Иммунология опухолей. Иммунные аспекты аутоиммунной патологии

Чувствительность маркера СА 242 при раке поджелудочной железы выше по сравнению с чувствительностью СА 19-9 на всех стадиях заболевания (при I стадии по Dukes— 41 и 29% соответственно). При раке толстого кишечника и прямой кишки СА 242 является более чувствительным, чем другие онкомаркеры (чувствительность СА 242 — 40 %, специфичность — 90 %; чувствительность СА 19-9 — 23%). Совместное использование СА242 и СА 19-9 не увеличивает диагностическую чувствительность теста. Комбинация СА 242 и РЭА повышает чувствительность теста в отношении диа­гностики рака толстого кишечника и прямой кишки на 25—40%. Выживаемость у пациентов с раком толстого кишечника при уровне СА 242 более 20 МЕ/мл после оперативного лечения составляет ме­нее 1,5 лет, при уровне менее 20 МЕ/мл — более 5 лет.

Опухолевый антиген мочевого пузыря (ВТА) в моче ВТА в моче в норме не обнаруживается.Определение ВТА в моче является скрининговым методом для диагностики рака мочевого пузыря, а также для динамического наблюдения за пациентами после оперативного лечения. Антиген выявляется у 70-80 % больных при раке мочевого пузыря в стадии Т3 и у 58% при раке insitu. При эффективном оперативном лечении ВТА в моче исчезает, его появление свидетельствует о рецидиве заболевания. Следует иметь в виду, что исследование на выявление опухолевого антигена мочевого пузыря может быть ложноположительным при гломерулонефрите, инфекциях и травмах мочевыводящих путей вследствие попадания крови в мочу. Среди качественных тестов наибольшее распространение получили ВТА statTest и ВТА TRAKTest. Первый из них является иммунохроматографическим методом, позволяющим производить с использованием моноклональных антител быстрый специфический анализ антигена опухоли мочевого пузыря в моче в амбулаторных условиях. Он считается положительным, если в окошечке появится розовая или красно-коричневая полоска. ВТА TRAKTest более сложен, поэтому выполняется лабораторией. По своим диагностическим возможностям он несколько точнее в определении антигена опухоли мочевого пузыря в моче и может применяться самостоятельно или для подтверждения положительного результата ВТА statTest.

Бета-2-микроглобулин в сыворотке крови и моче Референтные величины Р2 - МГ: в сыворотке крови — 660-2740 нг/мл, в моче — 3,8-251,8 нг/мл. Период полужизни — 40 мин. β2 -МГ — низкомолекулярный белок поверхностных антигенов клеточных ядер. Присутствие его в сыворотке обусловлено процессами деградации и репарации отдельных элементов клеток. β2 -МГ свободно проходит через мембрану почечных клубочков, 99,8 % его затем реабсорбируется в проксимальном отделе почечных канальцев. Уменьшение клубочковой фильтрации способствует повышению уровня β 2 -МГ в сыворотке крови, нарушение функции почечных канальцев приводит к экскреции больших количеств β2 -МГ с мочой. Верхний предел реабсорбционной способности почечных канальцев достигается при концентрации β2 -МГ в сыворотке крови 5000 нг/мл. К состояниям, при которых повышается уровень сывороточного β2 -МГ, относятся: аутоиммунные заболевания, нарушения клеточного иммунитета (например, пациенты со СПИДом), состояния после трансплантации органов. Повышение уровня β2 -МГ в спиномозговой жидкости у больных лейкемией свидетельствует о вовлечении в процесс ЦНС. Определение β2 -МГ в крови и моче проводят больным при диагностике гломерулонефрита и канальцевых нефропатий, а также для выяснения прогноза у пациентов с неходжкинскими лимфомами и, в особенности, у пациентов с множественной миеломой (больные с повышенным уровнем имеют значительно более низкую продолжительность жизни, чем больные с нормальными значениями).

Определение β2 -МГ необходимо для мониторинга лечения гемобластозов, миеломы, контроля активации лимфоцитов при трансплантации почки.

Концентрацияβ2 -МГ в крови повышаетсяпри почечной недостаточности, острых вирусных инфекциях, иммунодефицитах, в том числе СПИДе, аутоиммунных заболеваниях, гемобластозах (В-клеточных), миеломе, острых лейкозах и лимфомах с поражением ЦНС.

