Cancerbehandling: Vaccination med dendritiske celler

Transkript

1 Cancerbehandling: Vaccination med dendritiske celler P4-projekt udarbejdet af gruppe 407, 4. semester 2009 Medicin med Industriel Specialisering Aalborg Universitet, Danmark

2

3 Det Ingeniør-, Natur- og Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Medicin med Industriel Specialisering Frederik Bajers Vej 7, 9220 Aalborg Ø Synopsis Titel: Cancerbehandling: Vaccination med dendritiske celler Tema: Cancer Projektperiode: P4 (2. februar-28. maj 2009) Projektgruppe: 407 Deltagere: Ann K. Stausholm-Møller Lise Boel-Christensen Maja Høegh Christensen Maria Klit Muldbak Roer Maria Kristensen Vejleder: Ralf Agger, lektor, Ph.D., Laboratorium for Immunologi, Aalborg Universitet. Oplagstal: 7 Sideantal: 51 Bilagsantal og -art: Appendix A og B samt CD-rom med kilder fra referencelisten. Afsluttet: 28. maj 2009 Omkring danskere havde i år 2004 diagnosen cancer, og hvert år stiger incidens en. De behandlingsmetoder, der i dag benyttes, har mange bivirkninger og er ofte ikke tilstrækkelige, når canceren opdages i et sent stadie eller er for aggressiv. Der forskes derfor i nye cancerbehandlinger. Immunterapi er et af de lovende områder, der undersøges, og især kliniske forsøg med vacciner indeholdende antigenpræsenterende dendritiske celler har givet positive resultater i kampen mod cancerceller. I denne rapport analyseres resultaterne fra 21 undersøgelser, udgivet i perioden år , omhandlende vacciner med dendritiske celler som cancerbehandling. Hensigten med rapporten er at klarlægge fordelene ved vaccinerne samt beskrive, hvor langt forskningen til dags dato er nået på området. Der fokuseres på teorien bag og fremstillingen af vacciner med dendritiske celler, og dette sammenholdes med nuværende resultater hos cancerpatienter. Det vil blive diskuteret, hvilke tiltag der skal foretages for at gøre behandlingen mere effektiv. Ud fra undersøgelsernes resultater kan det konkluderes, at vaccinerne i nogle tilfælde har givet et immunrespons. På trods af dette er resultaterne forbundet med store usikkerheder og de kliniske resultater og overlevelsesstatistikker er ikke overbevisende. Det skal i fremtiden fastlægges, hvorvidt vaccinerne virker på patienter på et tidligt sygdomsstadie samt hvilke recall-antigener, der kan give et bedre respons. Ydermere gives bud på forbedringer i kommende vacciner med dendritiske celler. Vacciner med dendritiske celler er en potentiel cancerbehandling, men på nuværende tidspunkt er der lang vej igen, før disse vacciner vil blive en primær, permanent del af det danske cancerbehandlingsforløb. Rapportens indhold er frit tilgængeligt, men offentliggørelse (med kildeangivelse) må kun ske efter aftale med forfatterne.

4

5 Forord Denne rapport er udarbejdet af gruppe 407, studerende fra Medicin med Industriel Specialisering ved det Ingeniør-, Natur- og Sundhedsvidenskabelige fakultet, Aalborg Universitet. Projektet er skrevet i P4- perioden fra 2. februar til 28. maj Det overordnede tema for dette projekt er cancer, og gruppen har valgt at fokusere på vaccination med dendritiske celler som cancerbehandling. Målgruppen for rapporten er studerende på uddannelsen Medicin med Industriel Specialisering, studerende på andre relaterede uddannelser og andre interesserede. Rapporten er udarbejdet under vejledning af Ralf Agger, lektor, Ph.D., Laboratorium for Immunologi, Aalborg Universitet. Gruppen takker for godt samarbejde. Projektgruppe 407 Aalborg Universitet, maj 2009 Læsevejledning Rapporten indledes med en teoretisk del, hvor der redegøres for de vigtigste celler i immunsystemet i forbindelse med cancerbekæmpelse. Dernæst fremhæves en af de mest almindelige måder, hvorpå en vaccine med dendritiske celler fremstilles. Herefter fremstilles resultaterne fra en række undersøgelser omhandlende vaccinebehandling med dendritiske celler ved forskellige cancertyper. Undersøgelserne er udgivet i perioden år 2006 til år I diskussionen vil undersøgelserne blive holdt op mod hinanden, resultater sammenlignes og diskuteres, for til slut at kunne konkludere på effektiviteten af nuværende cancervaccine. Fremtidens muligheder indenfor denne behandlingsform fremlægges til slut i en perspektivering. Referencelisten, som findes bagest i rapporten er udarbejdet fra Vancouver-modellen. 1 Mange termer og begreber, som benyttes i rapporten, bliver alle forklaret første gang, de nævnes i teksten og er efterfølgende angivet som en forkortelse. Bagest i rapporten, efter referencelisten, findes en ordforklaring (Appendix A), hvor disse forkortelser samt begreber udskrives og eventuelt forklares. Umiddelbart efter Appendix A, vil Appendix B fremgå. Appendix B indeholder en kort sammenfatning af undersøgelsernes resultater på tabel-form. Figurer og tabeller nummereres efter det afsnit, de findes i. Første figur i afsnit 3 hedder derfor Figur 3.1., næste Figur 3.2. osv.

6 Indholdsfortegnelse 1. Indledning... 6 T-celler... 8 B-celler... 9 Natural Killer celler... 9 Dendritiske celler Cancer Mutationer, tumor-suppressor gener og onkogener Cancercellers invasive karakteristika Cancer-immunologi Immunovervågningsteorien MHC og tumorantigener Immunsupprimerende celler Tolerogene dendritiske celler Regulatoriske T-celler Myeloidt deriverede suppressor celler Inflammation og immunologisk sans for fare Immunsuppressive faktorer Vaccination med dendritiske celler Fremstilling af vacciner med dendritiske celler Modning Ladning af antigen Fra vaccine til in vivo Licensering Resultat-sammenfatning: Undersøgelser med dendritiske celler i cancervaccine Tumorevaluering Delayed type hypersensitivity og interferon-γ Resultater Melanom Myelom og leukæmi Prostatacancer Renalcellekarcinom Colorectal cancer Adenokarcinom Hepatocellulært karcinom Ikke-småcellet pulmonal cancer Undersøgelse af forskellige cancertyper Diskussion Konklusion... 33

7 10. Perspektivering Referencer Appendix A. Ordforklaringer og forkortelser Appendix B... 44

8 1. Indledning Danskerne bliver ældre og ældre. Dette skyldes både bedre levestandard og udviklingen indenfor den medicinske verden. Dog ses stadig nye tilfælde af cancer hvert år. Fra 2002 til 2006 var der nye cancertilfælde pr. år, og ved udgangen af 2004 var antallet af danskere med diagnosen cancer ca En årsag til den stigende incidens af cancertilfælde er danskerens tilvalgte livsstil såsom rygning, solbadning og overvægt. Hovedårsagen er imidlertid til dags dato ukendt. Det vides dog, at cancer oftest rammer befolkningen over 65 år, og der formodes derfor at være en sammenhæng mellem høj alder og øget risiko for cellemutation. 2 På nuværende tidspunkt tilbydes forskellige behandlingsmetoder til cancerpatienter, alle med mange bivirkninger og begrænsninger. De fleste patienter følger en forudbestemt behandlings-procedure kaldet et pakkeforløb, der ender i opfølgende kontrol. Under pakkeforløbet vil patienten undergå op til flere behandlinger, der typisk er kirurgiske, medicinske og strålebehandlinger. Hovedsageligt benyttes bahandlingsmetoderne for at fjerne cancer, men formålet med disse kan være forskelligt fra patient til patient grundet forskellige sygdomsstadier og cancerformer. 3, 4 Tabel 1.1. giver et overblik over de forskellige behandlingsstrategier. Behandling Kurativ Adjuverende Formål Gives med henblik på at fjerne al cancersygdom. Anvendte metoder er kirurgi, strålebehandling og kemoterapi. Gives generelt som medicinsk behandling (hormon- eller kemoterapi). Forebyggende (profylaktisk) behandling til patienter, der har været behandlet radikalt, men som har en stor risiko for at udvikle metastase. Understøttende Gives, så patienten lettere kan gennemgå den kurative behandling. For eksempel forbedring af ernæringstilstanden, indtag af kvalmemidler, reduktion af infektioner og stimulation af sundt væv med vækstfaktorer. Recidiv Gives til tidligere kurativt behandlede patienter med tilbagefald. Er oftest medicinsk med hensigten at mindske knude og metastaser. Gør det muligt at stabilisere sygdommen i lang tid, og at symptomerne aftager og almentilstanden bedres. Palliativ Gives til patienten, der ikke kan kureres, for at forhindre smerte og sikre bevægelighed, give psykosocial støtte til såvel patient som pårørende, så livsforløbet gøres så acceptabelt som muligt. Tabel 1.1. Oversigt over de forskellige behandlingsstrategier, der på nuværende tidspunkt tilbydes cancerpatienter. 3 De nuværende behandlingsmetoder har ikke vist sig så effektive, at overlevelsesprocenten er faldet markant. Fra år 2002 til år 2006 var antallet af cancerdødsfald pr. år. 2 Overlevelsesprocenten og antallet af nye cancertilfælde hvert år begrunder behovet for nye og mere effektive behandlingsmetoder 6

9 indenfor cancerbehandling. En af løsningerne på dette problem er muligvis behandling med immunterapi i form af cytokiner, specifikke T-celler eller antigen-præsenterende dendritiske celler (DC). Immunterapi, hvor cytokiner, eksempelvis interleukin-2 (IL-2), injiceres i patienterne, har vist sig at give gode resultater mht. bekæmpelse af cancer, men tilfører samtidig meget alvorlige, influenza-lignende symptomer. Disse symptomer kan bevirke, at patienter, der i forvejen er i en kritisk tilstand, ikke kan gennemføre behandlingen. 5 Immunterapi af melanom med T-celler har vist sig at være svær at udvikle til en effektiv vaccine, da miljøet ex vivo, hvor T-cellerne aktiveres, viser sig at være meget forskelligt fra miljøet in vivo. Flere resultater viser, at de kunstigt aktiverede T-celler ikke er så effektive som T-celler aktiveret i kroppen, og derfor er yderligere forskning på området nødvendig, hvis denne immunterapi skal blive aktuel som en behandling af cancer. 6 Vacciner med DC ser imidlertid lovende ud, hvorfor denne rapport vil omhandle dette emne. DC er i stand til at præsentere antigener for blandt andre T-celler og derved igangsætte en kaskade af immunresponser mod en fremmed substans, eksempelvis virus eller fremmed celle. 5 Dette åbner muligheder for, at DC kan præsentere tumorantigener, som i teorien er fremmede for kroppen og derved bekæmpe cancer. Denne rapport vil omhandle problemstillinger og status for udviklingen af DC-vacciner, immunresponser, kliniske responser, bivirkninger samt fremtidsudsigterne for brugen af denne immunterapi. 7

10 2. Immunforsvarets celler I dette afsnit gennemgås nogle af de vigtigste aktører i immunresponser genereret af antigenpræsenterende DC. Gennemgangen vil give et indblik i cellernes funktion samt i cellernes interaktion. T-celler T-lymfocytter er uddifferentieret fra lymfoide stamceller, og udgør % af blodets lymfoide celler. T- lymfocytterne er navngivet efter deres modning i thymus og kaldes også for T-celler. T-celler har hovedsageligt to funktioner i immunsystemet. Den ene funktion er interaktion med blandt andet antistofproducerende B-celler, hvor de kontrollerer typen og størrelsen af et immunrespons. Den anden funktion er at dræbe kroppens egne celler, som er blevet inficeret af intracellulære mikroorganismer. T-cellerne har såkaldte T-celle receptorer (TCR), som genkender antigener præsenteret på et MHC I/II molekyle. Karakteristisk for T-celler er, at de alle bærer et CD3-kompleks på overfladen. Uden dette kompleks fungerer TCR ikke. 5 T-celler inddeles i hjælper (Th) T-celler, cytotoksiske (Tc) T-celler og regulatoriske (Treg)T-celler. Th-celler er karakteriseret ved, at de har overflademarkøren, CD4, som reagerer med, MHC II på en antigenpræsenterende celle. Deres funktion er at aktivere og regulere immunreaktioner. Th-celler er medhjælpende til, at B-celler differentierer til antistofproducerende plasmaceller. Som reaktion på aktiveringssignaler fra en antigenpræsenterende celle (APC) begynder Th-celler at producere IL-2. IL-2 kan binde sig til en IL-2-receptor på T-celler, hvilket blandt andet fører til T-celle proliferation. Når Th-celler er aktiveret, producerer de en lang række forskellige cytokiner. På baggrund af denne cytokinproduktion bliver Th-celler inddelt i Th1 og Th2. Disse underklasser er gensidigt hæmmende på hinanden og har en tendens til en positiv feedback mekanisme. 5 Tc-celler kan gå direkte til angreb på inficerede celler. De er karakteriseret ved, at have overflademarkøren CD8, som reagerer med MHC I på APC. Aktivering af Tc-celler svarer til aktiveringen af Th-celler, her er overflademolekylet ikke CD4, derimod CD8. Den modne DC, som præsenterer antigenet for Tc-celler, producerer interleukin-12 (IL-12). IL-12 fremmer differentieringen af Tc-celler til effektor-celler og øger derudover Tc-cellers og Natrual killer cellers (NK-celler) evne til drab. Få timer efter, at Tc-cellerne er blevet aktiveret, producerer de højaffinitets-il-2-receptorer. Binding af IL-2, produceret af Th-celler, til Tccellernes recptorer inducerer proliferation af Tc-cellerne. For differentiering af Tc-celler til en cytotoksisk celle, er Tc-cellen afhængig af en række cytokiner fra Th-celler. Når en Tc-celle er aktiveret og har bundet sig til målcellen, secernerer den perforin, som laver et hul i målcellens membran. Dette medfører, at væske fra interstitial-rummet kan flyde ind i cellen. I sammenhæng med dette frigiver Tc-cellen cytotoksiske substanser direkte ind i målcellen. Næsten med det samme svulmer målcellen op, og normalt går den i apoptose kort tid efter. Tc-cellen fjerner sig fra mål cellen så snart, den har frigivet sit perforin og cytotoksiske substanser, så den kan vandre videre og slå flere celler ihjel. 7 Der findes to typer Treg-celler, som efterhånden er forholdsvis velkarakteriserede, disse kaldes naturlige Treg-celler og inducerede Treg-celler. Den naturlige Treg-celle forekommer spontant, altså uden 8

11 forudgående antigenstimulerende aktivitet. Denne celle findes både i blodet og i lymfoide organer som en CD25 + subpopulation af CD4 + Treg-celler. Funktionen af naturlige Treg-celler er blandt andet at inhibere andre cellers IL-2-produktion og inducere apoptose. Inducerede Treg-celler stammer fra CD25 - CD4+ og CD8+ T-celler. Disse kræver antigenstimulerende aktivitet og hæmmer blandt andet udviklingen af Th1 celler og antistofproduktion fra B-celler. 5 Betydningen af Treg-celler i immunsystemet er endnu ikke helt klarlagt, men meget tyder på, at de naturlige Treg-celler spiller en væsentlig rolle i opretholdelse af tolerans over for selv-antigener, mens de inducerede Treg-celler er involveret i styring af et aktivt immunforsvar, når det først er sat i gang. 5 B-celler B-lymfocytter er ligesom T-celler uddifferentieret fra lymfoide stamceller, og udgør 5-10 % af blodets lymfocytter. B-lymfocytter modnes i knoglemarven og er kendetegnet ved, at der findes membranbundet immunglobulin på deres celleoverflade. Disse molekyler fungerer som B-cellernes antigenspecifikke receptorer. Efter stimulering gennem receptorerne differentierer B-celler til antistofproducerende plasmaceller. Der findes relativt få plasmaceller, men de kan opretholde en produktion på tusinder af immunglobuliner pr. sekund. Efter den store produktion af immunglobulin dør de fleste plasmaceller, dog overlever nogle i længere tid, specielt i knoglemarven. 5 En B-celle fungerer som en APC, der aktiveres af en Th-celle gennem signaler. Det første aktiveringssignal, signal 1, får B-cellen af reaktionen mellem B-celle-receptoren og antigenet. For at få det andet signal, signal 2, skal B-cellen aktivere en Th-celle. Th-cellen skal ligledes modtage både signal 1 og 2, og når Th-cellen er aktiveret, giver den B-cellens signal 2. Dette medfører, at B-cellen aktiveres, prolifererer og begynder at producere forskellige cytokinreceptorer. 5 Natural Killer celler NK-celler er den tredje hovedcelletype, som er uddifferentieret fra lymfoide stamceller. I humant blod består 5-31 % af lymfocytterne af NK-celler. NK-celler er i stand til at dræbe cancerceller og celler inficeret med vira uden, at organismen tidligere har stiftet bekendtskab med celletyperne eller infektionerne. NKceller er ikke MHC-afhængige, da de direkte med deres overflademolekyler reagerer på strukturer på målcellen. NK-celler har dog MHC I receptorer, som ved binding med molekyler på andre cellers overflader kan skabe genkendelse af egne celler og forhindre celledrab. Dette sker ved, at NK-cellens aktiveringssignaler blokeres gennem MHC I. Hos NK-celler inducerer IL-2 proliferation og kraftig drabseffektivitet. Denne kraftige aktivering af NK-celler ved hjælp af IL-2, anses som væsentlig i forhold cancerbehandling, hvorfor der er lavet undersøgelser med IL-2-baserede immunterapier. 5 9

