Promising directions in the development of new vaccines against papillomavirus infection

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Papillomavirus infection is one of the most common viral infections worldwide. Highly oncogenic types of human papillomavirus (HPV) are the root cause of cancer of the cervix, vulva, vagina, genitals in men, anal cancer, as well as cancer of the oropharyngeal region. Currently, three HPV vaccines have been registered and successfully used in Russia: divalent (HPV types 16, 18) and quadrivalent (HPV types 6, 11, 16, 18). In the countries of America and Europe, a nine-valent vaccine is available, which contains nine types of HPV (6, 11, 16, 18, 31, 33, 45, 52, 58). These vaccines are preventive, have high immunogenicity and induce the production of specific antibodies. The action of preventive vaccines is aimed at creating specific humoral immunity to the capsid proteins of the virus, which leads to the prevention of HPV infection. Nevertheless, there are no specific medicines on the pharmaceutical market aimed at treating an already established pathology.

Currently, active development of HPV vaccines with both preventive and therapeutic effects is underway. Candidates of therapeutic HPV vaccines undergo various stages of research. Experimental vaccination systems on animal models provide encouraging results. If preventive and therapeutic HPV vaccines prove to be effective in patients as well as in animal models, then pillomavirus infection and related malignant diseases can be controlled by vaccination.

Full Text

Вирус папилломы человека является наиболее распространенным вирусом, передающимся половым путем. Типы ВПЧ высокого онкогенного риска (16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59) считаются основными этиологическими факторами, ведущими к возникновению рака половых путей, таких как рак шейки матки, вульвы, влагалища, половых органов у мужчин, анального рака, а также различных типов рака головы и шеи. На сегодняшний день доступны три профилактические вакцины против ВПЧ: бивалентная, содержит два типа антигенов ВПЧ (16, 18), четырехвалентная – четыре типа антигенов ВПЧ (6, 11, 16, 18) и девятивалентная, которая включает девять типов антигенов ВПЧ (6, 11, 16, 18, 31, 33, 45, 52, 58). Все эти вакцины получены с помощью технологии рекомбинантной ДНК из очищенных капсомерных белков L1, входящих в состав капсид, которые путем самосборки образуют пустые оболочки или вирусоподобные частицы (VLP, virus-like particles), специфичные для различных типов ВПЧ [36, 41]. Данный вид вакцин относится к вирусоподобным, они обладают высокой иммуногенностью, а также индуцируют выработку специфических антител. В целом действие профилактических вакцин направлено на создание специфического гуморального иммунитета к капсомерным белкам ВПЧ (L1 и L2), что приводит к предотвращению развития инфекции.

Несмотря на широкое применение профилактических вакцин против ВПЧ, необходимо отметить то, что VLP-вакцины на основе белков L1 и L2 весьма дороги в производстве, требуют повторного введения и особых условий хранения. К примеру, эти вакцины необходимо хранить в холодильнике и вводить внутримышечно, что создает некоторые препятствия для массовой вакцинации в развивающихся странах, в которых выявлено наибольшее число заболеваний, связанных с ВПЧ [28]. Вакцины нового поколения имеют более широкий охват типов ВПЧ, являются термостабильными, недорогими и имеют безыгольные способы введения, обеспечивая долгосрочную защиту даже при однократном введении.

В целом будущие поколения профилактических вакцин направлены на решение двух основных задач:

1) снижение стоимости вакцины в целях увеличения ее доступности (в развивающихся и малообеспеченных странах);

2) увеличение числа охватываемых типов ВПЧ для обеспечения максимальной защиты от ВПЧ-ассоциированных заболеваний и злокачественных новообразований.

Привлекательным подходом к существенному снижению стоимости производства вакцин является использование основного белка капсомеров L1 и выбор соответствующего штамма. Компоненты двухвалентной и четырехвалентной вакцин на основе белка L1 производятся в клетках насекомых и дрожжах. Штамм Escherichia coli также рассматривается в качестве продуцента вакцин и может оказаться более дешевым вариантом. Показано, что использование Escherichia coli для получения рекомбинантных белков капсомеров L1 демонстрирует успешную индукцию защитных антител на животных моделях [9, 39, 54]. Данные литературы подтверждают, что вакцины на основе белков L1 стабильны при комнатной температуре, что снижает требования к их хранению. В испытаниях данных вакцин изучали безыгольные способы введения, такие как чрескожное введение [34] и назальную ингаляцию [26], которые могут найти практическое применение для будущих ВПЧ-вакцин.

Для преодоления ограничения генотипа, связанного с белком вакцин L1, можно использовать высококонсервативный и, следовательно, перекрестно-реактивный капсомерный белок L2. Вакцины на основе белка L2 также могут производиться с использованием Escherichia coli, что приведет к снижению затрат на их производство и повышению доступности ВПЧ-вакцин. Однако вакцины на основе белка L2 обладают меньшей иммуногенностью, чем их аналоги (L1) и создают более низкие титры нейтрализующих антител. Повысить иммуногенность таких вакцин можно за счет использования сильных адъювантов, таких как агонисты Толл-подобных рецепторов 2 (TLR 2, Toll-like receptor), что в будущем может привести к созданию перспективных вакцин с эффективным действием [16, 23, 53].

Другим подходом к созданию вакцин с более широким спектром защиты являются поливалентные вакцины на основе белка L1, содержащие VLP для нескольких типов ВПЧ. Так, с 2015 года в США зарегистрирована и успешно применяется в странах США и Европы вакцина против 9 высокоонкогенных типов ВПЧ – Гардасил 9.

Несмотря на успехи в разработке эффективных профилактических вакцин, стоит отметить, что на мировом фармацевтическом рынке отсутствуют специфические лекарственные препараты, которые направлены на лечение уже имеющейся патологии, связанной с ВПЧ.

