close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

847

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Кемеровская государственная
медицинская академия
Глушков А. Н.
ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ,
ПРОФИЛАКТИКИ, ИММУНОДИАГНОСТИКИ И
БИОТЕРАПИИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ
Кемерово – 2002
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Министерство здравоохранения Российской Федерации,
Кемеровская государственная медицинская академия
Кемеровский научный центр СО РАН, Отдел иммунологии рака
Глушков А. Н.
ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ,
ПРОФИЛАКТИКИ, ИММУНОДИАГНОСТИКИ И
БИОТЕРАПИИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ
(элективный курс лекций по онкологии для
клинических ординаторов, интернов и врачей)
Кемерово – 2002
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК
ББК 55.6
Г55
Глушков А. Н. Основы канцерогенеза, прогнозирования, профилактики, иммунодиагностики и биотерапии злокачественных опухолей:
элективный курс лекций по онкологии для клинических ординаторов, интернов и врачей. – Кемерово: КГМА, 2002. – 87 с.
Курс лекций подготовлен заведующим Отделом иммунологии рака КемНЦ
СО РАН, проф. кафедры онкологии КГМА, д.м.н., чл.-корр. РАЕН А.Н.
Глушковым. В нем отражены некоторые актуальные проблемы теоретической и клинической онкологии, еще не вошедшие в учебники и учебнометодические пособия: современные представления о молекулярнобиологических механизмах канцерогенеза, о химиопрофилактике и биотерапии опухолей, о новых методах прогнозирования и ранней диагностики
онкологических заболеваний.
Лекции предназначены для клинических ординаторов, интернов и практических врачей.
Рецензенты:
Зав. каф. онкологии КГМА, доцент Ю.М. Магарилл
Зав. ЦНИЛ Новокузнецкого ГИДУВ, проф., чл.-корр. РАЕН Н.А. Зорин
Рассмотрено и рекомендовано к печати совместным заседанием кафедры
онкологии КГМА и Отдела иммунологии рака КемНЦ СО РАН 29.11.2001,
Центральным методическим советом КГМА 16.01.2001.
© Кемеровская государственная медицинская академия, 2002.
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
4
Лекция 1.
Канцерогенез: основные понятия.
Источники и классификация канцерогенов
5
Лекция 2.
Краткая характеристика безусловных КГ для человека (группа 1)
14
Лекция 3.
Общебиологические закономерности и механизмы канцерогенеза
29
Лекция 4.
Теоретические и практические аспекты химиопрофилактики рака
46
Лекция 5.
Опухолевые маркеры
58
Лекция 6.
Биотерапия злокачественных новообразований
76
Рекомендуемая литература
86
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ВВЕДЕНИЕ
За последние годы представления о факторах, которые способствуют возникновению рака у человека, и о процессах развития опухолей
существенно расширились. Появились новые направления в онкологической науке. Это сделало возможным создание новых методов раннего прогнозирования и профилактики рака. Несмотря на то, что привычные методы диагностики и лечения рака сохраняют свои доминирующие позиции в
клинической онкологии, акцент постепенно смещается в сторону профилактики онкологии, объектом которой будет не больной злокачественным
новообразованием, а здоровый человек. Основной задачей онкологии будущего должно стать не лечение больных, а предотвращение онкологического заболевания.
Понятно, что даже врачам-онкологам, а тем более студентам и аспирантам, врачам санитарной службы, гигиенистам, специалистам по
охране окружающей среды и социальной гигиене весьма сложно получить
корректную информацию о канцерогенах, о механизмах канцерогенеза, о
методах детекции канцерогенеза в начальных фазах, о модификаторах
канцерогенеза. В настоящем лекционном курсе мы попытаемся осветить
современные представления по этим вопросам в весьма сжатом виде. Основное внимание будет уделено химическому канцерогенезу в силу того,
что население Кузбасса подвержено воздействию в первую очередь химических канцерогенов. Кроме того, будут предоставлены новые данные по
иммунохимии канцерогенеза, еще не вошедшие в монографии, а тем более
в учебники по онкологии. Это связано с тем, что наш Отдел иммунологии
рака Кемеровского научного центра Сибирского отделения Российской
академии наук долгое время занимается проблемами иммунохимии канцерогенов и некоторые полученные результаты имеют приоритетный характер в мировой науке. Серьезные успехи в области иммунохимии опухолей
достигнуты в Центральной научно-исследовательской лаборатории Новокузнецкого института усовершенствования врачей МЗ РФ. Под руководством профессора Н.А. Зорина разработана новая методология иммунодиагностики рака, которая находит все большее применение в повседневной
практике врачей-онкологов. Можно с уверенностью сказать, что в Кемеровской области по счастливому стечению обстоятельств а, может быть, и
вполне закономерно сформировались две научные школы по иммунохимии канцерогенеза, разрабатывающие два параллельных, взаимодополняющих направления в теоретической и клинической онкологии. Мы считаем, что практикующим врачам-онкологам будет интересно, полезно ознакомиться хотя бы в общих чертах с научными достижениями своих коллег-ученых.
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лекция 1.
КАНЦЕРОГЕНЕЗ: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ,
ИСТОЧНИКИ И КЛАССИФИКАЦИЯ КАНЦЕРОГЕНОВ
Основные понятия
Прежде всего определим, что означают термины “канцероген” и
“канцерогенез”. Канцерогеном (КГ) называют фактор, воздействие которого достоверно увеличивает частоту возникновения опухолей (доброкачественных или злокачественных) в популяциях человека или животных,
или фактор, который сокращает период развития опухолей. Канцерогенез
можно определить как процесс возникновения злокачественных новообразований в результате действия канцерогенных факторов или как процесс
возникновения опухолей независимо от механизмов действия канцерогенных факторов, который выражается в более частом или более раннем появлении опухолей в популяциях человека или животных. Такое определение включает в себя два основных аспекта канцерогенеза - патогенетический и эпидемиологический. Необходимо с одной стороны узнать механизмы канцерогенного действия определенных факторов на молекулярном, клеточном и системно-органном уровнях, а с другой - иметь в виду
влияние этих же факторов на популяцию. Эти два аспекта отражаются и в
различии таких понятий как канцерогенность вещества и канцерогенная
опасность вещества. Канцерогенность характеризует способность того или
иного фактора вызывать опухоли. Важно отметить, что эта способность
свидетельствует о возможном развитии злокачественных новообразований
и позволяет проводить сравнение различных веществ по этому признаку
при непосредственном их воздействии на биологический объект. Канцерогенная опасность (риск) - это вероятностная характеристика, она отражает
степень увеличения частоты возникновения опухолей у людей, подвергнувшихся или подвергающихся воздействию определенных канцерогенных факторов в быту или на производстве, и коррелирует с индивидуальными особенностями образа жизни, эндогенными генетическими и эпигеномными особенностями организма, степенью загрязнения окружающей
среды или профессиональными вредностями. Понятие канцерогенных
рисков включает в себя и дополнительные условия, в частности - распространенность вещества, возможности контакта с ним, его стабильность в
окружающей среде или в местах потенциальных контактов с ним.
По мнению экспертов Международного Агентства Изучения Рака
(МАИР) доминирующую роль (75-80%) в происхождении этой болезни
играют факторы окружающей среды, главным образом химической при5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
роды. Эксперты ВОЗ полагают, что прекращение контакта с опухолеродными факторами, недопущение канцерогенов в среду обитания человека
или удаление подобных веществ из окружающей среды могут привезти к
резкому (до 70 %) снижению заболеваемости людей злокачественными
опухолями основных локализаций. Поэтому так важны и актуальны знания
о канцерогенах, их источниках и путях их образования в окружающей
среде - воздухе, воде, почве, продуктах питания, лекарственных препаратах и т.д. О важности изучения канцерогенности факторов окружающей
среды, в том числе и искусственного происхождения, говорит такой пример. В 1997 г. эксперты МАИР отнесли диоксины к группе 1 - “безусловных” канцерогенов для человека, а в 1999 г. разразился настоящий международный скандал, связанный с заражением в Бельгии кормов для птиц
диоксинами (их содержание превышало допустимый уровень в 500-1500
раз). В страны Евросоюза, Восточной Европы и Африки было импортировано огромное количество канцерогенноопасной продукции. За первые 11
дней этого кризиса Бельгийская Федерация пищевой промышленности потеряла свыше 500 млн. долларов: уничтожению подверглись не только мясо птиц, но и пищевые продукты, где использовались куриные яйца. Это
создало проблему для всего европейского континента и перестало быть
прерогативой только ветеринарии, медицины или экономики, но переросло в международную социальную проблему, последствия которой неминуемо скажутся на здоровье населения многих стран.
Не менее актуальны и сведения о судьбе канцерогенов в организме, о механизмах канцерогенеза, о возможностях его модификации. Совершенно очевидно, что разные люди реагируют на одну и ту же внешнюю канцерогенную нагрузку по-разному. Один человек, как говорится “и
пьет и курит” и работает на канцерогенноопасном предприятии - и живет
до старости без всяких онкологических заболеваний, а другой с детства
ведет здоровый образ жизни, занимается физкультурой, бережет себя и
тем не менее у него “вдруг” возникает злокачественная опухоль. То есть
какие-то внутренние генетические и эпигеномные факторы определяют
высокую или низкую чувствительность к канцерогенам.
Научиться определять параметры индивидуальной чувствительности к канцерогенам у каждого конкретного человека и научиться повышать устойчивость к канцерогенам - задачи столь же важные, как и снижение общей внешней канцерогенной нагрузки на население.
Если эти задачи не будут решены в ближайшем будущем, то к середине наступившего века онкологическая ситуация грозит полностью выйти из-под контроля. Сегодняшние показатели заболеваемости раком
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(с учетом латентного периода развития опухолей) во многом отражают то
состояние, а вернее загрязнение окружающей среды, которое было дватри десятилетия назад. Следовательно, при сохранении предшествующих
тенденций и неизменности окружающих факторов уже к 2005 г. на территории бывшего СССР заболеют раком 988 тыс. человек. Однако и эта
огромная цифра (почти миллион случаев ежегодно!) реально будет выше,
принимая во внимание уже имеющуюся и все возрастающую техногенную
нагрузку на биосферу. Таким образом, через 25-30 лет мы вправе ожидать
“взрыва” онкологических заболеваний.
Онкологическая ситуация в Кузбассе развивается не лучшим, а по
некоторым параметрам и худшим образом. Если 35 лет назад областной
показатель заболеваемости злокачественными новообразованиями составлял 140-160 на 100 тыс. населения, то к 2000 г. он вырос вдвое и достиг
300. Значит, через 25 лет он возрастет (как минимум) до 380-400, а через
50 лет - до 470-500 при сохранении нынешних тенденций. Добыча и переработка угля в Кузбассе будет непрерывно возрастать. Ожидается рост и
химического , и металлургического производства, дальнейшее развитие
теплоэнергетики и транспорта. Поэтому реальные показатели онкологической заболеваемости, весьма вероятно, будут выше расчетных. Соответственно будут расти не только людские , но пропорционально и экономические потери. По оценке специалистов Московского ОНЦ РАМН условные экономические потери за счет смертей от злокачественных новообразований в России составили в 1996 г. 3,9 млрд. руб. (в ценах 1990 г.) Значит в Кузбассе этот показатель превышал в то время 78 млн. руб. Каких
величин он достиг к настоящему моменту после девальвации рубля в 1997
г. никто еще не подсчитывал.
Канцерогенез - сложная и многоплановая проблема, стоящая перед
обществом. Сегодня мы уже не имеем права подходить к ней по-прежнему
только с позиции врача-онколога, только как к проблеме диагностики и
лечения опухолевых заболеваний. Отдельные ее аспекты - санитарногигиенические и экологические, общебиологические и сугубо медицинские, социально-экономические и др. - требуют и отдельных решений. Это
подразумевает применение специальных методов исследования и специальных методов воздействия на канцерогенез, т.е. по сути дела - освоение
новых специальностей, возникающих на стыке традиционной онкологии и
эпидемиологии, биохимии, молекулярной биологии, генетики, иммунологии и многих других наук.
Но решение глобальных онкологических проблем следует начинать
прежде всего с изучения источников канцерогенов.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Источники канцерогенов
Существуют две группы источников канцерогенов: природные и
антропогенные, т.е. порожденные человеком.
К природным источникам относятся космохимические явления,
вулканическая деятельность, геохимические процессы, а также сама живая
природа. Эти источники не зависят (или зависят в малой степени) от деятельности человека, и их вклад в онкологическую заболеваемость традиционно считается незначительным.
О космохимических источниках наши знания пока малы. Хорошо
известно, что ежесуточно на Землю выпадает до 170 тонн метеоритного
вещества, в состав которого входят полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), хром, никель, и другие элементы.
В настоящее время на нашей планете насчитывается около 850 действующих вулканов, извергающих ежегодно до 6 млрд. тонн вещества.
Среди канцерогенных компонентов вулканических выбросов наибольший
удельный вес имеют ПАУ. Содержание маркерного канцерогена этой
группы - бензо(а)пирена (БП) составляет до 6 мкг/кг вещества. Это означает, что в биосферу Земли ежегодно поступает до 24 тонн одного только
БП с пеплом и до сотен тонн - с лавой, не считая других канцерогенов. Для
справки отмечу, что однократное введение мышке только 1 мг БП неизбежно приводит к возникновению опухоли и смерти.
Геохимическими источниками поступления канцерогенов, прежде
всего в водную среду, являются залежи горючих ископаемых, полиметаллических и некоторых других руд. В своем естественном состоянии они,
как правило, мало влияют на качество подземных и поверхностных вод.
Однако при разработке ископаемых многие загрязнители вод приобретают
весьма существенное значение как потенциальные факторы канцерогенеза. Так группа американских исследователей насчитала среди 1728 водных
загрязнителей 22 явных и 42 вероятных канцерогена, 27 коканцерогенов и
314 соединений, в отношении которых вопрос об опухолеродном действии окончательно не решен.
В годы т.н. “реструктуризации” угольной промышленности в России количество геохимических источников в Кузбассе значительно возросло в связи с закрытием многих угольных шахт. Дело в том, что при закрытии шахты затопляются. Вымывание канцерогенов из угольных пластов резко возрастает, что сопровождается активным смешиванием шахтных вод с естественными подземными водами, и в конце концов попаданием канцерогенов в источники питьевой воды. По всей вероятности места открытой добычи полезных ископаемых, в т.ч. угольные разрезы тоже
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
следует рассматривать как геохимические источники канцерогенов. Однако неизвестно, будет ли учтено это обстоятельство при освоении новых
месторождений в Кузбассе.
Наиболее яркий пример образования канцерогенов в живой природе - это афлатоксины, история открытия которых напоминает детектив. В
1961 г. агенты Скотланд-Ярда были привлечены к выяснению причин загадочной “икс-болезни” и гибели индюшек в связи с большим материальным уроном. В это же время таможенные службы на границе Калифорнии
и Орегона конфисковали партию искусственно выращенной форели, у
многих рыб был обнаружен рак печени. В результате тщательного расследования удалось установить, что причиной “икс-болезни” индюшек и
опухолей у форели являются афлатоксины - продукты жизнедеятельности
плесневого грибка Aspergillus. Он поселяется на злаках, хлопковом семени, арахисе, входящих в состав кормов для животных. Позднее эпидемиологическими исследованиями было установлено, что афлатоксины индуцируют рак и у человека, прежде всего у населения ряда африканских
стран и Юго-Восточной Азии.
Опухолеродными свойствами обладает и папоротник-орляк, вызывающий рак мочевого пузыря у крупного рогатого скота и опухоли кишечника у лабораторных животных. Хотя конкретный канцероген в папоротнике не идентифицирован, обращает на себя внимание высокая частота
опухолей желудочно-кишечного тракта и мочевого пузыря у жителей
Японии и Северного Уэльса, которые широко потребляют в пищу молодые побеги папоротника.
В 1968 г. на Окинаве и в 1980 г. на Гавайях была зарегистрирована
чесотка пловцов. Выяснилось, что ее причина - некоторые виды синезеленых водорослей. Позднее из них были выведены альготоксины, которые как оказалось обладают выраженной способностью усиливать действие канцерогенов, т.е. обладают промоторной активностью. Т.к. синезеленые водоросли служат пищей морским животным, которые в свою
очередь служат пищей человеку, не исключена причинная роль альготоксинов в развитии новообразований у людей.
К естественным канцерогенным факторам относятся радиоактивные элементы. Это хорошо известно всем. Но не следует забывать о том,
что жизнь на Земле возникла и развивалась в постоянном присутствии
ионизирующей радиации. Радиоактивный фон является необходимым
фактором эволюции и условием для существования современных форм
жизни, в том числе и человека. И только избыточные количества радиации
связаны с канцерогенным риском. Еще знаменитый врач средневековья
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Парацельс отметил высокую частоту рака легких у рабочих рудников
Шнееберга. И лишь гораздо позже была установлена причина - экспозиция
к радону, который является естественным источником радиации.
Загрязнение биосферы искусственно созданными канцерогенами
началось примерно 500 тыс. лет назад, когда первобытные люди научились добывать и использовать огонь для приготовления пищи. За прошедшие полмиллиона лет количество искусственных КГ увеличивалось очень
медленно. И лишь полтора столетия назад обстановка существенно изменилась. Началась новая эра целенаправленного синтеза органических веществ. Химическая нагрузка на биосферу резко возросла вследствие лавинообразного расширения ассортимента предметов повседневного пользования, интенсификации технологических процессов, увеличения отходов
промышленности, производства все новых удобрений, пищевых добавок,
лекарственных препаратов, косметических средств и т.д. Общее количество различных соединений, введенных в среду обитания человека приближается к 10 млн. Из них около 70 тыс. постоянно используются людьми. И всего лишь 837 изучены на предмет КГ опасности для человека. Т.е.
число неисследованных факторов в сотни и тысячи раз больше, чем исследованных. Сейчас невозможно даже представить объем и стоимость необходимой работы по определению КГ опасности оставшихся миллионов
уже известных химических соединений и тех, которые еще будут синтезированы в будущем. По всей вероятности, эта задача вообще неосуществима.
При этом расширяется не только ассортимент загрязнителей окружающей среды, но и география загрязнения. Еще несколько десятилетий
назад на планете существовали районы, где население не соприкасалось с
синтетическими химическими соединениями. Сегодня загрязнение природной среды приняло глобальный характер. Так, например, пестициды
обнаружены даже в Антарктиде.
Основными источниками загрязнения КГ гидросферы Земли являются сточные воды промышленных предприятий, коммунальные и бытовые стоки, выбросы двигателей судов, захоронение радиоактивных контейнеров, разливы нефти при аварии танкеров или ее добычи в прибрежной зоне. В загрязнении атмосферы главную роль играют автотранспорт,
предприятия топливно-энергетического комплекса и металлургии.
Наиболее демонстративны печально известные примеры химических катастроф. Так, пожар на складе швейцарской фирмы “Сандоз” в
1986 г. привел к смыву в Рейн более 30 тонн токсических веществ (пести-
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
циды, ртуть). А ряд западногерманских фирм “под шумок” смыл в Рейн и
свои отходы (и среди них дихлорфенол, диоксины, метанол, хлорбензол).
Другой пример - использование средств ведения химической войны. Армия США во Вьетнаме широко использовала гербициды, в частности известный “Орандж Эйджент”. В его состав входит тетрахлордибензодиоксин, признанный экспертами МАИР в 1997 г., как явный КГ для человека. Войска союзников в 1945-1947 гг. затопили в Балтийском море сотни
тысяч тонн трофейных германских боеприпасов, среди которых табун,
люизит, фосген, зарин, иприт. Металлическая упаковка боеприпасов имеет
срок годности 60-70 лет. Если содержимое этих емкостей попадет в воду
одновременно, гибель всего живого в Балтийском море неминуема. Но и
постепенное заражение моря будет сопровождаться вымиранием гидробионтов и населения прибрежных районов от хронических отравлений и
злокачественных опухолей. А сейчас ни для кого не секрет, что практически во всех морях, омывающих Россию, захоронены ядовитые вещества и
отработанные ядерные реакторы.
И все же химические катастрофы и военные операции носят экстремальный характер. Гораздо опаснее постоянное воздействие КГ.
По данным Государственного комитета по охране окружающей
среды Кемеровской области со сточными водами в водоемы Кузбасса ежегодно сбрасывается более 600 тыс. тонн загрязняющих веществ. Из них
доля топливно-энергетического комплекса составляет 45%, коммунального хозяйства - 26%, химической промышленности - 9% и металлургической - 6%. Более 500 млн. куб. метров промышленных стоков сбрасывается ежегодно в поверхностные водоисточники или на рельеф местности без
какой-либо очистки.
Ежегодный выброс загрязняющих веществ в атмосферу Кемеровской области от стационарных и передвижных источников, включая автомобильный и железнодорожный транспорт, превышает 1 250 тыс. тонн. Из
них доля металлургической промышленности составляет 44%, топливноэнергетического комплекса - 34%, передвижных источников - 17% от
суммы выбросов. Это официальные данные, которые не учитывают неконтролируемых залповых выбросов. Но даже при этом на каждого жителя Кузбасса ежегодно приходится более 6 центнеров вредных для здоро11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вья веществ в промышленных и коммунальных выбросах. Стоит ли удивляться росту онкологической заболеваемости?
Большую роль в КГ нагрузке на человека играет жилище. Более
80% времени человек проводит в помещении. Концентрация загрязнителей внутри жилых помещений обычно выше, чем снаружи. В воздухе это
может быть 100 кратное превышение. Среди 1000 идентифицированных в
воздухе жилища химических и биологических агентов есть и безусловно
КГ для человека.
КГ составляющая загрязнителей из разных источников существенно различается по составу и количеству. Это необходимо учитывать при
оценке КГ нагрузки на население для принятия адекватных мер по первичной профилактике рака.
Нельзя забывать и о том, что наряду с промышленными и коммунальными отходами некоторые КГ специально производятся в огромных
количествах. В Западной Европе
ежегодно расходуется 1 млн. тонн асбеста (безусловный КГ для человека) Производство бензола, вызывающего у людей лейкозы, составляет ежегодно 12 млн. тонн.
Перечень источников КГ можно продолжать и дальше, и мы еще
вернемся к этому в представлении классификации КГ.
Классификация канцерогенов
Существуют различные классификации КГ, которые широко используются как в теоретических исследованиях, так и в практической деятельности онкологов. КГ можно рассматривать по источникам их происхождения: природные и антропогенные. Но это разделение весьма условно. Например ПАУ являются не только продуктами вулканической и геохимической активности, но и генерируются в широких масштабах современной промышленностью. Столь же условно и разделение КГ на химические, физические и биологические.
Что такое асбест - химическое соединение или физический агент?
Афлатоксины - типичный биологический фактор или же действует по всем
правилам химического канцерогенеза?
Наиболее часто химические КГ систематизируют по их структуре.
Но и эта классификация далека от совершенства, т.к. не все вещества одной структурной группы обладают канцерогенностью.
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Наиболее удобна в практическом плане классификация МАИР.
Критический анализ эпидемиологических, экспериментальных и т.н.