12 Dendritiske celler DC er karakteriseret ved deres stærkt forgrenende opbygning med mange slanke udløbere (se Figur ). Alle organismens væv indeholder DC. 9 Cellegruppen, som er i stand til at vandre gennem væv, er beslægtet med monocytter og makrofager, og dannes ligeledes i den røde knoglemarv. Mange DC er af myeloid oprindelse og kan udvikle sig fra et stadium som monocytter. De fleste monocytter kan udvikle sig til DC, hvis de udsættes for Granulocyt-makrofag-kolonistimulerende faktor (GM-CSF) og interleukin-4 (IL-4) in vitro. 5 DC anses for at være den mest potente APC i immunforsvaret, da de effektivt kontrollerer aktiveringen af B- og T-celler. Muligvis er DC de eneste celler, som effektivt kan aktivere hvilende T- celler. I deres umodne form bidrager de til den naturlige immunitet og fungerer som en slags mæglere for den specifikke immunitet. Andre medlemmer af denne cellegruppe er Langerhanske celler i epidermis og slørceller ( veiled cells ) i afferent lymfe. 5 Der skelnes mellem to hoveddifferentieringstrin af DC. Disse er nyligt dannede, ustimulerede (umodne) DC og stimulerede (modne) DC. Umodne Figur 2.1. En dendritisk celle med tydelige, lange udløbere i kommunikation med en anden af immun- DC findes vidt udbredt i kroppens organer og er meget effektive til antigenoptagelse ved hjælp af et systemets celler. 8 middelhøjt antal MHC I og II på deres overflade. Det vides, at umodne DC kan inducere tolerans og opregulere Treg-celler in vivo. 5 I de sekundære lymfoide væv modnes og udrustes DC til at tiltrække, påvirke og aktivere T-celler og igangsætte et primært immunrespons. I perifert væv optager de umodne DC antigen, behandler det og undergår modning. Derefter migrerer DC til lymfeknuderne, hvor de møder aktiverede T-celler. Det vides nu, at modningsstadiet af DC, mikromiljøet og typen af patogenet i det perifere væv afgør typen af immunresponset. DC trænger ind i lymfeknuderne efter antigenoptagelse og præsenterer der de opsamlede antigener og aktiverer eventuelt antigen-specifikke celler. DC præsenterer antigenet gennem MHC I og II. Modne DC har høj ekspression af både MHC I og II, forskellige adhæsionsproteiner og costimulatoriske molekyler. Antigenoptagelsen hos den modne celle er dog nedreguleret i forhold til den umodne DC. 5 Det aktiveringssignal, som T-cellen modtager gennem interaktionen med et antigent peptid på en DC er ikke tilstrækkeligt til at aktivere T-cellen til cytokinproduktion og proliferation. For at T-cellen skal aktiveres, skal den modtage yderligere et co-stimulatorisk signal. Dette signal modtager T-cellen primært ved interaktion mellem T-cellens molekyler (CD28) og overflademolekyler på en APC (CD80/CD86). CD80 og CD86 findes især på modne DC. DC er også i stand til at aktivere NK-celler og kan producere store mængder af interferon under et møde med virale patogener, og er derfor et link mellem det medfødte og erhvervede immunforsvar. Endvidere kan DC omdanne et signal fra MHC II til MHC I, kaldet krydspræsentation. Dermed 10

13 kan DC tilpasse sig den celle, de skal interagere med, eksempelvis Tc-celler og Th-celler, som reagerer med henholdsvis CD8 og CD4. 5 Funktionen af DC, NK-celler, T-celler og B-celler er nu blevet klarlagt, og for at forstå kravene til en DCvaccine som behandling mod cancer, er det nu oplagt at se på cancer og de immunologiske processer, der ligger bag udviklingen af cancer. 5 11

14 3. Cancer Kommende afsnit vil belyse baggrunden for udviklingen af cancer samt årsagen til, at muterede celler kan overleve og udvikle sig til metastaserende tumorer. Mutationer, tumor-suppressor gener og onkogener Cancer er en malign cellevækst, som selvstændigt kan proliferere og metastasere i kroppen, og som ubehandlet i de fleste tilfælde vil medføre døden. Cancer er oftest forårsaget af mutationer i genomet. De hyppigste er punktmutationer, hvor et eller flere nukleotider i et gen rammes, enten i form af en substitution, deletion eller insertion. 10 De hyppigste årsager til disse mutationer er ioniserende stråling, karcinogener, fysisk irritation samt virus. Disse faktorer samt en arvelig tendens til cancer, dvs. nedarvede, muterede gener, kan resultere i celler, hvor mitose og proliferation ikke kontrolleres, og cancer er en følge heraf. 7 Tumor-suppressor gener, også kaldt anti-onkogener, koder for proteiner, der regulerer proliferation ved at supprimere eller hæmme denne. I modsætning hertil findes de såkaldte onkogener, som er muterede, tumorfremkaldende gener. I ikke-muteret tilstand kaldes de for proto-onkogener. Funktionen af protoonkogener er at danne grundlag for produktion af proteiner, der kontrolleret accelererer proliferation. 7, 11 Eftersom tumor-suppressor gener og proto-onkogener spiller væsentlige roller i kontrollen af proliferation, har mutationer i heri stor betydning i forhold til udviklingen af cancer. Selvom onkogener aktiveres ved en mutation, vil der være tumor-suppressor gener til stede til at hæmme vækst. Total inaktivering af tumorsuppressor generne kræver, at der sker hele to mutationer én i hvert allel. Altså skal der være mutationer til stede flere steder i genomet, for at uhæmmet proliferation og cancer kan forekomme. 7, 11 Mange cancerformer kræver mutationer i seks adskilte områder af cellekontrollen under celleudviklingen. 11 De fleste muterede celler har dårligere overlevelsesevne end normale celler og dør derfor uden at have skadet organismen. Ydermere forårsager kun få af de muterede celler, der overlever, cancer, da de ofte har normal feedback kontrol angående proliferation og mitose. 7 Muterede celler, der har evne til at overleve og potentielt kan give cancer, dræbes derudover oftest af immunforsvaret. Ændringer i genomet manifesterer sig ved produktion af fremmede proteiner, som kan identificeres af immunsystemets celler og igangsætte en kaskade af processer resulterende i celledrab. 7 Cancercellers invasive karakteristika Cancerceller har andre karakteristika end normale celler. De seks områder af cellekontrol, der nævnes herunder, er alle områder, hvori mutationer oftest er krævet for udvikling af cancer. 11 Cancerceller skal have mutationer, der tillader cellerne at proliferere selv under mangel på eksterne vækstfaktorer. Derfor kan cancerceller i nogle former for cancer være selvforsynende og stimulere sig selv til vækst ved autokrin stimulation. Ved andre cancerformer opreguleres antallet af vækstfaktor-receptorer, så cellen selv ved lave mængder vækstfaktor kan stimuleres til vækst. 11 Adskillige anti-vækstfaktorer fra cellens miljø fører hos normale celler til, at proliferationen stoppes eller hæmmes. Cancerceller er imidlertid insensitive overfor denne signalering for eksempel 12

15 grundet en mutation i et tumor-suppressor gen eller på grund af en øget aktivering af de proteinkinaser, der styrer cellecyklus. 11 Normalt vil celler, hvis vækst er unormal stor, eller hvor checkpoints i cellens cyklus er blevet overset, være selv-destruktive og dø ved programmeret celledød, apoptose. Hos mange cancerformer er tumor-suppressor genet, p53, muteret med forhindring af apoptose til følge. 11 Mutationer i p53 er fundet i næsten alle tumorer. Proteinet, kodet af p53, er det cellulære 53kDa fosfoprotein, som spiller en rolle i DNA-reparation og syntese samt i kontrollen af cellecyklus, differentiering og apoptose. 12 En meget karakteristisk egenskab ved cancerceller er, at de er i stand til at dele sig ubegrænset. Normalt kan kun kønsceller foretage et ubegrænset antal celledelinger, da kun disse har enzymet telomerase. Telomerase genopbygger telomere, der hos andre celler forkortes for hver deling og betyder et begrænset antal celledelinger. Cancerceller kan tilsyneladende aktivere telomerase og derved skabe grundlag for uendeligt mange celledelinger. 11 Avancerede cancerformer producerer angiogenetiske faktorer, så nydannede blodkar kan forsyne den fortsat voksende tumor med ilt og næringsstoffer. Et eksempel på en angiogenetisk faktor er Vascular Endothelial Growth Factor. Denne tumorangiogenese betyder, at normale celler dør grundet mangel på næringsstoffer, tumoren får mere plads og kan vokse sig større. 11 Cancerceller metastaserer til andre væv via blodcirkulationen og lymfesystemet og kan på den måde finde nye, gunstige områder at sprede sig i. 11 Udviklingen af metastase-kolonier afhænger af forholdet mellem cancercellerne og miljøet i det nye væv og kan vise sig som organ-specifikke metastase-mønstre. Derudover kan cancercellers evne til metastase influeres af den genetiske 10, 13 variation, polymorfi, hos cancerpatienter. Efter denne gennemgang af cancercellers grundlæggende invasive karakteristika er det væsentligt også at se på immunsystemets kamp mod cancercellers forsvar. Dette omhandles derfor i næste afsnit. 13

16 4. Cancer-immunologi Tumorimmunologi består af to elementer: immunovervågningsteorien, som er kroppens angreb mod cancerceller, samt cancercellers immunologiske overlevelsesmekanismer, bestående af celler, cytokiner og receptorer. Herunder beskrives de to elementer nærmere for at give en redegørelse af, hvordan cancerceller kan udnytte immunforsvarets egenskaber med udvikling af tumorer og metastase til følge. 14 Immunovervågningsteorien Cancer er en af de farligste sygdomme i vor tid, og forskningen på dette område er stor. Der foreligger flere videnskabelige resultater, som viser en sammenhæng mellem et svækket immunforsvar og cancer. På baggrund af dette, er der opstillet en teori, immun-overvågningsteorien. Teorien siger, at der hele tiden opstår cancerceller i kroppen, men at immunsystemet opdager og dræber disse celler, og derved opstår tumorer ikke. Er immunsystemet svækket, eller kan cancercellerne gøre sig usynlige overfor immunsystemet, er det dog muligt for cancercellerne at undgå elimination. 5 Der findes mange argumenter for og imod denne teori. Et af argumenterne imod teorien er, at såkaldte nøgne mus, der vokser op under sterile omgivelser, ikke har en højere frekvens af spontane tumorer end normale mus. Et argument for denne teori er, at såkaldte knock-out mus, hvor nøglemolekyler i immunsystemet er sat ud af funktion, har en højere forekomst af spontane tumorer end normale mus. Det har desuden vist sig, at knock-out mus har en større følsomhed overfor nogle cancerfremkaldende stoffer. 5 Om immunovervågningsteorien er sand eller ej, hersker der stadig tvivl om. Én teori siger, at immunovervågning er med til at slå de fleste cancerceller ihjel, men at de stærkeste cancerceller derved overlever og har gode betingelser for overlevelse og vækst. 5 MHC og tumorantigener De immunologiske overlevelsesmekanismer består som nævnt af receptorer, celler og cytokiner. Disse beskrives i de kommende afsnit. Et af de store spørgsmål er, hvorfor immunsystemet ikke kan eliminere alle cancerceller. Der findes mange hypoteser på dette område, og der er mange faktorer som spiller ind. En del af forklaringen er, at cancerceller er genetisk ustabile, og mutationer kan føre til, at cancercellen ophører med at udtrykke de tumorantigener, som immunforsvaret kan genkende. Dette sker ved, at cancercellen ikke længere udtrykker MHC I i store mængder og derved ikke kan genkendes af blandt andre Tc-celler, og cancercellerne kan dele sig uhæmmet. Ofte opdages denne vækst ikke før, at cancercellen undergår 6, 15, nekrose, og derved udskiller cytoplasmatisk materiale, som blandt andre DC kan detektere og eliminere. 16 Et forsøg med melanom-patienter bekræftede, at immunterapi i form af en autolog tumor-vaccine førte til størst skader på de metastaser, der fremviste størst antal normal MHC I. Virkningen var mindre ved metastaser, hvis celler ingen eller mindre præsentation med MHC I havde på celleoverfladen. 17 Ligeledes kan cancercellens produktion af antigener nedreguleres i forbindelse med angreb fra immunforsvaret. Udover, at mængden af antigener kan nedreguleres, så ligner antigenerne præsenteret på spontant opståede tumorer ofte normale cellers antigener og opdages tilsyneladende ikke af 14

17 immunsystemet. Dog har forskellige cancerformer forskellige genekspressioner, som i nogle tilfælde kan aktivere det specifikke immunforsvar. 5 Immunsupprimerende celler Naturligt findes der immunsuppressive celler i kroppen, som har til formål at kontrollere T-celle-responset. Autoimmune sygdomme forekommer på baggrund af dysfunktion hos disse immunsuppressive celler. Disse celler er for eksempel tolerogene DC, Treg-celler og myeloidt deriverede suppressor celler. 18 Tolerogene dendritiske celler Problemet med umodne DC er, at de akkumulerer i tumoren, hvilket kan inducere T-celle-tolerans overfor cancerceller, da de umodne DC ikke kan aktivere T-celler. 18 Kontakt mellem cancerceller og DC kan føre til, at DC bliver tolerogene, transforming growth factor-β (TGF-β)-secernerende celler, der fremmer aktiviteten af Treg-celler (for TGF-β, se Tabel 4.1.). Dermed menes DC at have en direkte betydning for, om en tumor udvikles eller ej. 19 Regulatoriske T-celler En af Treg-cellers funktioner er, at de producerer immunsupprimerende cytokiner, eksempelvis interleukin- 10 (IL-10) og TGF-β. Det er desuden blevet vist, at der er en interaktion mellem DC og Treg-celler, som spiller en rolle i induktionen af perifer tolerance. Dette kan ikke kun direkte ske ved at have effekt på Tcceller og Th-celler, men også ved at fremme differentiationen af naive T-celler til Treg-celler. 18 Myeloidt deriverede suppressor celler Myeloidt deriverede suppressor celler (MDSC) er en heterogen population af myeloide celler som for eksempel umodne makrofager, granulocytter og DC. Kendskabet til funktionen af MDSC er sparsomt, men i dyreforsøg har det vist sig, at MDSC bidrager til tumor-associeret immundysfunktion. Denne funktion bliver på nuværende tidspunkt undersøgt hos cancerpatienter. 18 Inflammation og immunologisk sans for fare Det postulereres i fare -teorien 20, at et møde mellem et antigen og DC i et inflammatorisk miljø udløser modningen af DC, hvilket fremkalder et stærkt adaptivt immunrespons. Modsætningsvis, når DC optager et antigen i et ikke-inflammatorisk miljø, mislykkes aktiveringen af T-celler, hvilket kan føre til T-celletolerance. Der findes en balance mellem stimulerende og inhiberende signaler, som styrer dette immunologiske udfald. Det har vist sig, at tumormiljøet virker til fordel for det ikke-inflammatoriske miljø ved at secernere immunsuppressive stoffer fra maligne celler og ved cancer-medieret rekuttering af supprimerende immun-celler

