Протипухлинні вакцини - перспективний терапевтичне напрямок в онкології
Г. П. Потебня
К. м. Н. заступник директора з наукової роботи Інституту експериментальної
патології, онкології і радіобіології ім. Р. Е. Кавецкого НАН Украины, г. Киев
Закономірності злоякісного росту
Принцип дії протипухлинних вакцин грунтується на посиленні
протипухлинного захисту, закладеної в природі імунітету здорової людини.
Чому імунна система не справляється зі злокачественно трансформованими
клітинами і потребує допомоги ззовні? Проблема полягає в природі самої
По-перше, пухлина відбувається з тканин організму і її відмінність (ступінь
чужорідність) від здорових клітин не настільки значно, щоб викликати виражений
імунну відповідь. Опухольассоціірованние антигени (ОАА) мають слабку
імуногенність на відміну від антигенів бактерій або вірусів, що виявляють
більш виражені відмінності, тобто більш сильні антигенні властивості, які
використовуються при створенні ефективних (антибактеріальних, противірусних)
вакцин.
По-друге, в що формується пухлини діє механізм відбору клітин, здатних
найбільш ефективно протидіяти системі імунного нагляду, що
підтримує виживання злоякісно трансформованих клітин і таким чином
сприяє формуванню їх клону.
По-третє, зростаюча пухлина гнітюче впливає на імунітет і робить загальний
По-четверте, додається імунодепресивний ефект протипухлинної
хіміотерапії та опромінення.
Перераховані фактори обумовлюють недостатність протипухлинного
імунітету, а саме: ускользание злоякісних клітин від імунного нагляду і
підвищення їх стійкості до дії механізмів імунітету в міру збільшення
маси пухлини. Як показують розрахунки, при кількості пухлинних клітин на
рівні 109 імунологічні захисні механізми виявляються неефективними. між
тим, це кількість клітин є близьким до мінімуму необхідного для
прояву перших симптомів новоутворення. При масі клітин 10 'пухлина
клінічно себе не виявляє, хоча і доступна для діагностики за допомогою
визначення відповідних маркерів - ракового ембріонального антигену, СА-125
(При раку яєчників) та інших. Розуміння цих закономірностей дозволяє зробити
важливий висновок про те, що використовувати імунотерапію необхідно на ранніх стадіях
процесу, поки пухлина слабо озброєна власними факторами захисту, або після
максимального зменшення пухлинної маси (виконання так званих
ціторедуктівних операцій), як метод протирецидивного і антиметастатичний
лікування, коли прогноз хвороби залежить від ефективного придушення уцілілих
злоякісних клітин. Звідси випливає логічне висновок про можливості та
Протипухлинні вакцини і їх місце в загальній стратегії лікування
онкопатології
Сьогодні розроблені методи отримання протипухлинних вакцин і
визначено їх місце в загальній стратегії профілактики та лікування онкопатології.
Подальші завдання полягають в тому, щоб підвищити їх ефективність, зробити
доступними для онкологічних хворих, включити в повсякденну лікувальну
Протипухлинні вакцини містять ОАА, які стимулюють утворення
цитотоксичних антитіл і активацію цитотоксичних лімфоцитів (ЦТЛ),
спрямованих проти пухлини. Імуногенні ОАА можуть бути асоційовані з цілими
або лизировать пухлинними клітинами, а також отримані з них в частково або
повністю очищеному вигляді.
За останнє десятиліття відкрито безліч ОАА людини, які розпізнаються ЦТЛ.
Застосування генетичних і біохімічних підходів дозволило ідентифікувати три
класу таких антигенів, більшу частину яких складають пептиди, презентіруемие
Т-клітинам HLA-молекулами. Перший клас включає ОАА, які експресуються
клітинами пухлин різних гістологічних типів, але відсутні в клітинах
нормальних тканин (за винятком насінників). Другий клас - антигени,
специфічні виключно для меланоми і нормальних меланоцитів, наприклад
тирозиназа, gp 100, gp 75. Третій клас - антигени, що виникають в результаті
унікальних точкових мутацій в генах, експресуються в різних тканинах. Крім
того, виявлені пухлинні антигени немеланомного походження. Список ОАА,
розпізнаються ЦТЛ, постійно поповнюється.
інактивованих пухлинних клітин (ОК) або аутологічних (клітини від того ж
пацієнтів). Клітини инактивируют іонізуючим випромінюванням. Інший спосіб
виготовлення вакцин методично більш складний і полягає в отриманні
екстрактів з ОК. Перевагою цих вакцин є те, що вони не вимагають
інактивації опроміненням, а окремі компоненти клітин, в тому числі білки, більш
адекватні, ніж інтактні ОК, для фагоцітірованія і процесингу макрофагами,
що може призводити до ампліфікації імунної відповіді. На сьогоднішній день
виготовляють вакцини на основі окремих компонентів пухлинної клітини -
пептидів, білків теплового шоку, полісахаридів та інших.