вспомогательных или “поддерживающих” данных позволил ранжировать
837 изученных факторов на 4 группы.
К 1 группе отнесены факторы, для которых КГ опасность по отношению к человеку безусловно доказана. В перечне этой группы - 74
наименования. Она включает в себя 18 химических соединений, 9 хронических инфекций, 13 индустриальных процессов, 4 рода бытовых привычек, 6 факторов - это пыли и минеральные волокна, 4 - пищевые продукты
и пищевые контаминанты и 20 - медицинские препараты и методы лечения.
2 группа по степени доказательства на основе эпидемиологических,
экспериментальных данных и результатов краткосрочных тестов разделена на подгруппы 2А и 2Б. К подгруппе 2А (57 факторов вероятно КГ для
человека) отнесены агенты, имеющие ограниченные доказательства канцерогенности для человека и убедительные для животных. К подгруппе 2Б
(225 факторов возможно КГ для человека) отнесены агенты, имеющие
ограниченные или неадекватные доказательства канцерогенности для человека при отсутствии убедительных свидетельств в опытах на животных.
В группу 3 входит 480 наименований факторов, неклассифицируемых в отношении канцерогенности для человека.
4 группа - вероятно неканцерогенные для человека. По оценке
МАИР к ним пока относится только капролактам.
Важно отметить два обстоятельства. Во-первых, оценка канцерогенности того или иного агента для человека может измениться по мере
накопления новых данных. Во-вторых, многие страны составляют свои
национальные перечни КГ, которые в деталях могут не совпадают со
спискам МАИР.
С 01.02.97 г. в РФ введен “Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, КГ для человека”. В
отличие от списка МАИР в него вошли 3,4-бензо(а)пирен (БП) (группа 2А
классификации МАИР); технический 1-нафтиламин, содержащий более
0,1% 2-нафтиламина; медеплавильная промышленность; производство
технического углерода, угольных и графитовых изделий.
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лекция 2.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
БЕЗУСЛОВНЫХ КГ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА (группа 1)
В начале международного перечня факторов, для которых канцерогенная опасность по отношению к человеку безусловно доказана, стоят
отдельные химические вещества и их соединения.
1. 4-Аминобифенил. Орган-мишень - мочевой пузырь. До 1955 г.
использовался в промышленности в качестве антиоксиданта. Встречается
в виде примеси в анилине и дифениламине. Содержится в табачном дыме.
2. Бензидин. Орган-мишень - мочевой пузырь. Во многих странах
производство прекращено, в СССР - с 1988 г. Но есть сведения, что на его
основе изготовляется 250 наименований красителей. Бензидин и его соли
применяются в производстве резины, пластмассы, клеев, печатании ценных бумаг, в лабораторных исследованиях скрытой крови, для определения никотина.
3. Бензол. Мишень - кроветворная система (преимущественно миелоидные лейкозы). Является естественным компонентом нефти (1 - 4%).
Широко используется в нефтехимических и химико-фармацевтических
производствах, при синтезе пластмасс, ионообменных смол, лаков и красок. Основной антропогенный источник - автомобильные выбросы в атмосферу. Одни только страны Европейского Сообщества “поставляют”
этим путем свыше 170 тыс. тонн бензола ежегодно. Содержится в табачном дыме, загрязняет пищевые продукты и питьевую воду.
4. Бериллий и его соединения. Мишень - легкие. Металлический
бериллий широко используется в ядерных реакторах, в производстве рентгеновских трубок, специальных стекол, электронике, турбо- и ракетостроении, авиакосмической технике. Источники загрязнения окружающей среды: выветривание и вымывание из природных залежей, сжигание угля и
нефти, выхлопные газы автотранспорта, промышленные объекты, вырабатывающие или использующие бериллий или его соединения.
5. Бис(хлорметил)эфир и технический хлорметиловый эфир. Мишень - легкие (преимущественно мелкоклеточный рак). В свободном виде
первое соединение в природе не встречается, второе - в небольших количествах. Т.к. хлорметиловый эфир содержит от 1 до 7% примеси
бис(хлорметил)эфира, канцерогенный эффект этих агентов разделить невозможно. Они производятся в небольших количествах для лабораторных
исследований и применяются в синтезе ряда органических соединений и
производстве ионообменных смол.
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6. Винилхлорид (хлорэтилен). Мишень - печень и кровеносные сосуды (ангиосаркомы печени); вероятно - гепатоцеллюлярный рак, опухоли
мозга, легких, лимфатической и кровеносной систем. Имеются сведения о
повышенной частоте спонтанных абортов у жен рабочих винилхлоридных
производств и о высоком уровне врожденных уродств у детей, чьи родители проживали в непосредственной близости от фабрик по производству
поливинилхлорида (ПВХ). В свободной форме в природе не встречается.
Основное применение - производство ПВХ и сополимерных смол. ПВХ
широко используется в строительной и упаковочной индустрии, для изготовления труб и шлангов, изоляционных и медицинских материалов. Загрязнение окружающей среды винилхлоридом (более 200 тыс. тонн/год)
происходит вследствие выбросов в виде паров и сточных вод предприятий
оргсинтеза. Выбросы винилхлорида при производстве ПВХ составляют 0,1
- 0,5 кг/тонну. И кроме того - за счет высвобождения незаполимеризовавшегося мономера, термоутилизации изделий из ПВХ, потерь при производстве, транспортировке и хранении. Попадание в пищу происходит в
основном за счет выделения мономера из упаковочного ПВХ - материала.
Содержится в сигаретах.
7. Горчичный газ (сернистый иприт). Боевое отравляющее вещество. В годы первой мировой войны Германия произвела 7,5 тыс. тонн, в
1917 г. в битве на Ипре использовано 125 тонн горчичного газа (погибло
2229 английских и 348 французских солдат). Применялся во время войны
в Албании в 1935 г. и в войне между Ираком и Ираном. Вызывает опухоли
глотки, гортани, легких у рабочих по производству иприта и лиц, подвергшихся его воздействию.
8. Кадмий и его соединения. Мишени - легкие и предстательная
железа. Широко применяется для изготовления стержней атомных реакторов, в гальванотехнике в качестве антикоррозийных и декоративных покрытий, производстве никель-кадмиевых аккумуляторов. Используется
как стабилизатор поливинилхлорида, пигмента в стекле и пластмассах и
т.д. Источники загрязнения окружающей среды: производство цветных
металлов, сжигание твердых отходов, угля, сточные воды горнометаллургических комбинатов, производство минеральных удобрений, красителей
и т.д. Мировое производство - 20 тыс. тонн. В атмосферу ежегодно попадает 7700 тонн в результате деятельности человека. Только в Балтийское
море попадает ежегодно 200 тонн кадмия. Он хорошо аккумулируется в
животных и растительных организмах. Выводится очень медленно, период
полувыведения - 19 лет.
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9. Каменноугольные пеки. Мишень - кожа, легкие, мочевой пузырь
(вероятно: гортань, полость рта, желудок, кроветворная система). Представляют собой сложные смеси ароматических и гетероциклических соединений, сажистых образований, механических примесей угля и кокса.
Получаются при перегонке каменноугольной смолы, пиролизе нефти, дерева, торфа. Используется в алюминиевой промышленности, в получении
изоляционных материалов, пластмассы, брикетированного угля, дорожного дегтя и т.д.
10. Каменноугольные смолы. Мишень - кожа, легкие (вероятно:
мочевой пузырь, почки, желудочно-кишечный тракт, кроветворная система). Представляют собой сложные смеси органических соединений, среди
которых - ароматические углеводороды, фенолы, гетероциклические вещества, содержащие серу, кислород, азот. Являются побочными продуктами сухой перегонки или коксования угля. Служат сырьем для производства нафталина, фенола, крезолов, пеков, вяжущих материалов для дорожных работ. Используются в сталелитейном производстве, а также как основа мазей для лечения псориаза, нейродермита, атопического дерматита.
11. Минеральные масла (неочищенные). Мишень - кожа (вероятно:
легкие и мочевой пузырь). Сложная группа смазочных продуктов, которые
образуются в различных процессах перегонки сырой нефти. Используются
как смазочные материалы. Опасны для рабочих, связанных с их производством и применением в тонкопрядильном производстве, при механической
обработке металлов (токарные станки и сверлильные аппараты), в производстве джута. Интенсивное движение рабочих частей станков и машин
способствуют превращению масел в аэрозоли и обеспечивает ингаляционный путь поражения организма.
12. Мышьяк и его соединения. Мишени - легкие, кожа; вероятно система кроветворения (лейкозы, миеломы), толстая кишка. Разнообразные соединения мышьяка широко применяются в сельском хозяйстве как
пестициды и гербициды, в медицине и ветеринарии, стекольной, керамической, текстильной и кожевенной промышленности, электронике, в производстве красителей, Ежегодно в мире производится более 60 тыс. тонн
мышьяка. Антропогенные источники: добыча и переработка мышьяковистых руд, пиррометаллургия, сжигание каменного угля, сланцев нефти,
торфа, а также производство и использование суперфосфатов, содержащих
мышьяк ядохимикатов, медицинских препаратов и антисептиков.
13. 2-нафтиламин. Мишень - мочевой пузырь. В ряде стран производство запрещено, в СССР - в 1951 г. Но он еще применяется как промежуточный продукт для получения красителей. Является примесью
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(0,5-10%) не КГ технического 1-нафтиламина, который применяется гораздо шире в производстве красителей, пигментов, гербицидов, антиоксидантов. Может загрязнять сточные воды анилинокрасочных предприятий,
обнаруживается в каменноугольной смоле, дымах отопительных систем, в
сигаретах.
14. Никель и его соединения. Мишень - носоглотка и легкие. Применяется в сплавах с хромом, медью, железом. Используется в химической
промышленности как катализатор многих реакций: в производстве аккумуляторов, в гальванотехнике, керамической промышленности, очистке
нефти, порошковой металлургии. Основные источники загрязнения: отходы, воздушные выбросы, стоки предприятий горнорудной промышленности, цветной металлургии, металлообработки, автотранспорт.
15. Сланцевые масла. Мишень - кожа: вероятно - толстая кишка.
Получают в результате пиролиза масляных сланцев - осадочных пород,
содержащих минеральные компоненты и кераген, а также органический
азот и мышьяк. КГ-опасны производство масел и применение их в текстильной промышленности.
16. 2,3,7,8 - тетрахлордибензо-р-диоксин (ТСДД). Диоксины не
производятся промышленно. Образуются при синтезе химических веществ: гексахлорофена, хлорфенолов, гексахлорбензола, гербицидов на
основе хлордифениловых эфиров, красителей и пигментов, при отбеливании целлюлозы. Образуются при сжигании муниципальных и больничных
отходов, осадков сточных вод, поливинилхлорида, угля, торфа и древесины, автогорючего. Химически чрезвычайно инертные. Основной путь перемещения в природе: источник, воздух, почва, растения, молочный скот,
молочные продукты, человек, грудное молоко, новорожденный ребенок.
Поражение у рабочих хлорных производств и у населения в результате
аварий: раки легких, желудка, простаты, кишечника, саркомы мягких тканей, лейкозы, рак носовой полости, лимфомы, рак молочной железы, миеломная болезнь.
17. Хром шестивалентный и его соединения. Рак легкого (преобладает мелкоклеточный); вероятно - опухоли ЖКТ и предстательной железы.
Основной источник - антропогенный: производство феррохромовых сплавов и лигированной стали, нагревательных элементов электрических цепей, огнеупорных кирпичей, хромовой кислоты и хроматов, применяемых
для синтеза красителей, дубильных веществ.
18. Этиленоксид. Лимфолейкозы и неходжкинские лимфомы, вероятно - рак желудка. Производится в промышленных масштабах и применяется в синтезе поверхностно-активных веществ этиленгликолей, как
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
стерилизационный агент в медицине. Обнаружен в выбросах химических
производств, выхлопных газах (бензиновых и дизельных), пищевых продуктах и табачном дыме.
Эксперты МАИР на основании эпидемиологических исследований
выделяют среди КГ факторов группу хронических инфекций, несмотря на
то, что механизмы канцерогенеза при этих инфекциях не вполне ясны, и
не все инфекционные агенты имеют в природе иных хозяев кроме человека, что исключает постановку экспериментов.
19. Helicobacter pylori признана существенным фактором риска развития рака желудка. Инфицирование происходит через употребление загрязненных продуктов питания и питьевой воды, второй путь передачи оральный.
20. Shistosoma haematobium (трематодный червь) поселяется в кровеносных сосудах мочевого пузыря млекопитающих и птиц, инфицированность взаимосвязанна с высоким уровнем заболеваемости раком мочевого пузыря. Инфекции, вызванные другими видами Shistosoma отнесены
к группам 2Б и 3 по КГ опасности. Путь заражения водный. Основной ареал загрязнения - Африка, Центральная и Южная Америка, страны Средиземноморья, юго-восточная Азия, Западно-Тихоокеанский регион и Турция.
21. Opistorchis viverrini (печеночная двуустка) вызывает хроническое инфицирование желчных путей и поджелудочной железы у человека
и ряда других млекопитающих, употребляющих рыбу. Риску заражения и
возникновения первичного рака печени и желчных протоков подвержено
население России, стран Юго-восточной Азии и некоторых стран Восточной Европы.
22. Вирус гепатита В (ДНК содержащий HBV).
23. Вирус гепатита С (РНК содержащий HCV).
Взаимосвязаны с возникновением первичного гепатоцеллюлярного
рака печени.
24. Вирус иммунодефицита человека. HIV - 1 - безусловный КГ для
человека (саркома Капоши, неходжкинские лимфомы). HIV - 2 относится
к группе 2Б. Формы саркомы Капоши: классическая, впервые описана в
1872 у пожилого мужского населения Средиземноморья и Восточной Европы. Позже описаны: эндемическая форма, не только у мужчин, но и у
детей в Центральной Африке (до 20% всех ЗНО в этом регионе); третья
форма (1960-70 гг.) у пациентов трансплантационных клиник с длительно
подавленным иммунитетом; четвертая - обнаружена в начале 1980 гг. в
США у больных СПИДом.
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
25. Вирус папиломы человека (HPV) 16 и 18 типов ДНКсодержащий. Путь передачи - сексуальные контакты. Взаимосвязаны с раком шейки матки, плоскоклеточным раком влагалища и карциномой пениса. Другие темы HPV отнесены к группе 2А (HPV-31 и 33) и 2Б. Всего их
55 типов.
26. Т-клеточный лимфотропный вирус человека (HTLV - 1). Ретровирус, передается половым путем, при гемотрансфузиях и в/в инъекциях,
от матери к ребенку. Распространен по всему Земному шару с очагами
эндемии в Южной и Центральной Африке, Карибском бассейне, Японии,
Иране. Взаимосвязан с Т-клеточными лейкозами и лимфомами. HTLV - 2
отнесен в группу 3.
27. Вирус Энштейн-Барра (EBV) - герпесвирус, в латентном состоянии широко, если не убиквитарно, распространен в человеческих популяциях. Обычный путь трансмиссии - слюна инфицированных людей.
Взаимосвязан с лимфомой Беркита, неходжкинскими лимфомами, болезнью Ходжкина и карциномой носоглотки.
Продолжают перечень КГ 1 группы индустриальные процессы, для
которых характерно комплексное воздействие нескольких агентов , каждый из которых может и не быть КГ.
28. Производство аурамина. Аурамин до 1955 г. имел применение
как антиоксидант и антисептик и сам относится к группе 2Б. Однако установлена четкая причинно-следственная связь между производством аурамина и возникновением рака мочевого пузыря.
29. Газификация угля. Широко используются бытовой и промышленный горючие газы, полученные сухой перегонкой угля. В воздухе муфельных цехов и смывах рабочих поверхностей большое количество
вредных агентов ПАУ, каменоугольные смолы и их испарения. У работников газовых заводов высок риск возникновения рака легкого, кожи, мочевого пузыря.
30. Подземная добыча гематита с экспозицией к радону. Гематит железная руда, содержащая окись железа и кремний, сам по себе не является КГ. Однако у шахтеров, занятых в подземных разработках гематита с
экспозицией к радону, высок риск возникновения рака легких.
31. Выплавка чугуна и стали. Высокий риск возникновения рака
легкого, желудка, мочеполовой системы обусловлен ингаляционным воздействием комплексом факторов: хром, никель, кристаллический кремний,
асбест, кадмий, ПАУ, формалин, фенолы.
32. Производство изопропилового спирта сильнокислотными процессами (реакция серной кислоты с газообразным пропиленом). У рабо19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
чих, занятых в производстве, повышена частота рака параназальных синусов и гортани, хотя отдельные компоненты не являются КГ.
33. Пошив и ремонт обуви. Высокий риск возникновения рака полости носа (в основном аденокарциномы), лейкозами и анапластической
анемией, а также раками глотки, легкого, печени, мочевого пузыря связан
с воздействием кожевенной пыли, бензола, хлоруглеводородов, хрома.
34. Производственное воздействие аэрозолей, содержащих серную
кислоту, сопряжено с высокой частотой рака гортани, полости носа, легких (строительство, типографические и фотографические процессы, производство электрического оборудования, мыла и детергентов, аккумуляторных батарей).
35. Производство аллюминия. В воздухе рабочих помещений присутствуют ПАУ, масляный туман, фтористые соединения, асбест и другие
опасные вещества. Высок риск возникновения рака легкого, поджелудочной железы, мочевого пузыря, лейкозов, лимфо- и ретикулосарком.
36. Производство кокса. Возможная причина высокой частоты рака
легкого, почек (вероятно и толстой кишки, простаты) - возгоны каменноугольной смолы с большим содержанием ПАУ, ароматических аминов,
фенолов.
37. Производство мебели. Древесная пыль, использование фенолформальдегидных и карбомид-формальдегидных смол в закрытых помещениях являются причинами высокой частоты назальных аденокарцином
и рака легкого.
38. Производство художественных красок и экспозиция к ним. В
красках содержится не только пигменты, но и огромное количество сопутствующих веществ, в т.ч. КГ (галогенизированные углеводороды, кадмий,
хром, мышьяк, сажи, асбест, полихлорированные бифенилы), которые повышают риск возникновения рака легких и кроме того - лейкозов, опухолей мозга и опухоли Вильмса у детей после экспозиции родителей.
39. Резиновая промышленность. В воздухе промзоны присутствуют
сажи, минеральные масла, ПАУ, бензол, винилхлорид, тальк, нитрозамины
и др. Наиболее высок риск рака мочевого пузыря, лейкозов, лимфомы, рака легких, опухолей мозга, вероятно: опухолей ЖКТ, простаты, почек.
40. Производство фуксина. Фуксин используется в бумажной промышленности, в гистологических и химических исследованиях, для окраски текстиля и кожи, сам не является КГ. Однако у рабочих фуксиновых
предприятий - высокая частота опухолей мочевого пузыря.
Перечень КГ 1 группы по классификации МАИР продолжают бытовые привычки.
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
41. Алкогольные напитки (бытовое потребление). Кроме воды и
этанола в состав различных алкогольных напитков входят по крайней мере
1500 химических агентов. Среди них: альдегиды, кетоны, метанол и другие спирты, эфиры, алифатические и ароматические кислоты, фенольные
соединения. Часто присутствуют небольшие количества N-нитрозаминов,
уретан, микотоксины, асбест, мышьяк, пестициды, тяжелые металлы. Выявлена выраженная связь между потреблением алкоголя и раком полости
рта, глотки, гортани, пищевода, печени. Для этих опухолей показан эффект синергизма между алкоголем и курением. Вероятной мишенью для
алкоголя как КГ является молочная железа. Подобной связи не выявлено
для рака желудка, толстой кишки, простаты. Данные для рака легких и
прямой кишки противоречивы.
42. Жевательный бетель с табаком - сложная комбинация зеленых
листьев Piper betle L., орехов пальмового дерева Areca catechu L., катехи
(сухой остаток экстракта сердцевины Acacia catechu) и известь. Привычка
жевать бетель с табаком широко распространена в Индии, Китае, Индонезии и некоторых странах Африки и взаимосвязана с высокой частотой рака полости рта, глотки, пищевода, основания языка.
43. Табак (курение, табачный дым). При курении происходит пиролиз табачных продуктов и образование дыма. В нем содержится более 3
900 химических веществ, среди которых и явные КГ: 2-нафтиламин, бензол, 4-аминобифенил, винилхлорид, а также бензо(а)пирен (явный КГ по
российскому национальному перечню КГ) и другие ПАУ, и кроме того ряд
КГ металлов и радионуклидов. Наиболее выраженная зависимость от курения установлена для рака легкого (до 80% случаев). Главные факторы,
определяющие частоту рака легкого: 1)количество выкуриваемых сигарет;
2)возраст начала курения и общий стаж, причем последний наиболее значим, чем количество выкуриваемых сигарет; 3) способ курения (у курильщиков трубок и сигар риск меньше); 4) содержание в табаке смолы; 5)
наследственная предрасположенность. Очевидна связь курения и опухолей мочевыводящей системы: почечных лоханок, мочеточников, мочевого
пузыря, уретры, почки, а также опухолей гортани, полости рта и в меньшей степени - глотки и пищевода. Вероятна связь с возникновением рака
молочной железы.
44. Табачные продукты (бездымные) Привычка жевать и нюхать
табак распространена среди коренного населения Центральной и Южной
Америки, Индии, Арабских странах, азиатских республик бывшего СССР,
Афганистана и Пакистана. Существуют разные способы употребления табака для жевания в соответствии с национальными обычаями. Жевание
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
нюхательного и жевательного табака по способу хайни - явно канцерогенно для человека (рак полости рта, носа и ротоглотки), а взаимосвязь
рака и нюханья табака, а также жевания других табачных продуктов (наса,
мишри, насвара и других) сомнительна.
Следующими по списку МАИР идут пыли и минеральные волокна.
45. Асбест - общее название природных волокнистых материалов.
Попадает в воду и в воздух при добыче из природных залежей, а также при
переработке и измельчении, в т.ч. в результате износа и разрушения асбестосодержащих материалов: асбестоцементных труб и листов, асфальта и
виниловых плиток для половых покрытий, изоляционных и огнеупорных
материалов, огнестойкой спецодежды, тормозных прокладок и покрытия
сцеплений в автомобилях. Существуют прямая зависимость между производственной экспозицией к асбесту и возникновением плевральных и перитонеальных мезотелиом, реже - рака легкого, вероятно - мезотелиом вагинальной оболочки яичка и перикарда.
46. Древесная пыль, с которой контактируют рабочие в производстве мебели, содержит большое количество органических веществ с высокой биологической активностью: терпены, флавоноиды, фенолы, таннины,
хиноны и др. Установлена связь с раками полости носа и параназальных
синусов, вероятно с мезотелиомами и лимфогранулематором.
47. Кремний кристаллический. Основные формы (кристобалит,
кварц, тридимит). Широко используется в стекольной, литейной, керамической, металлургической промышленности, а также в качестве абразивных материалов для покрытия спортивных площадок. Повышение смертности от рака легкого отмечено у рабочих каменоломен при добыче кремниевой руды и у рабочих керамической промышленности.
