Эозинофилы в онкологии

Гиперэозинофильные синдромы

      Гиперэозинофильные синдромы (HES) делят на варианты в зависимости от этиологии: идиопатическая HES (с неизвестной этиологией), первичная (неопластическая) HES с лежащим в основе клональным миелоидным или стволовым клеточным расстройством и вторичная (реактивная) HES, где лежащая в основе неопухолевое или паранеопластическое состояние выявляется и отвечает за расширение неклональных эозинофилов.

     Несмотря на то, что при гиперэозинофильном синдроме могут быть поражены несколько систем органов, повреждение органов обычно ограничивается определенными системами, включая сердце, легкие, кожу, селезенку, желудочно-кишечный тракт и центральную нервную систему.

        Приобретенная эозинофилия функционально подразделяется на первичную (клональную) вторичную и идиопатическую. 

     Гипереозинофильные синдромы (идиопатический, миелопролиферативный вариант и лимфоцитарный вариант) представляют собой группу нарушений, при которых эозинофилия всегда присутствует и может быть от умеренной до тяжелой. Геперэозинофилия может иметь определенную этиологию или быть полностью идиопатической. Пораженные органы обычно включают легкие, кожу, сердце, кровеносные сосуды, пазухи, почки и мозг. 

Первичная эозинофилия

            Первичная эозинофилия возникает в контексте гематологических злокачественных новообразований и миелопролиферативных заболеваний, включая острый или хронический миелоидный лейкоз, а также ряд других пролиферативных состояний, при которых количество эозинофилов обычно превышает 5000/мкл

     Термин первичная (или внутренняя) гиперэозинофилия относится к наличию явного гематологического злокачественного новообразования или пролиферативного нарушения, характеризующегося неопластическими эозинофилами в качестве причины заболевания.

       Молекулярная биология резко изменила определение первичной эозинофилии. Свидетельство о генетических мутациях / перестройках, вызывающих экспансию эозинофилов, привело к признанию новой специфической категории Всемирной организации здравоохранения (WHO), обозначенной, как «миелоидные / лимфоидные новообразования с эозинофилией и перестройкой PDGFRA, PDGFRB или FGFR1 или с PCM1-JAK2»

     Первичная эозинофилия - клональная пролиферация эозинофилов, связанная с гематологическими расстройствами, такими как лейкемия и миелопроилиферативные расстройства.   Другие, достаточно распространенные причины эозинофилии некоторые опухоли (гематологические или солидные, доброкачественные или злокачественные.

    Клональная эозинофилия отличается от идиопатической эозинофилии наличием гистологических, цитогенетических или молекулярных признаков основного миелоидного новообразования.

Лимфоцитарный вариант гиперэозинофильного синдрома   

  Лимфопролиферативный гиперэозинофильный синдром - устойчивая периферическая эозинофилия при более чем 1500 клеток / мкл, часто связанная с сыпью, аберрантный Т-клеточный иммунофенотипический профиль, часто чувствительный к стероидам.

     Пациенты с лимфоцитарным вариантом гиперэозинофильного синдрома имеют диффузные кожные проявления (зуд, стойкая эритема, сыпь).  Обычно здесь увеличена популяция CD3 - CD4 + Т-клеток и / или аномальная клональность рецепторов Т-клеток, что способствует риску развития Т-клеточных лимфом. С ними может быть особенно трудно справиться, в связи с необходимостью постоянного мониторинга развития новообразований и потребности в пероральных кортикостероидах (с ответом) и других модифицирующих заболевание лекарствах.

Миелопролиферативный вариант гиперэозинофильного синдрома

      Миелопролиферативный гиперэозинофильный синдром - устойчивая периферическая эозинофилия при более чем 1500 клеток / мкл, часто с признаками спленомегалии, сердечных осложнений и тромбозов. Может иметь ассоциированные FIP1L1-PDGFRA и другие мутации и часто является устойчивым к стероидам. Пациенты могут иметь диагноз хронической эозинофильной лейкемии.

     У пациентов с миелопролиферативным вариантом гиперэозинофильного синдрома часто отмечаются сердечно - сосудистые заболевания или тромботические осложнения (эндомиокардиальное воспаление и инсульт), спленомегалия, повышенный уровень триптазы, лактатдегидрогеназы и витамина B12. У этих пациентов выявляются мутации FIP1L1-PDGFRA и другие родственные хромосомные мутации, не реагирующие на иматиниб. Иматиниб полезен тем, у кого отсутствует мутация FIP1L1-PDGFRA, если демонстрируют миелопролиферативные нарушения.

