Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Декабря 2015 в 17:20, реферат
Онковирусология берет свое начало с замечательного открытия американского ученого Пэйтона Рауса, который в 1911 г. впервые продемонстрировал возможность вызывать опухоли у птиц с помощью бесклеточного фильтрата. Вирус, содержавшийся в фильтрате и вызывавший у кур развитие сарком, позже был назван именем исследователя, т.е. вирусом саркомы Рауса, а сам ученный в 1966г. был удостоен Нобелевской премии.
Противоопухолевым действием обладают интерфероны и некоторые другие биологически активные соединения, образуемые иммунокомпетентными клетками. В частности, раковые клетки распознаются и разрушаются рядом цитокинов, в особенности такими, как фактор некроза опухоли и лимфотоксин. Они представляют собой родственные белки с широким спектром биологической активности. Фактор некроза опухоли (ФНО) — один из главных медиаторов воспалительных и иммунных реакций организма. Он синтезируется различными клетками иммунной системы, главным образом макрофагами, Т-лимфоцитами и купферовскими клетками печени. ФНО селективно подавляет рост злокачественных клеток и вызывает их лизис. Предполагается, что ростмодулирующая активность ФНО может быть использована в противоположном направлении, а именно, для стимуляции роста нормальных и подавления роста злокачественных клеток.
Лимфотоксин, или ФНО , — белок с м.м. около 80 кД, синтезируется некоторыми субпопуляциями Т-лимфоцитов, также обладает способностью лизировать клетки-мишени, несущие чужеродные антигены. Способностью активировать функции NK-клеток, К-клеток, макрофагов, нейтрофильных лейкоцитов обладают и другие пептиды, в частности пептиды, являющиеся фрагментами молекул IgG, например: тафтеин (цитофильный полипептид, выделенный из СНг-домена), фрагменты Fab, Fc и др. Только благодаря постоянному взаимодействию всех иммунокомпетентных систем обеспечивается противоопухолевый иммунитет.
Большинство людей не болеет раком не потому, что у них не возникают мутантные раковые клетки, а потому, что последние, возникнув, своевременно распознаются и уничтожаются Т-цитотоксическими лимфоцитами и другими звеньями иммунной системы раньше, чем успевают дать злокачественное потомство. У таких людей противоопухолевый иммунитет работает надежно. Напротив, у больных раком мутантные клетки вовремя не распознаются или не уничтожаются иммунной системой, а беспрепятственно и бесконтрольно размножаются. Следовательно, рак — это следствие иммунодефицита. Какое звено иммунитета при этом страдает — необходимо выяснить, чтобы наметить более эффективные пути борьбы с заболеванием.
В этом плане большое внимание уделяется разработке способов биотерапии рака, основанных на комплексном и последовательном использовании модуляторов биологической и иммунологической реактивности, т.е. химических веществ, синтезируемых иммунокомпетентными клетками, которые способны модифицировать реакции взаимодействия организма с опухолевыми клетками и обеспечивать противоопухолевый иммунитет. С помощью таких модификаторов иммунобиологической реактивности открывается возможность воздействия как в целом на иммунную систему, так и избирательно на ее отдельные механизмы, в том числе контролирующие образование факторов активации, пролиферации, дифференцировки, синтез интерлейкинов, факторов некроза опухолей, лимфотоксинов, интерферонов и т. п., чтобы устранить состояние иммунодефицита при раке и повысить эффективность его лечения.
Неспецифическая иммунотерапия
К этому направлению относятся различные варианты цитокинотерапии, применение различных активаторов врожденного иммунитета и т.д.
Цитокинотерапия первоначально вызывала огромный энтузиазм в силу относительной простоты и возможности комбинаций с другими, хорошо отработанными, методами лечения. К сожалению, системное применение наиболее "перспективных" цитокинов (с точки зрения эффектов in vitro или на экспериментальных животных моделях) оказалось невозможным из-за высокой токсичности, связанной с множественностью биологических эффектов. Так были остановлены испытания фактора некроза опухолей (ФНО) и -ИФН (хотя их комбинация с мелфаланом и применяется в протоколах перфузии изолированных конечностей), цитокинов ГМ-КСФ, ИЛ-12 и ряда других препаратов.
