Breast cancer immunology: theory and prospects (review)

Full Text

Е ще в 1960-х годах австралийский ученый M.Burnet выдвинул концепцию иммунологического надзора, согласно которой иммунная система организма обеспечивает генетическую целостность соматических клеток в течение его жизни и срабатывает всегда, когда сталкивается с признаками генетически чужеродной ин- формации, будь то инфекционный агент или мутирован- ная клетка [1]. В результате мутаций в геноме опухолевая клетка продуцируют чужеродные организму антигены, которые являются опухоль-специфическими и, кроме того, антигенно-уникальными. Мутированные антигены вы- являются иммунной системой, которая следит за сохране- нием генетической стабильности и не допускает в орга- низм вещества с генетической программой, отличной от собственной. Именно наличие опухоль-специфических антигенов вызывает развитие противоопухолевого имму- нитета; причем степень инородности является важным фактором иммуногенности антигена опухолевой клетки. Молекулы, близкие по своей химической структуре c собственными веществами организма, являются слабыми антигенами. Именно поэтому экспрессия раково-эмбрио- нальных антигенов, рецепторных молекул или факторов роста в опухолевой клетке не вызывает иммунных реак- ций; данные молекулы «знакомы» лимфоидной системе организма [2-4]. Главный комплекс гистосовместимости (англ. ma- jor histocompatibility complex - MHC) - большая область генома у позвоночных животных, расположенного в хро- мосоме 6 и играющего важную роль в развитии иммунно- го ответа; рис. 1 [2, 3]. Исторически главный комплекс ги- стосовместимости называется «человеческий лейкоци- тарный антиген» (англ. human leucocyte antigen - HLA); впервые антиген гистосовместимости был описан фран- цузским врачом G.Dausset в 1950-х годах. Автор высказал предположение, подтвердившееся впоследствии, о том, что каждый из генов, входящих в HLA-комплекс, имеет свое представительство в виде антигена HLA, экспресси- руемого на мембране клетки [4]. МНС включает гены 3 основных классов: HLA I, HLA II и HLA III. Гены HLA I наиболее удалены от центромеры в хромосоме 6 и кодируют синтез молекул-антигенов HLA I. Антигены HLA I имеются на поверхности всех ядросодер- жащих клеток (кроме нитей трофобласта) и входят в со- став рецепторов Т-киллеров, осуществляющих иммунный надзор [1, 5, 6]. Включают классические локусы (HLA-A, HLA-B, HLA-C), обладающие выраженным полиморфиз- мом, которые играют главную роль в сохранении генети- ческой стабильности организма и защите организма от опухолевых клеток [2, 3, 7, 8]. В дополнение к классиче- ским локусам к I классу относятся и неклассические гены HLA-E, HLA-G и HLA-F (см. рис. 1). Неклассические подти- пы генов HLA I класса (HLA-E и HLA-G) имеют ограничен- ный полиморфизм и играют роль иммуносупрессоров, позволяя опухолевым клеткам с их экспрессией уйти от иммунного надзора [9-11]. Биологическая роль генов HLA-E и HLA-G лежит в супрессии функции естественных киллеров - NK-клеток (англ. Natural killer cells); так, HLA-E является лигандом для NKG2A/CD94/B-рецептора NK-клетки, при взаимодействии с которым возникает ин- гибирование литической активности NK-клеток [5, 9, 10]. В противоположность HLA-E антигены HLA-G экспресси- руют только клетки трофобласта; биологическое значе- ние данного антигена лежит также в подавлении активно- сти NK-клеток, что позволяет сохранить плод в период беременности [4, 9, 10]. Представителями генов МНС II класса являются HLA-DQ, -DP и -DR, которые контролируют синтез соот- ветствующих антигенов HLA II. Антигены II класса систе- мы HLA находятся на поверхности только некоторых ан- тигенпрезентирующих клеток иммунной системы (B- лимфоцитов, макрофагов и дендритных клеток) и входят в состав рецепторов Т-хелперов, играющих важную роль в реакциях иммунного ответа. Гены МНС 3-го типа коди- руют молекулы врожденного иммунитета (компоненты комплемента С2, С4, фактор некроза опухоли и др.) [4]. Степень выраженности экспрессии антигенов HLA I и HLA II непостоянна и зависит от воздействия прежде все- го эндогенных факторов модификации иммунного отве- та (интерлейкинов - ИЛ, интерферонов - ИФН, фактора некроза опухоли). Так, под воздействием ИФН- антигены HLA-II могут экспрессироваться на Т-лимфоцитах, эндо- телиальных и эпителиальных клетках, в которых обычно они не представлены [4, 10]. Роль Hla I и Hla II в антигенной активации Т-лимфоцитов Любой антиген