Реферат: Иммунология опухолей
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.
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.
