Противоопухолевый иммунитет
Клиническая иммунология и аллергология. Ляликов С.А. 2015
- Механизмы, позволяющие опухоли расти и избегать отторжения
- Опухолеспецифические антигены
- Проблемы и перспективы иммунотерапии опухолей
- Контроль роста опухоли с помощью моноклональных антител против опухолевых антигенов
- Повышение противоопухолевого иммунного ответа с помощью вакцинации
- Повышение иммуногенности самой опухоли и блокада контрольных точек
Рак является одной из трех ведущих причин смерти в промышленно развитых странах. Он вызывается прогрессирующим ростом потомства одной трансформированной клетки. Чтобы вылечить рак, необходимо удалить или уничтожить все злокачественные клетки. Перспективный способ достижения такого эффекта – индуцировать иммунный ответ против опухоли по аналогии с тем, как вакцинация индуцирует специфический иммунный ответ против инфекции. Концептуальным подходом является интеграция хирургических, химиотерапевтических методов и иммунотерапии.
Механизмы, позволяющие опухоли расти и избегать отторжения
В 1950 г. Ф.М. Бернет и Л. Томас сформулировали гипотезу иммунного надзора, согласно которой клетки иммунной системы обнаруживают и уничтожают трансформированные клетки, экспрессирующие продукты измененных (мутировавших) или чужеродных (вирусных) генов. В последующие годы новые открытия в области иммунологии, генетики и молекулярной биологии трансформировали представления о канцерогенезе. В настоящее время эта гипотеза выглядит следующим образом: опухоль проходит три фазы роста. Сначала – фазу устранения, в которой иммунная система распознает и уничтожает потенциально опухолевые клетки. В результате отбора, происходящего под давлением иммунной системы, трансформированные клетки претерпевают изменения или мутации, которые помогают им выжить. Наступает фаза равновесия. В этой фазе в процессе, называемом иммуноредактирование, непрерывно происходит формирование новых свойств выживших опухолевых клеток. В конечной фазе избегания трансформированные клетки, накопившие достаточно мутаций, чтобы ускользать от иммунного возмездия, начинают беспрепятственно размножаться и формируют клинически значимую опухоль.
Мыши с направленными делециями генов или с удаленными с помощью антител конкретными компонентами врожденного и адаптивного иммунитета обеспечили лучшее доказательство того, что иммунный надзор влияет на развитие определенных видов опухолей. Например, мыши, лишенные перфорина, чаще заболевают лимфомами. У мышей, лишенных белков RAG и STAT1 (недостаточность и адаптивных и врожденных иммунных механизмов), развиваются опухоли кишечника и молочной железы. У мышей, лишенных Т-лимфоцитов, экспрессирующих γ:δ-рецепторы, повышена восприимчивость к опухолям кожи, индуцированным местным воздействием канцерогенов. ИФ-γ и ИФ-α играют важную роль в элиминации опухолевых клеток, действуя непосредственно либо косвенно, активируя эффекторные клетки. Известно, что γ:δ-Т-лимфоциты являются основным источником ИФ-γ. Это и объясняет их значение в устранении раковых клеток.
В соответствии с гипотезой иммуноредактирования в равновесную фазу выживают те опухолевые клетки, которые приобрели дополнительные мутации, предотвращающие их устранение иммунной системой. У иммунокомпетентных людей равновесный иммунный ответ непрерывно удаляет опухолевые клетки, задерживая рост опухоли. Если иммунная система скомпрометирована, то равновесная фаза быстро трансформируется в фазу избегания. Имеются данные о повышении частоты развития опухолей при иммунодефицитах и индуцированной иммуносупрессии. У пациентов с тяжелыми комбинированными иммунодефицитами нередко возникают лимфоретикулярные опухоли; при СПИДе – неходжкинские лимфомы и саркома Капоши; у лиц, постоянно получающих азатиоприн и кортикостероиды, выше риск развития рака печени, саркомы Капоши, рака шейки матки; длительный прием циклоспорина А может способствовать появлению лимфом, рака кожи, саркомы Капоши. Показательный клинический пример – возникновение меланомы у двух реципиентов почек через 1–2 года после трансплантации. Оба реципиента получили почки от одного донора, у которого меланома была успешно вылечена за 16 лет до его смерти. По-видимому, клетки меланомы, которые легко распространяются в другие органы, присутствовали в донорских почках в момент трансплантации, но были в равновесной фазе.
Иммунная система доноров была ослаблена, в результате клетки меланомы вышли из равновесной фазы, стали делиться и распространяться по организму. Друга ситуация – у пациентов с ослабленным иммунитетом после трансплантации при инфицировании вирусом Эпстайна – Барр повышен риск развития лимфопролиферативных заболеваний. Вирус индуцирует экспансию В-клеток, в которых могут происходить мутации, приводящие к озлокачествлению.
Опухоли способны уклониться от иммунного ответа с помощью многочисленных механизмов. Изначально клетки опухоли могут не иметь мутаций, приводящих к образованию опухолевых антигенов, вызывающих Т-клеточные реакции. Результаты секвестирования геномов опухолей показывают, что клетка должна накопить не менее 10–15 мутаций структурных генов, прежде чем их продукты будут признаваться Т-клетками чужими.
Некоторые опухоли (рак толстой кишки и шейки матки) утрачивают экспрессию молекул МНС I класса, возможно, вследствие иммунного отбора Т-клетками, специфичными для пептида, презентируемого этими молекулами. В эксперименте, когда опухоль утрачивает все молекулы MHC I класса, она не может быть распознана цитотоксическими Т-клетками, но становится мишенью для NK-клеток. Опухоли, которые теряют только один класс молекул МНС I класса (например, HLA-A, наиболее часто используемых для презентации опухолевого антигена), могут избежать узнавания специфичными CD8Т-клетками и не подвергнуться атаке NK-клеток.
И даже в случае, когда опухолеспецифические антигены экспрессируется опухолью, обрабатываются и представляются антигенпрезентирующими клетками (если при этом костимулирующие сигналы отсутствуют), это, как правило, вызывает толерантность антигенспецифических наивных Т-клеток, а не их активацию.
Многие опухоли продуцируют иммуносупрессивные цитокины. TGF-β был впервые выявлен в культуральной среде опухоли. TGF-β стимулирует образование индуцибельных регуляторных Т-клеток (iTreg-клеток), которые обнаруживаются при различных формах рака. В эксперименте установлено, что удаление Treg-клеток повышает устойчивость к раку, а их передача Treg-негативным реципиентам стимулирует прогрессирование рака. ИЛ-2 индуцированная экспансия Treg-клеток может быть причиной относительно низкой эффективности ИЛ-2 при лечении меланомы. Хотя ИЛ-2 одобрен для клинического использования, он вызывает долговременный положительный эффект у сравнительно немногих пациентов. Многие опухоли содержат супрессоры миелоидного происхождения, еще недостаточно изученную гетерогенную популяцию, состоящую из моноцитарных и полиморфно-ядерных клеток, которые могут ингибировать активацию Т-клеток в опухоли. Некоторые опухоли, такие как меланома, рак яичников и В-клеточная лимфома, продуцируют ИЛ-10, который подавляет активность дендритных клеток и ингибирует активацию Т-клеток.
Некоторые опухоли экспрессируют на клеточной поверхности белки, которые непосредственно ингибируют иммунный ответ. Например, многие виды рака экспрессируют PD-L1 (programmed death ligand-1, лиганд запрограммированной смерти-1), член семейства В7 и лиганд ингибирующего рецептор PD-1, который экспрессируется активированными Т-клетками. Кроме того, опухоли могут вырабатывать ферменты, которые подавляют местные иммунные реакции. Фермент индоламин 2,3-диоксигеназа (IDO) катаболизирует триптофан (незаменимую аминокислоту), производя иммуносупрессивный метаболит кинуренин. Фермент IDO в норме поддерживает баланс между иммунными реакциями и толерантностью при инфекциях, но может быть индуцирован в равновесной фазе развития опухоли. Наконец, опухолевые клетки способны продуцировать коллаген, который создают физический барьер для взаимодействия с клетками иммунной системы.
Антитела к опухолевым антигенам неспособны вызвать комплементзависимый цитолиз, так как на опухолевых клетках (как и соматических) экспрессируются CR1 и DAF. Кроме того, замечено, что антитела (в частности изотипов IgG1 и IgG3) не опсонизируют клетки-мишени, и поэтому не способствуют их фагоцитозу или киллингу NK-клетками. Отсутствие опсонизации можно объяснить двумя причинами. Во-первых, антитела после связывания с мембранным антигеном интернируются внутрь клетки. Во-вторых, опухолевые клетки могут синтезировать секреторный вариант антигена либо растворимые формы мембранных антигенов смываются с клеток. Растворимый антиген связывает противоопухолевые антитела, не позволяя им взаимодействовать с опухолевой клеткой.