В онкологической практике остались ИФН типа I и некоторые клинические протоколы, использующие низкие концентрации ИЛ-2 (в больших дозах он оказался слишком токсичным).
Следует упомянуть, что главное и наиболее важное применение цитокинов в онкологии - это поддерживающая терапия с помощью эритропоэтина и Г-КСФ, направленная на повышение уровня красных клеток крови и нейтрофилов, которые могут падать до опасно низкого уровня при многих схемах химиотерапии.
Специфическая иммунотерапия
Цель специфической иммунотерапии - индукция или усиление иммунного ответа на опухолевые антигены (даже в тех случаях, когда эти антигены не идентифицированы).
Сюда же относят различные виды вакцинаций - профилактические (блестящим примером стал недавний успех клинических испытаний вакцин, предотвращающих вирусоассоциированный рак шейки матки) и терапевтические. Терапевтическая вакцинация может включать в себя введение аутологичных опухолевых клеток, полученных от пациента (обычно после культивирования и различных манипуляций in vitro), различные формы иммунизации против специфических опухолевых антигенов (с помощью рекомбинантных белков, пептидов, вирусов, несущих такие антигены), в совокупности с различными адъювантами (в частности, с активаторами врожденного иммунитета).
К специфической иммунотерапии относят также адоптивный перенос специфических Т-клеток, в том числе генетически модифицированных, или дендритных клеток, "обученных" презентации конкретных опухолевых антигенов.
Наконец, к специфической иммунотерапии относят и клиническое применение специфических антител к опухолевым антигенам и созданных на их основе иммуноконъюгатов и иммунотоксинов.
Профилактические вакцины
Идея защитных вакцин, с помощью которых у здоровых людей можно было бы вызвать устойчивый иммунитет к возникновению опухолевых клеток, если только они имеют на поверхности конкретный опухолевый антиген, или один из группы антигенов, не нова. Ведь подобные вакцинации привели к победе иммунологов над многими инфекционными заболеваниями, в частности, вызываемыми вирусами.
Этиология некоторых видов рака связана с вирусами. Известно, что рак шейки матки связан с вирусом папилломы, а рак печени - с вирусами гепатита В и С. Неудивительно, что именно вирусоассоциированные опухоли представляют собой наиболее перспективные мишени для профилактической вакцинации. Однако следует отметить, что, строго говоря, разрабатываемые вакцины - не противоопухолевые, а противовирусные. Другие важные мишени - вирусы EBV, HTLV-1 и HHV-8, связываемые с различными видами лимфом, особенно у пациентов с ослабленным иммунитетом.
Фундаментальная иммунология указывает на принципиальное различие между вирусными, т.е. реплицирующимися антигенами, и аутоантигенами. Против первых может быть направлен эффективный иммунный ответ, при котором либо Т-лимфоциты смогут уничтожить практически все зараженные клетки, либо будут образованы эффективные нейтрализующие антитела. В обоих случаях центральной стадией иммунного ответа считается активация специфических Т-лимфоцитов, причем репертуар таких потенциально полезных Т-клеток не подвергается селекции в тимусе, так как распознаваемый антиген является по-настоящему чужеродным.
Другое дело - аутоантигены, которые по каким-то причинам продуцируются в опухолевых, но не в нормальных клетках. Попыткам индуцировать длительный и эффективный иммунный ответ против таких антигенов-мишеней будет препятствовать ряд факторов, таких как частичная толерантность к аутоантигенам, низкая плотность их представления на поверхности (или даже отсутствие такового для многих внутриклеточных аутоантигенов), неспособность создать эффективные клетки "памяти", невозможность образовать нейтрализующие антитела и т.д. В настоящее время активно работают над решением принципиального вопроса о преодолении доминантной толерантности. Именно она в конечном итоге подавляет эффекторные функции Т-лимфоцитов, даже если они образовались в достаточном количестве и инфильтрировали район локализации опухоли.
