Tumörantigener och immunövervakning

Immunsystemet känner igen maligna celler genom tumörspecifika eller avvikande uttryckta antigen, förändrad HLA-presentation och stressignaler som aktiverar medfödda och adaptiva effektormekanismer. Samma immuntryck som eliminerar tidiga tumörceller selekterar samtidigt fram antigenfattiga, avdödningsresistenta och immunsuppressiva kloner. Tumörimmunologi omfattar därför både immunövervakningens skyddande funktion och den evolutionära immunoediting som möjliggör kliniskt manifest cancer.

Begrepp och biologisk ram

Ett tumörantigen är en molekylär struktur från en malign cell som kan kännas igen av immunsystemet, vanligen som en peptid bunden till HLA på tumörcellen eller en antigenpresenterande cell. Begreppet omfattar både tumörspecifika, nytillkomna sekvenser och kroppsegna proteiner med avvikande mängd, lokalisering eller tidpunkt för uttryck. Även intakta ytproteiner och glykanstrukturer kan fungera som mål för antikroppar, NK-celler och CAR-konstruerade lymfocyter.

Antigenicitet anger om en struktur över huvud taget kan bindas av en antikropp, T-cellsreceptor eller annan antigenreceptor. Immunogenicitet är ett strängare funktionellt begrepp: antigenet måste kunna framkalla ett immunsvar. En muterad peptid kan således vara antigenisk genom att binda HLA och en T-cellsreceptor, men ändå vara svagt immunogen om den produceras i låg mängd, inte frisätts i ett inflammatoriskt sammanhang eller presenteras utan kostimulering. Tumörens immunogenicitet bestäms därför gemensamt av antigenrepertoar, HLA-genotyp, antigenprocessning, medfödda farosignaler och tumörmikromiljö.

Immunövervakning betecknar immunsystemets fortlöpande upptäckt och eliminering av transformerade celler innan de bildar kliniskt påvisbar cancer. Immunoediting är det vidare begreppet och inkluderar att immunförsvaret samtidigt formar tumörpopulationen genom selektion. Immunogena kloner har lägre fitness under immuntryck, medan kloner med antigenförlust, defekt HLA-presentation eller immunsuppressiva egenskaper gynnas.

Maligna celler är förändrade kroppsegna celler. Immunsystemet måste därför skilja dem från normal vävnad genom exempelvis somatiska mutationer, virala proteiner, avvikande genuttryck, inducerade stressligander eller förändrad HLA-presentation. Stark reaktivitet mot delade självantigen medför däremot risk för autoimmunitet och on-target/off-tumor-toxicitet, det vill säga angrepp på normal vävnad som uttrycker samma mål.

En histopatologisk tumörmarkör är inte automatiskt ett immunologiskt tumörantigen. Immunhistokemisk detektion av exempelvis cytokeratin, HER2 eller melanocytmarkörer visar proteinuttryck och används för diagnostik, klassifikation eller behandlingsval. Den visar däremot inte att en relevant peptid naturligt processas, binds till patientens HLA, exponeras i tillräcklig densitet och känns igen av funktionella T-celler.

Normal antigenprocessning och HLA-presentation

Den endogena HLA-klass I-vägen gör intracellulära proteiner synliga för CD8-positiva T-celler. Cytosoliska proteiner, inklusive kortlivade eller felveckade tumörproteiner, ubiquitinyleras och bryts ned i proteasomen. Vid inflammation och IFN-γ-signalering kan proteasomens sammansättning ändras till en immunoproteasom, vilket påverkar vilka peptidändar som genereras.

Peptiderna transporteras därefter från cytosolen in i endoplasmatiskt retikel genom heterodimeren TAP1/TAP2. Aminopeptidaser kan trimma dem till lämplig längd. Typiska HLA-I-ligander är 8–11 aminosyror långa och måste innehålla ankarmotiv som passar den aktuella HLA-allelens bindningsficka. Specificiteten innebär att samma mutation kan ge ett starkt antigen hos en patient men inte presenteras alls hos en annan.