Концентрация Р2 -МГ в моче повышаетсяпри диабетической нефропатии, интоксикации тяжелыми металлами (соли кадмия).

Пируваткиназа М2-типа в сыворотке крови Референтные величины пируваткиназы М2-типа в сыворотке крови менее 15,0 Ед/л (90% специфичность), пограничные значения — 15—20 Ед/л, патологические значения — 20 Ед/л и выше. Большинство опухолей человека характеризуются избыточной продукцией изомерной формы пируваткиназы, получившей название опухолевой пируваткиназы М2-типа (ПК-М2). Этот изомер высвобождается из опухолевых клеток в кровоток, где его содержание может быть определено количественно с использованием ИФА-метода. Повышенный уровень ПК-М2 в крови указывает на наличие в организме человека клеток со специфическим опухолевым метаболизмом независимо от их происхождения и локализации и высоко коррелирует со степенью злокачественности (стадии), но не гистологическим типом опухоли.

ПК-М2 является высокоспецифическим опухолевым белком, не обладающим органоспецифичностью, поэтому может быть маркером выбора для диагностики, мониторирования течения и оценки эффективности лечения различных опухолей.

Наиболее часто в клинической практике определение ПК-М2 используют для диагностики опухолей почки, в отношении которых он обладает высокой чувствительностью и специфичностью. В комбинации с другими маркерами ПК-М2 служит для диагностики и мониторирования течения рака легкого и молочной железы, опухолей ЖКТ (пищевода, желудка, толстой и прямой кишки, поджелудочной железы).

Алгоритм исследования онкомаркеров

Специфичность опухолевых маркеров (ОМ) — процент здоровых лиц и больных с доброкачественными новообразованиями, у кото­рых тест дает отрицательный результат.

Чувствительность ОМ — процент результатов, которые являются истинно положительными в присутствии данной опухоли.

Пороговая концентрация (cutoff) — верхний предел концентрации ОМ у здоровых лиц и больных незлокачественными новообразованиями.

Факторы, влияющие invitroна уровень ОМ в крови: условия хранения сыворотки (нужно хранить в холоде); время между взятием образца и центрифугированием (не более 1 ч); гемолизированная и иктеричная сыворотка (повышается уровень НСЕ); контаминация образца (повышается уровень РЭА и СА 19-9); • прием лекарственных препаратов (повышают уровень ПСА: аскорбиновая кислота, эстрадиол, ионы 2- и 3-валентных металлов, аналоги гуанидина, нитраты, митамицин).

Факторы, влияющие in vivo на уровень ОМ в крови: продукция опухолью ОМ;выделение в кровь ОМ;масса опухоли;кровоснабжение опухоли;суточные вариации (взятие крови на исследование в одно и то же время);положение тела в момент взятия крови;влияние инструментальных исследований (рентгенография повышает НСЕ, колоноскопия и пальцевое исследование — ПСА, биопсия — АФП);катаболизм ОМ — функционирование почек, печени, холестаз;алкоголизм, курение.

Определение ОМ в клинической практике: дополнительный метод диагностики онкологических заболеваний в комбинации с другими исследованиями;ведение онкологических больных — мониторинг терапии и контроль течения заболевания, идентификация остатков опухоли, множественных опухолей и метастазов (концентрация ОМ может быть повышена после лечения за счет распада опухоли, поэтому исследование следует проводить спустя 14-21 день после начала лечения);раннее обнаружение опухоли и метастазов (скрининг в группах риска — ПСА и АФП);прогноз течения заболевания.

Схема назначения исследований ОМ:

1) определить уровень ОМ перед лечением и в дальнейшем исследовать те онкомаркеры, которые были повышены;

2) после курса лечения (операции) исследовать через 2—10 дней (соответственно периоду полужизни маркера) с целью установления исходного уровня для дальнейшего мониторинга;

3) для оценки эффективности проведенного лечения (операции) провести исследование спустя 1 мес;

4) дальнейшее изучение уровня ОМ в крови проводить 1 раз в месяц в течение 1-го года после лечения, 1 раз в 2 месяца в течение 2-го года после лечения, 1 раз в 3 месяца в течение 3—5 лет (рекомендации ВОЗ);

5) проводить исследование ОМ перед любым изменением лечения;

6) определять уровень ОМ при подозрении на рецидив и метастазирование;

7) определять уровень ОМ через 3-4 нед. после первого выявления повышенной концентрации.