В настоящий момент в России и в мире ведется активная разработка вакцин против ВПЧ, обладающих как профилактическим, так и терапевтическим действием. Несколько кандидатных терапевтических вакцин против ВПЧ находятся на различных этапах исследований. Обнадеживающие результаты дают экспериментальные системы вакцинации на животных моделях. Если в будущем такие вакцины продемонстрируют клиническую эффективность у пациентов с ВПЧ-ассоциированными заболеваниями, это даст возможность управления папилломавирусной инфекцией и связанными с ней патологиями с помощью вакцинации.

Действие терапевтических вакцин против ВПЧ-ассоциированных заболеваний должно быть основано на специфической иммунотерапии хронической инфекции у пациентов путем активации клеточного звена иммунитета, в частности цитотоксического ответа Т-лимфоцитов [2].

Несколько факторов подчеркивают необходимость создания терапевтических ВПЧ-вакцин. Самым неотложным из них является высокая распространенность существующей ВПЧ-инфекции, на которую профилактические вакцины оказывают мало влияния. Более 80 % случаев рака шейки матки приходится на развивающиеся страны, и для снижения этой цифры профилактические вакцины должны широко применяться в течение многих лет, что маловероятно в ближайшем будущем из-за нарушений в логистике и их высокой стоимости. Кроме того, при злокачественных новообразованиях, связанных с ВПЧ, может произойти интеграция генов капсомерных белков в геном клетки-хозяина, в этом случае инфицированные клетки больше не смогут экспрессировать белки L1 или L2. Поэтому для оказания терапевтического эффекта необходима другая мишень, на которую направлено действие вакцины – антиген, экспрессирующийся в опухолевых клетках постоянно. Вакцина, направленная на выработку антител против такого антигена, может оказать значительное влияние на уровень заболеваемости и смертности, связанных с ВПЧ-инфекцией. Белки-антигены E6 и E7, принадлежащие ВПЧ 16 и 18 типов, представляют собой идеальные мишени для терапевтических вакцин, поскольку конститутивно экспрессируются только в инфицированных ВПЧ клетках. Белки E6 и E7 необходимы для индукции выработки антител и поддержания клеточной трансформации, поэтому маловероятно, что они будут утеряны при попытке воздействия клеток иммунной системы [37, 56].

Современные исследования включают разработку ряда терапевтических вакцин, нацеленных на белки E6 и E7, включая вакцины с живыми векторами, вакцины на основе пептидов/белков, вакцины на основе клеток и вакцины на основе нуклеиновых кислот, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Действие этих вакцин основано на контроле инфекции ВПЧ посредством клеточно-опосредованного иммунитета, многие из них продемонстрировали многообещающие результаты как в доклинических, так и в клинических исследованиях [14, 29].

В 2013 году в России была разработана терапевтическая вакцина против рецидивирующего респираторного папилломатоза и аногенитального кондиломатоза на основе гибридных рекомбинантных белков. Для создания вакцины были выбраны онкобелки Е7 ВПЧ-6 и ВПЧ-11, сшитые с белками теплового шока 70 Mycobacterium tuberculosis. В качестве штамма-продуцента для получения целевых рекомбинантных белков вакцины использовали дрожжи Saccharomyces cerevisiae [1]. Ключевую роль в данном исследовании играет выбор раннего онкобелка Е7, используемого в качестве мишени для клеток иммунной системы. Белок E7 играет ведущую роль в жизненном цикле вируса, имеет консервативную аминокислотную последовательность и способен конститутивно экспрессироваться в эпителиальных клетках, зараженных ВПЧ [11]. Выбор белка теплового шока обусловлен его способностью к увеличению иммуногенности рекомбинантного антигена с помощью активации антигенпрезентирующих клеток и участии в процессинге антигена [15]. По данным публикаций, для выполнения функции неспеци- фической стимуляции иммунной системы может подойти белок теплового шока (HSP) как прокариотического, так и эукариотического происхождения. В современных исследованиях в качестве стимуляторов-кандидатов белков теплового шока рассматривается несколько представителей HSP: HSP70, HSP90 и Gp96 [42]. Описанная выше терапевтическая вакцина в рамках фармацевтической разработки проходит спектр доклинического изучения.

Среди бактериальных векторов векторы на основе живой аттенуированной Listeria monocytogenes использовали для создания перспективной терапевтической вакцины против ВПЧ. Listeria monocytogenes считается мощным вакцинным агентом, поскольку проникает в специализированные антигенпрезентирующие клетки, способствует их созреванию и вызывает сильный врожденный и адаптивный иммунный ответ [13]. Было выявлено, что Listeria monocytogenes эффективно растет in vitro, и в ней отсутствуют липополисахариды, являющиеся основным фактором токсичности грамотрицательных бактерий [7]. Безопасность рекомбинантной живой аттенуированной вакцины на основе Listeria monocytogenes, секретирующей Е7 в виде слитого белка, присоединенного к негемолитическому листериолизину О (Lm-LLO-E7), продемонстрирована в клиническом исследовании фазы I, проведенном с участием 15 пациентов с метастатическим поражением шейки матки на поздних стадиях заболевания. Оценка эффективности вектора Lm-LLO-E7 (также известного как ADXS11-001) была проведена в перспективном клиническом исследовании фазы II в качестве второй и третьей линии для пациентов с рецидивирующим метастатическим раком шейки матки. Согласно результатам исследования, общая выживаемость в течение 12 месяцев составила 38 %, что превысило общую историческую выживаемость таких больных (25 %) [21]. Клинические исследования комплекса Lm-LLO-E7 для лечения рака шейки матки высокой степени находятся в фазе III, и эти исследования будут продолжены.