Опухолеспецифические антигены
Антигены отторжения опухоли (tumor rejection antigen – опухолеспецифический антиген, участвующий в реакции отторжения опухоли), распознаваемые иммунной системой, являются пептидами, которые представляются Т-клеткам молекулами MHC. Эти пептиды – объекты опухолеспецифического ответа Т-клеток, могут также присутствовать на клетках нормальных тканей. Например, стимуляция иммунитета к соответствующим антигенам у больных меланомой может вызвать витилиго, аутоиммунное уничтожение пигментных клеток здоровой кожи. Можно выделить несколько вариантов сценария отторжения опухолевых антигенов.
Один из них связан с опухолеспецифическими антигенами, которые появляются в результате точечных мутаций или генных перестроек, происходящих во время онкогенеза. Примером являются продукты мутантных генов циклинзависимой киназы-4 и β-катенина при меланоме или поверхностные иммуноглобулины при лимфоме. Точечные мутации способны вызвать Т-клеточный ответ, если мутантный пептид свяжется с молекулами MHC I класса. Однако мутированные пептиды не всегда могут быть соответствующим образом обработаны и не все из них в состоянии связаться с молекулами MHC и таким образом обеспечить эффективный ответ.
Пример второй категории антигенов отторжения опухоли – антигены рака яичка. Эти белки кодируются генами, которые экспрессируются только в мужских половых клетках. Данные клетки не экспрессируют молекулы МНС, и, следовательно, пептиды из этих клеток обычно не представлены Т-лимфоцитам. Клетки опухолей самой различной локализации демонстрируют разнообразные нарушения экспрессии генов, в том числе активацию генов, кодирующих антигены мужских половых клеток, например антиген меланомы MAGE или антиген NY-ES0-1 (NewYork, Esophageal Squamous Cell Carcinoma-1 – плоскоклеточный рак пищевода-1), обладающие высокой иммуногенностью и экспрессируемые различными опухолями человека, в том числе меланомой, глиомой, раком молочной железы (РМЖ).
Третья категория включает в себя антигены дифференциации, кодируемые генами, которые экспрессируются только в определенных тканях, например антигены дифференциации, экспрессируемые клетками меланомы. Некоторые из этих антигенов, например тирозиназа, являются белками, синтезируемыми в процессе продукции меланина.
Четвертая категория – это антигены, которые в опухолевых клетках экспрессируются в больших количествах, чем в нормальных. В качестве примера можно привести транскрипционный фактор, в избытке образующийся в лимфоцитах при лейкемии, или HER-2/Neu, который является рецептором, гомологичным рецептору эпидермального фактора роста. HER-2/Neu сверхэкспрессируется клетками многих аденокарцином, в том числе РМЖ и раком яичников, и ассоциирован с плохим прогнозом. В опухолях с гиперэкспрессией HER-2/Neu были обнаружены рестриктированные по МНС I класса CD8+Т-лимфоциты, не способные разрушать такие опухоли in vivo.
Пятая категория опухолевых антигенов отторжения включает молекулы с аномальными посттрансляционными модификациями. Примером является MUC-1 (underglycosylated mucin-1), который экспрессируется несколькими видами опухолей, включая РМЖ и рак поджелудочной железы.
К шестой категории относятся новые белки, которые генерируются, когда один или более интронов сохраняются в мРНК, что происходит, например, при меланоме (антиген GP100). Белки, кодируемые вирусными онкогенами, составляют седьмую категорию антигенов отторжения опухоли. Эти белки играют важную роль в процессе онкогенеза, а так как они являются чужеродными, то могут вызвать реакцию Т-клеток. Примерами являются белки Е6 и Е7 вируса папилломы человека типа 16, которые экспрессируются клетками цервикальной карциномы.
Хотя все типы антигенов отторжения опухоли могут вызвать противоопухолевый ответ in vitro и in vivo, вероятно, только в редких случаях этот ответ приводит к элиминации уже возникшей опухоли. Цель иммунотерапии опухолей – использовать и усиливать такие ответы. Тот факт, что при злокачественных опухолях, даже в далеко зашедших случаях, иногда наблюдается спонтанная ремиссия, позволяет надеяться, что эта цель достижима.
