INSUFFICIENCY OF NONSPECIFIC RESISTANCE MECHANISMS AND SPECIFIC HOST-DEFENSE MECHANISMS AS BREAST CANCER RISK FACTOR

全文:

В последнее десятилетие отмечается значительный рост неопластических заболеваний. Онкологические заболевания составляют вторую по значимости причину смертности населения Земли. Ежегодная заболеваемость онкологическими формами патологии составляет в среднем по России в 2004 году — 326,3 на 100,000 населения, что на 2,8 % выше по сравнению с показателем 2003 года. Наибольшее число жертв среди женщин уносит рак молочной железы (1385 тысяч умерших в год) [28, 45]. Анализ данных относительно этиологии неопла-зий убедительно свидетельствует о том, что индукция канцерогенеза может быть связана с действием различных экзогенных патогенных факторов: физической, химической, биологической природы, а также факторов эндогенного происхождения. Так, установлено, что канцерогенной активностью обладают различные продукты метаболизма, образующиеся в самом организме, в частности производные холестерина, желчные кислоты, фенилаланина, тирозина. К числу канцерогенов эндогенного происхождения относят свободные радикалы, особенно интенсивно продуцирующиеся в зоне воспаления, в связи с чем, очевидно, что хронические заболевания воспалительной природы формируют благоприятные условия для последующего развития неоплазий. В последние годы важная роль в структурной и функциональной дезорганизации клеток отводится свободным радикалам [29, 43]. Как известно, опухоли одного вида могут быть вызваны различными бластомогенным агентами, а один и тот же бластомогенный фактор может вызвать развитие опухоли различного вида и локализации. Действию канцерогенов препятствуют антиканцерогенные и антитрансформационные механизмы. Антиканцерогенные механизмы обеспечиваются в процессе инактивации канцерогенов в реакциях мик-росомального окисления при участии неспецифических оксидаз, восстановлении — с помощью редук-таз, деметилирования коньюгации с глюкуроновой или серной кислотами, антирадикальных механизмов, а также в процессах пиноцитоза, фагоцитоза, при развитии специфических иммунологических механизмов защиты. Антитрансформационные механизмы включают систему внутриклеточных ферментов репарации де-зоксирибонуклеиновой кислоты, поддерживающих генный гомеостаз, а также за счет антионкогенных механизмов: генов супрессии роста и пролиферации (Rb, р-53, ДСС), генов, отвечающих за апоптоз [14, 22]. Развитию второй стадии канцерогенеза — промоции — препятствуют антицеллюлярные механизмы. Антицеллюлярные механизмы защиты обеспечиваются специфическими иммуногенными и неспецифическими факторами резистентности [1, 12, 23]. К числу неспецифических механизмов защиты против опухолевых клеток относится канцеролиз — растворение опухолевых клеток при участии фракций альфа-липопротеидов, контактное торможение за счет циклического 3,5 АМФ. Неиммунологические антицеллюлярные механизмы обеспечивают TNF-альфа (фактор некроза опухоли — альфа), ИЛ-1 (интерлейкин — 1), а также ал-логенное торможение, кейлонное ингибирование, кан-церолиз, индуцированный липопротеидами, контактное торможение, лаброцитоз, регулирующее влияние гормонов. Как известно, в первой линии защиты биологической системы от опухолевых клеток участвуют макрофаги и натуральные киллеры (NK-клетки). Естественные киллеры (NK-клетки) воздействуют как на мишени поверхностных иммуноглобулинов, так и Т-клеточных антигенных рецепторов. Маркером этих клеток является Fc-рецептор IgG (антиген CD16). NK-клетки являются важной линией первичной защиты при вирусных инфекциях и клональных опухолевых процессах, способны без предварительной сенсибилизации и без участия МНС-антигенов распознавать и подвергать альтерации клетки, зараженные вирусами, или опухолевые клетки. Часть естественных киллеров, активируемых под влиянием ИЛ-2 и TNF-альфа, превращаются в