48. Сажи. Образуются при пиролизе и неполном сгорании углеродсодержащих соединений. В составе саж доминируют ПАУ. Основные контактеры с сажами - трубочисты, печники, кочегары. Первое описание профессиональной опухоли - в 1775 г., рак кожи мошонки у трубочистов в
Англии (П. Потт). Кроме рака кожи - рак легкого, вероятно, рак пищевода, первичный рак печени, лейкозы.
49. Тальк, содержащий асбестовые волокна. Достоверное превышение смертности от рака легких отмечено у рабочих, занятых в добыче
тальковой руды и ее помоле. У женщин, использующих тальк в качестве
присыпок, повышен риск возникновения рака яичников.
50. Эрионит. Достаточно широко распространенный природный
волокнистый материал неасбестовой природы, входит в состав вулканических туфов и используется как селективный абсорбент в химической про22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
мышленности, в качестве строительного материала и в сельском хозяйстве
как естественное удобрение. Исследования турецких ученых в Центральной Анатолии, где в почве и строительных материалах содержался эрионит, установлена необычайно высокая частота мезотелиомы плевры и рака
легкого, которые нельзя было связать с асбестом. В экспериментах на животных доказана его КГ активность.
Далее в перечне КГ 1 группы МАИР следуют пищевые продукты и
пищевые контаминанты.
51. Афлатоксины. Продуцируются некоторыми штаммами грибов
Aspergillus flavus и parasiticus, которые встречаются повсеместно, и поэтому масштабы загрязнения ими пищевых продуктов и кормов для животных весьма значительны (преимущественно в арахисе и плодах других
масляничных культур, кукурузе, семенах хлопчатника, древесных орехах;
часто в кормах для животных и животных тканях, в яйцах, рыбе, в домашней птице, в молоке и молочных продуктах, в том числе молоке кормящих
матерей. Существует 4 основных формы афлатоксинов, которые по выраженности токсического дейсвия на печень эмбриона и взрослого человека
распределяются т.о. : В1>G1>G2>B2. Многочисленные эпидемиологические исследования выявили безусловную канцерогенность афлатоксинов в
отношении печени, и вероятную - в отношении легких. Корреляционные
исследования в Китае установили, что связь первичного рака печени гораздо выраженнее с экспозицией к афлатоксину В1, чем инфицированностью вирусом гепатитом В.
52. Соленая рыба, приготовленная китайским способом. Суть способа заключается в том, что непотрошенную рыбу мелких и средних размеров сушат на солнце, помещая ее не в рассол, а в сухую соль. При этом
вода из мякоти рыбы постепенно замещается солью. В такой рыбе высоко
содержание N-нитрозаминов, N-нитрозамидов, нитритов, солеустойчивых
бактерий Staphylococcus aureus и грибов. Потребление такой рыбы строго
и дозо-зависимо коррелирует с частой назофарингиальных карцином, вероятно с раком пищевода и желудка.
Среди радиоактивных КГ в перечне 1 МАИР приведены радон и
солнечная радиация.
53. Радон, благородный газ, является продуктом повсеместно распространенного радия и встречается в нескольких изотопных формах, но
только две из них 222Rn и 220Rn находятся в окружающей человека среде.
Достаточно заметное количество радона обнаруживается в различных помещениях, особенно в нижних этажах. Источники радона - кирпич, бетон,
строительный камень, глина, но главное - земля под строением. Подсчита23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
но, что 1 из 300 ныне живущих жителей США погибают от рака легких,
вызванного радоном. В т.н. неблагоприятных домах этот исход ожидает 1
из 30 человек. Другой источник радона - подземные выработки, шахты.
Отмечено, что курение увеличивает риск возникновение рака легкого у
шахтеров.
54. Солнечный свет, особенно УФ часть спектра, признан безусловно КГ для человека, т.к. он индуцирует плоскоклеточный рак кожи и
меланому.
Завершает перечень КГ 1 группы медицинские препараты и методы
лечения. Не касаясь фармакологии и клинических аспектов применения
этих препаратов отметим лишь их КГ действия, признанные экспертами
МАИР.
55. Азатиоприн. Как иммунодепрессант применяется для профилактики отторжения пересаженных тканей и органов, при аутоиммунных и
других заболеваниях. Один или в сочетании с преднизолоном повышает
частоту неходжкинских лимфом, холангио- и гепатокарцином, мезенхимальных опухолей и плоскоклеточного рака кожи.
56. Анальгетические смеси, содержащие фенацетин (и кроме него
производные аспирина, кодеина, преднизолона). Доказана позитивная
связь между злоупотребление таких смесей и развитием рака мочевого пузыря и почечных лоханок.
57. Милеран (миелосан). Химиотерапевтичекое средство для лечения лейкозов, в частности - хронического миелоидного лейкоза. У больных, принимавших милеран возникают различные злокачественные новообразования. Описан случай возникновения лейкозов у 4 из 69 пациентов
через 5 лет после резекции легкого по поводу рака и затем леченных милераном.
58. Хлорнафазин. Химиопрепарат для лечения лейкозов и неходжкинских лимфом. Может индуцировать рак мочевого пузыря.
59. Диэтилстильбэстрол. Гормональный препарат для лечения климактерических состояний, сенильных вагинитов, дисфункциональных маточных кровотечений, недоразвития женских гонад, рака молочной железы и простаты. Повышает риск развития эндометриальных карцином; рака
грудной железы у мужчин при лечении рака простаты; светлоклеточных
карцином влагалища и шейки матки у девочек и женщин от 10 до 30 лет,
родившихся от матерей, получавших диэтилстильбэстрол во время беременности. В подобной ситуации у мальчиков появляются доброкачественные опухоли половой сферы.
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
60. Контрацептивы пероральные, применяемые циклически (комбинация эстрогены-прогестины), повышают риск развития рака эндометрия.
61. Контрацептивы пероральные, комбинированные, применяемые
независимо от цикла (этинодинол-диацетат+эстрогены; хлормадинонацетат+эстрогены; линоэстренол + эстрогены; мегестрол-ацетат + эстрогены; норетистерон + эстрогены; норетинорел + эстрогены, норетинодрел +
эстрогены; прогестерон + эстрогены) вызывают доброкачественые и злокачественные опухоли печени. Риск возникновения рака шейки матки, молочной железы не повышается значимо, зато снижается риск возникновения рака яичников и эндометрия.
62. Мелфалан (сарколизин) применяется для лечения злокачественных опухолей, главным образом множественной миеломы, злокачественной меланомы и аденокарциномы яичников, резко увеличивает риск
развития лейкозов в течение первых 10 лет после начала химиотерапии.
63. Метоксален в сочетании с УФ-облучением используется для лечения псориаза и микоза кожи, повышает риск возникновения базальнои плоскоклеточного рака кожи и меланом кожи.
64. Комбинация алкилирующих агентов для химиотерапии злокачественных опухолей. МОРР (азотистый иприт, винкристин, прокарбазин,
преднизолон) и в меньшей степени ABVD (адреамицин, блеомицин, винбластин и дакарбазин) повышают риск развития острых нелимфатических
лейкозов в течение первых 10 лет после начала химиотерапии. В ряде
случаев при лечении МОРР болезни Ходжкина возникали лимфомы и рак
легких, опухоли ЦНС, щитовидной железы, саркомы, меланомы.
65. Тамоксифен. Широко применяется для терапии и профилактики
метастазирования рака молочной железы, а также для предупреждения
сердечно-сосудистых заболеваний и остеопороза. Убедительно доказана
его способность индуцировать рак эндометрия.
66. ТИОТЭФ (тиофосфамид). Цитостатик для лечения лимфом, раков молочной железы и яичников, других опухолей, повышает риск возникновения нелимфоидных лейкозов.
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
67. Треосульфан. С 1969 г. применение ограничено только химиотерапией рака яичников из-за побочных эффектов, повышает риск развития нелимфоидных лейкозов.
68. Хлорамбуцил. Широко используется как иммунодепрессант и
противоопухолевый цитостатик для лечения лимфом, хронических миелолейкозов, саркомы Капоши, карцином легких, молочной железы, яичников, шейки матки, яичка. Индуцирует нелимфоидные лейкозы.
69. 1-(2-Хлорэтил)-3-(4-метилциклогексил)-1-нитрозомочевина
(Метил-СCNU). Применялась в исследовательских программах по лечению онкологических больных. При лечении опухолей ЖКТ повышают
риск развития нелимфоидных лейкозов.
70. Циклоспорин. Иммунодепрессант, широко применяется в
трансплантологии и лечении различных иммунопатологий; повышает риск
развития лимфом и саркомы Капоши.
71. Циклофосфамид. Один из наиболее распространенных препаратов в онкологической клинике, как иммунодепрессант - в трансплантологии и лечении аутоиммунных заболеваний; повышает риск развития рака мочевого пузыря, острых нелимфоидных лейкозов и других новообразований.
72. Эстрогенотерапия. Повышает риск развития рака эндометрия,
вероятно - молочной железы.
73. Эстрогены нестероидные. По существующим в МАИР правилам
группа агентов оценивается в целом и нет необходимости обсуждать действие индивидуальных агентов, входящих в эту группу. Коль скоро признанный КГ-еном диэтилстильбэстрол входит в группу нестероидных эстрогенов, все препараты этой группы причисляются к КГ (диеноэстрол,
гексоэстрол, хлоротрианизол), хотя и не имеют четких доказательств КГсти для человека.
74. Эстрогены стероидные. Повышают риск развития рака эндометрия, вероятно-молочной железы. Включены в 1 группу КГ по этому же
правилу. Индивидуальная оценка сделана для эстрадиола - 17, эстрена,
этилэстрадиола, местранола и эстриола.
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Как говорилось выше, в Российский национальный перечень кроме
этих 74 факторов внесен также и БП. БП имеет индикаторное значение для
большой группы ПАУ, которые распространены убиквитарно, т.е. встречаются практически во всех сферах окружающей человека среды. Индикаторная роль БП обоснована следующими наблюдениями:
1) БП всегда находят там, где присутствуют другие ПАУ;
2) БП обладает наибольшей относительной стабильностью в объектах окружающей среды по сравнению с другими ПАУ;
3) существующие физико-химические методы индикации БП в различных средах являются наиболее чувствительными среди методов определения ПАУ.
Фоновое содержание ПАУ в окружающей среде обеспечивается
природными источниками: вулканической деятельностью; образованием
нефти, угля и сланцев. Содержание БП в угле и нефти - от сотен до тысяч
мкг/кг. Различные микроорганизмы и растения обладают способностью
синтезировать ПАУ. Из этого источника в биосферу поступает ежегодно
до 1000 тонн БП. Еще одним природным источником ПАУ являются лесные пожары.
Однако антропогенное загрязнение среды ПАУ и БП многократно
превышает фоновое, существовавшее в природе на протяжении тысячелетий. Основные антропогенные источники ПАУ:
1) Стационарные т.е. промышленные выбросы от коксохимических,
металлургических, нефтеперерабатывающих предприятий, а также отопительных и теплоэнергетических систем;
2) передвижные, т.е. наземный , в основном, автомобильный транспорт, авиация, водный транспорт. Только из газотурбинных авиационных
двигателей в атмосферу попадает ежегодно более 5000 тонн БП. БП присутствует в табачном дыму (до 40 мкг/сигарету); городском воздухе (0,05
- 74 нг/куб.м); выхлопных газах бензиновых двигателей (50 - 80 мкг/литр
топлива); выхлопах дизельных двигателей (2 - 170 мг/кг экстракта); отработанных машинных маслах (5,2 - 35,1 мг/кг), водоемах (0,2 - 13000 нг/л);
чае (3,9 - 21,3 мкг/кг), кулинарных продуктах.
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
БП и другие ПАУ образуются главным образом при горении различных видов топлива при температурах около 800о и свыше 5000о. Они
включаются в биосферный круговорот веществ, переходят из одной среды
в другую, например, из воздуха в почву, из почвы в растения и, наконец, в
пищу человека. В воздухе, почве, воде ПАУ не существуют в молекулярно-дисперсионном состоянии. Они, как правило, связаны с частицами пыли, в воде с различными поверхностными компонентами. В воздухе распространение ПАУ определяется дисперсионностью частиц, на которых
они адсорбированы, удаленностью источника выброса от земли и климатическими условиями (ветер, влажность, температура, осадки). Мелкодисперсионная пыль остается в верхних слоях атмосферы, частицы средней
дисперсности (1-10 мкм) длительно персистируют в зоне дыхания человека, животных и растительных организмов, крупные частицы выпадают из
воздуха и переходят в почву, растения, воду. ПАУ вместе с дымами из
промпредприятий разносятся на огромные расстояния. Например, высокие
трубы теплоэнергетических систем Англии обеспечивают загрязнение атмосферы и водоемов стран Скандинавии и Восточной Европы.
В заключение еще раз подчеркнем главные моменты о канцерогенных факторах: 1) оценка канцерогенности осуществлена лишь для очень
небольшой доли известных и контактирующих непосредственно с человеком веществ; 2) существует большая группа факторов, вероятно и возможно канцерогенных для человека, каждый из которых может быть причислен к группе явных КГ при получении дополнительных данных; 3) в реальной жизни, в быту и на производстве, человек контактирует с огромным количеством факторов, каждый из которых может и не обладать КГ
эффектом, но в комплексе они могут действовать как безусловные КГ; 4)
канцерогенность - понятие вероятностное, один и тот же фактор м.б. безусловно опасным для одного человека и совсем неопасным для другого,
поэтому определение индивидуальной чувствительности к КГ - задача не
менее, а очевидно и более значимая для каждого человека, чем причисление того или иного фактора к какой-либо группе в перечне МАИР или в
национальных перечнях.
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лекция 3.
ОБЩЕБИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
И МЕХАНИЗМЫ КАНЦЕРОГЕНЕЗА
Все КГ факторы обладают рядом общих свойств их воздействия на
организм, несмотря на существенные различия в происхождении и физико-химических свойствах.
Прежде всего для реализации эффекта КГ характерен длительный
латентный период. Установлено, что латентный период в случае развития
лимфом составляет 2 - 5 лет; рака мочевого пузыря, вызванного контактом
с ароматическими аминами - 18 лет; рака легких и мезотелиомы плевры 20-40 лет после вдыхания асбестовой пыли; такой же срок - и в случае с
раком кожи после воздействия мышьяка.
Отрезок времени после контакта с КГ (проникновением КГ в организм) и возникновением и началом размножения малигизированных клеток принято называть биологическими или истинным латентным периодом. Клинический латентный период значительно длиннее биологического - он длится до обнаружения опухолевых клеток, в большинстве случаев
до выявления непосредственно опухоли. Самая ранняя диагностика возможна при достижении опухолью массы 1 мг, при этом она состоит из 1
млн. клеток, и в крови уже могут циркулировать злокачественные клетки.
Принимая во внимание то, что последствия контакта с КГ выявляются значительно позже самого контакта, необходима проверка возможной канцерогенности агентов еще до того, как они попадают в окружающую среду и с ними соприкоснется человек в своей жизни. Длительность
латентного периода может составлять от 10 до 50% продолжительности
жизни человека и во многом зависит от генетических, половых, гормональных, иммунных и других индивидуальных особенностей организма, В
связи с этим необходимо выбрать критерии оценки индивидуального КГ
риска, научиться определять узловые точки приложения возможных модификаторов канцерогенеза для того, чтобы снизить вероятность возникновения опухоли или, по крайней мере, увеличить длительность истинного, биологического латентного периода.
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В рандомизированных экспериментах, где исключены видовые, линейные, половые, возрастные и иные различия, достаточно четко выявляются прямые корреляции “доза-ответ” и “время-ответ”. Т.е. чем больше
доза КГ и время экспозиции, тем более выражено опухолеродное действие
агента. Однако корректнее говорить об определенной закономерности
“доза-время-эффект”. Это означает, что чем выше доза, тем короче латентный период и тем с большей частотой возникают опухоли. Естественно такая картина не наблюдается в случае сверхвысоких токсических доз.
Действие опухолеродных агентов является необратимым. Это четко демонстрируется фактами индукции опухолей после однократной аппликации КГ. Но обычно однократное применение КГ не приводит к развитию опухолей, а нужно длительное время воздействия отдельных доз. С
уменьшением или дроблением отдельных доз латентный период увеличивается. Но при этом эффект каждой дозы сохраняется и суммируется на
протяжении жизни.
Если это положение выразить в виде математической формулы и
графика, можно сделать очень важный вывод, а именно - даже весьма малые дозы КГ способны индуцировать рак. Т.е. субпороговых доз не существует. Хотя следует учитывать, что в эксперименте это трудно доказать,
т.к. в случае очень низких доз КГ латентный период может быть больше,
чем продолжительность жизни (животное погибает раньше, чем у него
возникает опухоль).
Многочисленные эпидемиологические исследования показывают,
что общая частота злокачественных опухолей у человека и животных увеличивается с возрастом. Примерно половина всех случаев новообразования наблюдается у лиц старше 60 лет. Риск заболеть ракам в течение 5
предстоящих лет для людей 25-летнего возраста составляет 1 : 700, а в
возрасте 65 лет - 1 : 14. Предполагается, что по мере старения экспозиция
организма к различным экзогенным КГ факторам увеличивается и повышение частоты объясняется указанной выше закономерностью “дозавремя-эффект”. Другая возможная причина наблюдаемого явления - возникновение с возрастом гормонально-метаболических сдвигов, которые
ведут к появлению эндогенных КГ факторов, эффект которых тоже накап30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ливается и суммируется с эффектами экзогенных КГ. И наконец, вполне
очевидно уменьшение с возрастом индивидуальной резистентности организма к КГ любой природы.
Тем не менее из этого правила есть некоторые, хорошо известные
исключения. Например, возникновение нефробластом характерно для
раннего детского возраста, пик заболеваемости приходится на 2 - 3 года, а
после 5 лет частота нефробластом резко идет на убыль. Частота рака молочной железы постепенно нарастает у женщин от 20 до 50 лет, а затем
заметно снижается. Такая же закономерность с пиком заболеваемости в 60
лет прослеживается и в случае рака эндометрия. Это говорит об особенной
возрастной чувствительности различных органов и тканей к КГ влияниям.
Чем обусловлены эти особенности, до сих пор окончательно не установлено.
Практический интерес представляет феномен антиканцерогенеза
или комбинированного, совместного действия КГ. Об одном аспекте этой
проблемы уже говорилось выше, а именно об усилении реальной опасности суммарного и даже взаимного потенцирующего действия различных
КГ. Вместе с тем, экспериментальные исследования показывают, что при
совместном применении отличных или близких по структуре КГ может
наблюдаться и ослабление эффекта. Например, опухоли кожи у мышей
возникают значительно реже при совместном воздействии КГ одной химической группы ПАУ - дибензантрацена и бензантрацена. Предполагается, что ослабление канцерогенеза в данном случае обусловлено конкуренцией двух КГ за связывание с внутриклеточными рецепторами ПАУ.
Ослабление КГ эффекта может наблюдаться и при комбинации веществ
разных химических групп и обладающих разной органотропностью.
Например, образование опухолей печени, индуцированных ароматическими аминами или азосоединениями, тормозится одновременным воздействием некоторыми ПАУ.
Перечисление общебиологических закономерностей канцерогенеза
можно было бы продолжить, но они представляют пока больше теоретический, нежели практический интерес. Современные представления о ме-
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ханизмах канцерогенеза совершенно необходимы для того, чтобы понять
сущность подходов к профилактике злокачественных опухолей.
Одно из самых значительных достижений экспериментальной онкологии - это признание того, что канцерогенез, индуцированный химическими агентами, представляет собой многоступенчатый процесс. Этот феномен показан на моделях развития опухоли кожи, печени, мочевого пузыря и кишечника в экспериментах и подтвержден убедительными данными эпидемиологии новообразований у людей.
Канцерогенез, как процесс возникновения и развития неопластических изменений, включает в себя последовательные фазы инициации,
промоции и прогрессии, т.е. реализуется только при определенном порядке воздействия сменяющих друг друга экзо- и/или эндогенных канцерогенных факторов, каждый из которых в отдельности не способен привести
у индукции опухолей. Феномен инициации - промоции, открытый впервые
на модели канцерогенеза в коже, заключается в следующем. Повторным
нанесением на кожу мышей ПАУ можно вызвать опухоль на месте контакта КГ. Однократной обработки КГ при подборе соответствующей подпороговой дозы КГ оказывается недостаточно. Если, однако, после однократного воздействия подпороговой дозы КГ на кожу в течение определенного времени многократно наносить другое вещество, например, кротоновое масло, то опухоли образуются. Нанесение кротонового масла без
предварительной обработки КГ, а также нанесение кротонового масла перед обработкой КГ не приводят к образованию опухолей. Для получения
эффекта обработка кротоновым маслом должна продолжаться в течение
какого-то минимального периода, равного нескольким неделям в случае
канцерогенеза кожи у мышей. Действующим промоторным агентом кротонового масла является т.н. 12-О-тетрадеканоил-13-ацетат (ТФА). Промоторы для человека экзогенного происхождения содержатся в экстрактах
листьев табака и конденсате табачного дыма. К эндогенным промоторам
относятся желчные кислоты.
Первая фаза канцерогенеза это инициация - процесс возникновения
первичных изменений генотипа клеток-мишеней, выражающийся в необратимом переходе этих клеток в предрасполагающее к трансформации
(инициированное) состояние.
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис.1 Биохимический и межклеточный дисбаланс при канцерогенезе.
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Основные характеристики инициации:
 инициация - это качественный и необратимый процесс, в основе которого лежат изменения генотипа, мутации;
 изменения генотипа происходят вследствие взаимодействия ДНК с инициирующим агентом - биологически активной формой канцерогена;
 однократные воздействия инициирующего агента суммируются, накапливаются;
 теоретически однократное воздействие инициирующего агента в любой
дозе является достаточным для перехода нормальной клетки в инициированное состояние.
Большинство КГ фактически можно считать лишь проканцерогенами. Проканцероген или непрямой КГ - это вещество, которое приобретает индуцирующую способность только после метаболической активации. Сами по себе в нативном состоянии эти КГ химически инертны и
биологически неагресивны. И только под действием особых ферментов
они превращаются, трансформируются в химически активные и биологически агрессивные метаболиты, способные связываться с макромолекулами организма (ДНК, РНК, белками). Процесс ферментативных превращений проканцерогена в инициирующие агенты, биологически агрессивные
метаболиты так и называются - биотрансформация КГ. В отличие от
проКГ или непрямых КГ прямые КГ - это химические соединения, которые не нуждаются в биотрансформации или метаболической активации
для проявления специфического эффекта.
Биотрансформация КГ - это частный случай биотрансформации
низкомолекулярных водонерастворимых чужеродных соединений - ксенобиотиков. Явление биотрансформации - универсально, ферменты метаболизма ксенобиотиков обнаружены во всех живых организмах, включая
бактерии. Первичные функции этих ферментов в эволюции живой природы не вполне ясны, однако их роль в поддержании химического гомеостаза клетки изучена хорошо: выделены и охарактеризованы их гены и отдельные аллели; исследованы тканевые особенности ферментативной активности; определены вещества, повышающие и понижающие активность
разных изоформ этих ферментов и т.д. Не останавливаясь на деталях химических реакций ксенобиотиков в организме, рассмотрим основные
принципы, основную последовательность и варианты биотрансформации.
