Большинство пациентов имели четвертую стадию заболевания. На момент окончания сбора данных в декабре 2022 года медианное время наблюдения достигло 20,7 месяца, и шесть пациентов все еще получали терапию анти-PD-1.

У восьми пациентов (40%) наблюдались нежелательные явления классов 1-2, связанные с ТФМ, такие как диарея, метеоризм и неприятные ощущения в животе, однако до введения первой дозы анти-PD-1 терапии не было обнаружено ни одного побочного эффекта класса 3 или выше. У 17 (85%) пациентов отмечены иммуноопосредованные побочные явления разной степени тяжести, причем у большинства (70%) — в первые три месяца после начала лечения анти-PD-1 препаратами. У пяти (25%) пациентов были зарегистрированы иммуноопосредованные явления третьей степени: артрит, утомляемость, пневмония и нефрит. У всех этих пациентов лечение было прекращено.

Кроме того, была изучена клиническая эффективность комбинации ТФМ и иммунотерапии, а именно показатели ответа на терапию и выживаемости. Значение объективного ответа, то есть доля всех участников, у которых ответ удалось зарегистрировать (ORR), составило 65%, из них 20% достигли полного ответа (CR) и 45% — частичного (PR). Показатель клинической пользы (суммарная доля пациентов с полным ответом, частичным ответом и стабилизацией течения на протяжении 6 месяцев), составил 75%. Медиана выживаемости без прогрессирования не была достигнута за время наблюдения, в живых осталось 16 пациентов из 20.

Также изучались изменения в составе микробиома кишечника после ТФМ. Образцы кала собирали у пациентов до трансплантации (S1), через неделю после трансплантации и до начала терапии анти-PD-1 (S2), через месяц и через три месяца после начала терапии анти-PD-1 (S3, S4). Таксономическое разнообразие анализировали с помощью секвенирования генов 16S рРНК. Микробиомы здоровых доноров оказались более разнообразными, чем у пациентов с меланомой во всех временных точках. Однако уже через неделю после ТФМ состав микробиомы пациентов стал более сходным с донорским. У пациентов, не ответивших на лечение, наблюдался регресс к исходному составу микробиома через месяц и три месяца, в то время как у ответивших сходство с донором постоянно увеличивалось.

Что касается изменений в видовом составе микробиоты, пациенты, ответившие на терапию, имели большие количества штаммов Ruminococcaceae SGB15234 и SGB14909, Alistipes communis и Blautia SGB4831, в то время как у не ответивших наблюдалось избыточное количество Enterocloster asparagiformis и Catabacter hongkongensis. Продолжительное наблюдение показало, что у пациентов, ответивших на терапию, лучше приживаются виды, ранее уже связанные с лучшим ответом — Faecalibacterium, Ruminococcaceae и Lachnospiraceae. Данные метагеномики продемонстрировали, что у них активируются пути биосинтеза полиаминов и снижается активность путей деградации глицерина.

В качестве показателя эффективности исследователи проанализировали изменения иммунного ландшафта меланомы. В ответивших на терапию опухолях, как правило, была выше инфильтрация иммунными клетками, особенно Т-клетками, однако общая разница не оказалась статистически значимой. У не ответивших на терапию были повышены отдельные субпопуляции моноцитов с низкой экспрессией HLA-DR, которые также экспрессировали CCR9 (CD199) — хемокиновый рецептор, участвующий в мобилизации клеток в кишечник. У пациентов, ответивших на терапию, была увеличена другая субпопуляция моноцитов (HLA-DR+/CD33+/CD199-). Сывороточный уровень растворимого ST2, маркера проницаемости кишечника, значительно снизился у пациентов R по сравнению с пациентами NR, что говорит о более высокой целостности эпителия.

Для подтверждения терапевтического потенциала ТФМ авторы провели несколько экспериментов на мышиных моделях. Мыши, чья собственная микрофлора была уничтожена антибиотиками, получали образцы кала здоровых доноров и пациентов, ответивших и не ответивших на лечение, а затем им прививали саркому и оценивали эффективность PD-1. Антибиотики снизили эффективность, реколонизация образцами здоровых доноров ее восстановила. Образцы кала от пациентов, ответивших на лечение, взятые во временной точке S3, действовали сходным образом (в отличие от образцов от пациентов, не ответивших на лечение). Аналогичные результаты были получены на модели опухоли меланомы. Характеристика микроокружения опухоли показала, что у мышей после ТФМ от пациентов, ответивших на лечение, во временной точке S3, повысился уровень CD8+ Т-клеток памяти и TIM3+CD8+ Т-клеток. У таких мышей также увеличилось разнообразие микробиоты. Повторная ТФМ позволила мышам преодолеть резистентность к анти-PD-1.

Таким образом, трансплантация фекальной микробиоты от здоровых доноров в комбинации с ингибиторами иммунных контрольных точек безопасна и эффективна в качестве первой линии терапии и заслуживает дальнейшего изучения. Как отмечается в комментарии Nature Medicine, важно, что донорами могут быть здоровые люди (а не только пациенты, продемонстрировавшие полный или частичный ответ на терапию), что значительно расширяет пул потенциальных доноров. Для прогресса в этом направлении необходимо развивать технологии изучения таксономии и функционального состояния кишечной микробиоты, не только прямые, но и косвенные, такие как измерение метаболитов крови и летучих органических соединений в выдыхаемом воздухе. Большое значение имеют все факторы, влияющие на микробиом кишечника пациента, в том числе диета, принимаемые лекарства, режим сна.

Трансплантация фекальной микробиоты облегчает побочные эффекты иммунотерапии