Современные методы иммунотерапии рака

Успехи в изучении иммунологии опухолей, достигнутые в последние годы, открывают большие перспективы для создания и применения в клинике новых методов иммунотерапии рака.

Общим недостатком современных методов лечения рака является их неспецифичность по отношению к клеткам опухолей. Все эти методы основаны главным образом на том, что делящиеся клетки являются более чувствительными к облучению и цитостатикам, чем покоящиеся.

Опухоль всегда гетерогенна, клетки, составляющие ее, отличаются друг от друга по многим параметрам, в том числе по скорости роста и чувствительности к облучению и химиотерапевтическим препаратам. В ткани опухоли всегда имеется определенное количество клеток, которые по этим характеристикам почти не отличаются от нормальных. Поэтому, воздействуя на опухоль, мы одновременно повреждаем и часть нормальных клеток. Прежде всего страдают делящиеся клетки, которыми являются, в первую очередь, клетки костного мозга, лимфоидной ткани, клетки кожных покровов, эпителий слизистых оболочек и др.

Так как обязательным этапом адаптивного иммунного ответа является пролиферация соответствующих клонов Т- и В-лимфоцитов, то очевидно, что лимфоидная ткань является наиболее активно пролиферирующей. Поэтому всякое воздействие на организм, которое любым способом тормозит пролиферацию клеток, с необходимостью вызывает иммунодепрессию.

Следствием этого общего положения является то, что после лучевой и химиотерапии опухолей у больных всегда формируется вторичный иммунодефицит. Более того, показано, что в большей мере страдает Т-клеточный адаптивный иммунитет, играющий главную роль в защите организма от опухолей.

В специальных исследованиях показано, что самые эффективные современные методы радио- и химиотерапии опухолей и их комбинации практически никогда полностью не уничтожают опухолевые клетки. Небольшая их часть (по оценкам порядка 10⁸-10⁹ опухолевых клеток) всегда выживает, так как они сравнимы по чувствительности с нормальными. Дальнейшее увеличение доз облучения и химиопрепаратов невозможно, так как будет страдать уже слишком большое количество нормальных клеток.

Таким образом, применяя традиционные методы лечения, как правило, мы уничтожаем не все опухолевые клетки и даже производим своеобразную селекцию: выживают наиболее резистентные, которые в дальнейшем могут размножиться и образовать более злокачественный вариант опухоли. Однако небольшое количество этих клеток (10⁸-10⁹) теоретически может быть уничтожено клетками адаптивного иммунитета, которые работают специфически. Но при этом обязательным условием является полноценное функционирование защитных систем организма, в первую очередь, отсутствие иммунодефицита.

Однако, как правило, опухоли возникают на фоне иммунодефицита, а по мере их прогрессии иммунодефицит усиливается. Традиционные методы лечения рака еще более его усугубляют. В связи с этим становится очевидной необходимость компенсации иммунодефицита у онкологических больных.

С этой целью обязательным звеном в комплексном лечении рака должно быть применение иммуностимуляции. Так как в противоопухолевом иммунитете ведущую роль играют клеточные механизмы, то при онкологических заболеваниях чаще всего применяют стимуляторы клеточного иммунитета.

В настоящее время с этой целью используются главным образом препараты гормонов тимуса (тимозин, Т-активин, тималин, тимоген, имунофан и др.), тимомиметики (диуцифон, декарис), стимуляторы фагоцитарного звена врожденного иммунитета, такие как ликопид и полиоксидоний, а также ставшие доступными в последние годы рекомбинантные цитокины (ИЛ-2, ИЛ-12) и интерфероны (INF-). В лечении опухолей также применяются антицитокиновые препараты, новые препараты на основе моноклональных антител к различным поверхностным структурам опухолевых клеток: трастузумаб (герцептин), ритуксимаб (мабтера).

Кроме неспецифической иммуностимуляции, делаются многие попытки создания специфических методов иммунотерапии рака. В последние 10-15 лет уже накоплен первый клинический опыт применения таких методов. Он показывает, что несмотря на целый ряд неудач и разочарований, современные методы иммунотерапии опухолей, разработанные на основе новейших достижений в области изучения молекулярных основ канцерогенеза, являются весьма перспективными.

Принципиальной основой для создания методов специфической иммунотерапии рака является обнаружение в злокачественных клетках специфических молекулярных мишеней, которые отсутствуют в нормальных клетках или содержатся в них в незначительных количествах. В первую очередь такими мишенями являются опухолеспецифические антигены и антигены, ассоциированные с опухолями. При воздействии разными способами на эти мишени можно добиться уничтожения раковых клеток, не затрагивая или минимально повреждая нормальные.