I endoplasmatiskt retikel stabiliseras HLA-I:s tunga kedja av chaperoner och associeras med β2-mikroglobulin, som kodas av B2M. Tapasin kopplar komplexet till TAP och underlättar selektion av peptider med stabil bindning. Det färdiga peptid–HLA-I-komplexet transporteras via Golgiapparaten till cellytan, där det granskas av T-cellsreceptorer på CD8-positiva T-celler. TCR känner alltså en sammansatt yta av både peptid och HLA, inte fritt antigen.

HLA-klass II presenterar huvudsakligen antigen som tagits upp genom endocytos eller fagocytos. Proteiner bryts ned i sura endosomala och lysosomala vesiklar och laddas på HLA-II efter att den invarianta kedjan och restpeptiden CLIP avlägsnats. HLA-II uttrycks framför allt av professionella antigenpresenterande celler och presenterar längre peptider för CD4-positiva T-celler.

Dendritceller kan dessutom utföra korspresentation: exogent tumörmaterial förs in i HLA-I-vägen och presenteras för naiva CD8-positiva T-celler. Detta är avgörande eftersom tumörceller vanligen saknar tillräcklig kostimulering och inte effektivt kan prima naiva T-celler. Dendritcellers korspresentation förenar således tumörcellsdöd i perifer vävnad med initiering av cytotoxisk T-cellsimmunitet i dränerande lymfkörtel.

Tumörantigen: huvudklassifikation

Den praktiskt viktigaste indelningen skiljer tumörspecifika antigen, som saknas i normala celler, från tumörassocierade antigen, som också förekommer i normal vävnad men uttrycks i avvikande mängd eller kontext. Gränsen är biologiskt användbar men inte absolut: ett antigen kan vara starkt tumörberikat utan att vara fullständigt tumörbegränsat.

Tumörspecifika antigen omfattar missensemutationer, insertioner eller deletioner med läsramsförskjutning, alternativa splitsningsprodukter, genfusioner och virala proteiner. Eftersom deras aminosyrasekvenser inte funnits under normal T-cellsutveckling är repertoaren mindre påverkad av negativ selektion i thymus. Detta ökar sannolikheten för högaffina T-celler, men endast om peptiden verkligen uttrycks, processas och presenteras.

Tumörassocierade antigen omfattar överuttryckta receptorer, linjespecifika differentieringsproteiner, cancer–testis-antigen och onkofetala proteiner. De kan vara kliniskt attraktiva eftersom samma mål delas av många patienter, till skillnad från patientunika neoantigen. Nackdelen är tolerans och vävnadstoxicitet: ett effektivt immunsvar kan inte alltid skilja en tumörcell med högt uttryck från en normal cell med lägre uttryck.

Ytantigen är särskilt lämpade för monoklonala antikroppar och CAR-T-celler, medan intracellulära antigen kräver processning och HLA-presentation och kan nås med konventionella T-celler eller TCR-konstruerade celler. Antigenets subcellulära lokalisation bestämmer därför vilken terapeutisk plattform som är möjlig.

Tumörspecifika antigen och neoantigen

Icke-synonyma punktmutationer ändrar en aminosyra och kan skapa en ny HLA-bindande peptid eller förändra den TCR-exponerade delen av en redan bindande peptid. Mutationerna KRAS G12D och KRAS G12V kan generera HLA-presenterade neoepitoper, liksom vissa mutationer i tumörsuppressorn p53. Ett sådant mål kan vara återkommande mellan patienter men är ändå beroende av rätt mutationsvariant och kompatibel HLA-allel.

Insertioner och deletioner kan förskjuta läsramen och skapa en längre, helt ny C-terminal aminosyrasekvens. Genfusioner för samman sekvenser som normalt inte sitter intill varandra, medan avvikande splitsning kan inkludera intronsekvenser eller ovanliga exonkopplingar. Dessa förändringar kan ge mer främmande peptider än en enstaka aminosyrasubstitution och därmed minska betydelsen av självtolerans.

Endast en liten andel av tumörens mutationer leder emellertid till funktionella neoantigen. Mutationen måste finnas i en uttryckt gen, transkriptet måste undgå nedbrytning, proteinet produceras och klyvas på rätt sätt, peptiden transporteras via TAP, binda patientens HLA med tillräcklig stabilitet och slutligen möta en användbar T-cellsrepertoar. HLA-bindning som predicerats bioinformatiskt är därför ett urvalskriterium, inte ett bevis på immunogenicitet.

Klonala neoantigen härrör från tidiga mutationer och finns i merparten av tumörcellerna. De är mer attraktiva mål eftersom ett immunsvar kan träffa en stor andel av tumörmassan. Subklonala neoantigen finns bara i vissa grenar av tumörens evolution; behandling mot ett sådant mål kan eliminera en delpopulation men lämna antigennegativa kloner kvar.

Viralt drivna maligniteter uttrycker främmande proteiner som kan fungera som tumörspecifika mål. Vid HPV-associerad cervix-, anal- och orofarynxcancer bidrar onkoproteinerna E6 och E7 till inaktivering av p53- respektive RB-relaterade kontrollsystem och måste ofta behållas för den maligna fenotypen. EBV-associerade tumörer kan uttrycka EBV-nukleära antigen och latenta membranproteiner, men antigenmönstret varierar mellan olika latensprogram och tumörformer.

Tumörassocierade antigen och immunologisk tolerans

Överuttryckta antigen är normala proteiner vars mängd ökat genom exempelvis genamplifiering eller transkriptionsaktivering. HER2 kan amplifieras och överuttryckas vid bröst- och ventrikelcancer, medan EGFR kan vara överuttryckt eller genetiskt förändrat i flera epiteliala maligniteter. Båda finns även i normal vävnad, vilket begränsar det terapeutiska fönstret.

Differentieringsantigen följer den normala cellinjen. MART-1/Melan-A uttrycks av normala melanocyter och många melanom. Ett starkt T-cellsangrepp mot antigenet kan därför eliminera både tumörceller och normala melanocyter och ge vitiligo. Depigmentering under melanombehandling illustrerar att terapeutisk antitumörimmunitet och autoimmun vävnadsskada ibland är två uttryck för samma antigenigenkänning.

Cancer–testis-antigen, däribland MAGE-familjen och NY-ESO-1, är epigenetiskt nedreglerade i de flesta normala somatiska vävnader men kan reaktiveras genom hypometylering i cancer. Normalt uttryck är huvudsakligen begränsat till germinalvävnad i testis, där HLA-I-presentationen är låg eller frånvarande i relevanta celler. De kan därför vara mer immunogena än brett uttryckta självantigen, även om uttrycket inom en tumör ofta är heterogent.

Onkofetala antigen uttrycks under fosterutvecklingen och återkommer vid malign transformation. Alfa-fetoprotein (AFP) är associerat med bland annat hepatocellulär cancer och vissa germinalcellstumörer, medan karcinoembryonalt antigen (CEA) kan vara förhöjt vid kolorektal och annan adenocarcinom. Serumhalter används främst för klinisk uppföljning i definierade situationer; cirkulerande markör är inte liktydigt med effektiv HLA-presentation.

Självlikheten medför immunologisk tolerans. T-celler med hög affinitet för självpeptid–HLA kan elimineras genom negativ selektion i thymus. Kvarvarande celler kan hållas inaktiva genom perifer anergi när antigen presenteras utan kostimulering, genom deletion efter kronisk stimulering eller genom suppression från regulatoriska T-celler. Terapi mot tumörassocierade antigen måste därför både övervinna tolerans och undvika allvarlig skada i antigenpositiva organ.

