Иммунологические аспекты опухолевого роста

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Опухолевые антигены

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.

Эти антигены обнаруживаются на клетках опухолей, индуцированных вирусами, например мелким ДНК-содержащим вирусом полиомы и вирусом SV40 и вирусами папилломы. Данные вирусы кодируют Т-антигены, свойственные и другим вирусам той же группы. Эти антигены представляют собой ядерные белки, играющие определенную роль в поддержании трансформированного состояния.

Инфекционные РНК-содержашие онкогенные вирусы вызывают лейкозы и саркомы у животных; обнаружен также по крайней мере один вирус Т-клеточного лейкоза человека. Эти вирусы выходят из инфицированных клеток путем отпочковывания от их клеточной мембраны, приобретая при этом оболочку; в мембране инфицированных ими клеток выявляется гликопротеин вирусной оболочки.

Общие антигены ДНК-, как и РНК-содержащих онкогенных вирусов вызывают сильный гуморальный и клеточный ответ, способный обеспечить защиту против опухоли. Поскольку опухоли, вызываемые данным онкогенным вирусом, экспрессируют один и тот же антиген, инбредные мыши, иммунизированные, например, многократными инъекциями облученных клеток опухоли, индуцированной SV40, отторгают опухоли, вызванные данным вирусом, но чувствительны к опухолям, вызываемым вирусом полиомы.

3. Опухолеассоциированные трансплантационные антигены. Для этих антигенов характерны особенности, свойственные антигенам пересаженных органов. Антигены первого типа - общие для многих опухолей, даже различного тканевого происхождения. Антигены второго типа специфичны для каждой отдельной опухоли - это опухолеспецифические трансплантационные антигены. Возможна одновременная экспрессия специфических и Т-антигенов

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.

 

 

 

 

 

 

 

1. Опухолеассоциированные антигены, распознаваемые антителами

В многочисленных исследованиях, предпринимаемых с целью выявить  специфические опухолевые антигены, используют как сыворотку крови  того животного, от которого взята опухоль, так и сыворотки от животных, иммунизированных опухолевым материалом. Недавно начаты исследования с применением моноклональных антител, образуемых аутологичными или гетерологичными В-клетками. Доказательств существования опухолеспецифических антигенов получено очень немного, однако идентифицировано несколько типов антигенов, тем или иным образом ассоциированных с опухолями.

Сыворотка крови больных  с опухолями выявляет широко распространенные антигены. При использовании сыворотки крови от больных с опухолями или моноклональных антител, полученных к опухолевым клеткам от таких больных, обычно выявляются антигены, широко представленные на поверхности или чаще внутри как опухолевых, так и нормальных клеток. Соответствующие антитела большей частью принадлежат к классу IgM и, следовательно, обладают низкой аффинностью. Аналогичные моноклональные антитела могут быть получены с использованием иммортализованных В-клеток от здоровых индивидов. Такие антитела выявляют аутоантигены, и роль их в иммунном ответе организма на опухоль неясна.

Опухоли могут экспрессировать нормальные дифференцировочные антигены, характерные для немногих типов нормальных клеток

Большинство опухолевых клеток представляет собой клон - потомство  одной клетки, и клетки именно такого типа могут быть в организме относительно редкими. Соответственно опухолевые клетки экспрессируют антигены, присутствующие только у некоторых типов нормальных клеток. Примерами таких антигенов могут служить общий антиген острого лимфобластного лейкоза и раково-эмбриональные антигены, которые представляют собой дифференцировочные антигены, экспрессируемые во время развития плода, но обычно отсутствующие на клетках взрослого человека.

Экспрессируемые опухолями антигены нормальных клеток могут быть измененными за счет гликозилирования.

Изменения в гликозилировании клеточных молекул характерны для многих опухолей. Они могут приводить к экспрессии новых углеводных эпитопов, как в случае антигена Томсена-Фриденрайха - дисахарида, который обычно не выявляется на нормальных клетках. Подобным образом могут возникать и аберрантные антигены групп крови. В результате изменения в гликозилировании могут также открываться эпитопы белкового остова, которые редко обнаруживаются в нормальных клетках. Соответствующий пример демонстрируют полиморфные молекулы эпителия - муцины, образуемые многими нормальными эпителиальными клетками. Это высокомолекулярные гликопротеины, в которых повторяющийся сердцевинный пептид несет боковые углеводные цепи. В эпителиальных опухолях в этой сердцевинной структуре выявляется новый белковый эпитоп.

Большинство опухолей инфильтрировано  лимфоидными клетками.