Терапевтическая вакцинация
Различные варианты активной иммунотерапии, нацеленной на специфические опухолевые антигены (даже в тех случаях, когда их идентификация не производится, например, в схемах с вакцинацией аутологичными клетками), относятся к наиболее сложным клиническим подходам, причем их реальные достижения пока очень скромны.
Наиболее современные и перспективные протоколы "идеальной" вакцинации направлены на активацию специфического адаптивного иммунного ответа после введения опухолевого антигена в составе непатогенного вируса (здесь используется значительное преимущество закодированного в ДНК реплицирующегося антигена), параллельную активацию врожденного иммунитета с помощью различных адъювантов (призванную обеспечить необходимые ко-стимуляторные сигналы для Т-клеток), а также полную либо частичную блокировку основных "тормозящих" путей, регулирующих периферическую толерантность.
В настоящее время установлена связь между вирусной инфекцией и последующей трансформацией клетки для вирусов, входящих в следующие семейства:
РНК – содержащие: семейство Retrovirdae;
ДНК – содержащие: семейства Papilomaviridae, Polyomaviridae Adenoviridae, Hepadnaviridae, Herpesviridae, Poxviridae.
Хорошо известно, что возникновение примерно 15-20% новообразований человека имеют вирусное происхождение. Среди наиболее часто встречающихся таких вирусом индуцированных опухолей можно назвать рак печени, рак шейки матки, рак носоглотки, лимфому Беркитта, лимфому Ходжкина и многие другие. В настоящее время экспертами Международного Агентства по Изучению Рака (МАИР) следующие вирусы рассматриваются в качестве онкогенных для человека:
РНК – содержащие онкогенные вирусы
Наиболее хорошо изучен механизм вирусного онкогенеза у представителей РНК – содержащих вирусов семейства Retrovirdae.
Семейство Retrovirdae включает 7 родов.
Онковирусы являются сложноорганизованными вирусами. Вирионы построены из сердцевины (диаметр 70-80нм), окруженной липопротеиновой оболочкой с шипами. Размеры и формы шипов, а также локализация сердцевины служат основой для подразделения вирусов на 4 морфологических типа (A, B, C, D), а также вирус бычьего лейкоза.
Большинство онкогенных вирусов относятся к типу С. Этот тип распространен среди рыб, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих, включая человека. К типу В относятся вирусы, вызывающие рак молочной железы у мышей, а некоторые онковирусы обезьян принадлежат к типу D.
Капсид онковирусов построен по кубическому типу симметрии. В него заключены нуклеопротеин и фермент ревертаза (обратная транскриптаза). От наличия этого фермента, осуществляющего обратную (лат. Retro - обратный), и произошло название семейства. Ревертаза обладает способностью транскрибировать ДНК как на матрице РНК, так и ДНК, а также нуклеазной активностью.
Геном представлен двумя идентичными позитивными цепями РНК, т.е. геном обладает диплоидностью. Обе молекулы РНК связаны на 5,- конце водородными связями. С 5,- концом каждой цепи связана тРНК клеточного происхождения, которая служит затравкой при транскрипции генома.
Геном состоит из структурных и регуляторных генов. Последовательность структурных генов от 5,- конца к 3,- концу следующая: gag-pol-env.
Gag кодирует синтез группоспецифических антигенов капсида, основными из которых являются белки капсида с p27-p30. Pol кодирует ревертазу. Env кодирует белки шипов оболочки.
Структурные гены с двух сторон ограничены длинными концевыми повторами, получившими название LTR (long terminal repeat, англ.), которые выполняют регуляторную функцию. В их состав входят сайты, связывающие затравку, которой является тРНК, и клеточные полимеразы. Кроме того, имеется ген-трансактиватор, являющийся усилителем транскрипции.
По краям LTR ограничены повторяющимися последовательностями, которые представляют участки узнавания в процессе интеграции провируса в геном клетки.
Культивирование вирусов. Не культивируются на куриных эмбрионах, культивируются в организме чувствительных животных, а также культурах клеток.
Репродукция вирусов. Онковирусы проникают в клетку путем эндоцитоза. После освобождения из вакуоли нуклеокапсида начинает функционировать ревертаза. Этот процесс включает 3 этапа: