Иммунология опухолей

Антитела могут быть также использованы in vitro - либо для очистки костного мозга от опухолевых клеток с его последующей аутотрансплантацией, либо для удаления Т-клеток с целью предотвращения реакции "трансплантат против хозяина" при аллотрансплантации.

В последние годы сконструированы библиотеки генов вариабельной области Ig человека, встроенных в рекомбинантные бактериофаги нитевидной формы, которые экспонируют Ig на своей поверхности. Благодаря этому можно отбирать высокоаффинные антитела к любому данному антигену и уже получены антитела ко многим антигенам клеточной поверхности, так что описанная технология, вполне вероятно, обеспечит получение терапевтически эффективных антител второго поколения, направленных к опухолеассоциированным молекулам.

Результаты пассивной иммунотерапии с помощью лимфоцитов неоднозначны

Культивируемые in vitro мононуклеарные клетки периферической крови человека в присутствии ИЛ-2 приобретают высокую цитотоксическую активность к широкому спектру опухолевых мишеней, большая часть которых устойчива к свежевыделенным НК-клеткам. Начальные эксперименты на животных и человеке, в которых такие лимфокинактивированные киллерные клетки реинфузировали больным, дали хорошие результаты, особенно при одновременном введении ИЛ-2. Однако в клинических испытаниях результаты менее обнадеживающие, причем применение в высоких дозах ИЛ-2 вызывает существенный токсический эффект. По-видимому, лишь небольшое количество ЛАК локализуется в опухолях, и это может служить одной из причин слабого эффекта подобного лечения. Для повышения его эффективности применяют биспецифичные моноклональные антитела. Один антигенсвязывающий участок таких антител специфичен к опухолевой молекуле, а другой - к поверхностным маркерам эффекторных клеток, например CD3 на Тц-клетках или CD16 на НК-клетках. Теоретически данные антитела должны способствовать локализации ЛАК на поверхности опухоли. Описанные подходы дают эффект in vitro, однако in vivo их эффективность менее очевидна.

Для реинфузии используют также культуры Т-клеток, экстрагированных из участков опухолей и выращиваемых в присутствии ИЛ-2. В некоторых случаях такие культивируемые Т-клетки обнаруживают относительную специфичность к опухоли, из которой они были выделены. В экспериментах на животных четко установлено, что опухолеспецифичные цйтотоксические Т-клетки способны вызывать быструю регрессию опухоли. Токсичность инфильтрирующих опухоль лимфоцитов может быть повышена путем трансфекции в них генов, кодирующих тот или иной цитокин. Однако реальную эффективность подобных стратегий в применении к человеку еще только предстоит выяснять. В то же время с терапевтической целью уже применяют ВЭБ-специфичные Тц-клетки, культивируемые в присутствии ИЛ-2; их вводят больным, у которых образовались лимфомы после трансплантации костного мозга. В результате такой терапии происходит ремиссия опухолей. Мишенями при этом служат сильные антигены ВЭБ. Предполагается исследовать эффективность такого подхода в отношении распространенных эпителиальных злокачественных новообразований.

Регрессию опухолей может вызывать пассивная иммунотерапия с применением цитокинов.

Для терапии опухолей используются многие цитокины, препараты которых получены на основе клонированных генов. Успехи в этой области пока ограниченные, тем не менее установлено, что ЙєЦг способен обеспечивать длительную ремиссию волосатоклеточного лейкоза, а ИЛ-2 эффективен при некоторых типах меланом и раке почки. Имеются также перспективные результаты терапии перитонеальных опухолей яичников с помощью ЗЦг и ФНОос. Возможно, однако, что цитокины пока используются несоответствующим образом. Обычно их применяют по аналогии с питотоксическими препаратами, т.е. в предельно допустимых дозах. Вместе с тем последние данные по лечению злокачественных опухолей головы и шеи позволяют предполагать, что не менее, если не более эффективными могут быть меньшие дозы, в которых цитокины будут давать значительно меньше побочных эффектов.

Некоторые цитокины обнаруживают полезные эффекты для поддерживающей терапии. Например, колониестимулирующие факторы способны уменьшать период аплазии после трансплантации костного мозга или цитотоксической терапии, а эритропоэтин ослабляет анемию.