18 Immunsuppressive faktorer Cancerceller kan secernere faktorer udskilt ved exocytose af mikrovesikler og udnytte, at andre celler secernerer faktorer, der hæmmer immunsystemet. Listen af disse faktorer er lang, og derfor gennemgås de væsentligste og mest kendte i Tabel 4.1. herunder. Immunsuppressiv faktor Transforming growth factor-β (TGF-β) Interleukin 10 (IL- 10) Prostaglandin-E2 (PGE2) Vascular endothelial growth factor (VEGF) Makrofagkolonistimulerende faktor (M-CSF) og interleukin 6 (IL-6) Granulocytmakrofagkolonistimulerende faktor (GM-CSF) Interleukin-23 (IL- 23) Gangliosider Reaktive oxygenmetabolitter (ROM) Indoleamine 2,3- dioxygenase (IDO) Sekretion og funktion af faktoren Et cytokin, som normalt secerneres af T-celler og monocytter, og som virker anti-inflammatorisk og anti-proliferativt på mange celletyper. TGF-βsecerneres celler kan øge antallet af Treg-celler, samt inhibere IL-2-18, 19 produktionen og dermed aktiveringen af Tc-celler. Et cytokin, som blandt andet secerneres af T-celler og makrofager. Har en inhibitorisk effekt på funktionen af DC samt en anti-inflammatorisk rolle og 18, 19 har forskellige antagonistiske funktioner på APC. PGE2 medierer muligvis polarisation af Th-2, har proangiogenetiske effekter og secernerer cytokinet IL-10. Bidrager muligvis til tumorigenese ved at 19, 21 hæmme DC-diffentiering. En faktor, secerneret af tumoren, der hæmmer DC i deres differentiering fra monocytter og får endotelceller til at proliferere og danne neovaskulatur i 18, 19 tumorer. Fibroblaster og makrofager secernerer M-CSF, mens T-celler og makrofager 18, 19 secernerer IL-6. Begge hæmmer modningen af monocytter til DC. GM-CSF udskilles af makrofager og T-celler og er blevet associeret med tumorinduceret dysfunktion af myelopoiese, hvilket er dannelsen og udviklingen af granulocytter i knoglemarven. 19 IL-23 findes i forhøjede niveauer i tumorer. IL-23 regulerer lokal inflammatorisk respons i tumormiljø, mindsker T-celle-inflitration og øger angiogenese. 22 Gangliosider er involveret i regulationen af cellulær proliferation og differentiation. Øget mængde er associeret med cancerceller. 23 ROM har den funktion at regulere proliferation og cellulær signalering i normale celler. Øget mængde af ROM er blevet observeret i cancerceller og menes at føre til konstant aktivering af transkriptionsfaktorer. 19 IDO, et enzym, der udskilles af makrofager og regulerer immunresponset ved at undertrykke T-cellers proliferation. Det er blevet fundet, at IDO er opkoncentreret ved cancerceller. 24 Tabel 4.1. Oversigt over faktorer, blandt andet cytokiner og enzymer, der virker immunsupprimerende og dermed er medvirkende til cancercellers invasive karakteristika. I dette afsnit er immunforsvarets rolle i udviklingen af cancer blevet gennemgået. Her er det blevet beskrevet, hvordan immunsystemet hæmmes af cancerceller, og at dette har en stor indflydelse på cancerudviklingen. Kommende afsnit omhandler vaccination med DC som cancerbehandling, eftersom det menes, at behandling gennem immunforsvaret skaber et godt grundlag for at oprette balancen og bekæmpe cancer. 16

19 5. Vaccination med dendritiske celler Vacciner med DC (DC-vacciner) er en specifik form for immunterapi. I prækliniske og kliniske forsøg er det blevet påvist, at immunforsvaret kan aktiveres til en specifik reaktion mod cancerceller. Med en DC-vaccine er det muligt via en målrettet aktivering af immunsystemet at eliminere cancerceller og samtidig skåne kroppens raske celler. Den specifikke immunreaktion er mulig, eftersom cancerceller indeholder tumorantigener, som principielt er fremmede for kroppen. Hos mange cancerpatienter er der fundet tegn på, at immunsystemet på et tidspunkt har genkendt og reageret på tilstedeværelsen af tumorantigen, men at immunsystemet ikke har været i stand til at nedkæmpe cancercellerne grundet toleransudvikling. 25 Som før nævnt er DC meget potente APC, og de ses derfor som et middel til at præsentere tumorantigener for immunsystemets celler og igangsætte en kaskade af reaktioner resulterende i tumorregression. Det unikke ved en DC-vaccine er, at vaccinen ikke er forbyggende, men derimod skal bekæmpe noget allerede eksisterende. Af denne grund er det ofte nødvendigt at behandle med vaccinen i kombination med andre cancerbehandlinger, eksempelvis kemoterapi, for at starte et aggressivt angreb mod cancercellerne. 5 DC anvendt i cancervacciner fremkommer fra monocytter, der modnes i cellekulturer og tilsættes antigen specifikt for tumoren før injektion. Derved flyttes antigenoptagelsen og aktiveringen af DC fra in vivo til in vitro. Dette er en modsætning til forebyggende vacciner, hvor optagelsen af antigen er mere diffus og sker via flere slags celler, som for eksempel makrofager, B-celler og DC in vivo. Ofte er de tilsatte antigener syntetisk fremstillede peptider. 25 Udtagningen af monocytter kan ske fra patientens eget blod, eksempelvis ved hjælp af et leukafereseapparat, som udskiller de hvide blodlegemer fra tappet blod. 5, 10 Monocytter isoleres, og ved stimulation med cytokiner videreudvikles de til umodne dendritsike celler. Ved yderligere tilsætning af andre cytokiner kan den sidste aktivering/opmodning opnås. Tidligere blev umodne DC brugt i vaccinen, men da resultater har vist, at disse kan inducere tolerans overfor tumoren i stedet for immunitet, anvendes nu oftest modne DC. Ved måling af overflademarkører og cytokiner med betydning for den stimulatoriske kapacitet vurderes kvaliteten af de modnede DC, og det vurderes derved, om fremstillingen af vaccinen er lykkedes. 21 Modne DC, som har fået påført et antigen, kan blive injiceret enten subkutant, intradermalt eller intravenøst. Hvis vaccinen gives intravenøst, akkumulerer DC primært i lungerne og bliver derefter redistribueret til leveren, milten og knoglemarven. Modne DC migrerer derimod til de regionale lymfeknuder ved intradermal og subkutan injektion. 21 Vaccinen er blevet afprøvet på flere forskellige cancerformer, herunder er malignt melanom, renalcellekarcinom, mammacancer, colorectal cancer, og pulmonal cancer de sygdomsgrupper, hvorom der er lavet mange studier med DC-vaccinationsterapi. Den største bekymring ved brug af DC-vaccination er, at eftersom de fleste tumorantigener også er selv-antigener, er det måske muligt, at terapien kan inducere autoimmunitet. De mest gennemgående bivirkninger er lokale reaktioner ved injektionsstedet, feber, tumorsmerter og diare, hvilket må siges at være tålelige bivirkninger i forhold til eksempelvis kemoterapi. 25 Hidtil har studierne været præget af store variationer i anvendte metoder til fremstilling og administration af DC-vaccinerne. Behandlingen er fortsat eksperimentel, og der findes derfor ikke i Danmark et standardbehandlingstilbud på nuværende tidspunkt. 25 Vaccinen kan derfor ikke på nuværende tidspunkt 17

20 erstatte de eksisterende cancerbehandlinger såsom kirurgi, kemoterapi og strålebehandling og anvendes typisk først ved fremskreden sygdom, når de øvrige behandlingsformer er forsøgt. 25 DC-vaccinen har inden for behandlingen af cancer fået tiltagende opmærksomhed de seneste år, da den ikke kun har potentiale som cancerbehandling. DC-behandling af kroniske infektioner er et andet spændende område under udvikling. Ud over kronisk hepatitis er DC-vaccination forsøgt til behandling af HIV-infektion. 26 Kommende afsnit omhandler fremstillingen af DC-vacciner, herunder modningen fra monocytter til DC, påføringen af antigen samt injektionen af vaccinen. Gennemgangen er generel, og det skal siges, at der er gjort mange forskellige forsøg på at modne DC samt påføre antigenerne

21 6. Fremstilling af vacciner med dendritiske celler Det stigende behov for mere effektive behandlingsmetoder af cancer har medført, at der udføres utallige kliniske forsøg med cancervacciner. Metoderne og protokollerne er mange, og der foreligger endnu mange usikkerheder på området. Blandt andet diskuteres det, hvordan DC bedst modnes samt hvilken adjuvante terapi (støttebehandling), der skal anvendes. Derfor vil dette afsnit omhandle de hyppigst anvendte metoder. Modning Til fremstillingen af DC kan der anvendes forskellige monocytter fra kroppen. Fra det perifere blod udtages CD34 + hæmopoietiske stamceller eller CD14 + monocytter, og disse dyrkes in vitro til DC. 27, 28 Den mest anvendte dyrkningsmetode af DC er at dyrke CD14 + monocytter i et serumfrit medium, hvor der tilsættes GM-CSF og IL-4 (se Figur 6.1.). 27 GM-CSF er en faktor, der stimulerer vækst, mens IL-4 øger proliferation og spiller en rolle i differentieringsfasen. 5,29 De CD14 + monocytter dyrkes efter udtagelsen i fem til syv dage. Her differentierer de til umodne DC, hvorved de mister deres CD14-ekspression og udtrykker et moderat til lavt niveau af CD40, CD80 og CD Nye protokoller benytter en 2-dages dyrkning af monocytterne og denne dyrkning tyder på at være lige så effektiv som den oprindelige metode. 21 Figur 6.1. Oversigt over en dendritisk celles modning fra en CD14+ monocyt til moden dendritisk celle. Rød CD80/CD86 angiver moderat til lavt niveau af disse overflademolekyler på en umoden dendritisk celle. Blå CD80/CD86 illustrerer, at disse overflademolekyler er opreguleret på en moden dendritisk celle. 27 De umodne DC bliver fuldt ud modnet ved dyrkning i yderligere timer ved hjælp af flere biologiske stoffer, mest anvendt er TNF-α, IL-6, interleukin-1β (IL-1β), og PGE2 (se Figur 6.1.). 27 Denne kombination kaldes populært for standard modnings-cocktail (SMC). IL-6 og IL-1β tilhører kategorien af cytokiner, som stimulerer protein- og mrna-syntese. IL-6, IL-1β og TNF-α er vigtige feberfremkaldende, immunaktiverende stoffer. 5 PGE2 menes at fremme migrationskapaciteten for DC ved at opregulere ekspressionen af kemokinreceptor, CCR7. Ulempen ved PGE2 menes at være, at dette prostaglandin er medvirkende til sekretion af det immunsupprimerende cytokin, IL

22 Modne DC opregulerer CD40, CD80 og CD86 og inducer de novo-syntese af CCR7 (se Figur 6.1.). 27 De modne DC defineres ud fra funktionskriterierne, migrationskapacitet, deres evne til at inducere antigenspecifikke T-celle-responser og deres IL-12-produktion. 21 IL-12 er vigtig, da dette interleukin fremmer differentieringen af CD8 + T-celler til effektorceller og øger både CD8 + T-cellers og NK-cellers evne til drab. 5 En forbedret protokol for modning af DC kaldet multicytokin cocktail (MCC) er sammensat af TNF, IL-1β, IFN-α, PolyI:C samt IFN-γ. PolyI:C er et syntetisk fremstillet RNA, der stimulerer antivirus-aktiviteter i det medfødte immunsystem, herunder cytokin-produktion og feber. 30 Derudover bevarer den DC s evne til sekundært at secernere IL-12 under modning. 31 IFN-α har antiviral aktivitet, hvorimod IFN-γ og IL-1β stimulerer protein- og mrna-syntese. 5 IFN-γ øger vævscellers ekspression af MHC I og II (se mere om IFN-γ i afsnit 7). 29 MCC er immunogent overlegen i forhold til SMC. MCC skaber en vedvarende migrationskapacitet in vitro til lymfeknuderne uden tilsætningen af PGE2. Der mangler imidlertid kliniske forsøg med MCC til at dokumentere effektiviteten in vivo. 21 Ladning af antigen Antigen-ladning sker enten i det umodne eller modne stadie af DC. 27 Antigenet kan blive ladet på forskellige måder, enten i form af peptider, hele proteiner, tumorlysater og apoptotiske cancerceller. Antigenladning kan ske ved fusion af DC og cancercelle. Ladningen kan også ske ved endogen transfektion med mrna- eller cdna-indkodning af antigenet. En transfektion er at indføre DNA i en celle, dette kan for eksempel ske ved 21, 29 mikroinjektion eller elektroporation. Elektroporation er en attraktiv måde, hvorpå mrna tilføres DC. Udviklingen af en effektiv elektroporationsprotokol har gjort denne teknik klinisk passende. Denne metode bevirker, at antigenerne lever længere end ved peptid- og proteinmetoden. Der er muligvis er en sammenhæng mellem antigenets vedholdende i DC og størrelsen af immunresponset. 21 De tumorspecifikke peptider er lette at producere i store mængder, og aminosyrerne i dem kan ændres, så potensen kan forbedres. Peptider har dog den ulempe, at de er MHC-specifikke, og dette har den konsekvens at vaccinerne med peptider begrænset til en subpopulation af patienterne, der har det pågældende MHC. 21 Tumorlysater og apoptotiske cancerceller præsenterer en bred vifte af protein, hvilket gør anvendelse af disse fordelagtig uanset MHC-type. Transfektion af DC med mrna, kan kode for enten specifikke antigener eller hel tumorcelle-mrna. Denne metode omgår problemerne med MHC og introducerer et bredt spektrum af epitoper førende til adskillige T-celle-responser. 21 Fra vaccine til in vivo Som adjuvans bruges IL-2 ofte. 21 IL-2 inducerer proliferation af CD8 + T-celler og NK-celler. 5 Desuden fremmer IL-2-differentationen af T-celler til effektorceller. En høj dosis IL-2 fremmer ekspansionen af Tregceller, hvilket kan føre til et begrænset antigenspecifikt immunrespons. Forskning viser, at behandling med lav dosis IL-2 over en periode på 14 dage giver en forøgelse af CD4 + CD25 + Treg-celler in vivo

23 Til vaccinen kan også tilsættes mikrobielle komponenter, såsom tetanustoksin (TT), hepatitis B virusantigen og keyhole limpet hemocynin (KLH). KLH er et fremmed, immunogent carrier -protein udtaget fra snegle, som in vivo resulterer i KLH-antigenspecifikt immunrespons. 10, 32 I sammenhæng med et tumorlysat, kan KLH forstærke et Th1-type-tumor-respons. Dette indikerer, at Th-epitoperne i KLH muligvis kan øge DC s evne til at inducere Tc-celle-respons. 21 De mikrobielle komponenter kan reagere med TLR, hvilket spiller en vigtig rolle i den medfødte immunitet og fremmer cytokinsekretion samt inflammation. 21 Licensering De modne DC migrerer til den drænerende lymfeknude, hvor de møder CD4 + T-celler. Når DC præsenterer deres antigen for T-celler, kobles CD40 på DC og CD40L udtrykt på aktiverede CD4 + T-celler. Dette inducerer yderligere differentiering af modne DC, kaldet licensering. De licenserede DC opregulerer overflademolekyler, specielt liganderne OX40L og 4-1BBL, hvor antigenet præsenteres for CD8 + T-celler. 4-1BBL formidler co-stimulering gennem 4-1BB på den antigenaktiverede CD8 + T-celle. Denne co-stimulering fremmer overlevelsen og den proliferative kapacitet hoscd8 + T-cellen. Ligeledes fremmer co-stimulering, medieret af OX40L, overlevelse og proliferativ kapacitet hos den aktiverede CD4 + T-celle (se Figur 6.2.). 27 Figur 6.2. DC efter migration til den drænende lymfeknude, som undergår licensering efter antigenpræsentation til CD4 + og CD8 + T-celler. 27 Efter denne gennemgang af fremstillingen af DC-vacciner, vil kommende afsnit gennemgå eksisterende undersøgelsers resultater på området. 21

24 7. Resultat-sammenfatning: Undersøgelser med dendritiske celler i cancervaccine Dette afsnit vil indeholde resultaterne fra de benyttede undersøgelser. Inden gennemgangen af de konkrete resultater vil metoden til tumorevaluering blive gennemgået. Hernæst vil de elementer, der benyttes til at bekræfte et immunrespons blive forklaret. Tumorevaluering Mange af de undersøgelser, som er benyttet til udfærdigelse af resultatafsnittet (og Appendix B), benytter sig af Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST), som beskriver kliniske responser, opnået under kliniske forsøg. 33 Resultatafsnittet bliver derfor her indledt af en kort beskrivelse af RECIST. I 1979 udviklede World Health Organisation (WHO) nogle kriterier til beskrivelse af det objektive tumorrespons. WHO s kriterier er imidlertid ikke fyldestgørende i dag, da teknologien har udviklet sig siden. Det har derfor været nødvendigt at videreudvikle kriterierne, dermed nu kaldet RECIST. 34 RESIST er ikke definitive, og der tages ikke hensyn til eksempelvis tumormetabolisme, altså tumorens udviklingspotentiale. Derudover kan kun patienter med målbar sygdom inkluderes i undersøgelser. Hvis der mindst forefindes én målbar læsion, defineres sygdommen som målbar, og dermed kan yderligere ikke målbare læsioner sagtens være til stede. Alle målbare læsioner måles inden og efter den pågældende behandling og omfatter alle involverede organer. Til udregning af RECIST måles diameteren på én eller flere læsioner, og responset ses som ændring af diameter-summen fra start af behandling til fire uger efter. Der må maksimum måles diameter på fem læsioner pr. organ og maksimum op til ti læsioner fordelt på flere organer. Alle andre, yderligere læsioner skal betragtes som non-target læsioner. Disse skal ved begyndelsen noteres som værende til stede og afslutningsvis noteres som værende tilstede/ikke tilstede. Derfor skal nødvendigvis ikke alle læsioner være forsvundet for at opnå CR, men kun target-læsionerne. Altså siger et tumorrespons ud fra RECIST noget om target-læsionernes udvikling, ikke nødvendigvis noget om patientens tilstand og prognose som helhed. 35 De nye kriterier, RECIST, for karakterisering af det objektive tumorrespons samt WHO s kriterier kan ses i Tabel 7.1. Bedste respons Komplet Respons (CR) Partiel Respons (PR) WHO: Ændring i tumorstørrelse (samlet summe af target-læsioner) RECIST: Ændring i tumorstørrelse (sum af længste diametre hos targetlæsioner) Forsvinden: Konfirmeret efter 4 uger Forsvinden: Konfirmeret efter 4 uger 50 % formindskelse i størrelse. Forsvinden: Konfirmeret efter 4 uger 30 % formindskelse i størrelsen. Forsvinden: Konfirmeret efter 4 uger Stabil sygdom (SD) Progressiv Sygdom (PD) Passer hverken på PR eller PD kriterierne 25 % forøgelse i størrelse Passer hverken på PR eller PD kriterierne 20 % forøgelse i størrelse Tabel 7.1. Oversigt over begreber, der anvendes til at beskrive et tumorrespons fra WHO og RECIST. Alle referenceevalueringer 33, 34 skal måles så tæt på behandlingen som muligt, men ikke mere end 4 uger før behandlingen. 22

25 Nogle undersøgelser ser på hele patientens sygdom, altså om der findes metastaser, inden de vælger en kategori for responset, mens andre udelukkende fokuserer på den tumor, der behandles mod. Dette skal tages i betragtning i sammenligningen af undersøgelsernes resultater. Der skal tages forbehold for, at kriterierne har ændret sig igennem tiden og varierer fra studie til studie, da mange har tilpasset kriterierne til deres specifikke undersøgelse. Derfor kan grundlaget for undersøgelsernes evaluering af tumorresponset være forskelligt. Det vigtigste er dog at se tendenserne i udviklingen af sygdommen, og derfor kan responserne i undersøgelserne anvendes som vejledende. Delayed type hypersensitivity og interferon-γ I dette afsnit forklares begrebet, delayed type hypersensivity (DTH), og årsagen til/betydningen af øgede IFN-γ-værdier. Undersøgelserne, der indgår i resultatafsnittet, benytter sig ofte af DTH og IFN-γ til at beskrive immunresponset. Dette afsnit giver et indblik i mekanismen bag og forklarer, hvordan de to nævnte kan ses som et udtryk for aktivitet i immunsystemet. Cellulær immunitet er en T-celle-medieret forsvarsmekanisme mod mikrober, som kan inficere kroppens celler. Opdagelse af inficerede celler eller fagocytter, der har optaget en mikrobe, igangsætter T-cellemedieret aktivering af fagocytter. Denne aktivering af fagocytter er afhængig af IFN-γ, som er et stort cytokin produceret af Th 1 -celler og NK-celler. IFN-γ er en vigtig aktivator for makrofag- og monocytcellelinjerne, og opregulerer blandt andre højaffinitets-t-celle-receptoren for IL-2, IL-2Rα. Foruden dette fremmer IFN-γ differentiering af Th 1 -celler og undertrykker Th 2 -differentiering. IFN-γ virker også på B-celler 5, 36 ved at fremme immunglobulin-skift, som faciliterer fagocytotisk respons. Klinisk bruges IFN-γ ELISpot til at teste IFN-γ-sekretionen fra T-celler in vitro. Testen angiver, hvorvidt der sker en antigenspecifik aktivering af T-cellerne, hvorfor denne test er foreslået som en standard test udført in vitro til at bestemme cancervaccinernes immunogene effektivitet in vivo. 21 Et DTH-respons er en aktivering af fagocytter og inflammation forårsaget af en cellemedieret immunitet, som kan føre til vævsskade. Et respons kan derfor angive, om der er sket en cellemedieret immunitet in vivo. Ved DTH-testen bliver et kendt, fremmed antigen introduceret igen ved intradermal injektion. For at få et positivt DTH respons skal patienten forud for DTH-testen være udsat for det pågældende antigen, senest 4-6 uger inden DC-vaccinen. Er responset positivt, vil dette komme til udtryk som induration og erytem timer efter injektionen. 36 Er der ikke et respons til antigenet, indikerer dette, at DC ikke har været i stand til at aktivere T-celler (i tilfælde af, at antigenet har siddet på DC og ikke er givet via adjuvant behandling) eller, at der muligvis er T-celle-dysfunktion eller mindsket T-celle aktivitet grundet anden sygdom

26 Resultater Dette afsnit giver et overblik over resultaterne fra de seneste kliniske forsøg med DC-vacciner udgivet i perioden 2006 til De forskellige metoder til udvikling af vaccinerne samt vaccinernes virkning bliver gennemgået, og denne gennemgang danner grundlag for diskussionen i næste afsnit. Alt efter cancertype anvendes forskellige antigener, ofte karakteristiske for den enkelte cancerform. Nærmere beskrivelse af de tumorspecifikke antigener relevante for dette resultatafsnit findes i ordlisten side 40. Melanom I fire ud af de syv undersøgelser omhandlende vaccination mod melanom, er antigenet MelanA/MART-1 det tumorantigen, der kobles på DC Derudover kobles andre antigener på DC, disse er gp100, tyrosinase, MAGE-3, TT/PPD og NA17-A , To af undersøgelserne anvendte modne DC til vaccinen, hvorimod tre andre anvendte umodne DC. Der ses ingen generel tendens med hensyn til det immunologiske og kliniske respons hos henholdsvis forsøgene med modne og umodne celler. Resultaterne for de i alt syv undersøgelser om vaccine mod melanom er forskellige fra undersøgelse til undersøgelse. I tre af undersøgelserne forekommer immunresponset, DTH. 37, 40, 43 Der, hvor blandt andet MelanA/MART-1 er brugt som tumorantigen, ses en immunreaktion i form af øget antal antigenspecifikke T-celler. Hos nogle patienter forekommer der dog også forhøjede værdier før vaccinerne. 37 Derudover 44, 45 inducerede vaccinerne IFN-γ i to af forsøgene. Vidt forskellige kliniske responser viser sig. Nogle patienter opnår bedring og stabilitet, mens andre overlever i et vist antal måneder. Andre dør under forsøgene eller umiddelbart efter. Der ses ingen tydelige tendenser med hensyn til det kliniske respons, og det skal dertil siges, at patienterne er i forskellige sygdomsstadier forsøgene imellem samt indenfor enkelte forsøg. Bivirkningerne hos de vaccinerede melanom-patienter er udover DTH generelt eksem, lymfopeni, feber, svedeture, opkast, utilpashed, leukopeni, anæmi, smerte ved injektionsstedet, svimmel, vitiligo, hævede lymfekirtler og nældefeber. Ingen forsøgspersoner måtte udgå af det pågældende forsøg grundet bivirkninger. Myelom og leukæmi I en undersøgelse blev 22 patienter med akut myeloid myelom (og leukæmi) i fuldstændig remission (CR) behandlet med autologe dendritlignende leukæmi-celler. Leukæmi-celler blev udtaget og testet for deres evne til at undergå cytokin-induceret differentiering til DC. Herefter modtog patienterne intensiv kemoterapi. Fem af 22 patienter gik videre i forsøget, da de var i fuldstændig remission og havde succesfuld differentiering. Patienterne modtog fire vacciner med eskalerende doser af autologe dendritlignende leukæmi-celler injiceret subkutant med ugentlige intervaller. Vaccinen var generelt veltolereret. En patient udviklede eksem og viste tegn på autoimmunitet. Der var minimalt eller helt manglende DTH-respons. Fire patienter viste øget anti-leukæmi-t-celle-respons, men kun to af de fire forblev i bedring i mere end 12 måneder efter vaccinationen. To patienter fik klinisk tilbagefald af leukæmi kort efter behandlingens start. 46 En anden undersøgelse udførte også kliniske forsøg med myeloma-patienter. 15 patienter med multipel myelom blev rekrutteret til forsøget. Seks patienter modtog vaccination med DC, som var ladet med autologt idiotypt protein som helt protein, og ni modtog peptider fra proteinet og KLH. Alle patienter fik 24

27 minimum fem vaccinationer. Vaccinationerne bestod af tre subkutane og to intravenøse injektioner med øgede DC-doser med to ugers interval. De fleste patienter udviklede T-celle-respons mod KLH. Ti patienter viste KLH-specifikt proliferativt T-celle-respons (>50 % forøgelse i forhold til baseline ). Ni patienter viste en øget koncentration af cirkulerende KLH-specifikke IFN-γ-secernerende T-celler efter tredje vaccination. T-celle-respons var målbart efter første vaccination og toppede efter tredje vaccination, derefter faldende. Fire patienter viste Id-positiv DTH-test. Otte af patienterne udviklede Id-specifikt T-celle-proliferationrespons. Otte patienter viste øget antal IFN-γ-secernerende T-celler. Efter subkutan injektion blev der observeret et mere robust T-celle-respons, og der blev fundet øget Id-specifik T-celle-proliferation i op til et år efter vaccinationerne. Klinisk havde syv patienter en stabil sygdom efter 26 måneder. Én patient havde målbar partiel respons efter 40 måneder, og syv patienters sygdom forværredes. 43 I undersøgelsen med leukæmipatienter blev Bcr/abl + kronisk myeloid leukæmi behandlet med DC-vacciner ladet med antigenet, Bcr/abl +. Undersøgelsen havde fra starten ti patienter med, men én blev udelukket grundet accelererende sygdom. Vaccinationerne bestod af fire subkutane injektioner givet på dag 1, 2, 8 og Alle patienter viste et stort DTH-respons efter tredje eller fjerde injektion. Tre ud af de ni patienter viste et specifikt T-celle-respons mod leukæmi-antigener. Én patient havde milde ledsmerter i to dage efter vaccinationen. De fleste patienter havde dog kun milde hudreaktioner op til 24 timer efter injektion. Seks patienter havde en hæmatologisk stabil sygdom i vaccinationsperioden. Én patient viste trombocytose, selvom de hvide blodcelletal kun var let øgede. Hos to patienter blev deres resultater påvirket af den ledsagende imitanib-behandling. 44 Prostatacancer I en af de mange undersøgelser med prostatacancer-patienter behandlet med DC-vaccine, er der benyttet prostata-specifik antigen (PSA), prostata-stamcelle-antigen (PSCA) og modne DC. I forsøget var 12 patienter blevet udvalgt, som modtog en vaccine subkutant fire gange med to ugers interval. Halvdelen modtog PSA og den anden halvdel PSCA. Som klinisk respons blev det observeret, at patienter behandlet med PSA opnåede fire SD og to PD. Med behandlingen med PSCA opnåede to SD og fire PD. Fem patienter fik en positiv DTH-reaktion, hvor fire af dem opnåede SD og en PD. Den gennemsnitlige overlevelsestid blandt alle behandlede var 13,4 måneder. Hos de fem patienter, som fik en positiv DTH, var overlevelsestiden gennemsnitlig 22 måneder, hvorimod de andre, der ikke havde en positiv DTH, havde en overlevelsestid på gennemsnitlig otte måneder. 47 I endnu en undersøgelse med prostata-cancer-patienter, blev der ligeledes behandlet med modne DC og PSA. Her var antallet af udvalgte 15. Dog droppede én patient ud grundet tidlig progression af sygdommen, og en anden patient blev ekskluderet grundet strålebehandling under vaccinationsproceduren. Én patient døde. Kun 12 patienters resultater blev derfor brugt til analysen. Injektionerne skete intrakutant fire gange med tre ugers interval. Resultatet af det kliniske respons var, at én opnåede mixed response (MR), én PR, seks PD og fire SD. Efter første vaccination var alle DTH-prøver mod PSA negative. Efter anden vaccination var fem DTH-prøver negative, fire havde en svagt positiv, to var positive og en havde opnået et stærkt positivt svar. Efter tredje vaccination var kun to prøver negative, tre havde en svagt positiv, fem havde en positivt prøve, mens to havde en stærkt positiv prøve. Efter sidste vaccination havde to stadig en negativ DTH-prøve, én havde en svagt positiv prøve, fem havde en positivt prøve, og fire havde en stærkt positiv 25

28 prøve. Seks ud af de tolv patienter var stadige i live ved undersøgelsens udgivelse, mens de seks andre døde. De to patienter, som endte med negative svar i DTH-prøven, døde begge to. 48 Renalcellekarcinom I en af de to undersøgelser, hvor behandling med DC-vaccine undersøges, var patienterne på sygdomsstadie IV, metasterende renalcellekarcinom. 30 patienter blev udtaget til forsøget, men kun 24 fik vaccinationen. De resterende seks patienter forlod forsøget af forskellige årsager, to oplevede sygdomsprogression, én havde ingen evidens for metastatisk sygdom, én havde ingen patologisk bekræftelse på metasterende renalcellekarcinom, én havde postoperative komplikationer, og den sidste kunne ikke give tumorprøver. 20 patienter kunne bruges til den analytiske del i forsøget, da to kun fik to vaccinationer, da én ingen målbar sygdom havde, og da den sidste trak sig. I undersøgelsen blev der anvendt modne DC samt tumorlysat. Der blev vaccineret intravenøst tre gange med seks ugers interval. Ingen af patienterne oplevede bivirkninger ud over det moderate. I det immunologiske respons fik ti af patienterne mindst en dobbelt forøgelse i procent af CD4 + og/eller CD8 + T-celler, som blev påvist i en IFN-γ-prøve. Det kliniske respons blev målt i uge 10, 16 og 20. I uge 10 oplevede ni SD, ti PD og én PR. I uge 16 oplevede syv SD, fem PD, én PR. Mens seks af syv patienter afbrød forsøget, den sidste patients tilstand ikke registreres. I uge 20 oplevede fire patienter SD, syv PD, to PR og én afbrød forsøget. Under hele undersøgelsen døde tre af de patienter, som afbrød forsøget. Tre af dem med SD oplevede ikke PD, dog fik én med SD senere PD. Den ene af patienterne med PR, oplevede PD senere. 49 I den anden af de to undersøgelser med renalcellecarcinom deltog 20 patienter med metastatisk sygdom. Også i denne undersøgelse blev der anvendt modne DC, dog blev der her brugt et andet antigen, MUC1, samt PADRE-peptid. Vaccinationerne blev injiceret subkutant fire gange med to ugers mellemrum, derefter månedligt indtil progression. Efter femte DC-vaccination modtog patienterne yderligere tre injektioner ugentligt med en lav dosis af IL-2. Ved forsøgets start oplevede 17 af patienterne PD og én SD. Det kliniske respons blev målt: Ud af 16 patienter, som havde PD, oplevede fire SD, én MR, to PR, én CR, og ni ingen ændring. Én patient havde SD inden forsøget, og udfaldet var det samme efter forsøget. To patienter kunne ikke måles inden forsøget, men efter behandlingen havde den ene MR og den anden PD. Ud af de 16 patienter med PD overlevede ni, mens otte patienter døde. Den patient, som havde SD inden og efter forsøget, overlevede. De to patienter, som ikke kunne måles inden forsøget, og havde henholdsvis PD og MR, døde begge. Behandlingen var veltolereret uden alvorlige bivirkninger. 50 Colorectal cancer Otte personer blev udtaget til forsøget med colorectal cancer-patienter, og disse blev opdelt i to grupper med to patienter i den ene og seks patienter i den anden. I alt fik begge grupper tre intranodale injektioner med to ugers interval. Gruppen med seks personer modtog vaccinationer med modne autologe DC, og gruppen med to personer modtog vacciner med allogene, modne DC. Antigenerne anvendt til vaccinen bestod af tumorlysat og af recall-antigenerne, tetanustoksin-peptid og hepatitis B virus-peptider. Seks patienter viste IFN-γ-respons specifikt for en eller flere antigener. Tre viste respons for TT-pulserede DC ved en signifikant IFN-γ produktion. Af de personer, der modtog tumorlysat-pulserede DC, fik to øget IFN-γ-produktion, og fire fik øget IL-4-produktion. To patienter fik et øget antal tumorspecifikke T-celler og hos én patient var antallet mindsket. Én patient viste seks gange flere tumorspecifikke T-celler end før vaccination, dog faldt niveauet til det normale efter tredje vaccine. 26