     Существуют эозинофильные злокачественные новообразования (острый и хронический эозинофильный лейкоз) и злокачественные новообразования, при которых эозинофилы увеличиваются как часть общей клеточной среды. 

      Онкогематологические нарушения стоит заподозрить, если исключить инфекционные или иммунологические причины персистирующей гиперэозинофилии.

     Таким образом, эозинофилия может присутствовать как при миелоидных заболеваниях (хронический миелоидный лейкоз, острый миелоидный лейкоз, системный мастоцитоз и миелодиспластические / миелопролиферативные заболевания), так и при лимфоидных (лимфома Ходжкина, Т-клеточные неходжкинские лимфомы).

  Мастоцитоз — гемопоэтическое новообразование, характеризующееся размножением и накоплением медиатор-продуцирующих неопластических тучных клеток в одной или нескольких системах органов, включая костный мозг, кожу, печень, селезенку и желудочно-кишечный тракт. При системном мастоцитозе эозинофилия и гиперэозинофилия более распространены на его поздних стадиях.

    Гематопоэтические злокачественные новообразования, обычно (но не всегда), сопровождающиеся эозинофилией, представляют собой миелопролиферативные новообразования (MPN), некоторые варианты острого миелолейкоза (AML), меньшую подгруппу пациентов с миелодиспластическими синдромами (MDS), некоторые нарушения MDS / MPN, несколько чаще всего, Т-клеточные лимфопролиферативные нарушения и системный мастоцитоз (СМ).

   У пациентов с миелоидными или стволовыми клетками эозинофилы обычно относятся к злокачественному клону. У этих пациентов присутствуют слитые гены, включающие PDGFRA, PDGFRB, FGFR1 или другие тирозинкиназы. Это имеет большое значение, учитывая тот факт, что иматиниб является высокоэффективным у пациентов с генами слияния PDGFRA или PDGFRB, но не в новообразованиях с генами слияния FGFR1.

Хронический эозинофильный лейкоз

     При хроническом эозинофильном лейкозе (CEL) слитый ген FIP1L1-PDGFRA (и связанная с ним цитогенетическая делеция суррогата CHIC2 с помощью FISH) обнаруживается примерно в 10–20% всех случаев и, таким образом, является наиболее частой рецидивной аберрацией при CEL.  Сообщалось также о множестве других цитогенетических дефектов, при хроническом эозинофильном лейкозе таких как потеря Y-хромосомы, трисомия 8, трисомия 15, del (6q), del (20q) или i (17q).

Эндомиокардиальный фиброз

 Эндомиокардиальный фиброз, развитие внутриполостных тромбов и возникновение внутрисосудистых тромбозов представляют собой серьезные сердечно-сосудистые осложнения эозинофилии.  Эндомиокардиальный фиброз и образование тромба часто наблюдаются у (нелеченных) пациентов с эозинофильной лейкемией, несущих ген слияния FIP1L1-PDGFRA, но могут также развиваться у других пациентов с эозинофильным синдромом.  Пациенты с FIP1L1-PDGFRA ⁺эозинофильный лейкоз, как правило, хорошо реагируют на иматиниб, и раннее лечение предотвращает необратимое повреждение органа у большинства пациентов.

Вторичная эозинофилия

     Вторичная или реактивная эозинофилия обусловлена, в частности, цитокином интерлейкином IL-5, продуцируемым активированными Т-лимфоцитами (Kouro T, Takatsu K., 2009).  Этот сценарий иммунологических «перекрестных помех» связан с аутоиммунными, инфекционными и воспалительными заболеваниями; злокачественностью; аллергией, в том числе ятрогенной, включая лекарственные побочные реакции.

      Причины вторичной эозинофилии включают паразитарные инфекции, аллергические или васкулитные состояния, лекарственные препараты и лимфому. Пролиферация эозинофилов здесь стимулируется внешними, по крайней мере, частично, причинами, такими, как паразиты, аллергическое воспаление или лимфоидные злокачественные новообразования.

   Из гематологических опухолей лимфома Ходжкина сопровождается выраженную эозинофилией, однако, последняя реже встречается при другой лимфоме, а также хроническом миелоидном и остром лимфобластном лейкозах. Нередко легкая эозинофилия клинически себя не проявляет, но уровни ≥ 1500 / мкл способны вызвать повреждение органов.

