Trong thời gian rảnh rỗi vào năm ngoái, Neelam Giri, MD, đã tham gia nỗ lực kiểm tra SARS-CoV-2 của các nhân viên NIH, loại vi-rút corona gây ra COVID-19. Cô ấy đã tiến hành xét nghiệm cho nhiều nhân viên có triệu chứng COVID-19 trong ô tô của họ bên ngoài Trung tâm Lâm sàng NIH trong mọi loại thời tiết.

Đối với Tiến sĩ Giri, một nhân viên lâm sàng tại Khoa Di truyền và Dịch tễ học Ung thư (DCEG) của NCI, thử nghiệm là công việc tình nguyện. Và vào tháng 12, cô trở thành một trong những nhân viên tuyến đầu đầu tiên tại Trung tâm lâm sàng được tiêm vắc xin Moderna COVID-19.

“Tôi rất vinh dự được tham gia chiến dịch chấm dứt đại dịch này,” Tiến sĩ Giri nói trước khi nhận vắc xin tại một sự kiện khởi động việc tiêm vắc xin COVID-19 cho nhân viên NIH. Công việc tình nguyện của cô ấy minh họa một trong nhiều cách mà các nhà nghiên cứu ung thư đang làm để chống lại COVID-19.

Kể từ khi đại dịch bắt đầu, các nhà nghiên cứu ung thư cũng đã đóng góp chuyên môn và nguồn lực của họ cho các cuộc điều tra khoa học về vi-rút corona. Những phát hiện của họ có phạm vi rộng, từ những hiểu biết sâu sắc về cách vi rút xâm nhập vào tế bào đến việc xác định các liệu pháp tiềm năng.

Ví dụ, các nhà nghiên cứu ung thư gần đây đã báo cáo rằng các kháng thể đối với SARS-CoV-2 có thể bảo vệ con người khỏi bị tái nhiễm vi-rút. Nghiên cứu này là một phần trong phản ứng liên tục của NCI đối với đại dịch, bao gồm cả nghiên cứu về bệnh nhân ung thư và COVID-19 cũng như nghiên cứu về các yếu tố gen ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của bệnh.

Khi đại dịch tiếp tục diễn ra, kết quả của những nghiên cứu này và các nghiên cứu khác có thể cung cấp thông tin về việc phòng ngừa và điều trị COVID-19 ở những người mắc và không mắc bệnh ung thư, theo các nhà nghiên cứu ung thư đã điều tra về SARS-CoV-2.

James Gulley, MD, Ph.D. , người đứng đầu bộ phận liệu pháp miễn dịch của Trung tâm Nghiên cứu Ung thư (CCR) của NCI.

Tiến sĩ Gulley tiếp tục: “Các nhà nghiên cứu ung thư rất phù hợp để điều tra COVID-19 “vì chúng ta đã quen với việc giải quyết các vấn đề sinh học phức tạp. Và một số công cụ được sử dụng để nghiên cứu cách hệ thống miễn dịch tương tác với các khối u có thể được sửa đổi để nghiên cứu SARS-CoV-2, ông nói thêm.

Thử nghiệm các chỉ dấu sinh học về mức độ nghiêm trọng của COVID-19

Ví dụ, vào mùa xuân năm ngoái, một số nhà nghiên cứu ung thư ở Thành phố New York đã chuyển trọng tâm của họ từ nghiên cứu liệu pháp miễn dịch—phương pháp điều trị giúp hệ thống miễn dịch phát hiện và tiêu diệt tế bào ung thư—sang điều tra phản ứng của cơ thể đối với vi-rút corona.
 
Sacha Gnjatic, Ph.D., thuộc Trường Y khoa Icahn ở Mount Sinai và các đồng nghiệp của ông đã xác định các protein gọi là cytokine có thể là chỉ số hoặc dấu ấn sinh học về mức độ nghiêm trọng của COVID-19 và phản ứng với điều trị. Nồng độ hai cytokine trong máu tăng lên — IL-6 và TNF-a — có liên quan đến khả năng sống sót kém và các dạng COVID-19 nghiêm trọng ở một nhóm lớn bệnh nhân nhập viện.
 
Tiến sĩ Gnjatic cho biết, kết quả cho thấy rằng những cytokine này có khả năng hướng dẫn các quyết định về hình thức chăm sóc mà những người mắc COVID-19 nên nhận. Ông nói thêm: “Những dấu ấn sinh học như vậy có thể được đánh giá trong các thử nghiệm lâm sàng trong tương lai.
 