Выделяют две фазы биотрансформации (первую и вторую) и соответственно две группы ферментов. Ферменты 1 фазы превращают водонерастворимые липофильные ксенобиотики в водорастворимые гидрофильные метаболиты. Суть этого процесса состоит в том, чтобы предотвратить
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
накопление в клеточных мембранах липофильных чужеродных соединений. Как известно, все мембранные структуры клеток представляют собой
двойной слой липидов, в основном жирных кислот. Поэтому любое вещество, нерастворимое в воде легко проникает в липидные мембраны, нарушает их физико-химическое состояние, архитектонику и подвижность
встроенных в мембраны белков и ферментов и в конце концов - функции
отдельных компонентов клетки. Ферменты 1 фазы биотрансформации
окисляют жирорастворимые, липофильные ксенобиотики и тем самым
превращает их в гидрофильные метаболиты. В таком состоянии ксенобиотики легко вымываются из клеток и из организма. Однако этот процесс
имеет и крайне негативные последствия. Химически инертные нативные
ксенобиотики после окисления ферментам 1 фазы биотрансформации превращаются в химически активные и биологически агрессивные соединения. За счет присоединения активных химических групп (гидроксильных,
эпоксидных) они приобретают не только способность хорошо растворятся
в воде, но и образовывать прочные химические связи с макромолекулами,
как говорилось ранее. Для предотвращения этих пагубных для клетки последствий существуют ферменты 11 фазы биотрансформации. Их роль заключается в том, чтобы присоединить к активной химической группировке агрессивного метаболита какое-нибудь низкомолекулярное соединение
таким образом, чтобы инактивировать эту группировку, но при этом и сохранить водорастворимые свойства метаболита. Чаще всего происходит
конъюгация метаболитов с глютатионом и остатками глюкуроновой и других кислот в составе различных низкомолекулярных соединений клетки.
Поэтому из организма ксенобиотики и в частности КГ выводятся в виде
конъюгатов с глютатионом и другими мелкими молекулами.
Таким образом, возможны 2 конечных варианта биотрансформации
КГ. Первый - инактивация и полное выведение из организма. Второй - образование и накопление избытков биологически агрессивных метаболитов.
Очевидно, что эти исходы биотрансформации КГ зависят от сбалансированности, уравновешенности активностей ферментов 1 и 11 фазы. Если
активность ферментов 11 фазы соответствует или превышает активность
ферментов 1 фазы, то процесс биотрансформации КГ развивается физиологично, скорость образования активных метаболитов и скорость их инактивации и выведения сбалансированы, и воздействие КГ не приводит к
возникновению опухолей. И наоборот, если активность ферментов 11 фазы ниже, чем активность ферментов 1 фазы, то баланс активации и инактивации нарушается и биотрансформация КГ запускает процессы инициации.
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Главными представителями ферментов 1 фазы метаболизма ксенобиотиков являются цитохромы Р-450. Они подразделяются на семейства,
подсемейства и отдельные изоформы. У каждого гена цитохромов Р-450
имеется по несколько аллельных вариантов изоформ. Активность разных
изоформ может существенно различаться, в 10 и 100 раз. Каждая изоформа Р-450 окисляет определенное химическое соединение. Это называется
субстратной специфичностью фермента. Однако, часто наблюдается перекрест специфичности, когда один фермент способен метаболизоровать и
другие вещества, кроме типичного для него. Выделяют базовый уровень
активности фермента, постоянный, конституциональный. И кроме этого
индуцированный уровень. Например, базовый уровень цитохрома CYP
1А1, метаболизирующего ПАУ очень низок, почти не определяется в отсутствии ПАУ. Но при воздействии даже очень малых доз ПАУ активность этого фермента возрастает в 1000 и более раз. У человека CYP 1А1
экспрессируется в легких, почках, кишечнике, клетках крови, но не в печени. А у грызунов, крыс и мышей, наоборот, печень является главным
органом метаболизма ПАУ и других КГ. Межвидовые различия необходимо учитывать при изучении процессов метаболизма КГ различной химической структуры и происхождения.
Цитохромы Р-450 метаболируют не только ксенобиотики, но и
низкомолекулярные жирорастворимые эндобиотики, например стероидные гормоны. Некоторые их метаболиты являются генотоксичными, т.е.
являются эндогенными КГ. Установлено, что КГ окружающей среды,
например ПАУ, способны изменять активность цитохромов Р-450 для
эстрогенов таким образом, что происходит сдвиг метаболизма в сторону
накопления более генотоксичных форм эстрогенов.
Наиболее изученым ферментом 11 фазы биотрансформации является глютатион-S-трансфераза. Для него тоже известны аллельные варианты с высоким и низким уровнем активности.
Наличие у каждого фермента множественных изоформ, которые
могут существенно отличаться друг от друга уровнем экспрессии, субстратной специфичностью и другими свойствами, называется полиморфизмом. Исследованию полиморфизма ферментов биотрансформации на
генетическом уровне или, другими словами, исследованию метаболического статуса организма придается в последнее время все большее значение в прогностическом аспекте. Установлено, что определенные комбинации отдельных аллелей генов ферментов 1 и 11 фазы метаболизма связаны
с большим или малым риском возникновения тех или иных опухолей у человека. Кроме молекулярно-генетического анализа для исследования ме36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
таболического статуса применяются методы определения активности ферментов, иммунохимические методы обнаружения определенных изоформ
ферментов в клетках, физико-химические методы анализа метаболитов
индикаторных соединений или самих КГ в моче.
Вторым этапом инициации является взаимодействие образовавшихся метаболитов с клеточными мишенями, главным образом с ДНК.
Продукты такого взаимодействия называются аддуктами. При формировании аддуктов происходит изменение электронной плотности и пространственной конфигурации отдельных нуклеотидов в ДНК. В результате аденин приобретает свойства гуанина и наоборот. Аналогичные явления происходят и с парой тимин-цитозин. Следствием этого являются ошибки в
построении новых цепочек ДНК при делении клеток, т.е. точковые мутации, замена одного нуклеотида на другой. Возможны и другие, более
опасные процессы. В частности, индукция генетических ошибок в ферментах репарации ДНК. Тогда процесс мутагенеза выходит из под жесткого контроля восстановления нарушенного генетического кода клетки и
всех ее потомков. Не менее грозным является и взаимодействие метаболитов с низкомолекулярными соединениями, имеющие важное значение для
синтеза ДНК. Например, метилирование гуанина приводит к нарушению
комплементарности в сочетании “гуанин-цитозин”. Вместо этого образуется пара “метилгуанин-тимин”. Принимая во внимание, что в норме тимину соответствует аденин, то пара оснований “гуанин-цитозин” заменяется на пару “аденин-тимин”, что и приводит к нарушению генетического
кода.
Третий этап инизации - это фиксация индуцированных изменений.
Указанные выше повреждения ДНК должны проявиться в потомстве клеток-мишеней, способных давать пролиферативный пул. Здесь главную
роль играют ферменты репарации ДНК. Эти ферменты и соответствующие
гены изучены недостаточно хорошо и поэтому их анализ пока не используется для характеристики фазы инициации, зато анализ разнообразных
аддукторов КГ-ДНК находит все большее применение для определения
риска возникновения злокачественных опухолей у человека.
Вторая фаза канцерогенеза - промоция. Это процесс возникновения
вторичных, эпигеномных изменений фенотипа инициированных клеток,
завершающийся переходом их в необратимое трансформированное состояние.
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Основные характеристики промоции:
 изменения затрагивают не генотип, а фенотип клеток;
 фенотипические изменения наступают под действием особых веществ промоторов;
 опухолевые промоторы не эффективны, если они применяются перед
воздействием инициатора;
 промоцирующий эффект возникает независимо от интервала между
первоначальном воздействием инициатора и последующим применением промотора;
 для реализации программы канцерогенеза необходимо длительное и
непрерывное воздействие промотора;
 необходимым, но недостаточным условием промоции является пролиферация инициированных клеток.
Несмотря на интенсивные исследования промоторов in vitro и in
vivo, механизмы их действия остаются во многом неясными. они вызывают самые разнообразные реакции в клетках. Они ингибируют формирование и функционирование межклеточных контактов, играющих основную
роль в контроле клеточной пролиферации и дифференцировки. Они последованно через собственные рецепторы нарушают рецепторные взаимодействия клетки с другими гуморальными внеклеточными лигандами
(факторами роста, гормонами). Они часто проявляют активность индукторов цитохромов Р-450, тормозят апоптоз, стимулируют образование активных форм кислорода и т.д. Все эти изменения носят эпигеномный характер и направлены они на выход инициированной клетки из-под контроля внеклеточных росторегулирующих факторов организма.
После того, как трансформированная клетка выходит из-под контроля внеклеточных факторов регуляции, начинается фаза прогрессии автономного размножения клеток, образующих опухоль. К этому моменту
трансформированная клетка, как правило, накопила 5-6 относительно независимых мутаций. В процессе роста в опухоли происходят дальнейшие
изменения в генетическом аппарате, разные в отдельных потомках, субклонах первичной трансформированной клетки. Это явление называется
генетической нестабильностью и проявляется в морфологии и в поведении
разных субклонов. Некоторые из них приобретают способность к метастазированию. Поэтому первичные узлы и метастазы могут иметь значительные молекулярно-генетические, морфологические и иные различия. Также могут существенно различаться между собой и разные метастазы одной
и той же опухоли. Это явление называется гетерогенностью опухоли. Оно
имеет очень важное практическое значение, т.к. отдельные субклоны об38
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ладают различной чувствительностью к специальному противоопухолевому лечению. В процессе химио-, гормоно- и радиотерапии может происходить и часто происходит отбор нечувствительных к этим воздействиям
клонов опухоли, которые впоследствии приводят к рецидивированию опухоли в наиболее агрессивных вариантах, неподдающихся никаким видам
лечения. Генетическая гетерогенность опухолей - один из главных ограничителей для самого современного вида лечения - генотерапии. Ранее с гетерогенностью пришлось столкнуться и онкоиммунологам, применение
противоопухолевых вакцин оказалось резко ограниченным антигенной
гетерогенностью опухоли и ее метастазов.
Характерной чертой прогрессирующего опухолевого роста является инвазия опухоли в окружающие ткани и метастазирование. В основе
этих явлений лежит повышенная продукция трансформированными клетками различного рода протеолитических ферментов, которые расщепляют
межклеточный матрикс, в т.ч. и базальные мембраны эпителия. Опухолевые клетки как правило имеют слабые механические связи, межклеточные
контакты, с окружающими их нормальными клетками и внеклеточным
матриксом. Это происходит как за счет уменьшения количества (вплоть до
полного исчезновения) некоторых видов соответствующих поверхностных
рецепторов, так и за счет нарушения цитоскелета. Последнее напрямую
связано с активацией некоторых онкогенов. При этом контакты клеток одного опухолевого клона между собой, как правило, сохранены. Более того,
метастазирование предполагает выборочную экспрессию специальных рецепторов на поверхности трансформированных клеток, с помощью которых они могут избирательно прикрепляться к апикальной поверхности
эпителия или к компонентам базальных мембран сосудов в органахмишенях.
В последнее время в понимании молекулярно-генетических основ
инициации и прогрессии произошли поистине революционные сдвиги. В
онкологический обиход прочно вошли понятия “онкоген” и “антионкоген”. Информация по этому разделу экспериментальной и клинической
онкологии поступает лавинообразно, и нет никаких признаков уменьшения темпов текущей революции. Существует даже мнение, что период
“полураспада” знаний в области молекулярной генетики составляет 6 месяцев. Т.е. стоит полгода не читать научную литературу по этой проблеме,
и ваши знания устаревают ровно наполовину. Поэтому мы лишь слегка
прикоснемся к молекулярной генетике канцерогенеза у человека.
Под онкогенами принято понимать гены, проявляющие трансформирующую активность в эксперименте и активирующиеся в процессе
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
канцерогенеза. Подобные генетические элементы в норме чаще всего
участвуют в позитивном контроле клеточного деления. Активация онкогенов чаще всего проявляется в увеличении количества их продуктов. Это
явление называется суперэкспрессией. Иными словами, трансформированная клетка может отличатся от нормальной просто повышенным содержанием совершенно нормальных белков, которые в норме тоже стимулируют деление клетки, а при трансформации эта способность лишь немного повышается, что может оказаться вполне достаточным для опухолевого роста. Это характерно для онкогенов ERBB, MYC, INT, PRAD, FOS и
многих других. Вместе с тем, превращение нормального или т.н. протоонкогена в онкоген в процессе трансформации может быть и результатом
мутации. При этом изменение аминокислотной последовательности онкобелка сопровождается увеличением его ферментативной активности.
Классическим примером таких нарушений служат мутации в онкогенах
семейства RAS.
Антионкогены, напротив, препятствуют проявлению злокачественного фенотипа в лабораторных условиях и инактивируются в опухолях. В
неизмененных клетках супрессорные гены, как правило, сдерживают пролиферацию, участвуют в процессах апоптоза - запрограммированной клеточной гибели, самоубийства клеток. Повреждения в антионкогенах инактивируют эти функции. Зачастую развитие опухоли ассоциированно с прекращением экспрессии супрессорного гена. Так, ключевым моментом в
патогенезе ретинобластомы является отсутствие продукта антионкогена
RB-1. В других случаях уровень экспрессии антионкогена не изменен, однако, его белковый продукт оказывается неполноценным из-за нуклеотидных замен в кодирующей последовательности нормального гена (т.е. из-за
точковых мутаций). Подобный механизм установлен для супрессорного
гена р53.
Для большинства видов новообразований человека отмечены одни
и те же молекулярно-генетические аномалии: суперэкспрессия онкогенов
семейства ERBB и MYС, а также локуса INT-2; точковые мутации онкогенов семейства RAS; делеции, т.е. исчезновение антионкогенов, расположенных на хромосомах 3р, 5q, 11р, 13q, 17р, 17q, 18q и др.; нуклеотидные
замены в антионкогене р53. Существует определенная органоспецифичность в характере онкоассоциированных мутаций, однако она носит достаточно умеренный характер. Наиболее изученными и часто встречающимися генетическими изменениями практически при любой опухоли у человека является точковые мутации в антионкогене р53.
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Важно отметить, что большинство онко-ассоциированных генов
пока не идентифицированно. По-видимому, в течение ближайших 10-20
лет количество известных “раковых” мутаций увеличится в 10-100 раз.
Для систематизации онко-ассоциированных мутаций, известных в
настоящее время, и тех, которые будут открыты в будущем, удобно придерживаться следующей простой классификации. Все мутации можно
подразделить на 2 большие группы: хромосомные и генные. Хромосомные
мутации представлены как правило делениями, потерями больших участков хромосом, которые можно выявить под микроскопом в результате
специального цитогенетического анализа. Вероятно, в этих “потерянных”
участках локализуются прежде всего анти-онкогены или гены, имеющие
отношение к процессам запрограммированной клеточной гибели (апоптозу), угнетению пролиферации и активации дифференцировки клеток.
Группа генных мутаций, обнаруживаемых методами молекулярногенетического анализа, в свою очередь делится на 2 подгруппы: зародышевые и соматические мутации. Соматические возникают в процессе взаимодействия организма с внешними канцерогенами на протяжении всей
жизни по механизмам, описанным выше. Зародышевые мутации уже имеются в половых клетках и поэтому передаются по наследству. Их можно
выявить у родителей при рождении ребенка, например, путем исследования клеток пуповинной крови. Это открывает широкие возможности для
самого раннего прогнозирования злокачественных новообразований, а с
развитием методов генотерапии - и для предупреждения рака и не только
рака.
Наиболее известные зародышевые генные мутации:
BRCA -1; BRCA -2 - семейный рак молочной железы (РМЖ);
RB -1 - ретинобластома;
WT -1 - нефробластома Вильмса;
р53 - синдром Ли - Фраумени;
APC - семейный полипоз;
NF - нейрофиброматоз 1 типа.
До тех пор, пока тонкие молекулярные, методы генотерапии рака
находятся на уровне экспериментальной апробации и не нашли своего
клинического
воплощения,
обнаружение
зародышевых
онкоассоциированных мутаций вынуждает врачей прибегать к старым методам борьбы с раком. Например, в случае обнаружения мутаций в генах
BRCA при семейном РМЖ женщине рекомендуется родить и выкормить
ребенка , а после этого сделать двухстороннюю мастэктомию с эндопротезированием. Учитывая очень высокую вероятность возникновения РМЖ
(до 80-90% по данным некоторых авторов), такая радикальная мера предосторожности не кажется варварской.
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Место и роль иммунной системы в канцерогенезе
Современная онкоиммунология базируется на 3-х главных положениях:
1. Иммунная система осуществляет надзор за генетическим постоянством
внутренней среды, в т.ч. распознает и уничтожает генетически измененные и опухолевые клетки;
2. Любые внешние воздействия, угнетающие иммунную систему, приводят
к ослаблению иммунного надзора и к возникновению опухоли;
3. Ускользание опухолевых клеток из-под иммунного надзора возможно
вследствие недостаточной иммуногенности опухолевых антигенов или
иммуносупрессивного влияния самой опухоли.
Как следствие, все КГ факторы считаются иммунодепрессорами,
признаки иммунодепрессии (или нарушения т.н. “иммунного статуса”)
рассматриваются как маркеры опухолевых заболеваний, а в качестве противоопухолевых средств предлагаются любые воздействия, активирующие
иммунную систему.
Между тем реальное участие иммунной системы в канцерогенезе
значительно сложнее и не такое однозначное, защитное, как представляется до сих пор многим врачам, в т.ч. иммунологам и онкологам (рис. 1).
Во-первых, оказывается, что химические КГ могут вызывать синтез
специфических антител (АТ) у человека в естественных условиях без каких-либо адьювантов. Во-вторых, АТ к КГ встречаются у больных раком с
большей частотой и взаимодействуют с КГ с большей силой, чем у здоровых людей. Эти данные получены в самое последнее время в некоторых
лабораториях США, Франции, Италии и у нас, в Отделе иммунологии рака
КемНЦ СО РАН. Возникают вопросы:
- так ли реально и значимо иммунодепрессивное свойство КГ, как
принято считать? О какой иммунодепрессии можно говорить, если на сами
КГ - низкомолекулярные, неиммуногенные соединения развивается иммунный ответ, который и в эксперименте, с помощью специальных ухищрений получить не так-то просто?
- если иммунная реакция суть защитная функция организма, то почему АТ к КГ не защищают от них человека? Почему у больных раком они
встречаются чаще, чем у здоровых людей и, несмотря на их наличие, КГ
все-таки оказывают присущее им патологическое действие?
Поиски ответов на эти вопросы составляют основной стержень
наших научных исследований. Их результаты позволяют сделать пока
42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
только предварительные, но очень важные для разработки новых средств
диагностики и профилактики рака выводы.
Мы разделяем мнение некоторых американских ученых, что защитным действием обладают АТ к КГ, секретируемые в просвет желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и бронхов. Они связывают КГ окружающей
среды и препятствуют их проникновению через эпителий в кровь и другие
органы и тем самым ингибируют канцерогенез. Иными свойствами обладают АТ, циркулирующие в крови. Они способствуют проникновению КГ
из окружающей среды через эпителий ЖКТ и бронхов и тем самым стимулитруют возникновение опухолей в этих органах.
Противоположная ситуация, по нашему мнению, складывается в
таких органах, как молочная железа и предстательная железа. АТ к КГ,
секретируемые в их потоки, “тянут” за собой КГ из крови через эпителий и
тем самым стимулируют канцеронгенез в этих органах. Напротив, несекретируемые АТ удерживают КГ в сыворотке крови и тем самым препятствуют возникновению опухолей.
Такие представления о разно роли АТ классов G и А в канцерогенезе основаны на результатах наших научных исследований. Мы обнаружили, что у больных опухолями ЖКТ значительно чаще образуются АТ класса G, а у больных РМЖ – АТ класса А к канцерогенам группы ПАУ. На
уровне плаценты происходит то же самое. АТ класса G, проникающие из
крови матери в организм плода, способствуют проникновению КГ к плоду
и стимулируют возникновение врожденных уродств, пороков развития и
явления т.н. трансплацентарного канцерогенеза. АТ классов М и А, непроникающие через плаценту, препятствуют переносу КГ к плоду и обладают
защитными свойствами.
Пока наши представления о стимулирующей, проканцерогенной
функции АТ не разделяются зарубежными учеными. Но их важность очевидна. При стимуляции иммунологической реакции на КГ необходимо добиваться активации только защитного звена. Если одновременно с этим
будет повышаться уровень проканцерогенных АТ, мы можем добиться
противоположного эффекта - стимуляции возникновения опухоли.
То же самое можно сказать и о собственно противоопухолевом иммунитете. АТ, реагирующие с опухолевыми клетками, обнаруживаются и у
здоровых людей, и у больных раком, причем у последних чаще и в больших количествах. Считается, что такие АТ экранируют опухолевые клет43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ки от цитотоксических лимфоцитов. Но почему они не включают механизм цитотоксичности комплемента? Мы считаем, что многое зависит от
специфичности АТ, т.е. от природы опухолевого антигена. Известно, что
самое главное свойство опухоли, автономность поведения, обусловлено
нарушениями взаимодействий клеточных рецепторов с различными внеклеточными лигандами, регулирующими деление и дифференцировку. Мы
предположили, что опухолевыми антигенами могут быть как раз такие рецепторы. Тогда АТ могут выполнять функции соответствующих лигандов
или, наоборот, блокировать эти функции. В модельных экспериментах,
например, показано, что АТ к рецептору инсулина могут выступать в роли
агонистов или антагонистов самого инсулина.
Нам удалось обнаружить у больных раком АТ к рецептору эпидермального фактора роста, который регулирует деление эпителиальных
клеток. Кроме того, мы выявили АТ, угнетающие адгезию опухолевых
клеток с матриксом. Понятно, что наличие таких АТ у больных не только
является признаком нарушения взаимодействия опухолевых клеток с конкретными лигандами, но и вносит дополнительный вклад в эти нарушения,
т.е. способствует ускорению деления и метастазирования. Понятно также,
что стимуляция синтеза таких АТ приведет к нежелательным эффектам ускорению роста опухоли и метастазов.
Таким образом, только на примерах АТ к КГ и опухолевым антигенам видно, как неоднозначна, а порой и противоположна роль одного и
того же звена иммунитета. Именно поэтому мы рекомендуем с большой
осторожностью применять иммуномодулирующие средства, особенно с
целью профилактики онкологических заболеваний.
В заключение следует отметить, что на ряду с АТ к КГ и опухолевым антигенам весьма вероятно появление АТ к другим структурам,
участвующим в возникновении и прогрессирующем росте опухоли (рис.
1). В частности, известно, что стероидные гормоны способны оказывать
генотоксическое действие на клетки, т.е. выступать в роли эндогенных КГ.
