Традиционные способы борьбы с раком включают химиотерапию и лучевую терапию. В основе этих методов лежит идея воздействия на активно делящиеся опухолевые клетки извне. В то время как подход иммунотерапии направлен на активацию иммунной системы организма для самостоятельной борьбы с раковыми клетками. Сегодня существует несколько эффективных методов, которые помогают иммунной системе справиться с опухолями. Эти методы включают специфические белки Т-клеток, раковые вакцины и чекпойнт-ингибиторы. Давайте рассмотрим, что означают эти термины и как они функционируют.
Свой среди чужих
Существует три основных метода лечения рака: оперативное вмешательство, лучевая терапия и химиотерапия. Хирургическое лечение эффективно в случае, когда опухоль находится в одном органе, однако не всегда может применяться для раков крови или опухолей головного мозга. Иногда приходится проводить удаление полностью пораженного органа. Лучевая терапия может повредить окружающие здоровые клетки опухоли. Традиционная химиотерапия включает введение цитотоксических препаратов, которые уничтожают клетки, воздействуя в основном на опухоль, но также на другие клетки, что вызывает нежелательные побочные эффекты. Одним из видов химиотерапии является иммунотерапия, при которой вводят антитела, способные распознавать злокачественные клетки опухоли и применять к ним лечебные меры.
Подход иммунотерапии отличается от использования цитотоксинов для уничтожения клеток опухоли. Вместо этого он направлен на стимулирование иммунитета пациента для самостоятельного обнаружения и уничтожения злокачественных клеток. Обычно при онкологических заболеваниях такой процесс не происходит.
Наши организмы способны защищаться от болезней благодаря иммунной системе. Ее главная функция — различать «свое» и «чужое» и уничтожать «чужое». Т-клетки иммунной системы отвечают за распознавание врагов. В нашем организме существует около 100 миллионов разновидностей этих клеток, которые активно ищут иностранные образования. Чтобы избежать ошибок и не атаковать собственные клетки, у Т-клеток есть две системы — «газ» и «тормоз», что помогает им определить, кого атаковать, а кого нет.
Джеймс Эллисон и Тасуку Хондзе, оба лауреаты Нобелевской премии, независимо друг от друга занимались изучением механизмов «тормоза». Эллисон выявил особенности белка CTLA-4 в клетках Е, который при взаимодействии со «газом» блокирует иммунный ответ. Тасуку Хондзе обнаружил аналогичную функцию у белка PD-1.
Мыши без белка PD-1, выведенные в лаборатории Тасуку Ходзе, изначально нормально развивались, но затем стали страдать аутоиммунными заболеваниями, включая красную волчанку. Это позволило выявить, что белок PD-1 играет важную роль в подавлении потенциальной агрессии иммунитета. Без него Т-клетки становятся слишком активными и нападают на собственные клетки организма. Этот механизм в англоязычной терминологии называется контрольной точкой (checkpoint) — ключевым элементом, который нужно преодолеть для активации уничтожения целевых клеток иммунной системой. Лечебные методы, основанные на этой идее, получили название «чекпойнт-терапия», а медикаменты — «чекпойнт-ингибиторы».
От иммунного тормоза к противораковой терапии
Ясно, что использование открытия тормозящих иммунитет белков в лечении аутоиммунных заболеваний, таких как красная волчанка, ревматоидный артрит или проблемы с беременностью из-за отторжения эмбриона, является весьма перспективным. Однако нобелевскими лауреатами становятся те исследователи, которые могут мыслить нестандартно. Именно поэтому роль белков начали рассматривать с новой стороны — чтобы заставить иммунную систему бороться против собственных клеток организма, включая опухолевые. Опухолевые клетки рака — это не чужие клетки, а мутации отдельных клеток нашего организма.
Мутации в клетках нашего организма происходят постоянно, но у нас есть механизмы, способные с этим справляться. В отличие от обычных клеток, раковые клетки-мутанты обладают способностью избегать атак иммунной системы, маскируясь в процессе проверок.
По мнению Эллисона, механизм маскировки заключается в активации иммунного тормоза. Он разработал специальные антитела, которые блокируют этот механизм, освобождая Т-клетки и позволяя им атаковать раковых «мутантов». Его теория была подтверждена еще в 1994 году на мышах. Хондзе также использовал этот метод активации, но открытый им белок и антитела, воздействующие на Т-клетки, оказывались более эффективными и менее опасными в плане побочных эффектов.
В 2011 году в Соединенных Штатах был одобрен инновационный препарат, основанный на функции белка CTLA-4, который является первым в своем роде чекпойнт-ингибитором. Он использовался для лечения пациентов с неоперабельными метастазами меланомы. Впоследствии научные исследования привели к созданию и применению других чекпойнт-ингибиторов, взаимодействующих с белком PD-1. К 2014 году были испытаны и одобрены еще два лекарства для борьбы с меланомой, а также по одному препарату для лечения рака легких и почек. Далее появились ингибиторы для ходжкинской лимфомы, рака мочевого пузыря, и дальнейшее развитие новых средств начало приобретать характер настоящей эпидемии: в клиниках США и Китая даже возникли проблемы с недостатком пациентов для проведения испытаний новых методов иммунотерапии. Согласно Дмитрию Мадеру, руководителю лаборатории молекулярной генетики BIOCAD, потенциал чекпойнт-ингибиторов огромен, и пока просто не хватает времени для того, чтобы протестировать все возможные варианты. Многие виды рака, которые на данный момент не поддаются иммунотерапии, могут быть успешно лечены этим методом. Например, у пациентов с раком груди и яичников обнаруживается повышенное содержание PD-L1, что свидетельствует о высокой вероятности успешного лечения чекпойнт-ингибиторами.
Как вылечить рак прививкой
Вакцины против рака — это не те, которые защищают организм от опасных вирусов, способных вызвать раковые заболевания. Это средства, которые помогают бороться с раком. Пациенту вводят компоненты, производимые самими раковыми клетками, чтобы стимулировать иммунную систему к созданию специфического защитного ответа. Такой метод также является формой иммунотерапии для борьбы с онкологическими заболеваниями.
Основная часть доступных на сегодняшний день вакцин являются «автологичными», т.е. создаются из образца опухоли конкретного пациента и работают только для этого пациента. Отбираются белки из раковой клетки и вводятся в организм, что способствует развитию иммунитета к данному белку-антигену и стимулирует иммунную систему на поиск и уничтожение клеток с такими белками. На сегодняшний день уже проходят испытания и применяются вакцины против рака молочной железы, легкого, почек, предстательной железы, колоректальных опухолей и других.
Композиции для вакцин производятся в клиниках прямо в лабораториях: после получения опухолевых тканей, удаленных у пациента, клетки обрабатываются и создается препарат для «прививки». С помощью данного метода стимулируется иммунная система и вакцинация добавляется в схему рекомендуемой терапии.
Новый метод иммунотерапии основан на воздействии на дендритные клетки, а не на рецепторах чекпойнт-белков. Лечение включает в себя ряд инъекций двух видов иммуностимулирующих средств: сначала для доставки дендритных клеток в опухоль, затем лучевую терапию и завершающую инъекцию молекул, стимулирующих работу дендритных клеток. В результате иммунная система запоминает процесс уничтожения и становится способной самостоятельно обнаруживать и уничтожать раковые клетки.
Такие дендритные вакцины представляют собой новое направление в иммунотерапии. Дендритные клетки иммунной системы обычно способны распознавать антигены злокачественных опухолей и научать Т-лимфоциты их обнаруживать и уничтожать. При активной деятельности опухоль контролируется и уничтожается на начальных стадиях, но если дендриты не справляются с работой, то раковым клеткам предоставляется возможность размножаться.
В современной Японии идет активная работа по созданию дендритных вакцин по методу отбора клеток-моноцитов и их превращения в дендриты. 11000 исследований уже дали свои результаты в 19 клиниках. В настоящее время вакцины изготавливаются на заказ для каждого пациента, однако эксперты полагают, что скоро начнется массовое производство универсальных вакцин.
Помимо персонализированных вакцин, активно разрабатываются универсальные варианты, которые не привязаны к определенному пациенту. Например, в университете Маунт-Синай изучают новый состав, способный вызывать иммунный ответ при различных формах рака. Новый метод позволяет превратить опухолевые клетки в производственный центр противораковых вакцин. С помощью нового препарата Т-клетки обучаются обнаруживать рак в любой его форме и в различных частях организма.
Уже есть результаты испытаний нового препарата, в которых приняло участие 11 пациентов с неходжкинской лимфомой. Не у всех участников было замечено положительное воздействие, но у некоторых наступила продолжительная ремиссия, что считается успехом.
Вирусы в помощь иммунитету
Недавно завершились клинические испытания вакцины, способной излечить рак кишечника. После применения у половины пациентов было обнаружено образование антител и Т-клеток. В основе данного препарата лежит белок гуанилил циклазы С (GUCY2C), которого в норме в организме человека присутствует в незначительных количествах. Однако при колоректальном раке данный белок становится важным биомаркером вторичного рака, так как его уровень резко повышается и он активно накапливается в опухолях кишечника. Вакцина создана на основе аденовирусного вектора, который доставляет ген мембранного белка GUCY2C в раковые клетки. Ее применение позволяет бороться не только с опухолями в кишечнике, но и с их метастазами в печени и легких. Ученые также предполагают, что данная вакцина будет эффективна против рака желудка, пищевода и поджелудочной железы.
«Курсы переподготовки» для клеток иммунитета
Одним из новых методов лечения является использование клеточной иммунотерапии. Иммунные клетки извлекают из крови пациента и обучают их распознавать опухоли рака. После подготовки клетки вводят обратно для стимуляции иммунного ответа. Примерами такой терапии являются CAR-T-терапия и использование антиген-представляющих клеток.
В Соединенных Штатах уже разрешено использование препаратов на основе CAR-T для лечения лейкемии. Это высоко специфичный метод лечения, который может уничтожить все клетки с опухолевым антигеном, что делает его эффективным в случаях, когда другие методы не справляются.
Плюсы и минусы новых видов лечения
Конечно, даже самые перспективные лекарства пока не лишены «недостатков». Например, лечение чекпойнт-ингибиторами не эффективно для определенных типов опухолей. Оно работает только в случаях, когда опухоль производит активирующие белки чекпойнта. На данный момент нет точных прогностических маркеров эффективности этой терапии: предсказать, будет ли она эффективной, невозможно.
Серьезным ограничением чекпойнт-терапии является количество побочных эффектов из-за атаки иммунных клеток на здоровые ткани. В настоящее время такое лечение проходит испытания в комбинации с другими методами лечения.
Еще одним недостатком является невозможность использования чекпойнт-ингибиторов у пациентов с аутоиммунными заболеваниями.
Проблемой при клеточной иммунотерапии является возможность развития цитокинового «шторма» — одновременного выброса цитокинов, вызывающих воспаление, что может привести к фатальным последствиям. Кроме того, здоровые клетки, обладающие тем же целевым маркером, тоже становятся объектом нападения. Например, при применении CAR-T-терапии для лечения лимфомы уничтожаются В-клетки, и пациентам необходимы антитела для защиты от обычных инфекций. Несмотря на то, что CAR-T сегодня является довольно эффективным методом лечения рака крови, эффективность при лечении твердых опухолей пока не определена из-за сложности доступа к опухолевым тканям. Еще одним недостатком является высокая стоимость процедуры, которая в настоящее время составляет сотни тысяч долларов.
А у нас как?
Изучение лекарственных препаратов и проведение исследований в разных странах может быть полезной информацией, однако пациентам и их близким важно знать, какие лекарства уже доступны в России. У нас зарегистрированы 4 препарата — Ервой/имилимумаб, Китруда/памбролизумаб, Опдиво/ниволумаб, Тецентрик/атезолизумаб. Однако стоит помнить, что не все они зарегистрированы для всех видов рака, при которых они эффективны.
Лечение очень дорогостоящее, цена может достигать нескольких сотен тысяч рублей за флакон. Проблема заключается также в том, что невозможно точно предсказать, сколько препарата понадобится в каждом отдельном случае. Производители-монополисты не спешат снижать цену на лекарства, стараясь окупить многомиллиардные инвестиции в исследования и разработку средств. В результате многие клиники не в состоянии закупать необходимые препараты, и финансовая нагрузка ложится на пациентов.
В российских биотехнологических компаниях уже идет работа над разработкой подобных препаратов, одно средство уже проходит клинические испытания, а два других готовятся к проверке. Надежда на успех присутствует.
СуммируяПоследние достижения в области иммунотерапии рака приносят многообещающие результаты: разрабатываются новые методики лечения с высокой эффективностью, иногда врачи даже говорят о полном излечении ряда видов рака, которые раньше считались неизлечимыми. Даже в случаях с обширными метастазами по всему организму иммунотерапия дает положительные результаты, когда другие методы не справляются.
Хотя мы видим только начало использования иммунотерапии в борьбе с раком, это значительный прогресс. Вскоре ожидается появление новых эффективных лекарств от различных опухолей, а стоимость уже существующих средств снизится, так как основные расходы на исследования уже позади, и пришло время настоящего лечения пациентов.
Видео по теме:
Вопрос-ответ:
Как работает чекпойнт-терапия в лечении рака?
Чекпойнт-терапия — это метод лечения рака, основанный на блокировании механизмов, которые опосредованно подавляют активность иммунной системы и помогают раковым клеткам избегать ее действия. Это достигается путем использования антител, которые блокируют белки-чекпойнты, участвующие в регуляции иммунного ответа. Таким образом, чекпойнт-терапия стимулирует иммунную систему к более эффективному уничтожению раковых клеток.
Какие типы вакцин используются для борьбы с раком?
Существует несколько типов вакцин, используемых для борьбы с раком. Одним из них является вакцина против рака шейки матки, которая направлена на предотвращение возникновения рака шейки матки, вызванного вирусом папилломы человека (HPV). Также существуют вакцины, направленные на стимуляцию иммунной системы к более эффективному борьбе с раковыми клетками.
Какие преимущества имеют чекпойнт-терапия и вакцины в сравнении с традиционными методами лечения рака?
Преимущества чекпойнт-терапии и вакцин в лечении рака включают более точечное воздействие на раковые клетки, уменьшение побочных эффектов, связанных с химиотерапией и лучевой терапией, а также стимуляцию иммунной системы для более эффективного уничтожения раковых клеток. Эти методы также могут быть более персонализированными и эффективными в случае определенных типов рака.
Могут ли чекпойнт-терапия и вакцины быть эффективными в лечении всех типов рака?
Хотя чекпойнт-терапия и вакцины показали высокую эффективность в лечении некоторых типов рака, они не всегда могут быть одинаково эффективными при других типах заболевания. Эффективность этих методов зависит от многих факторов, включая тип рака, его стадию и индивидуальные особенности пациента. Поэтому необходимо проводить индивидуальный подход к выбору метода лечения рака.