клетки повышенного цитотоксического потенциала — лим-фокин-активированные киллеры, в связи с чем предпринимаются попытки использовать такие клетки в терапии злокачественных новообразований [22]. В связи с вышеизложенным очевидно, что снижение количества и активности NK-клеток в крови может быть одним из факторов риска развития нео-плазий, в частности рака молочной железы (РМЖ). Это положение находит подтверждение в ряде работ [9, 11, 13, 30]. Как оказалось, снижение уровня NK-клеток у больных РМЖ наблюдалось еще до проведения лечебных мероприятий в момент поступления в стационар. Использование традиционных принципов полихимио- и лучевой терапии при отечно-ин-фильтративной и узловой формах РМЖ приводит к усугублению снижения уровня NK-клеток, играющих важную роль в иммунологическом надзоре за внутренней средой как в условиях нормы, так и при канцерогенезе. Как указывалось, следующим участником первой линии неспецифической резистентности организма против малигнизированных клеток являются тканевые макрофаги. Последние, как известно, принимают активное участие не только в фагоцитозе клеток, несущих чужеродную генетическую информацию, в том числе и опухолевых клеток, но и обеспечивают вовлечение в иммунный ответ Т- и В-лимфо-цитов, а также развитие системных метаболических и функциональных сдвигов за счет продукции моно-кинов с полимодальными эффектами [7, 17, 19]. Как известно, на мембране макрофагов экспрес-сированы различные рецепторы не только для связывания микроорганизмов (MMR, MSR, СD14-бакте-риального липопилисахарида), но и для захвата оп-сонизированных клеток, а также фракций активированного комплемента. Важнейшими рецепторами мембраны макрофагов являются Fc-рецепторы, способные связывать иммунные комплексы. Для связывания IgG существуют три различных типа рецепторов FcjRI, FcjII, FcjRIII соответственно СD64, CD32, CD16 [1, 5, 14, 25, 34]. Все три типа рецепторов опосредуют фагоцитоз клеток-мишеней, инфицированных вирусами, простейшими, или онкогенно-трансформированными клетками самого организма. Через FcR-рецептор опосредованы индукция иммунными комплексами окислительного взрыва, продукция супероксидных радикалов в фагоцитах, синтез и секреция ими цитокинов [30, 32, 33, 34]. Вышеизложенное делает очевидным факт риска развития онкологической патологии при врожденной или приобретенной недостаточности моноцитар-но-макрофагальной системы, когда становится малоэффективной первая линия неспецифической защиты организма против клеток, подвергшихся онкоген-ной трансформации. Одним из факторов риска и промоции опухолевых клеток могут явиться генетические дефекты макрофагов или приобретенный так называемый А-зави-симый иммунодефицит, что приводит к недостаточности первой линии защиты против опухолевых клеток и к активации стадии промоции. В изученной нами литературе практически отсутствуют или имеются лишь единичные сведения о роли недостаточности фагоцитоза или А-зависимого иммунодефицита в патогенезе неоплазий, в частности развитии рака молочной железы [31, 37, 41, 44]. Среди продуктов секреции макрофагов, а также лимфоцитов, тучных клеток, эндотелиальных клеток, фибробластов особое значение в развитии системных метаболических и функциональных расстройств отводят про- и противовоспалительным ци-токинам, обладающим выраженными полимодальными эффектами. К группе провоспалительных цитокинов относятся ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12, ИЛ-18, TNF-альфа, JFN-альфа, MIF и другие. Провоспалительные цито-кины участвуют в запуске специфического иммунного ответа и в его эффекторной фазе, ранней стадии воспалительного ответа, за счет специфического связывания с мембранными рецепторами иммунокомпе-тентных клеток [4, 10, 22]. Касаясь роли монокинов и недостаточности макрофагальных реакций в развитии стадии промоции при неоплазии, необходимо прежде всего