Обнадеживающие данные получены в ходе клинических исследований ВПЧ-вакцин, разработанных на основе ДНК. Использование подобных вакцин заключается в прямом введении в ткани плазмид, содержащих последовательность ДНК, кодирующх антигены, против которых формируется иммунный ответ. Иммуногенность данного типа вакцин основана на продукции антигенов in situ в результате трансфекции антигенпрезентирующих и неантигенпрезентирующих клеток с последующей презентацией экспрессированных антигенов, по типу главного комплекса гистосовместимости (MHC, Major Histocompatibility Complex) класса I, так и молекул класса II. Данные механизмы приводят к активации всех трех ветвей адаптивного иммунного ответа (хелперных Т-клеток, цитотоксических Т-клеток, антител) [4, 17, 29].

Несмотря на то, что ДНК-вакцины индуцируют выработку сбалансированных CD4+ и CD8+ Т-клеток, а также вызывают гуморальный иммунный ответ на моделях мелких животных, данные многочисленных клинических исследований показали, что ДНК-вакцины вызывают слабый Т-клеточный ответ [44]. Для повышения иммуногенности данного вида ВПЧ-вакцин разработаны стратегии, облегчающие процессинг и презентацию антигена, а также его доставку к клеткам-мишеням [4, 40, 48].

Была проведена фаза I клинических исследований с использованием ДНК-вакцины VGX-3100, состоящей из смеси двух плазмид, кодирующих оптимизированную последовательность генов Е6 и Е7, принадлежащих белкам ВПЧ 16 и 18 типов. Доставка плазмид осуществлялась посредством внутримышечной инъекции с последующей электропорацией 18 пациентам, которые ранее лечились от цервикальной интраэпителиальной неоплазии (CIN2/3). Это исследование показало, что у 78 % пациентов на введение ДНК-вакцины развился ответ CD8+ Т-клеток, а у 100 % были обнаружены антитела как минимум к двум вакцинным антигенам. Примечательно, что ответы Т-клеток периферической крови, вызванные VGX-3100, были на порядок выше, чем естественные ответы, и на логарифмическую единицу выше, чем ранее сообщалось для терапевтических вакцин против ВПЧ [31].

В 2015 году эффективность, безопасность и иммуногенность ДНК-вакцины VGX-3100 оценивали в ходе фазы II клинических исследований у пациентов с CIN2/3. В анализе по протоколу у 30,6 % реципиентов плацебо и 49,5 % реципиентов VGX-3100 в результате введения вакцины наблюдалась гистологическая регрессия. Сопутствующая гистологическая регрессия и элиминация вируса произошли у 14,3 % реципиентов плацебо по сравнению с 40,2 % реципиентов вакцинированных. Иммунологический анализ показал, что введение вакцины VGX-3100 вызвало значительное повышение частоты Т-клеточных ответов против ВПЧ 16 и 18 типов, содержащих белки E6 и E7. Гуморальные иммунные ответы были снижены у реципиентов плацебо по сравнению с группой реципиентов VGX-3100, а антительные ответы против антигенов ВПЧ 16 и 18 типов и Е7 были значительно выше у пациентов, которые имели сопутствующую гистопатологическую регрессию и у которых наблюдался спонтанный клиренс вирусной инфекции по сравнению с реципиентами, которые этого не имели [47]. Таким образом, терапевтическая вакцина VGX-3100, продемонстрировавшая эффективность против CIN2/3, ассоциированного с ВПЧ 16 и 18 типами может стать нехирургическим вариантом терапии CIN2/3, изменив подход к лечению данного заболевания, вызванного ВПЧ.

Вирусные векторы, включая аденовирусы, аденоассоциированные вирусы, альфавирусы и вирусы коровьей оспы (например, модифицированный вирус осповакцины Анкара), можно использовать для экспрессии онкобелков Е2, Е6 и Е7, которые могут стимулировать CD4+ и CD8+ Т-клеточные ответы. Вектор модифицированной вакцины Анкара (MVA) использовали для получения вакцины Типапкиноген Совацивек (Tipapkinogen Sovacivec), которая включает три экзогенных гена, кодирующих человеческий цитокин интерлейкин-2 и неонкогенные белки Е6 и Е7. Описанный вектор может индуцировать продукцию интерферона-α путем активации дендритными клетками (ДК) наивных Т-клеток в лимфатических узлах и экспрессировать антигены ВПЧ 16 типа и белки E6 и E7. При последующем наблюдении в течение 2,5 лет и сравнении с группой плацебо при клиренсе вируса 10 % введение вакцины Типапкиноген Совацивек обеспечило полное излечение 24 % пациентов с CIN2/3 независимо от имеющейся у них исходной инфекции, вызванной высокоонкогенными типами ВПЧ (16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 52, 56, 58, 59 или 68). Несмотря на значительное улучшение элиминации ВПЧ с помощью данной вакцины, она до сих пор не лицензирована для клинического применения из-за слабой эффективности [52].

Вакцину против ВПЧ, разработанную на основе рекомбинантного вектора MVA, содержащего белок E2 папилломавируса крупного рогатого скота (MVA E2), использовали для лечения индуцированных ВПЧ аногенитальных интраэпителиальных поражений. Исследование вакцины в фазе III показало, что у 90 % пациентов женского пола после лечения MVA E2 наблюдалось полное исчезновение поражений, аналогичный эффект наблюдался у 100 % мужчин. У всех наблюдаемых пациентов, получавших вакцину MVA E2, происходила выработка антител против вакцины MVA E2 и формирование специфического цитотоксического ответа против клеток, зараженных ВПЧ [38].

