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JOURNAL ONKOLOGIE – Artikel

29. Februar 2004 HPV-Impfung und Zervixkarzinom – aktueller Stand

Tonja Krauß, Olaf Ortmann, Klinik für Frauenheilkunde u. Geburtshilfe der Universität Regensburg

Die onkogenen Humanen Papillomviren (HPV) sind seit langem als wichtigster pathogenetischer Faktor bei der Entstehung des Zervixkarzinoms, weiterer anogenitaler Karzinome (Penis-, Vulvakarzinome) und deren Vorläufer bekannt. Diese virale Genese einer Tumorerkrankung stellt die Grundlage für den prophylaktisch/therapeutischen Ansatz einer Impfung dar.
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„Der Anfang des Endes des Zervixkarzinoms?“ So enthusiastisch kommentiert C. Crum (1) im November 2002 im New England Journal of Medicine die in der selben Ausgabe veröffentlichte Studie von Koutsky et al. (2), die eine 100%ige Impfwirkung einer prophylaktischen Vakzine gegen HPV 16 zeigte.
Seit mehreren Jahren läuft die Entwicklung sowohl prophylaktischer als auch therapeutischer Impfstoffe gegen HPV, wovon einige bereits in fortgeschrittener klinischer Erprobung sind. Hierbei wurden verschiedene Impfansätze verfolgt, die sowohl die humorale als auch die zelluläre Immunreaktion berücksichtigen. Bis zur endgültigen Zulassung werden noch einige Jahre vergehen, ein Einsatz dieser Impfstoffe ist jedoch realistisch geworden.

HPV und Zervixkarzinom
Jährlich erkranken ca. 500.000 Frauen weltweit am Zervixkarzinom, der zweithäufigsten Todesursache krebskranker Frauen. Aufgrund zahlreicher epidemiologischer und experimenteller Studien der letzten 15 Jahre wurde HPV als ursächlich bei der Entstehung des Zervixkarzinoms identifiziert (3,4). Mehr als 99% der Zervixkarzinome und ihrer Vorläufer enthalten HPV-DNA (5). Mehr als 100 HPV-Genotypen konnten bisher identifiziert werden. 80% aller Zervixkarzinome sind mit den 4 „high-risk“ HPV assoziiert (16,18,31,45), wobei HPV 16 allein in ca. 50% der Zervixkarzinome nachweisbar ist (6). Daher konzentriert sich die Impfstoffentwicklung vor allem auf diesen Typ.

Prophylaktische Impfung

„virus-like-particles“ (VLP)
Aufgrund der speziellen Eigenschaften der Papillomaviren und der durch sie entstehenden Infektion mit der ausgeprägten Affinität zum Epithel sowie die lokale Begrenztheit machen eine Gewinnung von Viruspartikeln sehr schwierig. Erst die Erzeugung synthetischer leerer Virushüllen, sogenannter „virus-like-particles“ (VLP), die das L1 Strukturprotein exprimieren, ermöglichte eine weitere Erforschung der durch HPV ausgelösten humoralen Immunreaktionen. Dabei fand man, dass eine HPV-Infektion auch zu einer HPV-typenspezifischen Antikörperbildung führt (7). Diese Antikörper haben auf den Verlauf der Erkrankung nur einen geringen Einfluss, scheinen jedoch vor einer erneuten Ansteckung mit dem gleichen Virustyp zu schützen (8).
Die VLP stellen momentan das attraktivste Agens bei der Entwicklung eines prophylaktischen Impfstoffs dar. Verschiedene Tiermodelle zeigten, dass sowohl die parenterale als auch die orale Applikation von VLP hohe Titer neutralisierender Antikörper hervorruft (9,10) und experimentell einen Schutz vor einer Virusinfektion gewährleistet.
In einer Phase-I-Studie zur Sicherheit und Effektivität einer VLP-Impfung wurden gesunde Probandinnen mit HPV-16-L1-VLP-Vakzine immunisiert. Alle tolerierten die Gabe ohne Nebenwirkungen und alle Geimpften zeigten eine Serokonversion mit AK-Titern, die bis zu 40 mal höher waren als bei einer natürlichen HPV-Infektion. Serologische Untersuchungen ergaben eine neutralisierende Wirkung der erzeugten Antikörper, was bedeutet, dass diese einen Schutz vor Virusinfektion bieten (11).
Die im November 2002 veröffentlichte Studie von Koutsky et al. (2) zeigte in einer doppelblinden, multizentrischen Untersuchung an 2.392 gesunden Frauen zwischen 18 und 23 Jahren nach Verabreichung entweder von HPV-16-VLP-Vakzine oder Placebo eine 100%ige Impfeffizienz: Nach einer mittleren Nachbeobachtungszeit von 17,4 Monaten wurde bei 41 Frauen eine persistierende HPV-Infektion nachgewiesen und bei 9 Frauen HPV-assoziierte intraepitheliale Neoplasien. Alle gehörten der Placebogruppe an. Auch hier wurde eine gute Verträglichkeit des Impfstoffes gezeigt.
Eine derzeit laufende Phase-III-Studie untersucht nach gleichem Studiendesign die Wirkung eines quadrivalenten VLP-Impfstoffes gegen HPV 16, 18, 6 und 11 als der am häufigsten vorkommenden onkogenen und kondylomauslösenden HPV. Eine Auswertung ist nicht vor 2006 zu erwarten, da eine Nachbeobachtungszeit von 4 Jahren anberaumt ist (12). Insgesamt wird man abwarten müssen, ob die Impfung auch tatsächlich die Inzidenz des Zervixkarzinoms senkt. Dies wird aufgrund der zeitlichen Entwicklung der Erkrankung erst in einigen Jahren klar werden.