29 To af patienterne behandlet med autologe DC fik en partiel stabilisering af karcinoembryalt antigen mellem vaccinationerne. To forsøgspersoner behandlet med allogene DC viste reduktion/stabilisering under og efter vaccinationsperioden af karcinoembryalt antigen-niveau. Otte patienter havde PD før og efter vaccinationerne. 51 Adenokarcinom En undersøgelse omhandlende DC-vaccination af metastatisk, malignt MUC-1 + adenokarcinom rekrutterede 10 patienter i aldersgruppen 33 til 70 år. Alle patienter udtrykte MUC-1. Tre af patienterne havde renalcellekarcinom, to havde mammacarcinom, to havde ovarie-/tuba uterina-cancer, og de sidste tre havde henholdsvis ikke-småcellet pulmonal cancer, koloncancer og oesophageal cancer. Otte af patienter havde stadie IV cancer, mens to patienter havde tilbagevendende uhelbredelige stadie III cancer. I undersøgelsen blev der anvendt modne DC, der havde fået påført MUC1 VNTR antigen. Injektionerne blev givet tre gange med tre ugers interval. To injektioner blev givet intradermalt og én blev givet subkutant. Den subkutane blev delt i 2-4 mindre doser. Undersøgelsen viste, at ni ud af ti forsøgspersoner fik et DTH respons på 1-2 cm på injektionsstedet timer efter anden eller tredje vaccination. Allerede efter første vaccination blev IFN-γ secernende T-celler hurtigt generet, og dette kunne ses to uger senere. Patienterne udviklede VTNR specifikke IFN-γ secernerende T-celler, enten to/fire uger efter første vaccination eller fire uger efter anden vaccination. Ni af de ti patienter viste et langtidsvarende IFN-γ-respons. Ingen af patienterne havde toksicitet relateret til vaccinen. Hos fire patienter var canceren stabil under forsøgsperioden. To af disse fire patienter havde før forsøget dokumenteret progressiv cancer. Seks af de ti patienter viste progressiv cancer under forsøgsperioden. De to af patienterne, som havde en klar progressiv sygdom ved staren af forsøget, havde en stabil sygdom efter den indledende terapi, fortsatte behandlingen og har begge ved artiklens udgivelse færdiggjort over tre års behandling. 52 Hepatocellulært karcinom En undersøgelse beskriver behandling med DC-vaccine til patienter med α-fetoprotein(afp)positiv hepatocellulært karcinom. 16 patienter var rekrutteret til forsøget, og ti kom i behandling. Patienterne var i alderen 36 til 72 år og var på sygdomsstadie III, IVa eller IVb. Ni af de ti patienters sygdom var tiltagende under rekrutteringsperioden. Vaccinen blev givet tre gange intradermalt med to ugers interval. Fire AFPpeptider blev pulseret på autologe modne DC. 53 Seks af ti patienter viste forhøjet, statistisk signifikant niveau af AFP-specifikke T-celler efter vaccinen. Yderligere fik seks patienter øget IFN-γ-producerende AFP-specifikt T-celle-respons. Én patient havde ingen tegn på sygdommen 35 måneder efter vaccinen, hvilket muligvis skyldes anden behandling modtaget før vaccinationen, og at patienten inden behandlingen havde nedadgående AFP-niveau. Denne patient fik tilbagefald efter de 35 måneder og døde. Ved den sidste follow-up-undersøgelse var alle patienterne døde grundet sygdomsprogression. 53 Ikke-småcellet pulmonal cancer En undersøgelse omhandlende DC-vaccine-behandling af ikke-småcellet pulmonal cancer undersøger virkningen hos 14 patienter. Syv patienter var på stadie I/II og havde undergået resektion og eventuelt adjuvant terapi inden vaccinerne. De resterende syv patienter var på stadie III og havde inoperabel cancer, som inden vaccinerne blev behandlet med kemoterapi og strålebehandling. 27

30 Autologe DC blev behandlet med allogene apoptotiske cancerceller med antigen-cellelinje Vaccinen blev givet intradermalt to gange med en måneds mellemrum. Ni patienter havde øgede lymfocytreaktioner, hvoraf de syv også viste øgede værdier ved baseline. Fire patienter oplevede tilbagefald. Fire patienter, der havde fået resektion, fik tilbagefald, hvoraf tre døde efter 2-7 måneder. Én patient med resektion, stadie I, havde knoglemetastaser efter vaccinerne, men modtog efterfølgende kemoterapi og var efter 14 måneder rask. To patienter med sygdomsstadie III, som havde immunologisk respons p vaccinen, havde en stabil sygdom måneder efter deres første kemo-/strålebehandling. Patienterne oplevede lette bivirkninger i form af mild rødme og induration i op til 24 timer efter injektion på injektionsstedet. 54 Undersøgelse af forskellige cancertyper I en undersøgelse var formålet at teste den immunologiske og kliniske effekt med DC pulseret med tumorlysat i vacciner. 15 patienter med fremskreden cancer (ti med melanom, to med ikke-småcellet pulmonal karcinom, én med mamma carcinom, én med renalcellekarcinom og én med malignt schwannom) blev undersøgt i denne undersøgelse. Modne DC blev ladet på tumorlysat og injiceret intravenøst. Behandlingen med tumorlysat blev gentaget hver 21. dag tre gange. Samtidig, ved hver DC-vaccine, fik patienterne injiceret IL-2, IFN-α og GM-CSF subkutant dagligt i ti dage. Alle patienterne var reaktive mod tumorlysatet, da behandlingen startede. 11 patienter havde DTH-respons. I alle tilfælde var induration til tumorlysatet + GM-CSF større end GM-CSF alene. To patienter (én med melanom og en med renalcellekarcinom) døde efter første DC-vaccine. I begge tilfælde skyldtes dette tumor-progression. Bivirkningerne var få, men fælles var det, at alle 15 patienter fik feber efter cytokin-injektionen. 11 patienter berettede om asteni. 55 I en lignende undersøgelse var formålet var at undersøge, hvor muligt og hvor sikkert det er at gennemføre vaccination med DC i patienter med fremskreden cancer. I undersøgelsen deltog 18 patienter med tilbagefald eller modstandsdygtig cancer. Modne DC blev også her tilført tumorlysat. De første to vaccinationer blev givet intradermalt til patienterne hver anden uge. Yderligere vaccinationer blev givet månedligt. Vaccinerne var veltolereret af alle patienter. Undersøgelsen viste en sammenhæng mellem klinisk og immunologisk respons. Otte patienter havde en positiv DHT-reaktion, mens ti havde negativt DTH-respons. Én patient døde på dag 104 af intrakranielle blødninger efter en transplantation

31 8. Diskussion I dette afsnit vil undersøgelserne blive sammenlignet og analyseret. Resultaterne vil blive diskuteret, både mht. mangler og virkninger, og i forbindelse hermed vil årsager og følger diskuteres. Et velomdiskuteret emne indenfor DC-vaccinen er, hvorvidt der skal benyttes modne eller umodne DC. I 13 ud af de i alt 21 undersøgelser er der anvendt modne DC. Sammenlignes undersøgelserne med modne og umodne DC, ses der ikke stor forskel i kliniske og immunologiske responser. Sammenligningen kunne måske have givet et andet udfald, hvis der i denne rapport havde været flere undersøgelser, som benyttede umodne DC, da antallet af undersøgelser med modne celler udgør ca. 2/3 af det samlede antal undersøgelser. Teoretisk set burde de modne celler være bedre til anvendelse i en cancer-vaccine, da de som nævnt har en højere ekspression af MHC I og II, forskellige adhæsionsproteiner, co-stimulatoriske molekyler og er effektive til at aktivere antigenspecifikke T-celler. 5 Derudover er modne DC mere effektive til at migrere til den drænende lymfeknude in vivo. 17 Umodne DC menes derudover at have en direkte rolle i etablering af tumortolerance. 21 Det er altså ikke muligt at klarlægge, hvilke DC, modne eller umodne, der er mest effektive til at præsentere tumorantigen for T-cellerne ud fra denne rapports resultatsammenfatning. Undersøgelserne benytter forskellige specifikke tumorantigener. Da der er flere undersøgelser med melanom og melana/mart-1 vil disse blive sammenlignet. Brugen af antigener i vaccinerne mod melanom viser, at tumorantigenet, MelanA/MART-1, er det mest anvendte (4/7 undersøgelser) Potentialet i dette tumorantigen er, at det er et melanom-specifikt antigen, som findes på overfladen af de fleste former for melanom. Dermed kan angrebet mod canceren igangsættes ved ekspression af MelanA/MART-1 på DC s overflade. Resultaterne viser, at i tre af de fire undersøgelser med MelanA/MART-1, udvikles et specifikt angreb mod tumorantigenet. 37, 39, 40 Dog viser ingen af de fire undersøgelser total remission. I én af undersøgelserne oplevede 10 af 13 patienter ingen sygdom efter 33 mdr. 40 Det skal dog hertil siges, at patienterne havde gennemgået resektion af primærtumoren inden vaccine-terapien, og at det ikke er muligt at forudsige, i hvilken sygdomstilstand de ville have været uden vaccination. Foruden de før nævnte tumorspecifikke antigener anvender undersøgelserne også mere bredspektrede antigener såsom tumorlysater og hele apoptotiske cancerceller. Fem af undersøgelserne poder DC med tumorlysater. 57 Ideen med tumorlysater er, at DC optager og præsenterer en bred vifte af tumorantigener, og at angrebet mod tumoren derved er optimeret i forhold til fremvisning af et enkelt tumorspecifikt antigen. Anvendelsen af tumorlysat i DC-vacciner har fundet sted indenfor flere cancerformer, herunder melanom, renalcellekarcinom og colorectal cancer. 42, 49, 51 Generelt modtager halvdelen af patienterne behandling med DC, der har optaget tumorlysat, et positivt immunrespons, eksempelvis i form af øget IFNγ-værdier, øget IL-4-produktion og positivt DTH-respons. 42, 49, 51, 55, 56 Det kliniske respons er imidlertid ikke overvældende, eftersom ingen af de involverede patienter meldes helbredte som resultat af vaccinerne. En anden metode til fremvisning af mange antigener på én gang på DC er ved optag af hele cancerceller, som ofte er apoptotiske. Ved brug af sådanne celler, sikres det, at DC optager adskillige specifikke tumorantigener og rammer specifikt og bredt. Resultaterne fra de i alt tre undersøgelser, der benytter denne metode, er dog ikke så succesfulde som forventet. På trods af resultater såsom øget DTH-respons og 29

32 IFN-γ-værdier er der ikke rapporteret om markant bedring hos patienterne. 37, 39, 53 Dog skal det tages i mente, at denne analyse kun bygger på tre undersøgelser, hvilket må siges ikke være tilstrækkeligt for en generalisering. Flere af de 21 undersøgelser benytter et eller flere adjuvant-antigener for at inducere et immunrespons for derved at kunne bedømme, om DC har aktiveret T-celler, og om immunsystemet er velfungerende. Som adjuvant antigen er anvendt recall-antigenet TT/PPD og KLH i i alt fire undersøgelser til det pågældende tumorantigen. 39, 40, 43, 51 Formålet er at inducere et immunrespons, som immunsystemet tidligere har reageret mod eller finder ukendt og derfor reagerer mod det. 21 Et eventuelt immunrespons bekræfter, at DC har været i stand til at aktivere T-celler og igangsætte en immunreaktion. Det skal dog bemærkes, at en sådan reaktion ikke siger noget om, hvorvidt tumorantigenerne er registreret og om T-cellerne har angrebet tumoren. Undersøgelserne viser, at patienterne i alle fire tilfælde viser antigenspecifikke immunresponser mod adjuvant antigenerne. 39, 40, 43, 51 Altså stemmer teori og praksis overens, og det bekræftes, at DC har været i stand til at præsentere antigener for T-celler. Resultatet siger derimod intet om, hvorvidt tumoren angribes af immunsystemets celler eller ej. Dog beretter nogle undersøgelser om tumorantigenspecifikke DTH-responser, hvilket bekræfter, at der er igangsat et angreb mod tumoren. Det skal også her bemærkes, at dette diskuteres ud fra relativt få undersøgelser, og at et større antal muligvis vil vise det modsatte. Et aspekt af cancerbehandling med DC-vaccinen er, at vaccinen ikke er en førsteprioritets-behandling, og at den derfor oftest bliver givet til meget syge patienter. I størstedelen af undersøgelserne er patienternes sygdom progressiv, i flere tilfælde metastaserende. Dette har sandsynligvis stor betydning for undersøgelsernes udfald. Det kan tænkes, at jo tidligere vaccine-behandlingen finder sted i sygdomsforløbet, jo bedre er prognosen. Årsagen til denne teori er viden om, at immunsystemet kan være svækket og kroppen afkræftet ved fremskreden cancer. Ydermere forekommer der ofte organskader og - svigt ved de sene cancerstadier. Altså er der sket store skader på kroppen, og situationen kan være uoprettelig. Over halvdelen af patienterne i de i alt 21 undersøgelser havde stadie IV cancer, og overlevelsen efter vaccine-behandlingerne var begrænset. Derimod viser en enkelt undersøgelse med melanom-patienter, stadie II, mere positive resultater. Her skete vaccinationerne efter resektion af primærtumoren, og 10 personer var raske efter 33 måneder. 40 Det kan ikke bekræftes, at vaccinen alene var årsag til disse resultater, da der ikke var en kontrolgruppe i undersøgelsen, men dette er dog en mulighed. Altså kan vaccinations-behandling med DC have potentiale som en mere anvendt behandling af cancer generelt i tidligere stadier denne mulighed skal dog understøttes af yderligere forskning. Selvom, det umiddelbart ligner gode resultater fra dette ene forsøg, skal overlevelsestiden opvejes i forhold til den prognose, patienterne ville have uden vaccine-behandlingen. Denne prognose oplyses sjældent i undersøgelserne, og det vides derfor ikke, om vaccinen ændrer prognosen. Det skal ydermere tages i betragtning, at der især, dog sjældent, ved malignt melanom og renalcellekarcinom ses spontan remission, og at immunresponser og kliniske responser kan være påvirket heraf, ikke kun af vaccinationerne. Selv ved metastaserende cancer er det dokumenteret, at komplet, spontan og vedvarende remission kan forekomme ved de to nævnte cancerformer. 5 Det er ikke klarlagt, hvilken injektionsvej der fører til den mest optimale DC-vaccination. Forskellige injektionsveje er blevet anvendt i de forskellige undersøgelser, eksempelvis intravenøs, intradermal, subkutan, intralymfatisk og intranodal injektion. Den optimale administrationsvej er til dags dato ikke 30

33 kendt, men andre studier har vist, at injektion af DC intravenøst resulterer i akkumulering i lungerne, leveren, milten og knoglemarven, mens DC injiceret subkutant eller intradermalt migrerer til lymfeknuderne. Derudover har indradermal injektion vist sig at inducere et immunrespons signifikant bedre end intranodal injektion. 21 I de 21 gennemgåede undersøgelser har vaccinerne været administreret intranodalt, intratumoralt, intradermalt, subkutant, intralymfatisk samt intravenøst. Langt de fleste vacciner er blevet givet intradermalt og subkutant (12/21 undersøgelser), og her er de gennemgående bivirkninger ved 37, 38, 40, 44- injektionsstedet rødme, lokal irritation og eksem, foruden DTH, som omtales senere i dette afsnit. 47, 50, 52-54, 56 Det tyder altså på, at DC-vaccination kan injiceres med milde bivirkninger som resultat, hvilket kan være til fordel for patienter, der i forvejen har gener fra deres cancersygdom. De mest omfattende immunresponser skete ved de intradermale og subkutane injektioner, hvilket stemmer overens med den teoretiske migration til lymfeknuderne og et relativt effektivt immunrespons ved denne administrationsvej. Derudover er der efter en SC injektion en mere robust T-celle respons. Immunresponserne er mange i de 21 undersøgelser. De hyppigste er øgede IFN-γ-værdier, DTH-responser samt antigenspecifikke T-celler, både mht. tumorantigener og adjuvante antigener. Dette er tankevækkende, da resultaterne antyder, at DC i vaccinerne har haft en stimulerende effekt på immunsystemets celler. Muligvis er også tumoren angrebet nogle metastaser forsvinder, og andre tumorer stabiliseres. Også her skal det huskes på, at der ikke findes evidens for, at dette skyldes vaccinen i sig selv. Tidligere og/eller supplerende behandlinger, spontan remission samt stabilitet i sygdommen kan føre til, at prognosen ikke er forværret efter vaccine-terapien. Ydermere viser én af undersøgelserne, at der hos melanom-patienter var forhøjede antigenspecifikke T-celle-værdier både før og efter vaccinationerne. 37 Altså kan det ikke påvises, at vaccinationerne havde en effekt på immunresponset. I en anden af undersøgelserne var der anvendt en DC-vaccine uden påladet tumorantigen, derimod blev der kunstigt induceret hypertermi ved at udsætte melanom-patienter for høje temperaturer. Immunresponset som resultat af dette er tankevækkende; der skete her en signifikant mindskning CD4 + CD25 + Treg-celler samt en øgning i Tc-celler. 41 Det interessante ved dette resultat er, at immunsystemet er blevet aktiveret til bekæmpelse af en infektion/cancer vha. øget antal Tc-celler og mindsket antal Treg-celler ved induktion af umodne DC. Det kliniske respons viste dog på længere sigt, at kun 7/18 patienter levede mere end 10 måneder. 41 Altså er denne behandling i sig selv ikke tilstrækkelig effektiv. Denne undersøgelse vækker imidlertid en tanke om, at en DC-vaccine plus en samtidig hæmning af Treg-celler har potentiale som cancervaccine. De hyppigste bivirkninger i de 21 undersøgelser er svage til moderate. Kortvarig feber, anæmi, ledsmerter og hudreaktioner er de bivirkninger, der går igen hos mange af patienterne. Dog er der ingen tilfælde af patienter, der måtte udgå af undersøgelsen på grund af bivirkninger. 31, 39-41, 44, 46, 48 Dette tyder på, at selv meget alvorligt syge patienter kan tåle DC-vaccinerne. Dermed er bivirkninger sandsynligvis ikke en hindring for brugen af DC-vacciner i fremtiden, som det eksempelvis er ved kemoterapi, hvor de mest almindelige bivirkninger er kvalme, opkastning, hårtab, myelosuppression, mucositis og træthed, som må siges at have stor indflydelse på patientens velvære. 12 I otte ud af 21 undersøgelser anvendes DTH-responset til at fastlægge immunresponsets størrelse. 28, 37, 40, 44, 47, 48, 52, 56 DTH-responset indikerer inflammatorisk aktivitet, er derfor ikke entydig i tilfælde, hvor andre antigener end tumorantigenet anvendes i DC-vaccinen. Altså skal det huskes i en analyse af 31

