416.основы канцерогенеза, прогнозирования,...

Кемеровская государственная медицинская академия

Глушков А. Н.

ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ, ПРОФИЛАКТИКИ, ИММУНОДИАГНОСТИКИ И

БИОТЕРАПИИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ

Кемерово – 2002

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

2


Министерство здравоохранения Российской Федерации,

Кемеровская государственная медицинская академия

Кемеровский научный центр СО РАН, Отдел иммунологии рака

Глушков А. Н.

ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ,

ПРОФИЛАКТИКИ, ИММУНОДИАГНОСТИКИ И

БИОТЕРАПИИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ

(элективный курс лекций по онкологии для

клинических ординаторов, интернов и врачей)

Кемерово – 2002


2

УДК

ББК 55.6

Г55

Глушков А. Н. Основы канцерогенеза, прогнозирования, профилакти-

ки, иммунодиагностики и биотерапии злокачественных опухолей:

элективный курс лекций по онкологии для клинических ординаторов, ин-

тернов и врачей. – Кемерово: КГМА, 2002. – 87 с.

Курс лекций подготовлен заведующим Отделом иммунологии рака КемНЦ

СО РАН, проф. кафедры онкологии КГМА, д.м.н., чл.-корр. РАЕН А.Н.

Глушковым. В нем отражены некоторые актуальные проблемы теоретиче-

ской и клинической онкологии, еще не вошедшие в учебники и учебно-

методические пособия: современные представления о молекулярно-

биологических механизмах канцерогенеза, о химиопрофилактике и биоте-

рапии опухолей, о новых методах прогнозирования и ранней диагностики

онкологических заболеваний.

Лекции предназначены для клинических ординаторов, интернов и практи-

ческих врачей.

Рецензенты:

Зав. каф. онкологии КГМА, доцент Ю.М. Магарилл

Зав. ЦНИЛ Новокузнецкого ГИДУВ, проф., чл.-корр. РАЕН Н.А. Зорин

Рассмотрено и рекомендовано к печати совместным заседанием кафедры

онкологии КГМА и Отдела иммунологии рака КемНЦ СО РАН 29.11.2001,

Центральным методическим советом КГМА 16.01.2001.

© Кемеровская государственная медицинская академия, 2002.


3

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 4

Лекция 1.

Канцерогенез: основные понятия.

Источники и классификация канцерогенов

5

Лекция 2.

Краткая характеристика безусловных КГ для человека (группа 1) 14

Лекция 3.

Общебиологические закономерности и механизмы канцерогенеза 29

Лекция 4.

Теоретические и практические аспекты химиопрофилактики рака 46

Лекция 5.

Опухолевые маркеры 58

Лекция 6.

Биотерапия злокачественных новообразований 76

Рекомендуемая литература 86


4

ВВЕДЕНИЕ

За последние годы представления о факторах, которые способ-ствуют возникновению рака у человека, и о процессах развития опухолей существенно расширились. Появились новые направления в онкологиче-ской науке. Это сделало возможным создание новых методов раннего про-гнозирования и профилактики рака. Несмотря на то, что привычные мето-ды диагностики и лечения рака сохраняют свои доминирующие позиции в клинической онкологии, акцент постепенно смещается в сторону профи-лактики онкологии, объектом которой будет не больной злокачественным новообразованием, а здоровый человек. Основной задачей онкологии бу-дущего должно стать не лечение больных, а предотвращение онкологиче-ского заболевания.

Понятно, что даже врачам-онкологам, а тем более студентам и ас-пирантам, врачам санитарной службы, гигиенистам, специалистам по охране окружающей среды и социальной гигиене весьма сложно получить корректную информацию о канцерогенах, о механизмах канцерогенеза, о методах детекции канцерогенеза в начальных фазах, о модификаторах канцерогенеза. В настоящем лекционном курсе мы попытаемся осветить современные представления по этим вопросам в весьма сжатом виде. Ос-новное внимание будет уделено химическому канцерогенезу в силу того, что население Кузбасса подвержено воздействию в первую очередь хими-ческих канцерогенов. Кроме того, будут предоставлены новые данные по иммунохимии канцерогенеза, еще не вошедшие в монографии, а тем более в учебники по онкологии. Это связано с тем, что наш Отдел иммунологии рака Кемеровского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук долгое время занимается проблемами иммунохимии канце-рогенов и некоторые полученные результаты имеют приоритетный харак-тер в мировой науке. Серьезные успехи в области иммунохимии опухолей достигнуты в Центральной научно-исследовательской лаборатории Ново-кузнецкого института усовершенствования врачей МЗ РФ. Под руковод-ством профессора Н.А. Зорина разработана новая методология иммуноди-агностики рака, которая находит все большее применение в повседневной практике врачей-онкологов. Можно с уверенностью сказать, что в Кеме-ровской области по счастливому стечению обстоятельств а, может быть, и вполне закономерно сформировались две научные школы по иммунохи-мии канцерогенеза, разрабатывающие два параллельных, взаимодополня-ющих направления в теоретической и клинической онкологии. Мы счита-ем, что практикующим врачам-онкологам будет интересно, полезно озна-комиться хотя бы в общих чертах с научными достижениями своих кол-лег-ученых.


5

Лекция 1.

КАНЦЕРОГЕНЕЗ: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ,

ИСТОЧНИКИ И КЛАССИФИКАЦИЯ КАНЦЕРОГЕНОВ

Основные понятия

Прежде всего определим, что означают термины “канцероген” и

“канцерогенез”. Канцерогеном (КГ) называют фактор, воздействие кото-

рого достоверно увеличивает частоту возникновения опухолей (доброка-

чественных или злокачественных) в популяциях человека или животных,

или фактор, который сокращает период развития опухолей. Канцерогенез

можно определить как процесс возникновения злокачественных новообра-

зований в результате действия канцерогенных факторов или как процесс

возникновения опухолей независимо от механизмов действия канцероген-

ных факторов, который выражается в более частом или более раннем по-

явлении опухолей в популяциях человека или животных. Такое определе-

ние включает в себя два основных аспекта канцерогенеза - патогенетиче-

ский и эпидемиологический. Необходимо с одной стороны узнать меха-

низмы канцерогенного действия определенных факторов на молекуляр-

ном, клеточном и системно-органном уровнях, а с другой - иметь в виду

влияние этих же факторов на популяцию. Эти два аспекта отражаются и в

различии таких понятий как канцерогенность вещества и канцерогенная

опасность вещества. Канцерогенность характеризует способность того или

иного фактора вызывать опухоли. Важно отметить, что эта способность

свидетельствует о возможном развитии злокачественных новообразований

и позволяет проводить сравнение различных веществ по этому признаку

при непосредственном их воздействии на биологический объект. Канцеро-

генная опасность (риск) - это вероятностная характеристика, она отражает

степень увеличения частоты возникновения опухолей у людей, подверг-

нувшихся или подвергающихся воздействию определенных канцероген-

ных факторов в быту или на производстве, и коррелирует с индивидуаль-

ными особенностями образа жизни, эндогенными генетическими и эпи-

геномными особенностями организма, степенью загрязнения окружающей

среды или профессиональными вредностями. Понятие канцерогенных

рисков включает в себя и дополнительные условия, в частности - распро-

страненность вещества, возможности контакта с ним, его стабильность в

окружающей среде или в местах потенциальных контактов с ним.

По мнению экспертов Международного Агентства Изучения Рака

(МАИР) доминирующую роль (75-80%) в происхождении этой болезни

играют факторы окружающей среды, главным образом химической при-


6

роды. Эксперты ВОЗ полагают, что прекращение контакта с опухолерод-

ными факторами, недопущение канцерогенов в среду обитания человека

или удаление подобных веществ из окружающей среды могут привезти к

резкому (до 70 %) снижению заболеваемости людей злокачественными

опухолями основных локализаций. Поэтому так важны и актуальны знания

о канцерогенах, их источниках и путях их образования в окружающей

среде - воздухе, воде, почве, продуктах питания, лекарственных препара-

тах и т.д. О важности изучения канцерогенности факторов окружающей

среды, в том числе и искусственного происхождения, говорит такой при-

мер. В 1997 г. эксперты МАИР отнесли диоксины к группе 1 - “безуслов-

ных” канцерогенов для человека, а в 1999 г. разразился настоящий между-

народный скандал, связанный с заражением в Бельгии кормов для птиц

диоксинами (их содержание превышало допустимый уровень в 500-1500

раз). В страны Евросоюза, Восточной Европы и Африки было импортиро-

вано огромное количество канцерогенноопасной продукции. За первые 11

дней этого кризиса Бельгийская Федерация пищевой промышленности по-

теряла свыше 500 млн. долларов: уничтожению подверглись не только мя-

со птиц, но и пищевые продукты, где использовались куриные яйца. Это

создало проблему для всего европейского континента и перестало быть

прерогативой только ветеринарии, медицины или экономики, но перерос-

ло в международную социальную проблему, последствия которой немину-

емо скажутся на здоровье населения многих стран.

Не менее актуальны и сведения о судьбе канцерогенов в организ-

ме, о механизмах канцерогенеза, о возможностях его модификации. Со-

вершенно очевидно, что разные люди реагируют на одну и ту же внеш-

нюю канцерогенную нагрузку по-разному. Один человек, как говорится “и

пьет и курит” и работает на канцерогенноопасном предприятии - и живет

до старости без всяких онкологических заболеваний, а другой с детства

ведет здоровый образ жизни, занимается физкультурой, бережет себя и

тем не менее у него “вдруг” возникает злокачественная опухоль. То есть

какие-то внутренние генетические и эпигеномные факторы определяют

высокую или низкую чувствительность к канцерогенам.

Научиться определять параметры индивидуальной чувствительно-

сти к канцерогенам у каждого конкретного человека и научиться повы-

шать устойчивость к канцерогенам - задачи столь же важные, как и сни-

жение общей внешней канцерогенной нагрузки на население.

Если эти задачи не будут решены в ближайшем будущем, то к сере-

дине наступившего века онкологическая ситуация грозит полностью вый-

ти из-под контроля. Сегодняшние показатели заболеваемости раком


7

(с учетом латентного периода развития опухолей) во многом отражают то

состояние, а вернее загрязнение окружающей среды, которое было два-

три десятилетия назад. Следовательно, при сохранении предшествующих

тенденций и неизменности окружающих факторов уже к 2005 г. на терри-

тории бывшего СССР заболеют раком 988 тыс. человек. Однако и эта

огромная цифра (почти миллион случаев ежегодно!) реально будет выше,

принимая во внимание уже имеющуюся и все возрастающую техногенную

нагрузку на биосферу. Таким образом, через 25-30 лет мы вправе ожидать

“взрыва” онкологических заболеваний.

Онкологическая ситуация в Кузбассе развивается не лучшим, а по

некоторым параметрам и худшим образом. Если 35 лет назад областной

показатель заболеваемости злокачественными новообразованиями состав-

лял 140-160 на 100 тыс. населения, то к 2000 г. он вырос вдвое и достиг

300. Значит, через 25 лет он возрастет (как минимум) до 380-400, а через

50 лет - до 470-500 при сохранении нынешних тенденций. Добыча и пере-

работка угля в Кузбассе будет непрерывно возрастать. Ожидается рост и

химического , и металлургического производства, дальнейшее развитие

теплоэнергетики и транспорта. Поэтому реальные показатели онкологиче-

ской заболеваемости, весьма вероятно, будут выше расчетных. Соответ-

ственно будут расти не только людские , но пропорционально и экономи-

ческие потери. По оценке специалистов Московского ОНЦ РАМН услов-

ные экономические потери за счет смертей от злокачественных новообра-

зований в России составили в 1996 г. 3,9 млрд. руб. (в ценах 1990 г.) Зна-

чит в Кузбассе этот показатель превышал в то время 78 млн. руб. Каких

величин он достиг к настоящему моменту после девальвации рубля в 1997

г. никто еще не подсчитывал.

Канцерогенез - сложная и многоплановая проблема, стоящая перед

обществом. Сегодня мы уже не имеем права подходить к ней по-прежнему

только с позиции врача-онколога, только как к проблеме диагностики и

лечения опухолевых заболеваний. Отдельные ее аспекты - санитарно-

гигиенические и экологические, общебиологические и сугубо медицин-

ские, социально-экономические и др. - требуют и отдельных решений. Это

подразумевает применение специальных методов исследования и специ-

альных методов воздействия на канцерогенез, т.е. по сути дела - освоение

новых специальностей, возникающих на стыке традиционной онкологии и

эпидемиологии, биохимии, молекулярной биологии, генетики, иммуноло-

гии и многих других наук.

Но решение глобальных онкологических проблем следует начинать

прежде всего с изучения источников канцерогенов.


8

Источники канцерогенов

Существуют две группы источников канцерогенов: природные и

антропогенные, т.е. порожденные человеком.

К природным источникам относятся космохимические явления,

вулканическая деятельность, геохимические процессы, а также сама живая

природа. Эти источники не зависят (или зависят в малой степени) от дея-

тельности человека, и их вклад в онкологическую заболеваемость тради-

ционно считается незначительным.

О космохимических источниках наши знания пока малы. Хорошо

известно, что ежесуточно на Землю выпадает до 170 тонн метеоритного

вещества, в состав которого входят полициклические ароматические угле-

водороды (ПАУ), хром, никель, и другие элементы.

В настоящее время на нашей планете насчитывается около 850 дей-

ствующих вулканов, извергающих ежегодно до 6 млрд. тонн вещества.

Среди канцерогенных компонентов вулканических выбросов наибольший

удельный вес имеют ПАУ. Содержание маркерного канцерогена этой

группы - бензо(а)пирена (БП) составляет до 6 мкг/кг вещества. Это означа-

ет, что в биосферу Земли ежегодно поступает до 24 тонн одного только

БП с пеплом и до сотен тонн - с лавой, не считая других канцерогенов. Для

справки отмечу, что однократное введение мышке только 1 мг БП неиз-

бежно приводит к возникновению опухоли и смерти.

Геохимическими источниками поступления канцерогенов, прежде

всего в водную среду, являются залежи горючих ископаемых, полиметал-

лических и некоторых других руд. В своем естественном состоянии они,

как правило, мало влияют на качество подземных и поверхностных вод.

Однако при разработке ископаемых многие загрязнители вод приобретают

весьма существенное значение как потенциальные факторы канцерогене-

за. Так группа американских исследователей насчитала среди 1728 водных

загрязнителей 22 явных и 42 вероятных канцерогена, 27 коканцерогенов и

314 соединений, в отношении которых вопрос об опухолеродном дей-

ствии окончательно не решен.

В годы т.н. “реструктуризации” угольной промышленности в Рос-

сии количество геохимических источников в Кузбассе значительно воз-

росло в связи с закрытием многих угольных шахт. Дело в том, что при за-

крытии шахты затопляются. Вымывание канцерогенов из угольных пла-

стов резко возрастает, что сопровождается активным смешиванием шахт-

ных вод с естественными подземными водами, и в конце концов попада-

нием канцерогенов в источники питьевой воды. По всей вероятности ме-

ста открытой добычи полезных ископаемых, в т.ч. угольные разрезы тоже


9

следует рассматривать как геохимические источники канцерогенов. Одна-

ко неизвестно, будет ли учтено это обстоятельство при освоении новых

месторождений в Кузбассе.