Therapeutische Impfung

CVLP
Ein weiterer interessanter Ansatz ergibt sich durch die sogenannten chimären VLP (CVLP), die neben dem Strukturprotein L1 auch nicht strukturelle Proteine wie die HPV-spezifischen Onkogene E6 und E7 enthalten. Aufgrund des Auslösens einer protektiven humoralen und einer zytotoxischen Immunantwort bieten sie die Möglichkeit sowohl einer prophylaktischen als auch einer therapeutischen Impfung. Der entsprechende Wirkmechanismus konnte in verschiedenen tierexperimentelle Studien und in-vitro-Impfungen beim Menschen nachgewiesen werden (13,14,15).
Noch nicht veröffentlicht sind Ergebnisse einer deutschen multizentrischen Phase-I/II-Studie mit einer CVLP-Vakzine (HPV 16 L1/E7), die deren Sicherheit, Immunantworten und klinische Ergebnisse untersucht. (Medigene homepage: www. medigene.com/englisch/index_e.php). Mit diesen chimären VLPs wurde in einer anderen Untersuchung die Möglichkeit erprobt, mit einem Impfstoff gegen verschiedene sexuell übertragbare Krankheiten zu impfen (hier: HIV/ HPV). Man sah im Tierversuch mit Makaken zumindest einen Effekt im Sinne einer Immunantwort und eines partiellen Schutzes vor einer HIV-Infektion (14).

Peptide
Die Onkogene E6 und E7 werden von der Mehrzahl der (HPV-positiven) Zervixkarzinomzellen exprimiert. Immunogene Peptide, die den Onkogenen E6 und E7 entstammen und an HLA-A*0201 – dem häufigsten MHC-Komplex beim Menschen – binden, lösen eine Reaktion zytotoxischer T-Lymphozyten (CTL) aus, die in vitro in der Lage sind, Tumorzellen zu lysieren (16).
In einer klinischen Phase-I/II-Studie konnte bei keiner der beobachteten Patientinnen mit fortgeschrittenem HPV-16-positivem Zervixkarzinom durch Gabe eines HPV-16/E7-Peptids eine klinische Regression des Tumors festgestellt werden. Ebenso waren keine CTL-Reaktionen auf das HPV-16/E7-Peptid nachzuweisen. Allerdings bestand bei 11/19 Patientinnen bereits vor der Impfung eine Lymphopenie, sodass aufgrund der immungeschwächten Ausgangssituation nicht mit deutlichen Effekten gerechnet werden konnte (17).
In einer klinischen Phase-I-Untersuchung an Patientinnen mit CIN-II/III- oder VIN-Läsionen konnte man nach Gabe von HPV-16/E7-Peptid bei 3 von 18 Patientinnen eine komplette Regression der Dysplasie beobachten, bei 6 eine partielle. Allerdings waren die T-Zellantworten nicht ausreichend, um das Virus zu eliminieren (18).
Die derzeit getesteten E7-Impfstoffe sind aufgrund der spezifischen Bindung des Peptids nur bei Patienten möglich, die HLA-A*0201 exprimieren.

Proteine
Komplette gereinigte Proteine hätten im Gegensatz zu den Peptiden den Vorteil, dass ihr Einsatz nicht auf bestimmte MHC-Typen beschränkt wäre und alle möglichen Epitope dem Immunsystem präsentiert werden könnten.
In einer derzeit laufenden Studie wird die Sicherheit und Immunogenität eines E6/E7-Fusionsproteinimpfstoffs bei Patientinnen mit zervikaler Dysplasie getestet (19).
Um die Immunogenität der Proteine zu erhöhen wurden sogenannte Fusionsproteine kreiert, die E7, gebunden an das BCG Hitzeschockprotein 65 (hsp65) enthalten. In klinischen Studien konnte ein guter Effekt dieses Impfstoffes bei analen Dysplasien und anogenitalen Warzen nachgewiesen werden (20). Es wurde außerdem ein HPV-16-L2E6E7-Fusionsprotein gestaltet, dessen Sicherheit und Immunogenität bereits untersucht sind (21). Klinische Untersuchungen an Patienten mit persistierenden CIN/VIN sind in Arbeit.

Rekombinante Viren
In einer ersten Phase-I/II-Studie (1996) zeigte sich bei Anwendung eines rekombinanten Vaccinia-Stammes, der die E6- und E7-Proteine von HPV 16 und 18 enthält, bei Patientinnen mit fortgeschrittenem Zervixkarzinom bei einer von 3 Patientinnen die Bildung spezifischer zytotoxischer T-Zellen und eine verlängerte Überlebenszeit (22). In einer europäischen multizentrischen Phase-I/II-Studie konnte bei Patientinnen mit Zervixkarzinomen der Stadien Ib-IIa bei 8 von 17 Patientinnen eine Bildung HPV-spezifischer Antikörper beobachtet werden, bei 4 von 29 spezifische zytotoxische T-Zellen (23).
Weitere Impfansätze
Dendritische Zellen bieten als antigenpräsentierende Zellen die Möglichkeit mit Tumorantigenen (z.B. E6/E7) beladen zu werden und so eine spezifische Immunreaktion (E6/E7-spezifische CTLs) auszulösen (24). In einem Fallbericht wurde durch Gabe von mit HPV 18/E7 beladenen autologen dendritischen Zellen eine ungewöhnlich lange Stabilisierung des Krankheitsstadiums bei einer Patientin mit HPV-18-positivem metastasierten Zervixkarzinom erreicht (25).

DNA-Vakzine, z.B. Applikation der E7-Sequenz mit nachfolgender Präsentierung im antigenpräsentierenden System, sind ebenfalls erfolgreich im Tiermodell untersucht worden (26). Zur Wirksamkeit am Menschen existiert eine Phase-I-Studie mit Patienten mit analen Dysplasien, die mit DNA in Plasmidform (HPV 16/E7) behandelt wurden. 10 von 12 Patienten zeigten eine verstärkte Immunantwort, 3 eine partielle histologische Antwort (27).

Erwähnt sei noch die Möglichkeit einer Impfung mit genetisch modifizierten Tumorzellen, deren Gene für immunstimulatorische Zytokine verändert werden können (28). Hierzu gibt es derzeit lediglich Tiermodelle.
Im Tierversuch wurden auch rekombinante Bakterien (z.B. Listeria monocytogenes) erfolgreich zur therapeutischen Impfung genutzt (29).


Zusammenfassung:
Die Fortschritte in der prophylaktischen und therapeutischen Impfung gegen HPV und HPV-assoziierte Erkrankungen sind durchaus ermutigend. Am weitesten ist die Entwicklung der prophylaktischen Impfung mit VLP; bis zur Marktreife eines monovalenten HPV-16-Impfstoffes werden nach Grubert (30) noch ca. 1-2 Jahre vergehen.
Therapeutische Impfungen stellen die noch größere Herausforderung dar, da man bei der Entwicklung einer suffizienten Immuntherapie die supprimierte Immunlage fortgeschrittener Zervixkarzinompatientinnen mit berücksichtigen muss. Nichtsdestotrotz sind die Ergebnisse auch hier sehr positiv, was die Provokation adäquater T-Zellantworten auf HPV-Onkogene anbelangt.
Die Auswirkungen der HPV-Impfung werden sich erst in einigen Jahren zeigen, wenn absehbar ist, ob tatsächlich die Inzidenz des Zervixkarzinoms gesenkt werden kann.
Die bisherigen Impfstoffe beinhalten maximal 4 HPV-Typen. Die Entwicklung eines polyvalenten Impfstoffes muss das Ziel sein, um nicht anderen HPV-Typen, als denen die bisher die Hauptanzahl der HPV-assoziierten Erkrankungen verursachen, das Feld zu überlassen. Außerdem sollte der Impfstoff bezahlbar und einfach in der Aufbewahrung und im Transport sein, um ihn den Dritte-Welt-Ländern, wo die Inzidenz des Zervixkarzinoms am höchsten ist, zugänglich zu machen.
Schließlich werden auch die Fragen zu klären sein, in welchem Alter eine prophylaktische Impfung vorzunehmen ist, ob diese vor Aufnahme der sexuellen Aktivität akzeptiert wird, und ob Jungen und Männer ebenfalls geimpft werden sollen.