остановиться на динамическом измении уровня TNF-альфа, ИЛ-1 при неоплазиях различной локализации. TNF-альфа обладает ярко выраженной способностью вызывать геморрагический некроз опухоли [22], обусловленный усилением экспрессии под влиянием этого цитокина эндотелиальных адгезивных белков и соответственного адгезией тромбоцитов, лейкоцитов к сосудистой стенке, развитием явлений тромбоза, эмболии, нарушением трофики, васкуля-ризации и оксигенации опухоли. В соответствии с данными литературы, TNF-аль-фа — полипептидный цитокин, выполняющий регу-ляторные и эффекторные функции в иммунном ответе и воспалении. Внутриклеточные пути трансдукции TNF-сигналов активации многообразны, реализуются при участии G-протеинсвязанной активации фосфо-липаз, секреции арахидоновой кислоты, образования активных кислородных радикалов, активации проте-инкиназ, протеаз, сфингомиелиназ. Многие биологические эффекты TNF-альфа связаны с активацией или ингибицией экспрессии определенных генов на клетках мишенях. Основные проявления биологической активности TNF-альфа — избирательная циотоксич-ность в отношении опухолевых клеток, угнетение синтеза ключевого фермента липогенеза — липопроте-инкиназы [14, 15, 21]. Несмотря на то, что на всех клетках обнаруживается TNF-рецептор, только мутантные клетки связываются с TNF и разрушаются. К системным эффектам TNF-альфа относятся лихорадка, лейкопения, активация процессов свертывания крови и фибрино-лиза, ингибиция липопротеинкиназы, приводящая к гипертриглицеридемии. Большое значение в противоопухолевой защите отводится ряду других лимфо- и монокинов, ИЛ-2-стимулятору активности NK-клеток и макрофагов, альфа-интерферону, препятствующему васкуляризации опухолей и вызывающему их склерозирование, а также гамма-интерферону — стимулятору активности NK-клеток. Сдерживают рост ряда неоплазий ИЛ-4, ИЛ-7, ИЛ-9, ИЛ-12 [11, 38, 39, 41]. ИЛ-1 — полипептидный цитокин с молекулярной массой 15 000 Д высвобождается активированными моноцитами, В-лимфоцитами. Механизмы ан-тибластомного действия ИЛ-1 связаны со стимуляцией NK-лимфоцитов, Т-лимфоцитов-киллеров, синтеза ИЛ-2, активацией макрофагов, образованию гамма-интеферона, а также за счет пирогенного эффекта этого цитокина [22, 51]. ИЛ-1 вызывает развитие системного острофазного ответа, активацию нейтрофилов, компонентов комплемента, усиление выброса глюкокордикоидов. Понижение продукции ИЛ-1 наблюдали при респираторных вирусных инфекциях, а также раке легкого [41, 42, 51]. Ряд цитокинов, в частности ИЛ-1, ИЛ-8, пара-кринно действующих в опухоли и вокруг нее, служат гемокинами, активирующими NK-клетки и привлекающими их в опухолевую ткань. Между тем, ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-8, ИЛ-10 и другие способствуют росту и васкуляризации злокачественных опухолей различной локализации, подавляют специфические иммунные реакции против неоплазии [3, 42]. Установлено, что макрофаги, инфильтрирующие опухоль молочной железы, экспрессируют эн-дотелиальный фактор роста, благоприятствующий пролиферации неопластических клеточных элементов. Одним из монокинов, препятствующих васку-ляризации опухоли и способствующий их склерозированию, является интерферон-альфа [22, 41]. Наиболее подробно изучена способность интер-ферона-альфа повышать экспрессию антигенов гис-тосовместимости — МНС I класса, которая подавлена у раковых клеток, а также Т-клеточных антигенов и рецепторов. Интерферон-альфа повышает активность NК-клеток. Синтез этого цитокина активируется при контакте лейкоцитов с эндотоксинами, вирусами, полинуклеатидами, опухолевыми клетками. Обращает на себя внимание тот факт, что и ма-лигнизированные клетки могут сами продуцировать различные цитокины. Так, клетки меланомы, карциномы различной локализации, остеосаркомы секре-тируют ИЛ-10, ИЛ-11, ИЛ-6, ИЛ-8, ослабляющий ци-тотоксические эффекты некоторых клеток иммунной