Иммунопрофилактика

Общий принцип иммунопрофилактики опухолей основан на усилении иммунологического надзора над их возникновением. Согласно концепции, предложенной Ф.Бернетом еще в период становления иммунологии рака (1959-1964), контроль за возникающими опухолями может осуществлять приобретенный иммунитет. Однако обычная частота возникновения опухолей у бестимусных мышей, не способных вырабатывать иммунитет, напротив, резко усилила внимание к факторам врожденного иммунитета. Такой подход получил и дополнительные стимулы в экспериментах, показавших, что спонтанные опухоли, в отличие от вирусных и вызванных химическими канцерогенами, либо низкоиммуногенны, либо вовсе не индуцируют иммунитета. В то же время опыты на животных с подавленной естественной резистентностью обнаружили высокий и универсальный врожденный иммунитет в контроле над малыми популяциями опухолевых клеток. Известно, что факторы естественной резистентности эффективно контролируются цитокинами4 . Но детали этого контроля, тем более его механизмы, еще недостаточно изучены, чтобы их можно было использовать в иммунопрофилактике опухолей. Однако в случае, когда развитие опухолей включает этапвирусной инфекции, такая иммунопрофилактика вполне реальна. 
В настоящее время известно несколько типов опухолей человека, возникновение которых связано с вирусами (табл.3). При этом необходимо подчеркнуть, что речь идет не о стопроцентной и однозначной зависимости "вирус-рак", а о формировании групп высокого риска по определенной форме рака среди людей, зараженных вирусом или его хронических носителей. Это относится к тем вирусам, для которых доказана специфическая ассоциация с конкретными опухолями. Противовирусная вакцинация в группах риска уже дает ощутимые результаты, например, в случае вируса сывороточного гепатита В (HBV). Этот вирус и его хроническое носительство охватывают огромные районы мира (Юго-Восточную Азию, Африку, Аляску), где создают огромную группу риска по раку печени. Там вирус передается от матерей новорожденным при родах и в первые дни кормления, а вакцинация должна прервать циркуляцию вируса от матери к потомству. 

В 30-х гг. XX в. Витебски обнаружил наличие в организме антител к опухолевой ткани. В 50-х гг. Л. А. Зильберпутем воспроизведения анафилактического шока к белкам опухолевой ткани у животных того же вида доказал наличие в опухолях антигенов, чужеродных для организма хозяина. В 1953 г. Фоли окончательно опроверг концепцию, согласно которой опухолевые клетки, поскольку они родились из обычной клетки организма, имеют одинаковое генетическое строение с нормальными, а следовательно, не содержат в себе носителей чуждой для организма генетической информации - антигенов. Фоли индуцировал метилхолантреном опухоль у мыши, а после удаления и реимплантации этой опухоли установил, что ее повторная пересадка сопровождается отторжением, в то время как реимплантация нормальной ткани отторжения не вызывает.

В настоящее время идентифицируется пять типов опухолевых антигенов:

1. Антигены опухолей, которые индуцированы канцерогенными факторами. Эти антигены строго индивидуальны. Они различны у разных индивидуумов (и в нескольких опухолях у одной и той же особи), даже если опухоли были индуцированы одним и тем же канцерогеном. Это касается как химических, так и физических канцерогенов. Антигенный полиморфизм опухолей, возникших при химическом или физическом канцерогенезе вполне укладывается в приведенную выше теорию мутационного развития злокачественных новообразований. Поскольку при «самосборке» деполимеризованной ДНК могут возникать самые различные (в том числе и онкогенные) комбинации нуклеотидов, вряд ли можно предполагать, что в каждом случае эта онкогенная рекомбинация будет одинаковой. Согласно теории вероятности такая возможность ничтожна. Поэтому и образуются различные опухолевые антигены.

2. Антигены вирусных опухолей. Эти антигены идентичны, как для нескольких опухолей у одного объекта, так и для опухолей у разных особей, если они индуцированы одним и тем же вирусом. Эта особенность также соответствует существующим представлениям о механизмах вирусного канцерогенеза: при индукции опухоли одним и тем же вирусом на ДНК клетки «переписывается» одна и та же информация.

3. Опухолеассоциированные трансплантационные антигены. Для этих антигенов характерны особенности, свойственные антигенам пересаженных органов.

4. Эмбриональные антигены. У ряда опухолей обнаружены антигены, характерные для эмбриональной ткани, что, с одной стороны, свидетельствует об эмбриолизации опухолевой ткани, а, с другой, - вполне согласуется с теорией эмбриональных зачатков Конгейма. Голд назвал их карциноэмбриональными антигенами (КЭА).

5. Гетероорганные антигены. В некоторых опухолях встречаются антигены, свойственные другим органам (например, в гепатоме - органоспецифический почечный антиген; в аденокарциноме почки - антигены, типичные для печени, легких и др.), что также совпадает с гипотезой Конгейма.

Детальное изучение противоопухолевого иммунитета показало, что существует большое сходство между ним и трансплантационным иммунитетом. Выяснилось, что в иммунной защите организма против развивающейся опухоли решающая роль принадлежит не гуморальным факторам (антителам), а клеточным (лимфоцитам). Роль последнего фактора была выявлена достаточно давно. Еще в 1909 г. Н. Н. Финогенов отметил, что раковые опухоли с выраженной плазмоцитарно-лимфоидной инфильтрацией в строме растут медленнее и дают метастазы позже, чем опухоли, в строме которых эта инфильтрация либо слабо выражена, либо отсутствует. Берг в 1959 г. установил, что больные, оперированные по поводу рака молочной железы, жили тем дольше после операции, чем сильнее в опухоли была выражена лимфоидная инфильтрация: послеоперационный срок жизни 73% больных с выраженной лимфоидной инфильтрацией в опухоли превышал десять лет. У пациентов без лимфоцитарной инфильтрации опухоли срок жизни был значительно короче, чем у больных первой группы, у которых к тому же очень редко отмечались метастазы опухолей в подмышечные лимфатические узлы, чего нельзя было сказать о больных второй группы.

