Онкогенные вирусы

Важно отметить, что многие раковые  антигены имеют четко установленные, возникшие в результате естественного отбора, функции в биологии нормальной клетки. Как указал Р. Меджитов, естественный отбор специализированных механизмов детекции опухолей иммунной системой. Во всяком случае, пока убедительно не выявлено ни одного антигена, который был бы продуктом такого отбора.

Точное знание репертуара специфических антигенов, продуцируемых опухолью (вне зависимости от "первичной" клеточной функции таких антигенов), крайне важно для решения центральной проблемы специфической иммунотерапии рака - преодоления иммунологической толерантности. Последняя регулируется не только путем контроля репертуара Т-лимфоцитов, но и с помощью дополнительных механизмов, в частности, регуляторными (супрессорными) Т-клетками.

ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЙ ИММУНИТЕТ

Раковая клетка несет на себе чужеродные вирусные белки или собственные измененные белки. Она распознается Т-цитотоксическими лимфоцитами и при участии остальных механизмов иммунной системы уничтожается. Кроме Т-цитотоксических лимфоцитов, раковые клетки распознаются и уничтожаются другими киллерными клетками: NK, Pit-клетками, В-киллерами, а также К-клетками, чья цитотоксическая активность зависит от антител. В качестве К-клеток могут" функционировать полиморфноядерные лейкоциты; макрофаги; моноциты; тромбоциты; мононукле-арные клетки лимфоидной ткани, лишенные маркеров Т- и В-лимфоцитов; Т-лимфоциты, имеющие Fc-рецепторы для IgM.

Противоопухолевым действием обладают интерфероны и некоторые другие биологически активные соединения, образуемые иммунокомпетентными клетками. В частности, раковые клетки распознаются и разрушаются рядом цитокинов, в особенности такими, как фактор некроза опухоли и лимфотоксин. Они представляют собой родственные белки с широким спектром биологической активности. Фактор некроза опухоли (ФНО) — один из главных медиаторов воспалительных и иммунных реакций организма. Он синтезируется различными клетками иммунной системы, главным образом макрофагами, Т-лимфоцитами и купферовскими клетками печени. ФНО селективно подавляет рост злокачественных клеток и вызывает их лизис. Предполагается, что ростмодулирующая активность ФНО может быть использована в противоположном направлении, а именно, для стимуляции роста нормальных и подавления роста злокачественных клеток.

Лимфотоксин, или ФНО , — белок с м.м. около 80 кД, синтезируется некоторыми субпопуляциями Т-лимфоцитов, также обладает способностью лизировать клетки-мишени, несущие чужеродные антигены. Способностью активировать функции NK-клеток, К-клеток, макрофагов, нейтрофильных лейкоцитов обладают и другие пептиды, в частности пептиды, являющиеся фрагментами молекул IgG, например: тафтеин (цитофильный полипептид, выделенный из СНг-домена), фрагменты Fab, Fc и др. Только благодаря постоянному взаимодействию всех иммунокомпетентных систем обеспечивается противоопухолевый иммунитет.

Большинство людей не болеет раком  не потому, что у них не возникают  мутантные раковые клетки, а потому, что последние, возникнув, своевременно распознаются и уничтожаются Т-цитотоксическими лимфоцитами и другими звеньями иммунной системы раньше, чем успевают дать злокачественное потомство. У таких людей противоопухолевый иммунитет работает надежно. Напротив, у больных раком мутантные клетки вовремя не распознаются или не уничтожаются иммунной системой, а беспрепятственно и бесконтрольно размножаются. Следовательно, рак — это следствие иммунодефицита. Какое звено иммунитета при этом страдает — необходимо выяснить, чтобы наметить более эффективные пути борьбы с заболеванием.

В этом плане большое внимание уделяется  разработке способов биотерапии рака, основанных на комплексном и последовательном использовании модуляторов биологической и иммунологической реактивности, т. е. химических веществ, синтезируемых иммунокомпетентными клетками, которые способны модифицировать  реакции   взаимодействия   организма  с  опухолевыми   клетками   и   обеспечивать противоопухолевый иммунитет. С помощью таких модификаторов иммунобиологической реактивности открывается возможность воздействия как в целом на иммунную систему, так и избирательно на ее отдельные механизмы, в том числе контролирующие образование факторов активации, пролиферации, дифференцировки, синтез интерлейкинов, факторов некроза опухолей, лимфотоксинов, интерферонов и т. п., чтобы устранить состояние иммунодефицита при раке и повысить эффективность его лечения.

