Иммунология опухолей

Большинство опухолей инфильтрировано лимфоидными клетками.

Гистологический анализ опухолей человека в большинстве случаев показывает, что они инфильтрированы клетками зоны воспаления. В инфильтрате обычно доминируют лимфоциты и макрофаги, но могут присутствовать и клетки других типов, в том числе дендритные клетки, гранулоциты и тучные клетки. Более точный анализ типов составляющих опухоли клеток с применением моноклональных антител, позволяющий выявлять субпопуляции лимфоидных клеток. показывает, что в опухолях может присутствовать большинство основных субпопуляций лимфоцитов.

С помощью моноклональных антител, специфичных к рецептору для ИЛ-2, антигенам МНС класса II и другим маркерам активации, можно установить также степень активации клеток. Однако пока не выявлены выраженные ассоциации между определенными субпопуляциями лимфоидных клеток и прогнозом развития злокачественной опухоли. Это может быть обусловлено тем, что в действительности лишь небольшая часть инфильтрирующих клеток специфична к опухоли. Предпринят ряд исследований для выяснения функций инфильтрирующих опухоли лимфоцитов in vitro.

Противоопухолевые реакции обнаружены в смешанных культурах лимфоцитов и опухолевых клеток.

Идея о том, что ответ примированных антигеном Тх - и Тц-клеток можно выявить путем повторной стимуляции их специфическим антигеном in vitro, была проверена в следующих экспериментах. С целью установить, способна ли иммунная система больного реагировать на опухоль, лимфоциты больных стимулировали инактивированными опухолевыми клетками в смешанных культурах лимфоцитов и опухолевых клеток. Лимфоциты для этого могли быть взяты из периферической крови, из дренирующих опухоль лимфатических узлов или из самой опухоли.

Как установлено, в подобных смешанных культурах возможна стимуляция Тх-клеток CD4+, в результате которой они пролиферируют и выделяют эффекторные цитокины. В тех же культурах образуются Тц-клетки CD8+; их цитотоксическую активность можно определить в тесте с высвобождением 51Сг. Тц клетки могут быть также получены при культивировании лимфоцитов в присутствии ИЛ-2 для увеличения популяции эффекторных клеток, образовавшихся in vivo. Активность Тц-клеток следует отличать от активности нормальных киллеров; для их дифференциации возросшую популяцию лимфоцитов исследуют с использованием соответствующих стандартных культур.

В СКЛОК образуется много различных специфичностей Т-клеток.

Специфичности Тх - и Тц-клеток сходны между собой и обнаруживают различную реакционноспособность по отношению к тем или иным клеткам-мишеням у различных больных.

* В обоих случаях лишь  незначительная часть клонированных  Т-клеток специфична в отношении  аутологичной опухоли.

* Некоторые клоны реагируют  с аутологичной опухолью и  со всеми или с частью аутологичных  тестированных тканей.

* Ряд клонов обнаруживает  реактивность по отношению к  аутологичным и некоторым аллогенным  опухолям.

* Остальные клетки обнаруживают  специфичность ко многим опухолевым  клеткам-мишеням

Опухолеспецифичные Т-клетки обнаруживаются у больных с различными типами опухолей. Особой иммуногенностью, по-видимому, обладает меланома. Выявлено несколько антигенов, ассоциированных с меланомой и определяемых с помощью моноклональных мышиных антител. Мишенями для Тц-клеток служат ААМ, экспрессируемые некоторыми нормальными клетками, и тирозиназа - фермент, связанный с пигментными клетками. В опухолевых клетках не выявлены мутации ни в генах ААМ, ни в гене тирозиназы. У больных с опухолями выявляется также ответ на продукт мутантного онкогена ras и продукт гена супрессора опухолей, р53.

Третий тип Т-клеточных клонов был выделен от больных раком молочной железы и яичников. Недавно получены данные о том, что эти линии способны отвечать специфически, но нерестриктированно на повторяющийся сердцевинный пептид муцина. Пока неизвестно, презентируется ли указанный пептид в комплексе с молекулами МНС или другим способом. Отвечающие на муцин клетки принадлежат к Тх - или Тц-лимфоцитам I.

Какое значение in vivo имеют цитотоксические ответные реакции, обнаруженные in vitro, J остается неясным, однако в модельных экспериментах на животных культивируемые противоопухолевые цитолитические клетки могут вызывать регрессию опухолей.

Опухоли способны многими путями избегать действия иммунного ответа

Спонтанно возникающие опухоли способны к I прогрессирующему росту со смертельным исходом для организма, следовательно во многих случаях они избегают действия иммунного ответа.1 Для объяснения этого предложены разнообразные гипотезы. Наиболее очевидное предположение состоит в том, что опухоли неиммуногенны. j Причиной неимунногенности может быть не отсутствие опухолеспецифических антигенов, а не - | достаточность их презентации на опухолевых клетках. Для индукции иммунного ответа необходимы костимулирующие факторы, которыми 1 могут служить молекулы клеточной поверхности или цитокины, секретируемые антигенпрезентирующими клетками. Обнаруженная на специализированных АПК молекула В7, как сей - I час известно, служит ключевым костимулирующим фактором; она действует путем связывания I с маркером CD28 на поверхности Т-клеток. В эксперименте презентация комплексов молекула МНС-антигенный пептид Т-клеточным рецепторам в отсутствие В7 может вызывать анергию. Давно известно, что при онкологических заболеваниях иммунные реакции у больных подавлены. Недавно при исследовании лимфоцитов периферической крови таких больных было выявлено нарушение Т-клеточной передачи сигнала; лимфоциты, инфильтрирующие опухоль, в некоторых случаях могут быть энергичными. Кроме того, если клетки опухоли не несут антигенов МНС класса II, инициация Тх-клеточного ответа зависит от процессинга опухолевых антигенов специализированными АПК.

Опухолевые клетки могут также быть лишены й других молекул, например LFA-1 и LFA-3 или ICAM-1, необходимых для лимфоцитарной адгезии, либо могут экспрессировать антиадгезивные молекулы, такие как муцин. Клетки опухолей способны секретировать и иммуносупрессивные цитокины, например ФЦСв. Особо важный механизм обхода опухолями иммунного ответа - это утрата ими антигенов МНС, приводящая к неспособности презентировать пептиды опухолевых антигенов. В более чем 50% случаев опухоли утрачивают один или большее число аллелей МНС класса I, а иногда и все эти аллели.

Иммунодиагностика

Несмотря на то что для опухолевых клеток известно лишь небольшое число присущих только им маркеров, для диагностики могут быть весьма полезны антитела к опухолеассоциированным антигенам, поскольку они позволяют выявить повышенное количество того или иного антигена или присутствие какого-либо антигена в необычном участке. Поэтому используемые для диагностики антигены необязательно должны быть опу-холеспецифическими.

In vivo Для выявления опухолей in vivo используют радиоактивно меченные  антитела к опухолеассоциированным  антигенам, однако этот метод  часто менее чувствительней, чем  современные методы компьютерной  томографии или ядерного магнитного  резонанса. Кроме того, иммуносцинтиграфия  имеет те недостатки, что используемые  антитела необходимо заново метить  при исследовании каждого больного  и для определения различных  типов опухолей оптимальны различные  антитела. Чувствительность иммуносцинтиграфии  в будущем может быть повышена  за счет получения рекомбинантных  фрагментов высокоаффинных антител.

In vitro С помощью антител  можно определять клеточное происхождение  недифференцированных опухолей  и выявлять микрометастазы в  костном мозге, спинномозговой жидкости, лимфоидных органах и т.д. Разработаны  также методы иммунологического  анализа для выявления нескольких  опухолеассоции-рованных антигенов  в сыворотке крови. К таким  антигенам относятся, например, раково-эмбрио-нальный  антиген и б-фетопротеин. Повышенный  уровень указанных антигенов  может быть полезным диагностическим  признаком, однако АФП и РЭА  не ассоциированы только с  каким-либо одним типом опухолей  и поэтому их определение важно  главным образом для контроля  эффективности лечения.

Иммунотерапия

В настоящее время значение иммунотерапии не велико.

Иммунотерапия имеет долгую историю, однако лишь в редких случаях этот метод применим как основной. Иммунолечение может быть активным или пассивным, специфическим или неспецифическим и даже комбинированным.

Активная иммунотерапия остается пока большей частью на стадии экспериментальной разработки.

Специфическая активная иммунизация В экспериментах на животных оказался до некоторой степени успешным подход, основанный на применении инактивированных опухолевых клеток для иммунизации до прививки опухоли. Намного менее удачными оказались попытки вызвать регрессию развившихся опухолей. Большие усилия были направлены на то, чтобы найти способ повышения иммуногенности опухолевых клеток, однако пока это не дало практического выхода. Новые данные - о презентации Т-клеточных эпитопов молекулами МНС и о зависимости иммунного ответа на стадии индукции от костимулирующих факторов - позволили начать разработку более рациональных подходов.