Схема рационального использования ОМ для диагностики онкологических заболеваний приведена в табл. 7.

Таблица 7. Определение опухолевых маркеров

Опухоль (локализация) Маркер РЭА АФП СА 19-9 СА 72-4 СА125 СА 15-3 НСЕ МСА SCC Cyfra-21-1 р-хг ПСА кт тг СА242 Рак толстой кишки (прямой кишки) ■ ♦ ♦ Рак поджелу­дочной железы • ■ ■ Рак желудка ♦ • ■ Рак пищевода • • Гепатокарци-нома ■ Рак билиарных протоков ♦ ■ Рак молочной железы ■ ■ ■ Рак яичников • ♦ ■ Рак шейки матки ♦ ■ Мелкоклеточ­ный рак легкого • ■ ♦ Немелкокле-точный рак легкого ■ ♦ ■ ■ Рак предста­тельной железы ■ Рак мочевого пузыря • Рак щитовидной железы • ■ ■ Опухоли носо-глотки • ■ Герминогенные опухоли яичка и яичника ■ ■ Хорионкар-цинома ■

Примечание. КТ — кальцитонин; ■ — высокая степень значимости маркера для конкретной опухоли; ♦ — средняя степень значимости для конкретной опухоли; • — дополнительный маркер для конкретной опухоли.

Імунотерапія пухлин

В организме существует целый ряд механизмов, позволяющих противостоять появлению и развитию опухоли. Как известно, работа иммунной системы направлена в том числе и на элиминацию клеток, несущих признаки отличия от нормальных тканей человека.

Попытки стимуляции иммунной системы для лечения рака предпринимались давно и неоднократно. Однако лишь в последние годы удалось добиться определенного эффекта от применения ряда иммуномодулирующих препаратов. Прежде всего это бактерии и их компоненты (БЦЖ), некоторые синтетические препараты (левамизол), интерфероны и интерлейкины. Наиболее эффективным является их применение при раке мочевого пузыря, раке почки и меланоме. В других случаях клинический эффект неспецифической иммуностимуляции не очень убедителен.

Моноклональні антитіла Припускали, що розроблена технологія отримання імунотоксинів (ан- титіл, до яких приєднані токсичні сполуки) для прямого і непрямого впливу на пухлину або для активації Т-кілерів повинна забезпечити специфічну імунотерапію пухлин. Однак є лише деякі антигени клітинної поверхні, що могли б слугувати більш-менш специфічними мішенями для антитіл. До них відносяться, наприклад, раково-ембріональний антиген при пухлинах товстої кишки або ідіотипові антигенні детермінанти імуноглобулінів при В-клітинних лімфомах. Тому застосування моноклональних антитіл та імунотоксинів в імунотерапії раку поки що дуже обмежене. Проте моноклональним антитілам належить головна роль у імунофенотипуванні гемобластозів.

Т-лімфоцити, що інфільтрують пухлину Доведена терапевтична ефективність використання TIL(tumorinfiltraitinglimphocytes) разом з IL2 при метастатичних меланомах і деяких інших пухлинах. TIL є активованими цитотоксичними Т-лімфоцитами та природними кілерами, що здатны руйнувати пухлину.

Цитокінотерапія пухлин проводитьсяіз застосуванням препаратів інтерферонів (IFN), інтерлейкіну 2 та TNF-α. Препарати INF підвищують цитотоксичну активність природних кілерів. Механізм антипухлинноъ дії INF може включати активацію апоптозу. У деяких випадках відзначається нормалізація співвідношення CD47CD8 + Т-клітин. Аналіз результатів застосування INF у онкологічних хворих виявив його ефективність при метастатичному ракові нирки, меланомі, гемобластозах та інших пухлинах. При лікуванні хворих з метастатичним раком нирки препарати INF застосовуються в режимі повторних 10-денних курсів по 3 млн МО у день в/м з інтервалом між курсами у 3-4 тижні.

В середньому у 10 % хворих із пухлиною нирки і множинними метастазами у легенях можливе досягнення повної ремісії. Середня частота позитивного лікувального ефекту складає більше 50 %. Ефект значною мірою залежить від поширеності процесу. При дрібних (менше 2 см у діаметрі) легеневих метастазах частота позитивного ефекту складає понад 50 %, а у хворих з більшими метастазами — близько 40 %.