ИММУНОТЕРАПИЯ ОПУХОЛЕЙ

Неспецифическая иммунотерапия

К этому направлению  относятся различные варианты цитокинотерапии, применение различных активаторов врожденного иммунитета и т.д. (табл. 2).

Цитокинотерапия первоначально  вызывала огромный энтузиазм в силу относительной простоты и возможности комбинаций с другими, хорошо отработанными, методами лечения. К сожалению, системное применение наиболее "перспективных" цитокинов (с точки зрения эффектов in vitro или на экспериментальных животных моделях) оказалось невозможным из-за высокой токсичности, связанной с множественностью биологических эффектов. Так были остановлены испытания фактора некроза опухолей (ФНО) и -ИФН (хотя их комбинация с мелфаланом и применяется в протоколах перфузии изолированных конечностей), цитокинов ГМ-КСФ, ИЛ-12 и ряда других препаратов.

В онкологической практике остались ИФН типа I и некоторые клинические протоколы, использующие низкие концентрации ИЛ-2 (в больших дозах он оказался слишком токсичным).

Следует упомянуть, что  главное и наиболее важное применение цитокинов в онкологии - это поддерживающая терапия с помощью эритропоэтина и Г-КСФ, направленная на повышение уровня красных клеток крови и нейтрофилов, которые могут падать до опасно низкого уровня при многих схемах химиотерапии.

Специфическая иммунотерапия

Цель специфической иммунотерапии - индукция или усиление иммунного ответа на опухолевые антигены (даже в тех случаях, когда эти антигены не идентифицированы).

Сюда же относят различные виды вакцинаций - профилактические (блестящим примером стал недавний успех клинических испытаний вакцин, предотвращающих вирусоассоциированный рак шейки матки) и терапевтические. Терапевтическая вакцинация может включать в себя введение аутологичных опухолевых клеток, полученных от пациента (обычно после культивирования и различных манипуляций in vitro), различные формы иммунизации против специфических опухолевых антигенов (с помощью рекомбинантных белков, пептидов, вирусов, несущих такие антигены), в совокупности с различными адъювантами (в частности, с активаторами врожденного иммунитета).

К специфической иммунотерапии  относят также адоптивный перенос специфических Т-клеток, в том числе генетически модифицированных, или дендритных клеток, "обученных" презентации конкретных опухолевых антигенов.

Наконец, к специфической иммунотерапии  относят и клиническое применение специфических антител к опухолевым антигенам и созданных на их основе иммуноконъюгатов и иммунотоксинов.

ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ВАКЦИН

Профилактические вакцины

Идея защитных вакцин, с помощью  которых у здоровых людей можно  было бы вызвать устойчивый иммунитет к возникновению опухолевых клеток, если только они имеют на поверхности конкретный опухолевый антиген, или один из группы антигенов, не нова. Ведь подобные вакцинации привели к победе иммунологов над многими инфекционными заболеваниями, в частности, вызываемыми вирусами.

Этиология некоторых видов рака связана с вирусами. Известно, что рак шейки матки связан с вирусом папилломы, а рак печени - с вирусами гепатита В и С. Неудивительно, что именно вирусоассоциированные опухоли представляют собой наиболее перспективные мишени для профилактической вакцинации. Однако следует отметить, что, строго говоря, разрабатываемые вакцины - не противоопухолевые, а противовирусные. Другие важные мишени - вирусы EBV, HTLV-1 и HHV-8, связываемые с различными видами лимфом, особенно у пациентов с ослабленным иммунитетом.

Фундаментальная иммунология указывает  на принципиальное различие между вирусными, т.е. реплицирующимися антигенами, и аутоантигенами. Против первых может быть направлен эффективный иммунный ответ, при котором либо Т-лимфоциты смогут уничтожить практически все зараженные клетки, либо будут образованы эффективные нейтрализующие антитела. В обоих случаях центральной стадией иммунного ответа считается активация специфических Т-лимфоцитов, причем репертуар таких потенциально полезных Т-клеток не подвергается селекции в тимусе, так как распознаваемый антиген является по-настоящему чужеродным.

Другое дело - аутоантигены, которые  по каким-то причинам продуцируются в опухолевых, но не в нормальных клетках. Попыткам индуцировать длительный и эффективный иммунный ответ против таких антигенов-мишеней будет препятствовать ряд факторов, таких как частичная толерантность к аутоантигенам, низкая плотность их представления на поверхности (или даже отсутствие такового для многих внутриклеточных аутоантигенов), неспособность создать эффективные клетки "памяти", невозможность образовать нейтрализующие антитела и т.д. В настоящее время активно работают над решением принципиального вопроса о преодолении доминантной толерантности. Именно она в конечном итоге подавляет эффекторные функции Т-лимфоцитов, даже если они образовались в достаточном количестве и инфильтрировали район локализации опухоли.