Khoảng 10% bệnh nhân mắc COVID-19 trong nghiên cứu cũng bị ung thư. Tiến sĩ Gnjatic cho biết: “Chúng tôi vẫn đang phân tích dữ liệu để xem liệu có một số yếu tố khiến những bệnh nhân này dễ phát triển COVID-19 nặng hơn những bệnh nhân khác hay không.
 
Anh ấy đã mang đến dự án kinh nghiệm của mình khi lãnh đạo một sáng kiến do NCI tài trợ nhằm phát triển các dấu ấn sinh học mà các bác sĩ có thể sử dụng để xác định những bệnh nhân ung thư có khả năng đáp ứng với các loại thuốc trị liệu miễn dịch.
 
Tiến sĩ Gnjatic cho biết: “Chúng tôi quan tâm đến sự tương tác giữa các khối u và hệ thống miễn dịch. “Khi COVID-19 tấn công, chúng tôi đã sẵn sàng sử dụng các phương pháp nghiên cứu của mình để điều tra bệnh lý của căn bệnh này.”
 
Bắt đầu từ tháng 3, Tiến sĩ Gnjatic đã đồng lãnh đạo một nhóm các nhà nghiên cứu tại Bệnh viện Mount Sinai để tạo ra ngân hàng sinh học nghiên cứu COVID-19. Chỉ trong hai tháng, ngân hàng sinh học đã thu thập mẫu máu của 500 bệnh nhân nhập viện vì COVID-19. Kể từ đó, ngân hàng sinh học đã thêm các mẫu từ gần 300 bệnh nhân nhập viện và tất cả những bệnh nhân này đã được theo dõi theo thời gian.
 
Tiến sĩ Gnjatic cho biết: “Chúng tôi hiện có ít nhất 6 tháng dữ liệu theo dõi. “Ngân hàng sinh học sẽ cho phép chúng tôi phân tích nhiều dấu ấn sinh học hơn, dự đoán kết quả của bệnh nhân, đánh giá tác động của việc điều trị và hy vọng sẽ góp phần chăm sóc lâm sàng tốt hơn cho bệnh nhân mắc COVID-19.”

Điều tra COVID-19 ở những người mắc bệnh ung thư

Các nhà nghiên cứu đã báo cáo rằng những người mắc bệnh ung thư có thể tăng nguy cơ phát triển các dạng COVID-19 nghiêm trọng hơn.

Nirali Shah, MD, của CCR, người đồng lãnh đạo một thử nghiệm lâm sàng thử nghiệm thuốc tocilizumab (Actemra) ở bệnh nhân ung thư cho biết: “Các liệu pháp trước đây mà bệnh nhân ung thư đã sử dụng có thể khiến họ dễ bị nhiễm COVID-19 hơn. ung thư và COVID-19. Bà lưu ý rằng ung thư và một số phương pháp điều trị ung thư có thể làm suy yếu hệ thống miễn dịch.

Ziad Bakouny, MD, thuộc Viện Ung thư Dana-Farber, đồng tác giả của một báo cáo tổng quan gần đây về ung thư và COVID-19, cho biết bệnh nhân ung thư cũng có xu hướng lớn tuổi hơn và có thể có các yếu tố rủi ro liên quan đến các dạng COVID-19 tích cực. Những yếu tố rủi ro này bao gồm một số tình trạng sức khỏe tiềm ẩn, chẳng hạn như bệnh tiểu đường và bệnh tim.

Tiến sĩ Bakouny cho biết: “Nói chung, bệnh nhân ung thư có các triệu chứng COVID-19 nghiêm trọng hơn khi được chẩn đoán và thật không may, họ cũng có kết quả tồi tệ hơn những bệnh nhân không mắc bệnh ung thư.

Ông tiếp tục nghiên cứu thêm để hiểu “cách thức sinh học của bệnh ung thư và COVID-19 có thể tương tác ở những người mắc cả hai bệnh.”

Một số câu trả lời có thể đến từ NCI COVID-19 trong Nghiên cứu Bệnh nhân Ung thư (NCCAPS). Trong nghiên cứu lịch sử tự nhiên này, các nhà nghiên cứu đang thu thập dữ liệu, mẫu máu và hình ảnh từ những người bị ung thư và COVID-19. Những người tham gia sẽ cung cấp các mẫu máu tại nhiều thời điểm trong khoảng thời gian 2 năm.