состоит из высокомолекулярного носи- теля (белка или полисахарида) и детерминантной группы (эпитопа), от которой зависит специфичность антигена; причем на одном носителе может быть много эпитопов, и на каждый из них синтезируются отдельные антитела. Биологическая роль молекул HLA I и HLA II состоит в реа- лизации иммунного ответа за счет антигенной активации Т-лимфоцитов. В отличие от В-лимфоцитов, которые не- посредственно распознают антиген за счет своих имму- ноглобулиновых рецепторов, Т-лимфоциты способны распознавать чужеродный антиген только в том случае, ес- ли он представлен в виде пептида (эпитопа) на клеточной мембране в комплексе с собственной HLA-молекулой. Об- разование и презентация эпитопа в молекулах HLA I и HLA II происходит по-разному. Структура молекулы HLA I пред- ставлена внеклеточной частью, трансмембранной частью и внутрицитоплазматическим «хвостом». Внеклеточная часть молекулы представляет собой гетеродимер, состоя- щий из тяжелой полипептидной -цепи (домены 1, 2 и 3) и связанной с ней легкой -цепи. Домены 1 и 2 в моле- куле HLA I образуют пептидосвязывающую бороздку, в ко- торой удерживается специфический эпитоп для его рас- познавания Т-киллером/супрессором, а 3-домен является местом связывания с молекулой CD8 [4, 10-13]; рис. 2. В ядросодержащей клетке пептиды (эпитопы), пред- ставляемые в молекуле HLA I, имеют эндогенную природу (являются мутированными белками), образуются в про- теосоме (внутриклеточном комплексе цитозольных бел- ков), затем «загружаются» в пептидосвязывающуюся бо- роздку и транспортируются на поверхность клетки для распознавания их Т-киллерами. В опухолевой клетке эпи- топы представлены опухоль-специфическими антигена- ми и отличны от собственных пептидов, что позволяет Т-киллерам их распознать и уничтожить [4, 12, 13]. Образование и презентация эпитопа в молекулах HLA II иная. Молекулы HLA II являются гетеродимерами, состоя- щими из - и -внеклеточных цепей, представленных 1 и 2, 1 и 2-доменами, трансмембранной части и внутриплазматического «хвоста». Пептидосвязывающая борозда образована доменами 1 и 1, а участок связывания с моле- кулой CD4 расположен на домене 2 (см. рис. 2). Эпитоп, представляемый в молекуле HLA II, представлен экзоген- ным антигеном, поглощенным антигенпрезентирующей клеткой (B-лимфоцитом, макрофагом или дендритной клеткой). Антигенпрезентирующую функцию могут вы- полнять и другие клетки (Т-лимфоциты, эндотелиальные или эпителиальные клетки) в случае их активации ИФН-. Опухолевые антигены поглощаются в антигенпрезенти- рующую клетку путем эндоцитоза, подвергаются процес- сингу (перевариванию и ферментативному расщепле- нию) с образованием комплекса молекулы HLA II и опухо- левого антигена - эпитопа, комплекс транспортируется на поверхность клетки для его дальнейшего распознавания Т-лимфоцитами-хелперами [4, 12, 13]. кластерная дифференцировка Т-лимфоцитов В соответствии с международной классификацией все основные антигенные маркеры лимфоцитов и других клеток иммунной системы обозначены как кластеры диф- ференцировки (claster of differentiation - CD). Набор раз- ных CD на поверхности отдельной клетки составляет ее фенотип (поверхностную характеристику). Общим для всех Т-лимфоцитов является наличие Т-клеточного ре- цептора, состоящего из внеклеточной части ( и -доме- ны) и нековалентно связанных с ним 5 трансмембранных белков; данный комплекс обозначается как единая функ- циональная структурная молекула CD3. Биологическое значение CD3 в противоопухолевом иммунном ответе со- стоит в распознавании опухолевого антигена (эпитопа) с помощью - и -доменов, передачи сигнала внутрь Т-лим- фоцита, запуска процесса его активации и последующей пролиферации с образованием клона Т-лимфоцитов определенной специфичности, способной реализовать противоопухолевый иммунный ответ [14-18]. Т-лимфоциты по их поверхностным гликопротеинам CD4 и CD8 подразделяются на 2 большие категории: CD4+ (Т-хелперы) и CD8+ (Т-киллеры). Зрелые Т-лимфоциты содержат один из белков (CD4 или CD8); незрелые Т-лим- фоциты, находящиеся в тимусе, могут иметь оба белка (CD4 и CD8). CD4+-клетки разделены на 2 субпопуляции: 1 и 2-го типа. Т-хелперы CD4+ 1-го типа продуцируют ИФН-, ИЛ-2 и фактор некроза опухоли; данные цитокины способствуют развитию клеточного противоопухолевого иммунитета за счет активизации созревания Т-киллеров, макрофагов, появления антигенпрезентирующей функ- ции у Т-лимфоцитов, эндотелиальных