Проблемы и перспективы иммунотерапии опухолей
В меланоме опухолевые антигены были обнаружены путем культивирования облученных клеток опухоли с аутологичными лимфоцитами – смешанная культура лимфоцитов и опухолевых клеток. Цитотоксические Т-клетки из такой культуры реагируют на пептиды меланомы и уничтожают опухолевые клетки, несущие соответствующие опухолеспецифические антигены. In vivo Т-лимфоциты, реактивные в отношении антигенов меланомы, можно выделить из периферической крови, самой опухоли или путем дренажа лимфатических узлов пациентов, страдающих меланомой. В ходе исследований было установлено, что меланома несет по крайней мере пять различных антигенов, которые могут быть распознаны цитотоксическими Т-лимфоцитами. Этот результат кажется очень обнадеживающим в плане перспективы иммунотерапии меланомы, однако большим препятствием для достижения реальных успехов являются слабая экспрессия либо низкая иммуногенность этих опухолеспецифических антигенов.
Наиболее часто выявляемые антигены меланомы – пептиды из фермента тирозиназы или трех других белков – gp100, MART1 и gp75. Это антигены дифференциации, специфичные для меланоцитов. Избыточная их продукция в клетках опухоли и аномально активная презентация, вероятно, и обеспечивает данным пептидам иммуногенность. Хотя антигены отторжения опухоли, как правило, презентируются в комплексе с молекулами МНС I класса, у некоторых пациентов с меланомой фермент тирозиназа презентируется молекулами МНС II класса и активирует CD4+лимфоциты. Цитотоксические лимфоциты просто убивают опухолевые клетки, в то время как CD4+лимфоциты играют важную роль в активации и пролиферации цитотоксических Т-клеток, в создании иммунологической памяти, кроме того, TNF-α, секретируемый CD4+лимфоцитами, также может уничтожать клетки опухоли.
При меланоме Т-клетки могут быть реактивны к антигенам из нормальных, но не свойственных для данной ткани белков, которые начали экспрессироваться на опухолевых клетках, например антигенам мужских половых клеток MAGE. Однако только у небольшой части пациентов имеются Т-клетки, реагирующие на MAGE-антигены.
Другие потенциальные антигены отторжения опухоли включают продукты мутантных клеточных онкогенов или опухолевых супрессоров, таких как Ras и р53, которые и привели к раковой трансформации клетки. Тем не менее специфический ответ цитотоксических Т-клеток не определяется, когда лимфоциты пациента культивируют с опухолевыми клетками, несущими эти мутантные антигены.
При хроническом миелоидном лейкозе (ХМЛ) в результате хромосомной транслокации (t9; 22) появляется гибридный белок Bcr-Abl-тирозинкиназа. Фрагмент этого белка – пептид из гибридной зоны Bcr и Abl на клетках ХМЛ обычно экспонируется HLA-A⋅0301. Указанный пептид был обнаружен методом обратной иммуногенетики, при котором из щели МНС элюируют презентируемые молекулы, а затем с помощью высокочувствительной масс-спектрометрии определяют в них последовательность аминокислот. Этой методикой были определены опухолевые антигены меланомы MART1 и gp100, а также последовательности пептидов – кандидатов для использования в качестве вакцин для профилактики инфекционных заболеваний. Т-клетки, специфические для пептида Bcr-Abl, могут быть идентифицированы в периферической крови пациентов с ХМЛ при использовании в качестве специфического лиганда HLA-A⋅0301, несущего пептид. Эти цитотоксические Т-лимфоциты способны распознавать и убивать опухолевые клетки.
После пересадки костного мозга при лечении ХМЛ зрелые лимфоциты донора костного мозга, введенные пациенту, могут помочь устранить остаточные опухолевые клетки. В настоящее время не ясно, в какой степени клинический ответ связан с эффектом трансплантат против хозяина, при котором лимфоциты донора реагируют на аллоантигены, экспрессируемые на лейкемических клетках, или важен специфический противоопухолевый ответ. Однако возможность выделить in vitro Т-лимфоциты, которые обеспечивают либо эффект трансплантат против хозяина либо эффект трансплантат против лейкемии, в перспективе может привести к повышению эффективности лечения с минимальным риском осложнений.
