Опухоль и иммунитет — эволюционный диалог
Если способы распознавания любых признаков молекулярной чужеродности в человеческом организме настолько совершенны, то почему мы все-таки страдаем от онкологических заболеваний? Почему иммунная система не убивает опухоль еще в зародыше и позволяет ей разрастись? На этот вопрос нет одного простого ответа. Но есть несколько сложных.
Во-первых, иммунная система, судя по всему, уничтожает огромное количество микроопухолей, не позволяя им вырасти в проблему для организма. Онкологические заболевания — это все-таки скорее «исключение», чем «правило» для здорового организма. В то же время данные по людям, страдающим от СПИДа, и опыты с иммунодефицитными животными показывают, что ослабление иммунной системы приводит к резкому росту опухолей, особенно вирусной природы. Одна из таких опухолей, саркома Капоши, является типичным симптомом перехода медленно развивающейся и практически бессимптомной ВИЧ-инфекции в терминальную стадию, которая получила название СПИД.
Во-вторых, хотя распознание и уничтожение чужеродного агента, будь то инфекция или злокачественная опухоль, в целом происходят по одной и той же схеме, у иммунного ответа в раке есть и свои особенности. Раковая клетка слишком похожа на нормальную клетку организма, и реакция иммунной системы на немногочисленные опухолевые антигены будет гораздо менее выраженной, чем в случае инфекции, когда почти любой белок вируса или бактерии является чужеродным антигеном, стимулирующим иммунный ответ.
В-третьих, как мы уже говорили, рак — это болезнь пожилых, а с возрастом стареют все системы человеческого организма, в том числе и иммунная. Так что, возможно, рост с возрастом числа онкологических заболеваний связан не только с накоплением генетических ошибок в клетках тела, но и с ослаблением способности организма распознавать и уничтожать переродившиеся клетки.
И наконец, в-четвертых, опухоль — это не статичная, а динамичная, развивающаяся структура. Благодаря высокой изменчивости раковых клеток она постепенно изменяет свои свойства таким образом, чтобы иметь возможность эффективно противостоять иммунитету, и победа в этой «гонке вооружений», увы, далеко не всегда оказывается на стороне защитных сил организма.
«Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции», — провозгласил в начале ХХ века выдающийся ученый Феодосий Добржанский, и это обобщение справедливо не только для событий биологического «макромира» — изменения особей и видов. Действие тех же самых эволюционных законов можно наблюдать и в опухоли, в отношении клеток которой иммунная система организма (еще до всякой химиотерапии) играет роль фактора дарвиновского естественного отбора.
Эволюционный «диалог» между группой переродившихся клеток (будущей опухолью) и организмом развивается в несколько стадий, и если в начале инициатива обычно находится на стороне защитных сил организма, то в конце (в случае развития болезни) она полностью переходит на сторону опухоли. Несколько лет назад ученые описали основные этапы этого процесса в рамках концепции «иммуноредактирования» опухоли.
Первая стадия иммуноредактирования — процесс устранения. Под действием внешних или внутренних факторов нормальная клетка трансформируется — приобретает способность неограниченно делиться и не отвечать на регуляторные сигналы организма. При этом она, как правило, начинает синтезировать на своей поверхности «опухолевые антигены» и «сигналы опасности». Эти сигналы привлекают к ней клетки иммунной системы, прежде всего макрофагов, естественных киллеров, и Т-лимфоциты. В большинстве случаев иммунная система успешно уничтожает «испортившиеся» клетки, прерывая развитие опухоли на ранней, еще предраковой стадии. Однако иногда среди предраковых клеток оказывается несколько таких, у которых способность вызывать иммунный ответ по каким-то причинам оказывается ослаблена. Они синтезируют меньше опухолевых антигенов, хуже распознаются иммунной системой и, пережив первую волну иммунного ответа, продолжают делиться. В таком случае взаимодействие опухоли с организмом выходит на вторую стадию — равновесия.
На этом этапе иммунная система уже не может полностью уничтожить опухоль, но еще в состоянии ограничивать ее рост. В таком «равновесном» (и не обнаруживаемом обычными методами диагностики) состоянии микроопухоли могут существовать в организме годами. Однако эти затаившиеся опухоли не статичны — свойства составляющих их клеток постепенно меняются под действием мутаций и последующего отбора. Преимущество получают те, что способны все лучше и лучше противостоять иммунной системе. В конце концов в опухоли появляются клетки-иммуносупрессоры, которые могут не только пассивно избегать уничтожения, но и активно подавлять иммунный ответ.
Так, пытаясь победить болезнь, организм, словно неосторожный селекционер из фантастического триллера, «выводит» из довольно безобидной поначалу опухоли суперхищника, способного противостоять любому врагу. (Примерно так же с эволюционной точки зрения выглядит процесс «выведения» бактерий, устойчивых к антибиотикам, при неправильном использовании лекарств.)
Этот драматический момент знаменует собой переход злокачественного новообразования к третьей стадии развития — стадии избегания иммунного ответа, одному из ключевых признаков рака. На этом этапе опухоль уже малочувствительна к активности клеток иммунной системы и, напротив, способна обращать их деятельность себе на пользу. Раковая опухоль принимается расти и распространяться по организму. Именно на этой стадии болезнь обычно диагностируется медиками и изучается учеными — предыдущие этапы протекают скрыто, и наши представления о них основаны, главным образом, на косвенных экспериментальных данных.
К счастью, как показали исследования последних десятилетий, подавленный иммунный ответ в опухоли можно попытаться реанимировать. Именно на это направлены препараты нового поколения антираковой иммунотерапии.
ФАКТ: в ходе эволюции злокачественной опухоли меняется ее способность подавлять иммунный ответ.