Для лікування меланоми використовуються регіональні перфузії або місцеве введення TNF-α.

Генна терапія пухлин В основі її лежить створення так званих протиракових вакцин. Вони можуть бути отримані за допомогою введення в геном пухлинної клітини нових генів: генів протипухлинних цитокінів та їх рецепторів, пухлиноасоційованих антигенів, суїцидних генів, чужорідних антигенів, вірусів.

Открытие опухолевых антигенов и разработка методов формирования специфического иммунного ответа против них лежит в основе создания противоопухолевых вакцин, с которыми связаны перспективы существенного повышения эффективности противоопухолевой иммунотерапии. Механизм действия противоопухолевых вакцин в общем сходен с таковым у вакцин, применяемых для профилактики инфекций, и в основе его лежит формирование специфического иммунного ответа на антиген. Основное отличие противоопухолевых вакцин состоит в том, что их использование для профилактики невозможно из-за многочисленности различных видов опухолей и непредсказуемости их появления. Их применение целесообразно только для максимальной индукции иммунного ответа на уже существующую опухоль.

Причины иммунологической толерантности опухолей Основной причиной низкого иммунного ответа или его отсутствия в отношении опухоли являются слабые различия между нормальной и опухолевой клеткой. Так, даже нормально функционирующая иммунная система зачастую не может распознать опухолевую клетку и как следствие уничтожить ее. С другой стороны, активный рост опухоли может приводить к селекции клона опухолевых клеток в сторону клеток, несущих меньше опухолевых антигенных детерминант или имеющих другие антигенные детерминанты за счет уничтожения только клеток с выраженным иммуногенным потенциалом. Доказаны факты потери опухолевыми клетками молекул главного комплекса гистосовместимости, которые играют важную роль в распознавании антигена и реализации Т-клеточного иммунитета. Ограниченная локализация опухолевых антигенов в месте развития опухоли и низкая их концентрация в лимфоидных органах приводит к запаздыванию иммунного ответа, и он развивается в поздних стадиях, когда начинается процесс диссеминации опухолевых клеток или их гибель и концентрация опухолевых антигенов в органах и тканях иммунной системы повышается. Можно однозначно говорить об отрицательной роли секреции опухолевыми клетками иммуносупрессивных факторов и апоптических сигналов в формировании локальной или системной иммунодепрессии. Определенной причиной иммунологической толерантности является и нарушение механизма представления опухолевого антигена эффекторным клеткам иммунной системы (в отсутствии костимулирующих факторов, продуцируемых другими клетками иммунной системы). В каждом конкретном случае, вероятно, доминирует какой-либо из этих факторов, но при разработке подходов к специфической иммунотерапии опухолей необходимо учитывать значение каждого их них.