Quelle: Literatur:

1 Crum CP (2002) The beginning of the end for cervical cancer? N Engl J Med 347: 1703-1705
2 Koutsky LA, Ault KA, Wheeler CM et al. (2002) A controlled trial of human papillomavirus type 16 vaccine. N Eng J Med 347: 1645-1651
3 zu Hausen H (2002) Papillomaviruses and cancer: from basic studies to clinical application. Nat Rev Cancer 2: 342-350)
4 Bosch FX, Lorincz A, Munoz N et al. (2002) The causal relation between human papillomavirus and cervical cancer. J Clin Pathol JID – 0376601 55: 244-265
5 Walboomers JM Jacobs MV, Manos MM et al. (1999) Human papillomavirus is a necessary cause of invasive cervical cancer worldwide. J Pathol 189: 12-19
6 Lorincz AT, Reid R, Jenson AB et al. (1992)Human papillomavirus infection of the cervix: Relative risk associations of 15 common anogenital types. Obstet Gynecol 79: 328-337
7 Marais DJ, Rose RC, Lane C et al. (2000) Seroresponses to human papillomavirus types 16, 18, 31, 33, and 45 virus-like-particles in South African women with cervical cancer and cervical intraepithelial neoplasia. J Med Virol 2000 60(4): 403-410
8 Wideroff L, Schiffmann MH, Hoover R et al. (1996) Epidemiologic determinants of seroreactivity to human papillomavirus (HPV) type 16 virus-like-particles in cervical HPV-16-positive and –negative women
9 Breitburd F, Kirnbauer R, Hubbert NL et al. (1995) Immunization with virus-like particles from cottontail rabbit papillomavirus (CRPV) can protect against experimental CRPV infection. J Virol 69: 3959-3963
10 Rose RC, Lance C, Wilson S et al. (1999) Oral vaccinations of mice with human papillomavirus virus-like particles induces systemic virus-neutralizing antibodies. Vaccine 17: 2129-2135
11 Harro CD, Pang YY, Roden RB et al. (2001) Safety an immunogenicity trial in adult volunteers of a human papillomavirus 16 L1 virus-like particle vaccine. J Nat Cancer Inst 93: 284-292
12 Villa L, Costa C, Petta et al. (2002) A dose-ranging safety and immunogenicity study of a quadrivalent HPV (types 6/11/16/18) L1 VLP vaccine in women. Presented at the 20th International Papillomavirus Conference, Paris
13 Schäfer K, Müller M, Faath S et al. (1999) Immune response to human papillomavirus 16 L1 E7 chimeric virus-like particles: induction of cytotoxic T cells and specific tumor protection. Int J Cancer 81: 881-888
14 Dale CJ, Liu XS, De Rose R et. al. (2002) Chimeric human papilloma virus-simian/human immunodeficiency virus virus-like-particle vaccines: immunogenicity and protective efficacy in macaques. Virology 301: 176-187
15 Kaufmann AM, Nieland J, Schinz M et al. (2001) HPV 16/L1/E7 chimeric vrius-like particles induce specific HLA-restricted T Cells in humans after in vitro vaccination. Int J Cancer 92:285-293
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23 Kaufmann AM, Stern PL, Rankin EM (2002)Safety and immunogenicity of TA-HPV, a recombinant Vaccinia Virus expressing modified human Papillomavirus (HPV)-16 and
24 Murakami M, Gurki KJ, Marincola FM (1999) Induction of specific CD8+ T-lymphocyte responses using a human papillomavirus-16 E6/E7 fusion protein and autologous dendritic cells. Cancer Res 59: 1184-1187
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29 Gunn GR, Zubair A, Peter C et al (2002) Two Listeria monocytogenes vaccine vectors that express different molecular forms of human papilloma virus-16 (HPV-16) E7 induce qualitatively different T cell immunity that correlates with their ability to induce regression of established tumors immortalized by HPV-16. J Immunol 167: 6471-6479
30 Grubert TA, Friese K (2003) Impfung gegen HPV. Aktueller Stand und neue Perspektiven zur Vakzinierung gegen humanpathogen Papillomviren. Gynäkologe 36: 313-322


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