Initiering av antitumörimmunitet: cancer–immunitetscykeln

Cykeln inleds när tumörceller dör eller skadas och frisätter antigen tillsammans med DAMP-signaler. Extracellulärt ATP kan aktivera purinerga receptorer och inflammasomrelaterade signaler, HMGB1 kan stimulera mönsterigenkänningsreceptorer såsom TLR, och yttranslokaliserat kalretikulin fungerar som en fagocytossignal. Celldödens molekylära sammanhang avgör om antigenupptaget blir immunogent eller tolerogent.

Dendritceller fagocyterar tumörmaterial och aktiveras genom TLR-signaler samt genom cGAS–STING-systemet. Cytosoliskt DNA aktiverar cGAS, vilket bildar cGAMP och stimulerar STING med efterföljande interferonrespons. Aktiverade dendritceller ökar HLA- och kostimulerande molekyler, producerar cytokiner och migrerar till tumördränerande lymfkörtlar.

T-cellspriming kräver tre funktionella signaler:

1. Signal 1: TCR binder ett specifikt peptid–HLA-komplex.
2. Signal 2: CD28 på T-cellen binder CD80 eller CD86 på dendritcellen.
3. Signal 3: cytokiner styr expansion, överlevnad och differentiering, exempelvis mot cytotoxiska CD8-celler eller Th1-celler.

Antigenpresentation utan adekvat kostimulering kan leda till anergi, deletion eller regulatorisk differentiering snarare än antitumörimmunitet. Denna mekanism skyddar normalt mot autoimmunitet men kan utnyttjas av tumörer och omogna antigenpresenterande celler.

Efter klonal expansion lämnar effektorceller lymfkörteln och följer kemokingradienter till tumören. Integriner och endotelligander medverkar till adhesion och extravasation. I tumörvävnaden måste T-cellen åter finna samma peptid–HLA-komplex, bilda en immunologisk synaps och genomföra avdödning. Nya antigen och DAMP-signaler kan då frisättas, vilket principiellt återstartar och breddar cykeln genom epitopspridning.

Effektorceller och avdödning av maligna celler

CD8-positiva cytotoxiska T-celler dödar främst genom riktad exocytos av perforin och granzymer. Perforin möjliggör granzymers tillträde till målcellens cytosol, där framför allt granzym B aktiverar kaspaser och förstärker mitokondriell apoptossignalering. Den riktade synapsen begränsar skadan på närliggande celler, varefter T-cellen kan lossna och angripa ett nytt mål.

En alternativ väg är Fas–FasL-signalering. FasL på aktiverade T-celler binder dödsreceptorn Fas på tumörcellen, vilket rekryterar adaptorproteiner och aktiverar kaspas-8. Cytotoxiska celler producerar dessutom IFN-γ, som kan hämma proliferation, aktivera makrofager och öka HLA-I, TAP och andra komponenter i antigenpresentationen. Samma cytokinsignal kan dock selektera fram tumörer med defekt interferonrespons eller inducera adaptivt PD-L1-uttryck.

CD4-positiva Th1-celler stödjer svaret genom bland annat IFN-γ och genom att aktivera dendritceller via CD40L–CD40. Detta förbättrar kostimulering och korspresentation för CD8-celler. Th1-celler kan också aktivera makrofager och upprätthålla cytotoxiska T-cellssvar; i vissa tumörer känner de direkt igen HLA-II-presenterade antigen.

NK-cellens respons bestäms av balansen mellan inhibitoriska receptorer som känner igen HLA-I och aktiverande receptorer som binder stressinducerade ligander. Minskad HLA-I-presentation undanröjer inhibitoriska signaler och ger missing-self-igenkänning. NK-cellen kan därefter använda perforin–granzymvägen eller dödsreceptorer för att döda målcellen.