В 1961 г. Миллер и Гуд установили, что удаление тимуса у экспериментальных животных приводит к учащению возникновения и к сокращению латентного периода развития опухолей, индуцированных вирусами или химическими канцерогенами, а также снижает резистентность животных к трансплантируемым опухолям. В то же время, если у животного удалить тимус, а затем произвести его пересадку от другого животного (естественно, при работе на животных одной генетической линии), то резистентность к злокачественным новообразованиям в значительной степени восстанавливается.

Данные вскрытий показывают, что у людей, погибших от злокачественных опухолей, значительно более резко, чем у больных того же возраста, умерших от других заболеваний, выражены атрофические изменения в тимусе.

Итак, все приведенные данные говорят о том, что в резистентности организма к опухолям важную роль играют лимфоциты (прежде всего - T-лимфоциты).

Другая особенность противоопухолевого иммунитета заключается в том, что, как и после трансплантации органов и тканей, при онкологических заболеваниях наблюдается феномен усиления, когда антитела блокируют как рецепторы Т-киллеров, так и, обволакивая опухолевые клетки, препятствуют выявлению их антигенов, «усиливая» таким образом опухоль. Однако по отношению к свободным злокачественным клеткам (лейкозы, метастатические клетки) антитела обладают разрушающим действием.

Долгое время среди онкологов бытовало мнение, что развившаяся в организме опухоль резко снижает уровень его резистентности к инфекционным заболеваниям, то есть считалось, что опухоли подавляют иммунитет. Однако более детальное изучение иммунитета при опухолях заставило коренным образом изменить взгляд на последовательность процессов, развивающихся в организме при опухолевой болезни.

Первые сведения об этом были получены при изучении отдаленных результатов лечения иммунодепрессантами больных с трансплантированной почкой. Статистические исследования показали, что иммунодепрессантная терапия после пересадки почки (с целью подавления иммунитета организма и предотвращения процесса отторжения трансплантированного органа) ведет к значительному учащению онкологических заболеваний.

Так, по данным мировой статистики, в 1969 г. у больных с трансплантированной почкой на фоне применения иммунодепрессантов отмечалось развитие опухолей в семи случаях на тысячу больных, а в 1971 г. (то есть с удлинением срока применения препаратов, подавляющих иммунитет) - в 11.6 случаев на тысячу. В то же время за период с 1969 по 1971 гг. у больных того же возраста, перенесших операции, по своему объему и травматичности близкие к трансплантации почки (но, естественно, без применения иммунодепрессантов), частота онкологических заболеваний составила всего 0.08 случая на тысячу больных.

Введение антилимфоцитарной сыворотки (подавляющей активность Т-лимфоцитов) больным с пересаженными органами также привело к увеличению частоты возникновения злокачественных опухолей.

Эти и аналогичные им данные позволили сформулировать принцип взаимоотношения опухолей и иммуногенной реактивности организма, диаметрально противоположный тому, который был ранее: сначала - подавление иммунитета, а затем на этом фоне - возникновение опухоли.

В настоящее время существует гипотеза, принадлежащая Макфарлану Барнету, получившая названиеиммунологического надзора.

Согласно этой концепции иммунная система организма осуществляет контроль за появлением чужеродных, опухолевых антигенов, включая при необходимости механизмы разрушения нарождающихся бластомных клеток. Формирование системы иммунологического надзора (иммунологической «полиции» по Барнету) произошло, по-видимому, на определенном этапе эволюции. Хотя опухоли свойственны всему живому, тем не менее у позвоночных организмов они встречаются значительно чаще, нежели у беспозвоночных, у которых крайне примитивна система иммунитета (по существу, о сформированной многоплановой иммунной защите можно говорить только относительно позвоночных). А когда в процессе эволюции два фактора возникают практически одновременно, всегда следует задать вопрос: а нет ли между ними связи? Относительно иммуногенеза и канцерогенеза можно предположить, что такая связь есть. Характерной особенностью и иммуногенеза, и канцерогенеза является высокая изменчивость соответствующих клеток под влиянием специфического раздражителя: антигенного или канцерогенного фактора. Но одно из этих проявлений - иммунная защита, другое - путь к неизбежной гибели. И если два этих механизма сформировались одновременно, и в то же время позвоночные организмы не погибли, а выжили, логично предположить, что система иммунной защиты явилась весомым противодействием системе злокачественного роста. Барнет полагает, что механизм озлокачествления клеток появился первым, а возникновение иммунной защиты было лишь реакцией на появление «клеток-убийц». Но поскольку эти клетки содержали чужеродные для организма антигены, иммунная защита стала реагировать на чужеродные антигены вообще. Другими словами, система иммунитета сформировалась прицельно для борьбы со злокачественными клетками, а ее противодействие инфекциям представляет собой лишь побочный эффект основного процесса - борьбы с опухолями.