Идиопатическая эозинофилия

       Когда не может быть выявлена врожденная, клональная или реактивная причина, пациенты со стойким количеством эозинофилов не менее 1,5 × 10 ⁹ /л классифицируются как идиопатические гиперэозинофилы. Эту группу можно разделить на пациентов без проявлений эозинофилии (iHE), или c гиперэозинофилией неустановленной значимости (iHEUS) или больных с идиопатическим гиперэозинофильным синдромом (iHES). Под последним обычно понимается периферическая эозинофилия в концентрации болл 1500 клеток /мкл c ассоиированным повреждением конечных органов.

      Идиопатическая эозинофилия может протекать бессимптомно, но нередко пациенты жалуются на постоянное чувство усталости, миалгию слабость и общее недомогание.  При этом общий анализ крови показывает эозинофилию, которая остается стойкой даже на фоне лечения кортикостероидами.

Эпизодическая эозинофилия

     Эпизодическая эозинофилия, связанная с ангионевротическим отеком (синдром G): циклические лихорадки, отеки, крапивница, зуд, выраженная эозинофилия и повышение уровня IgM. Аберрантные Т-клеточные фенотипы часто ассоциируются с такой эозинофилией.

    Эпизодический ангионевротический отек, (синдром Глейха), связан с выраженной эпизодической эозинофилией, крапивницей, зудом, лихорадкой, увеличением веса и часто повышенным уровнем IgM. Эти пациенты имеют основную иммунную дискразию, приводящую к проявлению симптомов, с повышением уровня эозинофилов, связанным с предшествующим повышением уровня цитокина интерлейкина-5. Многие также имеют аберрантную популяцию CD3 - CD4 + T-клеток и клональность T-клеточных рецепторов. У 25% пациентов с мастоцитозом наблюдается эозинофилия, обычно в легкой и средней степени. Считается, что между тучными клетками и эозинофилами существует значительная перекрестная связь. Большинство пациентов имеют мутацию (D816V) в гене c-KIT. У пациентов с системным мастоцитозом с мутациями D816VKIT одновременно присутствовали мутации FIP1L1-PDGFRA и хроническая эозинофильная лейкемия, хотя это редкое явление. Биопсия костного мозга при мастоцитозе и хронической эозинофильной лейкемии обнаруживает некоторые общие патологические особенности, такие как экспрессия CD 25 тучных клеток, морфология в форме веретена. Ниже представлены основные варианты первичной эозинофилии:

Онкологические заболевания

Онкогематология

     Эозинофилия встречается как при миелоидных (хронический и острый миелоидные лейкозы, системный мастоцитоз и миелодиспластические/миелопролиферативные заболевания), так и при лимфоидных (лимфома Ходжкина, Т-клеточная неходжкинская лимфома) злокачественных новообразованиях.

      При персистирующей эозинофилии стоит всегда подозревать онкогематологические заболевания, когда исключены ее инфекционные и иммунологические причины.

     В основе эозинофилии при гематологических клональных нарушениях лежат различные патогенетические механизмы. 

      При миелоидных новообразованиях генетическое поражение (хромосомные перестройки, точечные мутации) в гемопоэтических стволовых клетках, в основном затрагивающее гены тирозинкиназы (ТК), приводит к нарушению регуляции клеточной передачи сигналов/пролиферации с прямым расширением эозинофильного компартмента.

     При лимфопролиферативных заболеваниях или лимфоидном лейкозе одно или несколько генетических поражений приводят к лимфоидной или бластной экспансии, причем, эозинофилия может присутствовать как часть паранеопластического микроокружения. У пациентов с лимфоцитарно-вариантной первичной эозинофилией нет явных гематологических злокачественных новообразований, но их гемопоэз характеризуется скрытой экспансией иммунофенотипически аберрантных Т-лимфоцитов, которые продуцируют цитокины, такие как IL5 (Cogan E., et. al., 1994).

    Данные о генетических мутациях/реаранжировках, вызывающих рост эозинофилов, накапливаются с признанием новой конкретной категории Всемирной организации здравоохранения, названной «Миелоидные/лимфоидные новообразования с эозинофилией и перестройкой PDGFRA, PDGFRB или FGFR1, или с PCM1-JAK2» (Arber D., et.al., 2016).

Солидные опухоли

         Эозинофилия может быть ранним признаком злокачественного новообразования или защиты от опухоли. 

      Миелоидные клетки играют фундаментальную роль в воспалительном ответе против опухолей и в развитии периопухолевого микроокружения. 