Antikroppar mot tumöryteantigen kan mediera antikroppsberoende cellulär cytotoxicitet. Fcγ-receptorn CD16 på NK-celler binder Fc-delen av cellbundna IgG-antikroppar och utlöser degranulering. Antikroppar kan även blockera tillväxtreceptorer, opsonisera tumörceller för fagocytos och i vissa fall aktivera komplement med membranattackkomplex eller komplementmedierad opsonisering.

Immunövervakning: evidens, omfattning och begränsningar

Experimentellt stöd för immunövervakning kommer från möss med definierade immundefekter. RAG-defekta möss saknar mogna T- och B-celler eftersom antigenreceptorgener inte kan rearrangeras. De uppvisar ökad känslighet för spontana eller kemiskt inducerade tumörer jämfört med immunologiskt intakta kontroller. Även defekter i IFN-γ-signalering eller perforinmedierad cytotoxicitet ökar tumörutveckling i relevanta modeller.

Kemiskt inducerade tumörer, exempelvis efter exponering för 3-metylkolantren, har varit särskilt informativa. Tumörer som uppkommer i immunbristiga värdar är ofta mer immunogena när de transplanteras till immunkompetenta djur än tumörer som utvecklats under normalt immuntryck. Det talar inte bara för eliminering utan också för att immunsystemet selekterar tumörens fenotyp.

Tidiga försök med athymiska nude-möss gav ingen entydig kraftig ökning av spontan cancer och bidrog till skepticism mot hypotesen. Modellen var emellertid ofullständig: mössen har kvar NK-celler och andra medfödda mekanismer, T-cellsbristen är inte alltid absolut och spontan tumörincidens påverkas av livslängd, mikrobiologi och genetisk bakgrund. Senare, mer specifika modeller gav därför en tydligare bild.

Hos människa ses ökad cancerrisk vid organtransplantation, långvarig immunsuppression och vissa primära eller förvärvade immunbrister. Ökningen är särskilt framträdande för virusassocierade maligniteter, hudcancer och lymfoproliferativa tillstånd. Exempelvis underlättar nedsatt T-cellsövervakning expansion av EBV-drivna B-cellskloner efter transplantation.

Immunövervakning förklarar emellertid inte all cancerutveckling. Många tumörer drivs huvudsakligen av ålder, tobaks- eller strålningsexponering, ärftliga predispositioner, vävnadsspecifik biologi och andra carcinogena mekanismer. Sambandet mellan generell immunbrist och enskilda vanliga solida tumörer varierar. Kliniskt manifest cancer innebär därför inte nödvändigtvis ett globalt svagt immunsystem utan ofta lokal eller antigenspecifik immunflykt.

Immunoediting: elimination, equilibrium och escape

Immunoediting beskrivs som tre E-faser: elimination, equilibrium och escape. Modellen är inte alltid en strikt linjär tidsföljd utan ett evolutionärt ramverk. Olika delar av samma tumör kan samtidigt befinna sig under olika grad av immunologisk kontroll.

Under elimination identifierar medfödda och adaptiva effektorer immunogena tumörceller. NK-celler reagerar på stressligander och förlorad HLA-I-signalering, medan T-celler angriper presenterade tumörantigen. Om alla transformerade celler avlägsnas uppstår aldrig en kliniskt detekterbar tumör.

Vid equilibrium kvarstår en liten tumörpopulation men hålls tillbaka av immuntryck och tillväxtbegränsande cytokiner. Fasen kan teoretiskt fortgå i flera år. Under tiden uppstår genetiska och epigenetiska variationer, och kloner med lägre antigenuttryck, sämre HLA-presentation eller ökad avdödningsresistens får en relativ överlevnadsfördel.

Escape inträffar när resistenta eller mindre synliga kloner kan växa progressivt. Antigenförlust, B2M-defekt, nedsatt IFN-γ-signalering, checkpointligander och rekrytering av suppressiva stromaceller kan samverka. Escape betyder således inte att tumören blivit fullständigt osynlig, utan att den samlade tillväxtfördelen överstiger immunsystemets kontrollförmåga.

