Практическая онкология №2 2014

Стр.1

Стр.2

Стр.3

© Е.Н. Имянитов, 2014 г. ББК Р562 НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова, С.Петербург СПОРНЫЕ АСПЕКТЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ ОНКОЛОГИИ Е.Н. Имянитов В работе обсуждаются спорные аспекты современной онкологии, в частности, роль нарушений иммунной системы в опухолевой прогрессии, представления о дормантных («спящих») и стволовых клетках новообразований, проблема внутриопухолевой гетерогенности мутационных событий, а также сведения о самопроизвольном регрессе неоплазм. Иммунитет и опухолевый рост Предположения о роли нарушений систем иммунной защиты в патогенезе опухолевой прогрессии стали формироваться одновременно с зарождением им мунологии. В целом, параллели между инфекционной патологией и процессом злокачественной трансформации проводятся достаточно часто. Например, са мое главное прикладное направление экспериментальной онкологии – разра ботка «лекарства против рака» – руководствуется поиском биологических «ми шеней», т.е. концепцией, сформулированной Паулем Эрлихом в рамках борьбы с микроорганизмами. Такой же логике подчиняются представления о роли им мунитета: интуитивно подразумевается, что процесс развития опухоли, как и процесс инфекции, в обязательном порядке включает «ускользание» патологи ческих агентов (опухолевых клеток или микробов) изпод иммунного контро ля. Формирование иммунологической теории рака принято связывать с F. Burnet и L. Thomas, которые опубликовали основополагающие работы на эту тему в конце 1950х гг. [76]. Несмотря на элегантность и интуитивную правдоподобность этой гипотезы, экспериментальные данные скорее опровергали, нежели поддерживали представ ления о патологии иммунитета при раке. Например, в 1974 г. O. Stutman предста вил результаты экспериментов, выполненных на т.н. «голых» мышах – животных, у которых отсутствует тимус и, следовательно, способность полноценно генери ровать Тлимфоциты [81]. У бестимусных грызунов, привлечённых к эксперименту, была утрачена способность отторгать трансплантируемые ткани. Тем не менее, применение канцерогена 3метилхолантрена не сопровождалось увеличением количества индуцированных опухолей или уменьшением продолжительности латентного периода по сравнению с контрольными животными. Не менее убеди тельные данные были получены в ходе эпидемиологических исследований на лю дях. Например, обширный опыт наблюдения за пациентами, перенёсшими транс плантацию почек и, следовательно, индуцированную иммуносупрессию, проде монстрировал значительное увеличение встречаемости преимущественно для опу холей вирусной этиологии. В то же время, наиболее социально значимые разно видности рака – карциномы лёгкого, молочной железы, простаты, толстой киш ки – демонстрировали сходную частоту по сравнению с контролем [83, 86]. В целом, подобные данные не противоречат общепринятым концепциям о при роде опухолевого роста. Действительно, процесс злокачественной трансформа ции включает в себя не только (и не столько) качественные изменения онкогенов и антионкогенов, сколько количественные изменения их экспрессии. Например, активация онкогена HER2 не сопровождается изменением конформации (т.е. ан тигенной структуры) соответствующего белка – увеличивается лишь представ ленность рецепторов на опухолевых клетках. Утрата супрессорных белков также не должна в обязательном порядке распознаваться иммунной системой. Следова тельно, процесс опухолевой прогрессии, по крайней мере в теории, может про исходить без участия иммунитета [33]. Таким образом, период становления моле кулярной онкологии сопровождался некоторым забвением иммунологической теории рака. Появление новых клеточных технологий позволило поставить крайне элеган тные эксперименты и подвергнуть пересмотру многие устоявшиеся догмы [76]. ПРАКТИЧЕСКАЯ ОНКОЛОГИЯ • Т. 15, №2 – 2014 49