34 undersøgelsernes immunresponser, at DTH-responset kan forekomme af flere årsager, og at det ikke kan vides, hvilket antigen, DTH er en følge af, med mindre det er angivet i undersøgelsen. I undersøgelserne, hvor der udelukkende er tilsat tumorspecifikt antigen til DC-vaccinen, vil et eventuelt DTH-respons dog komme grundet reaktion mod tumorantigenet. Tumorspecifikt DTH-respons er tilfældet i tre af undersøgelserne, hvilket indikerer succesfuld aktivering af T-celler. 40, 43, 47 Usikkerheden omkring DTHresponset gør, at det sandsynligvis vil være en bedre målestok, hvis undersøgelserne benyttede prognosen før og efter behandlingen til at indikere den reelle virkning af vaccinerne. Generelt benytter undersøgelserne et positivt DTH-respons til at indikere, at DC-vaccinen til dels har virket. Det bliver imidlertid ofte ikke oplyst, på hvilke sygdomsstadier patienterne er efter behandlingen, hvilket ville have givet et mere optimalt billede på sygdomsudviklingen, prognosen og forbedringen. I nogle af undersøgelserne, oplever patienterne ingen eller meget små immunologiske responser. Dette kan skyldes T-celle-tolerance eller en immundysfunktion, som henholdsvis kan medføre, at T-cellerne ikke er så modtagelige overfor antigener, og at immunforsvarets funktion er forstyrret i et eller flere af de mange led af et tumorangreb. En anden grund til nedsat niveau af T-celler kan være, at thymus med alderen bliver omdannet til fedtvæv og derved ikke modner så mange T-celler. 10 En mulig metode til at modarbejde denne udvikling er ved at kombinationsbehandle med både DC og T-celler. Der ses en tendens til, at DC-vaccinen alene ikke er tilstrækkelig til at inducere et immunrespons. Derfor benytter nogle af undersøgelserne sig af supplerende behandlinger. I en enkelt undersøgelse er IL-2 blevet brugt som supplerende behandling. Dette gav god virkning administreret i høj dosis. Supplerende behandling med IL-2 har dog den ulempe, at patienterne ikke kan tåle den høje dosis og får bivirkninger i form af influenzalignende symptomer og derfor ofte må stoppe behandlingen. 55 En adaptiv immunterapi, som både inkluderer DC, lavere doser IL-2 og T-celler, vil muligvis kunne give en mere effektiv behandling end DC-vaccine alene. I et forsøg blev også IFN-α anvendt som supplerende behandling. Der foreligger dog ikke resultater på, om der er en virkning af IFN-α i undersøgelsen. 37 Teoretisk set har IFN-α mange gode virkninger så som at øge MHC I-ekspression på tumoren, men om dette kan overføres til en behandling af cancer, er endnu uvist. 5 Yderligere forskning er en nødvendighed for at afklare dette. Kemoterapi og kirurgi er også blevet forsøgt som supplerende behandling. 46, 54 Effektiviteten at dette fremgår imidlertid ikke af undersøgelserne, da der ikke skelnes mellem effektiviteten af DC-vaccine uden supplerende behandling og DC-vaccine inklusiv supplerende behandling. Kombinationen bidrager sandsynligvis til reduktion af cancerceller, og case-control studier, hvor DC-vaccination med og uden supplerende behandling sammenlignes, vil eventuelt kunne fastslå dette i fremtiden. 32

35 9. Konklusion Vaccine med DC som en immunterapi af cancer virker på mange områder lovende. Teorien bag mekanismen af DC gør, at disse celler ses som et stort potentiale i cancerbehandling. Flere kliniske forsøg viser da også, at et immunrespons kan opnås med en DC-vaccine. De kliniske resultater er imidlertid usikre, da det ikke kan fastslås, hvorvidt bedringen skyldes vaccinen eller andet, eksempelvis supplerende behandlinger, sygdomsstabilitet og i sjældne tilfælde, spontan remission. For at fastslå de kliniske forhold kræves flere undersøgelser, der følger patienternes sygdomsforløb i case-control studier. Derved kan virkningen af DC-vacciner udregnes statistisk og på den måde vil vaccinens effektivitet blive klarlagt. Undersøgelserne i denne rapport behandlede patienter på sene sygdomsstadier. Dermed kan det ikke afvises, at virkningen af DC-vaccine kan være bedre hos patienter med cancer på tidligere stadier. Forskning vil være nødvendig for at afklare dette. Effekten af DC-vacciner kan ikke generaliseres ud fra denne rapports resultatsammenfatning. En årsag hertil er, at patientgrupperne er forskellige, idet de har forskellige cancersygdomme og endvidere, at der er stor aldersspredning. Grundet forskellige cancersygdomme benytter undersøgelserne sig af forskellige antigener, hvilket ydermere er en hindring for en generalisering af de samlede resultater fra undersøgelserne. Konkrete konklusioner på området vil sandsynligvis kun være mulige, hvis behandling af en enkelt cancerform undersøges på et stort antal homologe patienter i et stort antal undersøgelser. På trods af, at resultaterne ikke er entydige, taler teorien samt flere af resultaterne for, at vacciner med modne DC, hvor antigenet påføres via et tumorlysat/hel, apoptotisk celle injiceret intradermalt eller subkutant, vil være et bud på elementerne i en fremtidig vaccine-behandling. Desuden tyder adjuvante antigener på at have en forstærkende effekt. Potentialet for vaccination med DC er til stede, men kun fremtidig forskning kan løfte sløret for, hvordan den optimale DC-vaccine skal udvikles. 33

36 10. Perspektivering På nuværende tidspunkt tyder vaccinationer med DC på at være fremtiden indenfor cancer-behandling, trods behovet for yderligere forskning på området. Kun fremtiden vil vise, hvor lang tid det vil tage at finde en meget effektiv vaccine, og hvorvidt der skal tilføjes elementer til behandlingen. En mulig forbedring af DC-vaccinen kan ske ved hjælp af proteinet, survivin. Survivin er til stede i store mængder på overfladen af cancerceller i forhold til normale, ikke muterede celler, hvilket skaber mulighed for at angribe tumoren via dette protein. Proteinet har mange funktioner, som repræsenterer cancercellers egenskaber, hvilket stemmer overens med over-ekspressionen hos cancerceller. Funktionerne af survivin er at inhibere apoptose og igangsætte mitose. Et højt niveau af survivin er linket til en dårlig prognose og resistens overfor kemoterapi og strålebehandling. En eventuel nedregulering af survivin på cancercellernes overflade vil derfor sandsynligvis betyde, at cancercellernes overlevelseskapacitet hæmmes væsentligt, hvilket gør survivin til et oplagt mål for vaccinationer mod cancer. Det, at langt de fleste cancertyper har en øget ekspression af survivin på overfladen, gør, at en vaccine med anti-survivin måske vil blive mere bredspektret i forhold til behandling af mange cancerpatienter. 58, 59 Allerede på nuværende tidspunkt er det blevet rapporteret, at inhibering af survivin, enten som enkeltterapi eller i kombination med andre terapier, øger tumor-apoptose og forstyrrer mitosen. 58 Det kan tænkes, at en cancervaccine skal indeholde mere end blot antigenspecifikke DC. Som nævnt hæmmer cancerceller adskillige komponenter af immunsystemet, hvorfor det sandsynligvis vil være fordelagtigt med en vaccine, der hjælper immunsystemet ad flere veje. Eksempelvis kan tilsættes specifikke T-celler til DC-vaccinen, så problemer med for få T-celler mindskes. Derudover forskes der også i at hæmme Treg-celler i deres inhibering af immunsystemets celler, så angrebet mod cancercellerne øges. Det er desuden blevet påvist, at immunterapi i kombination med anden behandling, for eksempel kemoterapi, skal ses som et must for at opnå bedre responser. 60 Som nævnt kan cancerceller udskille mikrovesikler med faktorer, der hæmmer immunsystemets celler. Farmakologisk indgriben i denne mekanisme ses som en mulig vej til at bekæmpe cancercellerne. Hæmmes cancercellerne i deres angreb på immunsystemet, vil de have dårligere overlevelsesmuligheder, da immunsystemet så vil være stærkere. Gennem en sådan intervention kan det forestilles, at DC og T-celler ikke hæmmes og dermed ikke tolererer cancercellerne. En metode til at udføre denne idé kan eventuelt bestå af protonpumpe-hæmmere, der vil forhindre exocytose af mikrovesiklerne med de, for immunsystemet, skadelige faktorer. 60 En anden metode, hvorpå cancerceller muligvis kan skades, er ved at hæmme cytotoksisk T-lymfocytrelateret protein (CTLA-4). CTLA-4 har den funktion at hæmme T-cellens aktivering. Hæmning af dette protein i en DC-vaccine kan muligvis føre til et øget immunrespons. Benyttes denne kombination ydermere med eksempelvis kemoterapi, vil resultaterne sandsynligvis være endnu bedre. 61 En anden strategi i cancer-immunterapi er at blokere anticancer-inflammatoriske signaleringsveje. Blandt de mulige er STAT3, som har vist sig at spille en fundamental rolle i immunresponset, særligt i forhold til tumorer. Det har vist sig, at STAT3 er aktivereret både i cancerceller og i immunceller, hvor denne signaleringsvej inhiberer stimulerende mediatiorer udtrykt på cellen, og derved forhindrer et antitumor- 34

37 respons. Prekliniske undersøgelser med en blokade af STAT3 har vist sig lovende som cancer-immunterapi, dog er ingen kliniske resultater tilgængelige på nuværende tidspunkt. 18 I det hele taget er det usikkert, præcis hvilken konstellation fremtidige, effektive DC-vacciner vil have. Kun videre forskning vil kunne give svar på dette. 35

38 11. Referencer 1. Vancouver (Numbered) System [cited; Available from: 2. bekæmpelse K. Kræft i tal [cited ]; Available from: b8462e0fb-c165-4fd9-aec3-9f83ee2e1205%7d&nroriginalurl=%2falt%2bom%2bkraeft%2ffakta%2bom%2bkraeft%2fkraeft%2bi%2 btal%2fkraeft%2bi%2btal%2ehtm%3fcategory%3d1&nrcachehint=guest&category=1#kraeft%20rammer 3. bekæmpelse K. Behandlingens mål [cited; Available from: 4. bekæmpelse K. Pakkeforløb [cited ]; Available from: 5. Agger R, Andersen V, Leslie G, Aasted B. Immunologi. 4th ed. Frederiksberg, Denmark: Biofolia; Andersen MH, Schmidt H, Gehl J, Maase Hvd, Straten Pt. Immunterapi af cancersygdomme. Ugeskrift for Læger Guyton AC, Hall JE. Textbook of Medical Physiology. 11th ed. Philadelphia, Pennsylvania: Elsevier Inc.; Department of pathology and microbiology [cited ]; Available from: med.sc.edu/2004-fac/wbowerspap.htm&usg= 53mg0XjGSlA44affZtWZGTvMPGA=&h=504&w=567&sz=56&hl=da&start=43&tbnid=F9RB 3bWMVSy3qM:&tbnh=119&tbnw=134&prev=/images%3Fq%3Ddendritic%2Bcell%26gbv%3D2%26ndsp%3 D20%26hl%3Dda%26sa%3DN%26start%3D40 9. encyklopædi G. Dendritiske celler [cited ]; Available from: eller 10. Fagordbøger G. Medicinsk ordbog. 1th ed: Nordisk Forlag A/S, Copenhagen; McCance KL, Huether SE. Pathophysiology: The Biologic Basis for Disease in Adults and Children. 5th ed. St. Louis, Missouri: Elsevier Mosby; Kumar P, Clark M. Clinical medicine. 6th ed: Elisevier Saunders; Stewart TJ, Greeneltch KM, Lutsiak MEC, Abrams SI. Immunological responses can have both pro- and antitumour effects: implications for immunotherapy. Expert Reviews in Molecular Medicine. 2007;9(04): Popov A, Schultze JL. IDO-expressing regulatory dendritic cells in cancer and chronic infection. J Mol Med Feb;86(2): Kyte JA. Kreftvaksiner. Tidsskrift for Den norske Legeforening ;126(22): de Visser KE, Eichten A, Coussens LM. Paradoxical roles of the immune system during cancer development. Nat Rev Cancer. 2006;6(1): Aarntzen EH, Figdor CG, Adema GJ, Punt CJ, de Vries IJ. Dendritic cell vaccination and immune monitoring. Cancer Immunol Immunother Oct;57(10): Simone Mocellin DN. Therapeutics targeting tumor immune escape: Towards the development of new generation anticancer vaccines. Medicinal Research Reviews. 2008;28(3): Bennaceur K, Chapman JA, Touraine JL, Portoukalian J. Immunosuppressive networks in the tumour environment and their effect in dendritic cells. Biochim Biophys Acta Jan;1795(1):

39 20. Matzinger P. The danger model: a renewed sense of self. Science Apr 12;296(5566): Engell-Noerregaard L, Hansen TH, Andersen MH, Thor Straten P, Svane IM. Review of clinical studies on dendritic cell-based vaccination of patients with malignant melanoma: assessment of correlation between clinical response and vaccine parameters. Cancer Immunol Immunother Jan;58(1): Langowski JL, Zhang X, Wu L, Mattson JD, Chen T, Smith K, et al. IL-23 promotes tumour incidence and growth. Nature. 2006;442(7101): Fredman P, Hedberg K, Brezicka T. Gangliosides as therapeutic targets for cancer. BioDrugs. 2003;17(3): Hwu P, Du MX, Lapointe R, Do M, Taylor MW, Young HA. Indoleamine 2,3-Dioxygenase Production by Human Dendritic Cells Results in the Inhibition of T Cell Proliferation. J Immunol April 1, 2000;164(7): Svane IM, Berntsen A, Trepiakas R, Pedersen AE. Dendritcellebaserede cancervacciner - klinisk anvendelse. Ugeskrift for Læger. 2006;168(14): Svane IM. Svar:. Ugeskrift for Læger. 2006;168(19): Gilboa E. DC-based cancer vaccines. J Clin Invest May;117(5): Adema GJ. Dendritic cells from bench to bedside and back. Immunol Lett Feb 21;122(2): Munksgaard. KLINISK ORDBOG. 16th ed. København: Munksgaard Danmark; Depino AM. Maternal Infection and the Offspring Brain. J Neurosci July 26, 2006;26(30): Rouas R, Lewalle P, El Ouriaghli F, Nowak B, Duvillier H, Martiat P. Poly(I:C) used for human dendritic cell maturation preserves their ability to secondarily secrete bioactive IL-12. Int Immunol May 1, 2004;16(5): Millan MJ. Descending control of pain. Progress in Neurobiology. 2002;66(6): Therasse P, Arbuck SG, Eisenhauer EA, Wanders J, Kaplan RS, Rubinstein L, et al. New Guidelines to Evaluate the Response to Treatment in Solid Tumors. J Natl Cancer Inst February 2, 2000;92(3): Yoshiaki Tsuchida PT. Response evaluation criteria in solid tumors (RECIST): New guidelines. Medical and Pediatric Oncology. 2001;37(1): Rasmussen F, Højgaard L, Kronborg O. Billeddiagnostik ved kræftsygdomme. Ugeskrift for læger. 2002;164(22): Jyonouchi H, Goldman KE. Delayed-type Hypersensitivity [cited ]; Available from: von Euw EM, Barrio MM, Furman D, Levy EM, Bianchini M, Peguillet I, et al. A phase I clinical study of vaccination of melanoma patients with dendritic cells loaded with allogeneic apoptotic/necrotic melanoma cells. Analysis of toxicity and immune response to the vaccine and of IL promoter genotype as predictor of disease progression. J Transl Med. 2008;6: Fay JW, Palucka AK, Paczesny S, Dhodapkar M, Johnston DA, Burkeholder S, et al. Long-term outcomes in patients with metastatic melanoma vaccinated with melanoma peptide-pulsed CD34(+) progenitor-derived dendritic cells. Cancer Immunol Immunother Oct;55(10): Lesimple T, Neidhard EM, Vignard V, Lefeuvre C, Adamski H, Labarriere N, et al. Immunologic and clinical effects of injecting mature peptide-loaded dendritic cells by intralymphatic and intranodal routes in metastatic melanoma patients. Clin Cancer Res Dec 15;12(24): Tuettenberg A, Becker C, Huter E, Knop J, Enk AH, Jonuleit H. Induction of strong and persistent MelanA/MART-1-specific immune responses by adjuvant dendritic cell-based vaccination of stage II melanoma patients. Int J Cancer May 15;118(10): Guo J, Zhu J, Sheng X, Wang X, Qu L, Han Y, et al. Intratumoral injection of dendritic cells in combination with local hyperthermia induces systemic antitumor effect in patients with advanced melanoma. Int J Cancer Jun 1;120(11):