Intratumoral heterogenitet accelererar processen. Ett svar mot ett subklonalt antigen eliminerar endast den antigenpositiva grenen, medan andra kloner består. Epigenetisk nedreglering kan reversibelt tysta cancer–testis-antigen, HLA-gener eller kemokiner utan att DNA-sekvensen förändras. Immunterapi skapar ytterligare selektion och kan därmed ge förvärvad resistens efter en initial klinisk respons.

Tumörcellens direkta flyktmekanismer

Tumörcellen kan förlora själva målantigenet genom deletion, mutation, epigenetisk nedreglering eller linjeförändring. Den kan också behålla proteinet men störa dess presentation. Mutation eller förlust av B2M destabiliserar HLA-I, medan defekter i TAP1, TAP2 eller tapasin minskar peptidtransport och peptidladdning. Nedsatt JAK–STAT-signalering efter IFN-γ kan hindra induktion av HLA-I och antigenprocessningsgener.

Fullständigt HLA-I-bortfall undviker CD8-celler men ökar risken för NK-cellsangrepp genom missing-self. Partiell nedreglering, allelspecifik HLA-förlust eller selektiv förlust av en presentationsväg kan därför ge större fitness: tumören undgår den relevanta T-cellsklonen men behåller tillräcklig inhibitorisk signalering mot NK-celler.

PD-L1 på tumör- eller myeloida celler binder PD-1 på aktiverade T-celler och minskar TCR-signalering, proliferation, cytokinsyntes och cytotoxicitet. PD-L1 kan vara konstitutivt onkogendriverat eller induceras av IFN-γ som adaptiv resistens. Icke-klassiskt HLA-G kan ge inhibitoriska signaler till flera immuncellstyper och bidra till regulatoriska och myeloida suppressorfenotyper.

Tumörer kan uttrycka FasL och därmed bidra till apoptos eller dysfunktion hos Fas-uttryckande lymfocyter. Samtidigt skyddar de sig mot avdödning genom överuttryck av BCL-2-familjens antiapoptotiska medlemmar eller IAP-proteiner. Förlust av kaspas-8 försvagar dödsreceptorsignalering, medan förlust av APAF1 hämmar apoptosomens aktivering efter mitokondriell cytokrom c-frisättning.

Metabol flykt omfattar IDO1, som bryter ned tryptofan och producerar kynurenin. Tryptofanbrist hämmar T-cellstillväxt, medan kynureninsignalering kan gynna regulatoriska program. På cellytan omvandlar CD39 ATP till AMP och CD73 AMP till adenosin. Adenosin hämmar effektorceller, bland annat genom A2A-receptorn, och omvandlar därmed en potentiellt inflammatorisk ATP-signal till en suppressiv metabolit.

CTLA-4 är framför allt en fysiologisk broms under T-cellspriming och uttrycks även konstitutivt av regulatoriska T-celler. Genom hög affinitet för CD80/CD86 konkurrerar receptorn med CD28 och kan minska tillgänglig kostimulering. Tumören behöver således inte själv uttrycka CTLA-4 för att dra nytta av denna hämmande axel.

Den immunsuppressiva tumörmikromiljön

Regulatoriska T-celler hämmar effektorceller genom kontaktberoende mekanismer, checkpointreceptorer och cytokiner såsom TGF-β och IL-10. MDSC utgör en heterogen population av omogna eller patologiskt aktiverade myeloida celler. De kan konsumera L-arginin via arginas-1 och producera reaktiva syre- och kväveföreningar som stör TCR-signalering och T-cellsproliferation.

Tumörassocierade makrofager uppvisar ofta proangiogena och immunsuppressiva program, även om den förenklade M1/M2-indelningen inte fångar hela heterogeniteten. De producerar bland annat IL-10, TGF-β och VEGF. Cancerassocierade fibroblaster avsätter kollagen och andra matrixkomponenter, producerar kemokiner och kan skapa en tät extracellulärmatrix som fysiskt och biokemiskt begränsar lymfocytinfiltration.