Продолжается разработка новых стратегий вакцинации, направленных на увеличение выработки системных, а также генитальных резидентных Т-клеток памяти для лечения инфекций, передающихся половым путем, а также неоплазий, вызванных ВПЧ. В проводимых исследованиях изучали влияние местной доставки иммуномодулирующих молекул, полученных от хозяина и патогена, а также способа доставки этих молекул в целях иммунизации и стимуляции индукции цервиковагинальных долгоживущих CD8+ Т-клеточных ответов [14].

Вакцины, сконструированные на основе белков, содержат все необходимые антигенные эпитопы, что позволяет им обойти ограничения MHC, связанные с пептидными вакцинами. Несмотря на то, что белковые вакцины являются безопасными, они не обладают высокой иммуногенностью. Стратегии повышения эффективности таких вакцин аналогичны тем, которые используются в вакцинах на основе пептидов. К сожалению, благодаря своей экзогенной природе презентация вакцин на основе белков проходит по пути MHC класса II, с преимущественной генерацией антител, а не Т-клеточного ответа, что требует разработки новых стратегий для создания предрасположенности к пути презентации через MHC класса I [1, 8, 54].

Еще одна вакцина на основе белков, прошедшая клинические испытания TA-CIN, содержащая слитый белок, состоящий из L2, E6 и E7 ВПЧ 16 типа. Инъекция данной вакцины 40 здоровым добровольцам индуцировала гуморальный ответ на антиген L2 у всех пациентов и опосредованные Т-клетками ответы на антигены Е6 и Е7 ВПЧ-16 у 8 из 11 пациентов, получивших самую высокую дозу вакцины. Включение антигена L2 в вакцину представляет собой новый шаг в эволюции вакцин против ВПЧ, так как ведет к объединению как профилактического, так и терапевтического эффекта. В целом будущее вакцин, разработанных на основе белков, зависит от повышения их иммуногенности и эффективности ответа Т-лимфоцитов CD8+, усиленных действием адъювантов и гибридных белков [6].

Обход иммуносупрессии, вызванной ВПЧ, может быть достигнут путем доставки антигенных пептидов непосредственно в ДК при поражениях, связанных с ВПЧ. В таких условиях ДК действуют как естественные адъюванты. К сожалению, подготовка данного процесса требует больших затрат и времени, следовательно, широкое его использование в данный момент нецелесообразно. Еще одной проблемой при создании вакцин на основе ДК является отсутствие согласованных стандартов и методов культивирования. Спектр методов, применяемых для получения ДК ex vivo, включает использование вирусных векторов [22, 46], трансфекцию ДНК или РНК, кодирующей антиген [32, 50], а также пульсацию ДК антигенным белком, пептидом или лизатом опухолевых клеток [25, 30].

Выделение и манипулирование опухолевыми клетками ex vivo для экспрессии иммуномодулирующих белков может повысить их иммуногенность in vivo. Цитокины IL-2, IL-12 и GM-CSF были испытаны на мышах с опухолями, индуцированными ВПЧ 16 типа [18, 20, 24]. Клинические исследования опухолевых вакцин, ассоциированных с ВПЧ, пока не начались, хотя вакцины на основе опухолевых клеток уже прошли клинические испытания у пациентов с меланомой, раком поджелудочной железы и почечно-клеточной карциномой [33]. Преимуществом этих вакцин является отсутствие необходимости идентифицикации опухолевых антигенов. Несмотря на то, что для рака шейки матки такие маркеры установлены, это ограничивает полезность подхода для разработки вакцин против данного заболевания. Кроме того, вакцины на основе опухолевых клеток вызывают опасения из-за возможного риска развития новых видов рака у пациентов, что препятствует клиническим испытаниям на здоровых людях или людях с легкой формой CIN. Из-за природы этих вакцин их активность и чистота могут быть непостоянными и должны быть индивидуализированы, что создает дополнительные проблемы для проведения клинических испытаний.

Использование вакцин на основе РНК представляет собой новый подход к вакцинации против ВПЧ. РНК-репликоны могут быть получены из альфавирусов (представляющих РНК-вирусы семейства Togaviridae), таких как вирус Синдбис [27], вирус Семлики [17] и вирус венесуэльского энцефаломиелита лошадей [33]. Механизм саморепликации РНК-репликона обеспечивает устойчивый уровень экспрессии антигена, одновременно повышая иммуногенность РНК-вакцин, давая им преимущество над вакцинами на основе ДНК. Векторы на основе репликонов могут быть модифицированы с целью исключения из генома вирусных структурных генов, что предотвращает образование вирусных частиц и обеспечивает безопасное введение вакцин, в том числе и повторное, без угрозы образования нейтрализующих антител.

Одной из проблем при разработке РНК-вакцин является гораздо меньшая стабильность молекулы РНК по сравнению с ДНК. Для решения этого вопроса предпринимались попытки использования более стабильной РНК внутри трансфицированной клетки (которая транслируется в репликоны). Трансфицированные клетки в конечном итоге подвергаются апоптозу, что снимает связанные с ДНК-вакцинами опасения по поводу возможной интеграции РНК в геном и клеточной трансформации. Тем не менее включение процесса апоптоза внутри ДК, непосредственно трансфицированных РНК-репликонами, приводит к их низкой иммуногенности. Вакцины на основе РНК-репликонов могут быть усовершенствованы за счет использования стратегий межклеточного распространения и внутриклеточного нацеливания, применяемых для ДНК вакцин [10, 52]. Несмотря на относительный успех вакцин с РНК-репликонами в доклинических моделях, клинических исследований РНК-вакцин пока не проводилось.