Наиболее яркий пример образования канцерогенов в живой приро-

де - это афлатоксины, история открытия которых напоминает детектив. В

1961 г. агенты Скотланд-Ярда были привлечены к выяснению причин за-

гадочной “икс-болезни” и гибели индюшек в связи с большим материаль-

ным уроном. В это же время таможенные службы на границе Калифорнии

и Орегона конфисковали партию искусственно выращенной форели, у

многих рыб был обнаружен рак печени. В результате тщательного рассле-

дования удалось установить, что причиной “икс-болезни” индюшек и

опухолей у форели являются афлатоксины - продукты жизнедеятельности

плесневого грибка Aspergillus. Он поселяется на злаках, хлопковом семе-

ни, арахисе, входящих в состав кормов для животных. Позднее эпидемио-

логическими исследованиями было установлено, что афлатоксины инду-

цируют рак и у человека, прежде всего у населения ряда африканских

стран и Юго-Восточной Азии.

Опухолеродными свойствами обладает и папоротник-орляк, вызы-

вающий рак мочевого пузыря у крупного рогатого скота и опухоли ки-

шечника у лабораторных животных. Хотя конкретный канцероген в папо-

ротнике не идентифицирован, обращает на себя внимание высокая частота

опухолей желудочно-кишечного тракта и мочевого пузыря у жителей

Японии и Северного Уэльса, которые широко потребляют в пищу моло-

дые побеги папоротника.

В 1968 г. на Окинаве и в 1980 г. на Гавайях была зарегистрирована

чесотка пловцов. Выяснилось, что ее причина - некоторые виды сине-

зеленых водорослей. Позднее из них были выведены альготоксины, кото-

рые как оказалось обладают выраженной способностью усиливать дей-

ствие канцерогенов, т.е. обладают промоторной активностью. Т.к. сине-

зеленые водоросли служат пищей морским животным, которые в свою

очередь служат пищей человеку, не исключена причинная роль альготок-

синов в развитии новообразований у людей.

К естественным канцерогенным факторам относятся радиоактив-

ные элементы. Это хорошо известно всем. Но не следует забывать о том,

что жизнь на Земле возникла и развивалась в постоянном присутствии

ионизирующей радиации. Радиоактивный фон является необходимым

фактором эволюции и условием для существования современных форм

жизни, в том числе и человека. И только избыточные количества радиации

связаны с канцерогенным риском. Еще знаменитый врач средневековья


10

Парацельс отметил высокую частоту рака легких у рабочих рудников

Шнееберга. И лишь гораздо позже была установлена причина - экспозиция

к радону, который является естественным источником радиации.

Загрязнение биосферы искусственно созданными канцерогенами

началось примерно 500 тыс. лет назад, когда первобытные люди научи-

лись добывать и использовать огонь для приготовления пищи. За прошед-

шие полмиллиона лет количество искусственных КГ увеличивалось очень

медленно. И лишь полтора столетия назад обстановка существенно изме-

нилась. Началась новая эра целенаправленного синтеза органических ве-

ществ. Химическая нагрузка на биосферу резко возросла вследствие лави-

нообразного расширения ассортимента предметов повседневного пользо-

вания, интенсификации технологических процессов, увеличения отходов

промышленности, производства все новых удобрений, пищевых добавок,

лекарственных препаратов, косметических средств и т.д. Общее количе-

ство различных соединений, введенных в среду обитания человека при-

ближается к 10 млн. Из них около 70 тыс. постоянно используются людь-

ми. И всего лишь 837 изучены на предмет КГ опасности для человека. Т.е.

число неисследованных факторов в сотни и тысячи раз больше, чем иссле-

дованных. Сейчас невозможно даже представить объем и стоимость необ-

ходимой работы по определению КГ опасности оставшихся миллионов

уже известных химических соединений и тех, которые еще будут синтези-

рованы в будущем. По всей вероятности, эта задача вообще неосуществи-

ма.

При этом расширяется не только ассортимент загрязнителей окру-

жающей среды, но и география загрязнения. Еще несколько десятилетий

назад на планете существовали районы, где население не соприкасалось с

синтетическими химическими соединениями. Сегодня загрязнение при-

родной среды приняло глобальный характер. Так, например, пестициды

обнаружены даже в Антарктиде.

Основными источниками загрязнения КГ гидросферы Земли явля-

ются сточные воды промышленных предприятий, коммунальные и быто-

вые стоки, выбросы двигателей судов, захоронение радиоактивных кон-

тейнеров, разливы нефти при аварии танкеров или ее добычи в прибреж-

ной зоне. В загрязнении атмосферы главную роль играют автотранспорт,

предприятия топливно-энергетического комплекса и металлургии.

Наиболее демонстративны печально известные примеры химиче-

ских катастроф. Так, пожар на складе швейцарской фирмы “Сандоз” в

1986 г. привел к смыву в Рейн более 30 тонн токсических веществ (пести-


11

циды, ртуть). А ряд западногерманских фирм “под шумок” смыл в Рейн и

свои отходы (и среди них дихлорфенол, диоксины, метанол, хлорбензол).

Другой пример - использование средств ведения химической вой-

ны. Армия США во Вьетнаме широко использовала гербициды, в частно-

сти известный “Орандж Эйджент”. В его состав входит тетрахлордибензо-

диоксин, признанный экспертами МАИР в 1997 г., как явный КГ для чело-

века. Войска союзников в 1945-1947 гг. затопили в Балтийском море сотни

тысяч тонн трофейных германских боеприпасов, среди которых табун,

люизит, фосген, зарин, иприт. Металлическая упаковка боеприпасов имеет

срок годности 60-70 лет. Если содержимое этих емкостей попадет в воду

одновременно, гибель всего живого в Балтийском море неминуема. Но и

постепенное заражение моря будет сопровождаться вымиранием гидро-

бионтов и населения прибрежных районов от хронических отравлений и

злокачественных опухолей. А сейчас ни для кого не секрет, что практиче-

ски во всех морях, омывающих Россию, захоронены ядовитые вещества и

отработанные ядерные реакторы.

И все же химические катастрофы и военные операции носят экс-

тремальный характер. Гораздо опаснее постоянное воздействие КГ.

По данным Государственного комитета по охране окружающей

среды Кемеровской области со сточными водами в водоемы Кузбасса еже-

годно сбрасывается более 600 тыс. тонн загрязняющих веществ. Из них

доля топливно-энергетического комплекса составляет 45%, коммунально-

го хозяйства - 26%, химической промышленности - 9% и металлургиче-

ской - 6%. Более 500 млн. куб. метров промышленных стоков сбрасывает-

ся ежегодно в поверхностные водоисточники или на рельеф местности без

какой-либо очистки.

Ежегодный выброс загрязняющих веществ в атмосферу Кемеров-

ской области от стационарных и передвижных источников, включая авто-

мобильный и железнодорожный транспорт, превышает 1 250 тыс. тонн. Из

них доля металлургической промышленности составляет 44%, топливно-

энергетического комплекса - 34%, передвижных источников - 17% от

суммы выбросов. Это официальные данные, которые не учитывают не-

контролируемых залповых выбросов. Но даже при этом на каждого жите-

ля Кузбасса ежегодно приходится более 6 центнеров вредных для здоро-


12

вья веществ в промышленных и коммунальных выбросах. Стоит ли удив-

ляться росту онкологической заболеваемости?

Большую роль в КГ нагрузке на человека играет жилище. Более

80% времени человек проводит в помещении. Концентрация загрязните-

лей внутри жилых помещений обычно выше, чем снаружи. В воздухе это

может быть 100 кратное превышение. Среди 1000 идентифицированных в

воздухе жилища химических и биологических агентов есть и безусловно

КГ для человека.

КГ составляющая загрязнителей из разных источников существен-

но различается по составу и количеству. Это необходимо учитывать при

оценке КГ нагрузки на население для принятия адекватных мер по пер-

вичной профилактике рака.

Нельзя забывать и о том, что наряду с промышленными и комму-

нальными отходами некоторые КГ специально производятся в огромных

количествах. В Западной Европе ежегодно расходуется 1 млн. тонн ас-

беста (безусловный КГ для человека) Производство бензола, вызывающе-

го у людей лейкозы, составляет ежегодно 12 млн. тонн.

Перечень источников КГ можно продолжать и дальше, и мы еще

вернемся к этому в представлении классификации КГ.

Классификация канцерогенов

Существуют различные классификации КГ, которые широко ис-

пользуются как в теоретических исследованиях, так и в практической дея-

тельности онкологов. КГ можно рассматривать по источникам их проис-

хождения: природные и антропогенные. Но это разделение весьма услов-

но. Например ПАУ являются не только продуктами вулканической и гео-

химической активности, но и генерируются в широких масштабах совре-

менной промышленностью. Столь же условно и разделение КГ на химиче-

ские, физические и биологические.

Что такое асбест - химическое соединение или физический агент?

Афлатоксины - типичный биологический фактор или же действует по всем

правилам химического канцерогенеза?

Наиболее часто химические КГ систематизируют по их структуре.

Но и эта классификация далека от совершенства, т.к. не все вещества од-

ной структурной группы обладают канцерогенностью.


13

Наиболее удобна в практическом плане классификация МАИР.

Критический анализ эпидемиологических, экспериментальных и т.н.

вспомогательных или “поддерживающих” данных позволил ранжировать

837 изученных факторов на 4 группы.

К 1 группе отнесены факторы, для которых КГ опасность по отно-

шению к человеку безусловно доказана. В перечне этой группы - 74

наименования. Она включает в себя 18 химических соединений, 9 хрони-

ческих инфекций, 13 индустриальных процессов, 4 рода бытовых привы-

чек, 6 факторов - это пыли и минеральные волокна, 4 - пищевые продукты

и пищевые контаминанты и 20 - медицинские препараты и методы лече-

ния.

2 группа по степени доказательства на основе эпидемиологических,

экспериментальных данных и результатов краткосрочных тестов разделе-

на на подгруппы 2А и 2Б. К подгруппе 2А (57 факторов вероятно КГ для

человека) отнесены агенты, имеющие ограниченные доказательства кан-

церогенности для человека и убедительные для животных. К подгруппе 2Б

(225 факторов возможно КГ для человека) отнесены агенты, имеющие

ограниченные или неадекватные доказательства канцерогенности для че-

ловека при отсутствии убедительных свидетельств в опытах на животных.

В группу 3 входит 480 наименований факторов, неклассифицируе-

мых в отношении канцерогенности для человека.

4 группа - вероятно неканцерогенные для человека. По оценке

МАИР к ним пока относится только капролактам.

Важно отметить два обстоятельства. Во-первых, оценка канцеро-

генности того или иного агента для человека может измениться по мере

накопления новых данных. Во-вторых, многие страны составляют свои

национальные перечни КГ, которые в деталях могут не совпадают со

спискам МАИР.

С 01.02.97 г. в РФ введен “Перечень веществ, продуктов, производ-

ственных процессов, бытовых и природных факторов, КГ для человека”. В

отличие от списка МАИР в него вошли 3,4-бензо(а)пирен (БП) (группа 2А

классификации МАИР); технический 1-нафтиламин, содержащий более

0,1% 2-нафтиламина; медеплавильная промышленность; производство

технического углерода, угольных и графитовых изделий.


14

Лекция 2.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

БЕЗУСЛОВНЫХ КГ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА (группа 1)

В начале международного перечня факторов, для которых канцеро-

генная опасность по отношению к человеку безусловно доказана, стоят

отдельные химические вещества и их соединения.

1. 4-Аминобифенил. Орган-мишень - мочевой пузырь. До 1955 г.

использовался в промышленности в качестве антиоксиданта. Встречается

в виде примеси в анилине и дифениламине. Содержится в табачном дыме.

2. Бензидин. Орган-мишень - мочевой пузырь. Во многих странах

производство прекращено, в СССР - с 1988 г. Но есть сведения, что на его

основе изготовляется 250 наименований красителей. Бензидин и его соли

применяются в производстве резины, пластмассы, клеев, печатании цен-

ных бумаг, в лабораторных исследованиях скрытой крови, для определе-

ния никотина.

3. Бензол. Мишень - кроветворная система (преимущественно мие-

лоидные лейкозы). Является естественным компонентом нефти (1 - 4%).

Широко используется в нефтехимических и химико-фармацевтических

производствах, при синтезе пластмасс, ионообменных смол, лаков и кра-

сок. Основной антропогенный источник - автомобильные выбросы в ат-

мосферу. Одни только страны Европейского Сообщества “поставляют”

этим путем свыше 170 тыс. тонн бензола ежегодно. Содержится в табач-

ном дыме, загрязняет пищевые продукты и питьевую воду.

4. Бериллий и его соединения. Мишень - легкие. Металлический

бериллий широко используется в ядерных реакторах, в производстве рент-

геновских трубок, специальных стекол, электронике, турбо- и ракетостро-

ении, авиакосмической технике. Источники загрязнения окружающей сре-

ды: выветривание и вымывание из природных залежей, сжигание угля и

нефти, выхлопные газы автотранспорта, промышленные объекты, выраба-

тывающие или использующие бериллий или его соединения.

5. Бис(хлорметил)эфир и технический хлорметиловый эфир. Ми-

шень - легкие (преимущественно мелкоклеточный рак). В свободном виде

первое соединение в природе не встречается, второе - в небольших коли-

чествах. Т.к. хлорметиловый эфир содержит от 1 до 7% примеси

бис(хлорметил)эфира, канцерогенный эффект этих агентов разделить не-

возможно. Они производятся в небольших количествах для лабораторных

исследований и применяются в синтезе ряда органических соединений и

производстве ионообменных смол.


15

6. Винилхлорид (хлорэтилен). Мишень - печень и кровеносные со-

суды (ангиосаркомы печени); вероятно - гепатоцеллюлярный рак, опухоли

мозга, легких, лимфатической и кровеносной систем. Имеются сведения о

повышенной частоте спонтанных абортов у жен рабочих винилхлоридных

производств и о высоком уровне врожденных уродств у детей, чьи родите-

ли проживали в непосредственной близости от фабрик по производству

поливинилхлорида (ПВХ). В свободной форме в природе не встречается.

Основное применение - производство ПВХ и сополимерных смол. ПВХ

широко используется в строительной и упаковочной индустрии, для изго-

товления труб и шлангов, изоляционных и медицинских материалов. За-

грязнение окружающей среды винилхлоридом (более 200 тыс. тонн/год)

происходит вследствие выбросов в виде паров и сточных вод предприятий

оргсинтеза. Выбросы винилхлорида при производстве ПВХ составляют 0,1

- 0,5 кг/тонну. И кроме того - за счет высвобождения незаполимеризовав-

шегося мономера, термоутилизации изделий из ПВХ, потерь при произ-

водстве, транспортировке и хранении. Попадание в пищу происходит в

основном за счет выделения мономера из упаковочного ПВХ - материала.

Содержится в сигаретах.

7. Горчичный газ (сернистый иприт). Боевое отравляющее веще-

ство. В годы первой мировой войны Германия произвела 7,5 тыс. тонн, в

1917 г. в битве на Ипре использовано 125 тонн горчичного газа (погибло

2229 английских и 348 французских солдат). Применялся во время войны

в Албании в 1935 г. и в войне между Ираком и Ираном. Вызывает опухоли

глотки, гортани, легких у рабочих по производству иприта и лиц, под-

вергшихся его воздействию.