Snabb tumörtillväxt och dysfunktionella kärl ger hypoxi. Stabilisering av HIF-1α driver angiogenes och metabol anpassning. Aerob glykolys ger laktatansamling och lågt extracellulärt pH, vilket försämrar T- och NK-cellers cytokinsyntes och cytotoxicitet. Konkurrens om glukos samt brist på tryptofan och arginin begränsar samtidigt den metabola kapacitet som krävs för klonal expansion.

Tumörkärlens endotel uttrycker ofta avvikande nivåer av adhesionsmolekyler och bildar oregelbundna, dåligt perfunderade kärl. VEGF främjar inte bara angiogenes utan kan också hämma dendritcellsmognad och bidra till T-cellsexklusion. Resultatet blir att cirkulerande tumörspecifika T-celler kan finnas utan att effektivt nå tumörparenkymet.

Fenotyperna är inte statiska. Strålbehandling, cytostatika, onkolytiska virus, angiogeneshämning eller STING/TLR-aktivering kan förändra mikromiljön, men samma behandling kan också selektera fram nya flyktmekanismer.

Mätning av antigenicitet och antitumörimmunitet

Neoantigenanalys börjar vanligen med parade tumör- och normalprover. Hel-exomsekvensering identifierar kodande somatiska mutationer, medan helgenomsekvensering dessutom kan påvisa strukturella förändringar och icke-kodande varianter. RNA-sekvensering används för att bekräfta uttryck, identifiera fusioner och avvikande splitsning samt bedöma allelspecifik transkription.

Patientens HLA-typ bestäms och mutationerna översätts bioinformatiskt till kandidatpeptider. Algoritmer uppskattar HLA-bindning, komplexstabilitet, proteasomal klyvning och TAP-transport. Naturlig presentation kan verifieras med immunopeptidomik, där HLA-komplex isoleras och bundna peptider analyseras med masspektrometri. Funktionell immunogenicitet kräver därefter T-cellsassay, exempelvis cytokinfrisättning, multimerfärgning eller tumörcellsavdödning.

Tumörmutationsbörda, TMB, anges som antal somatiska mutationer per megabas analyserat DNA. En gräns omkring 10 mutationer/Mb används i vissa behandlings- och analyskontexter, men värdet är plattforms- och tumörberoende. Hög TMB ökar sannolikheten för neoantigen men anger inte om mutationerna är klonala, uttryckta eller presenterade.

MSI och defekt mismatch repair, MSI-H/dMMR, ger ansamling av mutationer, särskilt insertioner och deletioner i repetitiva sekvenser, och kan skapa många frameshiftantigen. PD-L1 mäts immunhistokemiskt, exempelvis som TPS, andelen viabla tumörceller med membranfärgning, eller CPS, där färgade tumör- och immunceller relateras till antalet viabla tumörceller. Assay, antikroppsklon och indikationsspecifik gräns påverkar tolkningen.

TIL kan bedömas histologiskt som täthet, lokalisation och sammansättning av tumörinfiltrerande lymfocyter. CD8-dominans i tumörparenkym har annan betydelse än lymfocyter som stannar i stromat. Multiplex immunhistokemi, flödescytometri, TCR-sekvensering och spatial transkriptomik kan ge mer detaljerad information om klonalitet, aktivering och anatomisk organisation.

Felkällorna är betydande. Låg tumörcellshalt minskar mutationsdetektionen, formalinfixering kan skada nukleinsyror och spatial heterogenitet gör en biopsi icke-representativ. HLA-förlust eller regionalt antigenuttryck kan förbises. Olika prediktionsalgoritmer ger olika kandidater, och stark predicerad HLA-bindning bevisar varken naturlig processning, tillräcklig peptiddensitet eller förekomst av reaktiva T-celler.