40 42. Bercovici N, Haicheur N, Massicard S, Vernel-Pauillac F, Adotevi O, Landais D, et al. Analysis and characterization of antitumor T-cell response after administration of dendritic cells loaded with allogeneic tumor lysate to metastatic melanoma patients. J Immunother Jan;31(1): Curti A, Tosi P, Comoli P, Terragna C, Ferri E, Cellini C, et al. Phase I/II clinical trial of sequential subcutaneous and intravenous delivery of dendritic cell vaccination for refractory multiple myeloma using patient-specific tumour idiotype protein or idiotype (VDJ)-derived class I-restricted peptides. Br J Haematol Nov;139(3): Westermann J, Kopp J, van Lessen A, Hecker AC, Baskaynak G, le Coutre P, et al. Vaccination with autologous non-irradiated dendritic cells in patients with bcr/abl+ chronic myeloid leukaemia. Br J Haematol May;137(4): Wei Y, Sticca RP, Holmes LM, Burgin KE, Li J, Williamson J, et al. Dendritoma vaccination combined with low dose interleukin-2 in metastatic melanoma patients induced immunological and clinical responses. Int J Oncol Mar;28(3): Roddie H, Klammer M, Thomas C, Thomson R, Atkinson A, Sproul A, et al. Phase I/II study of vaccination with dendritic-like leukaemia cells for the immunotherapy of acute myeloid leukaemia. Br J Haematol Apr;133(2): Thomas-Kaskel AK, Zeiser R, Jochim R, Robbel C, Schultze-Seemann W, Waller CF, et al. Vaccination of advanced prostate cancer patients with PSCA and PSA peptide-loaded dendritic cells induces DTH responses that correlate with superior overall survival. Int J Cancer Nov 15;119(10): Hildenbrand B, Sauer B, Kalis O, Stoll C, Freudenberg MA, Niedermann G, et al. Immunotherapy of patients with hormone-refractory prostate carcinoma pre-treated with interferongamma and vaccinated with autologous PSA-peptide loaded dendritic cells--a pilot study. Prostate Apr 1;67(5): Avigan DE, Vasir B, George DJ, Oh WK, Atkins MB, McDermott DF, et al. Phase I/II study of vaccination with electrofused allogeneic dendritic cells/autologous tumor-derived cells in patients with stage IV renal cell carcinoma. J Immunother Oct;30(7): Wierecky J, Muller MR, Wirths S, Halder-Oehler E, Dorfel D, Schmidt SM, et al. Immunologic and clinical responses after vaccinations with peptide-pulsed dendritic cells in metastatic renal cancer patients. Cancer Res Jun 1;66(11): Tamir A, Basagila E, Kagahzian A, Jiao L, Jensen S, Nicholls J, et al. Induction of tumor-specific T-cell responses by vaccination with tumor lysate-loaded dendritic cells in colorectal cancer patients with carcinoembryonic-antigen positive tumors. Cancer Immunol Immunother Dec;56(12): Loveland BE, Zhao A, White S, Gan H, Hamilton K, Xing PX, et al. Mannan-MUC1-pulsed dendritic cell immunotherapy: a phase I trial in patients with adenocarcinoma. Clin Cancer Res Feb 1;12(3 Pt 1): Butterfield LH, Ribas A, Dissette VB, Lee Y, Yang JQ, De la Rocha P, et al. A phase I/II trial testing immunization of hepatocellular carcinoma patients with dendritic cells pulsed with four alphafetoprotein peptides. Clin Cancer Res May 1;12(9): Hirschowitz EA, Foody T, Hidalgo GE, Yannelli JR. Immunization of NSCLC patients with antigen-pulsed immature autologous dendritic cells. Lung Cancer Sep;57(3): Mayordomo JI, Andres R, Isla MD, Murillo L, Cajal R, Yubero A, et al. Results of a pilot trial of immunotherapy with dendritic cells pulsed with autologous tumor lysates in patients with advanced cancer. Tumori Jan-Feb;93(1): Ovali E, Dikmen T, Sonmez M, Yilmaz M, Unal A, Dalbasti T, et al. Active immunotherapy for cancer patients using tumor lysate pulsed dendritic cell vaccine: a safety study. J Exp Clin Cancer Res Jun;26(2): Burgdorf SK, Claësson MH, Rosenberg J. Dendritcellebaseret cancervaccine. Ugeskrift for læger. 2006;168(14): Yamamoto H, Ngan CY, Monden M. Cancer cells survive with survivin. Cancer Sci Sep;99(9):

41 59. Sorensen RB, Svane IM, Straten PT, Andersen MH. A survivin specific T-cell clone from a breast cancer patient display universal tumor cell lysis. Cancer Biol Ther Dec;7(12): Iero M, Valenti R, Huber V, Filipazzi P, Parmiani G, Fais S, et al. Tumour-released exosomes and their implications in cancer immunity. Cell Death Differ. 2007;15(1): Ribas A, Glaspy JA, Lee Y, Dissette VB, Seja E, Vu HT, et al. Role of dendritic cell phenotype, determinant spreading, and negative costimulatory blockade in dendritic cell-based melanoma immunotherapy. J Immunother Sep-Oct;27(5): Wen T, Bukczynski J, Watts TH. 4-1BB ligand-mediated costimulation of human T cells induces CD4 and CD8 T cell expansion, cytokine production, and the development of cytolytic effector function. J Immunol May 15;168(10): Gyldendal. elektroporering [cited; Available from: %A6rbiologi/elektroporering?highlight=Elektroporation 64. Katzung BG. Basic and clinical pharmacology. 10th ed: McGraw Hill Medical; Allan N. The Autonomic Nervous System. [cited; Available from: Wu T, Hering B, Kirchof N, Sutherland D, Yagita H, Guo Z. The effect of OX40/OX40L and CD27/CD70 pathways on allogeneic islet graft rejection. Transplantation Proceedings. 2001;33(1-2): Nørby S, Nielsen PKA. Medicinsk Genetik: FADL's forlag Aktieselskab; Ressing ME, van Driel WJ, Brandt RM, Kenter GG, de Jong JH, Bauknecht T, et al. Detection of T helper responses, but not of human papillomavirus-specific cytotoxic T lymphocyte responses, after peptide vaccination of patients with cervical carcinoma. J Immunother Mar-Apr;23(2): gp100 antigen. [cited; Available from: MAGE-3 antigen [cited; Available from: Osada T, Clay T, Hobeika A, Lyerly HK, Morse MA. NK cell activation by dendritic cell vaccine: a mechanism of action for clinical activity. Cancer Immunol Immunother Sep;55(9): center Um. melanoma of the skin [cited; Available from: 39

42 Appendix A. Ordforklaringer og forkortelser Denne ordforklaring og oversigt over forkortelserne anvendt i rapporten er udarbejdet ved hjælp af Medicinsk Ordbog, Klinisk Ordbog samt 10, 12, 27, 29, 38, 40, 50, kilder anvendt i selve rapporten , Talord 1650: Adenokarcinom-antigen-cellelinje, der blandt andet udtrykker karcinoembryalt antigen og har overekspression af survivin. 4-1BBL: Er udtrykt på aktiverede APC og er en ligand for 4-1BB (CD137). Er udtrykt på aktiverede T-celler. Tilstedeværelsen 4-1BBL på APC fører til øget ekspansion, cytokin-produktion og udvikling af effektor-funktionen af T-celler. A C CCR7: Kemokin receptor på DC. Receptoren er specifik for kemokiner særligt udtrykt i T- cellezonen i sekundært lymfoidt væv. CD4: Overfladeantigen, markør for Th-celler og receptor for MHC II. CD8: Overfladeantigen, markør for Tc-celler og receptor for MHC I. D Adjuvant terapi: Støttebehandling, supplerende cancerbehandling, eksempelvis kemoterapi. AFP: Alfaføtoprotein, et selvprotein udtrykt af den føtale lever. Er endvidere opreguleret i hepatocellulært karcinom. Allogen: Noget af samme struktur stammende fra et andet individ af samme art. Antigen-cellelinje: En familie af celler med samme antigen. APC: Antigenpræsenterende celle. Asteni: Træthed/kraftesløshed. Autolog: Fra samme individ. B Bcr/alb + : Gen, som findes hos patienter med kronisk myeloid leukæmi. DC: Dendritisk celle. DC-Vaccine: Vaccine bestående af dendritiske celler, som kan være antigenspecifikke. Deletion: Tab af en eller flere baser i kromosomet, så dette bliver defekt. Kan ske ved mutation. De novo syntese: En syntese, der starter fra ny. DTH: Delayed type hypersensitivity. E Effektorcelle: Ofte T-celle, der efter at være udsat for et antigen uddifferentierer til enten Tccelle eller Th-celle. Er i stand til at udløse cellemedieret immunreaktion, DTH. Elektroporation: Metode benyttet til blandt andet at overføre gener (DNA) til levende celler, ved at udsætte celler for et højvolts elektrisk felt. Endogenetisk: Noget, som er opstået i organismen selv. 40

43 Erytem: Diffus rødme. G GM-CSF: Granulocyt-makrofag-kolonistimulerende faktor. Gp-100: Et peptid karakteristisk for melanom. Kan stimulere Tc-celler. H Hæmopoetisk stamcelle: Stamceller til blodceller. I IL-2: Interleukin-2, central T-celle aktiverende faktor med kraftig stimulerende effekt på NK- og Tc-celler. Virker proliferativt og/eller differentierende på T-, B- og NK-celler. IL-12: Interleukin-12, fremmer blandt andet differentieringen af Tc-celler til effektorceller og øger både NK- og Tc-cellers evne til drab. IL-4: interleukin-4, virker blandt andet aktiverende på B-celler og standser produktionen af IFN-γ og IL-2 fra Th-1-celler. IL-10: Interleukin-10, inhibition af andre cellers cytokin-prodution. IL-1β: Interleukin-1β, virker aktiverende på T- celler og makrofager og er feber-fremkaldende. Imatinib: Medikament til behandling af kronisk myeloid leukæmi. Immunogen: Et stofs evne til at fremkalde et immunrespons. Insertion: Et kromosomsegment fra et kromosom, som bliver indsat i et andet kromosom. Kan ske ved mutation. K Karcinoembryalt antigen: Et glykoprotein og antigen, som dannes fra kolonslimhinden. Har normalt været til stede under fosterstadiet. Kan imidlertid opstå på ny hos cancerceller. Karcinogen: Kræftfremkaldende stof. kda: Kilodalton. Kemokin receptor: Receptor for et kemokin, stof/cytokin, der får celler til at migrere hen imod sig. KLH: Keyhole limpet hemocynin. Knock-out mus: Mus der ved genteknologiske metoder har fået ødelagt et givende gen, så der ikke længere udrykkes et funktionelt genprodukt. L Leukaferese-apparat: Et apparat til fjernelse af hvide blodlegemer fra tappet blod som siden tilbageføres til giveren. Licensering: Når en moden antigen-ladet DC undergår ydereligere aktivering efter at have nået lymfeknuden. M MAGE-3: Et peptid karakteristisk for melanom. Ikke udtrykt på normale celler. MCC: Multicytokin cocktail. MDSC: Myeloidt deriverede suppressor celler. MelanA/MART-1: Et peptid karakteristisk for melanom. MHC: Major histocompatibility complex. Inddeles i klasse I og klasse II Mikrobe: Er en mikroorganisme, især bakterier. Mikrobiel: Noget, som gælder eller har sammenhæng med mikroorganismer. Mikroinjektion: En injektion, der foregår under et mikroskop med en meget tynd pipette. 41

44 MUC1: Et antigen udtrykt i øget mængde på forskellige epithel- cancerformer, herunder brystcancer, koloncancer, renalcellekarcinom og pulmonal cancer. Mucositis: Inflammation af den mukøse membran. Myelosuppression: Supression af knoglemarven. N NA17-A: Et antigen-protein karakteristisk for melanom. Kan aktivere Tc-celler. Udtrykkes ikke på normale cellers overflade. NK-celle: Natural killer celle. Nøgne mus: Mus født uden thymus og uden behåring. O Onkogen: Et arveanlæg, hvis genprodukt kan medføre cancerudvikling. Opstår ved mutation af et proto-onkogen. OX40L: Også kaldet CD134L. Udtrykkes på B- celler og DC. OX40L er ligand for OX40, som udtrykkes på aktiverede T-celler. Reaktionen mellem OX40/OX40L kan give en CD28- afhængig co-stimulatorisk vej, som driver antigenspecifikke T-celler til proliferation, fremmer B-celleproliferation, antistofsekretion og antitumorimmuniteten. P PADRE-peptid: Peptid med epitop for Th-celler. Binder med høj affinitet til MHC-molekyler. Er meget immunogent og kan inducere proliferation af lymfocytter. Perforin: Et protein fra Tc-celler med den funktion at perforere cellemembranen på skadelige celler, så Tc-celler kan fuldføre deres opgave. Poly:C: Et syntetisk fremstillet RNA, som stimulerer antivirus-aktiviteter i det medfødte immunsystem, herunder cytokin-produktion og feber. Polymorfi: En afvigende variation i cellers og cellekerners form, størrelse og farvbarhed fra det normale. PPD: Afledt renset protein (af engelsk; purified protein derivative). Proliferation: Spredning, udbredelse eller vækst. PSA: Prostata-specifikt antigen. PSCA: Prostata-stamcelle-antigen. S Schwannom: En normal godartet nervesvulst, udgået fra den Schwannske celle. SMC: Standard modningscocktail. Substitution: En erstatning. Ved mutation kan nogle basepar i DNA erstattes af andre. T Tc-celle: Cytotoksisk T-celle. TCR: T-celle-receptor. Telomer: Endepartierne på et kromosom med specielle egenskaber. Telomerase: Et enzym, som er virksomt ved DNAreplikation i celler. Ved aldring kan enzymmangel føre til, at kromosomerne bliver kortere og DNAinformation går tabt. Ved overskud af enzymer er svulstvækst en risiko. TGF-β: Transforming growth factor-β. Th-celle: Hjælper T-celle. Th-1: Hjælper T-celle, der blandt andet producerer IL-2, IFN-γ og TNF-β. Th-1 inducerer og opretholder cytotoksiske reaktioner og immunresponser, der involverer makrofager. 42

45 Th-2: Hjælper T-celle, der blandt andet producerer IL-4, IL-5, IL-9, IL-10 og IL-13. Denne produktion påvirker B-celler, så hovedvægten af immunresponset bliver lagt på antistoffer og virker hæmmende på forskellige aspekter af den cellulære immunreaktion. TNF: Tumornekrosefaktor. Treg-celle: Regulatoriske T-celler. Trombocytose: Forøget forekomst af blodplader i blodet. TT: Tetanustoksin. Stof, som forårsager stivkrampe. Tumorangiogenese: Karvækst i tumor. Tumorlysat: Opløsning fra tumorcelle, der er resultat af en sprængning. Tumor-suppressor gen: Et gen, der nedsætter celledeling, reparerer DNA-fejl og igangsætter apoptose. Tyrosinase: Et enzym, der deltager i dannelsen af dihydroxyphenylalanin ud fra tyrosin, som kan videreomdannes til blandt andet melanin. V VNTR: Variable Number of Tandem Repeats. DNA-markør. 43