8. Кадмий и его соединения. Мишени - легкие и предстательная

железа. Широко применяется для изготовления стержней атомных реакто-

ров, в гальванотехнике в качестве антикоррозийных и декоративных по-

крытий, производстве никель-кадмиевых аккумуляторов. Используется

как стабилизатор поливинилхлорида, пигмента в стекле и пластмассах и

т.д. Источники загрязнения окружающей среды: производство цветных

металлов, сжигание твердых отходов, угля, сточные воды горнометаллур-

гических комбинатов, производство минеральных удобрений, красителей

и т.д. Мировое производство - 20 тыс. тонн. В атмосферу ежегодно попа-

дает 7700 тонн в результате деятельности человека. Только в Балтийское

море попадает ежегодно 200 тонн кадмия. Он хорошо аккумулируется в

животных и растительных организмах. Выводится очень медленно, период

полувыведения - 19 лет.


16

9. Каменноугольные пеки. Мишень - кожа, легкие, мочевой пузырь

(вероятно: гортань, полость рта, желудок, кроветворная система). Пред-

ставляют собой сложные смеси ароматических и гетероциклических со-

единений, сажистых образований, механических примесей угля и кокса.

Получаются при перегонке каменноугольной смолы, пиролизе нефти, де-

рева, торфа. Используется в алюминиевой промышленности, в получении

изоляционных материалов, пластмассы, брикетированного угля, дорожно-

го дегтя и т.д.

10. Каменноугольные смолы. Мишень - кожа, легкие (вероятно:

мочевой пузырь, почки, желудочно-кишечный тракт, кроветворная систе-

ма). Представляют собой сложные смеси органических соединений, среди

которых - ароматические углеводороды, фенолы, гетероциклические ве-

щества, содержащие серу, кислород, азот. Являются побочными продук-

тами сухой перегонки или коксования угля. Служат сырьем для производ-

ства нафталина, фенола, крезолов, пеков, вяжущих материалов для дорож-

ных работ. Используются в сталелитейном производстве, а также как ос-

нова мазей для лечения псориаза, нейродермита, атопического дерматита.

11. Минеральные масла (неочищенные). Мишень - кожа (вероятно:

легкие и мочевой пузырь). Сложная группа смазочных продуктов, которые

образуются в различных процессах перегонки сырой нефти. Используются

как смазочные материалы. Опасны для рабочих, связанных с их производ-

ством и применением в тонкопрядильном производстве, при механической

обработке металлов (токарные станки и сверлильные аппараты), в произ-

водстве джута. Интенсивное движение рабочих частей станков и машин

способствуют превращению масел в аэрозоли и обеспечивает ингаляцион-

ный путь поражения организма.

12. Мышьяк и его соединения. Мишени - легкие, кожа; вероятно -

система кроветворения (лейкозы, миеломы), толстая кишка. Разнообраз-

ные соединения мышьяка широко применяются в сельском хозяйстве как

пестициды и гербициды, в медицине и ветеринарии, стекольной, керами-

ческой, текстильной и кожевенной промышленности, электронике, в про-

изводстве красителей, Ежегодно в мире производится более 60 тыс. тонн

мышьяка. Антропогенные источники: добыча и переработка мышьякови-

стых руд, пиррометаллургия, сжигание каменного угля, сланцев нефти,

торфа, а также производство и использование суперфосфатов, содержащих

мышьяк ядохимикатов, медицинских препаратов и антисептиков.

13. 2-нафтиламин. Мишень - мочевой пузырь. В ряде стран произ-

водство запрещено, в СССР - в 1951 г. Но он еще применяется как проме-

жуточный продукт для получения красителей. Является примесью


17

(0,5-10%) не КГ технического 1-нафтиламина, который применяется го-

раздо шире в производстве красителей, пигментов, гербицидов, антиокси-

дантов. Может загрязнять сточные воды анилинокрасочных предприятий,

обнаруживается в каменноугольной смоле, дымах отопительных систем, в

сигаретах.

14. Никель и его соединения. Мишень - носоглотка и легкие. При-

меняется в сплавах с хромом, медью, железом. Используется в химической

промышленности как катализатор многих реакций: в производстве акку-

муляторов, в гальванотехнике, керамической промышленности, очистке

нефти, порошковой металлургии. Основные источники загрязнения: отхо-

ды, воздушные выбросы, стоки предприятий горнорудной промышленно-

сти, цветной металлургии, металлообработки, автотранспорт.

15. Сланцевые масла. Мишень - кожа: вероятно - толстая кишка.

Получают в результате пиролиза масляных сланцев - осадочных пород,

содержащих минеральные компоненты и кераген, а также органический

азот и мышьяк. КГ-опасны производство масел и применение их в тек-

стильной промышленности.

16. 2,3,7,8 - тетрахлордибензо-р-диоксин (ТСДД). Диоксины не

производятся промышленно. Образуются при синтезе химических ве-

ществ: гексахлорофена, хлорфенолов, гексахлорбензола, гербицидов на

основе хлордифениловых эфиров, красителей и пигментов, при отбелива-

нии целлюлозы. Образуются при сжигании муниципальных и больничных

отходов, осадков сточных вод, поливинилхлорида, угля, торфа и древеси-

ны, автогорючего. Химически чрезвычайно инертные. Основной путь пе-

ремещения в природе: источник, воздух, почва, растения, молочный скот,

молочные продукты, человек, грудное молоко, новорожденный ребенок.

Поражение у рабочих хлорных производств и у населения в результате

аварий: раки легких, желудка, простаты, кишечника, саркомы мягких тка-

ней, лейкозы, рак носовой полости, лимфомы, рак молочной железы, мие-

ломная болезнь.

17. Хром шестивалентный и его соединения. Рак легкого (преобла-

дает мелкоклеточный); вероятно - опухоли ЖКТ и предстательной железы.

Основной источник - антропогенный: производство феррохромовых спла-

вов и лигированной стали, нагревательных элементов электрических це-

пей, огнеупорных кирпичей, хромовой кислоты и хроматов, применяемых

для синтеза красителей, дубильных веществ.

18. Этиленоксид. Лимфолейкозы и неходжкинские лимфомы, веро-

ятно - рак желудка. Производится в промышленных масштабах и приме-

няется в синтезе поверхностно-активных веществ этиленгликолей, как


18

стерилизационный агент в медицине. Обнаружен в выбросах химических

производств, выхлопных газах (бензиновых и дизельных), пищевых про-

дуктах и табачном дыме.

Эксперты МАИР на основании эпидемиологических исследований

выделяют среди КГ факторов группу хронических инфекций, несмотря на

то, что механизмы канцерогенеза при этих инфекциях не вполне ясны, и

не все инфекционные агенты имеют в природе иных хозяев кроме челове-

ка, что исключает постановку экспериментов.

19. Helicobacter pylori признана существенным фактором риска раз-

вития рака желудка. Инфицирование происходит через употребление за-

грязненных продуктов питания и питьевой воды, второй путь передачи -

оральный.

20. Shistosoma haematobium (трематодный червь) поселяется в кро-

веносных сосудах мочевого пузыря млекопитающих и птиц, инфициро-

ванность взаимосвязанна с высоким уровнем заболеваемости раком моче-

вого пузыря. Инфекции, вызванные другими видами Shistosoma отнесены

к группам 2Б и 3 по КГ опасности. Путь заражения водный. Основной аре-

ал загрязнения - Африка, Центральная и Южная Америка, страны Среди-

земноморья, юго-восточная Азия, Западно-Тихоокеанский регион и Тур-

ция.

21. Opistorchis viverrini (печеночная двуустка) вызывает хрониче-

ское инфицирование желчных путей и поджелудочной железы у человека

и ряда других млекопитающих, употребляющих рыбу. Риску заражения и

возникновения первичного рака печени и желчных протоков подвержено

население России, стран Юго-восточной Азии и некоторых стран Восточ-

ной Европы.

22. Вирус гепатита В (ДНК содержащий HBV).

23. Вирус гепатита С (РНК содержащий HCV).

Взаимосвязаны с возникновением первичного гепатоцеллюлярного

рака печени.

24. Вирус иммунодефицита человека. HIV - 1 - безусловный КГ для

человека (саркома Капоши, неходжкинские лимфомы). HIV - 2 относится

к группе 2Б. Формы саркомы Капоши: классическая, впервые описана в

1872 у пожилого мужского населения Средиземноморья и Восточной Ев-

ропы. Позже описаны: эндемическая форма, не только у мужчин, но и у

детей в Центральной Африке (до 20% всех ЗНО в этом регионе); третья

форма (1960-70 гг.) у пациентов трансплантационных клиник с длительно

подавленным иммунитетом; четвертая - обнаружена в начале 1980 гг. в

США у больных СПИДом.


19

25. Вирус папиломы человека (HPV) 16 и 18 типов ДНК-

содержащий. Путь передачи - сексуальные контакты. Взаимосвязаны с ра-

ком шейки матки, плоскоклеточным раком влагалища и карциномой пени-

са. Другие темы HPV отнесены к группе 2А (HPV-31 и 33) и 2Б. Всего их

55 типов.

26. Т-клеточный лимфотропный вирус человека (HTLV - 1). Ретро-

вирус, передается половым путем, при гемотрансфузиях и в/в инъекциях,

от матери к ребенку. Распространен по всему Земному шару с очагами

эндемии в Южной и Центральной Африке, Карибском бассейне, Японии,

Иране. Взаимосвязан с Т-клеточными лейкозами и лимфомами. HTLV - 2

отнесен в группу 3.

27. Вирус Энштейн-Барра (EBV) - герпесвирус, в латентном состо-

янии широко, если не убиквитарно, распространен в человеческих попу-

ляциях. Обычный путь трансмиссии - слюна инфицированных людей.

Взаимосвязан с лимфомой Беркита, неходжкинскими лимфомами, болез-

нью Ходжкина и карциномой носоглотки.

Продолжают перечень КГ 1 группы индустриальные процессы, для

которых характерно комплексное воздействие нескольких агентов , каж-

дый из которых может и не быть КГ.

28. Производство аурамина. Аурамин до 1955 г. имел применение

как антиоксидант и антисептик и сам относится к группе 2Б. Однако уста-

новлена четкая причинно-следственная связь между производством аура-

мина и возникновением рака мочевого пузыря.

29. Газификация угля. Широко используются бытовой и промыш-

ленный горючие газы, полученные сухой перегонкой угля. В воздухе му-

фельных цехов и смывах рабочих поверхностей большое количество

вредных агентов ПАУ, каменоугольные смолы и их испарения. У работни-

ков газовых заводов высок риск возникновения рака легкого, кожи, моче-

вого пузыря.

30. Подземная добыча гематита с экспозицией к радону. Гематит -

железная руда, содержащая окись железа и кремний, сам по себе не явля-

ется КГ. Однако у шахтеров, занятых в подземных разработках гематита с

экспозицией к радону, высок риск возникновения рака легких.

31. Выплавка чугуна и стали. Высокий риск возникновения рака

легкого, желудка, мочеполовой системы обусловлен ингаляционным воз-

действием комплексом факторов: хром, никель, кристаллический кремний,

асбест, кадмий, ПАУ, формалин, фенолы.

32. Производство изопропилового спирта сильнокислотными про-

цессами (реакция серной кислоты с газообразным пропиленом). У рабо-


20

чих, занятых в производстве, повышена частота рака параназальных сину-

сов и гортани, хотя отдельные компоненты не являются КГ.

33. Пошив и ремонт обуви. Высокий риск возникновения рака по-

лости носа (в основном аденокарциномы), лейкозами и анапластической

анемией, а также раками глотки, легкого, печени, мочевого пузыря связан

с воздействием кожевенной пыли, бензола, хлоруглеводородов, хрома.

34. Производственное воздействие аэрозолей, содержащих серную

кислоту, сопряжено с высокой частотой рака гортани, полости носа, лег-

ких (строительство, типографические и фотографические процессы, про-

изводство электрического оборудования, мыла и детергентов, аккумуля-

торных батарей).

35. Производство аллюминия. В воздухе рабочих помещений при-

сутствуют ПАУ, масляный туман, фтористые соединения, асбест и другие

опасные вещества. Высок риск возникновения рака легкого, поджелудоч-

ной железы, мочевого пузыря, лейкозов, лимфо- и ретикулосарком.

36. Производство кокса. Возможная причина высокой частоты рака

легкого, почек (вероятно и толстой кишки, простаты) - возгоны каменно-

угольной смолы с большим содержанием ПАУ, ароматических аминов,

фенолов.

37. Производство мебели. Древесная пыль, использование фенол-

формальдегидных и карбомид-формальдегидных смол в закрытых поме-

щениях являются причинами высокой частоты назальных аденокарцином

и рака легкого.

38. Производство художественных красок и экспозиция к ним. В

красках содержится не только пигменты, но и огромное количество сопут-

ствующих веществ, в т.ч. КГ (галогенизированные углеводороды, кадмий,

хром, мышьяк, сажи, асбест, полихлорированные бифенилы), которые по-

вышают риск возникновения рака легких и кроме того - лейкозов, опухо-

лей мозга и опухоли Вильмса у детей после экспозиции родителей.

39. Резиновая промышленность. В воздухе промзоны присутствуют

сажи, минеральные масла, ПАУ, бензол, винилхлорид, тальк, нитрозамины

и др. Наиболее высок риск рака мочевого пузыря, лейкозов, лимфомы, ра-

ка легких, опухолей мозга, вероятно: опухолей ЖКТ, простаты, почек.

40. Производство фуксина. Фуксин используется в бумажной про-

мышленности, в гистологических и химических исследованиях, для окрас-

ки текстиля и кожи, сам не является КГ. Однако у рабочих фуксиновых

предприятий - высокая частота опухолей мочевого пузыря.

Перечень КГ 1 группы по классификации МАИР продолжают бы-

товые привычки.


21

41. Алкогольные напитки (бытовое потребление). Кроме воды и

этанола в состав различных алкогольных напитков входят по крайней мере

1500 химических агентов. Среди них: альдегиды, кетоны, метанол и дру-

гие спирты, эфиры, алифатические и ароматические кислоты, фенольные

соединения. Часто присутствуют небольшие количества N-нитрозаминов,

уретан, микотоксины, асбест, мышьяк, пестициды, тяжелые металлы. Вы-

явлена выраженная связь между потреблением алкоголя и раком полости

рта, глотки, гортани, пищевода, печени. Для этих опухолей показан эф-

фект синергизма между алкоголем и курением. Вероятной мишенью для

алкоголя как КГ является молочная железа. Подобной связи не выявлено

для рака желудка, толстой кишки, простаты. Данные для рака легких и

прямой кишки противоречивы.

42. Жевательный бетель с табаком - сложная комбинация зеленых

листьев Piper betle L., орехов пальмового дерева Areca catechu L., катехи

(сухой остаток экстракта сердцевины Acacia catechu) и известь. Привычка

жевать бетель с табаком широко распространена в Индии, Китае, Индоне-

зии и некоторых странах Африки и взаимосвязана с высокой частотой ра-

ка полости рта, глотки, пищевода, основания языка.

43. Табак (курение, табачный дым). При курении происходит пиро-

лиз табачных продуктов и образование дыма. В нем содержится более 3

900 химических веществ, среди которых и явные КГ: 2-нафтиламин, бен-

зол, 4-аминобифенил, винилхлорид, а также бензо(а)пирен (явный КГ по

российскому национальному перечню КГ) и другие ПАУ, и кроме того ряд

КГ металлов и радионуклидов. Наиболее выраженная зависимость от ку-

рения установлена для рака легкого (до 80% случаев). Главные факторы,

определяющие частоту рака легкого: 1)количество выкуриваемых сигарет;

2)возраст начала курения и общий стаж, причем последний наиболее зна-

чим, чем количество выкуриваемых сигарет; 3) способ курения (у куриль-

щиков трубок и сигар риск меньше); 4) содержание в табаке смолы; 5)

наследственная предрасположенность. Очевидна связь курения и опухо-

лей мочевыводящей системы: почечных лоханок, мочеточников, мочевого

пузыря, уретры, почки, а также опухолей гортани, полости рта и в мень-

шей степени - глотки и пищевода. Вероятна связь с возникновением рака

молочной железы.

44. Табачные продукты (бездымные) Привычка жевать и нюхать

табак распространена среди коренного населения Центральной и Южной

Америки, Индии, Арабских странах, азиатских республик бывшего СССР,

Афганистана и Пакистана. Существуют разные способы употребления та-

бака для жевания в соответствии с национальными обычаями. Жевание


22

нюхательного и жевательного табака по способу хайни - явно канцеро-

генно для человека (рак полости рта, носа и ротоглотки), а взаимосвязь

рака и нюханья табака, а также жевания других табачных продуктов (наса,

мишри, насвара и других) сомнительна.

Следующими по списку МАИР идут пыли и минеральные волокна.

45. Асбест - общее название природных волокнистых материалов.

Попадает в воду и в воздух при добыче из природных залежей, а также при

переработке и измельчении, в т.ч. в результате износа и разрушения асбе-

стосодержащих материалов: асбестоцементных труб и листов, асфальта и

виниловых плиток для половых покрытий, изоляционных и огнеупорных

материалов, огнестойкой спецодежды, тормозных прокладок и покрытия

сцеплений в автомобилях. Существуют прямая зависимость между произ-

водственной экспозицией к асбесту и возникновением плевральных и пе-

ритонеальных мезотелиом, реже - рака легкого, вероятно - мезотелиом ва-

гинальной оболочки яичка и перикарда.

46. Древесная пыль, с которой контактируют рабочие в производ-

стве мебели, содержит большое количество органических веществ с высо-

кой биологической активностью: терпены, флавоноиды, фенолы, таннины,

хиноны и др. Установлена связь с раками полости носа и параназальных

синусов, вероятно с мезотелиомами и лимфогранулематором.

47. Кремний кристаллический. Основные формы (кристобалит,

кварц, тридимит). Широко используется в стекольной, литейной, керами-

ческой, металлургической промышленности, а также в качестве абразив-

ных материалов для покрытия спортивных площадок. Повышение смерт-

ности от рака легкого отмечено у рабочих каменоломен при добыче крем-

ниевой руды и у рабочих керамической промышленности.

48. Сажи. Образуются при пиролизе и неполном сгорании углерод-

содержащих соединений. В составе саж доминируют ПАУ. Основные кон-

тактеры с сажами - трубочисты, печники, кочегары. Первое описание про-

фессиональной опухоли - в 1775 г., рак кожи мошонки у трубочистов в

Англии (П. Потт). Кроме рака кожи - рак легкого, вероятно, рак пищево-

да, первичный рак печени, лейкозы.

49. Тальк, содержащий асбестовые волокна. Достоверное превыше-

ние смертности от рака легких отмечено у рабочих, занятых в добыче

тальковой руды и ее помоле. У женщин, использующих тальк в качестве

присыпок, повышен риск возникновения рака яичников.

50. Эрионит. Достаточно широко распространенный природный

волокнистый материал неасбестовой природы, входит в состав вулканиче-

ских туфов и используется как селективный абсорбент в химической про-


23

мышленности, в качестве строительного материала и в сельском хозяйстве

как естественное удобрение. Исследования турецких ученых в Централь-

ной Анатолии, где в почве и строительных материалах содержался эрио-

нит, установлена необычайно высокая частота мезотелиомы плевры и рака

легкого, которые нельзя было связать с асбестом. В экспериментах на жи-

вотных доказана его КГ активность.

Далее в перечне КГ 1 группы МАИР следуют пищевые продукты и

пищевые контаминанты.

51. Афлатоксины. Продуцируются некоторыми штаммами грибов

Aspergillus flavus и parasiticus, которые встречаются повсеместно, и поэто-

му масштабы загрязнения ими пищевых продуктов и кормов для живот-

ных весьма значительны (преимущественно в арахисе и плодах других

масляничных культур, кукурузе, семенах хлопчатника, древесных орехах;

часто в кормах для животных и животных тканях, в яйцах, рыбе, в домаш-

ней птице, в молоке и молочных продуктах, в том числе молоке кормящих

матерей. Существует 4 основных формы афлатоксинов, которые по выра-

женности токсического дейсвия на печень эмбриона и взрослого человека

распределяются т.о. : В1>G1>G2>B2. Многочисленные эпидемиологиче-

ские исследования выявили безусловную канцерогенность афлатоксинов в

отношении печени, и вероятную - в отношении легких. Корреляционные

исследования в Китае установили, что связь первичного рака печени го-

раздо выраженнее с экспозицией к афлатоксину В1, чем инфицированно-

стью вирусом гепатитом В.

52. Соленая рыба, приготовленная китайским способом. Суть спо-

соба заключается в том, что непотрошенную рыбу мелких и средних раз-

меров сушат на солнце, помещая ее не в рассол, а в сухую соль. При этом

вода из мякоти рыбы постепенно замещается солью. В такой рыбе высоко

содержание N-нитрозаминов, N-нитрозамидов, нитритов, солеустойчивых

бактерий Staphylococcus aureus и грибов. Потребление такой рыбы строго

и дозо-зависимо коррелирует с частой назофарингиальных карцином, ве-

роятно с раком пищевода и желудка.

Среди радиоактивных КГ в перечне 1 МАИР приведены радон и

солнечная радиация.

53. Радон, благородный газ, является продуктом повсеместно рас-

пространенного радия и встречается в нескольких изотопных формах, но

только две из них 222

Rn и 220

Rn находятся в окружающей человека среде.

Достаточно заметное количество радона обнаруживается в различных по-

мещениях, особенно в нижних этажах. Источники радона - кирпич, бетон,

строительный камень, глина, но главное - земля под строением. Подсчита-


24

но, что 1 из 300 ныне живущих жителей США погибают от рака легких,

вызванного радоном. В т.н. неблагоприятных домах этот исход ожидает 1

из 30 человек. Другой источник радона - подземные выработки, шахты.

Отмечено, что курение увеличивает риск возникновение рака легкого у

шахтеров.

54. Солнечный свет, особенно УФ часть спектра, признан без-

условно КГ для человека, т.к. он индуцирует плоскоклеточный рак кожи и

меланому.

Завершает перечень КГ 1 группы медицинские препараты и методы

лечения. Не касаясь фармакологии и клинических аспектов применения

этих препаратов отметим лишь их КГ действия, признанные экспертами

МАИР.

55. Азатиоприн. Как иммунодепрессант применяется для профи-

лактики отторжения пересаженных тканей и органов, при аутоиммунных и

других заболеваниях. Один или в сочетании с преднизолоном повышает

частоту неходжкинских лимфом, холангио- и гепатокарцином, мезенхи-

мальных опухолей и плоскоклеточного рака кожи.

56. Анальгетические смеси, содержащие фенацетин (и кроме него

производные аспирина, кодеина, преднизолона). Доказана позитивная

связь между злоупотребление таких смесей и развитием рака мочевого пу-

зыря и почечных лоханок.

57. Милеран (миелосан). Химиотерапевтичекое средство для лече-

ния лейкозов, в частности - хронического миелоидного лейкоза. У боль-

ных, принимавших милеран возникают различные злокачественные ново-

образования. Описан случай возникновения лейкозов у 4 из 69 пациентов

через 5 лет после резекции легкого по поводу рака и затем леченных миле-

раном.

58. Хлорнафазин. Химиопрепарат для лечения лейкозов и неходж-

кинских лимфом. Может индуцировать рак мочевого пузыря.

59. Диэтилстильбэстрол. Гормональный препарат для лечения кли-

мактерических состояний, сенильных вагинитов, дисфункциональных ма-

точных кровотечений, недоразвития женских гонад, рака молочной желе-

зы и простаты. Повышает риск развития эндометриальных карцином; рака

грудной железы у мужчин при лечении рака простаты; светлоклеточных

карцином влагалища и шейки матки у девочек и женщин от 10 до 30 лет,

родившихся от матерей, получавших диэтилстильбэстрол во время бере-

менности. В подобной ситуации у мальчиков появляются доброкачествен-

ные опухоли половой сферы.


25

60. Контрацептивы пероральные, применяемые циклически (ком-

бинация эстрогены-прогестины), повышают риск развития рака эндомет-

рия.

61. Контрацептивы пероральные, комбинированные, применяемые

независимо от цикла (этинодинол-диацетат+эстрогены; хлормадинон-

ацетат+эстрогены; линоэстренол + эстрогены; мегестрол-ацетат + эстроге-

ны; норетистерон + эстрогены; норетинорел + эстрогены, норетинодрел +

эстрогены; прогестерон + эстрогены) вызывают доброкачественые и зло-

качественные опухоли печени. Риск возникновения рака шейки матки, мо-

лочной железы не повышается значимо, зато снижается риск возникнове-

ния рака яичников и эндометрия.

62. Мелфалан (сарколизин) применяется для лечения злокаче-

ственных опухолей, главным образом множественной миеломы, злокаче-

ственной меланомы и аденокарциномы яичников, резко увеличивает риск

развития лейкозов в течение первых 10 лет после начала химиотерапии.

63. Метоксален в сочетании с УФ-облучением используется для ле-

чения псориаза и микоза кожи, повышает риск возникновения базально-

и плоскоклеточного рака кожи и меланом кожи.

64. Комбинация алкилирующих агентов для химиотерапии злокаче-

ственных опухолей. МОРР (азотистый иприт, винкристин, прокарбазин,

преднизолон) и в меньшей степени ABVD (адреамицин, блеомицин, вин-

бластин и дакарбазин) повышают риск развития острых нелимфатических

лейкозов в течение первых 10 лет после начала химиотерапии. В ряде

случаев при лечении МОРР болезни Ходжкина возникали лимфомы и рак

легких, опухоли ЦНС, щитовидной железы, саркомы, меланомы.

65. Тамоксифен. Широко применяется для терапии и профилактики

метастазирования рака молочной железы, а также для предупреждения

сердечно-сосудистых заболеваний и остеопороза. Убедительно доказана

его способность индуцировать рак эндометрия.

66. ТИОТЭФ (тиофосфамид). Цитостатик для лечения лимфом, ра-

ков молочной железы и яичников, других опухолей, повышает риск воз-

никновения нелимфоидных лейкозов.


26

67. Треосульфан. С 1969 г. применение ограничено только химио-

терапией рака яичников из-за побочных эффектов, повышает риск разви-

тия нелимфоидных лейкозов.

68. Хлорамбуцил. Широко используется как иммунодепрессант и

противоопухолевый цитостатик для лечения лимфом, хронических миело-

лейкозов, саркомы Капоши, карцином легких, молочной железы, яични-

ков, шейки матки, яичка. Индуцирует нелимфоидные лейкозы.

69. 1-(2-Хлорэтил)-3-(4-метилциклогексил)-1-нитрозомочевина

(Метил-СCNU). Применялась в исследовательских программах по лече-

нию онкологических больных. При лечении опухолей ЖКТ повышают

риск развития нелимфоидных лейкозов.

70. Циклоспорин. Иммунодепрессант, широко применяется в

трансплантологии и лечении различных иммунопатологий; повышает риск

развития лимфом и саркомы Капоши.

71. Циклофосфамид. Один из наиболее распространенных препа-

ратов в онкологической клинике, как иммунодепрессант - в транспланто-

логии и лечении аутоиммунных заболеваний; повышает риск развития ра-

ка мочевого пузыря, острых нелимфоидных лейкозов и других новообра-

зований.

72. Эстрогенотерапия. Повышает риск развития рака эндометрия,

вероятно - молочной железы.

73. Эстрогены нестероидные. По существующим в МАИР правилам

группа агентов оценивается в целом и нет необходимости обсуждать дей-

ствие индивидуальных агентов, входящих в эту группу. Коль скоро при-

знанный КГ-еном диэтилстильбэстрол входит в группу нестероидных эст-

рогенов, все препараты этой группы причисляются к КГ (диеноэстрол,

гексоэстрол, хлоротрианизол), хотя и не имеют четких доказательств КГ-

сти для человека.

74. Эстрогены стероидные. Повышают риск развития рака эндо-

метрия, вероятно-молочной железы. Включены в 1 группу КГ по этому же

правилу. Индивидуальная оценка сделана для эстрадиола - 17, эстрена,

этилэстрадиола, местранола и эстриола.


27

Как говорилось выше, в Российский национальный перечень кроме

этих 74 факторов внесен также и БП. БП имеет индикаторное значение для

большой группы ПАУ, которые распространены убиквитарно, т.е. встре-

чаются практически во всех сферах окружающей человека среды. Индика-

торная роль БП обоснована следующими наблюдениями:

1) БП всегда находят там, где присутствуют другие ПАУ;

2) БП обладает наибольшей относительной стабильностью в объек-

тах окружающей среды по сравнению с другими ПАУ;

3) существующие физико-химические методы индикации БП в раз-

личных средах являются наиболее чувствительными среди методов опре-

деления ПАУ.

Фоновое содержание ПАУ в окружающей среде обеспечивается

природными источниками: вулканической деятельностью; образованием

нефти, угля и сланцев. Содержание БП в угле и нефти - от сотен до тысяч

мкг/кг. Различные микроорганизмы и растения обладают способностью

синтезировать ПАУ. Из этого источника в биосферу поступает ежегодно

до 1000 тонн БП. Еще одним природным источником ПАУ являются лес-

ные пожары.

Однако антропогенное загрязнение среды ПАУ и БП многократно

превышает фоновое, существовавшее в природе на протяжении тысячеле-

тий. Основные антропогенные источники ПАУ:

1) Стационарные т.е. промышленные выбросы от коксохимических,

металлургических, нефтеперерабатывающих предприятий, а также отопи-

тельных и теплоэнергетических систем;

2) передвижные, т.е. наземный , в основном, автомобильный транс-

порт, авиация, водный транспорт. Только из газотурбинных авиационных

двигателей в атмосферу попадает ежегодно более 5000 тонн БП. БП при-

сутствует в табачном дыму (до 40 мкг/сигарету); городском воздухе (0,05

- 74 нг/куб.м); выхлопных газах бензиновых двигателей (50 - 80 мкг/литр

топлива); выхлопах дизельных двигателей (2 - 170 мг/кг экстракта); отра-

ботанных машинных маслах (5,2 - 35,1 мг/кг), водоемах (0,2 - 13000 нг/л);

чае (3,9 - 21,3 мкг/кг), кулинарных продуктах.