Larissa Korde, MD, thuộc Chương trình Đánh giá Trị liệu Ung thư của NCI và là người đứng đầu nghiên cứu NCCAPS cho biết: “Chúng tôi hy vọng rằng các mẫu và dữ liệu mà chúng tôi đang thu thập sẽ giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về nhiều khía cạnh về cách COVID-19 ảnh hưởng đến bệnh nhân ung thư. .

Các nhà nghiên cứu đã đăng ký cho trẻ em và người lớn tại khoảng 700 địa điểm trên toàn quốc, bao gồm cả các địa điểm là một phần của Chương trình Nghiên cứu Ung thư Cộng đồng NCI (NCORP). NCORP tiếp cận bệnh nhân ở những khu vực chưa được phục vụ đầy đủ, nhiều người trong số họ đã bị ảnh hưởng nặng nề bởi đại dịch.

Tiến sĩ Korde lưu ý: Kết quả sẽ bổ sung cho những phát hiện từ COVID-19 và Cancer Consortium, một nghiên cứu liên quan đến 125 bệnh viện trên cả nước đang thu thập dữ liệu về những người được chẩn đoán mắc COVID-19 và ung thư.

Tiết lộ manh mối về nhiễm trùng coronavirus và khả năng điều trị

Một số nhà nghiên cứu ung thư, bao gồm Tiến sĩ Ludmila Prokunina-Olsson của DCEG, đã tập trung vào sinh học cơ bản của nhiễm trùng coronavirus.

Mùa thu năm ngoái, nhóm của cô ấy đã mô tả một dạng ACE2 chưa được biết đến trước đây, protein thụ thể được coronavirus sử dụng để liên kết và lây nhiễm các tế bào. Phân tử mới được xác định—hiện được gọi là deltaACE2 (dACE2)—ngắn hơn dạng ACE2 khác và dường như không liên kết với SARS-CoV-2, điều đó có nghĩa là nó không có khả năng trở thành cửa ngõ để vi-rút xâm nhập vào tế bào người, Tiến sĩ Prokunina-Olsson nói.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng một số tế bào, bao gồm một số tế bào khối u, tạo ra dACE2 khi tiếp xúc với interferon. Cơ thể tạo ra interferon để đáp ứng với nhiễm virus; interferon cũng được sản xuất tổng hợp dưới dạng thuốc điều trị ung thư, nhiễm trùng và các bệnh khác. Trong các thử nghiệm lâm sàng, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm interferon như các phương pháp điều trị khả thi cho COVID-19.

Trong nghiên cứu của họ, Tiến sĩ Prokunina-Olsson và các đồng nghiệp của cô đã phát hiện ra rằng protein ACE2 có chiều dài đầy đủ dường như không được các tế bào tạo ra để đáp ứng với việc tiếp xúc với interferon hoặc vi rút, như một số nghiên cứu trước đây đã đề xuất.

Kết hợp lại với nhau, những phát hiện mới cho thấy rằng việc tiếp xúc với vi-rút hoặc interferon được sử dụng để điều trị có thể dẫn đến biểu hiện của dACE2 thay vì ở dạng đầy đủ của thụ thể ACE2—và do đó sẽ không làm tăng nguy cơ tế bào bị nhiễm SARS-CoV -2.

Hai nhóm nhà nghiên cứu khác gần đây đã xác nhận sự tồn tại của dACE2 trong tế bào người. Tiến sĩ Prokunina-Olsson cho biết: “Chúng tôi đang tiến hành các thí nghiệm bổ sung để hiểu tại sao và khi nào dACE2 được sản xuất bởi tế bào bình thường và tế bào khối u — và liệu sự khác biệt trong biểu hiện của ACE2 và dACE2 có quan trọng đối với sự lây nhiễm hay không”.

Lập hồ sơ phản ứng của tế bào T đối với coronavirus

Các nhà nghiên cứu ung thư cũng đang nghiên cứu phản ứng của cơ thể với SARS-CoV-2, bao gồm cả vai trò của các tế bào miễn dịch gọi là tế bào T trong việc chống lại nhiễm trùng.

Tiến sĩ Gulley cho biết: “Các tế bào T có thể xác định các tế bào đã bị nhiễm vi-rút và tiêu diệt các tế bào đó. “Chúng tôi nghĩ rằng việc nghiên cứu các tế bào T sẽ rất quan trọng để hiểu được phản ứng của hệ thống miễn dịch đối với SARS-CoV-2 cũng như phản ứng miễn dịch đối với vắc-xin chống lại vi-rút.”