      Увеличение количества циркулирующих эозинофилов может также представлять собой паранеопластические эпифеномены. Кроме того, активированные эозинофилы повышают роль тромбофилии у больных раком.  

      Достаточно много данных подтверждают тот факт, что эозинофилы способствуют противоопухолевому иммунитету, особенно, при солидных опухолях (Gatault S., et.al., 2012). Инфильтрация эозинофилами опухолевой ткани обычно указывает на хороший прогноз, например, при раке головы и шеи, колоректальном раке и раке простаты (Saraiva A., et.al., 2018).

    Эозинофилы могут проявлять цитотоксические свойства в отношении опухолевых клеток при активации посредством высвобождения нескольких цитотоксических гранул, включая катионный белок эозинофилов (ECP), нейротоксин эозинофильного происхождения (EDN), главный основной белок (MBP) и пероксидазу эозинофилов (EPO). 

      Эозинофилы также являются основным источником многочисленных иммунологически активных факторов, например, цитокинов Th1 и Th2 и хемокинов (Sakkal S., et.al., 2016).

    Более того, эозинофилы также могут быть интактными вместе с другими иммунными клетками, такими как DC, макрофаги и Т-клетки, для модуляции противоопухолевого иммунитета (Carretero R., et.al., 2015).

    Криотермически активированные эозинофилы играют решающую роль в поляризации макрофагов М1, созревании DC, функциональной дифференцировке CD4+ Т-клеток, генерации цитотоксических CD8+^. Т-клетки и, наконец, запуске длительного противоопухолевого иммунитета памяти. Криотермическая терапия вызывала накопление эозинофилов в селезенке и активацию эозинофилов с 3-го дня после лечения. Эозинофилы селезенки мышей, подвергнутых криотермическому воздействию, экспрессировали высокий уровень хемокинов и провоспалительных цитокинов (CCL5, CXCL10, IFN-γ, IL-6, IL-12 и IL-15), формирующих иммуностимулирующее микроокружение, способствующее антигенным реакциям (опухолевый иммунитет). Более того, криотермическая терапия улучшила цитолитическую активность эозинофилов, о чем свидетельствует усиление регуляции цитотоксических молекул (например, гранзима-В и перфорина), а также усиление способности уничтожать опухоли опухолевых клеток (Jia S., et.al., 2019).

     Интересно, что эпидемиологические и экспериментальные исследования указывают на обратную связь между IgE-опосредованной аллергией и раком, предполагая опухолезащитный эффект IgE (Josephs D., et.al., 2013).

Зависимость от окружения и типа опухоли

         Результаты исследований свидетельствуют о противоопухолевой роли эозинофилов при большинстве типов рака (меланома кожи, колоректальный рак, рак молочной железы и желудка), проопухолевом действии при других опухолях (крови, легких и яичниках) и отсутствии эффекта при раке головного мозга и мочевого пузыря (Varrcchi G., et.al., 2018).

        Эозинофилы составляют значительную часть лейкоцитарного инфильтрата, окружающего различные гистотипы рака. Считается, что эозинофилы обеспечивают стереотипный ответ на некроз (отличительный признак биологии рака), благоприятствуя либо противоопухолевому воспалительному ответу, либо патологическому ответу опухоли с усиленным ангиогенезом и высвобождением факторов роста, в зависимости от окружающих стимулов (Galdiero M., et.al., 2017).  

      Эозинофилы являются источником, как противоопухолевых (например, TNF-α, гранзимов, катионных белков и IL-18), так и протуморогенных молекул (например, проангиогенных факторов) в зависимости от среды.

      При некоторых неоплазиях (например, меланоме, раке желудка, колоректальном раке, раке полости рта и простаты) эозинофилы играют противоопухолевую роль, но при других (например, лимфоме Ходжкина, раке шейки матки) -  связаны с плохим прогнозом, тогда как в- третьих они, по-видимому, «невинные свидетели».  Эти, казалось бы, противоречивые мнения позволяют предположить, что роль, которую играют эозинофилов и их медиаторы может зависеть от рака. 

  Микролокализация (например, перитуморальная по сравнению с внутриопухолевой) эозинофилов может быть еще одним важным аспектом возникновения/прогрессирования солидных и гематологических опухолей.