Klinisk relevans och terapeutiska principer

Checkpointblockad med antikroppar mot CTLA-4, PD-1 eller PD-L1 avlägsnar inhibitoriska signaler men tillför inte automatiskt ett nytt antigen. Behandlingen fungerar därför bäst när tumörspecifika T-celler redan har primats eller kan genereras. CTLA-4-blockad påverkar främst priming och repertoarbredd, medan PD-1/PD-L1-blockad framför allt kan återställa funktion hos hämmade effektorceller i perifer vävnad och tumör.

Personaliserade neoantigenvacciner väljer mutationer från patientens tumör och levererar dem som peptider, RNA eller andra formuleringar tillsammans med immunstimulerande komponenter. Målet är att expandera befintliga T-cellskloner och inducera nya svar. Klonala, uttryckta neoantigen med verifierad presentation är principiellt bättre mål än subklonala kandidater.

Vid TIL-terapi isoleras tumörinfiltrerande lymfocyter, expanderas ex vivo och återinfunderas efter lymfodepletion. Populationen kan känna igen flera naturligt presenterade antigen och därmed minska risken att ett enda antigenförlustfenomen ger escape. TCR-konstruerade T-celler ges i stället en definierad receptor mot ett specifikt peptid–HLA-komplex och är därför HLA-restrikterade samt känsliga för defekter i antigenprocessningen.

CAR-T-celler känner igen intakta ytstrukturer med en antikroppslik extracellulär domän och är HLA-oberoende. De undgår därför B2M-, TAP- och HLA-relaterad flykt men kräver ett tillgängligt ytantigen. Framgången vid CD19-positiva hematologiska maligniteter beror delvis på relativ antigenhomogenitet och god fysisk åtkomlighet. I solida tumörer begränsas effekten av antigenheterogenitet, matrixbarriärer, hypoxi och lokal immunsuppression.

Högmuterade solida tumörer kan innehålla många neoantigen och svara på checkpointblockad, men heterogeniteten gör målen ojämnt fördelade. Hematologiska maligniteter kan ha lägre mutationsbörda men ett homogent linjeantigen, vilket gynnar antikropps- och CAR-baserad behandling. Förlust av målantigen orsakar dock återfall även där, exempelvis genom utväxt av antigennegativa kloner.

Primär resistens kan bero på avsaknad av relevanta antigen, utebliven priming, T-cellsexklusion eller konstitutiva HLA-defekter. Förvärvad resistens efter initial respons kan orsakas av antigenförlust, B2M-mutation, defekt IFN-γ-signalering eller kompensatoriska inhibitoriska vägar. Progression under behandling bör därför förstås som fortsatt evolution under terapeutiskt immuntryck.

TMB, MSI/dMMR och PD-L1 är probabilistiska, inte absoluta, biomarkörer. Hög TMB garanterar inte immunogena neoantigen, PD-L1-negativa tumörer kan svara och PD-L1-positiva tumörer kan vara resistenta. MSI-H/dMMR är starkt kliniskt relevant i flera tumörformer men måste fortfarande tolkas tillsammans med sjukdomstyp, behandlingslinje och övriga biologiska faktorer.

Bruten tolerans ger immunrelaterade biverkningar såsom dermatit, kolit, hepatit, pneumonit, tyreoideasjukdom och hypofysit. Antigenspecifik on-target/off-tumor-toxicitet uppkommer när målstrukturen finns i vital normal vävnad; den skiljer sig från checkpointblockadens bredare autoimmuna inflammation. Antigenval, HLA-restriktion, uttrycksnivå, vävnadsdistribution och möjlighet att avbryta cellterapin är därför centrala säkerhetsfrågor.

Källor

• Cancer immunology
• Cancer immunology
• Bild: File:CTLA4 Diagram.png — Guido4, CC BY-SA 3.0
• Bild: File:Aszites pleurexsudat.jpg — Matthias Bojar, Public domain