Один из вариантов иммунотерапии опухолей – адаптивная Т-клеточная терапия – включает в себя два этапа: на первом ex vivo проводится размножение и активация опухолеспецифических Т-клеток, на втором – эти клетки вводятся пациентам.
Лимфоциты in vitro культивируются с ИЛ-2 антителами к молекуле CD3 и аллогенными антигенпрезентирующими клетками, которые обеспечивают контактный стимулирующий сигнал. Адаптивная Т-клеточная терапия более эффективна, когда проводится в сочетании с системным введением ИЛ-2. Т-лимфоциты, направленные против злокачественных клеток, экспрессирующих антигены вируса Эпстайна – Барр (EBV), могут быть размножены антигенспецифическим образом с помощью EBV-трансформированных B-лимфобластных клеточных линий пациента. Другой подход, который представляет большой интерес, – применение ретровирусных векторов для переноса генов опухолеспецифичных Т-клеточных рецепторов в Т-лимфоциты пациентов. В результате формируется большой клон активных противоопухолевых Т-клеток, и нет никаких проблем с гистосовместимостью, так как лимфоциты получают от самого пациента.
Контроль роста опухоли с помощью моноклональных антител против опухолевых антигенов
Применение моноклональных антител для уничтожения опухоли возможно, если на поверхности клетки опухоли экспрессируются опухолеспецифичные антигены. В этом случае антитело может направить активность цитотоксических клеток против опухоли, а также, используя свойство опухоли интернировать антитела, доставить токсин или радиоактивный нуклеотид непосредственно в опухолевую клетку. Антитела к некоторым из целевых молекул клеточной поверхности, приведенных в табл. 27, проходят клинические испытания, часть из них уже используется в клинической практике.
Таблица 27. Опухолевые антигены – мишени моноклональных антител в терапии опухолей
Улучшение в выживаемости было зарегистрировано у больных с раком молочной железы, получавших трастузумаб (герцептин, моноклональные антитела против рецептора HER-2/Neu). Этот рецептор избыточно экспрессируется примерно у одной четверти пациентов с раком молочной железы и ассоциирован с неблагоприятным прогнозом. Трастузумаб, как полагают, блокирует связывание HER-2/Neu с его лигандом (до сих пор неизвестным) и подавляет экспрессию рецептора. Результаты этого лечения лучше, когда оно сочетается с традиционной химиотерапией. В экспериментах на мышах было показано, что в реализации противоопухолевых эффектов трастузумаба участвуют также антителозависимая цитотоксичность и индукция противоопухолевых ответов Т-клеток. Хорошие результаты были получены при лечении неходжкинской В-клеточной лимфомы с использованием ритуксимаба – моноклональных антител против CD20, вызывающих апоптоз В-лимфоцитов.
Эффективность терапии может быть повышена путем связывания антитела с токсином (рицином или токсином Pseudomonas) – образования иммунотоксина. Антитело поглощается клеткой (эндоцитоз), в результате токсин проникает в клетку и убивает ее. Токсины обычно связывают не с нативными антителами, а с их фрагментами, такими как одноцепочечные Fv-молекулы. Пример успешного иммунотоксина – рекомбинантные Fv-антитела против CD22, слитые с токсином Pseudomonas. Этот препарат индуцировал полную ремиссию у 2/3 больных с B-клеточной лейкемией (волосатоклеточной лейкемией), устойчивых к традиционной химиотерапии.
Моноклональные антитела могут быть также конъюгированы с химиотерапевтическими препаратами (адриамицин) или с радиоизотопами. После интернализации опухолевой клеткой лекарственное средство высвобождается в эндосомах и проявляет свой цитостатический или цитотоксический эффект. Антитела также связывают с ферментом, который метаболизирует нетоксичное пролекарство в активное цитотоксическое лекарственное средство (ADEPT – antibody directed enzyme/pro-drug therapy). С помощью этого метода небольшое количество фермента может генерировать большое количество активного цитотоксического лекарственного средства непосредственно в опухолевых клетках. Моноклональные антитела против CD20, связанные с радиоизотопом иттрий-90 (ибритумомаб) были успешно использованы для лечения рефрактерной B-клеточной лимфомы. Моноклональные антитела, соединенные с Y-излучателями, также успешно используются для диагностики и мониторинга роста опухоли.