     Все больше данных в экспериментальных моделях указывает на то, что активация/рекрутирование эозинофилов может представлять собой новую терапевтическую стратегию для некоторых опухолей (например, меланомы). Прежде чем мы поймем, являются ли эозинофилы союзником, противником или нейтральным свидетелем при различных типах рака человека, необходимо ответить на множество вопросов, оставшихся без ответа.

     Эозинофилы могут вторгаться в микроокружение опухоли и усиливать противоопухолевый ответ посредством дегрануляции с прямым цитотоксическим действием на раковые клетки. По-видимому, у некоторых пациентов этот эффект особенно выражен, возможно, потому, что эозинофилия является отражением активированной иммунной системы и продукции Th2 IL5. Кроме того, цитокины, высвобождаемые из гранул эозинофилов, участвуют в активации дендритных клеток, рекрутировании Т-клеток и изменении сосудистой микроокружения опухоли. Наконец, эозинофилы могут играть роль «контролера» тщательно наблюдающего за ростом опухоли (Huland E, Huland H., 1992).  

    Имеются данные, что эозинофилия также связана с развитием нежелательных явлений, связанных с иммунитетом, наряду с описанными выше механизмами, с помощью которых эозинофилы влияют на микроокружение опухоли, причем, эти клетки играют роль в развитии токсических явлений. С другой стороны, эозинофилия может быть просто следствием этой токсичности. 

         Считается, что более высокий уровень эозинофилии влияет на канцерогенез и прогрессирование опухоли, вовлекая врожденный и адаптивный иммунитет.  

      Однако, как периферическая, так и связанная с опухолью эозинофилия обычно ассоциируется с улучшением прогноза течения рака. Эозинофилия также может быть просто суррогатным маркером определенного типа микроокружения, вызванного ингибированием иммунных контрольных точек. 

      Термин опухолеассоциированная тканевая эозинофилия (ТАТE) впервые был использован в 1981 году для описания инфильтрации эозинофилов в опухоли, и в настоящее время показано, что этот процесс важен для противоопухолевого иммунитета как при гематологических злокачественных новообразованиях, так и при солидных опухолях (Gatault S, et al., 2012).

   В 1983 г. A. Slungaard et al. впервые обнаружили, что клетки легочной карциномы могут продуцировать эозинофилопоэтические факторы, которые, как позже было подтверждено, представляют собой IL-5.   Более высокий уровень эозинофилии связан с риском развития рака легких, но направление и степень этой ассоциации остаются неизвестными.

     Эозинофилия в то же время, встречается всего в 0,5% случаев из более чем 2000 пациентов со злокачественными новообразованиями всех гистологических типов (Isaacson N., Rapoport P., 1946). 

       Известно, что при наличии аллергического воспаления дыхательных путей эозинофилы способствуют неблагоприятному эффекту метастазирования опухоли.

Эозинофилия, как маркер иммунотерапии онкологического заболевания

 Иммунотерапия ингибиторами PD-1, PD-L1 и CTLA4 изменила парадигму лечения больных раком. Эти агенты продемонстрировали эффективность при многих видах рака. PD-1, PD-L1 и CTLA4 представляют собой молекулы иммунных контрольных точек, которые подавляют активацию Т-клеток, позволяя опухолевым клеткам уклоняться от иммунной системы хозяина. Блокирование PD-1, PD-L1 или CTLA4 улучшает функцию Т-клеток и усиливает иммунный ответ хозяина, что приводит к усилению гибели опухоли и ингибированию ее роста. Были разработаны многочисленные ингибиторы контрольных точек иммунитета, которые доступны в онкологической клинике для лечения различных видов рака.

     В исследовании T. Krishnan et.al. (2020) 146 пациентов с онкологическим заболеванием эозинофилия была выявлена у 22% больных.  Пациенты, у которых развилась эозинофилия, с большей вероятностью добивались контроля над заболеванием при этом увеличение количества эозинофилов на каждые 0,1 × 10 ^{9 /л,} в то время, как получающие лечение пациенты имели относительное увеличение шансов на достижение контроля над заболеванием на 28%.

У пациентов с эозинофилией часто развивалась токсичность на фоне иммунотерапии онкологического заболевания, при этом существует множество возможных механизмов, с помощью которых эозинофилы могут влиять на среду опухоли.  Исследования пациентов с меланомой показали, что пациенты, у которых развилась эозинофилия на фоне лечения, имели значительно более продолжительную выживаемость, что указывает на прогностическую роль эозинофилии. 

   Таким образом, эозинофилия стала потенциальным биомаркером иммунотерапии онкологического заболевания.