Разнообразие доступных терапевтических вакцин создает возможности повышения общей эффективности вакцинации с помощью комбинирования введения первичной и бустерной вакцин (Prime-Boost). Например, за исходной первичной ДНК-вакциной ВПЧ 16 типа E6/E7 может следовать рекомбинантная вакцина коров [8], вакцина на основе аденовируса [51] или вакцина, созданная на основе опухолевых клеток, экспрессирующих белки ВПЧ 16 типа E6/E7 [35], что вызывает более эффективные специфические ответы Т-клеток CD8+ при сравнении с вакцинами, вводимыми однократно. Несколько исследований с Prime-Boost-вакцинацией на мышах показали значительное усиление Е7-специфических ЦТЛ-ответов (цитотоксический Т-клеточный иммунный ответ), например, за счет первичного прайминга РНК репликоном вируса Синдбис, содержащего белок Е7 ВПЧ 16 типа, связанного с hsp70 (Е7/hsp70), и последующего бустирования рекомбинантным вирусом коровьей оспы, кодирующим белки Е7/ hsp70 [3, 19]. Различные схемы Prime-Boost-вакцинации оценивали в различных клинических исследованиях. К примеру, вакцина TA-CIN, состоящая из слитых белков L2, E6 и E7 ВПЧ-16, была усилена рекомбинантным вирусом коровьей оспы, кодирующим слитый белок ВПЧ 16 и 18 типов E6/E7 (TA-HPV) при введении пациентам с аногенитальной интраэпителиальной неоплазией [29]. Усиление иммунных ответов, опосредованных Т-клетками, специфичными к антигену ВПЧ 16 типа, было выявлено у 5 из 29 исследуемых пациентов [43]. Однако данный результат не является существенным преимуществом по сравнению с однократным введением TA-HPV, так как в случае последнего не наблюдается ожидаемой эффективности. Другое исследование с первичным введением вакцины TA-HPV и последующей TA-CIN у 10 женщин с ВПЧ 16 типа, с высокой степенью внутриэпителиальной неоплазии вульвы, уменьшило размер поражения у 3 пациентов и у 9 из 10 вакцинированных пациентов вызвало антиген-специфические Т-клеточные ответы на ВПЧ 16 типа. Пока не было выявлено корреляции между иммунологическими и клиническими ответами при данном способе введения вакцин [5].

В комбинированных подходах используются терапевтические вакцины против ВПЧ в качестве дополнения к терапевтическим методам, таким как химиотерапия, лучевая терапия или терапия с помощью биотерапевтических агентов. Например, химиотерапевтический агент агипенин, вызывающий апоптозную гибель опухолевых клеток in vitro дозозависимым образом, был испытан в сочетании с ДНК-вакцинами против ВПЧ [45]. Мыши с опухолями, экспрессирующими E7 онкобелок, обработанные апигенином, в сочетании с введением ДНК-вакцин ВПЧ E7 демонстрировали усиленный E7-специфический ответ CD8+ лимфоцитов и мощное противоопухолевое действие, поскольку апигенин повышает восприимчивость опухолевых клеток к клеткам CD8+ [12, 55]. Лучевая терапия в низких дозах в сочетании с терапевтическими ДНК-вакцинами против ВПЧ (pnGVL4a-CRT/E7) для контроля опухолей, экспрессирующих E7 у мышей с опухолями TC-1, также показала положительный эффект [49].

Несмотря на то, что при создании современных вакцин используются многообразные подходы, включая использование рекомбинантных белков, синтетических рекомбинантных пептидов и вирусных рекомбинантных белков, а также вакцин на основе ДНК/РНК, и некоторые данные кажутся весьма обнадеживающими, терапевтические вакцины пока не зарегистрированы для применения в клинической практике. Поэтому на сегодняшний день остается важным вопрос разработки и внедрения в медицинскую практику отечественных высокоэффективных вакцин против ВПЧ, обладающих не только профилактическим, но и терапевтическим действием.

×

About the authors

Tatiana N. Nikitina

FSBI NCESMP of the Ministry of Health of Russia

Author for correspondence.
Email: tatyana-gisk@yandex.ru

кандидат медицинских наук, главный эксперт управления аллергенов, цитокинов и других иммуномодуляторов Центра экспертизы и контроля медицинских иммунобиологических препаратов 

Russian Federation, Moscow

Natalya M. Rayevskaya

FSBI NCESMP of the Ministry of Health of Russia

Email: raevskayanm@expmed.ru

к.б.н., эксперт управления аллергенов, цитокинов и других иммуномодуляторов Центра экспертизы и контроля медицинских иммунобиологических препаратов 

Russian Federation, Moscow

Irina L. Solovieva

Ulyanovsk State University

Email: irsol126@mail.ru

доктор медицинских наук, профессор кафедры педиатрии

Russian Federation, Ulyanovsk

Andrey S. Simbirtsev

State research institute of Highly Pure Biopreparations Federal Medico-Biological Agency

Email: a.s.simbirtsev@hpb.spb.ru

доктор медицинских наук, профессор, чл.-корр. РАН, научный руководитель 

Russian Federation, St. Petersburg

Andrey R. Volgin

FSBI NCESMP of the Ministry of Health of Russia

Email: volgin@regmed.ru

кандидат медицинских наук, заместитель директора Центра экспертизы и контроля медицинских иммунобиологических препаратов 