Стр.1

Е.Н. Имянитов В частности, стали доступны изогенные линии мышей, которые, обладая практически идентичным генетическим фоном, отличались между собой только по активности того или иного гена иммунной системы. Например, но каутные мыши по генам ответа на интерферонгамма (т.е. животные, характеризующиеся утратой рецептора интер феронагамма или участников соответствующего сиг нального каскада) оказались более чувствительными к ответу на 3метилхолантрен – у них наблюдался уско ренный опухолевый рост, а также увеличение числа но вообразований. Сочетанная инактивация генов рецепто ра интерферонагамма и р53 сопровождалась расшире нием спектра разновидностей карцином по сравнению с мышами с изолированным дефицитом р53 [42]. Наиболее впечатляющие результаты были получены при перевивке опухолей от мышей с различным иммун ным статусом. Если взять «обычных» мышей, обработать их канцерогеном и получить индуцированные опухоли, то результаты перевивки последних нормальным и им мунодефицитным мышам оказываются достаточно сопо ставимыми. Совершенно иная картина наблюдается при индукции опухолей у иммунодефицитных мышей: пере вивка последних таким же иммунодефицитным мышам даёт вполне тривиальные результаты, а вот при исполь зовании в качестве реципиентов нормальных животных картина резко меняется – наблюдается значительное уменьшение количества развившихся неоплазм. Таким образом, опухоли, возникшие на фоне нормального им мунного ответа и иммунодефицита, значительно отли чаются друг от друга по своим биологическим свойствам; повидимому, первая группа новообразований характе ризуется снижением иммуногенности, вызванным селек цией безантигенных клеточных клонов. Данный процесс естественного отбора «приемлемых» для организма кле ток получил название «иммуноредактирования» [79]. Следующим этапом развития представлений об имму нологии рака стала демонстрация причастности различ ных компонентов иммунного ответа к разным этапам опухолевой прогрессии. Данные фазы получили назва ние elimination (удаление опухолевых клеток), equilibrium (равновесие) и escape (ускользание от иммунного конт роля). Первый этап (elimination) характеризуется совме стной успешной работой врождённого и приобретённого иммунитета, направленной на уничтожение единичных трансформированных клеток. Если какойто клон не удаляется защитными силами организма, наблюдается равновесие, при котором имму ноопосредованное устранение неопластических элемен тов компенсирует появление новых клеток. Примечатель но, что фаза равновесия поддерживается только компо нентами адаптивного иммунитета, в то время как систе мы врождённого иммунитета никак не влияют на уста новившийся эквилибриум. Повидимому, упомянутый выше процесс иммуноредактирования осуществляется преимущественно на этом этапе. Существование фазы равновесия подтверждается крайне элегантными экспе риментами. Например, если подопытных мышей обра 50 Practical oncology ботать низкими дозами 3метихолантрена, они не демон стрируют признаков опухолевого роста. Однако, инду цированная иммуносупрессия сопровождается появлени ем новообразований, причём развитие последних про исходит именно в участках контакта с канцерогеном. Таким образом, даже небольшая экспозиция к вредному агенту сопровождается появлением незначительного ко личества трансформированных клеток; последние дли тельное время сохраняют свою жизнеспособность, од нако остаются в подавленном состоянии вплоть до сры ва защитных систем организма [46]. Ускользание от иммунного контроля включает как минимум три компонента. Вопервых, в ходе иммуноре дактирования клетки теряют распознаваемые антигены – в результате трансформированные клетки перестают выявляться контрольными системами организма; поми мо этого, наблюдается инактивация процессов иммун ной презентации инородных белков. Вовторых, опухоль приобретает механизмы резистентности к атакам со сто роны иммунной системы, в частности, утрачивает спо собность к индуцированному апоптозу. Втретьих, транс формированные клетки начинают секретировать веще ства, создающие локальную иммуносупрессию. Соответствуют ли данные, полученные на эксперимен тальных животных, клиническим наблюдениям? Имен но этот вопрос заставляет отнести представления об иммунологии опухолей к спорным аспектам фундамен тальной онкологии. Как упоминалось выше, выраженная иммуносупрессия сопровождается значительным увели чением риска лишь отдельных видов опухолей – преиму щественно сарком и карцином вирусной этиологии. По добная селективность представляется неожиданной в свете относительно новых данных о мутационном спек тре новообразований. Действительно, исследования по полноэкзомному секвенированию раковых геномов про демонстрировали, что подавляющее большинство нео плазм содержит тысячи мутаций, которые, безусловно, должны приводить к антигенности трансформирован ных клеток [25]. Более того, даже количественное нару шение числа хромосом – анеуплоидия – также сопро вождается активацией системы иммунитета [78]. С другой стороны, лишь недавно стали накапливаться достоверные данные, свидетельствующие о том, что у большинства онкологических пациентов иммунодефи цит наблюдается не столько на уровне организма, сколь ко в периопухолевом пространстве, причём сам процесс злокачественной трансформации в обязательном поряд ке предусматривает активное устранение локальных за щитных механизмов [34]. Например, активация онкоге на KIT приводит к индукции фермента индоламин2,3 диоксигеназы; этот энзим конвертирует аминокислоту триптофан в иммуносупрессорную субстанцию. Приме чательно, что противоопухолевый эффект ингибиторов KIT наблюдается только у мышей с сохранённой иммун ной функцией, в то время как назначение лекарственно го препарата иммунодефицитным животным не сопро вождается регрессией опухолей [7]. Опухолевые клетки ПРАКТИЧЕСКАЯ ОНКОЛОГИЯ • Т. 15, №2 – 2014