Ефективність протипухлинних вакцин можна підсилити шляхом підвищення
імуногенності пухлинних антигенів, що досягається різними методами:
хімічної модифікації за допомогою гаптенов, модифікації непатогенних вірусами і
бактеріями, трансфекції генів, що кодують продукцію імуностимулюючих
цитокінів, таких як гранулоціт-макрофагальний колонієстимулюючий фактор (ГМ-КСФ)
та інші.
Здавалося б, знайдені способи цілеспрямованого посилення антигенности
пухлинних клітин, стимуляції адаптивного імунітету повинні призводити до розвитку
цитотоксической протипухлинної реакції. Однак посилення антигенности є
лише частиною вирішення цього питання, так як існують і інші проблеми. пухлина
характеризується не тільки множинністю своїх антигенів, але і підвищеною
мутаційної активністю (нестабільністю геному) з подальшим посиленням
ознак злоякісності. Цей процес супроводжується постійною зміною
антигенного спектра, і можна свідомо припустити появу нових, недостатньо
вивчених антигенів. Наприклад, підраховано, що при раку кишечника у людини
спостерігається близько 11 тисяч порушень геному, які можуть служити причиною
експресії аномальних або надекспресія індивідуальних клітинних антигенів. В
таких умовах залишається найважливішим оптимальний вибір антигену (або групи
антигенів), призначених для створення штучної вакцини. тут очевидне
перевага зберігається за аутовакцинами, що містять весь спектр антигенів,
проти яких передбачається виробити імунну відповідь, в тому числі
індивідуальні та стадіоспеціфіческіе антигени, що відрізняють розвиток пухлинного
процесу у конкретного хворого.
Безумовно, аутовакцини мають свої слабкі сторони, в першу чергу, їх
використання не дає задовільного результату при всіх захворюваннях.
Доля кожного хворого багато в чому залежить від індивідуальних особливостей
протипухлинного імунітету, тому результат застосування вакцин не завжди
вдається передбачити. Як би там не було, аутовакцина є сьогодні найбільш
дієвим засобом специфічної імунотерапії пухлинної хвороби.
Використання мікробних чинників для стимуляції протипухлинного
імунітету
Пріоритет у цій галузі належить професору Д.Г. Затула і його учням. їх
версія дієвої аутовакцини пов'язана перш за все з вибором ад'юванта,
підсилює імунну відповідь. В результаті вивчення властивостей різних
мікроорганізмів в якості такого ад'юванта був обраний Bacillus mesentericus
AB-56. Роботи, виконані Д.Г. Затула, дозволили встановити наявність у цього
мікроорганізму властивостей протипухлинного антибіотика. подальші дослідження
підтвердили правильність цього вибору. В. mesentericus AB-56 успешно
культивували на субстратах, що містять пухлинну тканину, а ад'ювантний фактор,
призначений для обробки пухлинного матеріалу, виділяли з його
культуральної середовища. Цей фактор є білок з вираженою
иммуногенной активністю: він викликає аглютинацію і загибель пухлинних клітин, а
також підвищує імуногенність асоційованих з пухлиною антигенів.
В результаті застосування виготовленої таким шляхом вакцини стимулюється
активність механізмів протипухлинного імунітету: зростають активність
натуральних кілерів і специфічних Т-лімфоцитів, а також рівень
комплементзавісімих цитотоксичних антитіл, відзначається загальна активізація
імунної системи, підвищується проліферативний індекс центральних (вилочкова
вказує на залучення в імунний процес мононуклеарних фагоцитів (дендритних
клітин) з подальшою стимуляцією лімфоїдної тканини. вакцинація в
і таким шляхом запобігає або уповільнює розвиток метастазів і рецидивів.
В результаті експериментальних досліджень, що проводилися протягом ряду
років в Інституті експериментальної патології, онкології і радіобіології, створена
і запропонована для клінічних випробувань протипухлинна вакцина першого
покоління. Основная часть клинических испытаний проведена в клиниках Института
онкології АМН України, а детальне вивчення параметрів вакцинації і незалежна
оцінка отриманих даних - на базі українського онкологічного центру (м
Київ). Результати повністю підтвердили високу ефективність вакцини. слід
використанням методу рандомізації, що дозволило виключити суб'єктивний фактор
при оцінці результатів. Новизна і ефективність нового методу лікування
підтверджені патентом України як спосіб отримання оригінальної
протипухлинної вакцини.
В даний час паралельно проводяться експериментальні дослідження і
клінічні випробування вакцин другого і третього поколінь, що володіють більш
високим імуногенним потенціалом і безпечних в застосуванні, удосконалюються
способи їх отримання і виготовлення.
До теперішнього часу зібрано великий матеріал, що підтверджує ефективність
застосування вакцини при пухлинних захворюваннях з різними локалізаціями і
стадіями процесу.
На підставі отриманих результатів можна зробити наступні висновки.