Так, в опытах на животных установлено, что трансфекция генов В7 или цитокинов, например ИЛ-2, ИЛ-4, ИФуили ГМ-КСФ, в опухолевые клетки существенно увеличивает иммуногенность этих клеток. Кроме того, путем иммунизации определенными пептидными эпитопами с применением новых адъювантов удалось индуцировать образование цитотоксических Т-лимфоцитов, способных вызывать отторжение экспериментальных опухолей. Для непосредственной иммунизации животных могут быть также использованы полученные методом генетической инженерии фрагменты ДНК, кодирующие опухолевые антигены и костимуляторные молекулы; это позволяет устранить генетические ограничения, мешающие при использовании самих опухолевых клеток для иммунизации. У животных все указанные методы могут обеспечивать защиту при последующей пересадке опухоли, но значительно менее эффективны при лечении развившихся опухолей. Таким образом, лишь немногие данные указывают на то, что специфическая активная иммунизация применима для противоопухолевой терапии у человека.

Неспецифическая стимуляция иммунного ответа

Для этой цели используют различные агенты. У человека большинство попыток системной терапии не дает успеха, однако локальное применение противотуберкулезной вакцины - БЦЖ - может быть эффективным: введение БЦЖ в очаг поражения способно вызвать регрессию меланомы. И, кроме того, неспецифическая локальная иммунизация БЦЖ эффективна при опухолях мочевого пузыря.

Иммунизация против онкогенных вирусов Поскольку все больше данных указывает на роль вирусов в развитии некоторых онкологических заболеваний у человека, наиболее перспективным направлением иммунизации может быть предотвращение инфекций, вызываемых потенциально онкогенными возбудителями. Массовая иммунизация против гепатита В несомненно уменьшит частоту возникновения первичного рака печени. Возможна вакцинация людей определенной группы риска против вирусов папилломы, вируса Т-клеточного лейкоза человека и вируса Эп-штейна-Барр.

Пассивная иммунотерапия моноклональными антителами имеет некоторые перспективы, но с ограничениями.

На раннем этапе исследований был сделан ряд попыток применить пассивную иммунотерапию поликлональной антисывороткой, но они остались без продолжения из-за трудности получения специфичных антител в высоких титрах. Возможно, эти проблемы поможет решить гибриломная технология получения моноклональных антител. Хотя специфические опухолевые антигены пока не обнаружены, все же выявлена повышенная экспрессия определенных антигенов на клетках некоторых опухолей, что открывает путь для терапии с помощью мАт, поскольку повреждение нормальных клеток организма, несущих те же антигены, может быть при этом незначительным или отсутствовать. Моноклональные антитела могут использоваться как в виде чистых препаратов, так и в конъюгированной форме - с лекарственными средствами, пролекарствами, токсинами, цитокинами или изотопами. Однако имеется целый ряд ограничений для применения антител с терапевтической целью.

* Как правило, антитела  слабо проникают в массивные  опухоли. Теоретически это возможно  преодолеть, применяя молекулы меньших  размеров, но сохраняющие способность  специфического связывания антигена, например Fab'-фрагменты, или специально  сконструированные однодоменные  антитела. Другой подход состоит  в том, чтобы направлять терапевтическое  воздействие на эндотелий кровеносных  сосудов, снабжающих опухоль.

* Антитела связываются  другими клетками, в том числе  нормальными клетками, экспрессирующими  антиген-мишень. Возможно и неспецифическое  связывание антител клетками, имеющими Fc-рецепторы или рецепторы для  углеводных компонентов иммуноглобулинов. Частично эти проблемы можно  решить путем химической модификации  антител или их изменения методом  генетической инженерии. Предотвратить  связывание антител нормальными  клетками можно было бы и  путем применения биспецифичных  антител, т.е. направленных сразу  к двум различным антигенам, одновременно  экспрессируемым на опухолевых  клетках, при том что только  один из них присутствует на  нормальных клетках.

* Антитела обладают иммуногенностью  и могут быть "атакованы" иммунной  системой. Поэтому химерные, или  гибридные, антитела, т.е. содержащие  участки иммуноглобулинов человека, способны индуцировать антиидиотипический  иммунный ответ. Эту проблему  возможно устранить путем проведения  последовательных курсов лечения  различными мАт.

Несмотря на перечисленные трудности, уже получены некоторые обнадеживающие результаты. В исследовании, проведенном по методу случайной выборки, мАт были использованы для лечения рака толстой кишки после хирургического удаления первичной опухоли. Мишенью терапии были микрометастазы, что исключало проблемы, связанные со слабым проникновением мАт в массу опухоли. Такое лечение существенно продлевало жизнь больных. Определенные перспективы обнаруживает и применение радиоактивно меченных антител к В-клеткам в случае лимфом, устойчивых к традиционным методам лечения.