46 Appendix B Cancertype Melanom 37 Antal forsøgspersoner + (alder) DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons 16 (17-60 år, gennemsnitsalder 42 år) Umodne DC, PBMC (fagocytose af apoptotiske, nekrotiske cancerceller med bla. MelanA/MART-1 og gp100 antigener) ID. 4 injektioner med to ugers interval. 1 patient med stadie IIc, 8 med stadie III, 7 med stadie IV. Øget DTH hos alle patienter. 5 havde antigenspecifikke CD8+ T-celler før og efter vaccination, 1 havde forhøjede værdier før og efter. 2 havde øget forekomst af antigenspecifikke (MelanA/MART-1 og gp100) CD8+ T-celler efter vaccinerne. Klinisk respons - Bivirkninger - Supplerende behandling 7/8 stadie III patienter modtog IFN-α-behandling før studiet. Cancertype Melanom (Metastatisk) 41 Antal forsøgspersoner + (alder) 2 grp. á 9 DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Umodne DC (intet antigen, feber induceret v. opvarmning.) IT injiceret. En behandling foregår over 28 dage, hvor patienten får 3 gange injektion på dag 7, 9 og 11. Max 2 behandlinger. Sygdomsstadie - Immunrespons Klinisk respons Bivirkninger Signifikant mindskning af CD4 + CD25 + Treg i forhold til pre- og postbehandlingen med LHT+IT-DC, hvorimod der ingen signifikans i behandlingen med IT-DC. CD8 + CD28 + Tc-celler viser en signifikant øgning fra pre til post i både behandling med LHT+IT-DC og IT-DC. Der blev målet to slags kliniske respons: lokal respons, som blev foretaget i forbindelse med selve forsøget, og det kliniske respons på sigt. Lokal respons: (LHT + IT-DC ) 1 CR, 4 SD, 3 PR og 1 PD (IT-DC), 5 SD, 1 PR og 3 PD Klinisk respons på sigt: (LHT + IT-DC) 4 SD, 3 PR og 2 PD (IT-DC), 3 SD, 1 PR og 4 PD. Antal af patienter som levede over 10 mdr. med LHT + IT-DC var 5 (GA: 50) hvor patienter med IT-DC som levede over 10 mdr var 2/9 (GA: 52) Lymfopeni, feber, svedeture, opkast, utilpashed, leukopeni, anæmi, smerte ved injektionsstedet, svimmel og vitiligo. Supplerende behandling - Cancertype Melanom (Metastatisk) 38 Antal forsøgspersoner + (alder) 18 (37-73 år) DC-type + (antigen) CD34 + monocytter. MART-1/MelanA, tyrosinase, MAGE-3 og gp 100 Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie SC. 4 vacciner, én hver 14. dag. Derefter en vaccine hver måned i 4 måneder. IV 44

47 Immunrespons 13 positive IFN-γ-responser for mindst 2 af melanom-peptiderne efter 4 vacciner. Klinisk respons - Bivirkninger - Supplerende behandling - Cancertype Melanom (Metastatisk) 45 Antal forsøgspersoner + (alder) 10 DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons Autologe DC fusioneret med autologe cancerceller + IL-2. SC. Første dag injektion af DC. Dagen efter IL- 2 med stigende dosis i 5 dage. DC-vacc. hver 3. måned, max 5 vacc. I- IV 8 udviste øget IFN-γ-værdier. Klinisk respons - Bivirkninger - Supplerende behandling - Cancertype Melanom (Metastatisk) 42 Antal forsøgspersoner + (alder) 40 DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons Umodne DC (Tumorlysat) SC og ID. 6 vacc. over 4 uger. IV 16 fik immunrespons til tumorcellelysat. Klinisk respons - Bivirkninger - Supplerende behandling - Cancertype Melanom 40 Antal forsøgspersoner + (alder) 13 /15 DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons Modne DC (MelanA/MART-1 + recall antigen TT/PPD). ID. 6 vacc. med 14-dags interval. II Øgede recall-antigen-specifikke Th-responser. Hos 9 forekom MelanA/MART-1-specifikke Tc-celler resulterende i øget antal hukommelsesceller. Vaccinationen inducerede derudover tumor-antigenspecifik DTH hos størstedelen af patienter, der kunne registreres 12 mdr. efter sidste vacc. Klinisk respons 10 raske efter 33 mdr. 2 udviklede metastaser i lymfeknuder indenfor 3 mdr. efter sidste vacc. 1 havde aksillær lymfeknude-metastase under vacc. 45

48 Bivirkninger Supplerende behandling Ingen alvorlige let hævede lymfekirtler hos 4. Eksantem hos 5. Feber pga. recall antigen TT. Vaccinen var en adjuvant terapi brugt efter resektion af primærtumoren. Cancertype Melanom, metastatisk 39 Antal forsøgspersoner + (alder) 14 DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons Modne DC (MelanA/MART-1 og NA17-A). Uge 0: Én IL injektion. Uge 4 og 8: Fire IN injektioner. M 1a/M 1b/M 1c 6 havde positiv respons mod NA17-A. 4 respons mod KLH. 3 respons mod MelanA/MART-1. 2 havde øget forekomst af NA17-A-spefikke T-celler. Klinisk respons 2 patienter stabiliseredes. 3 patienter i live efter 30, 39 og 48 mdr. Gennemsnits-overlevelse: 10,5 mdr. Bivirkninger Feber, kuldegysninger, hudreaktioner (rødme, inflammation, nældefeber, hævelse) i forbindelse med injektionerne. Supplerende behandling - Cancertype Myelom, multipel 43 Antal forsøgspersoner + (alder) 15 DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons Klinisk respons Bivirkninger Modne DC, CD14 + PBMC (6/15 helt idiotype- (Id) protein. 9/15 peptid fra id + KLH). 3 SC + 2 IV af øget DC doser. 1 injektion med 2 ugers intervaller. Ia, IIa, IIIa KLH-specifikt antigenrespons. 10 viste KLH-specifikt T-celle proliferativt respons (>50 % forøgelse i forhold til baseline ). 9/15 viste øget konc. af cirkulerende KLH-specifikke IFN-γ-secernerende T- celler efter 3. vacc. T-celle-respons var målbart efter 1 vacc. og toppede efter 3. vacc. Derefter faldende. 4 viste Id-positiv DTH-test. 8 viste Id-specifik T-celle-proliferation-respons. 8 havde øget Idspecifikke IFN-γ-secernerende T-celler. 7 SD, 1PR, 7 PD Lokal erytem ved højeste doser givet SC. Supplerende behandling - Cancertype Myelom, akut myeloid 46 Antal forsøgspersoner + (alder) 5/22 DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons Klinisk respons Dendritlignende celler differentieret fra leukæmiceller. SC. 4 eskalerende doser med ugentlige intervaller. Komplet remission. Minimalt eller manglende DTH-respons. 4/5 havde målbare antileukæmiske Tc-celler indenfor overvågningsperioden. 2 CR og 3 PD. 2/5 havde kliniske tilbagefald af leukæmi kort efter vaccinationens start. 46

49 Bivirkninger Supplerende behandling 1/5 fik gentagen eksem. Efter udtagning af cellerne blev forsøgspersonerne behandlet med intensiv kemoterapi. Cancertype Renalcellekarcinom, metastatisk 49 Antal forsøgspersoner + (alder) DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons 20/30 (gennemsnitsalder 57 år) Allogene modne DC (tumorlysat). IV. 3 vaccinationer med 6 ugers interval. IV 10 havde mindst dobbelt forøgelse i % af CD4+ og/eller CD8+ T-celle-ekspression af IFN-γ. Klinisk respons - Bivirkninger - Supplerende behandling - Cancertype Renalcellekarcinom, metastatisk 50 Antal forsøgspersoner + (alder) DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner 20 (35-77 år) Modne DC (MUC1 og PADRE peptid). SC. Hver anden uge, 4 gange. Derefter gentaget månedligt indtil progression (ved patienter med tumor-reggression). Efter 5. DC-injektion modtog patienterne yderligere 3 injektioner ugentligt af lavdosis IL-2. Sygdomsstadie - Immunrespons Klinisk respons Hos 10 patienter forekom PADRE-peptid-specifikke t-celler. Hos 11 patienter igangsættelse af MUC1- rettet respons. Øget antigen-specifik Tc-cellerespons. Igangsættelsen af et immunrespons til MUC1 var signifikant højere i den gruppe af patienter, som reagerede på behandlingen med stabil sygdom eller svind af metastase læsion. 16 patienter gennemførte de første 4 vacc. 3 patienter blev fjernet fra forsøget efter 2. vacc. grundet hurtig progressiv sygdom. 1 patient opnåede tredjegradsanæmi efter 2. vacc. Hos 6 patienter blev der observeret tilbagegang af metastaselæsioner. En patient havde fuldstændig tilbagegang af alle lungemetastaser. 1 CR, 2 PR, 2 MR og 1 PD. De resterende 10 viste fremgang efter 4 vaccinationer. Varighed af respons > 18 mdr. Bivirkninger - Supplerende behandling - Cancertype Colorectal cancer 51 Antal forsøgspersoner + (alder) 8 DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner 6 patienter fik modne autologe DC. 2 patienter fik modne allogene DC (tumorlysat med tetanustoksin, hepatitis B virus-peptider). 3 IN vacc. med 2 ugers intervaller Sygdomsstadie - Immunrespons 6 viste IFN-γ-respons specifikt for en eller flere antigener. 3 viste respons mod TT-pulserede DC, med signifikant IFN-γ-produktion. Tumorlysat-pulserede DC =>2 fik IFN-γ-produktion, 4 fik øget IL-4 47

50 produktion. 2 fik en øget procent af tumorspecifikke T-celler og hos 1 patient var antallet mindsket. 1 viste 6 gange flere tumorspecifikke T-celler end før vacc. Efter 3. vacc. var niveauet faldet til normalt. Klinisk respons 2 partiel stabilisering af karcinoembryonisk antigen (CEA) mellem vaccinationerne (dem med autologe DC). 2 med allogene DC viste reduktion/stabilisering under/efter vaccinationsperioden I CEA-niveau. 8 PD før og efter vaccination. Bivirkninger - Supplerende behandling - Cancertype Colorectal cancer, pulmonal cancer og urachal adenokarcinom 71 Antal forsøgspersoner + (alder) 9 /14 DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Modne ((rfcea(6d)-tricom) som indeholder gener for human CEA). Patienterne gennemgik en eller to cyklusser. En cyklus bestod af 3 gange vaccinationer med 3 ugers interval. Sygdomsstadie - Immunrespons Klinisk respons 3 oplevede et fald i NK-aktiviteten, mens 4 oplevede en forøgelse af NK-aktiviteten. Det gennemsnitlige T-celle-respons var efter forsøget øget. 4 PD (3 dalende progression), 5 SD/NED (en havde ingen forandringer, og 4 havde øget stabilitet) Bivirkninger - Supplerende behandling - Cancertype Pulmonal cancer 54 Antal forsøgspersoner + (alder) 14 DC-type + (antigen) Umodne autologe. DC blev behandlet med allogene apoptotiske cancerceller (med antigenet 1650). Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons Klinisk respons Bivirkninger Supplerende behandling ID. 2 vacciner med en måneds mellemrum. 7 stadie I/II, og 7 stadie III. 9 patienter havde øgede lymfocyt-reaktioner, hvoraf de 7 også viste øgede værdier ved baseline. 4 patienter oplevede tilbagefald. 4 stadie III patienter, der fik resektion, fik tilbagefald, hvoraf 3 døde efter 2-7 mdr. Én med resektion, stadie I havde knoglemetastaser efter behandlingen, men modtog efterfølgende kemoterapi og var efter 14 mdr. rask. Mild rødme og induration i op til 24 timer efter injektion på injektionsstedet. 7 undergik kirurgisk fjernelse (stadie I/II) med eller uden adjuvant terapi inden behandlingen. 7 med ufjernbar stadie III var blevet behandlet med kemo-stråling. Cancertype Prostatacancer 47 Antal forsøgspersoner + (alder) DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner 12 (gennemsnitsalder 69,5år). Modne (PSCA og CPP-PSCA). SC 4 gange med 2 ugers interval. Sygdomsstadie - 48

51 Immunrespons Fem patienter fik en positiv DTH-reaktion til et eller flere antigener under vaccine. Den gennemsnitlige overlevelsestid hos patienter, som fik et positivt DTH-respons var 22 mdr., hvilket var højere ift. de resterende patienter, hvis overlevelsestid i gennemsnit var 8 mdr. Klinisk respons Bivirkninger - PSCA: 4 SD og 2 PD. CPP-PSCA: 2 SD og 4 PD Supplerende behandling - Cancertype Prostatacancer, hormon-behandlingsresistent 48 Antal forsøgspersoner + (alder) 12/15 (42 71år) DC-type + (antigen) Modne (PSA 1, 2 og 3) Injektionsvej + antal injektioner IC. Vacc. 4 gange med 3 ugers interval Sygdomsstadie - Immunrespons Klinisk respons Bivirkninger DTH: 1. vacc: Alle N. 2. vacc: 5xN, 4xWR, 2xP og 1xSP. 3. vacc: 2xN, 3xWR, 5xP og 2xSP. 4. vacc: 2xN, 1xWR, 5xP og 4xSP. (N(negativ), WR(weak positiv), P(positiv), SP(stærk positiv)) 1 MR, 1 PR, 6 PD 4 SD Feber, træthed, reaktion ved injektion stedet, knoglesmerte, ledsmerter, abdominal smerte, anæmi. Supplerende behandling - Cancertype Adenokarcinom (Metastatisk MUC1 + ) 52 Antal forsøgspersoner + (alder) DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons Klinisk respons 10 (33-70 år) Moden (MUC1 VNTR) ID og SC. 3 injektioner pr. gang (2 ID og 1 SC fordelt på 2-4 injektionssteder). Vacc. hver 3. uge. 8 med stadie IV cancer og 2 med tilbagevendende, uhelbredelig stadie III cancer. 9/10 fik DTH-respons. IFN-γ-secernerende T-celler blev hurtigt genereret i alle 10 patienter efter vacc. 9 patienter viste langtidsvarende IFN-γ-responser. 4 SD og 6 PD Bivirkninger - Supplerende behandling - Cancertype Hepatocellulært karcinom 53 Antal forsøgspersoner + (alder) DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons Klinisk respons 10/16 (36-72 år) Modne (Fire α-fetoprotein-peptider (AFP)) ID 3 gange med 2 uges interval. III, IVa el. IVb. 6/10 havde øget, AFP-specifik IFN-γ produktion. 6/10 havde AFP-specifikke T-celler. 9 PD, 1 NED 49

52 Bivirkninger - Supplerende behandling - Cancertype Leukæmi, myeloid bcr/abl+, kronisk 44 Antal forsøgspersoner + (alder) 10/11 DC-type + (antigen) - Injektionsvej + antal injektioner SC på dag 1, 2, 8 og 21. Øget antal DC pr. injektion. Sygdomsstadie - Immunrespons Klinisk respons Bivirkninger Supplerende behandling DTH-reaktion efter 3. eller 4. vacc. viste specifikt T-celle-respons mod leukæmi-associerede peptider. 6 SD, 2 PD. 3 viste minimal cytogenetisk respons, 3 viste lille cytogenetisk respons, 3 viste partiel cytogenetisk respons. 1 havde milde ledsmerter 2 dage efter vacc. De fleste havde milde hud-reaktioner 24 timer efter SC vacc. Patient 1-5 kom med i forsøget før imatinib blev tilladt til forsøget, og 6-10 kom med i forsøget efter godkendelse. Cancertype Patienter med fremskridende cancer 55 Antal forsøgspersoner + (alder) DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner 15 (35-74 år) Modne (Autologe tumorlysater). IV/SC. Behandlingen blev gentaget hver 21. dag, i alt 3 gange. Sygdomsstadie - Immunrespons Klinisk respons 9 patienter opnåede >5 mm forsinket DTH-reaktion til tumorlysat +/- GM-CSF efter den første immunisering. 7 SD, 7 PD og 1 PR. Bivirkninger - Supplerende behandling IL 2, IFN-α og GM-CSF dagligt i 10 dage SC. Cancertype Forskellige cancertyper 56 Antal forsøgspersoner + (alder) DC-type + (antigen) Injektionsvej + antal injektioner Sygdomsstadie Immunrespons 18 (21-65 år) Modne (tumorlysat). ID. Første 2 vacc. over 2 uger derefter 1 månedlig. IV, én PR. 8 DTH-reaktioner. Klinisk respons - Bivirkninger - Supplerende behandling - 50

53 Appendix A. Oversigt over kliniske forsøg med DC-vacciner i perioden år Ved sammenligning af de kliniske forsøg blev de, der indeholdt mindre end 10 forsøgspersoner ekskluderet. Under forsøgspersoner og alder angives disse x/y, hvor x er antal kvalificerede forsøgspersoner og y antal forsøgspersoner rekrutteret. De personer, der udgik af undersøgelserne blev diskvalificerede eller døde. Hvis intet andet angives, stammer DC fra perifere blod-monocytter. Recall antigen: Antigen, som kroppens immunforsvar tidligere har reageret imod. M 1a /M 1b /M 1c : Metastase-delen af TNM-klassifikationen af cancer. M 1a : Metastase til hud, subkutis, og fjerne lymfekirtler. M 1b : Metastase til lunger. M 1c : Andre viscerale metastaser eller fjernmetastaser. 72 Forkortelser: KLH: keyhole limpet hemocynin, LHT: local hypertermi, DTH: delayed-type hypersensitivity, CR: complete reponse, PR: partial response, SD: stable disease, PD: progessive disease, MR: mixed response, NED: No evidence of disease, ID: intradermal, IT: intratumoral, SC: subkutan, IL: intralymfatisk, IN: intranodal, IV: intravenøs, IC: intrakutan. 51