Механизм этого действия аналогичен эффекту экзогенных КГ. Под действием ферментов 1 фазы биотрансформации экстрогены или андрогены
превращаются в реакционно активные метаболиты, которые связываются с
ДНК и вызывают мутации. Вполне очевидно, что в данном случае, а также
при соединении с другими макромолекулами, гормоны становятся гаптенами. Поэтому нельзя исключить и появления соответствующих АТ. АТ к
44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
гормонам, по нашему мнению вмешиваются в процессы канцерогенеза
двояко. Во-первых, по аналогии с АТ к КГ они могут усиливать или угнетать транспорт гормонов в органы-мишени, модулируя их генотоксическое действие, т.е. стимулировать или тормозить канцерогенез в зависимости от класса. Во-вторых, связывая гормоны в крови, они вмешиваются
в систему обратных связей между гипоталамусом, гипофизом и органамимишенями. Это неизбежно должно модулировать межклеточную, нейроэндокринную регуляцию дифференцировки и пролиферации клеток в органах мишенях.
Еще одной разновидностью АТ, вероятно появляющихся при
трансформации клеток в злокачественные, являются АТ к ферментам. Индукция их синтеза возможна при структурных изменениях ферментов
вследствие мутаций соответствующих генов. АТ к внеклеточным ферментам способны ингибировать их активность. С другой стороны, сами АТ,
как известно, могут выступать в роли ферментов. Такие АТ, обладающие
ферментативной активностью, называются абзимами. Если структурной
перестройке подвергаются протеолитические ферменты, секретируемые
трансформированными клетками, то АТ к ним весьма вероятно участвуют
в процессе метастазирования, угнетая или стимулируя его в зависимости
от того, тормозят они или стимулируют активность поверхностных протеаз.
Поиск и оценка реальной патогенетической роли перечисленных
типов АТ в канцерогенезе - актуальная задача не только теоретической, но
и практической онкологии. На рис. 1 видно, что появление каждого из
них соответствует определенной фазе канцерогенеза. Поэтому обнаружение того или иного типа АТ можно использовать как показатель активности канцерогенеза, для определения конкретного его этапа у конкретного
индивидума. Техническая простота и экономичность анализа АТ делают
его более предпочтительным для практики по сравнению с другими методами оценки активности канцерогенеза.
Кроме того, характеристика спектра АТ по специфичности и по
классу может послужить в будущем в качестве критерия для определения
показаний/противопоказаний для активной специфической иммунопрофилактики и -терапии онкологических заболеваний.
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лекция 4.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ХИМИОПРОФИЛАКТИКИ РАКА
Подавляющее большинство химических агентов или факторов иной
природы, вызывающих канцерогенные эффекты, широко распространены
в окружающей среде. В связи с этим решение проблемы уменьшения канцерогенной опасности видится в выявлении, идентификации и устранении
КГ из сферы жизнедеятельности человека. Подобный подход весьма перспективен и уже дал ощутимые результаты в предупреждении опухолей
некоторых локализаций. Вместе с тем, учитывая экономические и социальные аспекты проблемы, полностью исключить контакт с рядом КГ невозможно. Более того, быстрый экономический рост, с которым связывают
будущее процветание таких промышленных регионов, как Кузбасс, повидимому будет обязательно сопровождаться усилением КГ нагрузки на
население. Понимание этой ситуации вызывает растущий интерес к исследованиям в области направленного торможения канцерогенеза.
Поиск средств, воздействующих на процесс канцерогенеза с целью
предупреждения возникновения и развития опухолей, является самостоятельным и перспективным направлением в профилактике рака. Начиная с
60-х годов, и до настоящего времени это направление интенсивно разрабатывалось на различных экспериментальных моделях не только за рубежом, но и в нашей стране. Однако сейчас в России наблюдается явное отставание как с такими исследованиями, так и с внедрением имеющихся
научных достижений в клиническую практику по сравнению с мировой
тенденцией. Клинические и эпидемиологические исследования по химиопрофилактике опухолей успешно проводятся в США, Японии, Финляндии
и других европейских странах. В частности, только Национальным институтом по изучению рака в США к началу 90-х годов проводилось 30 программ клинических испытаний с примерно 15 веществами по оценке возможности предупреждения рака нескольких локализаций: молочной железы, легких, тонкой кишки, пищевода, ротовой полости, шейки матки, кожи, мочевого пузыря. Существует и ряд международных программ по этой
проблеме. Для выравнивания положения в отечественной онкологии неотложная задача сейчас состоит в перестановке акцентов противораковых
мероприятий с упором на профилактику, как единственно перспективное
направление. Необходима легализация химиопрофилактических средств
(ХПС), т. е. они должны занять свое отдельное место в Фармакопее РФ.
Необходимо сосредоточить больше усилий на исследовании молекуляр46
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ных, биохимических, иммунных и эндокринных механизмов канцерогенеза в фазе индукции-промоции с тем, чтобы поиск профилактических
средств был не случайным, а целенаправленным, а поэтому и более эффективным и экономичным.
Прежде всего, следует выделить общие принципы современной
концепции применения ХПС, причем для удобства представить их в сравнении с противоопухолевыми препаратами, которые используются в химиотерапии рака. Цель создания ХПС - это ингибирование практически
всего канцерогенеза, включающего процесс инициации, промоции и даже
прогрессии опухоли. Химиотерапия имеет более узкую цель - привести
опухолевую клетку к гибели или достичь увеличения продолжительности
жизни больного. Объектом для применения ХПС могут быть самые различные группы: широкие популяции практически здоровых людей, лица с
высоким риском развития рака, больные с предопухолевыми изменениями, а так же онкологические больные, которые лечились теми или иными
методами и в настоящий момент находятся в ремиссии. Что касается противоопухолевых химиопрепаратов, то они используются только у больных
с выявленными опухолями. К ХПС предъявляются жесткие требования по
токсичности, исключающие какое-либо, даже минимальное побочное действие. В противоположность этому, для пропивоопухолевых химиопрепаратов в ряде случаев допускается умеренная и даже высокая токсичность.
Показания к применению ХПС весьма широки и включают в себя достижение следующих возможных эффектов: уменьшение или полное исключение возможности возникновения опухолей; снижение смертности от рака (общей или определенных локализаций); предупреждение или излечение предопухолевых заболеваний; нормализацию различных сдвигов в организме или органах-мишенях, связанных с опухолевым процессом; удлинение всего процесса канцерогенеза и, особенно, периода инициации и
промоции, т.е. удлинение истинного биологического латентного периода
канцерогенеза.
Согласно программе, принятой в Национальном институте рака
США, основные задачи по изучению новых средств для профилактики рака должны включать:
1. Идентификацию и характеристику агентов, способных в той или иной
степени препятствовать канцерогенезу у животных и/или предупреждать злокачественную трансформацию клеток in vitro;
2. Идентификацию ХПС, основанную на результатах эпидемиологических
исследований;
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. Токсикологические испытания для отбора наиболее эффективных и
безопасных ХПС;
4. Проведение клинических испытаний на людях по нескольким фазам;
5. Внедрение охарактеризованных ХПС для использования в масштабах
широких популяций.
Решение перечисленных задач будет эффективным только в том
случае, если мы найдем ответы на вопросы, имеющие принципиальное
значение:
 на каких этапах канцерогенеза возможно его реальное ингибирование;
 какие группы химических и биологических ингибиторов наиболее перспективны для практического применения;
 каковы механизмы протекторного действия модификаторов процессов
канцерогенеза;
 какие тест-системы наиболее информативны в системе отбора антиканцерогенов;
 какова степень корреляции антимутагенных и антиканцерогенных эффектов и как экстраполировать результаты опытов по модификации мутагенеза в антиканцерогенез;
 как экстраполировать на человека результаты экспериментов по угнетению канцерогенеза in vitro и in vivo.
Для того, чтобы разобраться в столь сложном комплексе задач и
вопросов, необходимо прежде всего систематизировать известные данные
об ингибиторах канцерогенеза в контексте современных представлений о
молекулярных основах канцерогенеза.
В настоящее время многие специалисты разделяют мнение о том,
что в происхождении злокачественных опухолей важная роль принадлежит индукции мутаций и что канцерогенез и мутагенез являются сопряженнными процессами, в основе которых лежат общие механизмы. В отличие от понятия “антимутагенеза”, открытого А. Новиком и Л. Сциллардом в 1952 г. и получившего убедительную поддержку в многочисленных
исследованиях механизмов мутагенеза, понятие “антиканцерогенез”
сформировалось на 20 лет позже и до сих пор не имеет безусловных объяснений. Попытки систематизации ингибиторов канцерогенеза во многом
носят механистический характер и не учитывают современных знаний о
действии антимутагенов и антиканцерогенов. Наиболее емкую и удобную
для практического применения классификацию ингибиторов канцерогенеза разработал В.В. Худолей в 1993 г. Она представлена здесь в немного
измененном виде.
48
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 1.
Классификация ингибиторов канцерогенеза
Уровень
воздействия
Фазы
воздействия
Пути влияния
(механизмы)
Ингибирующее эндогенное образование мутагенов/канцерогенов
Внеклеточный
ПрединициаПрепятствующие достижению КГ клетокуровень
ционные события
мишеней
или
способствующие
выведению КГ из организма
Модулирующие метаболические
процессы
ВнутриклеточФаза инициации
ный
Блокирующие реактивные состояния
канцерогенеза
уровень
Влияющие на репарацию и репликацию ДНК,
генную экспрессию
Фаза промоции Ингибирующие опухолевую промоцию
Межклеточный
Тормозящие опухолевую прогрессию и предууровень
Фаза прогрессии преждающие инвазию и метастазирование злокачественных клеток
Эта классификация отражает временной и пространственный аспекты канцерогенеза и соответственно действия ингибиторов, а также механизмы ингибирования. Необходимо сразу обратить внимание на 2 важных обстоятельства. Во-первых, в реальной ситуации в отличие от модельных экспериментов на животных, человек, как правило, одновременно подвергается воздействию ингибиторов и промоторов канцерогенеза. В
его организме постоянно появляются и элиминируются иммунной системой трансформированные клетки. Поэтому провести четкую грань между
отдельными фазами канцерогенеза на практике почти невозможно за исключением некоторых ситуаций. Т.е. временные аспекты ингибирования
канцерогенеза весьма расплывчаты. Во-вторых, одни и те же соединения,
используемые или испытываемые в качестве ингибиторов, могут обладать
многосторонними и даже разнонаправленными свойствами, например,
тормозить возникновение опухолей в одном органе под действие одного
КГ и стимулировать возникновение опухолей в другом органе под действием того же или другого КГ. И тем не менее, при анализе групп ингибиторов, или правильнее сказать, модификаторов канцерогенеза, мы будем
пользоваться классификацией В.В. Худолея, как наиболее удобной.
Ниже будет перечислено большое количество разнообразных соединений, модифицирующих канцерогенез. Многие из них при опреде49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ленных условиях стимулируют возникновение и прогрессию опухолей.
Большинство исследовано только на экспериментальных моделях in vitro и
in vivo. На первый взгляд такое детальное перечисление не вполне уместно для практикующих врачей. Однако часто возникают ситуации, когда на
основе только экпериментальных или малопроверенных клинических данных некоторые “целители” навязывают обществу или отдельным гражданам то или иное вещество, выдавая его чуть ли не за панацею от рака, да
еще и преследуя при этом корыстные цели. Поэтому знание этих веществ
полезно, даже если они заведомо никогда не будут использоваться в клинике, для того чтобы не идти на поводу у таких полуграмотных “целителей” и ограждать от них своих будущих пациентов. Другие препараты,
наоборот, широко применяются во врачебной практике при лечении разнообразных заболеваний. И поэтому их способность модифицировать
канцерогенез, в т. ч. стимулировать его, должна учитываться врачами,
особенно при постоянном длительном использовании.
Химические соединения, взаимодействующие с генотоксикантами
вне клетки, принято называть «десмутагенами». Внеклеточное перехватывание мутагенов экскреторными ферментами или иными агентами, связывающими мутагены и т.о. препятствующими достижению ими клетокмишеней, является важным моментом в защите организма от мутагенных
и КГ веществ. К таким агентам относят гумиковую кислоту, экстрацеллюлярный глутатион, некоторые биофлавоноиды, эрготионеин, циннамальдегид, гемин, хлорофиллин.
В выведении мутагенов и КГ из организма принимают участие
пищевые волокна, обладающие сорбентной способностью. Они содержатся в овощах, фруктах и действуют различными путями. В частности водонерастворимые пищевые волокна, присутствующие в больших количествах в пшенице и рисе, не метаболизируются ферментами кишечной флоры, они задерживают воду, “разводя” КГ и снижая тем самым частоту возникновения рака кишечника. Водорастворимые пищевые волокна, содержащиеся во фруктах, овощах и в овсе, снижают частоту возникновения
рака молочной железы, как предполагают путем включения каких-то эндокринных механизмов.
Среди соединений, модифицирующих мутагенез и канцерогенез
на внеклеточном уровне или влияющих на фазу прединициации, наиболее
изучены ингибиторы эндогенного образования генотоксикантов. Установлено, что активированные макрофаги и бактерии могут продуцировать КГ
нитрозосоединения из химических предшественников. Эндогенное нитрозирование происходит на фоне воспалительных процессов в ротовой поло50
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сти, желудке, мочевом пузыре. В многочисленных экспериментах показано, что аскорбиновая кислота, биофлавоноиды (катехин), полифенолы
(гидроксичавикол, танниновая кислота, токоферол), куркумины, тиопролин тормозят нитрозирование. Важно отметить, что независимые эпидемиологические исследования на больших контингентах добровольцев доказали роль подобных ингибиторов (главным образом, аскорбиновой кислоты и токоферола), свежих овощей и фруктов, содержащих полифенолы
и витамины, в достоверном снижении риска возникновения раков ЖКТ и
других локализаций. Весьма сильные ингибиторы содержаться в яблоках,
имбире, зеленом чае, капусте, ананасе, зеленом перце, репейнике, листьях
мяты, семенах некоторых растений и других природных источниках. Интересно, что никотин, котинин и норникотин и даже водный экстракт сигаретной смолы ингибируют бактериальный мутагенез и хромосомные
нарушения в культуре животных клеток под действием некоторых КГ, содержащихся в табачном дыме.
Среди модификаторов канцерогенза на внутриклеточном уровне в
фазе инициации выделяются несколько групп соединений, модулирующих
метаболические процессы. Напомним, что нативные КГ, т.н. проКГ подвергаются в организме радикальной биотрансформации. Биохимические
реакции, протекающие в 1 фазе биотрансформации КГ, ведут к образованию новых реакционно-способных радикалов. Ферменты 11 фазы биотрансформации обеспечивают конъюгирование радикальных группировок
с некоторыми эндогенными соединениями (главным образом с глутатионом) и т.о. инактивируют генотоксичные метаболиты и способствуют их
экскреции. Соответственно модуляция метаболических процессов может
осуществлятся индукторами или ингибиторами ферментов 1 или 11 фазы
биотрансформации.
Индукторами ферментов 1 фазы биотрансформации являются фенобарбитал, арокрол, дибенамин, метилхолантрен, аминоацетонитрил,
прегненолон-16-а-карбонитрил, дисульфирам, бутилгидроксианизол и бутилгидрокситолуол, бензил- и фенилизотиоцианаты, индол-3-карбинол и
другие. Они модифицируют канцерогенез, вызванный различными веществами, что проявляется в основном в уменьшении частоты возникновения
новообразований у животных. Анти-КГ действие этих соединений объясняется увеличением скорости процессов микросомного окисления с одновременной стимуляцией ферментов конъюгации 11 фазы. Это приводит к
сокращению персистенции реактивных метаболитов в организме, их обезвреживанию и элиминации, а следовательно и к уменьшению вероятности
их взаимодействия с ДНК, РНК и белками. Однако, одновременное и рав51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
новеликое, сбалансированное усиление процессов окисления и конъюгации под действием одного и того же индуктора ферментов 1 фазы наблюдается не для всех КГ и не во всех органах и тканях. Например, фенобарбитал тормозит образование опухолей в легких, вызываемых уретаном,
метилхолантреном, диметилбензо(а)антраценом, а также опухолей печени,
вызываемых 2-ацетил-аминофлуореном, афлатоксином и нитрозодиэтиламином. В то же время фенобарбитал не влияет на развитие опухолей печени, вызванных азокрасителями, и увеличивают частоту рака молочной
железы при воздействии нитрозодиметиламина. Бутилгидрокситолуол и
бутилгидроксианизол ингибируют развитие опухолей печени, но усиливают канцерогенез в мочевом пузыре. Поэтому применение агентов, избирательно стимулирующих ферменты 1 фазы биотрансформации КГ, в качестве антиканцерогенов пока вызывает большие сомнения.
К ингибиторам ферментов 1 фазы метаболизма КГ (цитохромов Р450) относятся: 1-арилимидазол, гидразинсульфат, препарат SKF - 525А,
антиоксидант припилгаллат, метирапон, а также некоторые индукторы
микросом, которые в высоких концентрациях оказывает противоположное
действие: дисульфирам, аминоацетонитрил, бензонафтофлавон, 5,8бензофлавон. Кроме того, известны ингибиторы и других ферментов 1
фазы
биотрансформации.
Эстеразы
угнетаются
диэтил-пнитрофенилфосфатом; ксантиноксидаза-аллопуринолом; фосфолипаза гидрокортизоном
и
дексаметазоном;
простагландинсинтетазаиндометацином и аспирином. Указанные агенты широко модифицируют
канцерогенез, тормозя или стимулируя его в зависимости от того, на каком
этапе их применяют, каковы структура, органотропность и особенности
действия КГ. Поэтому вопрос об их применении для профилактики рака у
человека остается открытым.
Специфическими индукторами ферментов 11 фазы метаболизма
КГ являются дитиолтионы, в частности олтипраз. Он повышает активность глутатион - S-трансферазы, которая конъюгирует реакционноспособные группировки метаболитов КГ с глутатионом. Подобным же образом действует и эрготионин, пока еще мало изученный. N-ацетил-цистеин,
будучи предшественником глутатиона, тоже эффективно тормозит мутагенез и канцерогенез в различных модельных системах. Однако есть мнение, что модификаторы ферментов 11 фазы метаболизма способны усиливать манифестацию поздних стадий канцерогенеза. Последнее обстоятельство исключает их широкое практическое применение у человека.
Способностью угнетать активность ферментов 11 фазы биотрансформации КГ обладают некоторые тиоловые агенты, бутионин,
52
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сульфоксимин, этакриновая кислота и другие. Они интересны только с
теоретической точки зрения, т.к. торможение процессов конъюгации реакционно способных группировок неизбежно приводит к накоплению генотоксических метаболитов в клетке, т.е. к стимуляции канцерогенеза.
Следующая группа агентов, претендующих на роль ингибиторов
канцерогенеза - это вещества, блокирующие взаимодействие реактивных
метаболитов и свободных радикалов с ДНК. Известно, что в процессе метаболизма КГ или их спонтанной неэнзиматической декомпозиции образуются электрофильные соединения. Они взаимодействуют с нуклеофильными центрами на ДНК и т.о. повреждают ее, вызывают мутации. Свободные радикалы продуцируют перекисное окисление липидов, продукты которого (малоновый альдегид, гидроперекиси жирных кислот) тоже обладают мутагенными свойствами. В качестве перехватчиков электрофильных соединений, которые способны экранировать ДНК, используют аскорбиновую кислоту, полисахариды, глутатион, тиоловые эфиры, тиосульфаты, дисульферам, флавоноиды. По антиоксидантному механизму на
стадии инициации действуют аскорбиновая кислота, токоферол, ретиноиды, бутилгидрокситолуол и бутилгидроксианизол, эусенол, L-карнозин,
имидазол-4-уксусная кислота, полиамины, таурин, кверцитин, Nацетилцистеин, селен. Однако большинство результатов по антимутагенному действию этих соединений получено в экспериментах in vitro, данные хронических опытов на животных часто противоречивы. Более того,
для многих из них характерна инверсия эффекта с протекторного на генотоксический или опухолепромоцирующий. Это является серьезным препятствием для их практического применения в качестве ингибиторов канцерогенеза.
Угнетение канцерогенеза в фазе инициации возможно путем воздействия на системы репарации ДНК. Восстановление ДНК после повреждений осуществляется с помощью нескольких механизмов, в которых
участвуют разнообразные репаративные ферменты, контролируемые различными генами. И ферменты и соответствующие гены охарактеризованы
недостаточно. И хотя исправление повреждений ДНК на этом этапе инициации представляется более перспективным с теоретической точки зре53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ния, чем многие другие способы коррекции, к настоящему времени пока
мало даже экспериментальных данных о возможности отбора анти-КГ из
этой группы. Имеются сведения об активации систем восстановления ДНК
под действием небольших доз УФ- и гамма-лучей, флеомицина, мексамина, интерферона, бета-лапашона, N-аденозил-N-метионина циннамальдегида, хлорида кобальта, полифенолов (таниновой, галликовой, эллагиновой кислот), бутирата натрия и ретиноевой кислоты.
Вероятно, в будущем методы генной инженерии позволят вмешиваться в процессы регуляции генов, ответственных за репаративные функции клетки, с целью коррекции канцерогенеза. Это же замечание полностью относится и к генам, контролирующим ферменты биотрансформации
КГ и антиокислительные энзимы, такие как супероксиддисмутаза.
Способностью ингибировать промоцию обладают следующие
группы веществ:
 агенты, нормализующие процессы дифференцировки (бета-каротин,
бутират натрия, инозим, витамин А, синтетические ретиноиды);
 нестероидные противовоспалительные средства (вольтерен, индометацин, ортофен);
 антиоксиданты (бутилгидрокситолуол и бутилгидроксианизол, токоферол, эпигаллокатехингаллат, саркофитол А);
 ингибиторы протеинкиназы С (сфинголипиды);
 ингибиторы протеаз (лейпептин, антипаин, эпсилон-аминокапроновая
кислота);
 полиамины (путресцин);
 антиэстрогены (тамоксифен):
 антипролиферативные агенты (эфлорнитин);
 ингибиторы фосфоэстеразной активности (теофиллин, пентоксифиллин);
 гипохолестеринэргики (мисклерон);
 транквилизаторы (диазепам, дифенин, карбонат лития);
 антидиабетические препараты (фенформин);
 другие (малотодиапамин, 3-метил-3 гидроксишалкон).
54
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Антипромоторы могут найти применение и в период прогрессии
опухолей, т.е. проявить свойства антипрогрессоров, как компонент противорецидивной, антиинвазивной и антиметастатической терапии. В качестве примера необходимо отметить работы, выполненные под руководством проф. Б.М. Клячкина в 80 гг. Так, в экспериментах по химически
индуцированному канцерогенезу и на моделях перевивных опухолей у
мышей было показано протективное действие таких НПВС как мефенаминовая кислота, оксиферрискарбон, делагил, а также ингибиторов протеазгордокса и контрикала. Было зафиксировано удлиннение латентного периода возникновения опухолей, индуцированных метилхолантреном,
уменьшение инвазии и метастазирования перевивных опухолей, Акатол,
ММТ-1, карциномы Льюис и меланомы В-16. Более того, зафиксированы
и положительные клинические эффекты у отдельных инкурабельных
больных раком легкого и меланомой.
