Цитокины, факторы роста и регуляторы иммунного ответа

Цитокины представляют собой растворимые белки, или гликопротеины, оказывающие трофическое действие на различные клеточно-тканевые мишени; такое действие обусловлено экспрессией специфических рецепторов в тканях-мишенях. Описаны пока не все типы и представители цитокинов; однако имеются данные о строении и функциях более чем 80 молекул. Одни и те же цитокины могут по-разному влиять на различные клетки и ткани мишени. Проводились клинические испытания различных цитокинов на предмет их воздействия на опухолевую ткань; исследовались такие цитокины, как интерфероны, интерлейкин-1 (ИЛ-1), фактор некроза опухолей, ИЛ-4, ИЛ-12 и др. Научное обоснование для проведения клинических исследований данных препаратов с целью изучения их противоопухолевой эффективности включает два принципа.

 Во-первых, многие из данных средств способны повышать активность клеток иммунной системы, что может обусловливать иммунологический компонент элиминации опухолевых клеток.

Во-вторых, у многих опухолевых клеток имеются цитокиновые рецепторы, такие же, как у нормальных клеток-аналогов; этот факт может играть ключевую роль в осуществлении прямого биологического и потенциально противоопухолевого эффекта.
На сегодняшний день лишь интерферон «а» и ИЛ-2 получили одобрение для клинического использования в качестве противоопухолевых средств. У большинства других цитокинов, участвовавших в данных исследованиях, наблюдалась недостаточная противоопухолевая активность (или не наблюдалась вовсе); кроме того, при системном применении данных средств зачастую отмечались чрезмерно выраженные токсические проявления.

ИНТЕРЛЕЙКИН-2

Интерлейкин-2 (ИЛ-2) представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 15 кД, состоящий из 133 аминокислотных остатков.

В норме ИЛ-2 вырабатывается стимулированными Т-лимфоцитами и NK-клетками, и под его действием происходит пролиферация активированных Т-лимфоцитов. Покоящиеся Т-лимфоциты не экспрессируют рецепторы к ИЛ-2 и не реагируют каким-либо образом на данный цитокин.

Биологическое действие. ИЛ-2 стимулирует пролиферацию активированных Т-лимфоцитов, а также увеличивает секрецию цитокинов моноцитами и NK-клетками. Главный биологический эффект ИЛ-2-стимуляции заключается в увеличении цитотоксических свойств Т-лимфоцитов и NK-клеток. Кроме того, ИЛ-2 оказывает отрицательный регуляторный эффект на Т-лимфоциты, что предотвращает их чрезмерную пролиферацию и аутоиммунные реакции.

Способ введения

Производимый Chiron ИЛ-2 (альдеслейкин) является единственной лекарственной формой ИЛ-2, на сегодняшний день одобренной FDA. Введение данного препарата может осуществляться одним из трех способов. При применении высоких доз ИЛ-2, соответствующих 600 000 или 720 000 ЕД/кг, препарат вводится внутривенно струйно каждые 8 часов до возникновения дозолимитирующих токсических проявлений или общим количеством не более 15 доз. При применении малых доз ИЛ-2, соответствующих 60 000 или 72 000 ЕД/кг, введение осуществляется внутривенно струйно каждые 8 часов общим количеством 15 доз. Третий вариант терапевтического использования данного препарата подразумевает более длительное применение: ежесуточно подкожно в течение 5 дней вводится 250 000 ЕД/кг лекарственного средства, а далее - по 125 000 ЕД/кг/сут. в течение 6 нед. Высокодозный и низкодозный режимы использования данного препарата хорошо изучены, и на данный момент имеется достаточное количество необходимой клинической информации.

ИЛ-2 получил одобрение для клинического применения при метастатическом почечно-клеточном раке, в качестве средства для лечения метастатической меланомы.

Токсичность. Токсические проявления при использовании препаратов ИЛ-2 носят жизнеугрожающий характер, что преимущественно обусловлено повышенной проницаемостью капилляров. При этом происходит переход жидкости из сосудистого русла во внесосудистое пространство, ткани и легочные альвеолы. Как следствие могут возникать гипотензивные состояния, отеки, дыхательная недостаточность, спутанность сознания, тахикардия, олигурическая почечная недостаточность, а также нарушения электролитного баланса крови, в том числе гипокалиемия, гипомагниемия и гипофосфатемия. Кроме того, у больных могут отмечаться такие явления, как тошнота, рвота, лихорадка, озноб, недомогание и тромбоцитопения. Нередко наблюдаются диарея, нарушения функций печени и нейтропения. Часто у пациентов отмечается появление кожных высыпаний по всей поверхности тела, сопровождающихся зудом Возможно развитие гипотиреоза. В редких случаях могут возникать аритмии.
Несмотря на выраженность и широкий спектр токсических проявлений при использовании препаратов ИЛ-2 все токсические эффекты, как правило, обратимы в течение 24-48 ч после прекращения введения лекарственного средства.

Несмотря на относительно неудовлетворительные показатели противоопухолевой эффективности цитокинов отмечается весьма высокая эффективность в онкологической практике ряда представителей данной группы в качестве препаратов поддерживающей терапии.

Клинические эффекты

На основе мнений экспертов, а также при анализе данных мировой литературы были созданы своего рода методические рекомендации, определяющие показания в ситуациях, когда необходимо применять Г-КСФ в ходе курса химиотерапии.
В целом стоит говорить о том, что Г-КСФ клинически применяется весьма широко. Согласно имеющимся на данный момент методическим рекомендациям, это лекарственное средство необходимо включать в состав тех схем химиотерапии, когда риск возникновения фебрильной нейтропении превышает 20%. Среди часто используемых схем химиотерапии к данной категории можно отнести лишь их незначительную часть. При этом риск возникновения фебрильной нейтропении сокращается до 50%. Даже при развитии фебрильной нейтропении под действием Г-КСФ восстановление численности нейтрофилов ускоряется на 2 или 3 сут. Однако при использовании этого лекарственного средства недопустимо увеличивать дозы химиотерапии. Г-КСФ обладает весьма высокой эффективностью с точки зрения активизации выхода гемопоэтических стволовых клеток в кровь. Эффективность данного препарата настолько высока, что на сегодняшний день отпала необходимость в заготовке костного мозга у большинства доноров стволовых клеток. При использовании Г-КСФ в клинической практике не только упростилась процедура получения периферических стволовых клеток донора, но и отмечается более эффективное восстановление нормального гемопоэза Г-КСФ-мобилизованными клетками по сравнению с клетками, извлеченными из костного мозга, при меньшей продолжительности нейтропении и тромбоцитопении.

Токсичность

Острые токсические проявления при применении Г-КСФ наблюдаются чрезвычайно редко. У незначительного числа пациентов могут возникать боли в костях. При применении Г-КСФ с целью мобилизации гемопоэтических стволовых клеток в группе здоровых лиц может отмечаться резкое увеличение селезенки (в крайне редких случаях - разрыв селезенки). Поэтому в данной группе пациентов необходимо следить за появлением абдоминальных болей или иррадиацией боли в плечо.
При длительном применении Г-КСФ существует ряд важных моментов, которые необходимо учитывать. Во-первых, в экспериментах на животных было отмечено, что степень повреждающего воздействия циклической химиотерапии на гемопоэтические стволовые клетки возрастает при использовании колониестимулирующего фактора для ускорения процессов восстановления гемопоэза.

Вакцины против инфекционных заболеваний

Известно, что причиной некоторых типов злокачественных новообразований являются инфекционные факторы. Так, лимфомы и рак носоглотки вызываются вирусом Эпштейна- Барр. HTLV-I-вирус служит причиной возникновения Т-клеточного лейкоза у взрослых. Считается, что Helicobacter pylori вызывает лимфому желудка и, вероятно, некоторые типы аденокарцином желудка. Существует целый ряд потенциальных мишеней для разработки соответствующих вакцинных препаратов.

Наиболее новая из разработанных вакцин, как считается, обладающая профилактическим противоопухолевым действием, представляет собой квадривалентную вакцину под названием Гардасил против папилломавируса человека (HPV). В состав вакцины входят вирусоподобные частицы, которые экспрессируют главный капсидный белок L1, общий для четырех типов HPV: 16-го и 18-го типов, вызывающих около 70% случаев рака шейки матки, а также 6-го и 11-го типов, по причине которых возникает 90% остроконечных кондилом. С подобной кампанией агрессивной вакцинации связываются надежды на то, что удастся добиться элиминации данных типов вирусов из человеческой популяции.