системы [52, 53]. Важную роль в переходе стадии трансформации в стадию промоции, характеризующуюся размножением опухолевых клеток, играет интенсивность ангиогенеза в опухоли и вокруг нее. Как отмечалось выше, ряд цитокинов (TNF-альфа и интерфероны) препятствуют ангиогенезу и подавляют рост опухоли; в то время как Г-КСФ, ГМ-КСФ, ИЛ-8, тромбоци-тарный фактор роста способствует формированию микрососудов и врастанию их в опухолевую ткань. В результате проведенных нами исследований установлены общие закономерности и особенности изменения цитокинового статуса при неоплазиях различной локализации. Так, при изучении патогенеза рака эндометрия у больных с первой стадией развития неоплазии отмечалось возрастание уровня TNF-альфа, в то время как при третьей стадии распространения неопла-зий (при низкой и умеренно дифференцированных формах рака) выявлено резкое снижение уровня TNF-альфа в крови [2, 35, 36]. В других исследованиях установлено, что развитие узловой и отечно-инфильтративной форм РМЖ неизменно сочетается с увеличением содержания в крови ряда цитокинов, продуцируемых моноцитарно-макрофагальными клетками и лимфоцитами, в частности ИЛ-1, TNF-альфа и ГКСФ. Причем отмечена патогенетическая взаимосвязь между характером неопластического процесса (узловая или отечно-ин-фильтративная форма РМЖ) со степенью его распространении и особенностями изменения цитокинового статуса. Максимальная продукция ИЛ-1, TNF-альфа и ГКСФ имела место при отечно-инфильтративной форме РМЖ. При узловой форме РМЖ уровень указанных цитокинов в крови возрастал уже при I—НА стадиях, прогрессируя по мере метастазирования опухолевых клеток [11]. Закономерное увеличение уровня в крови ИЛ-1, TNF-альфа и ГКСФ у больных с узловой и отечно-инфильтративной формами РМЖ свидетельствует о возможности использования указанных цитокинов в качестве дополнительных маркеров опухолевого процесса при раке молочной железы. Традиционная адекватная неоадъювантная терапия отечно-инфильтративного РМЖ и узловой формы рака с наличием метастазов (ИВ стадия) не приводит к нормализации цитокинового статуса и соответственно к восстановлению процессов межклеточного взаимодействия, гормональных и метаболических сдвигов, обусловленных нарушениями баланса цитокинов [8, 11]. Таким образом, выявленные авторами закономерности нарастания уровня провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, TNF-альфа) у больных раком молочной железы не могут быть однозначно интерпретированы. С одной стороны, возрастание уровня TNF-альфа имеет, безусловно, компенсаторно-приспособительный характер, обеспечивает нарастание геморрагического некроза опухоли за счет нарушения ее трофики, васкуляризации и оксигенации. В то же время ИЛ-1, ИЛ-6, TNF-альфа входят в группу цитокинов с перекрывающимися биологическими эффектами, в частности, способностью стимулировать Т- и В-лим-фоциты, усиливать клеточную пролиферацию, инициировать или супрессировать экспрессию определенных генов. ИЛ-1 вызывает развитие системного острофазного ответа, активацию нейтрофилов, компонентов комплемента, усиление выброса глюкортикоидов. Как известно, специфические иммунологические механизмы защиты развиваются достаточно поздно и далеко не всегда оказываются эффективными в отношении опухолевых клеток. Индукция иммунного ответа при неоплазиях обеспечивается неоантигенами опухолей, появляющимися в результате экспрессии онкогенов. К ним относятся вирусспецифические, онкофетальные антигены, а также гетероантигены, присущие другим органам и тканям. Следует отметить, что образуемые при участии В-системы лимфоцитов антитела играют неоднозначную роль в развитии неоплазии: в ряде случаев возможно появление ростстимулирующих антител против поверхностных опухолевых антигенов [5, 6, 11, 50]. В то же время некоторые антитела, не обеспечивая разрушения опухолевых клеток, могут экранировать