Однако, некоторые антиКГ, проявляющие положительную активность в фазе инициации, способны активизировать уже иницированные
клетки, т.е. демонстрируют опухолепромоцирующие свойства, как,
например, некоторые оксиданты. Это обстоятельство заставляет с осторожностью относится к применению подобных препаратов без специальных показаний.
Все изложенное выше позволяет заключить, что ингибирование
начальных фаз канцерогенеза может быть осуществлено различными путями. Вместе с тем, такие вмешательства не являются избирательными, их
направленность зависит от химической структуры и особенностей действия отдельных КГ, эффектов дозы, времени, порядка экспозиции, множественности КГ влияния, а также характеристики генотипа и эпигенетических особенностей организма. Принимая это во внимание, можно постулировать, что искать единые, универсальные для любого человека пути
ингибирования канцерогенеза вряд ли целесообразно. И хотя имеющиеся к
настоящему времени данные по ингибиции канцерогенеза носят в основном экспериментальных характер, все же разработка методов химиоприфилактики рака у человека является перспективной.
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Все большую популярность в качестве антиканцерогенов приобретают препараты природного происхождения:
 выделенные из лекарственных растений (лабазник вязолистый, солодка
голая и уральская, крапива двудомная, подорожник большой, береза
повислая, левзея сафлоровидная, элеутерококк колючий, женьшень);
 выделенные из клеточных культур лекарственных растений (биоженьшень, панаксел);
 биологически активные пищевые добавки (кламин - таблетированный
препарат на основе концентрата ламинарии омыленной, фиточай “Соло” из сбора лабазника, солодки, крапивы, подорожника и березы, полиен-капсулы с концентратом из рыбьего жира, фибромед - на основе
отрубей пшеничных пищевых);
 другие природные вещества (хвойный натуральный комплекс, оксигумат торфяной, мумие и т.д.)
В настоящее время проводятся десятки эпидемиологических исследований, ищущих подтверждение антиКГ свойств разнообразных препаратов природного происхождения.
На фармацевтическом рынке появилось много комплексных препаратов, претендующих на роль антиКГ средств. Например, словенская
фирма KRKA предлагает “Триовит”, в состав которого входят витамины С
и Е, бета-каротин (провитамин А) и селен. Вит. С действует в качестве
биоантиоксиданта в гидрофильной среде клетки, а также и по другим путям влияния на канцерогенез. Вит. Е (токоферол) и бета-каротин действуют в качестве биоантиоксидантов в липофильной среде и тормозят свободнорадикальные процессы в клеточных мембранах. Селен входит в состав фермента глутатион-пероксидазы и защищает липиды клеточных
мембран от реактивных кислородных соединений.
Помимо перечисленных подходов к химиопрофилактике рака в
настоящее время начата разработка принципиально новых методов, в часности, создание антиканцерогенных вакцин.
КГ, будучи низкомолекулярными соединениями, сами по себе не
способны вызывать специфический иммунный ответ. Но после ковалентного присоединения к макромолекулярному носителю они становятся гап56
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тенами, т.е. приобретают свойство индуцировать синтез специфических
АТ. Впервые конъюгаты КГ с белками были синтезированы в 1937 г. в
Канаде. Ученые Creech H. и Franks W. иммунизировали крыс таким конъюгатом и обнаружили некоторое угнетение возникновения и роста опухолей, индуцированных КГ, входящих в состав конъюгата. И только в начале
70-х годов ученые США вновь вернулись к эти разработкам, подтвердили
анти-КГ эффект иммунизации животных конъюгатом КГ-белок и даже
пошли дальше.
Они заменили явный КГ в конъюгате на его химический аналог, не
обладающий КГ активностью. Анти-КГ эффект после предварительной
иммунизации таким комплексом сохранялся. Впервые была высказана
идея о возможности анти-КГ вакцинации человека с помощью не КГ аналогов.
Ближе всех к решению этой проблемы подошли ученые Университета Бордо (Франция). В начале 90-х годов они получили моноклональные
анти-идиотипические АТ к КГ. Технология была такова. Сначала иммунизировали кролика конъюгатом бензопирен-белок и выделяли из его крови
АТ к БП. Такие АТ называли АТ 1. Затем АТ 1 иммунизировали чистолинейных мышей и выделяли из их селезенки клоны лимфоцитов, секретирующих АТ против АТ 1. Отбирали из этих клонов те, которые секретировали АТ, способные конкурировать с БП за связывание с АТ 1. Такие мышиные АТ называли АТ 2. Этими АТ 2 иммунизировали крыс и вводили
им БП. Контрольных крыс иммунизировали мАТ другой специфичности.
У опытных крыс развивался иммунный ответ на БП и одновременно устойчивость к БП. Опухоли под действием БП появлялись не у всех крыс,
и латентный период канцерогенеза был значительно длиннее, чем в контроле. Иными словами, АТ 2 несли в себе внутренний иммунологический
образ КГ, не являясь самим КГ.
Учитывая то, что анти-идиотипические мАТ мышей , как группа
фармакологических препаратов, уже применяются в клинической практике, в т.ч. для лечения онкологических заболеваний (см. лекцию 6), использование анти-КГ мАТ 2 в качестве анти-КГ вакцин у человека представляется весьма перспективным. Этот подход используется нами, в Отделе
иммунологии рака КемНЦ СО РАН, в создании новой технологии профилактики рака у человека, основанной на повышении иммунохимической
устойчивости к КГ окружающей среды.
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лекция 5.
ОПУХОЛЕВЫЕ МАРКЕРЫ
В предыдущих лекциях мы останавливались на методах исследования канцерогенеза в фазе индукции-промоции. Определение параметров
индивидуальной чувствительности к канцерогенам окружающей среды и
генетической предрасположенности к раку относится к новой области онкологии, которая получила название молекулярной онкоэпидемиологии.
Несмотря на важность этих методов в плане определения показаний и противопоказаний для химио-, иммуно- и генопрофилактики рака, а также
для лабораторной оценки эффективности этих и других превентивных мероприятий, методы молекулярной эпидемиологии еще не нашли широкого
применения в клинике. Во-первых, потому, что сами технологии профилактики канцерогенеза еще недостаточно апробированы и их место в противораковых мероприятиях не определено. Во-вторых, практикующие
врачи-онкологи имеют дело с опухолевыми заболеваниями в фазе прогрессии. У них просто нет нужды в определении чувствительности к КГ и
генетической предрасположенности к раку, главное- как можно раньше
обнаружить уже возникшую и растущую опухоль и поскорее уничтожить
ее. В онкологической клинике обязательны специалисты по хирургии,
химио- и лучевой терапии, морфологии, но вы не встретите здесь специалистов по молекулярной биологии, иммунологии, биохимии. И тем не менее мостик в будущее онкологии постепенно формируется. Все более уверенно используются исследования опухолевых маркеров, их ассортимент
постоянно расширяется, уточняется их диагностическая и прогностическая значимость, на смену одним приходят другие, более информативные
и привлекательные для практикующего врача. В этом разделе онкологии
уже достаточно точно определены свои принципы и законы развития. На
основании клинического опыта стали понятны реальные возможности
анализа опухолевых маркеров и обозначены вероятные перспективы развития. По-видимому, именно через оптимизацию исследования опухолевых маркеров мы перейдем от задач по диагностике и лечению рака к решению задач по прогнозированию и профилактике.
Опухолевые маркеры представляют собой глико- и липопротеины, присутствие и изменение концентрации которых в периферической
крови или других биологических жидкостях организма коррелирует с
наличием и ростом опухоли. Часто в обозначении опухолевых маркеров
наличествует термин “антиген”. Это явление историческое и отчасти методологическое. Отправной точкой поиска веществ, специфичных, харак58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
терных только для опухолевой клетки, служило представление о чужеродности опухоли для организма. По аналогии с микробными антигенами
ученые пытались обнаружить в опухоли субстанции, с помощью которых
можно было бы индуцировать противоопухолевый иммунитет. Естественно, для этого использовалось прежде всего иммунологические методы, и
при выделении первых и многих последующих компонентов опухолевых
клеток, претендующих на роль таких субстанций, они, конечно, назывались антигенами. Позднее выяснилось, что многие т.н. антигены представляют собой обычные молекулы, характерные для нормальных клеток,
только синтезирующиеся в необычайно больших количествах именно в
опухоли. Но термин “антиген” к этому времени уже достаточно прочно
входил в оборот, к нему просто привыкали. Этому способствовало и то
обстоятельство, что для определения маркеров использовались и до сих
пор используются иммунологические методы с применением высокоспецифичных антител. А любую субстанцию, реагирующую с антителами, так
и хочется назвать антигеном, даже если она ничем не отличается от нормальных молекул, не является чужеродной для организма и не индуцирует
специфический иммунный ответ. Вместе с тем, многие опухолевые маркеры представляют собой настоящие антигены. Они синтезируются опухолевыми клетками на основе поврежденных, мутировавших генов, содержат в себе отдельные участки, чужеродные для организма, и организм отвечает на появление таких маркеров развитием типичного иммунного ответа. Чтобы не путаться в дальнейшем изложении мы будем использовать
термин “опухолевый маркер” или называть эти маркеры так, как сложилось и как принято в настоящий момент.
Обычно опухолевый маркер синтезируется опухолью и поступает
в систему кровообращения. Но он может продуцироваться и нормальными
тканями в ответ на инвазию раковыми клетками. С точки зрения диагностической ценности идеальный опухолевый маркер должен продуцироваться опухолью в достаточных количествах, чтобы его можно было определить с помощью современных методов. Кроме того, он не должен присутствовать (или его должно быть значительно меньше) в крови у здоровых людей или при доброкачественных опухолях и других заболеваниях.
Опухолевый маркер должен выявляться на ранних стадиях опухолевого
процесса, что дает возможность использовать его при скрининге конкретного вида опухоли. Его количество должно быть прямопропорциональным
объему опухоли и коррелировать с результатами противоопухолевого лечения.
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
К сожалению, ни один из описанных в литературе опухолевых
маркеров не соответствует указанным выше критериям в полной мере.
Вместе с тем, по мнению большинства исследователей, при выборе опухолевого маркера нужно учитывать следующее.
Во-первых, необходима объективная и критическая оценка метода
определения маркера. Нужно знать чувствительность метода, т.е. нижнюю
границу, минимальное количество интересующего вещества, которое
можно обнаружить с помощью данного метода. Нужно знать специфичность, т.е. наличие перекрестных реакций с веществами, дающими ложноположительные результаты. Для этого нужно знать и биологию маркера,
гомо- или гетерогенность исследуемого вещества, места и условия его типичного и нетипичного образования и т.д.
На втором этапе необходима критическая оценка изменений содержания маркера в биологических жидкостях при конкретной опухоли
предложенным методом его определения. Обнаружение повышенного содержания маркера у небольшого числа пациентов со злокачественной опухолью даже при высокой чувствительности и специфичности метода анализа не является основанием для клинического применения. И наоборот,
маркер, содержание которого увеличивается практически во всех случаях,
может быть чрезвычайно значимым при соблюдении других условий.
На третьем этапе нужно определить, в каком проценте наблюдений с отрицательными результатами исследования маркера в последующем будет диагностирована опухоль. Идеальный маркер, повышение
уровня которого можно определить на доклинической стадии роста опухоли, мог бы использоваться в скрининге на больших популяциях. Однако,
содержание большинства известных маркеров увеличивается на ранних
стадиях заболевания не достаточно часто, чтобы использовать их для ранней диагностики. Учитывая еще и экономические критерии, большинство
исследователей и врачей в развитых странах мира уже давно отказались
от подобного применения маркеров.
Далее необходимо установить корреляции уровня маркера со стадией и прогнозом рака. Количество известных опухолевых маркеров в основном увеличивается у пациентов с распространенным опухолевым процессом. Однако, если повышение уровня маркера и коррелирует с прогрессированием заболевания, это является следствием тесной связи количества маркера с массой опухоли, а не с ее распространенностью, с метастазированием. Поэтому маркеры крайне редко используется для диагностики распространенности опухоли, поздних стадий заболевания.
60
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Наиболее важным в клинике считается использование маркера в
мониторинге лечения. Может ли он служить критерием эффективности
терапии? Указывает ли нормализация уровня маркера на то, что вся злокачественная опухоль удалена в ходе хирургической операции? Поскольку
при определении всех маркеров могут быть получены ложноотрицательные результаты, их использование не позволяет надежно оценить эффективность лечения. Даже при трофобластических опухолях, при которых
хорионический гонадотропин (ХГ) может являться моделью идеального
маркера, химиотерапия должна быть продолжена в течение нескольких
курсов, несмотря на то, что уровень ХГ снижается до нормальных значений после 1-2 курсов лечения.
Для оценки значимости опухолевого маркера используются несколько критериев, утвержденных Комитетом экспертов Международной
федерации клинической химии по референтным величинам.
1. Диагностическая чувствительность (ДЧ) - это способность маркера диагностировать заболевание у больных злокачественной
опухолью:
ДЧ
ИП
100%
ИП ЛО
где ИП - число истинно положительных результатов анализа;
ЛО - число ложно отрицательных результатов.
2. Диагностическая специфичность (ДС) - это способность маркера давать отрицательный результат в группе здоровых людей и больных
неопухолевыми заболеваниями:
ДС =
ИО
ИО + ЛП
100%
где ИО - число истинно отрицательных результатов;
ЛП - число ложно положительных результатов.
3. Диагностическая эффективность (ДЭ) - это способность маркера правильно выявлять больных и здоровых в исследуемой группе:
ДЭ =
ИН + ИО
ИП + ЛП + ИО + ЛО
100%
4. Прогностичность положительного результата (ППР) - характеризуют вероятность того, что у обследованного человека с положительным результатом анализа есть заболевание:
ППР =
ИП
ИП + ЛП
61
100%
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5. Прогностичность отрицательного результата (ПОР) - характеризует вероятность того, что у обследованного человека с отрицательным
результатом нет заболевания:
ПОР =
ИО
ИО + ЛО
100%
Чем ближе ДЧ и ДС к 100%, тем более эффективен маркер для
клинической практики. Показатели прогностичности положительного и
отрицательного результатов считаются дополнительными критериями, которые характеризуют надежность заключения о наличии или отсутствии
заболевания соответственно при положительном или отрицательном результате исследования. Это имеет особо важное значение при проведении
массовых исследований.
Специфичность маркера чрезвычайно важна в диагностике рака.
Она позволяет определять увеличение содержания маркера в биологической жидкости, специфичное для данной опухоли, а критерием наличия
искомой злокачественной опухоли может считаться повышение уровня
маркера выше установленной границы чувствительности.
Кроме того, при оценке диагностической значимости опухолевого
маркера важная роль принадлежит выбору состава референтных групп. В
эти группы должны входить больные с иммунопатологией и незлокачественной патологией соответствующих органов, а также больные с заболеваниями печени. Число обследуемых людей в группах должно быть достаточным для проведения статистической обработки результатов исследования и составлять не менее 50 человек и иметь численное соответствие
между референтной и онкологической группой больных. В связи с этим
пороговое значение маркера должно устанавливаться на основании определения концентрации маркера не только у практически здоровых людей,
но и у больных перечисленных референтных групп. За порговое принимается максимальное значение маркера, при котором в обследуемой контрольной популяции число ИО результатов соответствует 95%.
Основные требования, предъявляемые к опухолевым маркерам:
1. Надежность и воспроизводимость метода анализа:
 внутри серии определений < 5%
 между сериями определений < 10%
2. Достаточная широта аналитичекого ряда - широкой прямой интервал на
калибровочном графике, который строится каждый раз на основе измерений контрольных образцов жидкости с известным содержанием маркера.
3. Высокая диагностическая специфичность >95%.
62
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4. Высокая диагностическая чувствительность > 50%.
5. Корреляция с массой опухоли.
6. Невысокие цены и небольшой штат лаборатории.
Концентрация опухолевого маркера
может зависеть от следующих факторов in vivo:
Масса опухоли. Современные биохимические и иммунологические
методы анализа позволяют выявлять новообразования, при которых
число клеток достигает 109 - 1010. Считается, что при таком размере
первичного очага в циркуляции вполне могут быть опухолевые клетки;
2. Распространенность опухоли. Нужно иметь в виду, что метастазы могут существенно отличаться от первичного узла по способности к синтезу и секреции маркера;
3. Интенсивность кровообращения опухоли;
4. Гистологическая структура и степень дифференцировки опухоли;
5. Степень экспрессии и синтеза маркера;
6. Высвобождение маркера опухолевыми клетками;
7. Катаболизм маркера;
8. Функциональное состояние печени и почек;
9. Экскреция маркера из организма;
10. Инструментальные методы обследования (биополя);
11. Прием лекарственных, в т.ч. специальных химиотерапевтических препаратов;
12. Режим питания и т.д.
13. Вредные привычки (курение, прием алкоголя);
14. Наличие антител к мышиным иммуноглобулинам в крови пациентов;
15. Наличие аутоантител пациента к определенному маркеру.
1.
Концентрация опухолевого маркера
может зависеть от следующих факторов in vitro:
2. Контакта емкости для забора образцов крови с кожей;
3. Загрязнение образца слюной;
4. Гемолиза образцов крови, наличие желтухи;
5. Временем между забором крови и выделением сыворотки (центрифугироавнием);
6. Условий хранения образцов перед определением опухолевого маркера.
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Показания к определению опухолевого маркеров
и корректная интерпретации результатов исследования
Большинство циркулирующих в крови опухолевых маркеров непригодны для скринингового обследования людей, у которых отсутствуют
симптомы заболеваний из-за недостаточной диагностической чувствительности и специфичности, а также из-за ограниченности прогностических возможностей;
Проверка эффективности терапии. Изменения концентрации опухолевого маркера могут на ранних этапах показать, будет ли успешной проводимая терапия. В случае устойчивого роста его концентрации необходима
коррекция терапии или ее отмена. Тестирование маркера не имеет смысла
при некурабельности больного со злокачественной опухолью.
Типичные ответы опухолевого маркера на лечение:
а) при полной регрессии опухоли маркер не определяется (содержание ниже порогового уровня);
б) при частичной регрессии опухоли наблюдается снижение уровня маркера более, чем на 50%;
в) прогрессирование опухолевого процесса сопровождается повышением уровня маркера на 25% и более;
3. Мониторинг течения заболевания. Исследование маркеров с
этой целью позволяет нередко обнаружить метастазирование и/или рецидив опухоли на 3 и более месяцев раньше клинических проявлений. У ряда
пациентов после хирургического удаления первичного очага опухоли тестирование маркеров может обеспечить более чувствительный мониторинг, чем эндоскопия, сонография или компьютерная томография. Знание
характера изменений уровня маркера позволяет в ряде случаев оптимизироать время последующего детального обследования пациента. При сохранении низкого для данного пациента или нормального уровня маркера
в течение достаточно длительного периода времени последующее обследование, включающее инвазивные и дорогостоящие методы, представляется излишним. И, наоборот, если уровень маркера возрастает, а информация о прогрессировании заболевания необходима для решения о тактике
лечения, такие инструментальные исследования показаны.
4. Идентификация резидуальных и рецидивных опухолей. Неадекватно слабовыраженное снижение уровня опухолевого маркера или отсутстсвие его снижения вообще свидетельствует о наличии множественных
опухолей, информация такого рода может иметь терапевтическую и прогностическую ценность.
64
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5. Раннее обнаружение опухоли. В некоторых случаях опухолевые
маокеры используются для ранней диагностики - обнаружение гепатоцеллюлярного рака печени у больных циррозом печени; рака предстательной
железы у больных с доброкачественной гиперплазией простаты; рака толстой кишки у больных полипозом толстой кищки.
6. Прогнозирование опухолевого процесса в тех случаях, когда
прогноз влияет на выбор терапии.
Все известные в настоящее время маркеры можно условно разделить на несколько групп:
1) гликопротеины, не обладающие ферментативной или гормональной
активностью;
2) гликопротеины с гормональной активностью;
3) маркеры, обладающие ферментативной активностью;
4) маркеры белковой или пептидной природы;
5) маркеры- рецепторы (цитоплазматические или мембранные);
6) маркеры генетических дефектов;
7) маркеры множественной лекарственной резистентности опухолей;
8) биохимические показатели нефро-, гепато- и кардиотоксичности лекарственной терапии;
9) гормоны и биологически активные вещества при паранеопластических
синдромах;
10) другие.
В настоящей лекции мы попытаемся охарактеризовать только некоторые маркеры, широко применяемые в повседневной практике.
Раково-эмбриональный антиген (РЭА). Онкофетальный гликопротеин, в норме продуцируется в эмбриональном периоде жизни. Имеется по крайней мере 14 генов, которые кодируют РЭА и семейство РЭА гликопротеинов (неспецифический перекрестный антиген - NCА 1 и 2; билиарный гликопротеин (БГП). В сыворотке и других жидкостях организма
здоровых людей РЭА обнаруживаются в очень малых концентрациях.
Верхняя граница для здоровых некурящих 2,5 - 5 нг/мл сыворотки; для курящих 7 - 10 нг/мл. Превышение границы 5 нг/мл отмечено у 15% курильщиков и только у 2%
некурящих здоровых людей. Вместе с тем,
умеренное повышение концентрации РЭА до 10 нг/мл обнаружено у 50%
больных доброкачественными заболеваниями кишечника, поджелудочной
железы, печени и легких, а также при хроническом гепатите, панкреатите,
язвенном колите (коррелирует с активностью процесса); при хронической
пневмонии, бронхите, туберкулезе, эмфиземе легких, муковисцедозе и
аутоиммунных заболеваниях. При этих заболеваниях уровень РЭА снижа65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ется после клинического улучшения в отличие от больных со злокачественными опухолями, у которых концентрация РЭА постепенно увеличивается.
Повышенное содержание РЭА в сыворотке крови обнаружено у
больных раком поджелудочной железы (64%), желудка (40-60%), щитовидной железы (50%), органов женской репродуктивной системы (2575%), молочной железы(30-50%).
Однако основной локализацией, при которой РЭА используется
наиболее широко, является рак толстой кишки, особенно при хорошо
дифференцированных опухолях. При низкодифференцированных аденокарциномах тест на РЭА часто отрицательный. Следовательно, результат
не доказывает отсутствие рака и наоборот, положительный результат не
говорит однозначно о наличии злокачественной опухоли.
Повышение уровня РЭА коррелирует со стадией заболевания. Частота положительных тестов при стадиях А, В, С, Д рака толстой кишки
составляет соответственно 32, 56, 69 и 86%, а средний уровень 8, 30, 58 и
134 нг/мл.
При рецидивах и метастазах определение РЭА диагностически эффективно, если его уровень превышает 25 нг/мл, но вопрос о повторной
лапаротомии по поводу рецидива рака толстой кишки на основании высокого уровня РЭА пока остается спорным.
Определение РЭА используется для контроля эффективноси химио- и лучевой терапии рака толстой кишки, в 70% случаев снижение
уровня РЭА коррелирует с положительным эффектом лечения.
Уровень РЭА коррелирует с прогнозом заболевания. Неблагоприятным признаком считается изначально большое содержание РЭА.
Определение РЭА для ранней диагностики и формирования групп
высокого риска развития рака толстой кишки весьма проблематично, т.к.
его уровень в стадии А как уже говорилось, повышен только у 32% больных.
При других злокачественных новообразованиях определение РЭА
не имеет важного значения в диагностике и прогнозе, м.б. за исключением
мелкоклеточного рака легких, при котором превышение уровня РЭА более 50 нг/мл говорит о плохом прогнозе. И тем не менее, анализ РЭА часто выполняется в комплексе с определением других маркеров, более специфичных для каждой конкретной локализации рака.
Альфа-фетопротеин (АФП) - гликопротеин, образуется в физиологических условиях в желточном мешке, фетальной печени, фетальном
гастроинтестинальном тракте. АФП выявляется в сыворотке плода, начи66
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ная с 4 недели беременности, максимум наблюдается между 12 и 16 неделями, перед рождением он снижается. В возрасте 1 года нормальный уровень АФП такой же, как у взрослых, и равен 15 нг/мл. АФП проходит через плацентарный барьер и может быть выявлен в достаточно высоких
концентрациях в сыворотке крови матери с пиком между 32 и 36 неделями.
У здоровых взрослых людей концентрация АФП в сыворотке крови
колеблется от 1 до 25 нг/мл, при этом у 99% она не превышает 10 нг/мл.
Любые соединения, вызывающие пролиферативные процессы, в т.ч. канцерогены и промоторы, могут индуцировать синтез АФП. Поэтому неудивительно повышение уровня АФП до 40 - 500 нг/мл у 10 - 25% больных с
незлокачественными заболеваниями печени: циррозом, хроническом гепатите, подостром некрозе. Определение АФП эффективно для раннего выявления гепатоцеллюлярного рака в группах повышенного риска: цирроз
печени, хронический HВs-положительный гепатит. В этих случаях анализ
АФП рекомендуется выполнять 2 раза в год. Увеличение концентрации
больше 200 нг/мл свидетельствует о большой вероятности наличия рака
печени. Уровень АФП у больных гепатоцеллюлярным раком может превышать норму в сотни и даже в тысячи раз. Диагностическая чувствительность колеблется от 30 до 80% и зависит от массы опухоли и стадии процесса. Содержание АФП хорошо коррелирует с ответом опухоли на химиотерапию. Значительное снижение уровня свидетельствует об эффективности лечения, но поскольку полный регресс опухоли, как правило, отсутствует, нормализации уровня АФП не наблюдается. Полное хирургическое удаление рака сопровождается резким уменьшением количества АФП
в сыворотке крови. Рекомендуемая схема мониторинга после операции:
ежемесячно до полугода, далее - 1 раз в 3 месяца до 2 лет, затем дважды в
год. Персистирующее увеличение свидетельствует о нерадикальности операции.
Наиболее эффективно сочетание АФП и РЭА в дифференциальной
диагностике гепатоцеллюлярного рака и метастазов в печень других опухолей. При первичном раке резко возрастает АФП, а РЭА может лишь
чуть-чуть превышать норму. При метастазах уровни РЭА высоки и даже
превышают АФП.
Эффективен анализ АФП и при диагностике опухолей из герминативных клеток. Его уровень повышается при всех тератокарциномах, раках яичников и яичек, содержащих элементы желточного мешка.
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Исследования АФП в скрининге на раннее выявление гепатокарциномы нерационально даже среди популяций с высокой частотой ее возникновения, поскольку опухоль в этом случае выявляется лишь в 0,04%.
Повышение содержание АФП возможно и при других опухолях, но
гораздо реже, и потому его анализ не имеет никакой ценности для их диагностики и мониторинга.
Раковый антиген 19-9 (СА 19-9) - гликолипид, относящийся к гаптену Lewis-детерминант изоантигена эритроцитов. Концентрация в сыворотке крови 99,6% здоровых людей не превышает 37 Ед/мл. Является
компонентом эпителиальных клеток желудка, тонкой кишки и поджелудочной железы плода; поджелудочной железы, печени и легких у взрослых.
Са 19-9 выделяется с желчью и поэтому даже небольшой холестаз
может приводить к значительному повышению его уровня. Увеличение
количества Са 19-9 наблюдается при доброкачественных и воспалительных заболеваниях ЖКТ вплоть до 500 Ед/мл, но в основном не более 100.
При доброкачественных заболеваниях поджелудочной железы его концентрация повышается у 35% больных и не превышает 440 Ед/мл.
Повышение уровня отмечено при раках желчных путей (73%); желудка (42-64%); толстой кишки (18-37%); печени (22%). Является основным маркером рака поджелудочной железы с диагностической чувствительностью 87% и специфичностью 94%. Уровень Са 19-9 коррелирует с
размером, распространенностью и плохим прогнозом опухоли; снижается
у 50 % больных после хирургического удаления опухоли. Рекомендуемый
режим мониторинга после операции: ежемесячно в 1 год; каждые 2 месяца
в последующие 2 года и далее 2 раза в год.
Определение Са 19-9 непригодно для ранней диагностики рака
поджелудочной железы.
Одновременный анализ Са 19-9 и РЭА повышает вероятность раннего выявления рецидивов колоректального рака до 90% и опережает клинические проявления на 4-6 месяцев.
Раковый антиген 72-4 (СА 72-4) - муциноподобный гликопротеин.
Применяется как маркер мониторинга и оценки лечебного эффекта карциномы желудка. Специфичность составляет 100%, а чувствительность - 48%
по сравнению с доброкачественными желудочными заболеваниями. Верхняя граница нормы 4 Ед/мл. Хорошо коррелирует со стадиями , исчезает
после радикальных операций, рано увеличивается при возникновении рецидивов и метастазов. Комбинация с РЭА повышает чувствительность до
64% при раке желудка.
68
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Раковый антиген 15-3 (СА 15-3) - муциноподобный гликопротеин
с высокой чувствительностью при РМЖ. У небеременных женщин верхняя граница нормы - 28 Ед/мл, в 3 триместре беременности - до 50 Ед/мл.
Повышение уровня более 50 Ед/мл в сыворотке крови больных РМЖ указывает на наличие скрытых метастазов и необходимость дополнительных
инструментальных исследований, исключающих генерализацию процесса.
В мониторинге после хирургического этапа лечения рекомендуется определять СА 15-3 не раннее, чем через 6 недель, далее - каждые 3 месяца.
Возрастание уровня более, чем на 50% регистрируется за 4 месяца до развития клинической картины рецидива или метастазов. При совместном
применении с РЭА чувствительность повышается на 10%.
Муциноподобный раково-ассоциированный антиген (МСА) - гликопротеин с муциноподобными свойствами. Используется для мониторинга РМЖ . У 90% здоровых мужчин и небеременных женщин содержание в
крови достигает 11 Ед/мл. При РМЖ чувстительность составляет 80% и
спечифичность 84%. Отмечена связь со стадиями, однако при 1 и 11 стадиях его повышение незначительно. Рекомендуется для контроля за лечением и выявлением рецидивов - в 93% случаев уровень МСА повышается
за 18 месяцев до появления клинических признаков. Желательна комбинация с СА 15-3.
Раковый антиген 125 (СА 125) - гликопротеин, полученный из
клеточной линии рака яичников человека, обнаруживается в серозных, но
не в муцинозных аденокарциномах яичников. У 97% здоровых людей
концентрация СА 125 не более 35 Ед/мл. У 83% больных РЯ его уровень
составляет 145 19 Ед/мл. При верхней границе 65 Ед/мл СА 125 имеет
чувствительность 87%. Коррелирует со стадией, величиной остаточных
опухолей после операции, эффектом при химиотерапии. Однако нормализация уровня СА 125 не исключает повторного хирургического вмешательства, т.к. возможно наличие небольших опухолевых узлов в брюшине.
Повышение количества более, чем на 50% регистрируется на 4 мес. раньше клинических проявлений рецидива.
Значительное повышение уровня СА 125 возможно при опухолях
ЖКТ, РЛ, РМЖ, при доброкачественных гинекологических опухолях и
воспалительных процессах с вовлечением яичников , а также при заболеваниях, связанных с поражением серозных оболочек: эксудативном плеврите, перикардите, перитоните, хр. панкреатите , гепатите, циррозе печени
с асцитом (в 71%); во время менструаций, в 3 триместре беременности
(менее 50 Ед/мл); при патологии слизистой матки, кистах яичника, аутоиммунных заболеваниях.
69
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Тканевой полипептидный антиген (ТПА) - кератинный полипептид, после РЭА занимает 2 место в ряду онкофетальных антигенов. Локализуется на плазматической мембране и ЭПР опухолевых клеток, продуцируется пролиферирующими клетками. В норме содержится в высокой
концентрации в плаценте, меконии и эмбриональных тканях. Частота положительных тестов на ТПА в сыворотке крови больных злокачественными опухолями значительно выше, чем при заболеваниях незлокачественного характера. Верхняя граница у здоровых людей - в пределах 85 - 120
Ед/мл.
Значительное увеличение концентрации ТПА коррелирует со стадией опухолевого процесса (от 80 до 100%) у больных раком молочной
железы, бронхов, толстой и прямой кишки, шейки матки, яичников и мочевого пузыря. Однако маркер имеет низкую диагностическую специфичность. При повышении верхнего предела нормы падает диагностическая
чувствительность. Используется для мониторинга РМЖ, РЛ, РМП, РПЖ,
РПрЖ, РТПК в комбинации с другими маркерами, чаще всего с РЭА.
Простатический специфический антиген (ПСА) - гликопротеин,
обладающий протеолитической активностью, синтезируется эпителием
ацинусов и канальцев предстательной железы, поступает в семенную жидкость, где и проявляет свои протеолитические своиства. Секреторная активность эпителия нормальной ПрЖ обеспечивает относительно небольшое содержание ПСА в сыворотке крови, процесс малигнизации сопровождается резким повышением уровня ПСА. Однако воспалительные процессы, гипертрофия и гиперплазия ПрЖ также характеризуется увеличением концентрации ПСА, это затрудняет интерпретацию результатов анализа.
В крови ПСА связывается
ингибиторами протеаз (альфа-1антихимотрипсином,
альфа-1-ингибитором
протеаз,
альфа-2макроглобулином), но какая-то часть циркулирует в свободной форме. В
качестве порогового значения для общего ПСА принята концентрация 4
нг/мл, а для соотношения свободного и общего ПСА - значение 0,15.
При доброкачественной гиперплазии ПрЖ 64% пациентов имеют
нормальный уровень общего ПСА. В пределы 4,1 - 10 нг/мл попадает 26%,
свыше 10,1 нг/мл - 10% (в том числе только 1,5% от 20,1 до 40 нг/мл) и 1%
- выше 40,1 нг/мл. При РПрЖ 76% больных имеют уровень ПСА свыше
10,1 нг/мл, в том числе 18% от 20,1 до 40 нг/мл и 36% - выше 40,1 нг/мл.
При злокачественных опухолях мочевого тракта содержание ПСА мало
отличается от нормальных значений для мужчин старше 50 лет.
70
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Степень увеличения концентрации свободного ПСА в сыворотке
крови больных РПрЖ была ниже, чем общего ПСА.
При дифференциальной диагностике РПрЖ и ДГПрЖ наибольшие
трудности представляет т.н. “неопределенная” зона концентрации общего
ПСА (4- 10 нг/мл). В этот интервал попадают значительные доли больных
обеих групп. Однако, средняя величина соотношения свободного и общего
ПСА в этой ситуации для РПрЖ существенно ниже (0,13), чем для ДГПрЖ
(0,29). Комплексный анализ свободного и общего ПСА повышает чувствительность и специфичность соответственно до 93 и 95% при проведении
дифдиагностики РПрЖ и ДГПрЖ.
В 1993 г. была принята общеевропейская программа, в которой
определение ПСА наряду с ректальным обследованием ПрЖ было рекомендовано в качестве скинингового метода диагностики РПрЖ. При положительном результате пальпаторного обследования и концентрации
ПСА менее 4 нг/мл пациенты наблюдаются ежегодно, тогда как при
уровне ПСА более 10 нг/мл предлагается биопсия. При увеличении ПрЖ и
концентрации ПСА от 4 до 10 нг/мл измерение общего и свободного ПСА
проводится каждые 6 мес., и при повышении уровня на 20% и более рекомендуется биопсия.
Нейронспецифическая енолаза (НСЕ)- фермент, идентифицированный в нейронах и нейроэндокринных клетках APUD-системы. Верхняя
граница в норме составляет 12,5 нг/мл, для доброкачественных опухолей
легких - 25 нг/мл. При специфичности 95% относительно группы с хроническими заболеваниями легких повышение концентрации НСЕ обнаружено у 40% больных РЛ. Используется в качестве маркера как в диагностике,
так и в мониторинге больных мелкоклеточным РЛ. Повышение НСЕ отмечено и при нейроэкзодермальных и при нейроэндокринных опухолях.
Cyfra 21-1 - 19-й фрагмент цитокератина. У здоровых людей верхний предел маркера в сыворотке крови составляет 2,3 нг/мл. Считается
наиболее полезным маркером при плоскоклеточном раке легкого, когда
его уровень повышается до более высоких величин и в большем числе
случаев по сравнению с хроническими неспецифическими заболеваниями
легких, доброкачественными опухолями, а также аденокарциномами и
мелкоклеточным РЛ.
Антиген плоскоклеточной карциномы (SCC) - гликопротеин, выделен из печеночных метастазов плоскоклеточной карциномы шейки матки. Верхняя граница - 2 нг/мл. Может повышаться до 10 нг/мл при почечной недостаточности. Основная область применения - мониторинг течения
заболевания и эффективность лечения при плоскоклеточной карциноме
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
шейки матки (чувствительность 70-85%), раках носоглотки и уха (чувствительность 60%).
Хорионический гонадотропин человека (ХГЧ) - гликопротеиновый гормон, образуется физиологически в синцитиотрофобластах плаценты. В герминомах образуется трофобластическими структурами или синцитиотрофобластическими гиганскими клетками (клетками семиномы).
Верхняя граница у мужчин и небеременных женщин - 5 МЕ/мл. У мужчин
и небеременных женщин повышение уровня ХГЧ является верным признаком злокачественной опухоли - герминомы. Чувствительность при карциноме яичника и плаценты - 100%; при хорионаденоме - 97%; при несеминоматозных герминомах - 46-48%; при семиноме - 7-14%. Тестирование ХГЧ проводится для мониторинга гермином яичка и мониторинга беременности.
Таким образом, рациональное использование общепринятых опухолевых маркеров достигается при следующих локализациях злокачественных новообразованиях человека:
1. Толстая кишка: основной маркер РЭА, вспомогательный - СА 19-9;
2. Поджелудочная железа: осн. - СА 19-9, вспом. - РЭА;
3. Желудок: осн. - СА 72-4, всп. - РЭА;
4. Пищевод: РЭА и SCC; даже в комбинации условно информативны.
5. Печень: АФП;
6. Желчные протоки: СА 19-9;
7. Молочная железа: РЭА и СА 15-3;
8. Яичники: осн. - СА 125, вспом. СА 72-4;
9. Шейка матки: осн. - SCC, вспом. - СА 72-4;
10. Хорион: ХГЧ;
11. Легкие: мелкоклеточный рак: осн. - НСЕ, вспом. - CYFRA 21-1; немелкоклеточный рак: осн. - CYFRA 21-1; вспом. - РЭА
12. Герминома: АФП и ХГЧ;
13. Простата: ПСА;
14. Мочевой пузырь: CYFRA 21-1 и ТРА, даже в комбинации условно информативны;
15. Опухоли носоглотки: осн. - SCC, вспом. - РЭА;
16. Щитовидная железа: ТГЧ.
72
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Особое место среди опухолевых маркеров занимают неспецифические маркеры, выполняющие сходные функции при различных онкологических заболеваниях. Наибольший интерес среди них представляют макроглобулины, свойства которых вносят существенный вклад в процессы
прогресси и опухолей и с успехом используются в диагностике, а в перспективе - и в терапии злокачественных новообразований. Фундаментальные исследования макроглобулинов в нашей стране выполняются в ЦНИЛ
Новокузнецкого ГИДУВ под руководством проф. Н.А. Зорина. В настоящее время проводятся масштабные клинические испытания диагностической ценности анализа макроглобулинов при различных онкологических
заболеваниях, которые уже позволяют сделать обоснованные выводы о
несомненной перспективности этого направления.
К
семейству
макроглобулинов
человека
относятся
2-
макроглобулин (МГ), ассоциированный с беременностью 2-гликопротеин
(АБГ) и ассоциированный с беременностью протеин А (АБП-А). Макроглобулины состоят из 2-4 идентичных субъединиц. Две субъединицы образуют димер при помощи ковалентных связей, а два димера формируют
тетрамер за счет связей нековалентной природы. МГ и АБП-А являются
именно такими тетрамерами, а АБГ-димером.
Макроглобулины относятся к ингибиторам протеиназ, но обладают
уникальным механизмом реакции с ферментами. Протеазы попадают в полость - “ловушку”; имеющуюся в каждой субъединице макроглобулина,
где фиксируются, но сохраняет свою активность по отношению к белкам и
пептидам, способным проникать в ловушку. При захвате протеиназ молекулы макроглобулинов конформационно уплотняются и приобретают способность присоединятся к рецепторам на поверхности различных клеток.
Антипротеазные свойства макроглобулинов позволяют регулировать реакции, зависящие от активности данных ферментов, например, управлять
системой комплемента.
Стабильные комплексы с макроглобулинами образуют практически
все известные цитокины: интерлейкин, интерфероны, факторы роста и
факторы некроза опухолей. Цитокины могут фиксироваться нативными
макроглобулинами, не вызывая при этом “захлопывания” ловушек, что
позволяет этим комплексам достаточно долго находится в циркуляции.
При конформационном уплотнении, вызванном захлопыванием ловушек,
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
макроглобулины, несущие цитокины, присоединяются к клеткам и реализуют функции, управляемые цитокинами. Избыток же цитокинов, попадая
в ловушки с протеиназами, разрушается.
Все вышеизложенное показывает, что макроглобулины являются
одними из главнейших универсальных регуляторов функций иммунной
системы короткодистантного типа, в т.ч. противоопухолевой функции. Ранее предполагалось, что макроглобулины, особенно АБГ, наделены исключительно иммуносупрессивными свойствами. Однако действие комплексов макроглобулинов с белками не столь однозначно. Напрмер, комплексы с плазмином обладают выраженным комитогенным действием.
Коль скоро плазмин, будучи протеолитическим ферментом, активно
участвует в процессах метастазирования опухолей, можно предположить,
что макроглобулины в некоторых ситуациях способны стимулировать
прогрессию опухолей. Разнонаправленное действие макроглобулинов при
раке обусловлено, очевидно, и тем, какие именно цитокины образуют
комплексы с макроглобулинами.
Источники макроглобулинов в организме многообразны, они могут
синтезироваться гепатоцитами, фибробластами, макрофагами, клетками
крови и клетками опухоли. Концентрации различных макроглобулинов в
крови и тканях варьируют в широких пределах. В плазме крови здоровых
людей содержание МГ составляет 2-3 мг/мл; АБГ- не более 20 мкг/мл;
АБП-А - не более 0,05 мкг/мл. Концентрация двух последних белков у
женщин вдвое больше, чем у мужчин. Предполагается, что это связано со
стимулирующим действием эстрогенов.
Содержание АБГ в сыворотке крови возрастает при раках легкого,
молочной железы, эндометрия, яичников, гортани, желудка, прямой
кишки и лейкемии. Оно увеличивается пропорционально росту массы
опухоли у 60-80% неоперированных больных и в 85-92% случаев рецидива заболевания.
Данные о МГ менее однозначны. Его концентрация остается неизменной при раке гортани, резко возрастает при раке легкого и не менее
резко снижается при терминальных состояниях, вызванных различными
злокачественными опухолями.
Исследования АБП-А в этом плане продолжаются и пока не привели к достоверно обоснованным выводам.
74
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что получаемая в
результате тестирования опухолевых маркеров информация должна быть
не только сама по себе корректной, но также и обязательно представлять
практическую ценность, т.е.:
 позволяла выявлять заболевание или оценивать риск его возникновения
у относительно здоровых лиц, и/или
 помогала врачу поставить больному правильный диагноз, и/или
 позволяла делать прогностические выводы, и/или
 помогала контролировать течение заболевания и оценивать эффективность проводимой терапии.
Если в ходе исследования ни одна из перечисленных целей не достигается, значит исследование можно считать излишним. Оно не принесет пациенту пользы и, вполне возможно, не оправдав наших ожиданий,
окажется травмирующим. К сожалению приходится констатировать, что
во многих случаях, по крайней мере в г. Кемерово, некоторые врачи по
причине малой грамотности или, того хуже, из корыстных побуждений
навязывают пациентам анализ опухолевых маркеров без особой на то
нужды.
Ситуация с маркерами канцерогенеза в фазе инициации не столь
определенна. На роль таких маркеров в настоящее время претендуют:
- аддукты КГ с ДНК и белками;
- антитела к КГ;
- антитела к аддуктам КГ с ДНК;
- продукты онкогенов и антионкогенов;
- антитела к продуктам онкогенов и антионкогенов.
Все большей популярностью пользуется анализ аддуктов КГ с
ДНК и анализ продуктов онкогенов и антионкогенов. Для первого вида
анализа используются как правило лимфоциты периферической крови, для
второго - сыворотка крови, моча и даже экскременты.
Мы считаем, что анализ антител к КГ незаслуженно остается в тени. Не столько потому, что он технически более прост и экономичен по
сравнению с другими, но главным образом потому, что его можно использовать в будущем в определении показаний и оценке эффективности применения анти-КГ вакцин (см. лекцию № 4).
75
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Лекция 6.
БИОТЕРАПИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ
НОВООБРАЗОВАНИЙ
Успехи химиотерапии, которые наблюдались в течение 50-60-х г.
прошлого века, окрылили ученых и создали впечатление, что решение
проблемы рака с помощью цитостатичеких препаратов уже близко. Именно поэтому в 1971 г. президентом США Ричардом Никсоном была объявлена “война против рака”. Как предполагалось Национальным институтом
рака, в результате этой “войны” смертность населения от онкологических
заболеваний к 2000 году сократится на 50%. Время показало, как сильно
ошибались американские ученые в своих смелых прогнозах:
 несмотря на определенные успехи в лечении отдельных форм рака,
смертность в целом от онкологических заболеваний не только не
уменьшилась, но значительно возрасла;
 химиотерапия при солидных опухолях по-прежнему носит преимущественно паллиативный характер, имея целью не излечение, а продление
жизни больных и обеспечение удовлетворительного ее качества;
 достижение лучших результатов при использовании известных препаратов в настоящее время маловероятно в связи с особенностями механизма их действия и кинетики опухоли.
 Дальнейший прогресс химиотерапии зависит от:
 синтеза или выделения новых высокоактивных веществ с противоопухолевой активностью;
 дальнейших попыток эскалации дозы препаратов с последующей трансплантацией костного мозга или периферических стволовых клеток;
 поиска путей эффективного преодоления врожденной и приобретенной
резистентности к цитостатикам;
 поиска новых высокоэффективных протекторов осложнений химиотерапии;
 поиска новых режимов введения или комбинации хорошо известных
препаратов.
Вместе с тем, последние 25 лет ознаменовались революционными
достижениями в молекулярной биологии, которые постепенно сформировали базис для нового направления в лечении онкологических заболеваний, которое получило название биотерапии.
Биотерапия, по определению С. Розенберга (1995), подразумевает
лечение больных раком путем активизации естественных защитных механизмов или введения естественных полимерных молекул. В отличие от
химиотерапии, основанной на использовании клеточных ядов, биотерапия
более патогенетична. Она включает очень разные по характеру методы,
которые пока классифицируются следующим образом:
76
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
I группа - методы, направленные на активизацию противоопухолевого иммунитета, т.е. активная иммунотерапия. Она включает в себя: неспецифическую иммунотерапию, специфическую иммунотерапию, генную
терапию.
II группа - методы пассивной иммунотерапии. Это использование
антител (моноклональных и поликлональных, в т.ч. их конъюгатов с токсинами или радиоизотопами), а также клеток (опухоль-инфильтрирующих
лимфоцитов - TIL и лимфокинактивированных киллеров - LAK)
Эта классификация достаточно условна, т.к. некоторые виды лечения, например, использование цитокинов, могут быть отнесены к обеим
группам. Кроме того, некоторые виды биотерапии часто сочетаются.
Например, противоопухолевые вакцины (активная специфическая иммунотерапия) сочетается с применением различных адьювантов (активная
неспецифическая иммунотерапия).
Активная неспецифическая иммунотерапия
Попытки неспецифической стимуляции иммунной системы с
надеждой на возможное усиление противоопухолевой защиты предпринимались практически с начала 20 века. Наибольшей популярностью как
средство неспецифической иммунотерапии пользовалась вакцина БЦЖ
(Bacillus Calmette - Guerin). Это имело серьезные экспериментальные
обоснования: БЦЖ резко усиливала реакции отторжения опухолей у животных. Большие надежды на клиническую эффективность БЦЖ не оправдались. Ни в одном рандомизированнном исследовании системное применение БЦЖ при распространенных раках, а также при меланоме с метастазами в регионарных лимфоузлах не приводило к желанному результату.
Однако БЦЖ оказалась достаточно эффективной и до настоящего времени
активно используется при местном применении (внутриопухолевое введение или инстилляции в мочевой пузырь при поверхностном раке).
В качестве неспецифических адьювантов использовались в разное
время (да и сейчас в некоторых лабораториях) Corynebacterium parvum и
компоненты стенок некоторых других бактерий. Они вызывают местную
воспалительную реакцию с активацией антигенпрезентирующих макрофагов, Т- и В-лимфоцитов, с выбросом цитокинов и факторов некроза
опухоли.
С целью системной неспецифической стимуляции иммунитета сегодня применяется только левамизол (декарис) при раке толстой кишки.
По рекомендации NCI использование 5-фторурацила в комбинации с левомизолом является стандартным адьювантным лечением рака толстой
кишки стадии Duke C (т.е. с метастазами в регионарных лимфоузлах).
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Активная специфическая иммунотерапия
В настоящее время имеются убедительные экспериментальные доказательства целесообразности развития активной специфической иммунотерапии в онкологии. К ним относятся:
 возможность предупреждения приживления сингенной опухоли после
предварительной иммунизации против нее чистолинейных животных;
 возможность лизиса Т-лимфоцитами in vitro аутологичных опухолевых
клеток у животных и человека;
 возможность продукции Т-лимфоцитами цитокинов в ответ на стимуляцию in vitro аутологичными опухолевыми клетками у животных и человека;
 возможность получения in vitro популяции Т-лимфоцитов с противоопухолевой активностью, которая может быть реализована после введения их в организм животного или человека;
 наличие опухолевых антигенов, которые могут быть распознаны цитотоксическими Т-лимфоцитами.
Клинический опыт использования активной специфической вакцинотерапии начинается с 60-70-х годов 20-го столетия . В настоящее время
проводятся многочисленные предклинические и клинические исследования по применению вакцин, основанных на использовании опухольассоциированных антигенов. Такое название они получили потому, что
могут экспрессироваться не только опухолевыми, но и некоторыми нормальными клетками, т.е. не являются строго опухолеспецифичными, присущими только опухоли. Клинические испытания вакцин проводятся при
меланоме, раках предстательной железы, шейки матки, молочной железы,
толстой и прямой кишки.
При этом применяются как чистые, так и неочищенные или частично очищенные вакцины, а также вакцины из полных опухолевых клеток и
из белков, извлеченных из опухоли в результате теплового воздействия. В
зависимости от источника антигена вакцины подразделяются на:
 аутологичные (из опухолевых клеток больного);
 аллогенные (из клеток линий опухолей других больных);
 рекомбинантные или синтетические вакцины.
К сожалению, до настоящего времени оптимальный вариант не
определен, т.к. каждый из них имеет как достоинства, так и недостатки.
Вакцины из аутологичных клеток обеспечивают возможность воспроизведения индивидуальных антигенных характеристик опухоли. К их
недостаткам относятся: необходомость получения клеток из опухоли самого пациента и технические трудности этой процедуры; административ78
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ные сложности в получении разрешения на этот вид лечения у каждого
больного; низкая иммуногенность опухоли и/или преимущественное выделение из нее не- или малоиммуногенных клонов в процессе подготовки
вакцины.
При использовании вакцин из аллогенных клеток отпадают вышеперечисленные недостатки аутологичных вакцин; появляется возможность
получения более широкого спектра опухолеассоциированных антигенов из
нескольких линий; появляется возможность трансфекции в клетки особых
генов, повышающих иммуногенность вакцины. Главный недостаток вакцин-возможное несоответствие по антигенному спектру опухоли больного.
Рекомбинантные вакцины получаются путем биотехнологического
синтеза in vitro опухолевыми или бактериальными клетками (E. Coli) опухолевых антигенов в чистом виде. Они могут обеспечить выраженный иммунный ответ, т.к. можно получить их в большом количестве. Кроме того, препараты таких вакцин можно унифицировать, что значительно
упрощает административно-правовые проблемы их использования в клинике. Главный недостаток рекомбинантных синтетических вакцин - высокая степень вероятности ускользания клеток опухоли больного от индуцированного иммунного ответа. Антигенный спектр таких вакцин узок, а
опухоли по своему антигенному составу гетерогенны и изменчивы в процессе роста и лечения.
Подводя итоги многочисленных испытаний разнообразных вакцин
в различных лабораториях мира, можно отметить слабую их эффективность у большого числа исследуемых пациентов и на этом фоне выраженный эффект у отдельных больных, вплоть до полного регресса опухоли.
Основными препятствиями для активной иммунотерапии являются:
 недостаточная иммуногенность опухолевых антигенов;
 способность опухоли вызывать анергию эффектных клеток путем выделения ИЛ-10, TGF- ;
 гетерогенность первичного узла по клоновому составу;
 клональные различия первичной опухоли и метастазов.
 Для повышения эффективности вакцинотерапии необходимо:
 максимальное уменьшение объема опухолевой массы в организме (циторедуктивные операции);
 достаточная иммунокомпетентность организма больного;
 отсутствие внешних иммуносупрессивных воздействий;
 одновременная активная неспецифическая иммунотерапия (БЦЖ, ИЛ-2,
КСФ).
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Будущее вакцинотерапии в онкологии никогда не представлялось
таким радушным, как сейчас, т.к. вакцины практически нетоксичны, могут
предупреждать возникновение рецидивов после хирургического лечения и
теоретически способны предупреждать возникновение других опухолей,
несущих аналогичные антигены.
В качестве примера можно привести результаты рандомизированного исследования по оценке эффективности адьювантной вакцинотерапии больных раком ободочной кишки стадий В и С по Дюку. После операции 254 больных были разделены на 2 группы: вакцинотерапия и контроль. Вакцину приготавливали из клеток аутологичной опухоли и вводили внутрикожно 4 раза по схеме:
1 (30 день) 107 облученных клеток БЦЖ
2 (37 день) то же
3 (44 день) 107 облученных клеток без БЦЖ
4 (180 день) то же
В контрольной группе число больных с рецидивом достигало 28%,
а в опытной 16%. В контрольной группе умерло от рака 25%, а в опытной
- 17%. Результаты адьювантной вакцинотерапии в стадии В были лучше,
чем в стадии С. Наиболее частыми побочными реакциями были: местное
изъязвление (98%), региональный лимфаденит (67%), лихорадка в первые
24 часа (40%).
Принципиально новый подход к вакцинотерапии рака представляет
собой использование т.н. анти-идиотипических антител. Сначала путем
иммунизации животных опухолевыми клетками или выделенным опухолеассоциированным антигеном получают поли- или моноклональные антитела к интересующему антигену. Эти антитела называют первыми. Потом ими иммунизируют животных и получают анти-антитела, которые
называют вторыми. Вторые, анти-идиотипические антитела несут в себе
внутренний иммунологический образ опухолевого антигена. Если вторыми антителами иммунизировать животное или человека, то развивается
иммунный ответ на опухолевый антиген. Как правило он сопровождается
и противоопухолевым эффектом. В настояшее время в мире идет работа
по созданию такого типа вакцин для лечения колоректального рака, меланомы, рака молочной железы.
Сейчас ни у кого нет сомнений в том, что несмотря на технологические и организационные трудности “второе рождение” вакцинотерапии,
которое наблюдается в последние годы, приведет к ее внедрению в практику лечения злокачественных опухолей в ближайшее время.
80
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Генотерапия
Генотерапия - наиболее бурно развивающееся и перспективное
направление биотерапии. Достаточно сказать, что на 1 июня 1999 г. в мире было зарегистрировано уже 380 протоколов генотерапии и 3173 пациента имели в своем теле генетически модифицированные клетки. Из них в
онкологии применялось 240 протоколов(63%), по которым были пролечены 2166 человек (68% от общего числа).
Под генотерапией понимается лечебный метод, основанный на переносе функционирующего генетического материала в клетки больного с
целью коррекции генетических ошибок или придания новых генетических
особенностей этим клеткам. Лечебный эффект генных терапевтических
средств достигается в результате:
 корректировки или замены дефектного гена;
 экстрахромосомной экспрессии введенного терапевтического гена;
 подавления функции “больного” либо сверхактивного гена (антисэнстерапия).
Основываясь на типе клеток-мишеней, генотерапию можно разделить на соматическую и фетальную.
Имея в виду тактику введения генетических конструкций, можно
выделить генотерапию:
 системную (в/в, в/м);
 локальную (сосуды, органы, опухоли).
Почти все существующие протоколы в той или иной мере основаны на локальном введении генетических конструкций.
Исходя из способов доставки терапевтического гена, выделяют
протоколы, использующие:
 вирусные векторы;
 невирусные векторы и методы (микроинъекции в клетки, электропортация).
Основными направлениями генотерапии в онкологии являются:
 модификация генетического аппарата опухолевых клеток с целью повышения их иммуногенности;
 модификация иммунных эффекторных клеток с целью повышения их
способности к распознаванию и лизису опухолевых клеток;
81
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
 модификация генетического аппарата опухолевых клеток с целью повышения их чувствительности к цитостатикам;
 модификация генетического аппарата здоровых клеток с целью повышения их резистентности к цитостатикам;
Первые два направления относятся собственно к активной иммунотерапии. Вторые два представляют собой т.н. комбинированную химио/генотерапию.
Первые испытания генно-инженерных методов повышения иммуногенности неоплазм завершились с успехом. Так, в одном из экспериментов в опухолевые клетки трансфецировали гены главного комплекса гистосовместимости человека (HLA B7, в частности). Эти гены кодируют
белки, которые представляют аутоантигены, в т.ч. опухолевые, для распознавания иммунными клетками. После трансфекции злокачественные
клетки начинают активнее продуцировать опухолеспецифические антигены, что активирует противоопухолевый иммунитет. Существенно, что защитная реакция организма осуществлялась не только против модифицированных, но и против исходных клеток новообразования.
Целью иммунотерапии является не только стимуляция противоопухолевого ответа, который может быть адекватным антигенности опухоли,
но и реверсия индуцированной этой же опухолью иммуносупрессиии. Хорошо известно, что лимфоцитам для уничтожения опухолевых клеток необходим ИЛ-2 для увеличения киллерного потенциала лимфоцитов. Локальная гиперпродукция злокачественными тканями интерлейкинов “привлекает” в очаг новообразования лимфоциты, в т.ч. цитотоксические. Под
действием интерлейкинов усиливается их функциональный потенциал, и
противоопухолевый иммунный ответ становится эффективным. Т.о.
трансфицированные злокачественные клетки индуцируют локальную реакцию, направленную на собственное уничтожение. При подобном подходе нет необходимости в генетической модификации всей опухоли: небольшая группа неопластических клеток, экспрессирующих интерлейкин,
может привлекать лимфокиллеры к опухоли в целом. Первые результаты с
трансфекцией генов цитокинов представляются многообещающими.
Принципиально новый двухэтапный подход к лечению опухолей,
связанный с локальной метаболической активацией химио-препаратов получил название GDEPT (gene directed еnzyme prodrug therapy). Его целью
82
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
является повышение чувствительности опухолевых клеток к химиотерапевтическим средствам. Известно, что такие алкилирующие цитостатики,
как циклофосфамид и его изомер ифосфамид фармакологически инертны
и нетоксичны для клеток. Их активация в клетках происходит под действием ферментов семейства цитохромов Р450. В результате образуются
цитотоксические метаболиты: 4-гидрокси-ЦФА и горчичный фосфорамид.
Но очень часто активность этих ферментов в опухоли ниже, чем в исходной нормальной ткани. Поэтому системное применение цитостатиков сопровождается и значительной системной токсичностью. Метод GDEPT
заключается в локальном введении генетических конструкций цитохромов
Р450 в опухоль с последующим применением алкилирующих препаратов.
И хотя эти разработки носят пока только экспериментальный характер,
чрезвычайная их перспективность для химиотерапии опухолей очевидна.
Пассивная иммунотерапия
Идея использования антител с терапевтической целью при раке
предложена еще Паулем Эрлихом. Однако действительно пассивная иммунотерапия стала реальностью только в конце 70-х годов после внедрения гибридомной технологии получения моноклональных антител, высоко
специфичных к опухолевым антигенам.
Наиболее важные механизмы противоопухолевого действия мАТ:
 комплемент-зависимая цитотоксичность;
 антитело-зависимая клеточная цитотоксичность.
Своими гипервариабельными участками (Fab-фрагменты) мАТ
присоединяются к антигенам на поверхности клеток, а константным
участком (Fс-фрагмент) мАТ фиксируют комплемент или цитотоксическую клетку, которые собственно и разрушают клетки-мишени.
Несмотря на простоту концепции использования мАТ в онкологии,
проблема еще далека от полного разрешения по следующим причинам:
 мАТ биохимически и биологически нестабильны, что требует особых
условий их хранения и транспортировки;
 мАТ плохо проникают из кровяного русла;
 мАТ, будучи как правило мышиными, являются иммуногенными для
человека и индуцируют образование анти-мышиных инактивирующих
анти-антител:
83
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
 узкая специфичность мАТ и антигенная гетерогенность и изменчивость
опухоли и метастазов.
В настоящее время предпринимаются большие усилия с целью повышения эффективности терапии мАТ.
Наиболее перспективным считается получение биспецифичных антител, которые одним гипервариабельным участком связываются с опухолевой клеткой, а другим - с рецептором Т-киллера, что обеспечивает их
тесный контакт.
Для снижения иммуногенности мАТ с помощью сложнейших методов генной инженерии получают химерные и гиперхимерные мАТ. Они
содержат мышиный гипервариабельный участок и человеческий невариабельный участок. Гиперхимерные, “гуманизироанные” мАТ содержат всего 10% мышиного белка и 90% - человеческого. В результате частота образования нейтрализующих анти-антител у человека снижается с 74% до
4%.
Для повышения экстравазальной диффузии применяют усеченые
мАТ, без Fс-фрагмента или отдельные Fab-фрагменты. В последнем случае мАТ лишаются своих натуральных свойств фиксировать комплемент и
иммунокомплементные клетки. К ним присоединяют цитостатические
препараты, токсины или радионуклиды. Т.о. мАТ выполняют роль проводников, обеспечивающих более специфическую, адресную доставку
противоопухолевых средств точно по назначению.
В настоящее время предклинические и клинические испытания
проходит большая группа мАТ в разных странах. В Германии зарегистрирован и разрешен к клиническом применению панорекс - мышиное мАТ
против поверхностного антигена 17-1А, экспрессируемого опухолями
ободочной кишки. Применение панорекса по результатам 7-летнего
наблюдения показало снижение числа умерших на 32%, числа рецидивов на 23% и числа отдаленных метастазов - на 23%. В настоящее время проводится крупномасштабное клиническое исследование (более 3000 больных), в котором сравнивается панорекс и панорекс + стандартная химиотерапия (5-ФУ + лейковарин). Этот пример показывает, что пассивная иммунотерапия не рассматривается как альтернатива химиотерапии. Наоборот, несопостивимо малая токсичность мАТ является хорошей предпосылкой для рационального их сочетания с известными цитостатиками, значи84
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тельно расширяет возможности современного лекарственного лечения и
делает его более эффективным.
Цитокинотерапия
Использование цитокинов несет в себе черты как активной. так и
пассивной иммунотерапии. Перспективы их практического применения
появились с получением рекомбинантных форм цитокинов в достаточных
количествах. Наиболее значительным являются интерфероны , , , ИЛ-2,
КСФ. В последнее время активно изучаются ФНО, ИЛ-1, ИЛ-12. В клинической практике в основном используются интерферон . Интерфероны
обладают иммуномодулирующей активностью, оказывают антипролиферативное действие, ингибируют ангиогенез в опухоли, способствуют дифференцировке опухоли, усиливают экспрессию различных поверхностных
антигенов. Препараты этой группы давно используются для лечения меланомы, рака почки, толстой кишки, саркомы Капоши, волосатоклеточного
лейкоза. Эффективность интерферонов при солидных опухолях колеблется от 5 до 30%.
ИЛ-2 продуцируется активированными Т-лимфоцитами и играет
центральную роль в иммунорегуляции, в первую очередь стимулируя рост
Т-лимфоцитов. В результате применения ИЛ-2 наблюдается лимфоидная
пролиферация и реверсия иммунодефицитных состояний. ИЛ-2 активно
применяется за рубежом при меланоме, раке почки и толстой кишки. У
10% больных с его помощью удается добиться полного исчезновения признаков заболевания, а у 15% - частичного регресса.
Кроме того, ИЛ-2 является компонентом т.н. адоптивной терапии.
Этот вид лечения предполагает введение больному клеток с противоопухолевой активностью - лимфокинактивированных киллеров (ЛАК). Лимфоциты выделяют из крови или опухоли, активируют их деление in vitro и
вводят опять больному в сочетании с ИЛ-2. В 10% удается получить полный и у 20% - частичный лечебный эффект при меланоме и раке почки. К
сожалению, это лечение высокотоксично.
Таким образом, даже такое краткое описание достижений биотерапии позволяет считать ее очень перспективным методом лечения онкологических заболеваний.
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Александров В.А. Итоги и перспективы исследований по химиопрофилактике рака // Вопр. онкол., 1997, №1, с. 124-129
Александров В.А. и др. Принципы и перспективы химиопрофилактики рака // Вопр. онкол., 1991, №4, с. 387-393
Белохвостов А.С. и др. Роль молекулярногенетических исследований в диагностике солидных опухолей // Вопр. онкол., 1999, №6, с.
599-606
Глушков А.Н. Антитела в канцерогенезе - Кемерово, Кузбасвузиздат, 2000, 164 с.
Жданов Р.И. Генная терапия: надежды и реалии // Вопр. биолог.,
мед. фарм. химии, 1999, №4, с. 3-6
Зорин Н.А. и др. Возможная роль семейства макроглобулинов при
раке // Вопр. онкол., 1994, № 1-3, с. 18-24
Ковалев В.И и др. Поток чужеродных веществ: влияние на человечество // Природа, 1980, с. 90-101
Козлов В.А. и др. Активность цитохромР450 -зависимых монооксигеназ и функции иммунокомпетентных клеток // Вестн. АМН СССР,
1991, №12, с 8-12
Кушлинский Н.Е. Возможности, неудачи и перспективы исследования опухолевых маркеров в современной онкологической клинике //
Клин. лаб. диагностика, 1999, №3 с. 25-32
Магарилл Ю.А. и др. Социально-экономические аспекты заболеваемости злокачественными новообразованиями в Кузбассе / Иммунохимия канцерогенеза: доклады семинара, Кемерово, 21 ноября 2000
г. // Под ред. А.Н. Глушкова. - Кемерово, 2001, с. 7-11
Малахов С.М. и др. Оценка существующего положения охраны
окружающей Среды в Кемеровской области, прогноз экологической
ситуации, пути ее улучшения // Экология и экономика: региональные проблемы перехода к устойчивому развитию. Взгляд в ХХI век.
Всероссийская научно-практ. конф., т 1, с. 142-145
Моисеенко В.М. Применение моноклональных антител для лечения
злокачественных солидных опухолей // Вопр. онкол., 1999, №4, с.
458-462
Моисеенко В.М. и др. / Биотерапия при злокачественных новообразованиях // Рос. онкол. ж., 1997, №5, с. 57-59
Моисеенко В.М. и др. Вакцинотерапия злокачественных опухолей //
Вопр. онкол., 1999, №3, с. 327-332
86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15. Пирузян Л.А. и др. Химические аспекты деятельности человечества
и охрана природы // Природа, 1980, №3, с. 2-12
16. Соколов Н.Н. Комбинированная химиотерапия/генотерапия опухолей на основе активации противоопухолевых препаратов генетическими конструкциями цитохромов семейства Р450 // Вопр. мед. химии, 1999, №6, с. 462-471
17. Худолей В.В. Химические канцерогены // НИИ химии С.-П. гос.
унив., С.-П., 1999, 419 с.
18. Худолей В.В. и др. Пути развития и перспективы экологической онкологии
// Вопр. онкол., 1997, №1, с. 116-119
19. Худолей В.В. и др. Теоретические основы направленного поиска
ингибиторов химического канцерогенеза // Вопр. онкол., 1996, №5,
с. 113-117
20. Янковский Н.К. и др. Машина об одном колесе // Природа, 2000,
№8, с. 9-15
87
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Отпечатано редакционно-издательским отделом
Кемеровской государственной медицинской академии
Подписано в печать 14.03.2002.
Формат 30 211/2. Бумага офсетная.
Гарнитура таймс. Ризография.
Усл. печ. л. 4,9. Тираж 100 экз.
650029, Кемерово,
ул. Ворошилова, 22а.
Тел./факс. +7(3842)734856;
epd@ksma.kuzstu.ac.ru
Технические редакторы: С. В. Черно, О. В. Богданова
Лицензия ЛР №21244 от 22.09.97
88
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
51
Размер файла
976 Кб
Теги
847
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа