Что такое вакцины?
Большинство из нас знает, что введение вакцин, в разговорной речи называемое прививками, используется с целью стимуляции иммунной системы здорового человека для дальнейшей борьбы с инфекционными заболеваниями, такими как корь, краснуха, оспа и т. д. Иммунная система вырабатывает антитела к безвредным вирусным компонентам; в результате при повторном контакте с патогеном иммунитет с большей вероятностью сможет распознать и атаковать чужеродные вещества.
Какими бывают онковакцины?
Вакцины от рака бывают двух типов:
- профилактические;
- лечебные (терапевтические).
Вакцины для профилактики рака
По своей сути профилактические вакцины ничем не отличаются от привычных нам вакцин. Данные препараты защищают организм от вирусов, способных вызывать рак. Основа патогенеза онковирусов заключается в связи между вирусной инфекцией и последующей трансформацией клетки в опухолевую. Следовательно, человек должен быть вакцинирован до заражения вирусом. К профилактическим вакцинам относятся, например:
- вакцина против ВПЧ (вирус папилломы человека), вызывающего почти все виды рака шейки матки и связанный с развитием некоторых видов новообразований, в т.ч. опухолей горла, прямой кишки, а также других видов рака;
- вакцина против гепатита В, которая предотвращает заражение вирусом гепатита В (HBV). Длительная инфекция HBV может вызвать рак печени.
Вакцины для лечения рака
Терапевтические вакцины предназначены для индукции лизиса раковых клеток посредством стимуляции иммунной системы. Этот тип вакцин наряду с другими видами терапии используется при обнаружении в организме человека опухоли. Терапевтические вакцины способствуют распознаванию белков, экспрессируемых определёнными раковыми клетками, что помогает иммунной системе обнаруживать и уничтожать опухолевые очаги.
Терапевтические вакцины способствуют:
- остановке дальнейшего роста опухоли;
- уничтожению раковых клеток, оставшихся после других видов терапии;
- предотвращению рецидивов.
Типы терапевтических вакцин [1]:
- Антигенные вакцины
Эти вакцины производятся на основе специальных белков (антигенов), присутствующих в раковых клетках. - Клеточные вакцины
При создании цельноклеточных вакцин используют всю раковую клетку, а не только определенный клеточный белок (антиген). Такие вакцины производятся на основе собственных раковых клеток, раковых клеток другого человека или раковых клеток, выращенных в лаборатории. - Вакцины с дендритными клетками
Дендритные клетки помогают иммунной системе распознавать и атаковать аномальные клетки — в частности, раковые. Для создания таких вакцин дендритные клетки выращивают в лаборатории вместе с раковыми и затем вводят больному. - ДНК-вакцины
Данные вакцины изготавливаются из кусочков ДНК опухолевых клеток.
Терапевтические противораковые вакцины, используемые в настоящее время, включают:
- Sipuleucel-T (Provenge), которая используется для лечения рака предстательной железы. Каждая доза содержит специфически модифицированные в лаборатории лейкоциты пациента [2].
- Вакцину Bacillus Calmette–Guérin (BCG, БЦЖ), которая первоначально была разработана против туберкулеза и затем одобрена для лечения рака мочевого пузыря. БЦЖ — это живые бактерии, вводимые в мочевой пузырь через катетер. Бактерия привлекает иммунные клетки, которые затем атакуют раковые [3].
Вирусы папилломы человека (ВПЧ/HPV) — разнородная группа вирусов семейства Papillomaviridae, которые могут выступать в роли онкогенных агентов. В 1976 году Харальд цур Хаузен впервые высказал предположение об онкогенном потенциале ВПЧ при раке шейки матки (по частоте онкологических заболеваний женщин занимает четвертое место [4]). Долгое время появление рака шейки матки пытались связать с инфекцией вирусом простого герпеса типа 2 (ВПГ-2). А уже в 1984 году Хаузен с соавторами публикует ряд статей, подтверждающих взаимосвязь рака шейки матки с ВПЧ: приблизительно 90 % биоптатов содержали последовательности ДНК папилломавирусов, из них 57,4 % — ВПЧ типа 16 или 18 [5, 6].
В 2008 году за эти открытия Харальд цур Хаузен был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. ВПЧ способны инфицировать только эпителиальные клетки, причем в дифференцированных клетках инфекция носит непродуктивный характер. Таким образом, ВПЧ способен поражать эпителий кожи, слизистую оболочку мочевыводящих и половых путей, ротовой полости, гортань, глаз и другие органы. Вирус блокирует экспрессию антионкогенов p53 и pRb и усиливает пролиферацию клеток. В связи с этим основное проявление ВПЧ-инфекции — это появление на пораженном участке новообразований, чаще доброкачественных, таких как обычные, плоские, аногенитальные бородавки и папилломы на подошвах ног.
Онкогенные типы ВПЧ обнаруживают при таких злокачественных новообразованиях, как колоректальный рак, рак влагалища, полового члена, слизистой оболочки ротоглотки. Но четкая взаимосвязь между вирусом и образованием злокачественной опухоли на данный момент была доказана только для рака шейки матки [7].
По современным данным, ВПЧ различных типов обнаруживают в 99,7 % биоптатов при верификации рака шейки матки, при этом типы 16 и 18 присутствуют в 70 %. Так как ВПЧ является одним из главных факторов риска развития данной разновидности рака, были предприняты успешные попытки разработки вакцин против ВПЧ, которые опосредованно служат вакцинами от рака шейки матки.
В июне 2006 года Food and Drug Administration (FDA) США одобрило вакцину «Гардасил», которая обеспечивает стойкий иммунитет против ВПЧ типов 6, 11, 16 и 18 (типы 6 и 11 обнаруживают в 90 % случаев появления аногенитальных бородавок) после трехкратной иммунизации. Более дешевый «Церварикс» был зарегистрирован в Европе в 2007 году, в США — в 2009 году, но он создает иммунитет только против типов 16 и 18 [8]. В 2014 году FDA также одобрило девятивалентную вакцину «Гардасил 9» [9].
ВОЗ рекомендует проведение вакцинации на национальном уровне и девочкам, и мальчикам в возрасте 9–14 лет, то есть перед началом половой жизни. При этом вакцинироваться можно и позже, до 45 лет (ранее считалось, что только до 27 лет). В ряде стран вакцины против ВПЧ уже включены в национальный календарь прививок в различном объеме (не во всех странах вакцинируют мальчиков), в России — только в ряде регионов.
На сегодняшний день эффективность вышеперечисленных вакцин можно оценить по снижению циркуляции онкогенных типов ВПЧ в популяции, но риск развития рака шейки матки измерить труднее: после заражения ВПЧ первые проявления опухолевого роста могут возникнуть через 20 лет. Тем не менее, есть данные пятилетних клинических исследований, где в качестве «конечных точек» выбрали аденокарциному in situ (AIS) и дисплазию шейки матки CIN2 и CIN3. Четырехвалентный «Гардасил» обеспечивал 99 % (95 % ДИ, 93–100 %; 5455 пациентов) эффективность: у 99 % неиммунных ранее к ВПЧ 6, 11, 16 и 18 типов женщин не были отмечены признаки AIS, CIN2 или CIN3. Такая же эффективность была определена у бивалентной и девятивалентной вакцин [10]. Таким образом, вакцины против ВПЧ в недалеком будущем могут стать одними из первых вакцин против рака.
Еще одним онкогенным вирусом является вирус Эпштейна — Барр, которым заражены до 90 % населения Земли. Вирус является возбудителем инфекционного мононуклеоза, чаще всего проявляющегося клинически при заражении в юношеском возрасте.
Этот вирус поражает клетки иммунной системы, а именно B-лимфоциты, ответственные за выработку антител. Носительство вируса Эпштейна — Барр связывают с возникновением таких форм онкологии, как лимфома Ходжкина, лимфома Беркитта, карцинома желудка и рак носоглотки. В настоящее время причина возникновения мутации доподлинно не известна, однако выявлена связь некоторых штаммов, распространенных в определенных областях, с развитием злокачественных новообразований. Так, у пациентов с лимфомой Беркитта в экваториальной Африке в 100 % случаях тест на вирус Эпштейна —Барр дает положительный результат [11].
В настоящее время вакцина от данного вируса все ещё находится в разработке. Процесс создания вакцины осложняется высокой вариабельностью штаммов вируса в зависимости от зоны распространения [12].
Развитие онкологических заболеваний можно также предупредить с помощью вакцин от вирусов гепатита. Гепатиты, вызываемые вирусами гепатита B и C, могут привести к развитию рака печени. Вирус гепатита B при персистировании в организме способен реактивироваться в условиях иммуносупрессии — например, при ВИЧ-инфекции или при прохождении химиотерапевтического лечения. В таком случае вакцина применяется не для профилактики рака, а для его лечения.
Вакцина против гепатита B, по данным некоторых исследователей, может работать в качестве противоракового адъюванта — вещества, усиливающего иммунный ответ [13]. Причем вакцина может использоваться не только при раке печени, но и при лечении злокачественных опухолей в других органах — например, глиобластомы [14]. Если говорить о формировании иммунитета против вируса после введения вакцины, то это возможно только в условиях нормального функционирования иммунной системы, то есть вакцинирование должно проводиться до развития иммунодефицита.
Вирус гепатита C также
онкогенен. Среди инфекционистов гепатит C получил прозвище «ласкового
убийцы», поскольку клиническая картина часто выражена неярко, а через
некоторое время при отсутствии лечения (примерно в течение 10–15 лет) у
зараженного практически в 80 % случаев наблюдается развитие первичного
рака печени.
Предполагается, что это связано со встраиванием ДНК
вируса в геном клеток печени и активацией лейкоцитов, приводящей к атаке
ими собственных гепатоцитов организма. Вакцина против вируса гепатита
С, в отличие от таковой против вируса гепатита B, все ещё находится в
стадии разработки. Связано это с высокой скоростью мутаций вируса.
Итак, мы убедились, что привиться от рака возможно, но только в случае, если рак провоцируется онкогенными вирусами. Но помимо вирусов, инициаторами злокачественного роста могут служить и бактерии. Так, примером может служить широко известная Helicobacter pylori, с которой ассоциирован в том числе и рак желудка. При этом носители могут и не подозревать о таком риске, ведь часто присутствие H. pylori никак не проявляется [15].
К настоящему времени нам следует учитывать, что носителями H. pylori является более 50 % населения планеты и что, согласно данным Интернационального агентства по изучению рака, эта бактерия относится к первой группе канцерогенов [16].
В настоящее время все больше людей узнают о микробиоме и его пользе; при этом все реже мы задумываемся о вреде бактерий в желудочно-кишечном тракте, списывая все проблемы на иные микроорганизмы.
Но, во-первых, H. pylori приютилась не в кишечнике, а в желудке. Как известно, рН в желудке низкий (другими словами, кислотность высокая), а в таких условиях микроорганизмам крайне сложно выживать. Но, подобно тому, как это бывает в сценарии фильма, зло порой оказывается сильнее. Вот и в нашем случае в агрессивной среде желудка научилась выживать патогенная H. pylori.
Во-вторых, хотя бактерия и не может изменять геном человека напрямую (так, как это делают некоторые вирусы), она способна повреждать генетический аппарат клетки, вмешиваясь в каскад белковых реакций с помощью своих собственных белков. На наружной мембране бактерии расположены белки, которые способны связываться с белками, находящимися на поверхности эпителиальных клеток желудка (обозначим эту способность термином «тканевой тропизм»).
Во время инфекции H. pylori воздействует, в частности, на клеточный белок кортактин, который необходим для правильной регуляции перестроек цитоскелета в здоровых клетках. Нарушение регуляции активности кортактина играет решающую роль в развитии различных форм рака, а также незлокачественных заболеваний, таких как воспалительные заболевания кишечника (гастриты) [17].
Как и остальные бактерии, в борьбе с которыми используют антибиотики, H. рylori успешно приобретает антибиотикорезистентность и способность скрываться от иммунной системы организма. Поэтому так часто после курса лечения человек снова сталкивается с H. рylori. Это явилось предпосылкой для разработки вакцины от данного патогена [18]. К сожалению, попытки создать такую вакцину уже не раз оказывались неудачными, но научное сообщество находится в поисках наилучшего антигена и адъюванта [19]. Если вакцина от H. pylori появится, то и о ней мы сможем говорить как о «прививке от рака», ведь тогда можно будет предотвратить значительную долю всех случаев рака желудка.
Выводы
Из вышесказанного одно ясно точно — вакцины, которые препятствуют развитию рака, существуют, их активно используют в исследованиях, а некоторые даже применяют в клинике для лечения и профилактики онкозаболеваний — например, при терапии рака печени (вирус гепатита B) и предотвращения рака шейки матки (ВПЧ). Исследования в данном направлении интенсивно развиваются, и на сегодняшний день уже можно с уверенностью сказать, что они вносят весомый вклад в здравоохранение, а в дальнейшем такие разработки могут принести ещё больше пользы в борьбе против рака.
Очень велик, однако, вклад исследований онкогенных вирусов в понимание этиопатогенеза злокачественных заболеваний в целом. Ученые смогли удостовериться в том, что патогенез онкозаболеваний может быть связан с внешними биологическими возбудителями, и спектр воздействия на них в ходе терапии должен быть шире, методы — изящнее и продуманнее. Если брать во внимание подход, заключающийся в профилактике канцерогенных воздействий, можно с толикой уверенности предположить, что в будущем противоопухолевая терапия может стать крайне эффективной.
Вакцина против рака — это недостижимый идеал медицины, к которому стремятся ученые со всего мира, косвенно или напрямую. Хоть его приближение и связано в наибольшей степени с генной инженерией, в рамках которой уже сейчас используется виротерапия, мы были рады поделиться с вами этой безусловно полезной информацией о вакцинах против онковирусов, которые хоть и с натяжкой, но можно назвать вакцинами против рака.