или эпителиальных клеток. Т-хелперы CD4+ 2-го типа регулируют гумораль- ный иммунитет и оказывают супрессорную функцию по отношению к Т-хелперам 1-го типа за счет продукции ИЛ- 4, 5, 6, 10 и 13. В свою очередь, ИФН-, вырабатываемый Т-хелперами 1-го типа, оказывает супрессорное действие на Т-хелперы 2-го типа. Дифференцировка Т-хелперов из покоящейся CD4+-клетки происходит под действием ИЛ- 12, вырабатываемого макрофагом, в сторону Т-хелпера 1- го типа, а под действием ИЛ-4, выделяемого тучными клет- ками, в сторону Т-хелпера 2-го типа [14-18]. Другим классом Т-лимфоцитов является CD8+-клетка (Т-киллер), которая активизируется из покоящейся зрелой Т-клетки при соблюдении 2 условий: при распознавании опухоль-специфического антигена (эпитопа) в составе мо- лекулы HLA I и дополнительного стимулирующего сигнала (ИЛ-2) от Т-хелперов 1-го типа. Данный каскад позволяет пролиферировать и образовать клон Т-киллеров, обладаю- щих единой противоопухолевой специфичностью, для реализации клеточного иммунного ответа [15, 17]. Еще одним классом лимфоцитов, играющих важнейшую роль в реализации противоопухолевого иммунного ответа, являются NK-клетки - большие гранулярные лимфоциты, оказывающие цитотоксический эффект на опухолевые клетки и обладающие цитокинпродуцирующей функцией. В отличие от Т-лимфоцитов, NK-клетки не имеют Т-кле- точного рецептора, CD3 и поверхностных иммуноглобу- линов, но обычно экспрессируют CD16, СD56 и CD94 [5]. В 1995 г. S.Sakaguchi открыл особую группу Т-лимфоци- тов CD4+CD25+Foxp3+, играющую важнейшую роль в ре- гуляции иммунного ответа - Тreg (англ. T-regulatory cells). Развитие и функционирование Treg-лимфоцитов опреде- ляет ген FOXP3, локализованный в Х-хромосоме. Treg по- давляют активацию, пролиферацию и эффекторные функ- ции Т-хелперов CD4+ и Т-киллеров CD8+, NK-клеток, B- лимфоцитов и антигенпрезентирующих клеток [1, 19, 20]. Роль молекул Hla I и Hla II в реализации противоопухолевого иммунного ответа Субпопуляции Т-лимфоцитов имеют разные механиз- мы реализации противоопухолевого иммунного ответа. Так, популяция Т-хелперов (CD4+) распознает опухоле- вые эпитопы, которые презентируются молекулами HLA II ввиду наличия в них участка связывания с молекулой CD4 на домене 2. В противоположность этому субпопу- ляция Т-киллеров (CD8+) распознает антигенные эпито- пы в составе молекул HLA I ввиду наличия в них 3-доме- на - участка связывания с молекулой CD8. Структуры CD4 и CD8 являются дополнительными адгезивными мо- лекулами на поверхности Т-лимфоцита, которые стаби- лизируют присоединение Т-лимфоцитов (киллеров и хелперов) к антигенпрезентирующим клеткам, обес- печивая достаточный контакт клеток в процессе распо- знавания [2, 3]. Для активации Т-лимфоцита также не- обходимо взаимодействие рецептора Т-лимфоцита CD28 с рецептором антигенпрезентирующей клетки CD80, которые обеспечивают усиление передачи сигна- ла внутрь Т-лимфоцита, без чего активация Т-лимфоци- та не произойдет [18]. клеточный противоопухолевый иммунитет Главную роль в разрушении опухоли играют Т-киллеры CD8+ и NK-клетки. Т-хелперы CD4+ управляют противо- опухолевым иммунным ответом, согласовывая разные этапы его развития за счет продукции цитокинов. Т-киллер CD8+ распознает чужеродный антиген в со- ставе HLA I на поверхности опухолевой клетки и активи- зируется под действием ИЛ-2, после чего он разрушает чу- жеродную опухолевую клетку путем продукции перфори- нов, гранзимов или индукции апоптоза через Fas-лиган- ды. Перфорин является белком-полимером, который вы- брасывает Т-киллер при контакте с чужеродным антиге- ном на поверхность оболочки клетки-мишени. Перфо- рин полимеризуется в присутствии ионов кальция, обра- зуя поры в оболочке клетки-мишени, через которые вода и соли свободно проникают в клетку, а белки задержи- ваются, в результате изменения осмотического давления опухолевая клетка гибнет. Гранзимы - ферменты (сери- новые эстеразы), которые проникают через перфорино- вые поры в опухолевую клетку и вызывают в ней фрагмен- тацию ДНК и запуск апоптоза [4, 15, 16, 21]. Третий меха- низм гибели опухолевой клетки (Fas-зависимый апоптоз) запускается через активацию рецептора CD95 (Fas) на по- верхности T-киллера CD8+ [22]. Другим механизмом противоопухолевой защиты обла- дают NK-клетки. На поверхности NK-киллера экспресси- руются рецепторы KIR (англ. killer inhibitory receptor), иг- рающие важную роль в реализации противоопухолевого иммунного ответа: при распознавании на клетке-мишени комплекса HLA-I, аналогичного собственному, рецепторы KIR дают сигнал торможения цитотоксической активно- сти. При отсутствии на клетке-мишени молекул HLA про- исходят распознавание и активация NK-клетки через CD2 и CD69 и запускается процесс киллинга, который может идти через выброс перфоринов и гранзимов с образова- нием перфориновых дыр и гибели клеток (процесс ана- логичен у Т-киллеров CD8+), а может протекать через сти- муляцию рецепторов CD16 (антителозависимой клеточ- но-опосредованной цитотоксичности) [23, 24]. Кроме то- го, NK-клетки продуцируют большое количество ИФН-, который является важным активатором клеточного про- тивоопухолевого иммунитета [5]. Антителозависимая клеточно-опосредованная цитотоксичность Антителозависимая клеточно-опосредованная цито- токсичность (англ. antibody-dependent cell-mediated cyto- toxicity - ADCC) описана Мollеr в 1965 г. Феномен ADCC является уникальным примером кооперированного кле- точно-гуморального противоопухолевого иммунитета, для реализации которого необходимо 3 обязательных участника: опухолевая клетка-мишень, антитела с проти- воопухолевой специфичностью к клеткам-мишеням (им- муноглобулины с Fc-фрагментом), иммунные клетки с цитотоксичностью и наличием Fc-рецептора (CD16). В случае отсутствия одного из участников ADCC не реали- зуется: в феномене ADCC не участвуют B-лимфоциты, имеющие Fc-рецептор, но не обладающие цитотоксич- ностью, и Т-киллеры CD8+, обладающие цитотоксич- ностью, но не имеющие Fc-рецептора. Уничтожение опу- холи происходит в несколько этапов: присоединение ан- титела к опухолевому антигену с образованием комплек- са, имеющего Fc-фрагмент. Данный комплекс «антиген- антитело» становится видимым для иммунных клеток, имеющих CD16 (Fc-рецептор), после присоединения ре- цептора CD16 к Fc-фрагменту комплекса иммунная клет- ка разрушает опухолевый комплекс «антиген-антитело». В реакциях ADCC участвуют NK-клетки (разрушают опу- холевые клетки через выброс перфоринов, гранзимов или запуск Fas-зависимого апоптоза) и макрофаги (разру- шают опухоль посредством свободных радикалов, токси- ческих оксидов азота и выработки фактора некроза опу- холи ) [5, 25-28]. совершенство противоопухолевого иммунитета Сохранение генетической стабильности организма является важнейшей задачей иммунной системы, при- родные механизмы иммунного надзора являются совер- шенными и охраняют организм от злокачественной трансформации клеток на протяжении всей жизни. На- личие молекул гистосовместимости HLA I и HLA II на всех ядросодержащих клетках позволяет иммунной си- стеме выявлять идентичные генетические комплексы и «выбраковывать» мутированные. Экспрессия в опухоли генетически чужеродных молекул HLA I и HLA II позво- ляет Т-клеточному звену выполнить свою надзорную функцию; в случае отсутствия на поверхности молекул генов гистосовместимости NK-клетки сохраняют гене- тическую целостность организма [2, 3]. Макрофаги уча- ствуют в презентации опухолевых эпитопов на своей поверхности в составе молекул HLA II для их распозна- вания Т-хелперами, вместе с другими иммунными клет- ками реализуют уникальный симбиоз клеточно-гумо- рального иммунного ответа (антителозависимую кле- точноопосредованную цитотоксичность) и убивают клетку с помощью своих собственных механизмов за- щиты. Вся эта сложная взаимосвязанная работа контро- лируется и моделируется цитокинами, ИФН и фактора- ми некроза опухоли [5, 6]. ИФН являются важным звеном природного противо- опухолевого иммунного ответа, лидирующая роль в кото- ром принадлежит ИФН-, который продуцируют Т-хелпе- ры CD4+ 1-го типа, Т-киллеры CD8+, клетки иммунной па- мяти CD45+, NK-клетки CD3-CD16+CD56+CD94+, денд- ритные клетки и B-лимфоциты CD22+ и CD23+. Сигналом к производству ИФН- является появление в организме любого антигена, несущего генетически чужеродную ин- формацию. Рецепторы к ИФН- есть на поверхности большинства клеток организма, но максимальная плот- ность представлена на Т и В-лимфоцитах, NK-клетках, мо- ноцитах, макрофагах, фибробластах, нейтрофилах, эндо- телиальных и гладкомышечных клетках. Взаимодействие ИФН- с рецепторами вызывает целый противоопухоле- вый каскад: усиление экспрессии молекул HLA I и HLA II, необходимых для идентификации опухолевых клеток, усиление цитотоксичности Т-киллеров CD8+, индукцию рецепторов лимфотоксина, появление Fc-рецепторов на иммунных клетках, активацию макрофагов. Кроме того, ИФН- оказывает и прямое ингибирующее действие на пролиферацию опухолевых клеток, обладает антиангио- генным действием и усиливает апоптоз [6, 29]. Группа цитокинов в настоящее время представлена бо- лее чем 30 представителями (ИЛ, факторы некроза опухо- ли, колониестимулирующие факторы, стимуляторы роста и дифференцировки клеток). Значение ИЛ в формирова- нии противоопухолевого ответа трудно переоценить: ИЛ-1 является стимулятором Т-клеточной активации, уси- ливает пролиферацию CD4+-клеток, рост и дифференци- ровку В-клеток, индуцирует продукцию других ИЛ, спо- собствует активации продукции антител, усиливает свя- зывание NК с опухолевыми клетками. ИЛ-2 (Т-клеточный фактор), вырабатываемый Т-лимфоцитами, является важ- ным медиатором Т-клеточного противоопухолевого им- мунитета. В основе его противоопухолевого действия ле- жат активация Т-киллеров CD8+, синтез ИФН- и фактора некроза опухоли, стимуляция роста NK-клеток и усиле- ние их цитотоксических функций, стимуляция выработ- ки антител B-лимфоцитами. Клинические исследования у больных с разными злокачественными новообразования- ми (меланомой, раком яичников и толстой кишки, почки, мягкотканных и остеогенных сарком) показали противо- опухолевую активность ИЛ-2; развитие регресса опухоли достигалось как введением самого ИЛ-2, так и введением ЛАК-клеток (лимфоцитов, активизированных под дей- ствием ИЛ) [6, 30, 31]. ИЛ-4 является иммуномодулятором, осуществляющим как противоопухолевую функцию (по- вышая презентацию молекул HLA I и HLA II), так и имму- носупрессивный эффект, ингибируя продукцию ряда ци- токинов (ИЛ-1, 6, фактора некроза опухоли) [32]. ИЛ-6 иг- рает одну из центральных ролей в торможении опухоле- вого роста: участвует в антителообразовании, подавляет апоптоз нейтрофилов, индуцирует продукцию ИЛ-2, а также образование ЛАК-клеток. При этом имеются экспе- риментальные данные о способности ИЛ-6 потенциро- вать рост ряда опухолей (миеломы, рака шейки матки, почки, толстой кишки, молочной и предстательной же- лез); кроме того, повышение уровня ИЛ-6 у больных со злокачественными опухолями сопровождается прогрес- сированием заболевания. ИЛ-10 обладает выраженным иммуносупрессивным эффектом, ингибирует синтез ци- токинов, подавляет пролиферацию и активность Т-клеток и ассоциируется с неблагоприятным прогнозом при зло- качественных опухолях [6, 33]. ИЛ-12 является необходи- мым фактором стимуляции NK-клеток, индуцирует про- дукцию других ИЛ и фактора некроза опухоли, активиру- ет Т-хелперы 1-го типа и NK-клетки, повышает продук- цию ИФН-, является связующим звеном между врожден- ным и приобретенным иммунитетом. Важное место сре- ди цитокинов занимает фактор некроза опухоли, кото- рый продуцируется активированными фагоцитами, NK-клетками и Т-лимфоцитами, а также эндотелиальны- ми и тучными клетками. Эффекты фактора некроза опу- холи многогранны: стимуляция продукции ИЛ-1 , 6, акти- вация процессов адгезии и антителообразования, актива- ция Т-лимфоцитов и NК-клеток, индуцирование апопто- за, усиление презентации молекул HLA II [6, 34]. несовершенство противоопухолевого иммунитета В основе ухода мутированной клетки от иммунного над- зора и дальнейшего ее клонирования лежат важные им- мунные процессы, до конца не изученные в настоящие дни, поэтому само деление опухолей на «иммуногенные» и «неиммуногенные» сомнительно. Прогрессия опухоли мо- жет происходить в результате прорыва иммунной защиты организма (несовершенства противоопухолевого имму- нитета) либо в результате «иммунной невидимости» опу- холи [35, 36]. Экспериментальные исследования показали способность опухоли уйти от иммунного надзора путем прекращения экспрессии молекул HLA I, что отмечено с увеличением размера опухоли. Опухолевый клон является гетерогенным и представлен опухолевыми клетками с разной экспрессией опухолевых антигенов. Опухолевые клетки с большим числом антигенов с экспрессией моле- кул генов гистосовместимости легче распознаются и раз- рушаются механизмами клеточного иммунитета, а опухо- левые клетки с низкой плотностью данных молекул выжи- вают и продолжают прогрессировать. В результате злока- чественная трансформация клеток и рост опухоли сопро- вождаются существенным снижением или полным пре- кращением экспрессии молекул HLA I [35-37]. Низкая иммуногенность опухоли также помогает уйти опухолевому клону от иммунного надзора. Иммуноген- ность опухолевого антигена (способность вызвать им- мунный ответ независимо от его специфичности) опре- деляется рядом свойств: степенью чужеродности антиге- на, его химической структуры, наличия некоторых вспо- могательных факторов (например, ко-стимулирующих молекул В7). Молекулы, близие по своей химической структуре к собственным веществам организма, являются слабыми антигенами. Именно поэтому экспрессия рецеп- торных молекул или факторов роста в опухолевой клетке (например, гиперэкспрессия HER2 при раке молочной железы -РМЖ) не вызывает иммунных реакций; данные молекулы являются «знакомыми» лимфоидной системе организма. Химическая структура антигена влияет на процесс эндоцитоза и процессинга (переваривания гид- ролитическими ферментами) антигенпрезентирующей клеткой и дальнейшего представления опухолевого эпи- топа для контакта с Т-хелпером CD4+. При неспособно- сти лизосом деградировать макромолекулы опухолевый антиген остается неиммуногенным, что дает возможность опухолевому клону уйти от иммунного надзора [35-37]. Основой для прогрессии опухолевого клона может слу- жить и иммунологическая толерантность (устойчивая «неотвечаемость» на данный антиген). Толерогенность индуцируется высокой концентрацией опухолевых анти- генов белковой и полисахаридной природы; рост опухо- ли и увеличение числа опухолевых антигенов запускает механизм иммунологической толерантности, в результа- те которого организм перестает воспринимать опухоле- вые антигены как чужеродные, что приводит к дальней- шему распространению опухолевого процесса [38]. Подавление противоопухолевого иммунитета осу- ществляется и Treg-лимфоцитами CD4+CD25+Foxp3+ [19, 20], природная функция которых состоит в подавлении избыточных аутоиммунных процессов и развитии им- мунной толерантности. Специфическим маркером для Treg является наличие молекул CD25, выполняющих кон- курентный захват ИЛ-2, необходимого для активации Т-киллеров и NK-клеток, а также экспрессии транскрип- ционного фактора Foxp3. Спектр супрессорных механиз- мов Treg многогранен: блокирование Т-клеточного имму- нитета за счет выработки супрессорных цитокинов (ИЛ-10, трансформирующий фактор роста ), снижение презентации молекул гистосовместимости HLA, конку- рентного захвата ИЛ-2 с помощью молекул CD25, при не- достатке которого наступает гибель эффекторных лим- фоцитов. Кроме того, Treg-клетки обладают и прямым ци- толизом, разрушая Т-лимфоциты при непосредственном контакте с помощью продукции перфоринов и гранзи- мов [20]. У больных со злокачественными новообразова- ниями отмечено накопление CD4+CD25+Foxp3+-лимфо- цитов в опухолевой ткани (опухолевом микроокруже- нии), периферической крови, регионарных лимфоузлах, асцитической жидкости; имеется четкая корреляция меж- ду содержанием Treg-клеток и стадией заболевания и про- гнозом. Накоплению Treg-клеток в опухолевом очаге спо- собствует продукция опухолевыми клетками хемокинов (CCL22 и CCL5), необходимых для переноса и рециркуля- ции лимфоцитов. Кроме того, опухоль способна генери- ровать Treg-клетки de novo из незрелых CD4+-лимфоци- тов и способствовать экспансии Treg-лимфоцитов в опу- холевое микроокружение [1, 20]. Взгляд на гуморальный противоопухолевый иммунитет достаточно неоднозначен: иммунные реакции могут вызывать как регрессию, так и прогрессию опухоли. С одной стороны, антитела играют важную роль в развитии анти- телозависимой клеточно-опосредованной цитотоксич- ности, взаимодействие антител с опухолевыми клетками может приводить к активации комплемента и лизису опу- холи. С другой стороны, активный гуморальный противо- опухолевый иммунитет снижает противоопухолевую за- щиту организма: противоопухолевые антитела экрани- руют опухолевые антигены, тем самым защищают опу- холь от атаки цитотоксических клеток. Этот факт доказан в экспериментальных исследованиях, в которых активная или пассивная иммунизация лабораторных животных приводила к снижению противоопухолевого иммунитета за счет блокады цитолитического действия лимфоцитов, маскировки вводимыми антителами специфических де- терминант опухолевых клеток и образования иммунных комплексов с растворимыми опухолевыми антигенами [39]. Кроме того, многие иммуномодуляторы (ИЛ-4, 5, 6, 10 и 13) имеют двуполярность действия: стимулируют гу- моральные механизмы защиты и одновременно угнетают клеточный противоопухолевый иммунитет [34, 40-42]. Кроме того, опухоль представлена клоном собственных мутированных клеток организма, которые имеют анало- гичные здоровым клеткам иммунные системы защиты и «знакомы» с природными иммуномодуляторами. Извест- но, что ряд опухолевых клеток сами продуцируют ИЛ (на- пример, ИЛ-1, 4, 10), имеют рецепторы к ним. Проведение иммунотерапии может стимулировать не только собст- венный иммунитет, но и клон опухолевых клеток, имею- щих аналогичные рецепторные и сигнальные молекулы в своей структуре [35, 36]. Таким образом, рост и прогрессия опухоли достигают- ся благодаря сложным и высокоэффективным иммуносу- прессорным механизмам: снижению экспрессии опухо- лью молекул HLA, продукции супрессорных цитокинов, увеличению концентрации Treg в опухолевом микро- окружении и развитию иммунной толерантности. Иммунобиология рака молочной железы Идея изучения иммунного статуса РМЖ не нова: еще в 1949 г. O.Moore и соавт. описали инфильтрацию медул- лярной карциномы лимфоцитами и предположили пози- тивную роль опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов (Tumor Infiltrating Lymphocytes - TILs) в прогнозе заболе- вания [43]. В настоящее время исследования в этой обла- сти идут по трем направлениям: анализ субпопуляцион- ного состава TILs, их точек приложения (молекул генов гистосовместимости HLA I и HLA II), а также разных имму- номодуляторов (цитокинов, ИФН и фактора некроза опу- холи), участвующих в активации и регулировании актив- ности противоопухолевого иммунитета. Субпопуляционный состав TILs достаточно хорошо из- учен в работах отечественных и зарубежных авторов (Е.В.Артамонова, 1992, 2003; В.П.Летягин, 2003; Ф.А.Шами- лов, 2014). Среди TILs показано преобладание зрелых лимфоцитов CD3+, доля которых составляют 80-90%. Основной «пул» противоопухолевой защиты составляют Т-киллеры CD8+ (50-70%), Т-хелперы CD4+ отмечены в 20-40%, доля NK-клеток CD3+CD56+ в опухоли невысока (1-5%), и Foxp3(+)-регуляторные лимфоциты состав- ляют не более 5% от TILs [44-46]. Кроме того, показана важная корреляция субпопуляционного состава интрату- моральных лимфоцитов со стадией заболевания, степе- нью злокачественности опухоли и биологическим под- типом опухоли [44-48]. В настоящее время выделено 2 вида TILs: инфильтрация стромы опухоли (stroma TILs), при которой лимфоциты присутствуют в строме опухоли, но непосредственно не контактируют с клетками инвазивного РМЖ, и интрату- моральная инфильтрация (intratumoral TILs), при которой лимфоциты непосредственно инфильтрируют опухоле- вую ткань и контактируют с опухолевыми клетками [46, 47, 49]. Прогностическое значение стромальной и интра- туморальной инфильтрации неоднозначно: по данным S.Adams и соавт., именно стромальная инфильтрация имеет благоприятное прогностическое значение при РМЖ: повышение уровня TILs в опухолевой строме на 10% при- водило к снижению риска рецидива на 14% и риска смер- ти от рака - на 19% [50]. В то время как S.Loi и соавт. отме- тили прогностическую значимость и интратуморальной инфильтрации: повышение на 10% уровня интратумо- ральной TILs приводило к снижению риска рецидива на 17% и риска смерти - на 27% [48, 51]. Прогностическую значимость TILs при РМЖ подтверждают и результаты крупных рандомизированных исследований, в которых показана позитивная роль инфильтрации опухоли лим- фоцитами при операбельном РМЖ у больных, получаю- щих адъювантное системное лечение (исследования BIG 2-98, ECOG 2197, ECOG 1199, FINHER), а также при местнораспространенном РМЖ при проведении неоадъю- вантной лекарственной терапии (GeparQuattro, GeparSix- to trial) [50-54]. Повышение уровня TILs всего на 10% при- водило к значимому снижению риска рецидива и смерти и ассоциировалось с высокой долей полных морфологи- ческих регрессий при HER2+ и тройном негативном РМЖ. Так, в исследовании GeparQuattro показано важное прогностическое значение высокого уровня TILs в веро- ятности достижения полного морфологического эффек- та при терапии трастузумабом в случае HER2+-РМЖ. Авто- рами высказано предположение, что трастузумаб может модулировать иммунное микроокружение и взаимодей- ствовать в синергизме с Т-киллерами [52, 54]. Исследования последних лет показали неоднозначную прогностическую роль наличия опухолевой инфильтра- ции Foxp3(+)-лимфоцитами. С одной стороны, Treg-лим- фоциты подавляют противоопухолевый иммунитет, с другой - могут ассоциироваться с высоким противоопу- холевым ответом у больных, получающих системную хи- миотерапию [55]. Так, в исследовании E.De Kruijf (2010 г.) была изучена экспрессия классических молекул HLA I и Foxp3 у 677 больных РМЖ I-III стадии. Авторы показали, что присутствие Foxp3(+)-лимфоцитов и презентация классических молекул HLA I в опухоли ассоциировались с лучшими показателями долгосрочного прогноза только для больных, получивших химиотерапию. Авторы пред- положили, что цитостатики селективно подавляют Foxp3(+)-супрессорные лимфоциты, что приводит к вы- сокой активности Т-киллеров, а наличие мишеней HLA I способствует реализации данной противоопухолевой ак- тивности [55]. Аналогичная идея представлена в исследо- вании M.Miyashita и соавт. (2014 г.). Авторами был показан высокий ответ на неоадъювантную химиотерапию у больных тройным негативным раком только при нали- чии опухолевой инфильтрации CD8+ и Foxp3(+)-лимфо- цитами; низкая лимфоидная инфильтрация CD8+ и Foxp3+ ассоциировалась с худшим ответом на химиоте- рапию [7]. Важно отметить, что не только наличие ин- фильтрации Foxp3(+)-лимфоцитами влияет на прогноз при РМЖ, но и ее плотность и расположение. В низко- дифференцированных карциномах с ER-негативным или HER2-позитивным статусом чаще отмечена интратумо- ральная инфильтрация Foxp3(+)-лимфоцитами; прогноз болезни при этом был неблагоприятным. В противопо- ложность этому у пациенток с высокодифференцирован- ными люминальными HER2-негативными опухолями ча- ще отмечается перитуморальная инфильтрация Foxp3(+)- клетками; показана ассоциация с высокими показателями общей и безрецидивной выживаемости [19]. Другим перспективным направлением исследований иммунобиологии РМЖ является изучение прогностиче- ской роли маркеров генов гистосовместимости (HLA), ко- торые презентируются нормальной тканью молочной железы в 100% случаев, в то время как опухоль теряет их экспрессию в 40-60% случаев. Потеря экспрессии моле- кул HLA I ассоциирована с неблагоприятными клинико- морфологическими факторами (крупными размерами опухоли и поражением лимфоузлов, наличием раковой эмболии лимфатических и кровеносных сосудов) и нега- тивно отражается на показателях выживаемости при РМЖ [56, 57]. Изучение всего спектра иммунных маркеров в опухоли, включая молекулы классических генов HLA I и HLA II и не- классических генов (HLA-E и HLA-G), при РМЖ представ- лено всего в нескольких мировых исследованиях. Так, в немногочисленном бразильском исследовании с включе- нием 52 больных РМЖ I-III стадии изучена частота экс- прессии HLA I (HLA Ia), HLA II (HLA-DQ, HLA-DR), HLA-E и HLA-G при иммуногистохимическом исследовании опу- холи молочной железы. Авторами показана значимая корреляция экспрессии иммунных маркеров с размерами опухоли, поражением регионарных лимфоузлов и степе- нью анаплазии карциномы. Так, с увеличением размеров и степени злокачественности опухоли отмечены значи- мая потеря презентации маркеров классических генов HLA I и HLA II и нарастание экспрессии HLA-E и HLA-G [58]. В другом голландском исследовании было показано, что экспрессия HLA-E и HLA-G при РМЖ I-III стадии име- ет негативное прогностическое влияние только при поте- ре презентации молекул HLA I. По-видимому, такая содру- жественная иммунная блокада (супрессия активности T-киллеров CD8+ при потере презентации HLA I и блокада активности NK-клеток молекулами HLA-E и HLA-G) имеет максимально негативное влияние при РМЖ [9]. Таким образом, в основе ухода опухолевой клетки от иммунного надзора и дальнейшем ее клонировании ле- жат важные и высокоорганизованные иммунные процес- сы, понимание которых может открыть перспективу для таргетной иммунной терапии РМЖ. Взаимодействие раз- ных звеньев противоопухолевой защиты многогранно и совершенно; для преодоления системы противоопухоле- вого иммунитета опухолевой клетке необходима сложная молекулярно-генетическая перестройка. Изучение кле- точных и молекулярных иммунных механизмов поможет изменить наше представление о канцерогенезе и позво- лит оптимизировать лечебную стратегию при РМЖ.

About the authors

I V Kolyadina

Russian Medical Academy for Postgraduate Education of the Ministry of Health of the Russian Federation; N.N.Blokhin Russian Cancer Research Center

Email: irinakolyadina@yandex.ru
115478, Russian Federation, Moscow, Kashirskoe sh., d. 23

I V Poddubnaya

Russian Medical Academy for Postgraduate Education of the Ministry of Health of the Russian Federation; N.N.Blokhin Russian Cancer Research Center

125993, Russian Federation, Moscow, ul. Barrikadnaia, d. 2/1

References

Supplementary files