Гистологический анализ опухолей человека в большинстве случаев  показывает, что они инфильтрированы  клетками зоны воспаления. В инфильтрате  обычно доминируют лимфоциты и макрофаги, но могут присутствовать и клетки других типов, в том числе дендритные клетки, гранулоциты и тучные клетки. Более точный анализ типов составляющих опухоли клеток с применением  моноклональных антител, позволяющий выявлять субпопуляции лимфоидных клеток. показывает, что в опухолях может присутствовать большинство основных субпопуляций лимфоцитов.

С помощью моноклональных антител, специфичных к рецептору для ИЛ-2, антигенам МНС класса II и другим маркерам активации, можно установить также степень активации клеток.

Однако пока не выявлены выраженные ассоциации между определенными субпопуляциями лимфоидных клеток и прогнозом развития злокачественной опухоли.

Это может быть обусловлено  тем, что в действительности лишь небольшая часть инфильтрирующих  клеток специфична к опухоли. Предпринят ряд исследований для выяснения  функций инфильтрирующих опухоли  лимфоцитов in vitro.

Противоопухолевые реакции  обнаружены в смешанных культурах  лимфоцитов и опухолевых клеток.

Идея о том, что ответ  примированных антигеном Тх - и Тц-клеток можно выявить путем повторной стимуляции их специфическим антигеном in vitro, была проверена в следующих экспериментах. С целью установить, способна ли иммунная система больного реагировать на опухоль, лимфоциты больных стимулировали инактивированными опухолевыми клетками в смешанных культурах лимфоцитов и опухолевых клеток. Лимфоциты для этого могли быть взяты из периферической крови, из дренирующих опухоль лимфатических узлов или из самой опухоли.

Как установлено, в подобных смешанных культурах возможна стимуляция Тх-клеток CD4+, в результате которой они пролиферируют и выделяют эффекторные цитокины. В тех же культурах образуются Тц-клетки CD8+; их цитотоксическую активность можно определить в тесте с высвобождением 51Сг. Тц клетки могут быть также получены при культивировании лимфоцитов в присутствии ИЛ-2 для увеличения популяции эффекторных клеток, образовавшихся in vivo. Активность Тц-клеток следует отличать от активности нормальных киллеров; для их дифференциации возросшую популяцию лимфоцитов исследуют с использованием соответствующих стандартных культур.

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.

Еще один тип Т-клеточных клонов был выделен от больных раком молочной железы и яичников. Недавно получены данные о том, что эти линии способны отвечать специфически 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Неэффективный иммунный ответ на опухолевый антиген

В случае «ускользания» опухолевых клеток из-под надзора иммунной системы, происходит возникновение уже не отдельных опухолевых клеток, а опухоли  как целого.

В каких же случаях может происходить  это «ускользание»? Когда иммунный ответ на опухолевый антиген может  быть неэффективным?

В настоящее время высказывается  семь возможных предположений о  причине возникновения ситуаций, ведущих к запаздывающему или  неэффективному иммунному ответу при  возникновении злокачественных  новообразований:

1. Иммунная реактивность организма подавляется какими-то неспецифическими (то есть не онкогенными) факторами (например, в результате хронических заболеваний, истощивших иммунную систему, при СПИДе, вследствие воздействия радиационного фактора и т.д.);

2. Циркулирующие в крови противоопухолевые антитела вызывают «феномен усиления» опухоли;

3. «Противоопухолевые» рецепторы Т-лимфоцитов блокируются опухолевыми антигенами, циркулирующими в крови, в результате чего эти лимфоциты не могут участвовать в процессе отторжения опухоли;

4. Если опухолевые клетки образовывались еще в организме плода, то даже если они не стали инициаторами канцерогенеза, к их антигенам развивается явление иммунологической толерантности и в постнатальном периоде при их новом возникновении эти антигены воспринимаются не как «чужие», а как «свои»;

5. Предполагают, что опухоли выделяют субстанции, обладающие выраженным иммуннодепрессантным действием (это не доказано);

6. Скорость роста опухоли опережает скорость развития иммунного ответа;

7. Баланс взаимодействия иммунной системы и опухоли определяется генетическими факторами.

 

 

6. 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 опухолеспецифическими.

Для выявления опухолей in vivo используют радиоактивно меченые антитела к опухолеассоциированным антигенам, однако этот метод часто менее чувствительный, 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 опухолеассоциированных антигенов в сыворотке крови. К таким антигенам относятся, например, раково-эмбриональный антиген и б-фетопротеин.