В процессе роста новообразования равновесие между ним и организмом неуклонно и последовательно нарушается в пользу опухоли. Когда она достигает клинически определяемых размеров, системы иммунного надзора уже достаточно угнетены. Анализ большого объема клинического материала показывает, что на стадии прогрессивного развития неопластического процесса ни неспецифическая, ни специфическая стимуляция иммунной системы, как правило, не тормозят существенно рост опухоли.

Снять угнетение иммунной системы, восстановить нарушенное равновесие между организмом и опухолью в пользу первого можно только удалив основную массу опухоли (хирургическая операция, облучение, химиотерапия) и затем, как логическое дополнение, применив иммуностимуляцию и специфические методы иммунотерапии. Благодаря высокой специфичности, иммунотерапия приводит к элиминации оставшихся после основного воздействия опухолевых клеток, которые могут вызвать рецидив, а также предотвратить процесс метастазирования.

В настоящее время иммунотерапия, как правило, не используется в качестве метода первичного лечения опухолей, а является необходимым дополнением, которое может продлить ремиссию или даже добиться полного выздоровления больных. С иммунологической точки зрения наиболее подходящими пациентами для иммунотерапии являются больные, у которых снято иммунодепрессивное действие массы опухолевой ткани, а оставшиеся очаги злокачественных клеток могут быть ликвидированы благодаря активации клеток иммунной системы или с помощью других специфических иммунотерапевтических методов.

Способы иммунотерапии рака подразделяются на специфические и неспецифические, которые в свою очередь делятся на активные и пассивные.

Одним из первых способов иммунотерапии рака был метод неспецифической адъювантной стимуляции, при которой введение в организм больного неспецифических стимуляторов, таких как БЦЖ, Corinebacterium parvum, бактериальные смеси, синтетические полинуклеотиды и т.д., вызывает стимуляцию врожденной защитной фагоцитарной системы и (или) поликлональную стимуляцию лимфоцитов. Эта стимуляция сопровождается повышением синтеза и секреции целого ряда цитокинов, различных биологически активных веществ, а также пролиферацией лимфоцитов, в том числе и опухолеспецифических клонов. В клинике накоплен достаточно большой опыт попыток такой стимуляции иммунной системы онкологических больных, главным образом с использованием БЦЖ. Часть из них дали положительные результаты.

Например, рак, развивающийся во внутренней стенке мочевого пузыря, хорошо отвечает на вакцинацию БЦЖ. Этот вид опухолей обычно рецидивирует после операции, а в своей поздней стадии прорастает через стенку мочевого пузыря и захватывает окружающие ткани. Введение БЦЖ внутрь мочевого пузыря через катетер за счет активации NK-клеток, нейтрофилов, МФ и других клеток врожденного иммунитета через TLR и NOD-подобные рецепторы вызывает хронический воспалительный процесс, приводящий к пролонгированной активации этих клеток, которые начинают бороться с клетками опухоли. Однако все еще неясно в деталях, каким образом участвующие в воспалении клетки работают в данном случае, а выделяемые ими вещества убивают раковые клетки. Тем не менее, у пациентов, получивших после операции БЦЖ, значительно снижается риск рецидивирования опухоли.

Несмотря на отдельные работы, указывающие на положительный эффект от применения БЦЖ, в целом, большинство клиницистов, анализировавших результаты неспецифической адъювантной терапии, делают вывод о ее малой эффективности.

Специфическая активная иммунотерапия – это иммунизация пациента вакцинами, содержащими опухолевые антигены.

К ним относятся опухолевые клетки (в основном, нежизнеспособные), их фрагменты (например, фракции мембран), растворимые экстракты опухолевых тканей. В последнее время делаются попытки иммунизации больных опухолеродными вирусами, а также рекомбинантными вирусами, в состав которых введены гены, кодирующие онкобелки.

Исследования показали, что иммунизация онкологических больных убитыми клетками аутологичной или аллогенной опухоли, а также использование для активной иммунизации растворимых экстрактов опухолей были эффективными только при небольших опухолях и не при всех формах рака.

Однако попытки разработать противораковые вакцины, видимо, все же являются перспективными. В первую очередь, возлагаются надежды на создание вакцин против вирусиндуцированных опухолей человека. В качестве примера можно привести вакцинирование против опухолей, ассоциированных с вирусом Эпштейна-Барра, в первую очередь, против лимфомы Беркита.

В вакцинный штамм вируса, вызывающего против себя сильный адаптивный иммунный ответ, вводят гены вируса Эпштейна-Барра. Такой рекомбинантный вирус используется для вакцинации больных. Показано, что эта вакцина вызывает эффективный клеточный и гуморальный иммунитет против вируса Эпштейна-Барра и тем самым снижает вероятность возникновения лимфомы Беркита. Данный метод предложено использовать для профилактической противоопухолевой иммунизации в эндемических очагах этого вируса, где распространена лимфома Беркита, а также для стимуляции специфического иммунного ответа у больных, уже имеющих эту опухоль.