Russian Federation, Moscow

References

  1. Козлов Д.Г., Чеперегин С.Э., Губайдуллин И.И., Ефремов Б.Д., Тюрин О.В., Залунин И.А. Способ получения белка Е7-HSP70 и штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae для его осуществления // Патент РФ 2489481. 2013.
  2. Kozlov D.G., Cheperegin S.E., Gubajdullin I.I., Efremov B.D., Tjurin O.V., Zalunin I.A. Method to produce protein E7-HSP70 and yeast strain Saccharomyces cerevisiae for its realization // Patent RU2489481C1. 2013. Russian.
  3. Холопов Д.В., Вязовая А.А., Лялина Л.В., Алексеева Д.А., Молчанов С.В., Нарвская О.В., Топузов Э.Э. Вирус папилломы человека при злокачественных новообразованиях различных локализаций // Вопросы онкологии. 2023. Т. 69, № 1. С. 89-94.
  4. Kholopov D., Vyazovaya А., Lyalina L., Alekseeva D., Molchanov S., Narvskaya O., Topuzov Е. Human papillomavirus in malignant neoplasms of different localizations // Voprosy Onkologii. 2023. Vol. 69, №1 Р. 89-94.
  5. Abdulwahab A Oyouni A. Human papillomavirus in cancer: Infection, disease transmission, and progress in vaccines // J of Infection and Public Health. 2023. Vol. 16, № 4. Р. 626-631.
  6. Akhatova A., Chan C., Azizan A., Aimagambetova G. The efficacy of therapeutic DNA vaccines expressing the human papillomavirus E6 and E7 oncoproteins for treatment of cervical cancer: systematic review // Vaccines. 2022. Vol. 10, № 1. P. 53.
  7. Boilesen D., Neckermann Р., Willert Т., Müller М., Schrödel S., Pertl C., Thirion C., Asbach B., Wagner R., Holst Р. Efficacy and Synergy with Cisplatin of an Adenovirus Vectored Therapeutic E1 E2 E6 E7 Vaccine against HPV Genome–Positive C3 Cancers in Mice // J Cancer Immunology Research. 2023. Vol. 11, № 2. Р. 261-275.
  8. Cai H., Feng Y., Fan P., Guo Y., Kuerban G., Chang C., Yao X., Peng Y., Wang R. HPV16 E6-specific T cell response and HLA-A alleles are related to the prognosis of patients with cervical cancer // J Infectious Agents and Cancer. 2021. Vol. 16, № 1. Р. 61.
  9. Chabeda A., Yanez R., Lamprecht R., Meyers A., Rybicki E., Hitzeroth II. Therapeutic vaccines for high-risk HPV-associated diseases // Papillomavirus Res. 2018. Vol. 5. P. 46-58.
  10. Chen J., Wang D., Wang Z., Wu K., Wei S., Chi X., Qian C., Xu Y., Zhou L., Li Y., Zhang S., Li T., Kong Z., Wang Y., Zheng Q., Yu H., Zhao Q., Zhang J., Xia N., Li S., Gu Y. Critical Residues Involved in the Coassembly of L1 and L2 Capsid Proteins of Human Papillomavirus 16 // Virology 2023. doi: 10.1128/jvi.01819-22.
  11. Chen Х., Garcea R., Goldberg I., Cazini G., Harrison S. Structure of small virus-like particles assembled from the L1 protein of human papillomavirus 16 // Mol Cell. 2000. Vol. 5, № 3. P. 557-567.
  12. Cheng W., Hung C., Chai C., Hsu K., He L., Ling M., Wu T. Enhancement of Sindbis virus self-replicating RNA vaccine potency by linkage of herpes simplex virus type 1 VP22 protein to antigen. // J Virol. 2001. Vol. 75, № 5. P. 2368-2376.
  13. Chu N., Wu H., Wu T., Boux L., Mizzen L., Siegel M. Immunotherapy of a human papillomavirus type 16 E7-expressing tumor by administration of fusion protein comprised of Mycobacterium bovis BCG Hsp65 and HPV16 E7 // Cell Stress Chaperones. 2000. Vol. 5, № 5. P. 401-405.
  14. Chuang C., Monie A., Wu A., Hung C. Combination of apigenin treatment with therapeutic HPV DNA vaccination generates enhanced therapeutic antitumor effects // J Biomed Sci. 2009. Vol. 16, № 1. P. 49.
  15. Clark К., Cornelia L Trimble С. Current status of therapeutic HPV vaccines // Gynecologic oncology. 2020. Vol. 156, № 2. Р. 503-510.
  16. Çuburu N., Kim R., Guittard G., Thompson C., Day P., Hamm D., Pang Y., Graham B., Lowy D., Schiller J. A Prime-Pull-Amplify Vaccination Strategy To Maximize Induction of Circulating and Genital-Resident Intraepithelial CD8+ Memory T Cells // J Immunol. 2019. Vol. 202, № 4. P. 1250-1264.
  17. Gardella B., Gritti A., Soleymaninejadian E., Francesca Pasquali M., Riemma G., La Verde M., Schettino M., Fortunato N., Torella M., Dominoni M. New Perspectives in Therapeutic Vaccines for HPV // J Medicina (Kaunas). 2022. Vol. 58, № 7. Р. 860.
  18. Khairkhah N., Bolhassani A., Najafipour R. Current and future direction in treatment of HPV-related cervical disease // Journal of Molecular Medicine. 2022 . Vol. 100, № 6. Р. 829-845.
  19. Kumar A., Rai P. Recent advances and strategies in vaccine development against HPV // Immunopathology, Diagnosis and Treatment of HPV Induced Malignancies. 2022. Р. 149-163.
  20. Laganà A., Chiantera V., Gerli S., Proietti S., Lepore E., Unfer V., Carugno J., Favilli A. Preventing рersistence of HPV Infection with natural molecules // Pathogens. 2023. Vol. 12, № 3. Р. 416.