Стр.2

Practical oncology и/или инфильтрирующие их лимфоциты характеризу ются экспрессией иммуносупрессорных молекул, в час тности CTLA4, PD1, PDL1 и т.д. [76]. Таким образом, транс формированная клетка может сформировать клиничес ки видимый опухолевый очаг только в том случае, если она приобретает способность активно сдерживать ло кальный иммунный ответ. Наиболее яркой иллюстрацией причастности наруше ний иммунитета к онкологической патологии стали ис пытания иммуномодулирующих препаратов. Достовер ные данные о клинической эффективности высоких доз интерлейкина2 у пациентов с метастатической мелано мой были получены ещё на рубеже 1980х и 1990х гг. Примечательно, что у отдельных больных наблюдался полный регресс опухоли, причём продолжительность ответа измерялась годами [6]. Тем не менее, меланома всегда рассматривалась особняком как пример относи тельно иммуногенной неоплазии. Эти представления подтверждаются не только клиническими наблюдения ми самопроизвольного регресса опухоли или примера ми многолетнего присутствия в организме «спящих» ме ланомных клеток, но и успехами клинических испыта ний таргетных иммуномодулирующих препаратов [32, 40, 94]. Тем не менее, за последние годы появились другие позитивные примеры использования иммунотерапии для лечения неоплазий. Например, в 2010 г. были опублико ваны результаты успешных клинических испытаний вак цины против опухоли, которая никогда не считалась иммуногенной, – рака простаты [41]. Процедура лечения включает забор Тклеток от пациента, их ex vivo сенси тизацию к опухолевым антигенам в условиях централи зованной лаборатории и возврат этих активированных лимфоцитов в организм пациентов. В этом десятилетии иммунотерапия стала самым пер спективным направлением поиска новых путей лечения рака. Впервые описаны случаи исключительно длитель ных ремиссий (излечения?!) в тех категориях онкологи ческих пациентов, которые считались абсолютно безна дёжными. Тем не менее, модуляция иммунитета приво дит к клиническому ответу далеко не у всех больных, а применение препаратов этой группы может сопровож даться случаями сильнейших аллергических и аутоим мунных реакций. Следует прокомментировать, что при менение иммунных модуляторов пока осуществляется эмпирическим путём, без учёта молекулярных наруше ний, которые вызвали локальную периопухолевую суп рессию. Остаётся надеяться, что идентификация молеку лярных предикторов ответа опухоли на иммунотерапию позволит значительно увеличить эффективность и бе зопасность этого метода лечения онкологических паци ентов. Дормантные («спящие») клетки опухоли Общепринятые представления о природе опухолевой прогрессии свидетельствуют о том, что присутствие даже единичных трансформированных клеток в организме Е.Н. Имянитов практически неминуемо приводит к клинической мани фестации заболевания. Данные взгляды основываются на многолетнем опыте клиницистов, свидетельствующем, вопервых, о безусловной корреляции между присутстви ем (микро)метастазов (например, вовлечением регионар ных лимфатических узлов) и риском рецидива и, вовто рых, о столь же безусловной зависимости долгосрочных результатов лечения от стадии заболевания. Фактически, многими ключевыми аспектами принятия решений в онкологии сегодня руководит морфолог: выявление кле ток, которые по своим микроскопическим характерис тикам отвечают критериям злокачественности, почти всегда сопровождается (калечащим) хирургическим вме шательством и/или назначением противоопухолевой терапии. Более того, существующие стандарты лечения онкологических больных твёрдо основываются на прин ципах абластики и антибластики, т.е. подразумевают ис пользование обширных операций, при которых риски послеоперационных осложнений и качество жизни па циента приносятся в жертву попыткам максимально из бавить организм даже от единичных опухолевых клеток. Следует заметить, что перечисленные выше положе ния, в целом, подтверждаются многолетними результа тами клинических наблюдений. Тем не менее, имеются удивительные данные, которые «выбиваются» из общей картины [27, 28, 44, 87]. Например, обращает на себя внимание частота обна ружения оккультных раков при обследовании людей, погибших в результате катастрофы. В этом контексте, например, часто цитируется работа Nielsen et al. [59]. Ав торы систематически исследовали ткани молочной же лезы у относительно молодых (в возрасте от 20 до 54 лет) женщин, подвергнувшихся аутопсии; рак молочной железы (РМЖ) был обнаружен в 22/110 (22%) случаев!!! Если бы эти РМЖ были бы выявлены в ходе стандартно го обследования и/или скрининговых программ, они почти бы наверняка подверглись бы оперативному вме шательству. Ещё более часто в качестве примера приво дится рак простаты – его признаки обнаруживаются у большинства пожилых мужчин [74]. Следует прокоммен тировать, что рак предстательной железы является един ственным примером злокачественной опухоли, при ко торой считается допустимым рассматривать возмож ность выжидательной тактики лечения. Не менее интересной представляется статистика вы явления рецидивов заболевания в течение длительных периодов наблюдения над пациентами. Некоторые со циально значимые опухоли демонстрируют достаточно стабильное течение: например, подавляющее большин ство карцином лёгкого и толстой кишки характеризует ся относительно небольшим временным интервалом между оперативным вмешательством и проявлением от сроченных эпизодов заболевания; в целом, подавляющее число рецидивов наблюдается в течение первых 35 лет, а безрецидивный интервал большей продолжительнос ти расценивается как синоним излечения. Совсем иная картина наблюдается для карцином молочной железы, ПРАКТИЧЕСКАЯ ОНКОЛОГИЯ • Т. 15, №2 – 2014 51

Стр.3