Застосування вакцинотерапии підвищує якість і покращує
перспективи лікування онкологічних хворих: знижує ймовірність розвитку
рецидивів і появи метастазів захворювання, збільшує тривалість
життя хворих.
- Оригінальна вакцина, створена в Інституті експериментальної патології,
онкології і радіобіології, за рівнем ефективності та безпеки застосування
відповідає світовим стандартам специфічної імунотерапії пухлин.
Імунотерапія раку стоїть на порозі важливих відкриттів, включаючи
створення нових вакцин з використанням інфекційних (бактеріальних і вірусних)
факторів, що мають спорідненість з певними видами тканини або спільність з
етіологічними факторами розвитку передпухлинних захворювань (вірус
папилломатоза людини - для раку шийки матки, вірус Епштейна-Барр - для лімфом,
віруси гепатитів С і В - для раку печінки, антигени Helicobacter pylori - для
раку шлунка).
Перспективи створення нових класів протипухлинних вакцин
Перспективність цього напрямку була передбачена багатьма
дослідженнями і гіпотезою Д.Г. Затули про спільність мікробних і пухлинних
антигенів і можливості практичного використання цієї закономірності. ці
передумови послужили підставою і для створення описаної вище аутовакцини,
застосування якої аж ніяк не вичерпує проблему, але є дієвим
кроком, який сприяє підвищенню ефективності профілактики та лікування
онкологічних захворювань.
Окремий напрямок імунотерапії пухлин розвивається на основі прямої
ДНК-вакцинації, головним моментом якої є використання плазмідних ДНК,
здатних до реплікації під контролем еукаріотичних промоторів. введена ДНК
НЕ інтегрується з геномом, а існує у вигляді епісоми тривалий час.
Посилення синтезу білків, в тому числі молекул головного комплексу
гістосумісності 1 класу, цитокінів після введення відповідних генів
сприяє індукції клітинного протипухлинного імунітету. мішенями для
протипухлинного імунної відповіді можуть служити гліколіпіди, глікопротеїди,
антигени диференціювання (MAGE, тирозиназа, Melan-A, gp 75), продукти онкогенів
та інші, синтез яких запускається введенням відповідних
послідовностей ДНК. Розроблено ряд способів впровадження ДНК в клітину:
балістичний метод, при якому мікрокульками золота, покритими ДНК,
бомбардируется поверхню клітин; метод електропорації, введення ДНК тонкої
голкою внутрішньошкірно або методом скарификации при лікуванні хворих з меланомою і
іншими пухлинами шкіри. ДНК може вводитися в складі катіонних або pH-залежних
ліпосом, а також у складі рекомбінантних вірусів.
Новий клас специфічних протипухлинних вакцин розробляється на основі
ідіотіпіческіх детермінант імуноглобулінів. основною функціональною
особливістю цих детермінант імуноглобулінів є їх здатність
індукувати утворення антитіл проти антигену, використаного для
імунізації. Клітинами-мішенями для антіідіотіпіческіх антитіл (АIАT) можуть бути
не тільки В-лімфоцити, що мають іммуноглобуліновие рецептори певної
специфічності, але і регуляторні Т-лімфоцити.
Встановлення факту, що антігенпредставляющіе клітини відіграють важливу роль не
тільки в презентації, але і в перетворенні конформационного епітопи в лінійний,
призвело до експериментів, в яких ці клітини, «навантажені» пухлинними
антигенами, використовують в якості протипухлинних вакцин.
Великі надії покладаються на імунотерапію хворих із злоякісними
пухлинами за допомогою адаптивного переносу дендритних клітин (ДК), які
здатні ініціювати специфічний протипухлинний імунну відповідь,
опосередкований цитотоксичними лімфоцитами. Унікальність функції ДК
визначається їх здатністю до інтерналізації, процесингу та презентації
антигенів наївним Т-лімфоцитам, тобто клітинам, раніше не була піддана
впливу даного антигену. Цією здатністю не володіють інші
антігенпредставляющіе клітини, такі як макрофаги або В-лімфоцити. зазвичай зрілі
ДК отримують in vitro з CD34 + кістковомозкових попередників або популяції
моноцитів периферичної крові. В даний час проводяться клінічні
випробування ефективності адаптивного переносу навантажених пухлинними антигенами
ДК при метастазуючою меланоми, неходжкинской лімфомі і раку різних
локалізацій.
На закінчення слід зазначити, що, хоча перспективність використання
протипухлинних вакцин в онкології можна вважати встановленою, їх впровадження в
клінічну практику обмежується високою вартістю, а також досить складною
технологією виготовлення, що вимагає висококваліфікованого персоналу і
відповідного оснащення. Можна сподіватися, що розробка нових методів і
вдосконалення існуючих технологій отримання протипухлинних вакцин
дозволять вже найближчим часом використовувати їх в якості доступного методу
лікування онкологічних хворих.