  21. Lin C., Hung C., Juang J., Не L., Lin K., Kim T., Wu T. Boosting with recombinant vaccinia increases HPV-16 E7-Specific T cell precursor frequencies and antitumor effects of HPV-16 E7-expressing Sindbis virus replicon particles // Molecular Therapy. 2003. Vol. 8, № 4. P. 559–566.
  22. Liu Y., Li H., Pi R., Yang Y., Zhao X., Qi X. Current strategies against persistent human papillomavirus infection // Int J of Oncology. 2019. Vol.55, № 3. Р. 570-584.
  23. Maciag P., Radulovic S., Rothman J. The first clinical use of a live-attenuated Listeria monocytogenes vaccine: a Phase I safety study of Lm-LLO-E7 in patients with advanced carcinoma of the cervix // Vaccine. 2009. Vol. 27, № 30. P. 3975-3983.
  24. Mackova J., Kutinova L., Hainz P., Krystofova J., Sroller V., Otahal P., Gabriel P., Nemeckova S. Adjuvant effect of dendritic cells transduced with recombinant vaccinia virus expressing HPV16-E7 is inhibited by co-expression of IL12 // Int J Oncol. 2004. Vol. 24, № 6. P. 1581-1588.
  25. Markowitz L., Schiller J. Human Papillomavirus Vaccines // J Infect Dis. 2021. Vol. 224 № 12 (дополнение 2) P. 367-378.
  26. Mikysková R., Indrová M., Símová J., Jandlová T., Bieblová J., Jinoch P., Bubeník J., Vonka V. Treatment of minimal residual disease after surgery or chemotherapy in mice carrying HPV16-associated tumours: Cytokine and gene therapy with IL-2 and GM-CSF // Int J Oncol. 2004. Vol. 24, № 1. P. 161-167.
  27. Murakami M., Gurski KJ., Marincola FM., Ackland J., Steller MA. Induction of specific CD8+ T-lymphocyte responses using a human papillomavirus-16 E6/E7 fusion protein and autologous dendritic cells // Cancer Res. 1999. Vol. 15-59, № 6. P. 1184-1187.
  28. Nardelli-Haefliger D., Lurati F., Wirthner D., Spertini F., Schiller J.T., Lowy D., Ponci F., De Grandi P. Immune responses induced by lower airway mucosal immunisation with a human papillomavirus type 16 virus-like particle vaccine // Vaccine. 2005 Vol. 23, № 28. P. 3634-3641.
  29. Opp S., Hurtado A., Pampeno C., Lin Z., Meruelo D. Potent and Targeted Sindbis Virus Platform for Immunotherapy of Ovarian // J Cells. 2022. Vol. 12, № 1. Р. 77.
  30. Parkin D. The global health burden of infection-associated cancers in the year 2002 // Int J Cancer. 2006. Vol. 118. № 12. P. 3030-3044.
  31. Peng S., Ferrall L., Gaillard S., Wang C., Chi W.Y., Huang C.H., Roden R.B.S., Wu T.C., Chang Y.N., Hung C.F. Development of DNA Vaccine Targeting E6 and E7 Proteins of Human Papillomavirus 16 (HPV16) and HPV18 for Immunotherapy in Combination with Recombinant Vaccinia Boost and PD-1 Antibody // mBio. 2021. Vol. 12. № 1. e03224-20.
  32. Peng S., Kim T., Lee J., Yang M., He L., Hung C., Wu T. Vaccination with dendritic cells transfected with BAK and BAX siRNA enhances antigen-specific immune responses by prolonging dendritic cell life // Hum Gene Ther. 2005. Vol. 16, № 5. P. 584-593.
  33. Peng X., Woodhouse I., Hancock G., Parker R., Marx K., Müller J., Salatino S., Partridge T., Nicastri A., Liao H., Kruppa G., Hellner K., Dorrell L., Ternette N.. Novel canonical and non-canonical viral antigens extend current targets for immunotherapy of HPV-driven cervical cancer // Updates on HPV Vaccination Ojone Illah, Adeola Olaitan Diagnostics. 2023. Vol.13, № 2. Р. 243.
  34. Ponduri А., Azmy М., Axler Е., Lin J, Schwartz R., Chirilă М., Dikkers F., Yang C., Mehta V., Gangar M. The Efficacy of Human Papillomavirus Vaccination as an Adjuvant Therapy in Recurrent Respiratory Papillomatosis // The Laryngoscope. 2023. doi: 10.1002/lary.30560.
  35. Pushko P., Parker M., Ludwig G., Davis N., Johnston R., Smith J. Replicon-helper systems from attenuated Venezuelan equine encephalitis virus: expression of heterologous genes in vitro and immunization against heterologous pathogens in vivo // Virology. 1997. Vol. 22-239, № 2. P. 389-401.
  36. Rechtsteiner G., Warger T., Osterloh P., Schild H., Radsak M. Cutting edge: priming of CTL by transcutaneous peptide immunization with imiquimod // J Immunol. 2005. Vol. 1-174, № 5. P. 2476-2480.
  37. Rittich S., Dushkova M., Mackova J., Pokorna D., Jinoch P., Smahel M. Combined immunization with DNA and transduced tumor cells expressing mouse GM-CSF or IL-2 // Oncology Reports. 2005. Vol. 13, № 2. P. 311-317.
  38. Roden R., Ling M., Wu T. Vaccination to prevent and treat cervical cancer // Hum Pathol. 2004 Vol. 35, № 8. P. 971-982.
  39. Roden R., Monie A., Wu T.C. Opportunities to improve the prevention and treatment of cervical cancer // Curr Mol Med. 2007 Vol. 7, № 5. P. 490-503.