28

БП и другие ПАУ образуются главным образом при горении раз-

личных видов топлива при температурах около 800о

и свыше 5000о. Они

включаются в биосферный круговорот веществ, переходят из одной среды

в другую, например, из воздуха в почву, из почвы в растения и, наконец, в

пищу человека. В воздухе, почве, воде ПАУ не существуют в молекуляр-

но-дисперсионном состоянии. Они, как правило, связаны с частицами пы-

ли, в воде с различными поверхностными компонентами. В воздухе рас-

пространение ПАУ определяется дисперсионностью частиц, на которых

они адсорбированы, удаленностью источника выброса от земли и клима-

тическими условиями (ветер, влажность, температура, осадки). Мелкодис-

персионная пыль остается в верхних слоях атмосферы, частицы средней

дисперсности (1-10 мкм) длительно персистируют в зоне дыхания челове-

ка, животных и растительных организмов, крупные частицы выпадают из

воздуха и переходят в почву, растения, воду. ПАУ вместе с дымами из

промпредприятий разносятся на огромные расстояния. Например, высокие

трубы теплоэнергетических систем Англии обеспечивают загрязнение ат-

мосферы и водоемов стран Скандинавии и Восточной Европы.

В заключение еще раз подчеркнем главные моменты о канцероген-

ных факторах: 1) оценка канцерогенности осуществлена лишь для очень

небольшой доли известных и контактирующих непосредственно с челове-

ком веществ; 2) существует большая группа факторов, вероятно и возмож-

но канцерогенных для человека, каждый из которых может быть причис-

лен к группе явных КГ при получении дополнительных данных; 3) в ре-

альной жизни, в быту и на производстве, человек контактирует с огром-

ным количеством факторов, каждый из которых может и не обладать КГ

эффектом, но в комплексе они могут действовать как безусловные КГ; 4)

канцерогенность - понятие вероятностное, один и тот же фактор м.б. без-

условно опасным для одного человека и совсем неопасным для другого,

поэтому определение индивидуальной чувствительности к КГ - задача не

менее, а очевидно и более значимая для каждого человека, чем причисле-

ние того или иного фактора к какой-либо группе в перечне МАИР или в

национальных перечнях.


29

Лекция 3.

ОБЩЕБИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

И МЕХАНИЗМЫ КАНЦЕРОГЕНЕЗА

Все КГ факторы обладают рядом общих свойств их воздействия на

организм, несмотря на существенные различия в происхождении и физи-

ко-химических свойствах.

Прежде всего для реализации эффекта КГ характерен длительный

латентный период. Установлено, что латентный период в случае развития

лимфом составляет 2 - 5 лет; рака мочевого пузыря, вызванного контактом

с ароматическими аминами - 18 лет; рака легких и мезотелиомы плевры -

20-40 лет после вдыхания асбестовой пыли; такой же срок - и в случае с

раком кожи после воздействия мышьяка.

Отрезок времени после контакта с КГ (проникновением КГ в орга-

низм) и возникновением и началом размножения малигизированных кле-

ток принято называть биологическими или истинным латентным перио-

дом. Клинический латентный период значительно длиннее биологическо-

го - он длится до обнаружения опухолевых клеток, в большинстве случаев

до выявления непосредственно опухоли. Самая ранняя диагностика воз-

можна при достижении опухолью массы 1 мг, при этом она состоит из 1

млн. клеток, и в крови уже могут циркулировать злокачественные клетки.

Принимая во внимание то, что последствия контакта с КГ выявля-

ются значительно позже самого контакта, необходима проверка возмож-

ной канцерогенности агентов еще до того, как они попадают в окружаю-

щую среду и с ними соприкоснется человек в своей жизни. Длительность

латентного периода может составлять от 10 до 50% продолжительности

жизни человека и во многом зависит от генетических, половых, гормо-

нальных, иммунных и других индивидуальных особенностей организма, В

связи с этим необходимо выбрать критерии оценки индивидуального КГ

риска, научиться определять узловые точки приложения возможных мо-

дификаторов канцерогенеза для того, чтобы снизить вероятность возник-

новения опухоли или, по крайней мере, увеличить длительность истинно-

го, биологического латентного периода.


30

В рандомизированных экспериментах, где исключены видовые, ли-

нейные, половые, возрастные и иные различия, достаточно четко выявля-

ются прямые корреляции “доза-ответ” и “время-ответ”. Т.е. чем больше

доза КГ и время экспозиции, тем более выражено опухолеродное действие

агента. Однако корректнее говорить об определенной закономерности

“доза-время-эффект”. Это означает, что чем выше доза, тем короче ла-

тентный период и тем с большей частотой возникают опухоли. Естествен-

но такая картина не наблюдается в случае сверхвысоких токсических доз.

Действие опухолеродных агентов является необратимым. Это чет-

ко демонстрируется фактами индукции опухолей после однократной ап-

пликации КГ. Но обычно однократное применение КГ не приводит к раз-

витию опухолей, а нужно длительное время воздействия отдельных доз. С

уменьшением или дроблением отдельных доз латентный период увеличи-

вается. Но при этом эффект каждой дозы сохраняется и суммируется на

протяжении жизни.

Если это положение выразить в виде математической формулы и

графика, можно сделать очень важный вывод, а именно - даже весьма ма-

лые дозы КГ способны индуцировать рак. Т.е. субпороговых доз не суще-

ствует. Хотя следует учитывать, что в эксперименте это трудно доказать,

т.к. в случае очень низких доз КГ латентный период может быть больше,

чем продолжительность жизни (животное погибает раньше, чем у него

возникает опухоль).

Многочисленные эпидемиологические исследования показывают,

что общая частота злокачественных опухолей у человека и животных уве-

личивается с возрастом. Примерно половина всех случаев новообразова-

ния наблюдается у лиц старше 60 лет. Риск заболеть ракам в течение 5

предстоящих лет для людей 25-летнего возраста составляет 1 : 700, а в

возрасте 65 лет - 1 : 14. Предполагается, что по мере старения экспозиция

организма к различным экзогенным КГ факторам увеличивается и повы-

шение частоты объясняется указанной выше закономерностью “доза-

время-эффект”. Другая возможная причина наблюдаемого явления - воз-

никновение с возрастом гормонально-метаболических сдвигов, которые

ведут к появлению эндогенных КГ факторов, эффект которых тоже накап-


31

ливается и суммируется с эффектами экзогенных КГ. И наконец, вполне

очевидно уменьшение с возрастом индивидуальной резистентности орга-

низма к КГ любой природы.

Тем не менее из этого правила есть некоторые, хорошо известные

исключения. Например, возникновение нефробластом характерно для

раннего детского возраста, пик заболеваемости приходится на 2 - 3 года, а

после 5 лет частота нефробластом резко идет на убыль. Частота рака мо-

лочной железы постепенно нарастает у женщин от 20 до 50 лет, а затем

заметно снижается. Такая же закономерность с пиком заболеваемости в 60

лет прослеживается и в случае рака эндометрия. Это говорит об особенной

возрастной чувствительности различных органов и тканей к КГ влияниям.

Чем обусловлены эти особенности, до сих пор окончательно не установле-

но.

Практический интерес представляет феномен антиканцерогенеза

или комбинированного, совместного действия КГ. Об одном аспекте этой

проблемы уже говорилось выше, а именно об усилении реальной опасно-

сти суммарного и даже взаимного потенцирующего действия различных

КГ. Вместе с тем, экспериментальные исследования показывают, что при

совместном применении отличных или близких по структуре КГ может

наблюдаться и ослабление эффекта. Например, опухоли кожи у мышей

возникают значительно реже при совместном воздействии КГ одной хи-

мической группы ПАУ - дибензантрацена и бензантрацена. Предполагает-

ся, что ослабление канцерогенеза в данном случае обусловлено конкурен-

цией двух КГ за связывание с внутриклеточными рецепторами ПАУ.

Ослабление КГ эффекта может наблюдаться и при комбинации веществ

разных химических групп и обладающих разной органотропностью.

Например, образование опухолей печени, индуцированных ароматически-

ми аминами или азосоединениями, тормозится одновременным воздей-

ствием некоторыми ПАУ.

Перечисление общебиологических закономерностей канцерогенеза

можно было бы продолжить, но они представляют пока больше теорети-

ческий, нежели практический интерес. Современные представления о ме-


32

ханизмах канцерогенеза совершенно необходимы для того, чтобы понять

сущность подходов к профилактике злокачественных опухолей.

Одно из самых значительных достижений экспериментальной он-

кологии - это признание того, что канцерогенез, индуцированный химиче-

скими агентами, представляет собой многоступенчатый процесс. Этот фе-

номен показан на моделях развития опухоли кожи, печени, мочевого пу-

зыря и кишечника в экспериментах и подтвержден убедительными дан-

ными эпидемиологии новообразований у людей.

Канцерогенез, как процесс возникновения и развития неопластиче-

ских изменений, включает в себя последовательные фазы инициации,

промоции и прогрессии, т.е. реализуется только при определенном поряд-

ке воздействия сменяющих друг друга экзо- и/или эндогенных канцеро-

генных факторов, каждый из которых в отдельности не способен привести

у индукции опухолей. Феномен инициации - промоции, открытый впервые

на модели канцерогенеза в коже, заключается в следующем. Повторным

нанесением на кожу мышей ПАУ можно вызвать опухоль на месте кон-

такта КГ. Однократной обработки КГ при подборе соответствующей под-

пороговой дозы КГ оказывается недостаточно. Если, однако, после одно-

кратного воздействия подпороговой дозы КГ на кожу в течение опреде-

ленного времени многократно наносить другое вещество, например, кро-

тоновое масло, то опухоли образуются. Нанесение кротонового масла без

предварительной обработки КГ, а также нанесение кротонового масла пе-

ред обработкой КГ не приводят к образованию опухолей. Для получения

эффекта обработка кротоновым маслом должна продолжаться в течение

какого-то минимального периода, равного нескольким неделям в случае

канцерогенеза кожи у мышей. Действующим промоторным агентом кро-

тонового масла является т.н. 12-О-тетрадеканоил-13-ацетат (ТФА). Про-

моторы для человека экзогенного происхождения содержатся в экстрактах

листьев табака и конденсате табачного дыма. К эндогенным промоторам

относятся желчные кислоты.

Первая фаза канцерогенеза это инициация - процесс возникновения

первичных изменений генотипа клеток-мишеней, выражающийся в необ-

ратимом переходе этих клеток в предрасполагающее к трансформации

(инициированное) состояние.


33

Рис.1 Биохимический и межклеточный дисбаланс при канцерогенезе.


34

Основные характеристики инициации:

инициация - это качественный и необратимый процесс, в основе которо-

го лежат изменения генотипа, мутации;

изменения генотипа происходят вследствие взаимодействия ДНК с ини-

циирующим агентом - биологически активной формой канцерогена;

однократные воздействия инициирующего агента суммируются, накап-

ливаются;

теоретически однократное воздействие инициирующего агента в любой

дозе является достаточным для перехода нормальной клетки в иниции-

рованное состояние.

Большинство КГ фактически можно считать лишь проканцероге-

нами. Проканцероген или непрямой КГ - это вещество, которое приобре-

тает индуцирующую способность только после метаболической актива-

ции. Сами по себе в нативном состоянии эти КГ химически инертны и

биологически неагресивны. И только под действием особых ферментов

они превращаются, трансформируются в химически активные и биологи-

чески агрессивные метаболиты, способные связываться с макромолекула-

ми организма (ДНК, РНК, белками). Процесс ферментативных превраще-

ний проканцерогена в инициирующие агенты, биологически агрессивные

метаболиты так и называются - биотрансформация КГ. В отличие от

проКГ или непрямых КГ прямые КГ - это химические соединения, кото-

рые не нуждаются в биотрансформации или метаболической активации

для проявления специфического эффекта.

Биотрансформация КГ - это частный случай биотрансформации

низкомолекулярных водонерастворимых чужеродных соединений - ксено-

биотиков. Явление биотрансформации - универсально, ферменты метабо-

лизма ксенобиотиков обнаружены во всех живых организмах, включая

бактерии. Первичные функции этих ферментов в эволюции живой приро-

ды не вполне ясны, однако их роль в поддержании химического гомеоста-

за клетки изучена хорошо: выделены и охарактеризованы их гены и от-

дельные аллели; исследованы тканевые особенности ферментативной ак-

тивности; определены вещества, повышающие и понижающие активность

разных изоформ этих ферментов и т.д. Не останавливаясь на деталях хи-

мических реакций ксенобиотиков в организме, рассмотрим основные

принципы, основную последовательность и варианты биотрансформации.

Выделяют две фазы биотрансформации (первую и вторую) и соот-

ветственно две группы ферментов. Ферменты 1 фазы превращают водоне-

растворимые липофильные ксенобиотики в водорастворимые гидрофиль-

ные метаболиты. Суть этого процесса состоит в том, чтобы предотвратить


35

накопление в клеточных мембранах липофильных чужеродных соедине-

ний. Как известно, все мембранные структуры клеток представляют собой

двойной слой липидов, в основном жирных кислот. Поэтому любое веще-

ство, нерастворимое в воде легко проникает в липидные мембраны, нару-

шает их физико-химическое состояние, архитектонику и подвижность

встроенных в мембраны белков и ферментов и в конце концов - функции

отдельных компонентов клетки. Ферменты 1 фазы биотрансформации

окисляют жирорастворимые, липофильные ксенобиотики и тем самым

превращает их в гидрофильные метаболиты. В таком состоянии ксенобио-

тики легко вымываются из клеток и из организма. Однако этот процесс

имеет и крайне негативные последствия. Химически инертные нативные

ксенобиотики после окисления ферментам 1 фазы биотрансформации пре-

вращаются в химически активные и биологически агрессивные соедине-

ния. За счет присоединения активных химических групп (гидроксильных,

эпоксидных) они приобретают не только способность хорошо растворятся

в воде, но и образовывать прочные химические связи с макромолекулами,

как говорилось ранее. Для предотвращения этих пагубных для клетки по-

следствий существуют ферменты 11 фазы биотрансформации. Их роль за-

ключается в том, чтобы присоединить к активной химической группиров-

ке агрессивного метаболита какое-нибудь низкомолекулярное соединение

таким образом, чтобы инактивировать эту группировку, но при этом и со-

хранить водорастворимые свойства метаболита. Чаще всего происходит

конъюгация метаболитов с глютатионом и остатками глюкуроновой и дру-

гих кислот в составе различных низкомолекулярных соединений клетки.

Поэтому из организма ксенобиотики и в частности КГ выводятся в виде

конъюгатов с глютатионом и другими мелкими молекулами.

Таким образом, возможны 2 конечных варианта биотрансформации

КГ. Первый - инактивация и полное выведение из организма. Второй - об-

разование и накопление избытков биологически агрессивных метаболитов.

Очевидно, что эти исходы биотрансформации КГ зависят от сбалансиро-

ванности, уравновешенности активностей ферментов 1 и 11 фазы. Если

активность ферментов 11 фазы соответствует или превышает активность

ферментов 1 фазы, то процесс биотрансформации КГ развивается физио-

логично, скорость образования активных метаболитов и скорость их инак-

тивации и выведения сбалансированы, и воздействие КГ не приводит к

возникновению опухолей. И наоборот, если активность ферментов 11 фа-

зы ниже, чем активность ферментов 1 фазы, то баланс активации и инак-

тивации нарушается и биотрансформация КГ запускает процессы иници-

ации.


