ГЛАВА 4Морфогенез опухолевого процесса

Следует подчеркнуть, что молекулярные основы изменения гено- и фенотипа клеток при развитии доброкачественных опухолей, равно как и биология их роста, изучаются гораздо менее пристально, чем все то же, относящееся к малигнизации.

Естественное развитие большинства злокачественных опухолей проходит через четыре главные фазы: малигни- зацию клеток-мишеней, обозначаемую как трансформация, рост трансформированных клеток, местную инвазию и развитие дистантных метастазов. Молекулярные основы трансформации рассмотрены в предыдущей главе. Ниже речь пойдет о факторах, способствующих росту трансформированных клеток, и биомолекулярных механизмах инвазии и метастазирования [3, 4, 11, 27, 41].

Формирование опухолевого узла из клональных потомков трансформированной клетки — это сложный процесс, на который влияет множество факторов. Некоторые процессы, как, например, удвоение жизни малигнизированных клеток, являются для них внутренними процессами, другие же, как, например, ангиогенез, отражают реакции микроокружения, вызванные опухолевыми клетками или их продуктами. Различные факторы, влияющие на рост новообразования, можно рассмотреть в трех подразделах: кинетика (динамика) роста опухолевых клеток, ангиогенез в опухоли, опухолевая прогрессия и гетерогенность.

Кинетика роста опухолевых клеток, Рассмотрение динамики увеличения опухолевой клеточной популяции следует начать с непростого вопроса: сколько нужно времени, чтобы растущая масса опухолевых клеток проявила бы себя клинически? Запомним этот важный вопрос, ответ на который придется дать не сразу. Можно сосчитать, что трансформированная клетка-источник, имеющая примерный диаметр в 10 мкм, должна подвергнуться, по крайней мере, тридцати популяционным удвоениям для формирования массы в 109 клеток, весящей около 1 г.

Зададим три вопроса: каково время удвоения малигнизированных клеток? Какая их фракция находится в репликационном пуле? Каков темп роста, при котором клетки слущиваются и теряются из опухолевого узла? Ответы следующие. Клеточный цикл в опухолевой ткани насчитывает те же пять фаз, что и в норме (О0 , (х1 , 8, 02 и М). Вопреки иллюзорному представлению о большой скорости деления малигнизированных клеток, современные данные говорят о том, что общая продолжительность их клеточного цикла равна периоду нормального цикла или даже его превышает. Отсюда следует важный вывод, что рост опухолей обычно не связан с укорочением клеточно-го цикла.

Часть клеток малигнизированной популяции, находящихся в пролиферативном пуле, относится к фракции роста. На ранних, субмикроскопических стадиях первоначального опухолевого роста подавляющее большинство трансформированных клеток состоит в пролиферативном пуле.

Однако прогрессивный рост злокачественных новооб-разований и темп их роста определяется преобладанием воспроизведения клеток над их потерей. В некоторых случаях, особенно с относительно большой фракцией роста, это преобладание велико и приводит к быстрому увеличению узла, а в других случаях оно весьма незначительно. Из всего этого вытекает ряд положений, достойных отдельного рассмотрения.

Темп роста новообразования зависит от величины фракции роста и уровня преобладания воспроизведения клеток над их потерей. При некоторых лейкемиях, лимфо- мах и мелкоклеточных карциномах легкого фракция ро

ста довольно велика, и это обусловливает быстрое клиническое течение таких новообразований. Для сравнения укажем, что многие распространенные опухоли, например рак кишки или молочной железы, имеют небольшие фракции роста, и воспроизведение клеток превышает их потерю примерно лишь на 10% . Такие карциномы имеют тенденцию к гораздо более медленному росту.

Фракция роста опухолевых клеток оказывает важное воздействие на чувствительность неоплазмы к химиотерапии. Поскольку большинство противораковых реактивов действуют на клетки, активно синтезирующие ДНК, нетрудно себе представить, что опухоли, содержащие, скажем, 5% своих клеток в репликационном пуле, являются медленно растущими, но относительно устойчивыми к лечению теми препаратами, которые уничтожают только делящиеся клетки. И напротив, агрессивные опухоли (некоторые виды лимфом и др.), имеющие большой пул делящихся клеток, подчас буквально тают на глазах под влиянием химиотерапии, и лечение может оказаться результативным.

Наилучшим, хоть и грубым морфологическим выражением темпа роста новообразования является частота митозов.

Теперь можно вернуться к вопросу, заданному в начале подраздела. Итак, сколько времени нужно для того, чтобы из одной трансформированной клетки возникла клинически заметная опухоль, содержащая 109 клеток?

Если каждая из дочерних клеток оставалась бы в цикле, не было бы слущивания и клеточной потери, то можно было бы ожидать срок в 90 дней (расчет прост: 30 популя-ционных удвоений с продолжительностью клеточного цикла в 3 дня). Понятно, что в реальности латентный период прогрессии до того момента, когда новообразование становится клинически заметным, является непредсказуемо долгим. Возможно, он насчитывает годы. Это еще раз подчеркивает то обстоятельство, что ко времени диагностики злокачественные опухоли у человека заканчивают наибольшую часть своей биологической жизни в организме. С момента клинического обнаружения средний период удвоения объема опухоли для таких распрост-раненных форм, как карциномы легкого и толстой кишки, длится от двух до трех месяцев. В то же время для других форм рака этот период может продолжаться как менее одного месяца (некоторые опухоли у детей), так и более одного года (некоторые опухоли слюнных желез).

Опухолевый ангиогенез. Кроме механизмов цитокинетики, темп роста новообразований изменяют ряд других факторов. В начале 70-х годов Дж. Фолкмен показал, что в культуре ткани (гп ш*го), т. е. при отсутствии васкуля- ризации, опухолевые клетки могут расти только до узелков диаметром в 1-2 мм. Но когда такие узелки имплан-тируют в живые ткани (гпШ1>о), то при наличии крово-снабжения из окружающих тканей по капиллярам, врастающим в опухоли, они начинают прогрессировать дальше.

Как же развивается кровеносная сеть в растущих злока-чественных новообразованиях? Многие исследования показывают, что опухоли содержат факторы, воздействующие на целый ряд событий по формированию новых капилляров. Тумор-связанные факторы ангиогенеза могут вырабатываться опухолевыми клетками или же происходить от клеток воспалительного ответа, например макрофагов, инфильтрирующих новообразование. В настоящее время выделено очень большое количество тумор-связан- ных факторов ангиогенеза. Среди наиболее известных находится семейство гепаринсвязующих факторов роста фиб- робластов (ГОГз). Эти молекулы обладают триадой функций: они обеспечивают хемотаксис и митогенные стимулы для клеток эндотелия, а также вызывают продукцию про- теолитических ферментов. Действие последних облегчает проникновение тяжей эндотелиальных клеток в строму опухоли и органа. Другие факторы ангиогенеза, производные опухолевой паренхимы, включают ТСгГ-альфа и бета, ЕОГ, РБОГ и сосудистый эндотелиальный фактор роста (УЕСгГ).

Поскольку ангиогенез важен и для роста, и для распространения новообразования по организму, много внимания уделяется тому, как этот механизм включается и что можно сделать для его задержки. Напомним, что ряд ангиогенных молекул, например ГСгГз, являются продуктами протоонкогенов, активированных при мутациях. Однако ГСгГз не имеют сигнальной последовательности для их секреции опухолевыми клетками и потому могут освобождаться из клеток только после их разрушения. Другие факторы ангиогенеза, например УЕСгГ, являются секреторными гликопротеинами, которые могут вызывать васкуляризацию вокруг активно растущих малигни-зированных клеток. Процесс ангиогенеза в опухолях может также включать утрату фактора, тормозящего этот процесс и кодируемого предполагаемым канцеро-супрес- сорным геном. Можно ли использовать современное учение об ангиогенезе в противораковой терапии? В принци-пе, торможение выработки соответствующих факторов могло бы приводить к истощению малигнизированных клеток, и потому ряд исследований в настоящее время направлен на получение таких тормозящих субстанций. Известен феномен фазы покоя злокачественных опухолей (йогшап!; Ъитог), а также редчайшие варианты их спонтанного регресса (в течение XX века описано около 200 таких наблюдений). Однако связаны ли эти явления с недостаточностью факторов ангиогенеза, с функцией тумор- супрессорных генов или другими причинами, остается неизвестным.

Опухолевая прогрессия и гетерогенность. Общеизвестно, что в ходе своего развития многие новообразования становятся все более агрессивными и увеличивают свой потенциал злокачественности. В ряде случаев, например при развитии рака толстой кишки, ход прогрессии от предопухолевых состояний до доброкачественных опухолей и, наконец, до злокачественных новообразований можно проследить в серийных биоптатах. В этой связи само понятие прогрессия понимается как изменение совокупности признаков опухоли (скажем, генотипа, кариотипа и фенотипа опухолевых клеток, включающего в себя различные черты их морфологической, биохимической и прочей дифференцировки) в направлении все большего усиления злокачественности. Такое все большее «усиление» связано с последовательным появлением клеточных субпопуляций, имеющих гено- и фенотипические отличия от своих предшественников. Отличия выражаются в таких свойствах и признаках, как: инвазивность, новый темп роста, способность к метастазированию, новый ка- риотип, другая чувствительность к гормонам и противоопухолевым препаратам. Поэтому, несмотря на то что первоначально большинство злокачественных новообразований имеет моноклональное происхождение, ко времени их клинического обнаружения клетки, составляющие их паренхиму, отличаются выраженной гетерогенностью, т. е. неоднородностью в гено- и фенотипическом отношении.

На молекулярном уровне опухолевая прогрессия и связанная с ней гетерогенность, скорее всего, являются результатом множественных мутаций, независимо накап-ливающихся в разных клетках. Последние дают начало новым субклонам с новыми и разными признаками (правда, эти признаки варьируют в довольно узких пределах, скажем, в пределах одного эпидермального, энтеродер- мального или другого гистиотипа). Окончательно пока не ясно, что же предрасполагает первоначально трансфор-мированные клетки к последующим генетическим повреждениям. Многие исследователи считают, что трансформированные клетки становятся генетически нестабильными, т. е. в высокой степени подверженными случайным, спонтанным мутациям в ходе распространения субклонов. Кроме того, мутации определенных контрольных «генов-мутаторов», например ГСС, гена наследственного рака толстой кишки, могут предрасполагать к широкой генетической нестабильности. Некоторые из таких мутаций могут быть летальными и приводить к «выпадению» субклона, другие могут стимулировать рост, действуя на протоонкогены или канцеро-супрессор- ные гены. Мы уже говорили, что мутации тумор-супрес- сорного гена Р53 позволяют делиться клеткам с поврежденной ДНК. Это делает возможным накопление в них дополнительных мутаций [3, 4, 11, 27, 41].

Все эти механизмы приводят к формированию субклонов, подвергающихся иммунному и неиммунному отбору. Например, клетки с особенно высокой концентрацией опухолевых антигенов подавляются и разрушаются реактивными силами организма, в то время как другие, имеющие сниженную потребность в факторах роста, успешно проходят отбор. Таким образом, растущая опухоль стремится к обогащению такими субклонами, которые «выбивают лишних» в конкурентных межклеточных взаимоотношениях. В этом смысле внутриопухолевая селекция имеет направленный, адаптационный характер, т. к. проявляется в отборе клеток, наиболее приспособленных к дальнейшему выживанию, росту, инвазии и метастазированию. Конечно, генетическая нестабильность, гетерогенность и отбор имеют место еще задолго до клинического обнаружения опухоли.

Темп, с которым формируются мутантные субклоны, весьма различен. Так, у больных остеосаркомами во время их первого обращения к врачу уже всегда обнаруживаются субклоны, способные к метастазированию. При других злокачественных новообразованиях, скажем слюнных желез, агрессивные субклоны формируются медленно и редко.

Механизмы инвазии и метастазирования. Общеизвестно, что прорастание окружающих тканей и дистантное распространение по лимфатическим и кровеносным сосудам — это два главных отличительных признака злока-чественного процесса. Они часто являются причиной смерти больных. Для того, чтобы опухолевые клетки освободились из первичного узла, затем проникли в лимфатическое или кровеносное русло и начали вторичный рост в какой-либо дистантной локализации, им нужно пройти ряд ступеней так называемого метастатического каскада. На каждой ступени эти клетки подвергаются множеству различных воздействий и в принципе могут погибнуть. В эксперименте показано, как, несмотря на то что ежедневно из злокачественной опухоли в кровоток проникают миллионы клеток, дистантных метастазов образуется всего несколько. Каковы же основы такой непродуктивности?

Прежде всего, следует сказать, что малигнизированные клетки внутри первичного узла обладают гетерогенностью не только «местного значения», но и в отношении потенций к метастазированию. Лишь некоторые субклоны обладают той комбинацией генных продуктов, которая необходима для прохождения всех ступеней метастатического каскада. Для более удобного рассмотрения этого кас-када разделим его на две фазы: инвазию вовнеклеточный матрикс и васкулярную диссеминацию с последующим поселением опухолевых клеток в тканях [3, 4, 11, 27, 41].

Инвазия во внеклеточный матрикс. Напомним, что составные части тканей нашего организма разделены двумя типами экстрацеллюлярного матрикса (ЕСМ): базальными мембранами и межуточной соединительной тканью. Несмотря на различную организацию этих типов ЕСМ, каждый из них построен из коллагенов, гликопротеинов и протеогликанов. В ходе продвижения опухолевые клетки должны взаимодействовать с ЕСМ на различных ступенях метастатического каскада. Так, раковая клетка вначале освобождается от прикреплений к соседним раковым или не малигнизированным эпителиоцитам, затем «проламывает» базальную мембрану своего эпителия, потом преодолевает стромальную ткань и далее проникает в сосуд через его базальную мембрану. Причем харак

терная очередность метастазирования карцином — вначале лимфогенного, затем гематогенного — объясняется двумя обстоятельствами: более близким расположением к эпителиям именно лимфатических, а не кровеносных капилляров, а также отсутствием в лимфатических капиллярах базальной мембраны.

Две последние ступени указанного «проламывания» (а иногда и все три, при метастазировании в эпителиальные комплексы) клетки в обратном порядке проходят в местах, удаленных от первичного опухолевого узла. Инвазию в ЕСМ можно в свою очередь разделить на четыре ступени: разъединение или освобождение малигнизированных клеток друг от друга, прикрепление к компонентам матрикса, расщепление ЕСМ, миграцию опухолевых клеток.

Нормальные клетки прикреплены друг к другу или к компонентам микроокружения с помощью молекул адгезии. Среди этих молекул большое значение имеет семейство кадгеринов, относящееся к трансмембранным гли- копротеинам. Эпителиальный Е-кадгерин опосредует адгезию эпителиоцитов, способствуя формированию пласта, или тканевого комплекса. В то же время в карциномах (молочной железы, толстой кишки и др.) регуляция его экспрессии обычно заметно ухудшена. Очевидно, это снижает способность клеток к взаимному прикреплению и облегчает их освобождение из первичного опухолевого узла. Остановимся на этом подробнее.

В последние годы многие авторы посвятили свои работы изменениям эпителиального Е-кадгерина при начальных и глубоко зашедших инвазивных процессах, отражающих развитие рака желудка. Часть из них отталкивалась от сопоставления двух концепций в новейшей литературе. С одной стороны, во многих работах выдвигалось, что кальций-зависимый трансмембранный гли-копротеин Е-кадгерин, опосредующий межклеточную адгезию, способен проявлять себя только как супрессор инвазии и метастазирования, и рано или поздно в ходе прогрессии большинства новообразований он прерывает свои функции. С другой стороны, в эксперименте было доказано, что инактивация этого белка обеспечивала промоцию канцерогенеза. Это указывало, что ген Е-кадгери- на СВН1 должен рассматриваться вообще как тумор-суп- рессорный ген. Последняя концепция была поддержана исследователями, показавшими, что сокращенные мутации СОН1 в зародышевых линиях вызывали наследственный диффузный рак желудка и синдром чувствительности к этому аутосомно-доминантному раку. Сокращенные мутации СВН1 в зародышевых линиях были также определены в качестве предрасполагающих состояний для семейных карцином молочной железы и толстой кишки. Это усилило мнение о тумор-супрессорной роли указанного гена.

Обе вышеупомянутые концепции, по мнению многих авторов, примиряло то обстоятельство, что в гастробио- птатах, выполненных с профилактической целью у бессимптомных носителей мутации СБН1 в зародышевых линиях, исследователи обнаружили поверхностные инфиль-траты перстневидно-клеточного рака, а также комплексы перстневидно-клеточного рака т зИи, местами «окутанные» базальной мембраной. Было также показано, что утрата способности к межклеточным контактам у нормальных клеток, как следствие сокращенных мутаций СВН1 в зародышевых линиях, не только оказывает ини-циацию и промоцию канцерогенеза, но и вызывает характерный рассыпной инвазивный рост опухолевых клеток.

Имеются сообщения, что лишь 1-3% карцином желудка развиваются в результате предрасположенности к наследственному раку этого органа. По их данным, немногие исследователи выявляли количество семей, пора-женных такой болезнью, на основе гистологического типирования опухолей. В 1999 году в Японии было изучено 29 семей, имевших признаки фамильного рака желудка. Вскрылось небольшое преобладание интестинального типа опухоли (58,6%) над диффузным типом (41,4%). В противоположность этому, в Англии лишь 15% подобных семей имели интестинальный тип карциномы. Несмотря на литературные акценты в отношении роли со-кращенных мутаций СОН1 в зародышевых линиях для развития наследственного диффузного рака желудка, лишь около 30% семейных карцином диффузного типа, по данным авторов доклада, вызываются мутациями СБН1. Что касается остальных 70% раков, в том числе тех, что вырастают на основе гиперпластического поли- поза желудка, то генетические расстройства, лежащие в их основе, пока неизвестны.

В литературе имеется множество ссылок на данные о роли мутаций СОН1 в зародышевых линиях для возник-новения семейной карциномы желудка. Большинство исследователей пришли к общему выводу, что этот рак в большинстве случаев вызывается сокращенными мутациями СБН1. Обычно инактивация аллеля дикого типа при указанной карциноме была обусловлена гипермети-лированием промотора гена Е-кадгерина. Биаллельная инактивация сопровождалась уменьшенной или отсутствовавшей иммунореактивностью опухолевых клеток на Е-кадгерин. Изредка отмечалась положительная им-мунореактивность к этому белку, которая снижала методическую полезность применявшейся реакции для диагностических целей. По своим гистологическим и иммуногистохимическим характеристикам семейная карцинома желудка оказалась сходной с раком диффузного типа этого органа. Кроме того, авторы наблюдали рядом с опухолевым узлом пучки ямочных эпителиоци- тов с умеренно выраженной, так называемой глобоидной дисплазией. Подобные изменения не были сочтены в диагностическом отношении как имеющие достаточное дифференциальное значение.

Что касается спорадического рака желудка, то при нем соматические мутации СБН! были найдены примерно у

50% носителей диффузного типа этой опухоли. При сравнительном исследовании выяснилось, что наследственная карцинома желудка в 86% случаев сопровождается сокращенными мутациями СИН1 в зародышевых линиях (типа сплайс-сайт, сдвига рамки считывания и нонсенс-типа), приводящими к построению неактивного протеина; большинство же СВН1 -мутаций при спорадическом раке желудка — это внутрирамочные делеции со скиппингом эк- зонов или миссенс-мутации с неизученными функциональными последствиями. В первой группе мутации затрагивают ген Е-кадгерина, а во второй — район экзо- нов 7-9.

Исследователи утверждают, что изменения гена СВН1>а также нарушения регуляции экспрессии Е-кадгерина и полом кадгерин-катениновой системы происходят при многих эпителиальных новообразованиях человека. В работах на эту тему подчеркивается роль Е-кадгерина как супрессора инвазии, имеющего прогностическое значение. Авторы заостряют внимание на тех основных клинико-морфологических параметрах опухолей, которые, по их мнению, могут иметь связь с состоянием Е-кадгерина. Так, они находят различия в экспрессии этого белка при: диффузном и железистом раке желудка, протоковой и доль- ковой карциноме молочной железы, фолликулярном и папиллярном раке щитовидной железы. Кроме того, в аденокарциномах других локализаций (толстая кишка, простата) также отмечено снижение уровней экспрессии Е-кадгерина, если опухоль имеет низкую дифференциров- ку паренхимы или же развитую стадию распространения [16, 17, 20, 22, 29, 31, 40].

Механизмы биаллельной инактивации гена СБН1 частично совпадают при различных типах опухолевой дифференцировки, но исследователи выделили три основных кластера: мутации в зародышевых линиях или соматические вместе с гиперметилированием промотера (диф-фузный рак желудка); мутации в зародышевых линиях или соматические вместе с утратой гомозиготности аллелем дикого типа (дольковый рак молочной железы); снижение или отсутствие экспрессии Е-кадгерина без определимых СИН1 -мутаций (колоректальный рак, диффузный скиррозный вариант папиллярной карциномы и мукоэпидермальный рак щитовидной железы). Многие авторы заключили, что немало фенотипических и клинико-морфологических признаков опухолей сочетаются с функциональным снижением содержания Е-кадгерина: слабые контакты между опухолевыми клетками, дипло-идное или почти диплоидное строение этих клеток, те или иные проявления местного и/или лимфогенного распространения с поражением региональных коллекторов.

Для проникновения сквозьокружающий внеклеточный матрикс малигнизированные клетки вначале долж-ны прикрепиться к его компонентам. Доказано, что опо~ средованное рецепторами прикрепление опухолевых кле- ток к ламинину и фибронектину, собственно, и определяет дальнейший ход инвазии и метастазирования. Нормальные эпителии экспрессируют для ламинина базальной мембраны родственные рецепторы, поляризованные, т. е. собранные на базальной поверхности эпителиоцитов. В отличие от последних раковые клетки имеют гораздо больше рецепторов, распределенных по всей цитолемме. Имеется соответствие между высокой плотностью распре-деления указанных рецепторов прикрепления (в карциномах молочной железы и кишки) и способностью их носителей, раковых клеток, к инвазии. Кроме того, малигнизированные клетки экспрессируют также интегрины, способные служить в качестве рецепторов для многих компонентов ЕСМ, включая фибронектин, ламинин, коллагены и витронектин. Опять-таки открыта корреляция между экспрессией, скажем, интегрина альфа4-бета1 (УЬА-4) на клетках меланомы и их способностью к мета- стазированию. Однако такая корреляция не универсальна, и, вероятно, опухолевые клетки используют разные механизмы для прикрепления к ЕСМ.

После прикрепления к компонентам базальной мембраны или интерстициального ЕСМ малигнизированные клетки должны прокладывать себе пути для миграции. Инвазия вматрикс ведь не обеспечивается только силами пассивного давления роста, она требует активного ферментного расщепления компонентов ЕСМ. Опухолевые клетки могут сами вырабатывать протеолитические ферменты, либо они индуцируют продукцию протеаз местными клетками, например стромальными фибробластами или макрофагами иммунного инфильтрата. Идентифицированы три класса протеаз: серин, цистеин и металлопротеи- назы. Известно, что коллагеназа типа IV является метал- лопротеиназой, расщепляющей коллаген типа IV базальных мембран эпителиев и сосудистой стенки. Получены доказательства важной роли, которую выполняет эта коллагеназа на ранних этапах опухолевой инвазии. Большое значение в деле расщепления ЕСМ имеют также катепсин Б (цистеинпротеиназа) и активатор плазминогена уроки- назного типа (серинпротеиназа). Эти ферменты воздействуют на широкий набор субстратов, включая фибронек- тин, ламинин и белковые стержни протеогликанов. Их уровни содержания в плазме повышены при многих зло-качественных новообразованиях. А уровни катепсина ^ имеют даже прогностическое содержание для больных раком молочной железы. Подмечено, что лица с повышенными плазменными уровнями указанных ферментов обнаруживают более развитые стадии инвазии по сравнению с носителями таких же опухолей, но имеющими низкие уровни.

На следующей ступени инвазии происходит продвижение малигнизированных клеток через расщепленные структуры базальных мембран и зоны протеолиза в матриксе. Миграция опосредована через цитокины, дериваты опухолевых клеток, один из которых называется фактором самопроизвольной подвижности. Это — белок с молекулярным весом в 55 кй, вызывающий подвижность клеток путем связывания со специфическим рецептором. Кроме того, активация хемотаксиса для малигнизирован- ных клеток обеспечивается еще и продуктами расщепления компонентов матрикса (коллагена, ламинина и др.), а также некоторыми факторами роста, скажем, инсулиноподобными факторами роста I и И. Эти факторы принимают участие в процессах селективного расселения опухолевых клеток во внутренних органах и тканях.

Конечно, наиболее очевидным следствием деструкции матрикса является создание путей или «каналов» инвазии для клеток злокачественных новообразований. Однако подчеркнем еще раз, что продукты расщепления различных компонентов матрикса, в частности коллагена и протеогликанов, обладают активностью, стимулирующей рост клеток, а также ангиогенез и хемотаксис [3, 4, 11, 27, 41].

Механизмы метастатического каскада (по [3] и [4] с сокращениями и добавлениями). Итак, метастазирование злокачественных новообразований является динамическим, многоэтапным, каскадным процессом. На онкомор- фологическом уровне можно выделить восемь этапов метастатического каскада и перечислить их в следующей последовательности:

разъединение, обособление (диссоциация) малигнизи- рованных клеток с полной утратой межклеточных контактов и выход их из озлокачествленного паренхиматозного комплекса в первичном опухолевом узле;

прохождение таких клеток через базальную мембрану эпителиев в случае раковой (т. е. не саркомной и не кро-ветворной) природы новообразования;

прикрепление опухолевых клеток к компонентам внеклеточного матрикса и ферментная деградация (фер- ментолиз) этих компонентов;

миграция малигнизированных клеток по «каналам деградации» матрикса, т. е. инвазия (активная инфильтрация) в строму пораженного органа;

ферментолиз сосудистых стенок, проникновение опухолевых клеток в лимфатические и кровеносные капилляры (интравазальная инвазия);

циркуляция малигнизированных клеток по лимфо- и/или гематогенному руслу;

прикрепление их к стенке русла, деградация компонентов этой стенки и начало опухолевой инвазии в органе- мишени;

размножение малигнизированных клеток в зоне экст- равазальной инвазии, преодоление ими иммунных сил и формирование метастатического очага.

Достижение и завершение последней ступени метастатического каскада возможно лишь при условии, что ма- лигнизированные клетки, потомки соответствующих родоначальниц из первичного опухолевого узла, способны к длительному переживанию и устойчивости против различных воздействий на всех этапах каскада. Многие ис-следователи показали, что среди всех малигнизированных клеток, так или иначе попадающих в циркуляторное русло, лишь менее 0,05% способны в итоге давать начало ме-тастатическим клонам. Особое качество и «метастоген- ные» свойства клеток достигаются в ходе направленного биологического отбора, который имеет некоторые общие внешние черты с естественным отбором видов по Ч. Дарвину. Молекулярные механизмы этого отбора сложны, и в основе его лежат генетическая нестабильность и гетерогенность гено- и фенотипов клеток — представительниц как первичного опухолевого узла, так и метастатических клонов [3, 4]. Надо иметь в виду и то, что в результате неуклонного возобновления «волн» метастатического каскада в первичном опухолевом узле и направленного отбора часто создаются в конце концов некие количества «ме- тастогенных» клеток, вполне достаточные для преодоления всевозможных иммунных барьеров и формирования клинически определяемых метастазов.

Коснемся важнейших биологических механизмов, «работающих» на главных этапах метастатического каскада.

Повторим, что ключевым событием в обеспечении инвазии малигнизированных клеток является их обособление (диссоциация) друг от друга в первичном узле злокачественной опухоли. Показано, что способность к такой диссоциации и дальнейшей активной миграции тесно связана с уровнем цитологической дифференцировки. С дав-них времен патологи знают, что в зоне (фронте) опухолевой инвазии почти всегда определяется блокада терминальной дифференцировки отдельных опухолевых клеток и даже целых комплексов малигнизированной ткани. Эта блокада облегчает диссоциацию, т. е. разъединение и обо-собление озлокачествленных клеток из первичного новообразования. На молекулярном уровне установлено, что клеточная диссоциация возникает на основе утраты гомотопической межклеточной адгезии, которая, в свою очередь, обеспечивается двумя главными группами молекул адгезии клеток: 1) суперсемейством иммуноглобулинов, участвующих в кальцийнезависимой межклеточной адгезии, 2) кальцийзависимым семейством кадгеринов [3,4, 17, 20, 29, 40].

К первой группе относятся молекулы: адгезии невральных клеток (М-САМ), канцеро-эмбрионального антигена (СЕА), белка канцеросупрессорного гена, подвергающегося стиранию (делеции) при раке толстой кишки (БСС), гликопротеина клеточной поверхности (М11С-18), связанного с М-САМ и СЕА. Наиболее важные молекулы входят во вторую группу кадгеринов. Они обеспечивают го-мотопическую межклеточную адгезию в эпителиальных тканях. Кадгерины — это семейство, состоящее из примерно 30 связанных друг с другом белковых молекул клеточной адгезии, которые для обеспечения этой адгезии постоянно нуждаются в кальции и наличии физиологической температуры. Наиболее изученным является белок Е-кад- герин, действующий как супрессор инвазии и метастази- рования.

Е-кадгерин — трансмембранный гликопротеин с молекулярным весом в 120 кБа. Его молекулы обычно экпрес- сированы на базальной и боковой поверхности эпителио- цитов. Внеклеточная часть молекулы является главным звеном в адгезивных контактах с молекулами Е-кадгерина на других клетках, а ее внутрицитоплазматическая хвостовая часть формирует комплекс с а-, (3- и у-катени- нами, а также с молекулой р120с!;п. Катенины — белки, обеспечивающие связь между Е-кадгерином и микрофи- ламентами актинового цитоскелета. Они участвуют в механизмах сигнальной трансдукции и экспрессии генов.

1п иНго стирания цитоплазматической хвостовой части Е-кадгерина или модификации различных катенинов приводят к утрате Е-кадгерин-опосредованной межклеточной адгезии и/или к интенсификации подвижности клеток, а эти два биологических механизма регулируются по-разному.

Указанная адгезия индуцируется малой молекулой гу- анозинтрифосфатазы (ГТФ-азы) Кас1, являющейся главным регулятором актинового цитоскелета. Такая индукция регулируется белком К^ОАР 1 (из семейства О-белков ГТФ).

1п и1ио с помощью иммуногистохимических подходов и на примере разных опухолей было показано, что уровни экспрессии Е-кадгерина или катениновых белков противоположным образом коррелировали с интенсивностью диссоциации опухолевых клеток.

Сниженные уровни экспрессии сопровождались плохим прогнозом заболевания у больных. В исследованиях с многофакторным анализом была доказана весомая прогностическая важность экспрессии Е-кадгерина при раке желудка, а недавно была выяснена патогенетическая роль этого белка в процессе перехода аденомы (железистого полипа) толстой кишки в рак [3, 4, 17, 20, 29, 40].

Кроме нарушений регуляции в экспрессии Е-кадгерина или катенинов, важным механизмом, приводящим гп иггю к функциональной инактивации межклеточной адге-зии, опосредованной Е-кадгерином, считается возникновение мутаций. Мутации кадгериновых и катениновых генов описаны при различных карциномах и, в частности, обнаружены в опухолях с высоким уровнем клеточной диссоциации, например при диффузном типе аденокарциномы желудка или инвазивном дольковом раке молочной железы.

Более того, получены моноклональные антитела, специфичные для мутантных белков Е-кадгерина. Это открывает новые терапевтические подходы, так как для преду-преждения рецидивов тех удаленных опухолей, которым присущи определенные Е-кадгериновые мутации, такие антитела, искусственно сцепленные с цитотоксическими или другими противоопухолевыми препаратами, могли бы быть использованы при лечебных воздействиях на ос-таточные опухолевые клетки-мишени или на элементы микрометастазов.

Блокада цитологической дифференцировки и утрата межклеточной адгезии, опосредованной Е-кадгерином, приводит к увеличению фракции потери опухолевых клеток в первичном узле. Такое обстоятельство — одна из важных предпосылок для активного передвижения этих клеток и, в конечном счете, для метастазирования. Это было показано при анализе воздействий морфогенетических факторов роста — гепатоцитарного (НОР) и рассеивающего (8Г), или ньюрегулина — на способность опухолевых клеток, позитивных или негативных к Е-кадгерину, к дифференцировке и метастазированию. У низкодифференцированных кадгерин-негативных клеток НОГ/8Г повышал подвижность и способность к метастазированию.

Однако те же опухолевые эпителиоциты после трансфекции молекул Е-кадгерина обнаруживали снижение метастатического потенциала и реагировали на воздействие НОР/8Р формированием шнуровидных тяжей из высоко-дифференцированных клеток. Таким образом, тот или иной ответ на такие стимулы, как НОР/8Г или ньюрегу- лин, связан с уровнем дифференцировки эпителиоцитов, и одним из ключевых элементов в дифференцировке эпи- телиев является функциональный комплекс Е-кадгерин/ катенин [3, 4, 17, 20, 29, 40].

Активное передвижение малигнизированных клеток, являющееся предпосылкой для инвазии, само по себе является многоступенчатым процессом без четкой начальной точки. У таких клеток на одной стороне цитоплазмы формируются выпячивания в виде псевдоподий или пластинчатых ножек (ламеллоподий), которые прикрепляются к тому или иному субстрату — внеклеточному матриксу или волокнам стромы, ламинину базальной мембраны и т. д. — с помощью субстратоспецифичных рецепторов. Последующее сокращение клетки, сопровождаемое освобождением рецепторов адгезии на тыльной стороне цитоплазмы, приводит к перемещению клетки. Освобожденные рецепторы адгезии совершают новый кругооборот (рециклиру- ют) с помощью эндоцитоза, транспорта везикулами и на-правленного движения клеточной поверхности.

Молекулярно-биологические данные говорят о том, что формирование псевдо- и ламеллоподий происходит в результате полимеризации актина, большей частью опосредованной молекулой Кас1 ГТФ-азы. Следовательно, в эпи- телиях сверхэкспрессия формообразующей и активной Кас1 вызывает миграцию клеток и инвазию при наличии связи с субстратом и при условии предотвращения межклеточной адгезии, опосредованной Е-кадгерином. Кроме того, миграцию и инвазию эпителиоцитов вызывают еще два других ключевых регулятора актинового цитоскелета. Это молекулы КЬоА и Сс1с42. Они тесно связаны

с Кас1, но их основная функция заключается, соответственно, в выработке волокон напряжения и филоподий. Механизмы активации Кас1 выяснены лишь частично, однако известно, что в формировании псевдо- и ламелло- подий участвуют многие факторы роста: пластиночный (РБОГ), эпителиальный фактор (ЕОР), НОР/8Р и инсулин. Эти факторы, равно как и аутокринный фактор клеточной подвижности, тоже вовлеченный в процесс клеточной миграции, вырабатываются самими опухолевыми и/или неопухолевыми клетками. Активируя специфические трансмембранные рецепторы по ауто- или паракринному механизму, они влияют на различные биологические свойства клеток: миграцию, инвазию, пролиферацию и диф- ференцировку.

Понятно, что нахождение способа торможения активного передвижения клеток даст ключ к ингибиции инвазии и метастазирования. Поэтому в последнее время усиленно изучают различные субстанции, с помощью которых можно метить систему микротрубочек и микрофи- ламентов, а также аутокринный фактор подвижности, в том числе его рецептор &р78. Пока что выявлены гп иггю лишь два ингибитора аутокринного фактора клеточной подвижности. Благодаря малой токсичности, один из них — карбоксиамидотриазол — уже применялся в клинической практике на ранних стадиях онкологических заболеваний. При этом у лиц, страдавших почечноклеточной, панкреатобилиарной, овариальной, бронхиальной карциномами, а также меланомами, была отмечена стабилизация процесса и улучшение лабораторных показателей. Однако пациенты с карциномой простаты и метастазами в мягкие ткани никакого эффекта не имели.

Для преодоления внеклеточного матрикса малигнизи- рованным клеткам нужно установить с ним временный контакт. Такой контакт опосредуется через субстрато-спе- цифичные рецепторы клеточной поверхности, среди которых кардинальную роль играют интегрины. Хорошо известно, что семейство интегринов включает в себя более 20 членов, которые все являются гетеродимерами, состоящими из а- и (3-субъединиц. Каждая а(3-комбина- ция обладает собственной связующей специфичностью, например, для фибронектина — 0,(3^ аД, аД, сх5Р1, аД, аД, аД, апьР3, акР3, ауР6, а4Р7, а для ламинина — аД, аД, аД, аД, аД, аД, аД. Вместе с тем большинство интегринов взаимодействуют с несколькими компонентами внеклеточного матрикса. Напротив, определенные белки матрикса, такие как ламинин, фибронектин, коллаген и витронектин, связываются с несколькими интег- ринами. Последние расценивают не только как факторы, механически связующие клетки и матрикс, но и как белки, участвующие в сигнальной трансдукции, а также влияющие на миграцию, дифференцировку, пролиферацию и апоптоз клеток. Чрезмембранное прохождение сигналов с помощью интегринов осуществляется в любом направлении. Активность интегринов по части внеклеточного связывания регулируется сигналами, возникаю-щими внутриклеточно, но направленными в матрикс (т81(1е-01гЬ-81&па1т§), в то время как связывание клеток с матриксом возбуждает внутриклеточные сигналы, направленные извне в цитоплазму (ои!;81(1е-т-81§паИп§). Связывание с внеклеточным матриксом сопровождается группировкой интегринов в кластеры на клеточной поверхности и объединением хвостовых частей цитоплазмы с адаптерными белками. Последние, в свою очередь, обеспечивают связь с цитоскелетом, цитоплазматическими киназами и рецепторами трансмембранного фактора роста [3, 4, 37].

Доказательства явной роли интегринов в опухолевой прогрессии и метастазировании были получены т иИго и т ишо. Множество новообразований исследовали с помощью иммуногистохимических методик для определения экспрессии и распределения интегринов и сравнения показателей их содержания в нормальных тканях. Несмотря на противоречивые сведения в работах, выполненных на материале карцином толстой кишки, бронха, поджелудочной железы и молочной железы, постоянно делался вывод о снижении экспрессии или измененном распределении рецепторов коллагена и ламинина. Поскольку указанные рецепторы играют важную роль в процессах прикрепления клеток к базальной мембране, приведенный вывод говорит о том, что утрата способности к такому прикреплению может иметь большое значение в развитии новообразования. Вдобавок к этому были получены данные о сверхэкспрессии рецептора фибронектина а5(31 у трансформированных клеток яичника китайских хомячков, которая подавляла клеточную миграцию и вызывала формирование неопухолевого фенотипа. Кроме того, трансфекция «высокометастогенных» клеток мышиной меланомы с а4-интегриновой субъединицей ингибировала их метастатический потенциал.

В противоположность этим результатам в ходе прогрессии ткани нормальной щитовидной железы к инвазивному раку, а также в зоне фронта инвазии рака желудка была определена повышенная экспрессия интегринов, например рецептора ламинина аб(34. Повышенная степень регуляции определенных интегринов наблюдалась и при злокачественной меланоме. В соответствии с этим эктопическая экспрессия а6|34 при раке толстой кишки и молочной железы гп иИго сопровождалась усилением инвазивных свойств малигнизированных клеток. Это усиление было опосредовано действием фосфоинозита 3-ОН-кина- зы и молекулы Кас1.

Помимо противоречий, отраженных выше, в достигнутых результатах усматриваются признаки специфичности в отношении интегринов и типов опухолей. Отличия, впрочем, могут быть объяснены находками, иллюстрирующими, как на интегрин-зависимую миграцию влияют различные факторы: плотность лигандов субстрата, уровни экспрессии интегринов, интегрино-лигандное сродство

в связывании. Поскольку все эти факторы (параметры) варьируют в зависимости от анатомической локализации процесса и модуляции местными цитокинами, они могут сильно влиять на развитие новообразования специфическим образом для определенного типа опухоли.

С точки зрения противоопухолевой терапии следует приветствовать создание всевозможных лечебных средств интегрин-направленного действия, например антител против интегринов (33, ау, а4(31 или общего ин- тегрин-связующего белка. Подобные препараты направ-лены на биологические процессы не только в малигнизи- рованной ткани, в частности на опухолевый ангиогенез. Их лечебное воздействие изучают также при артериальном рестенозировании, тромбозе, рассеянном склерозе, бронхиальной астме и остеопорозе [3, 4].

В ходе инвазии опухолевые клетки должны преодоле-вать матрикс интерстициальной (стромальной) ткани, состоящий из протеогликанов, гликопротеинов и филамент- ных белков. У многих злокачественных новообразований были обнаружены повышенные уровни протеолитической активности и, в частности, деградации внеклеточного матрикса. Протеазы, играющие важную роль в процессах инвазии и метастазирования, подразделяют в настоящее время на пять групп: матричные металлопротеиназы (ММП, в которые входят коллагеназы, стромализины и матрилизин), серинпротеиназы (плазминогены, эласта- за, плазмин и катепсин О), цистеинпротеиназы (катеп- сины В, Ь), аспартатпротеиназы (катепсин Б) и прочие протеиназы (тиолпротеиназы, гепараназы и гиалурони- дазы). Из всех протеаз лучше всего изучены ММП, система урокиназного плазминогенного активатора (иРА) и рецептор этого активатора (иРАК).

ММП представляют собой семейство протеаз, в котором энзимам ММП-2 и ММП-9 (называемым также жела- тиназами 72 кй и 92 кс1) приписывается центральная роль в протеолитической деградации внеклеточного матрикса при инвазии малигнизированных клеток. Большинство ММП вырабатываются в качестве латентных проэнзимов (про-ММП), которые активируются во внеклеточном состоянии через протеолитическое расщепление. Активность ММП уравновешивается специфическими тканевыми ингибиторами металлопротеиназ (ТИМП). Выделено четыре различные изоформы этих ТИМП. В то время как все ТИМП подавляют ММП-2 и ММП-9 с помощью формирующихся 1:1-молярных стоихиометрических комплексов с активным энзимом, связывание ТИМП с про-ММП, предотвращающее последующую активацию этих проэнзимов, более специфично: ТИМП-1 связывается исключительно с про-ММП-9, а ТИМП-2 и ТИМП-4 — только с про- ММП-2. Правда, ТИМП-3 взаимодействует с обоими указанными проэнзимами. Неуравновешенности между про-ММП/ММП и ТИМП, по-видимому, определяют тот или иной фенотип инвазии. Сверхэкспрессия любой из изоформ ТИМП или использование рекомбинантных ТИМП- белков ингибируют процесс инвазии. Это было показано на разных моделях опухолевого роста [3, 4].

Урокиназный плазминогенный активатор (иРА) вырабатывается как неактивный проэнзим по ауто- или пара- кринному механизму и связывается со своим специфическим мембранным рецептором (иРАК). При связывании он расщепляется до активного энзима, который катализирует превращение плазминогена в плазмин. В свою очередь, плазмин подвергает деградации циркулирующие или тканевые белки и способен активировать про-ММП. Более того, иРА регулируется тремя различными ингибиторами активатора плазминогена и протеазой некси- ном 1. Роль иРА и его рецептора иРАК в процессах инва- зии и метастазирования злокачественных опухолей неоднократно обсуждалась.

Что касается протеиназ, то большое их количество также исследовалось в отношении их прогностической роли. В частности, у больных карциномой молочной железы

была вскрыта статистически достоверная связь между сверхэкспрессией катепсина V и снижением выживаемости пациенток [15]. Сходный отрицательный эффект в отношении выживаемости был установлен и для показателей иРА. В исследованиях на больных с карциномой пищевода суммировали число иРА-положительных опу-холевых клеток и уровни экспрессии иРА. Выяснилось, что суммированные значения связаны со значительным снижением выживаемости больных. Похожие результаты о прогностическом значении ММП и ТИМП неоднократно обсуждены в литературе [3, 4, 37].

Основываясь на всех этих данных, можно считать весьма перспективным применение лекарственных препаратов, направленных против протеолитических энзимов, способствующих инвазии и метастазированию малигнизированных клеток. Тем самым с помощью разных приемов — трансфекции, антисенсорной трансфекции или слияния антител — можно было бы достичь хотя бы частичного подавления инвазивного и метастатического процесса. Более того. Оказалось, что ВаИтазйа!, ингибитор ММП, подавляет у человека опухолевый рост и метаста- зирование у подопытных животных. Обнаружен также ингибиторный эффект «Батимастата» на малигнизи- рованную популяцию в плевральном выпоте при интрап- левральном вливании препарата.

Выше мы говорили о том, что не всем малигнизирован- ным клеткам первичного опухолевого узла присущи качества, обуславливающие способность к инвазии и мета-стазированию. В ходе селекции, проходящей в условиях генетической нестабильности и гетерогенности гено- и фенотипов этих клеток, не все они претерпевают блокаду цитологической дифференцировки. Кроме того, такая блокада не является необратимым состоянием. Клетки, «заторможенные» на низком уровне дифференцировки, сохраняют способность к редифференцировке, причем как в первичном, так и в метастатическом узле. Многие «инвазиогенные» и «метастогенные» клетки занимают место в соответствующих клонах после временной блокады их цитологической дифференцировки. Но, подчерк-нем, это их место нестабильно. Какая-то часть клеток первичного опухолевого узла может покидать указанные клоны, претерпевать редифференцировку и утрачивать инвазивные и «метастогенные» качества.

Пока остается неясным, как регулируется такой временный сдвиг в цитологической дифференцировке. Установлен лишь факт, что это явление ограничено, главным образом, пределами зоны (фронта) инвазии. Это наводит на мысль о возможном ведущем значении для такого явления тканевого микроокружения зоны инвазии. Не исключено, что сдвиг «в обратную сторону», т. е. от инвазивного к неинвазивному гено- и фенотипу, может быть опосредован индуктивными сигналами из микроокружения, которое с помощью эпигенетических механизмов может воздействовать на генетические программы опухолевых клеток, то активируя их, то подавляя.

Такое предположение нашло подтверждение на клеточных линиях мышиной и человеческой рабдомиосаркомы. С помощью повторяющихся процедур клонирования были изолированы клональные субпопуляции с важными различиями в дифференцировке. Оказалось возмож-ным положительное воздействие на дифференцировку с помощью ряда соединений, «продвигающих» дифференцировку, например, ретиноевой кислоты. Последовавший анализ т ъИго инвазивных свойств малигнизированных клеток показал, что индукция дифференцировки проис-ходила при сильном подавлении инвазивного процесса. Это подтвердило возможность модуляции механизмов инвазии экзогенными стимулами. Следовательно, опухолевая инвазия может расцениваться как нестабильное и динамическое состояние озлокачествленных клеток, зависящее от двух важных факторов: 1) предсуществовав- шей, генетически детерминированной способности ма- лигнизированных клонов (прошедших направленный отбор) к инвазии; 2) эпигенетических факторов, обеспечиваемых тканевым микроокружением новообразования, которое способно модулировать инвазивный потенциал, вызывая сдвиги в гено- и фенотипе клеток первичного опухолевого узла [3, 4, 11, 27, 41].

Следует признать, что, несмотря на вышеперечисленные и другие многообещающие результаты по противоопухолевым воздействиям гп иИго, до сих пор, кроме определенных успехов в лечении промиелоцитарной лейкемии, убедительных результатов в индукции терминальной дифференцировки — как части противораковой терапии гп ьпио — достигнуто не было. Однако в настоящее время немалое количество соединений, потенцирующих клеточную дифференцировку, продолжают подвергать клини-ческим испытаниям. В ходе этих работ отмечены и реверсия предраковых изменений, и предотвращение метастазирования. В то же время никаких значительных «обратных» эффектов при уже развитой и клинически явной опухолевой прогрессии и метастазировании в онкологических исследованиях пока не получено.

После преодоления малигнизированными клетками внеклеточного (стромального) матрикса и роста по «каналам деградации» начинается очередная ступень метастатического каскада: стадия интравазального распространения. На этой стадии тоже продолжаются согласованные тканевые процессы, в данном случае скоординированные реакции протеолиза и активного передвижения клеток. Понятно, что интравазальное рас-пространение имеет большое прогностическое значе-ние. При этом лимфо- и гематогенное распространение следует различать из-за признаков двоякого рода: 1) анатомических различий «транспортных каналов», 2) био-химических различий лимфы и крови, определяющих циркуляцию, адгезию и другие процессы.

Общеизвестно, что многие карциномы в органах, богатых лимфатическими сосудами (легкие, молочная железа, кишечник и др.), метастазируют в первую очередь лимфогенно, а в органах, бедных такими сосудами (печень, почки), сразу же гематогенно. Саркомы обычно возникают в органах, бедных лимфатическими путями (кости, мышцы и др.), и поэтому им присущи почти исключительно гематогенные метастазы. Лишь саркомы матки, имеющей развитую лимфатическую сеть, могут вначале рас-пространяться лимфогенным, а затем гематогенным путем [3, 4].

Есть и другие важные морфологические обстоятельства, объясняющие последовательность лимфо- и гематогенного распространения «метастогенных» клеток. Наиболее близкое территориальное расположение ко многим эпителиям сетей именно лимфатических, а не кровеносных капилляров способствует тому, что «каналы деградации» матрикса и, стало быть, время достижения опухолевыми клетками циркуляторного русла в первом случае короче. К тому же отсутствие базальной мембраны в лимфатических капиллярах и их склонность легко образовывать «фенестры» между эндотелиоцитами облегчают проникновение раковых клеток в первую очередь именно в лимфатическое русло. Проникнув туда, эти клетки могут перемещаться в разных направлениях в зависимости от градиента давления лимфы и в связи с отсутствием клапанов внутри капилляров. Встречаются парадоксальные направления. Например, появление метастазов рака сред-негрудного отдела пищевода в кардиальные лимфатические узлы объясняется отнюдь не ретроградной циркуляцией, а эмболией раковых клеток книзу по лимфатическим капиллярам слизистой и подслизистой основы пищевода.

Попадая в кровеносную сеть, раковые и/или сарком- ные клетки перемещаются пассивно вместе с кровотоком и достигают больших «органных фильтров»: костного мозга, печени, легких, реже головного мозга или почек (селезенка в силу своего особого иммунологического статуса поражается несистемными новообразованиями крайне редко). Во время прижизненной видеомикроскопии было обнаружено, как циркулирующие клетки солидных злокачественных опухолей уменьшаются в размерах и при этом задерживаются в микроциркуляторном русле. На эту задержку не удается воздействовать с помощью блокады функции интегринов. Показано, как задерживающиеся опухолевые клетки прижимаются к эндотелию, деформируются. Последнее изменение в течение долгого времени трактовалось как признак разрушения и массивной клеточной потери, превращающей метастазирование в неэффективный процесс. Напомним, что финальный процент циркулирующих клеток, дающих дистантную метастатическую популяцию, крайне мал. Но среди клеток, деформированных в кровеносных капиллярах, процент элементов, сохраняющих непрерывность плазмо- леммы, способность к выживанию и экстравазальному размножению, достигает 80. В этом убеждают результаты прижизненной видеомикроскопии. Что касается неэффективной «метастогенности» клеток, уже попавших в кровяное русло, то в ее основе лежит вовсе не выраженное интраваскулярное их разрушение, как считали прежде, а механизмы, контролирующие их рост за пределами сосудов [3,4].

Через несколько часов после указанной задержки в кровеносных капиллярах малигнизированные клетки вытягиваются вдоль эндотелия. В этот промежуток времени должны играть большую роль механизмы адгезивного контакта. Однако все еще предстоит выяснить, какие именно молекулы задействованы в этих механизмах. Потенциальными кандидатами на такую роль называют ин- тегрины а4(31, а2, а5, молекулы адгезии сосудистой стенки (УСАМз), молекулы адгезии эндотелия (ЕСАМз), меж

клеточные молекулы адгезии (1САМз), Р- и Е-селектины, а также группу молекул, названных 81а1у1-Ьет8-&гоир.

В отношении адгезивных процессов в лимфатическом русле известно еще меньше. Не исключено, что эти процессы разыгрываются здесь вообще не в капиллярах, а в лимфатических сосудах. В свое время мы показали, что наиболее частым местом интравазальной адгезии с последующей пролиферацией опухолевых клеток являются створки клапанов в лимфангионах лимфатических сосудов. Лимфангион — это клапанно-мышечная структурная единица лимфатического сосуда. По мере разрастания клеток в просвете лимфангиона и блокады лимфото- ка в лимфатических узлах развивается атрофия миоцитов мышечной манжетки и атрофия стенки клапанного синуса лимфангиона. Это приводит к ослаблению моторной функции лимфангиона, как фактора лимфотока. Блокада лимфотока малигнизированными клетками на уровне лимфатических сосудов и узлов может сопровождаться возникновением парадоксальных направлений лимфогенного метастазирования и поражениями лимфатических узлов, не регионарных для органа, в котором находится первичная опухоль [3, 4, 35].

После внутрисосудистой адгезии в лимфатическом и/или кровеносном русле озлокачествленные клетки проходят через этапы нового инвазивного процесса в органе-мишени: протеолиз, клеточно-субстратную адгезию и активное передвижение по «каналам деградации».

Хорошо известно, что опухолевые клетки могут взаимодействовать с системами коагуляции крови через выработку тромбокиназы или индукцию агрегации тромбоцитов. В прежние годы было немало рассуждений о том, что метастазирование можно подавить различными ан-тикоагулянтами: стрептокиназой, активатором плазминогена тканевого типа, простациклинами, дипирамидо- лом, аспирином, кумарином, варфарином или гепарином. Вместе с тем информация о клиническом применении ан-тикоагулянтов как средств, препятствующих метастазированию, крайне скудна и противоречива.

Онкологам и патологам хорошо известны пусть не частые, но встречающиеся ситуации, когда дистантные метастазы развиваются спустя продолжительное время (иногда несколько лет) после удаления первичной опухоли. Неоднократно показано, что более 80% клеток «мета- стогенных» клонов достигают экстравазальной ступени метастатического каскада, но, как уже отмечалось, лишь единичные из них дают начало метастазам. Причина этого кроется в том, что малигнизированные клетки после циркуляции и выхода из лимфатического и, особенно, кровяного русла часто вступают в фазу задержки роста (митоза), подчас длительную. Эта фаза по существу иллюстрирует феномен «дремлющего» или «молчащего» микрометастаза. В таких микрометастазах можно иногда обнаружить даже высокую пролиферативную активность опухолевых клеток, однако ее «перевешивает» по-вышенный уровень апоптоза. К тому же доказано, что большое число таких клеток задерживаются в фазе О0 клеточного цикла. С клинической точки зрения, это весьма важно, поскольку именно клетки, пребывающие в фазе О0, крайне низко чувствительны к любой химио- или радиотерапии. Вместе с тем они способны возвращаться в клеточный цикл в любое время и, таким образом, давать начало метастатическим фокусам, выявляемым клинически подчас через весьма продолжительное время после обнаружения и/или удаления первичного узла новообразования [3, 4].

Молекулярные механизмы, передвигающие клетки из «дремлющего» состояния (фаза О0) к активному росту и созданию метастаза, известны лишь частично. Предполагают, что в этом участвует ряд общих механизмов: реакции клеточного и гуморального иммунитета, ангиогенез. Последнему механизму отводят особенно важную роль. Здесь много аналогий с инициальными стадиями разви-тия первичной опухоли. И там, и здесь поддерживающая и «продвигающая» роль ангиогенеза детально изучена Дж. Фолкменом и его последователями в 80-90-е годы. Показано, что как первичный, так и метастатический, растущий опухолевый очаг обходится без васкуляризации до тех пор, пока не достигнет диаметра в 1-2 мм. Дальше опухолевый рост нуждается в различных факторах ангиогенеза, вырабатываемых как самими малигнизирован- ными клетками, так и ближайшими элементами микроокружения. Ангиогенные факторы вызывают пролиферацию и миграцию эндотелия капилляров. Это приводит к неоваскуляризации, направленной вовнутрь развивающегося опухолевого очага. Далее этот очаг (первичный, метастатический) может достигать стадии, распознаваемой клинически. Механизм ангиогенеза усиленно изучается. Наряду с ангиогенными факторами — УЕОГ, ЬРОГ, ГОГ, 1ЬОР и ТЫГ-а — исследуют факторы-ингибиторы ангиогенеза — ангиостатин, эндостатин, фибронектин, пролактин, тромбоспондин, пластиночный фактор 4, интерлейкин-8, альфа- и бета-интерфероны и др. В клинической практике уже применяют «Маристамат» (ингибитор матричных металлопротеиназ), пластиночный фактор-4 (ингибитор ЪГОР), несколько антагонистов УЕОР. Предполагается, что разработка лечебных анти- ангиогенных воздействий в онкологии может стать одним из многообещающих путей развития консервативной противоопухолевой терапии.

Опухолевые антигены и противоопухолевые антитела. Итак, неопластическая трансформация является результатом целого ряда генетических изменений, часть которых могут приводить к экспрессии антигенов на клеточной поверхности, которые, естественно, воспринимаются иммунной системой как чужеродные субстанции. Термин «иммунный надзор», подразумевающий распознавание и уничтожение чужеродных опухолевых клеток, существует давно. И казалось бы, тот факт, что злокачественные

опухоли не являются редкостью, может говорить о каких- то изъянах в иммунном надзоре у онкологических больных. Однако, поскольку отдельные опухоли подчас замедляют свое развитие или даже исчезают, такой надзор в принципе не предотвращает возможности прерывания прогрессии и у других новообразований. Зададим несколько важных вопросов о противоопухолевом иммунитете: Какова природа опухолевых антигенов? Какие эффектор- ные (т. е. регулирующие, управляющие) системы организма могут распознавать малигнизированные клетки? Эффективен ли противоопухолевый иммунитет при спонтанных новообразованиях? Можно ли использовать естественные защитные реакции для иммунотерапии опухолей? Теперь попробуем ответить на эти вопросы.

Антигены опухолей. Антигены, вызывающие иммунный ответ, были обнаружены при многих вариантах экс-периментального канцерогенеза и при некоторых злокачественных новообразованиях у человека. Их можно грубо разделить на две категории: тумор-специфичные, которые имеются только на опухолевых, но не на нормальных клетках, и тумор-связанные антигены, имеющиеся на опухолевых и некоторых нормальных клетках.

Тумор-специфичные антигены. Лучше всего они выяв-ляются в опухолях, вызванных химическими канцерогенами у лабораторных грызунов. На экспериментальных моделях опухолевая антигенность обычно оценивается по способности животных к сопротивлению против живой опухолевой ткани, имплантированной после иммунизации живыми или убитыми клетками этой опухоли; способности животных, не имеющих опухолей, к сопротивлению в ответ на введение сенсибилизированных Т-клеток, взятых от сингенного (генетически идентичного) донора, иммунизированного тканью опухоли; способности Т-клеток с цитотоксическим действием, взятых от животных, иммунизированных опухолевой тканью, к разрушению гп иНго малигнизированных клеток той же ткани, которой проводили иммунизацию.

При такой комплексной оценке было обнаружено, что многим новообразованиям, воспроизведенным у животных с помощью химических канцерогенов, присуща экспрессия «локально-специфических» или «уникальных» антигенов, не являющихся общими с антигенами точно таких же опухолей, вызванных тем же веществом и даже (в другой части органа) у того же животного.

Природа тумор-специфичных антигенов, находимых в опухолях лабораторных животных и человека, оставалась не ясной до тех пор, пока не был разгадан молекуляр-ный механизм распознавания Т-клеток. Когда выяснилось, что рецепторы Т-клеток распознают пептиды, связанные с антиген-связующим раздвоением молекул главного комплекса гистосовместимости (МНС), стало очевидным, что тумор-специфичные антигены, вызывающие ответ Т-клеток с цитотоксическим действием, должны происходить из единственных пептидов, имеющихся внутри опухолевых клеток и представленных на их поверхности с помощью молекул МНС класса 1. Какова же природа белков, дающих начало тумор-специфичным антигенам? Ответ был получен в экспериментах Т. Буна с коллегами, проведенных в 1993 году. Было найдено три пути происхождения тумор-специфичных антигенов:

в первом варианте эти антигены происходят из мутантных форм нормальных клеточных белков; разнообразное множество белков в нормальных клетках дают на-чало пептидам, которые транспортируются к поверхности клеток после своего связывания с молекулами МНС класса 1, происходящего внутри эндоплазмати- ческой сети; они не вызывают иммунного ответа, поскольку Т-клетки, распознающие комплексы нормального собственного пептида класса 1, в ходе развития претерпели клональное стирание или стали анэргичны- ми (нечувствительными к таким пептидам); мутации, происходящие в ходе злокачественной трансформации клеток, в какой-то своей части затрагивают онкогены и тумор-супрессорные гены, но в значительной части — также те гены, которые кодируют другие нормальные клеточные белки; следовательно, вырабатываются измененные формы этих белков; собранный из таких мутантных белков пептидный комплекс класса 1 рассматривается как чужеродный, а именно как комплекс, произошедший из неклеточного белка, например вирусного; этим объясняется антигенность опухолевых клеток; уникальность тумор-специфичных антигенов связана с тем, что в каждой опухоли мутации случайным образом воздействуют на различное множество нормальных клеточных генов; поэтому в разных новообразованиях производятся измененные формы определенных нормальных белков, каждая из которых при связывании с помощью антигенов нормального МНС дает начало определенному комплексу;

другой путь формирования тумор-специфичных антигенов стал очевидным, когда выяснилось, что нормальные клетки содержат несколько пептидов, не обладающих субстратом, необходимым для связывания с молекулами МНС класса 1; указанные пептиды никогда не обнаруживаются на клеточной поверхности; мута-ция гена, кодирующего эти белки, может превращать их в форму, которая способна связываться с молекулами МНС и посредством этого проявляться на поверхности клеток;

тумор-специфичные антигены могут быть также обра-зованы при активации генов; во время злокачественной трансформации мутация способна приводить к транскрипции гена, являющегося в норме молчащим; пептиды, происходящие из белкового продукта активированных генов, могут вставляться в желобок или паз молекулы МНС и затем распознаваться Т-клет- ками.

Вслед за находками Буна было установлено, что примерно 40% меланом человека, 20% карцином молочной железы и 30% мелкоклеточных карцином легкого экспрессируют тумор-специфичный антиген, обозначеный как антиген-1 меланомы (МАОЕ-1). Молекулярный анализ показал, что ген, кодирующий этот антиген, имеется и в нормальных, и в опухолевых клетках, причем в последних из них он находится не в мутантной форме. Стало ясно, что в нормальных зрелых клетках это — молчащий ген. Культивируя гп иИго лимфоциты больного, можно получить СБ8*-Ь Т-клетки с цитотоксическим действием [33]. Есть все основания надеяться, что не все тумор-спе- цифичные антигены человека еще открыты и что какая- либо опухоль может экспрессировать более одного антигена.

Другая категория опухолевых антигенов включает в себя продукты онкогенов и тумор-супрессорных генов. Измененные версии этих генов способны приводить не только к преимущественному росту, но и к произведению новых антигенов. В принципе последние могут носить уникальный тумор-специфичный характер. Предварительные исследования убеждают в том, что мутантные формы белков генов ВАЗ и Р53 дают начало иммуноген- ным пептидам. Продукт гена слияния ВСК-АВЬ также способен вызывать иммунный ответ у лабораторных мышей. Могут ли лимфоциты от носителей опухоли быть сенсибилизированы к этим мутантным онкобелкам, предстоит выяснить в будущем.

Тумор-связанные антигены. Большинство известных опухолевых антигенов человека не являются уникальными специфичными по отношению к «своей» опухоли. Часто их также вырабатывают нормальные клетки определенных типов. Всю группу таких не специфичных тумор- связанных антигенов разделяют на три категории: тумор-связанные углеводные антигены, онкофеталъные антигены и диффероно-специфичные антигены. Посколь

ку тумор-связанные антигены — это нормальные аутогенные белки, они не вызывают иммунного ответа и имеют маленькое значение в реакциях отторжения опухоли у человека. Тем не менее их выявление полезно при диагностике определенных опухолей, а полученные против них антитела могут использоваться для иммунотерапии.

Тумор-связанные углеводные антигены усиленно изучали в качестве мишеней для терапии, основанной на действии антител. Они представляют собой ненормальные формы широко распространенных гликопротеинов и гликолипидов, например антигенов групп крови или эпителиальных муцинов (слизистых секретов). Одной такой формой является муцин-связанный антиген, найденный в панкреатокарциномах и раках молочной железы. Из-за неполного гликозилирования белка в опухолевых муцинах появляется эпитоп, скрытый в полностью гликози- лированных нормальных муцинах.

Онкофетальные или эмбриональные антигены экспрессированы в нормально развивающихся тканях эмбриона, но отсутствуют в тканях взрослого человека. Их появление в некоторых типах малигнизированных клеток пред-положительно связано с дерепрессией генетических программ. Лучше всего изучены два вида онкофетальных антигенов: альфа-фетопротеин и канцероэмбриональный антиген.

Диффероно-специфичные антигены характерны для того направления и уровня дифференцировки, при кото-рых исследователь застает малигнизированную ткань или клетки. Например, СБ10 (САЫ.А апИ^еп), экспрессированный в ранних формах нормальных В-лимфоцитов, появляется и в популяциях В-клеточных лейкемий и лим- фом. Или, скажем, простатический антиген, который бывает выражен в нормальном и раковом эпителии органа. Обе эти, а также многие другие подобные субстанции используются в качестве маркеров дифференцировки, обнаруживаемых с помощью иммуногистохимических реакций при диагностике злокачественных новообразований.

Противоопухолевые эффекторные механизмы. Противоопухолевой активностью обладают силы и клеточного, и гуморального иммунитета.

Т-лимфоциты с цитотоксическим действием. Роль этих специфически сенсибилизированных клеток хорошо прослежена при экспериментальном канцерогенезе. У человека они выполняют защитные функции, направленные главным образом против опухолей, связанных с вирусами: лимфомы Беркитта, вызванной вирусом Эпстайна- Барр (ЕВУ), или новообразований, вызванных вирусом папилломы человека (НРУ). Наличие НЬА-ограниченных Т-клеток с цитотоксическим действием в различных злокачественных опухолях человека предполагает более широкую защитную функцию Т-клеточного иммунитета.

]МК-клетки. Это — лимфоциты, способные разрушать малигнизированные клетки без предварительной сенсибилизации. После активации интерлейкина-2 ]МК-клетки лизируют разнообразные опухолевые ткани человека, включая многие из тех, что являются неиммуногенными для Т-клеток. Таким образом, ]МК-клетки способны обеспечивать первую линию защиты от многих новообразований. К настоящему времени не идентифицированы ни антигены-мишени, распознаваемые ]МК-клетками, ни со-ответствующие рецепторы этих клеток. Поскольку совершенно разные опухоли, никак не связанные с ЫК- клетками, могут ими лизироваться без какого-либо специфического взаимодействия, становится очевидным, что антигены-мишени могли бы обладать высокой степенью сохранности в тканях и иметь повышенную или измененную экспрессию на трансформированных клетках. Помимо этого лизирующего воздействия на малигнизированные клетки, естественные киллеры способны принимать участие в реакциях антитело-зависимой клеточной цитотоксичности.

Макрофаги. Активированые макрофаги оказывают до некоторой степени селективное цитотоксическое действие на опухолевые клетки т \)Иго. Т-клетки и макрофаги могут работать содружественно в противоопухолевых реакциях, т. к. гамма-интерферон, цитокиновый дериват Т-клеток, является сильным активатором макрофагов. Макрофаги способны разрушать ткань опухоли с помощью механизмов, сходных с теми, что используются для уничтожения микробов (например, продукции реактивных метаболитов кислорода), или же — секреции фактора некроза опухоли альфа.

Гуморальные механизмы. Они также участвуют в разрушении малигнизированных клеток посредством двух функциональных систем: активации комплемента и индукции реакций антителозависимой цитотоксичности ЫК-к летками.

Иммунный надзор. При наличии в организме механизмов противоопухолевой защиты есть ли какие-либо признаки того, что они действуют гп \)1ио с целью предотвращения появления злокачественных новообразований? На этот вопрос лучше всего начать ответ «от обратного». Самым весомым аргументом в пользу существования иммунного надзора является повышенная заболеваемость злокачественными опухолями лиц, находящихся в им- мунодефицитных состояниях. Около 5% больных врожденными иммунодефицитами заболевают такими опухолями. Это превышает расчетную частоту в 200 раз. Аналогичным образом малигнизация чаще встречается у лиц, перенесших трансплантацию и иммуноподавляющую терапию, а также у больных СПИДом. Следует отметить, что у большинства (но не у всех) перечисленных лиц злокачественный процесс представлен лимфомами, часто в иммунобластном В-клеточном варианте. Типичным в этом смысле является редкое рецессивное иммунодефи- цитное заболевание, связанное с поражением Х-хромосо- мы и названное ХЬР. У мальчиков, болеющих таким им-мунодефицитом, возникает инфекция ЕВУ, принимающая не обычную, самоограниченную, а смертельную форму инфекционного мононуклеоза. Наконец, около 25% больных ХЬР заболевают злокачественными лимфомами.

Вместе с тем большинство злокачественных новообразований появляется у людей, не страдающих каким-либо явным иммунодефицитом. Отсюда ясно, что опухолевые клетки должны стимулировать механизмы избавления или избежания действия иммунной системы у иммуноспо- собных лиц. Несколько таких механизмов могут реально работать. В ходе опухолевой прогрессии сильно иммуно- генные субклоны малигнизированных клеток, вероятно, элиминируются с помощью эффекторных клеток хозяина. Это способствует отбору и прогрессивному росту анти- гено-негативных клеточных вариантов в опухолевой по-пуляции. В некоторых случаях малигнизированные клетки экспрессируют молекулы НЬА класса 1 на уменьшенных уровнях. Это снижает антигенное действие пептидов на Т-клетки с цитотоксическим эффектом. Кроме молекул класса 1, несколько вспомогательных молекул, например интегрины (СБИа), тоже имеют существенное значение для взаимодействия Т-клеток с их малигнизи- рованными мишенями. У некоторых опухолей, скажем почечноклеточного рака, имеется тенденция к избежанию иммунной атаки с помощью снижения регуляции экспрессии 1САМ-1, лиганда СБИа. Множество опухолеродных агентов (химикатов и разных видов ионизирующей радиации) подавляют иммунный ответ организма. Но и сами опухоли или же их продукты способны проявить себя так же. Так, вырабатываемый в большом количестве многими злокачественными новообразованиями трансформи-рующий фактор роста бета является мощным иммуносупрессором. В некоторых случаях сам по себе иммунный ответ, вызванный опухолью (например, активация супрессорных Т-клеток), может подавлять противоопухолевую защиту.

Хотя повышенная частота онкозаболеваний у больных с иммунодефицитными состояниями говорит в пользу существования иммунного надзора, сильный аргумент против такого надзора тоже базируется на исследованиях им- мунодефицитных процессов. Выше говорилось, что самыми частыми формами злокачественных новообразований у лиц с подавленными или недостаточными иммунными реакциями являются лимфомы, особенно иммунобласт- ные В-клеточные лимфомы. Эти поражения могут быть и следствием ненормального иммунопролиферативного ответа на вирус, такой как ЕВУ, или на лекарственные аген-ты, применявшиеся больным (в последнем случае речь заходит о ятрогенной патологии, доказать которую бывает трудно). Наконец, у иммунологически дефектных лиц можно было бы ожидать повышения частоты более рас-пространенных форм — рака бронха, молочной железы, органов пищеварительного тракта — или множественных новообразований. Однако ни то, ни другое не встречается.

Иммунотерапия и генная терапия опухолей. Даже если иммунный надзор и существует, это означает, что для ракового больного этот защитный механизм в нужное время не сработал. Тогда возникает вопрос, а можно ли вообще что-то сделать для реального подкрепления защитных сил? Предпосылками для иммунотерпии и генной терапии являются либо замещение подавленных компонентов иммунной системы, либо стимуляция эндогенных ответов. У человека исследуются три общих подхода.

Адаптивная клеточная терапия. Поскольку инкубация лимфоцитов периферической крови с интерлейкином-2 (ИЛ-2) производит лимфокин-активированные киллер- ные клетки (ЬАК) с мощной противоопухолевой активностью т иИго, то такие клетки используют для адаптивной иммунотерапии. Вначале лимфоциты крови, выделенные от онкологического больного, культивируют с ИЛ-2 гп \)Иго. Затем в культуру ЬАК, производимую преимущественно из разросшихся (тоже т иЫго) натуральных киллеров крови, снова вливают другую порцию ИЛ-2. При-менение этого метода имеет ограниченный успех при лечении злокачественных новообразований с метастазами.

Основываясь на допущении, что из всех лимфоцитов, инфильтрирующих опухоль, тумор-специфичные Т-клет- ки с цитотоксическим действием являются наиболее подготовленными к борьбе с опухолевой паренхимой, некоторые исследователи используют для иммунотерапии выращенные в культуре и активированные лимфоциты, инфильтрирующие опухоль. Эти лимфоциты выделяют из опухолевых масс, удаленных хирургическим путем, затем культивируют с ИЛ-2 и снова реинфузируют ими больного. Для повышения противоопухолевых потенций в указанные лимфоциты вносят методом трансфекции ген фактора некроза опухоли ТМГ-а1рИа, мощного противоопухолевого цитокина. Есть надежда, что лимфоциты, инфильтрирующие опухоль, с цитотоксическим действием смогут поражать и уничтожать малигнизированные клетки, накапливая в опухолевой ткани летальные концентрации Т1ЧГ-а1р11а.

Лечение цитокинами. Поскольку эти субстанции способны активировать специфические и неспецифические (воспалительные) защитные силы организма, несколько цитокинов в отдельном варианте или в комбинации с другими воздействиями пытаются использовать в противоопухолевой терапии. О применении ИЛ-2 уже говорилось. Но кроме него используют также интерфероны (1ГМ-а1р11а, 1ПЧ-&атта), ТМГ-а1рИа и гемопоэтические факторы рос-та ОМ-С8Г и 0-С8Г. Альфа-интерферон уже дал относительную перспективу. Он активирует натуральные киллеры, повышает экспрессию молекул МНС на озлокаче- ствленных клетках и обладает прямым цитостатическим эффектом. Наиболее впечатляющие результаты по при-менению альфа-интерферона достигнуты в лечении светлоклеточной лейкемии. Помимо своего провоспалитель- ного механизма действия, цитокины способны также усиливать процессы иммунного распознавания опухолевых клеток. В эксперименте удается воспроизвести мощный противоопухолевый ответ при инсерции генов цитокинов в геном малигнизированных клеток с низкой иммуноген- ностью. Такой же подход пытаются применить и при лечении опухолей человека.

Лечение антителами. Несмотря на то, что антитела к тумор-связующим антигенам сами по себе не эффективны, интерес к ним не снижается из-за возможности их использования в качестве агентов, доставляющих к малиг- низированным мишеням цитотоксические продукты. В частности, имеется опыт применения моноклональных антител против определенных типов В-клеточной лимфомы. Эти антитела конъюгируют с рицином (мощным цитотоксином), в результате чего образуется «иммунотоксин», который и вводится больным.

Гормоны в неэндокринных клетках. Наряду с общебио-логическим значением, не менее важными являются также онкологические и радиобиологические аспекты феномена выявления гормонов в неэндокринных клетках [7-9]. Большинство физиологически активных веществ (серотонин, мелатонин, гистамин, катехоламины, соматостатин, эндорфины и другие), обладающих гормональной функцией и выявленных в неэндокринных клетках, оказывают биологические эффекты, свидетельствующие об их непосредственном участии в регуляции процессов деления, размножения и дифференцировки клеток.

Некоторые гормоны (серотонин, мелатонин, гистамин), кроме того, обладают радиомодифицирующими свойствами. Практически все пептидные гормоны и биогенные амины являются химическими звеньями патогенеза нарушений, возникающих при действии ионизирую-щей радиации и развитии в организме злокачественных новообразований.

В этом плане большой интерес вызывает выявление в неэндокринных клетках мелатонина [7-9]. Обладая широким спектром биологической активности, мелатонин играет ключевую роль в контроле биологических ритмов, тем самым оказывая существенное влияние на нервную, эндокринную и иммунную системы, а также на организм в целом. Показано, что мелатонин участвует в регуляции многих жизненно важных физиологических процессов, таких как созревание и развитие половых органов, пигментный обмен, метаболизм свободных радикалов, иммунный ответ, регуляция настроения и сна, пролиферация и дифференцировка клеток. Есть данные о том, что мелатонин обладает радиопротекторным действием.

В настоящее время установлено, что эпифиз не является исключительным органом, способным синтезировать мелатонин. Экстрапинеальный мелатонин широко рас-пространен в организме человека и животных. Клетки, продуцирующие его, обнаружены в желудочно-кишечном тракте, дыхательных путях, поджелудочной железе, надпочечниках, щитовидной железе, тимусе, мозжечке, мочеполовой системе, плаценте и других органах [7-9]. Кроме того, показано присутствие мелатонина в неэндокринных клетках: тучных клетках, естественных киллерах, тромбоцитах и эндотелиоцитах. Такое широкое распространение мелатонина отражает его ключевую роль как межклеточного нейроэндокринного регулятора и координатора многих сложных и взаимосвязанных биологических процессов. Полученные данные свидетельствуют об активном участии экстрапинеального мелатонина наряду с другими гормонами в эндогенных механизмах патогенеза различных заболеваний, в том числе в патогенезе опухолевого роста и формировании резистентности организма к развитию опухолей.

Учитывая присущие мелатонину цитостатические свойства, представляет интерес изучение мелатонина в каче-стве возможного модификатора опухолевого роста.

Проведенные исследования показали выраженную гиперплазию мелатонин-продуцирующих клеток на начальных стадиях роста опухолей как у человека (рак желудка, легких, прямой кишки, молочной железы), так и у экспе-риментальных животных (карцинома легких Льюиса, асцитная карцинома Эрлиха) и снижение количества этих клеток на поздних стадиях канцерогенеза [7-9].

Поведение и функциональная морфология других клеток диффузной нейроэндокринной системы (ДНЭС) так-же изменяются в процессе опухолевого роста. Например, в случае опухолей без метастазов отмечены гипоплазия и сниженная функциональная активность ЕСЬ-клеток (про-дуцирующих гистамин) и О-клеток (продуцирующих гас- трин) желудка, а также А-клеток (продуцирующих глю- кагон) поджелудочной железы, и, соответственно, их гиперплазия и гиперфункция при запущенных формах злокачественного роста.

Эти данные свидетельствуют об активном участии апу- доцитов и вообще клеток ДНЭС и секретируемых ими гор-монов в эндогенных механизмах опухолевого роста. Их анализ важен еще и потому, что многие гормоны ДНЭС обладают свойствами, способными изменять уровень клеточной пролиферации и дифференцировки. Можно считать, что функциональное истощение нейроэндокринных клеток, продуцирующих гормоны с антипролифератив- ной активностью, так же как усиление секреции гормонов, способных стимулировать пролиферацию клеток, может во многом формировать эндогенные условия, спо-собствующие быстрому росту опухолей и их метастазиро- ванию.

Апудоциты (клетки ДНЭС) являются, как известно, источником особого типа опухолей — апудом и апудоблас- том (эндокринно-клеточных раков). В то же время обна-ружено присутствие гормонопродуцирующих опухолевых апудоцитов в неэндокринных раках, что имеет большое теоретическое и прикладное значение. Использование им-

муногистохимических методов позволило установить, что около 30% всех неэндокринных раковых опухолей различной локализации содержат эндокринные клетки, а около 60% таких опухолей имеют в своем составе мелато- нинпродуцирующие клетки.

Используя комбинацию иммуногистохимических методов и радиоиммунологического анализа, мы провели ис-следования ночной экскреции основного метаболита мелатонина — 6-сульфатоксимелатонина (МТбз) с мочой, экспрессии пролиферативного клеточного ядерного антигена (РСЫА) в опухолях и количества мелатонин-имму- нопозитивных клеток у больных раком толстой и прямой кишки, желудка и легких без метастазов [9].

Результаты изучения показали наличие строгой положительной корреляции между экспрессией РСЫА (отражающей пролиферативную способность клеток) в опухолях и экскрецией МТбз с мочой. Напротив, строгая от-рицательная корреляция была обнаружена между иммунореактивностью мелатонина в опухолях и пролиферативной активностью опухолевых клеток. Эти параметры не зависели от возраста пациентов, а также от гистологического типа и локализации опухоли.

Определение пролиферативной активности очень важно для оценки скорости роста злокачественного потенциала опухолей. С этой точки зрения, РСМА наиболее информативный маркер, однако его иммуногистохимичес- кое определение возможно только в опухолевой ткани, полученной при оперативном вмешательстве, что значительно ограничивает применение данного метода в повседневной диагностике. В этом отношении исследование МТбз в моче больных в качестве маркера пролиферативной активности опухоли легко доступно и может использоваться как для диагностики, так и для мониторинга состояния опухоли в процессе лучевой или лекарственной терапии, определения наступления рецидивов, радикальности операции и прогноза.

Согласно существующим представлениям, характерной особенностью злокачественных опухолей является утрата ими зависимости от внешних регуляторов и, как следствие, автономный «самоподдерживающийся» рост, регулируемый локально продуцируемыми факторами. К числу важных аутокринных и паракринных регуляторов пролиферации опухолевых клеток относятся так называемые факторы метаболического микроокружения опухолей, продуцируемые как опухолевыми клетками, так и окружающей их стромой и взаимодействующие с рецепторами на самой клетке-продуценте либо на мембране соседней клетки. Продуцируемые эндотелиальными клетками, моноцитами, макрофагами, лимфоцитами и тучными клетками интерлейкины, простагландины и биогенные амины прямо или косвенно влияют на пролиферацию и индуцированную гибель опухолевых клеток. Результаты многочисленных экспериментальных исследований свидетельствуют о непосредственном участии клеток микроокружения опухолей в патогенезе злокачественного роста и их влиянии на чувствительность и ответ опухолевых клеток к той или иной методике лечения.

Необходимо подчеркнуть, что взаимодействия между опухолью и организмом носят комплексный характер и на многие их аспекты влияют как биологические характеристики новообразования, так и системные компенсаторно-приспособительные процессы, определяющие резистентность организма к опухолевому росту.

Наиболее общей особенностью всех злокачественных опухолей является вмешательство в обмен веществ организма, индуцирующее различные биохимические, эн-докринные и иммунные нарушения гомеостаза, которые лежат в основе многих опухолевых синдромов. Есть данные о том, что на характер взаимоотношений организма и опухоли влияют многие факторы и/или механизмы: особые свойства опухолевых клеток, их микроокружение, компоненты неспецифической и специфической резистентности, а также клеточные и гуморальные иммунные реакции против опухолевых клеток.

Установлено, что особую роль в ответе организма на злокачественный рост играют биогенные амины и регуляторные пептиды, а также нейроиммуноэндокринные механизмы регуляции гомеостатических процессов. В этом плане характерным примером является биогенный амин — серотонин, являющийся предшественником одного из ключевых иммуномодулирующих гормонов — мелатонина. По данным литературы, при физиологических концентрациях серотонин обладает митогенным действием, а в конце 80-х годов появились сведения о том, что он совместно с туморонекротическим фактором принимает непос-редственное участие в механизмах индуцированной гибели опухолевых клеток.

Антагонистические отношения между опухолевым процессом и интегративными нейроиммуноэндокринными механизмами сопровождаются как становлением, так и разрушением на определенных этапах их взаимодействия функционально-корреляционных связей. Согласно проведенным исследованиям, неопластический процесс влияет на морфофункциональное состояние гормонопродуцирующих клеток, а физиологически активные вещества, продуцируемые этими клетками, принимают участие в эндогенных механизмах опухолевого роста. В связи с этим предполагается, что сочетанное применение обычных иммуностимуляторов с дополнительной гормональной стимуляцией иммунных механизмов даст весомое преимущество при комбинированных схемах иммунотерапии рака.