Trong nghiên cứu về liệu pháp miễn dịch trị liệu ung thư, các nhà điều tra thường xuyên theo dõi cách các tế bào T được kích hoạt hoặc kích hoạt để đáp ứng với một số protein (kháng nguyên) trên các tế bào khối u. Tiến sĩ Gulley cho biết: “Chúng tôi có thể mang trải nghiệm này vào cuộc chiến chống lại COVID-19.

Một số đồng nghiệp của Tiến sĩ Gulley trong CCRĐ đã làm được điều đó. Một nhóm do Tiến sĩ Jeffrey Schlom và Tiến sĩ Renee Donahue dẫn đầu đã điều chỉnh các xét nghiệm được sử dụng để xác định phản ứng của tế bào T đối với các kháng nguyên khối u để nghiên cứu về vi-rút corona.

Tiến sĩ Donahue cho biết: “Khi COVID-19 xuất hiện, chúng tôi đã sửa đổi các xét nghiệm để có thể đo lường cụ thể phản ứng của tế bào T đối với một số bộ phận của virus corona, chẳng hạn như protein hình gai trên bề mặt của virus và protein nhân. của Phòng thí nghiệm miễn dịch khối u và sinh học.

Tiến sĩ Gulley cho biết công nghệ mới “cung cấp một cách rất tinh vi để xem xét các tế bào T và xác định mức độ hoạt động của chúng đối với một số protein của virus”.

Tiến sĩ Donahue lưu ý rằng các xét nghiệm này có thể được sử dụng để nghiên cứu vắc-xin COVID-19 ở những bệnh nhân ung thư đang được điều trị bằng liệu pháp miễn dịch. Bà nói thêm: “Chúng tôi cần tìm hiểu xem liệu vắc-xin COVID-19 có thể tạo ra phản ứng miễn dịch hiệu quả ở những bệnh nhân đang điều trị ung thư hay không.

Hiểu về “cơn bão” viêm nhiễm

Ở một số bệnh nhân mắc COVID-19 nặng, hệ thống miễn dịch tạo ra phản ứng quá tích cực đối với vi-rút. Khi điều này xảy ra, cơ thể có thể sản xuất một số lượng lớn các cytokine. Bằng cách kích thích hệ thống miễn dịch, những protein này có thể làm hỏng các cơ quan quan trọng, chẳng hạn như phổi và tim, dẫn đến tử vong. Tình trạng tăng viêm này đôi khi được gọi là cơn bão cytokine.

Các phản ứng miễn dịch không được kiểm soát liên quan đến các cytokine cũng có thể xảy ra ở những bệnh nhân ung thư dùng thuốc trị liệu miễn dịch được gọi là liệu pháp tế bào T CAR. Ở những bệnh nhân này, hiện tượng được gọi là hội chứng giải phóng cytokine xảy ra khi một lượng lớn cytokine được giải phóng vào máu cùng một lúc.

Những phản ứng như vậy có thể đe dọa đến tính mạng, vì vậy bệnh nhân được điều trị bằng liệu pháp miễn dịch được theo dõi thường xuyên để tìm bằng chứng về phản ứng miễn dịch tích cực và được điều trị khi cần thiết.

Tiến sĩ Shah giải thích: Mặc dù một số loại cytokine giống nhau có thể liên quan đến phản ứng với liệu pháp tế bào T CAR và với virus corona, nhưng sinh học cơ bản của những phản ứng này là khác nhau.

Tiến sĩ Shah cho biết: “Về cơ bản, những gì đang xảy ra với COVID-19 là nhiễm trùng dẫn đến phản ứng viêm.

Cô ấy tiếp tục: “Có thể có tổn thương trực tiếp hoặc gián tiếp đối với mô do COVID-19 và điều này có thể dẫn đến các phản ứng miễn dịch rất khác nhau. “Ngoài ra, vì nhiều lý do, một số bệnh nhân có thể có phản ứng viêm nhiều hơn những người khác.”

Hiểu lý do tại sao mọi người có thể có những phản ứng khác nhau như vậy đối với việc nhiễm vi-rút corona là trọng tâm của các cuộc điều tra đang diễn ra. Ví dụ: nghiên cứu về mã COVID do NIH dẫn đầu đang kiểm tra xem các biến thể di truyền có thể góp phần vào mức độ nghiêm trọng của COVID-19 như thế nào.

Thử nghiệm các phương pháp điều trị tiềm năng cho COVID-19

Các nhà nghiên cứu ung thư cũng đóng vai trò trong việc xác định và đánh giá các phương pháp điều trị tiềm năng đối với các phản ứng miễn dịch hoạt động quá mức liên quan đến COVID-19. Một số loại thuốc trị ung thư—hoặc các loại thuốc đang được nghiên cứu để điều trị ung thư—đã được đánh giá cho mục đích này.