36

Главными представителями ферментов 1 фазы метаболизма ксено-

биотиков являются цитохромы Р-450. Они подразделяются на семейства,

подсемейства и отдельные изоформы. У каждого гена цитохромов Р-450

имеется по несколько аллельных вариантов изоформ. Активность разных

изоформ может существенно различаться, в 10 и 100 раз. Каждая изофор-

ма Р-450 окисляет определенное химическое соединение. Это называется

субстратной специфичностью фермента. Однако, часто наблюдается пе-

рекрест специфичности, когда один фермент способен метаболизоровать и

другие вещества, кроме типичного для него. Выделяют базовый уровень

активности фермента, постоянный, конституциональный. И кроме этого

индуцированный уровень. Например, базовый уровень цитохрома CYP

1А1, метаболизирующего ПАУ очень низок, почти не определяется в от-

сутствии ПАУ. Но при воздействии даже очень малых доз ПАУ актив-

ность этого фермента возрастает в 1000 и более раз. У человека CYP 1А1

экспрессируется в легких, почках, кишечнике, клетках крови, но не в пе-

чени. А у грызунов, крыс и мышей, наоборот, печень является главным

органом метаболизма ПАУ и других КГ. Межвидовые различия необхо-

димо учитывать при изучении процессов метаболизма КГ различной хи-

мической структуры и происхождения.

Цитохромы Р-450 метаболируют не только ксенобиотики, но и

низкомолекулярные жирорастворимые эндобиотики, например стероид-

ные гормоны. Некоторые их метаболиты являются генотоксичными, т.е.

являются эндогенными КГ. Установлено, что КГ окружающей среды,

например ПАУ, способны изменять активность цитохромов Р-450 для

эстрогенов таким образом, что происходит сдвиг метаболизма в сторону

накопления более генотоксичных форм эстрогенов.

Наиболее изученым ферментом 11 фазы биотрансформации явля-

ется глютатион-S-трансфераза. Для него тоже известны аллельные вариан-

ты с высоким и низким уровнем активности.

Наличие у каждого фермента множественных изоформ, которые

могут существенно отличаться друг от друга уровнем экспрессии, суб-

стратной специфичностью и другими свойствами, называется полимор-

физмом. Исследованию полиморфизма ферментов биотрансформации на

генетическом уровне или, другими словами, исследованию метаболиче-

ского статуса организма придается в последнее время все большее значе-

ние в прогностическом аспекте. Установлено, что определенные комбина-

ции отдельных аллелей генов ферментов 1 и 11 фазы метаболизма связаны

с большим или малым риском возникновения тех или иных опухолей у че-

ловека. Кроме молекулярно-генетического анализа для исследования ме-


37

таболического статуса применяются методы определения активности фер-

ментов, иммунохимические методы обнаружения определенных изоформ

ферментов в клетках, физико-химические методы анализа метаболитов

индикаторных соединений или самих КГ в моче.

Вторым этапом инициации является взаимодействие образовав-

шихся метаболитов с клеточными мишенями, главным образом с ДНК.

Продукты такого взаимодействия называются аддуктами. При формирова-

нии аддуктов происходит изменение электронной плотности и простран-

ственной конфигурации отдельных нуклеотидов в ДНК. В результате аде-

нин приобретает свойства гуанина и наоборот. Аналогичные явления про-

исходят и с парой тимин-цитозин. Следствием этого являются ошибки в

построении новых цепочек ДНК при делении клеток, т.е. точковые мута-

ции, замена одного нуклеотида на другой. Возможны и другие, более

опасные процессы. В частности, индукция генетических ошибок в фер-

ментах репарации ДНК. Тогда процесс мутагенеза выходит из под жестко-

го контроля восстановления нарушенного генетического кода клетки и

всех ее потомков. Не менее грозным является и взаимодействие метаболи-

тов с низкомолекулярными соединениями, имеющие важное значение для

синтеза ДНК. Например, метилирование гуанина приводит к нарушению

комплементарности в сочетании “гуанин-цитозин”. Вместо этого образу-

ется пара “метилгуанин-тимин”. Принимая во внимание, что в норме ти-

мину соответствует аденин, то пара оснований “гуанин-цитозин” заменя-

ется на пару “аденин-тимин”, что и приводит к нарушению генетического

кода.

Третий этап инизации - это фиксация индуцированных изменений.

Указанные выше повреждения ДНК должны проявиться в потомстве кле-

ток-мишеней, способных давать пролиферативный пул. Здесь главную

роль играют ферменты репарации ДНК. Эти ферменты и соответствующие

гены изучены недостаточно хорошо и поэтому их анализ пока не исполь-

зуется для характеристики фазы инициации, зато анализ разнообразных

аддукторов КГ-ДНК находит все большее применение для определения

риска возникновения злокачественных опухолей у человека.

Вторая фаза канцерогенеза - промоция. Это процесс возникновения

вторичных, эпигеномных изменений фенотипа инициированных клеток,

завершающийся переходом их в необратимое трансформированное состо-

яние.


38

Основные характеристики промоции:

изменения затрагивают не генотип, а фенотип клеток;

фенотипические изменения наступают под действием особых веществ -

промоторов;

опухолевые промоторы не эффективны, если они применяются перед

воздействием инициатора;

промоцирующий эффект возникает независимо от интервала между

первоначальном воздействием инициатора и последующим применени-

ем промотора;

для реализации программы канцерогенеза необходимо длительное и

непрерывное воздействие промотора;

необходимым, но недостаточным условием промоции является проли-

ферация инициированных клеток.

Несмотря на интенсивные исследования промоторов in vitro и in

vivo, механизмы их действия остаются во многом неясными. они вызыва-

ют самые разнообразные реакции в клетках. Они ингибируют формирова-

ние и функционирование межклеточных контактов, играющих основную

роль в контроле клеточной пролиферации и дифференцировки. Они по-

следованно через собственные рецепторы нарушают рецепторные взаимо-

действия клетки с другими гуморальными внеклеточными лигандами

(факторами роста, гормонами). Они часто проявляют активность индукто-

ров цитохромов Р-450, тормозят апоптоз, стимулируют образование ак-

тивных форм кислорода и т.д. Все эти изменения носят эпигеномный ха-

рактер и направлены они на выход инициированной клетки из-под кон-

троля внеклеточных росторегулирующих факторов организма.

После того, как трансформированная клетка выходит из-под кон-

троля внеклеточных факторов регуляции, начинается фаза прогрессии -

автономного размножения клеток, образующих опухоль. К этому моменту

трансформированная клетка, как правило, накопила 5-6 относительно не-

зависимых мутаций. В процессе роста в опухоли происходят дальнейшие

изменения в генетическом аппарате, разные в отдельных потомках, суб-

клонах первичной трансформированной клетки. Это явление называется

генетической нестабильностью и проявляется в морфологии и в поведении

разных субклонов. Некоторые из них приобретают способность к метаста-

зированию. Поэтому первичные узлы и метастазы могут иметь значитель-

ные молекулярно-генетические, морфологические и иные различия. Так-

же могут существенно различаться между собой и разные метастазы одной

и той же опухоли. Это явление называется гетерогенностью опухоли. Оно

имеет очень важное практическое значение, т.к. отдельные субклоны об-


39

ладают различной чувствительностью к специальному противоопухолево-

му лечению. В процессе химио-, гормоно- и радиотерапии может проис-

ходить и часто происходит отбор нечувствительных к этим воздействиям

клонов опухоли, которые впоследствии приводят к рецидивированию опу-

холи в наиболее агрессивных вариантах, неподдающихся никаким видам

лечения. Генетическая гетерогенность опухолей - один из главных ограни-

чителей для самого современного вида лечения - генотерапии. Ранее с ге-

терогенностью пришлось столкнуться и онкоиммунологам, применение

противоопухолевых вакцин оказалось резко ограниченным антигенной

гетерогенностью опухоли и ее метастазов.

Характерной чертой прогрессирующего опухолевого роста являет-

ся инвазия опухоли в окружающие ткани и метастазирование. В основе

этих явлений лежит повышенная продукция трансформированными клет-

ками различного рода протеолитических ферментов, которые расщепляют

межклеточный матрикс, в т.ч. и базальные мембраны эпителия. Опухоле-

вые клетки как правило имеют слабые механические связи, межклеточные

контакты, с окружающими их нормальными клетками и внеклеточным

матриксом. Это происходит как за счет уменьшения количества (вплоть до

полного исчезновения) некоторых видов соответствующих поверхностных

рецепторов, так и за счет нарушения цитоскелета. Последнее напрямую

связано с активацией некоторых онкогенов. При этом контакты клеток од-

ного опухолевого клона между собой, как правило, сохранены. Более того,

метастазирование предполагает выборочную экспрессию специальных ре-

цепторов на поверхности трансформированных клеток, с помощью кото-

рых они могут избирательно прикрепляться к апикальной поверхности

эпителия или к компонентам базальных мембран сосудов в органах-

мишенях.

В последнее время в понимании молекулярно-генетических основ

инициации и прогрессии произошли поистине революционные сдвиги. В

онкологический обиход прочно вошли понятия “онкоген” и “антионко-

ген”. Информация по этому разделу экспериментальной и клинической

онкологии поступает лавинообразно, и нет никаких признаков уменьше-

ния темпов текущей революции. Существует даже мнение, что период

“полураспада” знаний в области молекулярной генетики составляет 6 ме-

сяцев. Т.е. стоит полгода не читать научную литературу по этой проблеме,

и ваши знания устаревают ровно наполовину. Поэтому мы лишь слегка

прикоснемся к молекулярной генетике канцерогенеза у человека.

Под онкогенами принято понимать гены, проявляющие трансфор-

мирующую активность в эксперименте и активирующиеся в процессе


40

канцерогенеза. Подобные генетические элементы в норме чаще всего

участвуют в позитивном контроле клеточного деления. Активация онкоге-

нов чаще всего проявляется в увеличении количества их продуктов. Это

явление называется суперэкспрессией. Иными словами, трансформиро-

ванная клетка может отличатся от нормальной просто повышенным со-

держанием совершенно нормальных белков, которые в норме тоже стиму-

лируют деление клетки, а при трансформации эта способность лишь не-

много повышается, что может оказаться вполне достаточным для опухоле-

вого роста. Это характерно для онкогенов ERBB, MYC, INT, PRAD, FOS и

многих других. Вместе с тем, превращение нормального или т.н. протоон-

когена в онкоген в процессе трансформации может быть и результатом

мутации. При этом изменение аминокислотной последовательности онко-

белка сопровождается увеличением его ферментативной активности.

Классическим примером таких нарушений служат мутации в онкогенах

семейства RAS.

Антионкогены, напротив, препятствуют проявлению злокачествен-

ного фенотипа в лабораторных условиях и инактивируются в опухолях. В

неизмененных клетках супрессорные гены, как правило, сдерживают про-

лиферацию, участвуют в процессах апоптоза - запрограммированной кле-

точной гибели, самоубийства клеток. Повреждения в антионкогенах инак-

тивируют эти функции. Зачастую развитие опухоли ассоциированно с пре-

кращением экспрессии супрессорного гена. Так, ключевым моментом в

патогенезе ретинобластомы является отсутствие продукта антионкогена

RB-1. В других случаях уровень экспрессии антионкогена не изменен, од-

нако, его белковый продукт оказывается неполноценным из-за нуклеотид-

ных замен в кодирующей последовательности нормального гена (т.е. из-за

точковых мутаций). Подобный механизм установлен для супрессорного

гена р53.

Для большинства видов новообразований человека отмечены одни

и те же молекулярно-генетические аномалии: суперэкспрессия онкогенов

семейства ERBB и MYС, а также локуса INT-2; точковые мутации онкоге-

нов семейства RAS; делеции, т.е. исчезновение антионкогенов, располо-

женных на хромосомах 3р, 5q, 11р, 13q, 17р, 17q, 18q и др.; нуклеотидные

замены в антионкогене р53. Существует определенная органоспецифич-

ность в характере онкоассоциированных мутаций, однако она носит доста-

точно умеренный характер. Наиболее изученными и часто встречающи-

мися генетическими изменениями практически при любой опухоли у че-

ловека является точковые мутации в антионкогене р53.


41

Важно отметить, что большинство онко-ассоциированных генов пока не идентифицированно. По-видимому, в течение ближайших 10-20 лет количество известных “раковых” мутаций увеличится в 10-100 раз.

Для систематизации онко-ассоциированных мутаций, известных в настоящее время, и тех, которые будут открыты в будущем, удобно при-держиваться следующей простой классификации. Все мутации можно подразделить на 2 большие группы: хромосомные и генные. Хромосомные мутации представлены как правило делениями, потерями больших участ-ков хромосом, которые можно выявить под микроскопом в результате специального цитогенетического анализа. Вероятно, в этих “потерянных” участках локализуются прежде всего анти-онкогены или гены, имеющие отношение к процессам запрограммированной клеточной гибели (апопто-зу), угнетению пролиферации и активации дифференцировки клеток.

Группа генных мутаций, обнаруживаемых методами молекулярно-генетического анализа, в свою очередь делится на 2 подгруппы: зароды-шевые и соматические мутации. Соматические возникают в процессе вза-имодействия организма с внешними канцерогенами на протяжении всей жизни по механизмам, описанным выше. Зародышевые мутации уже име-ются в половых клетках и поэтому передаются по наследству. Их можно выявить у родителей при рождении ребенка, например, путем исследова-ния клеток пуповинной крови. Это открывает широкие возможности для самого раннего прогнозирования злокачественных новообразований, а с развитием методов генотерапии - и для предупреждения рака и не только рака.

Наиболее известные зародышевые генные мутации: BRCA -1; BRCA -2 - семейный рак молочной железы (РМЖ); RB -1 - ретинобластома; WT -1 - нефробластома Вильмса; р53 - синдром Ли - Фраумени; APC - семейный полипоз; NF - нейрофиброматоз 1 типа. До тех пор, пока тонкие молекулярные, методы генотерапии рака

находятся на уровне экспериментальной апробации и не нашли своего клинического воплощения, обнаружение зародышевых онко-ассоциированных мутаций вынуждает врачей прибегать к старым мето-дам борьбы с раком. Например, в случае обнаружения мутаций в генах BRCA при семейном РМЖ женщине рекомендуется родить и выкормить ребенка , а после этого сделать двухстороннюю мастэктомию с эндопроте-зированием. Учитывая очень высокую вероятность возникновения РМЖ (до 80-90% по данным некоторых авторов), такая радикальная мера предо-сторожности не кажется варварской.


42

Место и роль иммунной системы в канцерогенезе

Современная онкоиммунология базируется на 3-х главных положениях:

1. Иммунная система осуществляет надзор за генетическим постоянством

внутренней среды, в т.ч. распознает и уничтожает генетически изменен-

ные и опухолевые клетки;

2. Любые внешние воздействия, угнетающие иммунную систему, приводят

к ослаблению иммунного надзора и к возникновению опухоли;

3. Ускользание опухолевых клеток из-под иммунного надзора возможно

вследствие недостаточной иммуногенности опухолевых антигенов или

иммуносупрессивного влияния самой опухоли.

Как следствие, все КГ факторы считаются иммунодепрессорами,

признаки иммунодепрессии (или нарушения т.н. “иммунного статуса”)

рассматриваются как маркеры опухолевых заболеваний, а в качестве про-

тивоопухолевых средств предлагаются любые воздействия, активирующие

иммунную систему.

Между тем реальное участие иммунной системы в канцерогенезе

значительно сложнее и не такое однозначное, защитное, как представляет-

ся до сих пор многим врачам, в т.ч. иммунологам и онкологам (рис. 1).