Повышение противоопухолевого иммунного ответа с помощью вакцинации
В 2005 г. завершились клинические испытания вакцины против вируса папилломы человека (ВПЧ), в котором участвовали 12 167 женщин. Это исследование показало, что рекомбинантная вакцина против ВПЧ в 100% случаев эффективна для профилактики рака шейки матки, вызванного двумя основными штаммами, ВПЧ-16 и ВПЧ-18, с которыми связаны 70% случаев рака шейки матки. Эффект, скорее всего, обусловлен индуцированным вакциной синтезом антител против ВПЧ, предотвращающих вирусную инфекцию эпителия шейки матки. Это исследование показало, потенциал вакцин для профилактики рака, попытки использования вакцин для лечения существующих опухолей – менее эффективны. В случае с ВПЧ некоторые виды вакцин, увеличивая иммуногенность и усиливая Т-клеточные реакции, демонстрируют эффективность в лечении существующей неоплазии, вызванной вирусом.
Вакцины на основе опухолевых антигенов – идеальный подход к Т-лимфоцитопосредованной иммунотерапии рака, но их трудно разрабатывать. Для ВПЧ соответствующие антигены известны. Для большинства спонтанных опухолей антигены их отторжения не являются одинаковыми у разных пациентов, к тому же презентировать эти антигены должны только конкретные аллельные варианты MHC. Например, при меланоме антигены MAGE-1 распознаются Т-клетками только у пациентов с гаплотипом HLA-A1, хотя установлено, что белки MAGE-типа могут презентироваться различными молекулами HLA I и II классов. Кроме того, противораковые вакцины для лечения следует использовать только в тех случаях, когда опухолевая масса незначительная, например после надлежащей операции и химиотерапии.
В противораковых вакцинах на основе клеток в качестве источника антигенов используются опухоли конкретных пациентов, удаленные во время операции. Их получают путем облучения опухолевых клеток либо смешивая экстракты опухоли с убитыми бактериями, например Bacille Calmette-Guerin (БЦЖ) или Corynebacterium parvum, которые действуют как адъюванты для усиления иммуногенности. Бактериальные антигены стимулируют лимфоциты и дендритные клетки, связываясь с TLR-4. Вакцины с использованием БЦЖ и других лигандов TLR-4 были испытаны при лечении меланомы и других солидных опухолей. Для увеличения иммуногенности вакцин против рака также используется ДНК с неметилированными CpG-динуклеотидами, которая связывается с TLR-9.
В тех случаях, когда опухолевые антигены отторжения известны, например при меланоме, экспериментальные стратегии вакцинации включают три основных подхода: использование цельных белков; только фрагментов белков, пептидов непосредственно распознаваемых TCR (пациенту вводят либо сами пептиды, либо собственные дендритные клетки пациента, презентирующие этот пептид); рекомбинантных вирусов, кодирующих эти пептидные эпитопы.
Если антигены отторжения неизвестны, то экспериментальный подход к вакцинации может быть основан на выделении из опухолевых клеток белков теплового шока, поскольку эти белки являются шаперонами для антигенных пептидов. В дендритных клетках белки теплового шока связывают пептиды и доставляют их молекулам МНС I класса для презентирования. Этот подход не требует знания конкретных антигенов отторжения опухоли, но белки теплового шока связывают многие клеточные пептиды, и пептиды антигенов отторжения составляют лишь малую долю, что снижает эффективность вакцинации.
Повышение иммуногенности самой опухоли и блокада контрольных точек
Перспективным направлением при создании вакцин против опухоли является повышение иммуногенности самой опухоли. С этой целью непосредственно в опухолевые клетки вводят гены, которые кодируют цитокины или костимулирующие молекулы. Так, в эксперименте опухолевые клетки, трансфицированные геном, кодирующим костимуляторную молекулу В7, могут превращать опухолеспецифические наивные Т-клетки в эффекторные, способные уничтожать опухолевые клетки.