Противоопухолевые вакцины

Тогда как профилактика опухолей путем таргетного воздействия на инфекционные этиологические факторы представляет собой умелое использование иммунной системы организма, достижения ученых и клиницистов в области искусственного индуцирования противоопухолевого иммунитета в организме, пораженном опухолевым процессом, пока не так значительны. Можно говорить о том, что эти проблемы на сегодняшний день выглядят для нас трудноразрешимыми. Во-первых, не существует коренных отличий опухолевых клеток от их нормальных аналогов; таким образом, весьма сложно разработать методику специфического воздействия именно на злокачественные клетки. Конечно, можно найти способ активации иммунной системы, но проблема в том, что иммунные реакции будут направлены не только на опухолевые, но и на нормальные клетки. Во-вторых, для того, чтобы каким-то образом защититься от действия иммунной системы, опухолевые клетки выработали ряд приспособительных механизмов. В некоторых случаях измененные клетки прекращают экспрессию детерминант главного комплекса гистосовместимости (которые распознаются в качестве мишеней Т-лимфоцитами). Помимо этого опухолевые клетки образуют своего рода препятствие для процессов пенетрации вследствие повышенного интерстициального давления. Таким образом, при попытке Т-лимфоцита проникнуть в опухолевую ткань он должен пройти через многочисленные естественные преграды в виде мембран, а также преодолеть повышенный градиент давления в опухолевых клетках (причем величина этого давления может быть сопоставима с величиной систолического артериального давления и даже превосходить ее). Даже если Т-клетка преодолевает все описанные выше препятствия, она может быть лизирована Fas-лигандом, который экспрессируется в опухолевой ткани. Помимо всех антииммунных барьеров локального значения, в опухолевой ткани продуцируются растворимые факторы, способные влиять на антигенпредставляющую функцию дендритных клеток, определять дифференцировку Т-клеток в менее полезный с точки зрения антителообразования ТЬ2-фенотип, снижать количество образующихся клеток Thl- фенотипа, более полезного с точки зрения образования цитотоксических клеток, а также влиять на механизмы внутриклеточной передачи сигнала, затрудняя активацию Т-клеток. Проще говоря, активация иммунной системы в организме, пораженном опухолевым процессом, - «что мертвому припарки».
Другой подход, направленный на увеличение иммунного ответа, заключается в проведении иммунизации в течение период лимфопении.

В качестве исключения из общего правила стоит отметить работу Bendandi на базе Национального института, а далее Университета онкологии Наварро в Испании. В одном из исследований идиотипическая вакцинация пациентов в сочетании с комбинированной химиотерапией усилила иммунный ответ, что, как и ожидалось, привело к клиническому выздоровлению пациентов, и, в дополнение, в том случае, если выявлялись хотя бы минимальные остаточные явления основного заболевания в виде персстирующих клеток с транслокацией элиминация из крови наблюдалась после проведения вакцинации. В другом исследовании объектом изучения была группа пациентов с рецидивом фолликулярной лимфомы; при проведении многочисленных вакцинаций с последующей химиотерапией отмечалась более длительная вторая ремиссия (по сравнению с первой, вызванной той же или аналогичной схемой химиотерапии). На основании подобных данных логично было бы предположить, что идиотипический протеин, применяемый вместе с ГМ-КСФ, не только способствует увеличению активности идиотипоспецифических Т-лимфоцитов, но и данные клетки, в свою очередь, способны играть роль посредника в реализации противоопухолевых эффектов. Такое действие отнюдь не является аналогом эффекта уменьшения опухолевой массы под влиянием вакцинного препарата. Анализ группы пациентов с рецидивом опухолевого процесса является дополнительным подтверждением того, что данные клетки обладают противоопухолевой активностью: в ходе исследования было установлено, что идиотип рецидивировавшего опухолевого процесса изменился; таким образом, эффект иммунитета, выработанного с помощью вакцины, нивелировался.
Подобные результаты указывают на еще одну проблему, с которой придется столкнуться: появление разновидностей опухолевых клеток, которые ускользают от воздействия из-за изменения антигенной структуры. В связи с этим фактом следует учитывать, что разрабатываемые вакцины должны быть мультивалентными, т.е. по возможности направленными на более чем один опухолеспецифический антиген.
При использовании моноклональных антител в терапевтической практике выделяют пять основных моментов.

Во-первых, существует целый спектр эффекторных механизмов, в которых важную роль играют те или иные звенья иммунологического ответа (такие как комплемент и многочисленные эффекторные клетки), обладающие специфичностью к тем или иным мишеням, которые они связывают.

Во-вторых, антитела могут выступать в качестве таргетных составляющих с целью специфической доставки различных цитотоксических или ингибиторных молекул к соответствующим мишеням.

В-третьих, антитела могут обладать целенаправленным действием на регулирующие синтез растворимых белков или протеогликанов гормоны, цитокины или их рецепторы; при этом можно добиться реализации антагонистического эффекта по отношению к отдельным клеточным функциям, таким как клеточный рост, инвазивная активность и миграционная способность. В-четвертых, антитела можно использовать в качестве антигенов с целью увеличения выраженности противоопухолевого иммунного ответа (например, в случае опухолей, экспрессирующих иммуноглобулины).

В-пятых, возможно применение антител для изменения фармакокинетики и фармакодинамики других лекарственных средств как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения t1/2, а также для воздействия на характер распределения в тканях организма (например, для купирования гликозидной интоксикации при приеме дигоксина можно использовать антидигоксиновые антитела).