Во-первых, оказывается, что химические КГ могут вызывать синтез

специфических антител (АТ) у человека в естественных условиях без ка-

ких-либо адьювантов. Во-вторых, АТ к КГ встречаются у больных раком с

большей частотой и взаимодействуют с КГ с большей силой, чем у здоро-

вых людей. Эти данные получены в самое последнее время в некоторых

лабораториях США, Франции, Италии и у нас, в Отделе иммунологии рака

КемНЦ СО РАН. Возникают вопросы:

- так ли реально и значимо иммунодепрессивное свойство КГ, как

принято считать? О какой иммунодепрессии можно говорить, если на сами

КГ - низкомолекулярные, неиммуногенные соединения развивается им-

мунный ответ, который и в эксперименте, с помощью специальных ухищ-

рений получить не так-то просто?

- если иммунная реакция суть защитная функция организма, то по-

чему АТ к КГ не защищают от них человека? Почему у больных раком они

встречаются чаще, чем у здоровых людей и, несмотря на их наличие, КГ

все-таки оказывают присущее им патологическое действие?

Поиски ответов на эти вопросы составляют основной стержень

наших научных исследований. Их результаты позволяют сделать пока


43

только предварительные, но очень важные для разработки новых средств

диагностики и профилактики рака выводы.

Мы разделяем мнение некоторых американских ученых, что за-

щитным действием обладают АТ к КГ, секретируемые в просвет желудоч-

но-кишечного тракта (ЖКТ) и бронхов. Они связывают КГ окружающей

среды и препятствуют их проникновению через эпителий в кровь и другие

органы и тем самым ингибируют канцерогенез. Иными свойствами обла-

дают АТ, циркулирующие в крови. Они способствуют проникновению КГ

из окружающей среды через эпителий ЖКТ и бронхов и тем самым стиму-

литруют возникновение опухолей в этих органах.

Противоположная ситуация, по нашему мнению, складывается в

таких органах, как молочная железа и предстательная железа. АТ к КГ,

секретируемые в их потоки, “тянут” за собой КГ из крови через эпителий и

тем самым стимулируют канцеронгенез в этих органах. Напротив, несек-

ретируемые АТ удерживают КГ в сыворотке крови и тем самым препят-

ствуют возникновению опухолей.

Такие представления о разно роли АТ классов G и А в канцерогене-

зе основаны на результатах наших научных исследований. Мы обнаружи-

ли, что у больных опухолями ЖКТ значительно чаще образуются АТ клас-

са G, а у больных РМЖ – АТ класса А к канцерогенам группы ПАУ. На

уровне плаценты происходит то же самое. АТ класса G, проникающие из

крови матери в организм плода, способствуют проникновению КГ к плоду

и стимулируют возникновение врожденных уродств, пороков развития и

явления т.н. трансплацентарного канцерогенеза. АТ классов М и А, непро-

никающие через плаценту, препятствуют переносу КГ к плоду и обладают

защитными свойствами.

Пока наши представления о стимулирующей, проканцерогенной

функции АТ не разделяются зарубежными учеными. Но их важность оче-

видна. При стимуляции иммунологической реакции на КГ необходимо до-

биваться активации только защитного звена. Если одновременно с этим

будет повышаться уровень проканцерогенных АТ, мы можем добиться

противоположного эффекта - стимуляции возникновения опухоли.

То же самое можно сказать и о собственно противоопухолевом им-

мунитете. АТ, реагирующие с опухолевыми клетками, обнаруживаются и у

здоровых людей, и у больных раком, причем у последних чаще и в боль-

ших количествах. Считается, что такие АТ экранируют опухолевые клет-


44

ки от цитотоксических лимфоцитов. Но почему они не включают меха-

низм цитотоксичности комплемента? Мы считаем, что многое зависит от

специфичности АТ, т.е. от природы опухолевого антигена. Известно, что

самое главное свойство опухоли, автономность поведения, обусловлено

нарушениями взаимодействий клеточных рецепторов с различными вне-

клеточными лигандами, регулирующими деление и дифференцировку. Мы

предположили, что опухолевыми антигенами могут быть как раз такие ре-

цепторы. Тогда АТ могут выполнять функции соответствующих лигандов

или, наоборот, блокировать эти функции. В модельных экспериментах,

например, показано, что АТ к рецептору инсулина могут выступать в роли

агонистов или антагонистов самого инсулина.

Нам удалось обнаружить у больных раком АТ к рецептору эпи-

дермального фактора роста, который регулирует деление эпителиальных

клеток. Кроме того, мы выявили АТ, угнетающие адгезию опухолевых

клеток с матриксом. Понятно, что наличие таких АТ у больных не только

является признаком нарушения взаимодействия опухолевых клеток с кон-

кретными лигандами, но и вносит дополнительный вклад в эти нарушения,

т.е. способствует ускорению деления и метастазирования. Понятно также,

что стимуляция синтеза таких АТ приведет к нежелательным эффектам -

ускорению роста опухоли и метастазов.

Таким образом, только на примерах АТ к КГ и опухолевым антиге-

нам видно, как неоднозначна, а порой и противоположна роль одного и

того же звена иммунитета. Именно поэтому мы рекомендуем с большой

осторожностью применять иммуномодулирующие средства, особенно с

целью профилактики онкологических заболеваний.

В заключение следует отметить, что на ряду с АТ к КГ и опухоле-

вым антигенам весьма вероятно появление АТ к другим структурам,

участвующим в возникновении и прогрессирующем росте опухоли (рис.

1). В частности, известно, что стероидные гормоны способны оказывать

генотоксическое действие на клетки, т.е. выступать в роли эндогенных КГ.

Механизм этого действия аналогичен эффекту экзогенных КГ. Под дей-

ствием ферментов 1 фазы биотрансформации экстрогены или андрогены

превращаются в реакционно активные метаболиты, которые связываются с

ДНК и вызывают мутации. Вполне очевидно, что в данном случае, а также

при соединении с другими макромолекулами, гормоны становятся гапте-

нами. Поэтому нельзя исключить и появления соответствующих АТ. АТ к


45

гормонам, по нашему мнению вмешиваются в процессы канцерогенеза

двояко. Во-первых, по аналогии с АТ к КГ они могут усиливать или угне-

тать транспорт гормонов в органы-мишени, модулируя их генотоксиче-

ское действие, т.е. стимулировать или тормозить канцерогенез в зависи-

мости от класса. Во-вторых, связывая гормоны в крови, они вмешиваются

в систему обратных связей между гипоталамусом, гипофизом и органами-

мишенями. Это неизбежно должно модулировать межклеточную, нейро-

эндокринную регуляцию дифференцировки и пролиферации клеток в ор-

ганах мишенях.

Еще одной разновидностью АТ, вероятно появляющихся при

трансформации клеток в злокачественные, являются АТ к ферментам. Ин-

дукция их синтеза возможна при структурных изменениях ферментов

вследствие мутаций соответствующих генов. АТ к внеклеточным фермен-

там способны ингибировать их активность. С другой стороны, сами АТ,

как известно, могут выступать в роли ферментов. Такие АТ, обладающие

ферментативной активностью, называются абзимами. Если структурной

перестройке подвергаются протеолитические ферменты, секретируемые

трансформированными клетками, то АТ к ним весьма вероятно участвуют

в процессе метастазирования, угнетая или стимулируя его в зависимости

от того, тормозят они или стимулируют активность поверхностных проте-

аз.

Поиск и оценка реальной патогенетической роли перечисленных

типов АТ в канцерогенезе - актуальная задача не только теоретической, но

и практической онкологии. На рис. 1 видно, что появление каждого из

них соответствует определенной фазе канцерогенеза. Поэтому обнаруже-

ние того или иного типа АТ можно использовать как показатель активно-

сти канцерогенеза, для определения конкретного его этапа у конкретного

индивидума. Техническая простота и экономичность анализа АТ делают

его более предпочтительным для практики по сравнению с другими мето-

дами оценки активности канцерогенеза.

Кроме того, характеристика спектра АТ по специфичности и по

классу может послужить в будущем в качестве критерия для определения

показаний/противопоказаний для активной специфической иммуно-

профилактики и -терапии онкологических заболеваний.


46

Лекция 4.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

ХИМИОПРОФИЛАКТИКИ РАКА

Подавляющее большинство химических агентов или факторов иной

природы, вызывающих канцерогенные эффекты, широко распространены

в окружающей среде. В связи с этим решение проблемы уменьшения кан-

церогенной опасности видится в выявлении, идентификации и устранении

КГ из сферы жизнедеятельности человека. Подобный подход весьма пер-

спективен и уже дал ощутимые результаты в предупреждении опухолей

некоторых локализаций. Вместе с тем, учитывая экономические и соци-

альные аспекты проблемы, полностью исключить контакт с рядом КГ не-

возможно. Более того, быстрый экономический рост, с которым связывают

будущее процветание таких промышленных регионов, как Кузбасс, по-

видимому будет обязательно сопровождаться усилением КГ нагрузки на

население. Понимание этой ситуации вызывает растущий интерес к иссле-

дованиям в области направленного торможения канцерогенеза.

Поиск средств, воздействующих на процесс канцерогенеза с целью

предупреждения возникновения и развития опухолей, является самостоя-

тельным и перспективным направлением в профилактике рака. Начиная с

60-х годов, и до настоящего времени это направление интенсивно разра-

батывалось на различных экспериментальных моделях не только за рубе-

жом, но и в нашей стране. Однако сейчас в России наблюдается явное от-

ставание как с такими исследованиями, так и с внедрением имеющихся

научных достижений в клиническую практику по сравнению с мировой

тенденцией. Клинические и эпидемиологические исследования по химио-

профилактике опухолей успешно проводятся в США, Японии, Финляндии

и других европейских странах. В частности, только Национальным инсти-

тутом по изучению рака в США к началу 90-х годов проводилось 30 про-

грамм клинических испытаний с примерно 15 веществами по оценке воз-

можности предупреждения рака нескольких локализаций: молочной желе-

зы, легких, тонкой кишки, пищевода, ротовой полости, шейки матки, ко-

жи, мочевого пузыря. Существует и ряд международных программ по этой

проблеме. Для выравнивания положения в отечественной онкологии не-

отложная задача сейчас состоит в перестановке акцентов противораковых

мероприятий с упором на профилактику, как единственно перспективное

направление. Необходима легализация химиопрофилактических средств

(ХПС), т. е. они должны занять свое отдельное место в Фармакопее РФ.

Необходимо сосредоточить больше усилий на исследовании молекуляр-


47

ных, биохимических, иммунных и эндокринных механизмов канцерогене-

за в фазе индукции-промоции с тем, чтобы поиск профилактических

средств был не случайным, а целенаправленным, а поэтому и более эффек-

тивным и экономичным.

Прежде всего, следует выделить общие принципы современной

концепции применения ХПС, причем для удобства представить их в срав-

нении с противоопухолевыми препаратами, которые используются в хи-

миотерапии рака. Цель создания ХПС - это ингибирование практически

всего канцерогенеза, включающего процесс инициации, промоции и даже

прогрессии опухоли. Химиотерапия имеет более узкую цель - привести

опухолевую клетку к гибели или достичь увеличения продолжительности

жизни больного. Объектом для применения ХПС могут быть самые раз-

личные группы: широкие популяции практически здоровых людей, лица с

высоким риском развития рака, больные с предопухолевыми изменения-

ми, а так же онкологические больные, которые лечились теми или иными

методами и в настоящий момент находятся в ремиссии. Что касается про-

тивоопухолевых химиопрепаратов, то они используются только у больных

с выявленными опухолями. К ХПС предъявляются жесткие требования по

токсичности, исключающие какое-либо, даже минимальное побочное дей-

ствие. В противоположность этому, для пропивоопухолевых химиопрепа-

ратов в ряде случаев допускается умеренная и даже высокая токсичность.

Показания к применению ХПС весьма широки и включают в себя дости-

жение следующих возможных эффектов: уменьшение или полное исклю-

чение возможности возникновения опухолей; снижение смертности от ра-

ка (общей или определенных локализаций); предупреждение или излече-

ние предопухолевых заболеваний; нормализацию различных сдвигов в ор-

ганизме или органах-мишенях, связанных с опухолевым процессом; удли-

нение всего процесса канцерогенеза и, особенно, периода инициации и

промоции, т.е. удлинение истинного биологического латентного периода

канцерогенеза.

Согласно программе, принятой в Национальном институте рака

США, основные задачи по изучению новых средств для профилактики ра-

ка должны включать:

1. Идентификацию и характеристику агентов, способных в той или иной

степени препятствовать канцерогенезу у животных и/или предупре-

ждать злокачественную трансформацию клеток in vitro;

2. Идентификацию ХПС, основанную на результатах эпидемиологических

исследований;


48

3. Токсикологические испытания для отбора наиболее эффективных и

безопасных ХПС;

4. Проведение клинических испытаний на людях по нескольким фазам;

5. Внедрение охарактеризованных ХПС для использования в масштабах

широких популяций.

Решение перечисленных задач будет эффективным только в том

случае, если мы найдем ответы на вопросы, имеющие принципиальное

значение:

на каких этапах канцерогенеза возможно его реальное ингибирование;

какие группы химических и биологических ингибиторов наиболее пер-

спективны для практического применения;

каковы механизмы протекторного действия модификаторов процессов

канцерогенеза;

какие тест-системы наиболее информативны в системе отбора антикан-

церогенов;

какова степень корреляции антимутагенных и антиканцерогенных эф-

фектов и как экстраполировать результаты опытов по модификации му-

тагенеза в антиканцерогенез;

как экстраполировать на человека результаты экспериментов по угнете-

нию канцерогенеза in vitro и in vivo.

Для того, чтобы разобраться в столь сложном комплексе задач и

вопросов, необходимо прежде всего систематизировать известные данные

об ингибиторах канцерогенеза в контексте современных представлений о

молекулярных основах канцерогенеза.

В настоящее время многие специалисты разделяют мнение о том,

что в происхождении злокачественных опухолей важная роль принадле-

жит индукции мутаций и что канцерогенез и мутагенез являются сопря-

женнными процессами, в основе которых лежат общие механизмы. В от-

личие от понятия “антимутагенеза”, открытого А. Новиком и Л. Сциллар-

дом в 1952 г. и получившего убедительную поддержку в многочисленных

исследованиях механизмов мутагенеза, понятие “антиканцерогенез”

сформировалось на 20 лет позже и до сих пор не имеет безусловных объ-

яснений. Попытки систематизации ингибиторов канцерогенеза во многом

носят механистический характер и не учитывают современных знаний о

действии антимутагенов и антиканцерогенов. Наиболее емкую и удобную

для практического применения классификацию ингибиторов канцероге-

неза разработал В.В. Худолей в 1993 г. Она представлена здесь в немного

измененном виде.


49

Таблица 1.