Необходимо отметить, что применение активной вакцинации против опухолей пока не нашло еще широкого применения в клинике. Однако ведутся большие исследовательские работы по созданию вакцин, содержащих очищенные опухолевые антигены, а также искусственно синтезированные опухолеспецифические пептиды. Сейчас проводятся клинические испытания целого ряда противоопухолевых пептидных вакцин. Предварительные испытания показывают, что в ряде случаев наблюдалась заметная регрессия опухолей.

Другим направлением, которое активно разрабатывается в настоящее время, являются попытки использовать для вакцинации белки, являющиеся продуктами мутантных генов, ассоциированных с определенными опухолями. Эти исследования расширяются в связи с идентификацией все большего числа таких генов и с получением моноклональных антител против белков, кодируемых ими.

В частности, созданы и проходят экспериментальную проверку на животных вакцины, содержащие белки, кодируемые генами, контролирующими рост сосудов и стромальных клеток злокачественных опухолей. Антитела и цитотоксические лимфоциты, образующиеся в организме после такой вакцинации, тормозят рост сосудов и стромальных клеток, составляющих до 60% массы опухоли, тормозя тем самым рост новообразования. В перспективе планируется создание аналогичных вакцин для лечения онкологических больных.

Дополнительная информация о современных противоопухолевых вакцинах дана ниже, в разделе «Противоопухолевые вакцины».

Разрабатывается и находит все большее применение в клинике и другой подход к иммунотерапии рака - так называемый адоптивный иммунитет. Он основан на использовании аутологичных Т-лимфоцитов больного, активированных и размноженных in vitro с помощью интерлейкинов или интерлейкинов в комбинации с убитыми опухолевыми клетками или опухолевыми антигенами. После размножения in vitro Т-лимфоциты возвращаются этому же больному.

Существует два основных варианта этого метода, уже нашедшие клиническое применение. Первый, когда лимфоциты выделяются из периферической крови больного, активируются и размножаются in vitro с помощью рекомбинантного ИЛ-2, и вводятся обратно этому же больному.

Лимфоциты выделяют из крови больного на стадии установления диагноза, до лечения. Затем, пока больного оперируют, проводят курс облучения или химиотерапии, его собственные лимфоциты размножают in vitro, получая так называемые ЛАК-клетки (лимфокин-активированные клетки), а по окончании основного курса лечения их вводят обратно этому же больному. Одновременно с ЛАК-клетками больному вводят ИЛ-2, необходимый для сохранения литической активности этих клеток. С помощью этого метода получены хорошие клинические результаты при лечении метастазирующего рака легких, лейкозов, злокачественной меланомы и других опухолей. В ряде случаев получена длительная регрессия опухолей, показано снижение частоты рецидивов.

Вторым вариантом является аналогичная процедура, проводимая с лимфоцитами, выделенными из самой опухолевой ткани. Предполагалось, что эти клетки будут обогащены опухолеспецифическими Т-лимфоцитами. После размножения in vitro их терапевтический эффект, как ожидалось, должен быть выше, чем при использовании лимфоцитов периферической крови. Клинические испытания, однако, показали, что такое повышение эффективности по сравнению с периферическими ЛАК-клетками наблюдается далеко не всегда.

Одним из возможных объяснений является супрессивное действие на лимфоциты, инфильтрирующие опухоль, секретируемых опухолевыми клетками веществ, таких как TGF- и другие цитокины.

Не исключено, что основной эффект ЛАК-клеток связан с генерацией in vitro под действием ИЛ-2 большого количества NK-клеток из их предшественников в периферической крови, в то время как количество таких предшественников среди лимфоцитов, инфильтрующих опухоль, значительно ниже.

В настоящее время проводятся также клинические испытания методов, основанных на инкубации in vitro периферических мононуклеарных клеток больного или выделенных из его опухоли лимфоцитов в присутствии облученных аутологичных опухолевых клеток (или растворимых опухолевых антигенов) и ИЛ-2 с последующим введением их этому же больному.

При таком культивировании под действием опухолевых антигенов и ИЛ-2 происходит преимущественное размножение опухолеспецифических CD8⁺ЦТЛ. После такого культивирования их количество возрастало в 10000 раз, а активность повышалась в 50-100 раз. Первые результаты клинических испытаний являются достаточно обнадеживающими. Так, регрессия опухолей наблюдалась у 34% больных с метастазирующей меланомой, в том числе даже у тех, кого до этого неудачно лечили одним ИЛ-2.

Эти методы сейчас активно разрабатываются, в частности, решается вопрос, какие лимфоциты (периферические или инфильтрирующие опухоль) лучше применять для специфической адаптивной терапии. Очень важным является выявление и разработка методов получения в достаточном количестве опухолеспецифических антигенов, что позволило бы значительно повысить эффективность данного метода по сравнению с использованием в качестве специфических антигенных стимуляторов убитых опухолевых клеток.