В7-позитивные клетки также способны стимулировать пролиферацию эффекторных лимфоцитов. Противоопухолевый эффект может быть получен путем трансфекции опухолевых клеток геном, кодирующим гранулоцит-, макрофагколониестимулирующий фактор (GM–CSF). Этот цитокин привлекает предшественников дендритных клеток и стимулирует их дифференцировку и функции. Считается, что эти дендритные клетки, получив и обработав опухолевые антигены, мигрируют в местные лимфатические узлы, где индуцируют мощный противоопухолевый ответ. У мышей клетки, трансфицированные B7, демонстрируют менее мощный противоопухолевый ответ, чем дендритные клетки, рекрутированные и простимулированные опухолевым GM–CSF, хотя введение непосредственно GM– CSF при лечении опухолей имело ограниченный успех из-за преходящего характера иммунного ответа.
При изготовлении вакцины для лечения меланомы используются ретровирусные векторы, служащие переносчиками гена ИЛ-6. После введения в организм эти клетки активно синтезируют ИЛ-6 и стимулируют иммунный ответ против опухоли. Однако хороший клинический эффект при этом достигается примерно у 20% пациентов.
Другой подход к иммунотерапии рака называется блокадой контрольных точек (checkpoint) и заключается в устранении нормальных тормозных сигналов, которые регулируют функцию лимфоцитов. Иммунные ответы контролируются несколькими положительными и отрицательными иммунологическими контрольными точками. Положительная контрольная точка для Т-клеток контролируется костимуляторным рецептором В7, экспрессируемым профессиональными АПК, такими как ДК. Отрицательные иммунологические контрольные точки обеспечиваются ингибиторными рецепторами (CTLA-4 и PD-1).
CTLA-4 блокирует потенциально аутореактивные Т-клетки посредством связывания с молекулой В7 на дендритных клетках и обеспечивает отрицательный сигнал, который не позволяет аутореактивным Т-лимфоцитам активироваться. При отсутствии этой контрольной точки развиваются аутоиммунные реакции, что было показано на CTLA-4-дефицитных мышах. При блокаде контрольной точки, ассоциированной c CTLA-4, антитела против CTLA-4 нарушают его взаимодействие с B7 и препятствуют доставке тормозного сигнала. В третьей фазе клинических испытаний пациенты с метастатической меланомой, которых лечили антителами против CTLA-4 (ипилимумаб), демонстрировали увеличение количества и активности Т-клеток, распознающих антиген NY-ES0-1. Однако CTLA-4 требуется для поддержания толерантности аутореактивных Т-клеток, поэтому у лиц, принимающих ипилимумаб, повышен риск аутоиммунных заболеваний.
Кандидатами для использования в качестве блокируемой контрольной точки является ингибирующий рецептор лимфоцитов PD-1. Лиганды этого рецептора PD-L1 и PD-L2 экспрессируются на самых разнообразных опухолях человека. В почечной карциноме экспрессия PD-L1 ассоциирована с плохим прогнозом. В эксперименте трансфекция в опухолевые клетки гена, кодирующего PD-L1, ускорила их размножение и снизила восприимчивость к лизису цитотоксическими Т-клетками in vivo. Эти эффекты отменяются введением антител против PD-L1.
Способность дендритных клеток активировать Т-клеточные реакции делает возможной еще одну стратегию противоопухолевой вакцинации. В начальной стадии клинических испытаний находится метод использования дендритных клеток, нагруженных антигенами, для стимуляции противоопухолевых цитотоксических Т-лимфоцитов. Разрабатываются способы ex vivo загрузки дендритных клеток ДНК, кодирующей опухолевый антиген, или мРНК, полученной из опухолевых клеток.
Заключение
Опухолевые клетки индуцируют специфические иммунные реакции, подавляющие или модифицирующие их рост. Нарушения иммунитета могут привести к возникновению и прогрессированию опухоли, что доказывает важную роль иммунной системы в противоопухолевой защите. Для уклонения от иммунного контроля опухоли широко используют механизмы формирования аутотолерантности, в норме защищающие организм от аутоиммунных заболеваний. Для иммунотерапии опухолей разработаны моноклональные антитела, например антитела против CD20 для лечения В-клеточной лимфомы. Прилагаются усилия по разработке противоопухолевых вакцин, разрабатываются стратегии блокады контрольных точек с использованием антител или других биологических агентов либо методы стимуляции опухолеспецифического иммунного ответа. С этой целью повышают эффективность дендритных клеток в презентации опухолевых антигенов, трансфецируют опухолевые клетки генами, кодирующими костимулирующие молекулы или цитокины. Современная тенденция в медицине – совмещение иммунотерапии с другими традиционными методами противоопухолевого лечения.