поверхностные опухолевые антигены и блокировать реакции Т-системы на онкоантигены [18, 24]. Однако противоопухолевые антитела, безусловно, могут обеспечивать и развитие защитных реакций, в частности разрушение опухолевых клеток за счет участия в антителозависимой цитотоксичности NK-клеток, комплемент-опосредованного лизиса неопластических клеток, антителозависимого фагоцитоза. Противоопухолевые иммуноглобулины блокируют ростовые рецепторы, молекулы адгезии опухолевых клеток, тем самым препятствуя развитию опухоли, ее метастазированию [24, 27, 40]. В связи с этим возникает вопрос, почему при наличии достаточно мощных антицеллюлярных механизмов защиты, направленных против опухолевой клетки, последние из стадии активации закономерно переходят в стадию промоции и опухолевой прогрессии. Как известно, препятствуют уничтожению и, наоборот, способствуют сохранению и размножению опухолевых клеток ряд факторов, связанных с ати-пизмом неоплазий [40]. Последние включают антигенное упрощение опухолевой клетки, реверсию ее антигенов, то есть появление эмбриональных белков — антигенов, к которым толерантна лимфоидная ткань. Резкое подавление экспрес^и на мембранах МНС-антигенов, без которых невозможно распознавание опухолевой клетки Т- и В-лимфоцитами и, наконец появление особых так называемых «блокирующих» антител защищают опухолевые клетки от воздействия NK-лимфоцитов и CD8 Т-лимфоцитов. Немаловажное значение в развитии опухолевой прогрессии играет иммуносупрессия. Последняя, с одной стороны, может предшествовать опухолевому процессу и явиться одним из факторов последовательной смены стадии трансформации той или иной клетки в стадию промоции [21, 26, 49]. Как известно, развитие неоплазий не только индуцирует системный ответ В- и Т-лимфоцитов на он-коантигены, но и, в свою очередь, нередко обусловливается недостаточностью специфических механизмов защиты, обеспечивающих иммунологический надзор за внутренней средой, элиминацию клеток, подвергшихся онкогенной трансформации [16, 48]. В то же время иммунодефицитное состояние макроорганизма, безусловно, усугубляется в динамике опухолевой прогрессии за счет системного действия опухоли на организм, избыточной продукции гормонов адаптации — глюкокортикоидов, вызывающих при их перманентной гиперпродукции, развитие реакции апоптоза и лизиса лимфоидной ткани. Значительную роль в иммуносупрессии играют методы комплексной терапии неоплазий, в частности использование цитостатиков, антиметаболитов, лучевой терапии, да и сами факты диагностики неоплазии и оперативного вмешательства, являющиеся стрес-сорными раздражителями для организма [14, 47]. По нашим данным, использование неоадьюван-тной полихимиотерапии (НПХТ) в группе больных с узловой и отечно-инфильтративной формах РМЖ приводило к критическому снижению уровня всех исследуемых иммуноглобулинов и CD19-В-лимфоцитов, который не восстанавливался практически даже спустя 14 суток после завершения НПХТ. Прогрессирующее подавление В-зависимых иммунных реакций имело место и после следующих этапов комплексной терапии больных отечно-инфильтративной формой РМЖ: после лучевой терапии, оперативного вмешательства. Однако максимальное снижение уровня В-лимфоцитов, а также IgG, IgA, IgM имело место после завершающей адъювантной полихимиотерапии (АПХТ) [11]. Обращает на себя внимание и тот факт, что основным механизмом защиты против опухолевых клеток является формирование реакций гиперчувствительности клеточного типа за счет вовлечения цито-токсических CD8-Т-лимфоцитов киллеров и продукции лимфокинов. Как известно, риск возникновения опухолей также резко возрастает в случае развития Т-зависимого иммунодефицита [12]. В связи с вышеизложенным очевидно, что выявленный нами факт снижения представительства CD4—Th в периферической крови больных РМЖ свидетельствует о нарушении межклеточного взаимодействия