Опухолевые антигены Белки, экспрессируемые опухолевой клеткой и являющиеся потенциальными антигенами, способными индуцировать иммунный ответ, можно разделить на несколько групп. Прежде всего это нормальные белки, кодируемые геномом клетки – опухоле-ассоциированные антигены. К ним можно отнести тканеспецифичные белки, присутствующие как на нормальных клетках, так и на опухолевых клетках, имеющих происхождение из этой ткани (дифференцировочные антигены). Примером таких антигенов являются меланомные антигены (тирозиназа, gp100, MART-1/Melan-A, TRP), которые являются белками, вовлеченными в синтез меланина. Широко распространен ряд антигенов, экспрессированых в нормальных тканях в минимальных уровнях, недостаточных для индукции иммунного ответа и гиперэкспрессированных на опухолевых клетках, что позволяет использовать их в качестве мишеней для специфической иммунотерапии рака – простатспецифические антигены (PSA/PSMA), уровень которых повышается при аденокарциноме простаты; муцин (MUC1) – повышение которого ассоциируется с раком молочной железы, толстой кишки, поджелудочной железы; HER-2/neu – обнаруживается при раке легких, яичников, молочной железы, простаты и толстой кишки. Онкофетальные антигены , присутствующие на ранних стадиях развития эмбриона и исчезающие после, могут вновь появляться при некоторых опухолях: раковоэмбриональный антиген (CEA), обнаруживаемый в пищеварительном тракте, поджелудочной железе и печени на 2–6-й неделе гистогенеза, присутствует при раке толстой кишки, легких, молочной железы; альфа-фетопротеин (AFP), продуцируемый эмбриональными печеночными клетками и желточным мешком, присутствует в сыворотке крови взрослых в малых количествах и повышается у некоторых пациентов при раке печени. Уровень теломеразы , присутствующей в стволовых клетках и исчезающей при их дифференцировке, повышается в опухолевых клетках, и, хотя она не является сильным антигеном, при определенных условиях также возможно индуцировать против нее иммунный ответ. Неоантигены , не экспрессирующиеся на клетках тканей, из которых образуется опухоль, экспрессируются на других нормальных тканях. Появление таких антигенов является реактивацией генов, "молчащих" в нормальных клетках при их опухолевой трансформации. Так, раково-тестикулярные антигены (MAGE, BAGE, GAGE, LAGE, SAGE, NY-ESO и т.д.) не экспрессируются на меланоцитах, но присутствуют на клетках меланомы и нормальных клетках яичек и плаценты [7]. Аналогично ганглиозидные антигены появляются на меланоцитах только после их неопластической трансформации и всегда присутствуют на клетках спинного и головного мозга. Опухолеспецифичные антигены экспрессируются только на опухолевых клетках. К ним относятся мутантные антигены, экспрессируемые клетками с повреждениями ДНК. Такие модифицированные молекулы (бета-катенин, CDK4, P53 и др.) экспрессируются далеко не во всех опухолях, так как вероятность одинаковых мутаций невысока. Fusion антигены являются продуктами генов, находящихся в обычных условиях в разных местах хромосомы, а при мутации образующих единую последовательность (bcl-abr, abr-bcl, pml-RAR и т.д.), что достаточно часто встречается при различных формах лейкозов. Отдельно следует выделить вирусные антигены – белки, экспрессируемые на поверхности инфицированных клеток и ассоциирующиеся со злокачественной трансформацией клетки вирусной этиологии. К ним прежде всего относятся белки (Е6, Е7) вируса папилломы человека, ассоциированного с раком шейки матки, вирусы Эпштейна–Барр, а также вирусы герпеса, гепатита В и т.д. [12, 13].

К настоящему времени более 100 белков являются кандидатами для создания на их основе противоопухолевых вакцин, и их количество непрерывно растет. На сегодняшний день используются разные методы идентификации опухолевых антигенов, но наиболее успешным является технология получения кДНК из опухолевых клеток, ее клонирование с последующим получением белков, кодируемых этими генами, которые затем тестируются в качестве антигена для индукции иммунного ответа на исходные опухолевые клетки.

Вакцины на основе отдельных антигенов могут включать опухолевые антигены, полученные из стандартизованных линий опухолевых клеток или с помощью рекомбинантных технологий. Исследования с очищенными ганглиозидами показали, что на них развивался достаточно выраженный иммунный ответ. Так, от 50 до 80% больных меланомой (III стадия) демонстрировали повышение титра IgM- и IgG-антител при использовании вакцины, содержащей GM2- и GD2-ганглиозиды, что можно считать прогностически положительным признаком при этом заболевании. Пептидные антигены потенциально являются более эффективным средством иммунизации по сравнению с цельными белками, поэтому они чаще включаются в состав противоопухолевых вакцин. Наиболее широко проводятся экспериментальные и клинические испытания раково-тестикулярных и меланомных синтетических пептидных антигенов, в основном при меланоме, с определенным положительным эффектом. Существенным препятствием для массового использования таких вакцин является индивидуальный для каждой опухоли набор опухолевых антигенов, что определяет необходимость в каждом случае тестировать опухоль на наличие тех или иных мишеней и определять соответствующий антиген для включения его в состав вакцины. Такое тестирование вполне доступно методами, основанными на полимеразной цепной реакции или иммунохимии, что позволяет подобрать набор антигенов для вакцинотерапии.

Идиотипические вакцины Идиотипические вакцины широко изучаются при В-клеточных лимфопролиферативных заболеваниях. В этом случае в качестве антигена могут выступать CDR (complementarity determining regions) участки вариабельного (V) района антител, продуцируемых лимфоидной клеткой (идиотипы). Каждая опухоль экспрессирует уникальный идиотип, который является высокоиммуногенным в аллогенной (чужой) системе и слабым в аутологичной (своей). Клинические испытания показали, что