Терапевтическая вакцинация

Различные варианты активной иммунотерапии, нацеленной на специфические опухолевые антигены (даже в тех случаях, когда их идентификация не производится, например, в схемах с вакцинацией аутологичными клетками), относятся к наиболее сложным клиническим подходам, причем их реальные достижения пока очень скромны.

Наиболее современные и перспективные протоколы "идеальной" вакцинации направлены на активацию специфического адаптивного иммунного ответа после введения опухолевого антигена в составе непатогенного вируса (здесь используется значительное преимущество закодированного в ДНК реплицирующегося антигена), параллельную активацию врожденного иммунитета с помощью различных адъювантов (призванную обеспечить необходимые ко-стимуляторные сигналы для Т-клеток), а также полную либо частичную блокировку основных "тормозящих" путей, регулирующих периферическую толерантность (табл.2).

КЛАССИФИКАЦИЯ ОНКОГЕННЫХ ВИРУСОВ

В настоящее время установлена  связь между вирусной инфекцией  и последующей трансформацией клетки для вирусов, входящих в следующие  семейства:

РНК – содержащие: семейство Retrovirdae;

ДНК – содержащие: семейства  Papilomaviridae, Polyomaviridae Adenoviridae, Hepadnaviridae,  Herpesviridae,  Poxviridae.

ОНКОГЕННЫЕ  ВИРУСЫ ЧЕЛОВЕКА

Хорошо известно, что возникновение  примерно 15-20% новообразований человека имеют вирусное происхождение. Среди наиболее часто встречающихся таких вирусом индуцированных опухолей можно назвать рак печени, рак шейки матки, рак носоглотки, лимфому Беркитта, лимфому Ходжкина и многие другие. В настоящее время экспертами Международного Агентства по Изучению Рака (МАИР) следующие вирусы рассматриваются в качестве онкогенных для человека:

• вирус Т-клеточного лейкоза человека (Human T-cell leukemia virus, HTLV-1), являющийся этиологическим агентом Т-клеточного лейкоза взрослых, а также тропического спастического парапареза и ряда других неонкологических заболеваний;
• определенные типы (16 и 18) папаломавирусов человека (Human papillomavirus, HPV) — являющихся этиологическим агентом рака шейки матки и некоторых опухолей ано-генитальной сферы;
• вирусы гепатита В и С (Hepatitis B virus и Hepatitis C virus, HBV/ HCV), вызывающие рак печени;
• вирус Эпштейна-Барр (Epstein-Barr virus, EBV), принимающий участие в возникновении целого ряда злокачественных новообразований;
• недавно открытый герпесвирус человека 8-го типа (Human herpesvirus type 8, HHV-8), игращий важную роль в возникновении саркомы Капоши, первичной выпотной лимфомы, болезни Кастельмана и некоторых других патологических состояний;
• вирус иммунодефицита человека (Human immunodeficiency virus, HIV) — не обладающего трансформирующими генами, но создающего необходимые условия (иммунодефицит) для возникновения рака.

РНК – содержащие онкогенные  вирусы

Наиболее хорошо изучен механизм вирусного онкогенеза у представителей РНК – содержащих вирусов семейства Retrovirdae.

Семейство Retrovirdae включает 7 родов.

Онковирусы являются сложноорганизованными вирусами. Вирионы построены из сердцевины (диаметр 70-80нм), окруженной липопротеиновой оболочкой с шипами. Размеры и формы шипов, а также локализация сердцевины служат основой для подразделения вирусов на 4 морфологических типа (A, B, C, D), а также вирус бычьего лейкоза.

Большинство онкогенных вирусов относятся  к типу С. Этот тип распространен  среди рыб, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих, включая человека. К типу В относятся  вирусы, вызывающие рак молочной железы у мышей, а некоторые онковирусы обезьян принадлежат к типу D.

Капсид онковирусов построен по кубическому типу симметрии. В него заключены нуклеопротеин и фермент  ревертаза (обратная транскриптаза). От наличия этого фермента, осуществляющего  обратную (лат. Retro - обратный), и произошло название семейства. Ревертаза обладает способностью транскрибировать ДНК как на матрице РНК, так и ДНК, а также нуклеазной активностью.

Геном представлен двумя идентичными  позитивными цепями РНК, т.е. геном  обладает диплоидностью. Обе молекулы РНК связаны на 5^,- конце водородными связями. С 5^,- концом каждой цепи связана тРНК клеточного происхождения, которая служит затравкой при транскрипции генома.