не только между отдельными субпопуляциями лимфоцитов, но и клетками мононуклеарной фагоцитирующей системы, костного мозга и другими клеточными элементами, несущими рецепторы для тех или иных лимфокинов. Также было отмечено, что после каждого из проведенных этапов комплексной терапии возникало большее или меньшее подавление Т-системы лимфоцитов. У больных с узловой и отечно-инфильтра-тивной формами РМЖ имело место снижение уровня CD3-Т-лимфоцитов, CD4-Т-лимфоцитов, CD16-лимфо-цитов, достигающее минимальных значений после завершающей АПХТ. Одновременно выявлено стабильное снижение по сравнению с показателем контроля и с таковыми показателями больных на момент поступления в стационар (до лечения) индекса стимуляции лимфоцитов с ФГА и лейкоцитов со St. Аureus. Уровень CD8-Т-лимфоцитов во всех наблюдениях (после операции, лучевой терапии, полихимиотерапии) превышал показатели контроля [11, 12]. Наиболее важную роль в развитии противоопухолевого иммунитета играет реакция гиперчувствительности клеточного типа, реализуемая за счет увлечения в иммунный ответ СD-8-Т-лимфоцитов-кил-леров и продукции лимфокинов. Риск возникновения опухоли резко возрастает в случае развития Т-зависимого иммунодефицита [11]. Киллерный эффект СD-8-Т-лимфоцитов на клетки неопалазий обеспечивается при участии антигенов главного комплекса гистосовместимости I класса. Учитывая тот факт, что опухолевые клетки эксп-рессируют указанные антигены на мембранах в значительно меньших количествах, чем нормальные клетки, возникает «ускользание» онкогенно-транс-формированных клеток от цитотоксического действия СD-8T-лимфоцитов. Последние, как известно, способны лишь к двойному распознаванию онкоантигена в соединении его с белками I класса главного комплекса гистосовместимости. Недостаточность специфических иммунологических механизмов защиты против малигнизирован-ных клеток обусловлена и большей изменчивостью опухолевых клеток, сменой более дифференцированного клона менее дифференцированным клоном в процессе опухолевой прогрессии. Все вышеизложенное делает очевидным тот факт, что в качестве важнейших диагностических и прогностических критериев канцерогенеза, опухолевой прогрессии должны быть использованы ин-тегративные показатели иммунного и цитокинового статуса. Динамика последних при различных формах рака, в частности узловой и отечно-инфильтративной, безусловно, будет иметь, с одной стороны, общие закономерности, а с другой — и особенности, определяемые характером малигнизации клетки, степенью распространения неоплазии, использованием тех или иных принципов комплексной терапии [3, 24, 26, 32, 34, 42, 46, 47]. Резюмируя вышеизложенное, следует заключить, что развитие иимунодефицитного состояния, предшествующего неоплазии, является фактором недостаточной элиминации спонтанно образующихся малигнизированных клеток и, соответственно, обеспечивающим формирование последующей стадии канцерогенеза — промоции. Используемые в настоящее время принципы неоадьювантной и адь-ювантной полихимиотерапии, в свою очередь, резко усугубляют недостаточность специфических им-мунологичнеских механизмов защиты и, тем самым, наряду с эрадикацией опухолевых клеток являются фактором метастазирования вышедших в митоз «дремлющих» до полихимиотерапии опухолевых клеток. Изменения показателей уровня иммунной защиты, цитокинового статуса могут быть рекомендованы в качестве дополнительных объективных критериев прогнозирования течения заболевания и оценки эффективности терапии. Существующие принципы иммуномодулирую-щей терапии больных РМЖ требуют дальнейшей оптимизации, что обеспечит значительное повышение эффективности используемых в настоящее время принципов лучевой, неоадъювантной, адъювантной полихимиотерапии и оперативного вмешательства.

作者简介

Vladimir Plokhov

Email: plohov64@mail.ru

V. Barsukov

N. Chesnokova

T. Selezneva

参考

补充文件