  40. Rosales R., López-Contreras M., Rosales C., Magallanes-Molina J., Gonzalez-Vergara R., Arroyo-Cazarez J., Ricardez-Arenas A., Del Follo-Valencia A., Padilla-Arriaga S., Guerrero M., Pirez M., Arellano-Fiore C., Villarreal F. Regression of human papillomavirus intraepithelial lesions is induced by MVA E2 therapeutic vaccine // Hum Gene Ther. 2014. Vol. 25, № 12. P. 1035-1049.
  41. Rose R., White. W., Li M., Suzich J. Human Papillomavirus Type 11 Recombinant L1 Capsomeres Induce Virus-Neutralizing Antibodies // J. Virol. 1998. Vol. 72, № 7. P. 6151-6154.
  42. Samuels S., Marijne Heeren A., Zijlmans HJMAA., Welters M., van den Berg J., Philips D., Kvistborg P., Ehsan I., Scholl SME, Nuijen B., Schumacher T., van Beurden M., Jordanova E., Haanen JBAG., van der Burg S., Kenter G. HPV16 E7 DNA tattooing: safety, immunogenicity, and clinical response in patients with HPV-positive vulvar intraepithelial neoplasia // Cancer Immunol Immunother. 2017. Vol. 66, № 9. P. 1163-1173.
  43. Santin A., Bellone S., Roman J., Burnett A., Cannon M., Pecorelli S. Therapeutic vaccines for cervical cancer: dendritic cell-based immunotherapy // Curr Pharm Des. 2005. Vol. 11, № 27. P. 3485-500.
  44. Schmitt E., Gehrmann M., Brunet M., Multhoff G., Garrido C. Intracellular and extracellular functions of heat shock proteins: repercussions in cancer therapy // J Leukoc Biol. 2007. Vol. 81, № 1. P. 15-27.
  45. Stanley M. HPV vaccines: alternative dosage schedules // J Expert Review of Vaccines. 2019. Vol. 18, № 12. Р. 1309-1316.
  46. Tang J., Li Mi., Zhao C., Shen D., Liu L., Zhang X., Wei L. Therapeutic DNA vaccines against HPV-related malignancies: promising leads from clinical trials // J Viruses. 2022. Vol. 14, № 2. Р. 239.
  47. Thompson P., Dessureault S. Tumor cell vaccines // Adv Exp Med Biol. 2007. Vol. 601. Р. 345-355.
  48. Tillman B., Hayes T., DeGruijl T., Douglas J., Curiel D. Adenoviral vectors targeted to CD40 enhance the efficacy of dendritic cell-based vaccination against human papillomavirus 16-induced tumor cells in a murine model // Cancer Res. 2000. Vol. 1-60, № 19. P. 5456-5463.
  49. Trimble C., Morrow M., Kraynyak K., Shen X., Dallas M., Yan J., Edwards L., Parker R., Denny L., Giffear M., Brown A., Marcozzi-Pierce K., Shah D., Slager A., Sylvester A., Khan A., Broderick K., Juba R., Herring T., Boyer J., Lee J., Sardesai N., Weiner D., Bagarazzi. Safety, efficacy, and immunogenicity of VGX-3100, a therapeutic synthetic DNA vaccine targeting human papillomavirus 16 and 18 E6 and E7 proteins for cervical intraepithelial neoplasia 2/3: a randomised, double-blind, placebo-controlled phase 2b trial // Lancet. 2015. Vol. 386, № 10008. P. 2078-2088.
  50. Trimble C., Peng S., Kos F., Gravitt P., Viscidi R., Sugar E., Pardoll D., Wu T. A phase I trial of a human papillomavirus DNA vaccine for HPV16+ cervical intraepithelial neoplasia 2/3 // Clin Cancer Res. 2009. Vol. 1-15, № 1. P. 361-3676.
  51. Tseng C., Trimble C, Zeng Q., Monie A., Alvarez R., Huh W., Hoory T., Wang M., Hung C., Wu T. Low-dose radiation enhances therapeutic HPV DNA vaccination in tumor-bearing hosts // Cancer Immunol Immunother. 2009. Vol. 58, № 5. P. 737-748.
  52. Wang T., Ling M., Shih I., Pham T., Pai S., Lu Z., Kurman R., Pardoll D., Wu T. Intramuscular administration of E7-transfected dendritic cells generates the most potent E7-specific anti-tumor immunity // Gene Ther. 2000. Vol. 7, № 9. P. 726-733.
  53. Wlazlo A., Dеng Н., Gilles-David W. DNA vaccines against cancer proteins E6 or E7 of human papillomavirus type 16 // Cancer Gene Therapy. 2004. Vol. 11, № 6. P. 457-464.
  54. Yaomei Tian, Die Hu, Yuhua Li, Li Yang. Development of therapeutic vaccines for the treatment of diseases // J Molecular Biomedicine. 2022. Vol. 3, № 1. Р. 40.
  55. Zhou J., Jou J., Cohen E. Vaccine Strategies for Human Papillomavirus-Associated Head and Neck Cancers // Cancers. 2022. Vol. 14, № 1. Р. 33.
  56. Zhou L., Ma Y., Wang K., Chen T., Huang Y., Liu L., Li Y., Sun J., Hu Y., Li T., Kong Z., Wang Y., Zheng Q., Zhao Q., Zhang J., Gu Y., Yu H., Xia N., Li S. Omics-guided bacterial engineering of Escherichia coli ER2566 for recombinant protein expression // Applied Microbiology and Biotech. 2022. Vol. 107, № 2-3. P. 853-865.
  57. Zhuang S., Monin A., Wu A., Hong S. The combination of apigenin treatment with therapeutic vaccination against HPV DNA leads to an increased therapeutic antitumor effect // Doctor of Medical Sciences. 2009. Vol. 16. P. 49.
  58. Zur Hausen H. Papillomaviruses and cancer: from basic studies to clinical application // Nat Rev Cancer. 2002. Vol. 2, № 5. P. 342-350.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Nikitina T.N., Rayevskaya N.M., Solovieva I.L., Simbirtsev A.S., Volgin A.R.