История исследований рака полна открытий и прорывов, и в рамках этой картины роль иммунной системы постепенно стала в центре внимания ученых. В 1957 году ученые Бернет и Томас предложили теорию иммунного надзора за раком. Эта концепция не только изменила наше понимание формирования рака, но и заложила основу для последующей иммунотерапии рака.
Имунный надзор за раком — это ключевой биологический процесс, который способствует защите хозяина путем ингибирования развития зарождающихся опухолевых клеток.
Согласно этой теории, лимфоциты можно рассматривать как «стражи», ответственные за выявление и уничтожение раковых клеток, которые продолжают появляться. Эта точка зрения вызвала углубленное обсуждение того, как иммунная система подавляет онкогенез, и подчеркнула важность постоянного иммунного мониторинга в профилактике и лечении рака.
Опухолевые клетки могут экспрессировать опухолевые антигены, которые могут распознаваться иммунной системой и вызывать иммунный ответ. Опухолевые антигены можно разделить на опухолеспецифические антигены (TSA) и опухолеассоциированные антигены (TAA). Первый представляет собой антиген, который появляется только в опухолевых клетках, а второй присутствует и в здоровых клетках, но уровень экспрессии в опухолевых клетках иной.
Опухолеспецифические антигены, такие как белки E6 и E7, происходят из вируса папилломы человека и специфичны в отношении некоторых видов рака, таких как рак шейки матки.
Например, АФП (альфа-фетопротеин) представляет собой опухолеассоциированный антиген, продуцируемый гепатоцеллюлярной карциномой, а СЕА (карциноэмбриональный антиген) обнаруживается при раке яичников и толстой кишки. Изучение этих антигенов составляет основу иммунотерапии, что позволяет нам разрабатывать методы лечения, нацеленные на конкретные антигены.
Во взаимодействии иммунной системы и опухолевых клеток иммуноредактирование является ключевым явлением. Этот процесс делится на три этапа: устранение, баланс и побег.
Эти три этапа часто называют «три Е» иммуноредактирования
На этапе элиминации иммунная система эффективно распознает и уничтожает опухолевые клетки, тем самым подавляя рост опухоли. Со временем некоторые опухолевые клетки могут приобретать новые мутации, которые позволяют им уклоняться от иммунной системы и входить в фазу равновесия.
Когда опухоль остается в состоянии покоя в фазе равновесия, но все еще не может быть полностью уничтожена иммунной системой, некоторые опухолевые клетки могут перейти в фазу ускользания и получить преимущество над иммунной системой, что приводит к возобновлению роста опухоли.
Цитотоксические Т-клетки CD8+ являются важным компонентом противоопухолевого иммунитета. Существует множество способов снижения вероятности распознавания опухолевых клеток, например снижение экспрессии MHC I.
Когда опухолевые клетки теряют экспрессию MHC I, это запускает реакцию естественных клеток-киллеров.
Кроме того, опухолевые клетки также могут ингибировать активность Т-лимфоцитов, экспрессируя молекулы иммунных контрольных точек, такие как PD-L1 или FasL, предотвращая их атаку и создавая иммуносупрессивную среду, способствующую росту опухоли.
Микроокружение опухоли содержит различные иммунные клетки и секретируемые ими цитокины, которые вместе образуют среду, способствующую росту опухоли. Например, опухолевые клетки и экзогенные клетки, такие как критические моноциты, секретируют TGF-β, который дополнительно трансформирует CD4+ Т-клетки в регуляторные Т-клетки (Treg). Эта трансформация может вызывать подавление иммунитета в опухолях.
Макрофаги, ассоциированные с опухолью, в основном имеют альтернативно активированный фенотип М2 и играют важную роль в стимулировании роста опухоли и ангиогенезе.
Понимание взаимодействия этих микросред имеет решающее значение для разработки эффективных методов лечения.
Столкнувшись с тем, что опухолевые клетки уклоняются от иммунной системы, ученые изучают различные методы иммунной регуляции. Моноклональные антитела, такие как анти-CTLA4 и анти-PD-1, находятся в центре внимания текущих исследований. Эти молекулы усиливают иммунные реакции путем ингибирования ингибирующих сигналов, таких как ипилимумаб и ниволумаб.
Технология CAR-T-клеток с использованием генной инженерии постепенно внедряется в клиническое применение, что дает новую надежду иммунотерапии опухолей.
Разработка противораковых вакцин также является эффективным способом использования опухолевых антигенов для активации иммунной системы.
Недавние исследования показали, что химиотерапия может стимулировать иммунный ответ на опухолевые клетки, устойчивые к химиотерапии, посредством запрограммированной гибели клеток. Предыдущие исследования показали, что некротическая гибель клеток может стимулировать иммунный ответ, тогда как апоптоз редко может вызвать такой ответ.
Исследования показывают, что некоторые противоопухолевые агенты могут создавать благоприятную иммунную среду и инициировать активацию Т-клеток при уничтожении раковых клеток.
Однако, учитывая высокую иммуносупрессию у больных раком на поздних стадиях, вопрос о том, как эффективно активировать их Т-клетки, по-прежнему остается большой проблемой, которая требует более глубокого изучения.
Предложение об иммунном надзоре за раком не только заново понимает функцию иммунной системы, но и открывает беспрецедентные возможности для лечения рака. По мере развития медицины, будут ли в будущем новые прорывы в борьбе с этой смертельной болезнью?