Tiến sĩ Bakouny cho biết: “Kết quả của những nghiên cứu này còn chưa thống nhất và cần nhiều nghiên cứu hơn để xác định phương pháp điều trị nào có thể hiệu quả”. Ông lưu ý rằng một số loại steroid nhất định đã được chứng minh trong các thử nghiệm lâm sàng để điều trị các phản ứng miễn dịch hoạt động quá mức liên quan đến COVID-19. .

Một trong những loại thuốc trị ung thư đầu tiên được đánh giá cho COVID-19 là acalabrutinib (Calquence). Phương pháp điều trị này ngăn chặn hoạt động của một loại protein có tên là Bruton’s tyrosine kinase (BTK), đóng vai trò quan trọng trong hệ thống miễn dịch bình thường.

Tháng 3 năm ngoái, một nhóm do Wyndham Wilson, MD và Louis Staudt, MD, Ph.D., dẫn đầu tại CCR đã khởi động một nghiên cứu nhỏ để thử nghiệm acalabrutinib ở 19 bệnh nhân nhập viện vì COVID-19 nặng.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành các nghiên cứu dẫn đến sự chấp thuận của acalabrutinib đối với một số loại ung thư hạch và bệnh bạch cầu. Một số nghiên cứu này đã gợi ý rằng các chất ức chế BTK có thể làm giảm phản ứng miễn dịch của cơ thể.

Mark Roschewski, MD của NCI, người đã giúp thực hiện nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi đã thu thập kiến thức về loại thuốc này từ các nghiên cứu về bệnh ung thư của mình và cố gắng áp dụng điều đó vào việc điều trị cho những bệnh nhân mắc COVID-19, những người có phản ứng miễn dịch mạnh mẽ nhất.

Trong nghiên cứu, một số trong số 19 bệnh nhân dường như được hưởng lợi từ thuốc. Nhưng trong một thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên sau đó, loại thuốc này không cải thiện số lượng bệnh nhân còn sống và không bị suy hô hấp, theo nhà sản xuất acalabrutinib, AstraZeneca.

Tuy nhiên, nghiên cứu về các chất ức chế BTK bắt đầu trong đại dịch sẽ tiếp tục thông qua một nghiên cứu có tên là RESPOND, do Viện Dị ứng và Bệnh Truyền nhiễm Quốc gia đứng đầu.

Michail Lionakis, MD, Sc.D., trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Những gì chúng tôi học được có thể giúp chúng tôi hiểu làm thế nào các chất ức chế này có thể hữu ích trong việc điều trị các tình trạng viêm nhiễm và tự miễn dịch phổ biến khác ảnh hưởng đến dân số nói chung”. hợp tác trong nghiên cứu acalabrutinib do NCI dẫn đầu.

Một tốc độ khám phá khoa học chưa từng có

Tiến sĩ Gulley lưu ý rằng các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu về coronavirus trong nhiều thập kỷ, vì vậy các nhà điều tra “đã có một khởi đầu thuận lợi trong việc xác định các câu hỏi quan trọng cần khám phá”.

Ông nói thêm: “Chúng ta càng có thể mang đến nhiều công cụ nghiên cứu hơn cho cuộc chiến này—và chúng ta càng có nhiều góc độ khác nhau đối với loại vi-rút này—thì chúng ta càng có cơ hội thu được những hiểu biết sâu sắc giúp chúng ta điều trị vi-rút hiệu quả hơn và hạn chế sự lây lan của nó.”

Tiến sĩ Prokunina-Olsson nói rằng tốc độ khám phá khoa học liên quan đến COVID-19 là “chưa từng có”. Cô ấy đã thực hiện nghiên cứu của mình về ACE2 để đáp lại nghiên cứu đã được đăng trực tuyến cho cộng đồng khoa học trong giai đoạn đầu của đại dịch.

Tiến sĩ Prokunina-Olsson nhấn mạnh, việc thực hành chia sẻ kết quả khoa học gần như trong thời gian thực sẽ thúc đẩy các nghiên cứu mới và đặt ra các câu hỏi nghiên cứu bổ sung.

Bà nói: “Quá trình này đã cho phép cộng đồng nghiên cứu tiến hành các nghiên cứu tiếp theo và tinh chỉnh các thông điệp của các ấn phẩm trước đó. “Điều bình thường có thể mất vài năm lại xảy ra chỉ trong vài tháng.”