Классификация ингибиторов канцерогенеза

Уровень

воздействия

Фазы

воздействия

Пути влияния

(механизмы)

Внеклеточный

уровень

Прединициа-

ционные события

Ингибирующее эндогенное образование мутаге-

нов/канцерогенов

Препятствующие достижению КГ клеток-

мишеней или способствующие

выведению КГ из организма

Внутриклеточ-

ный

уровень

Фаза инициации

канцерогенеза

Модулирующие метаболические

процессы

Блокирующие реактивные состояния

Влияющие на репарацию и репликацию ДНК,

генную экспрессию

Межклеточный

уровень

Фаза промоции Ингибирующие опухолевую промоцию

Фаза прогрессии

Тормозящие опухолевую прогрессию и преду-

преждающие инвазию и метастазирование зло-

качественных клеток

Эта классификация отражает временной и пространственный ас-

пекты канцерогенеза и соответственно действия ингибиторов, а также ме-

ханизмы ингибирования. Необходимо сразу обратить внимание на 2 важ-

ных обстоятельства. Во-первых, в реальной ситуации в отличие от мо-

дельных экспериментов на животных, человек, как правило, одновремен-

но подвергается воздействию ингибиторов и промоторов канцерогенеза. В

его организме постоянно появляются и элиминируются иммунной систе-

мой трансформированные клетки. Поэтому провести четкую грань между

отдельными фазами канцерогенеза на практике почти невозможно за ис-

ключением некоторых ситуаций. Т.е. временные аспекты ингибирования

канцерогенеза весьма расплывчаты. Во-вторых, одни и те же соединения,

используемые или испытываемые в качестве ингибиторов, могут обладать

многосторонними и даже разнонаправленными свойствами, например,

тормозить возникновение опухолей в одном органе под действие одного

КГ и стимулировать возникновение опухолей в другом органе под дей-

ствием того же или другого КГ. И тем не менее, при анализе групп инги-

биторов, или правильнее сказать, модификаторов канцерогенеза, мы будем

пользоваться классификацией В.В. Худолея, как наиболее удобной.

Ниже будет перечислено большое количество разнообразных со-

единений, модифицирующих канцерогенез. Многие из них при опреде-


50

ленных условиях стимулируют возникновение и прогрессию опухолей.

Большинство исследовано только на экспериментальных моделях in vitro и

in vivo. На первый взгляд такое детальное перечисление не вполне умест-

но для практикующих врачей. Однако часто возникают ситуации, когда на

основе только экпериментальных или малопроверенных клинических дан-

ных некоторые “целители” навязывают обществу или отдельным гражда-

нам то или иное вещество, выдавая его чуть ли не за панацею от рака, да

еще и преследуя при этом корыстные цели. Поэтому знание этих веществ

полезно, даже если они заведомо никогда не будут использоваться в кли-

нике, для того чтобы не идти на поводу у таких полуграмотных “целите-

лей” и ограждать от них своих будущих пациентов. Другие препараты,

наоборот, широко применяются во врачебной практике при лечении раз-

нообразных заболеваний. И поэтому их способность модифицировать

канцерогенез, в т. ч. стимулировать его, должна учитываться врачами,

особенно при постоянном длительном использовании.

Химические соединения, взаимодействующие с генотоксикантами

вне клетки, принято называть «десмутагенами». Внеклеточное перехваты-

вание мутагенов экскреторными ферментами или иными агентами, связы-

вающими мутагены и т.о. препятствующими достижению ими клеток-

мишеней, является важным моментом в защите организма от мутагенных

и КГ веществ. К таким агентам относят гумиковую кислоту, экстрацеллю-

лярный глутатион, некоторые биофлавоноиды, эрготионеин, циннамальде-

гид, гемин, хлорофиллин.

В выведении мутагенов и КГ из организма принимают участие

пищевые волокна, обладающие сорбентной способностью. Они содержат-

ся в овощах, фруктах и действуют различными путями. В частности водо-

нерастворимые пищевые волокна, присутствующие в больших количе-

ствах в пшенице и рисе, не метаболизируются ферментами кишечной фло-

ры, они задерживают воду, “разводя” КГ и снижая тем самым частоту воз-

никновения рака кишечника. Водорастворимые пищевые волокна, содер-

жащиеся во фруктах, овощах и в овсе, снижают частоту возникновения

рака молочной железы, как предполагают путем включения каких-то эн-

докринных механизмов.

Среди соединений, модифицирующих мутагенез и канцерогенез

на внеклеточном уровне или влияющих на фазу прединициации, наиболее

изучены ингибиторы эндогенного образования генотоксикантов. Установ-

лено, что активированные макрофаги и бактерии могут продуцировать КГ

нитрозосоединения из химических предшественников. Эндогенное нитро-

зирование происходит на фоне воспалительных процессов в ротовой поло-


51

сти, желудке, мочевом пузыре. В многочисленных экспериментах показа-

но, что аскорбиновая кислота, биофлавоноиды (катехин), полифенолы

(гидроксичавикол, танниновая кислота, токоферол), куркумины, тиопро-

лин тормозят нитрозирование. Важно отметить, что независимые эпиде-

миологические исследования на больших контингентах добровольцев до-

казали роль подобных ингибиторов (главным образом, аскорбиновой кис-

лоты и токоферола), свежих овощей и фруктов, содержащих полифенолы

и витамины, в достоверном снижении риска возникновения раков ЖКТ и

других локализаций. Весьма сильные ингибиторы содержаться в яблоках,

имбире, зеленом чае, капусте, ананасе, зеленом перце, репейнике, листьях

мяты, семенах некоторых растений и других природных источниках. Ин-

тересно, что никотин, котинин и норникотин и даже водный экстракт си-

гаретной смолы ингибируют бактериальный мутагенез и хромосомные

нарушения в культуре животных клеток под действием некоторых КГ, со-

держащихся в табачном дыме.

Среди модификаторов канцерогенза на внутриклеточном уровне в

фазе инициации выделяются несколько групп соединений, модулирующих

метаболические процессы. Напомним, что нативные КГ, т.н. проКГ под-

вергаются в организме радикальной биотрансформации. Биохимические

реакции, протекающие в 1 фазе биотрансформации КГ, ведут к образова-

нию новых реакционно-способных радикалов. Ферменты 11 фазы био-

трансформации обеспечивают конъюгирование радикальных группировок

с некоторыми эндогенными соединениями (главным образом с глутатио-

ном) и т.о. инактивируют генотоксичные метаболиты и способствуют их

экскреции. Соответственно модуляция метаболических процессов может

осуществлятся индукторами или ингибиторами ферментов 1 или 11 фазы

биотрансформации.

Индукторами ферментов 1 фазы биотрансформации являются фе-

нобарбитал, арокрол, дибенамин, метилхолантрен, аминоацетонитрил,

прегненолон-16-а-карбонитрил, дисульфирам, бутилгидроксианизол и бу-

тилгидрокситолуол, бензил- и фенилизотиоцианаты, индол-3-карбинол и

другие. Они модифицируют канцерогенез, вызванный различными веще-

ствами, что проявляется в основном в уменьшении частоты возникновения

новообразований у животных. Анти-КГ действие этих соединений объяс-

няется увеличением скорости процессов микросомного окисления с одно-

временной стимуляцией ферментов конъюгации 11 фазы. Это приводит к

сокращению персистенции реактивных метаболитов в организме, их обез-

вреживанию и элиминации, а следовательно и к уменьшению вероятности

их взаимодействия с ДНК, РНК и белками. Однако, одновременное и рав-


52

новеликое, сбалансированное усиление процессов окисления и конъюга-

ции под действием одного и того же индуктора ферментов 1 фазы наблю-

дается не для всех КГ и не во всех органах и тканях. Например, фенобар-

битал тормозит образование опухолей в легких, вызываемых уретаном,

метилхолантреном, диметилбензо(а)антраценом, а также опухолей печени,

вызываемых 2-ацетил-аминофлуореном, афлатоксином и нитрозодиэти-

ламином. В то же время фенобарбитал не влияет на развитие опухолей пе-

чени, вызванных азокрасителями, и увеличивают частоту рака молочной

железы при воздействии нитрозодиметиламина. Бутилгидрокситолуол и

бутилгидроксианизол ингибируют развитие опухолей печени, но усилива-

ют канцерогенез в мочевом пузыре. Поэтому применение агентов, избира-

тельно стимулирующих ферменты 1 фазы биотрансформации КГ, в каче-

стве антиканцерогенов пока вызывает большие сомнения.

К ингибиторам ферментов 1 фазы метаболизма КГ (цитохромов Р-

450) относятся: 1-арилимидазол, гидразинсульфат, препарат SKF - 525А,

антиоксидант припилгаллат, метирапон, а также некоторые индукторы

микросом, которые в высоких концентрациях оказывает противоположное

действие: дисульфирам, аминоацетонитрил, бензонафтофлавон, 5,8-

бензофлавон. Кроме того, известны ингибиторы и других ферментов 1

фазы биотрансформации. Эстеразы угнетаются диэтил-п-

нитрофенилфосфатом; ксантиноксидаза-аллопуринолом; фосфолипаза -

гидрокортизоном и дексаметазоном; простагландинсинтетаза-

индометацином и аспирином. Указанные агенты широко модифицируют

канцерогенез, тормозя или стимулируя его в зависимости от того, на каком

этапе их применяют, каковы структура, органотропность и особенности

действия КГ. Поэтому вопрос об их применении для профилактики рака у

человека остается открытым.

Специфическими индукторами ферментов 11 фазы метаболизма

КГ являются дитиолтионы, в частности олтипраз. Он повышает актив-

ность глутатион - S-трансферазы, которая конъюгирует реакционноспо-

собные группировки метаболитов КГ с глутатионом. Подобным же обра-

зом действует и эрготионин, пока еще мало изученный. N-ацетил-цистеин,

будучи предшественником глутатиона, тоже эффективно тормозит мута-

генез и канцерогенез в различных модельных системах. Однако есть мне-

ние, что модификаторы ферментов 11 фазы метаболизма способны усили-

вать манифестацию поздних стадий канцерогенеза. Последнее обстоятель-

ство исключает их широкое практическое применение у человека.

Способностью угнетать активность ферментов 11 фазы био-

трансформации КГ обладают некоторые тиоловые агенты, бутионин,


53

сульфоксимин, этакриновая кислота и другие. Они интересны только с

теоретической точки зрения, т.к. торможение процессов конъюгации реак-

ционно способных группировок неизбежно приводит к накоплению гено-

токсических метаболитов в клетке, т.е. к стимуляции канцерогенеза.

Следующая группа агентов, претендующих на роль ингибиторов

канцерогенеза - это вещества, блокирующие взаимодействие реактивных

метаболитов и свободных радикалов с ДНК. Известно, что в процессе ме-

таболизма КГ или их спонтанной неэнзиматической декомпозиции обра-

зуются электрофильные соединения. Они взаимодействуют с нуклеофиль-

ными центрами на ДНК и т.о. повреждают ее, вызывают мутации. Свобод-

ные радикалы продуцируют перекисное окисление липидов, продукты ко-

торого (малоновый альдегид, гидроперекиси жирных кислот) тоже обла-

дают мутагенными свойствами. В качестве перехватчиков электрофиль-

ных соединений, которые способны экранировать ДНК, используют ас-

корбиновую кислоту, полисахариды, глутатион, тиоловые эфиры, тио-

сульфаты, дисульферам, флавоноиды. По антиоксидантному механизму на

стадии инициации действуют аскорбиновая кислота, токоферол, ретинои-

ды, бутилгидрокситолуол и бутилгидроксианизол, эусенол, L-карнозин,

имидазол-4-уксусная кислота, полиамины, таурин, кверцитин, N-

ацетилцистеин, селен. Однако большинство результатов по антимутаген-

ному действию этих соединений получено в экспериментах in vitro, дан-

ные хронических опытов на животных часто противоречивы. Более того,

для многих из них характерна инверсия эффекта с протекторного на гено-

токсический или опухолепромоцирующий. Это является серьезным пре-

пятствием для их практического применения в качестве ингибиторов кан-

церогенеза.

Угнетение канцерогенеза в фазе инициации возможно путем воз-

действия на системы репарации ДНК. Восстановление ДНК после повре-

ждений осуществляется с помощью нескольких механизмов, в которых

участвуют разнообразные репаративные ферменты, контролируемые раз-

личными генами. И ферменты и соответствующие гены охарактеризованы

недостаточно. И хотя исправление повреждений ДНК на этом этапе ини-

циации представляется более перспективным с теоретической точки зре-


54

ния, чем многие другие способы коррекции, к настоящему времени пока

мало даже экспериментальных данных о возможности отбора анти-КГ из

этой группы. Имеются сведения об активации систем восстановления ДНК

под действием небольших доз УФ- и гамма-лучей, флеомицина, мексами-

на, интерферона, бета-лапашона, N-аденозил-N-метионина циннамальде-

гида, хлорида кобальта, полифенолов (таниновой, галликовой, эллагино-

вой кислот), бутирата натрия и ретиноевой кислоты.

Вероятно, в будущем методы генной инженерии позволят вмеши-

ваться в процессы регуляции генов, ответственных за репаративные функ-

ции клетки, с целью коррекции канцерогенеза. Это же замечание полно-

стью относится и к генам, контролирующим ферменты биотрансформации

КГ и антиокислительные энзимы, такие как супероксиддисмутаза.

Способностью ингибировать промоцию обладают следующие

группы веществ:

агенты, нормализующие процессы дифференцировки (бета-каротин,

бутират натрия, инозим, витамин А, синтетические ретиноиды);

нестероидные противовоспалительные средства (вольтерен, индомета-

цин, ортофен);

антиоксиданты (бутилгидрокситолуол и бутилгидроксианизол, токо-

ферол, эпигаллокатехингаллат, саркофитол А);

ингибиторы протеинкиназы С (сфинголипиды);

ингибиторы протеаз (лейпептин, антипаин, эпсилон-аминокапроновая

кислота);

полиамины (путресцин);

антиэстрогены (тамоксифен):

антипролиферативные агенты (эфлорнитин);

ингибиторы фосфоэстеразной активности (теофиллин, пентоксифил-

лин);

гипохолестеринэргики (мисклерон);

транквилизаторы (диазепам, дифенин, карбонат лития);

антидиабетические препараты (фенформин);

другие (малотодиапамин, 3-метил-3 гидроксишалкон).


55

Антипромоторы могут найти применение и в период прогрессии

опухолей, т.е. проявить свойства антипрогрессоров, как компонент проти-

ворецидивной, антиинвазивной и антиметастатической терапии. В каче-

стве примера необходимо отметить работы, выполненные под руковод-

ством проф. Б.М. Клячкина в 80 гг. Так, в экспериментах по химически

индуцированному канцерогенезу и на моделях перевивных опухолей у

мышей было показано протективное действие таких НПВС как мефенами-

новая кислота, оксиферрискарбон, делагил, а также ингибиторов протеаз-

гордокса и контрикала. Было зафиксировано удлиннение латентного пе-

риода возникновения опухолей, индуцированных метилхолантреном,

уменьшение инвазии и метастазирования перевивных опухолей, Акатол,

ММТ-1, карциномы Льюис и меланомы В-16. Более того, зафиксированы

и положительные клинические эффекты у отдельных инкурабельных

больных раком легкого и меланомой.

Однако, некоторые антиКГ, проявляющие положительную актив-

ность в фазе инициации, способны активизировать уже иницированные

клетки, т.е. демонстрируют опухолепромоцирующие свойства, как,

например, некоторые оксиданты. Это обстоятельство заставляет с осто-

рожностью относится к применению подобных препаратов без специаль-

ных показаний.

Все изложенное выше позволяет заключить, что ингибирование

начальных фаз канцерогенеза может быть осуществлено различными пу-

тями. Вместе с тем, такие вмешательства не являются избирательными, их

направленность зависит от химической структуры и особенностей дей-

ствия отдельных КГ, эффектов дозы, времени, порядка экспозиции, мно-

жественности КГ влияния, а также характеристики генотипа и эпигенети-

ческих особенностей организма. Принимая это во внимание, можно посту-

лировать, что искать единые, универсальные для любого человека пути

ингибирования канцерогенеза вряд ли целесообразно. И хотя имеющиеся к

настоящему времени данные по ингибиции канцерогенеза носят в основ-

ном экспериментальных характер, все же разработка методов химиопри-

филактики рака у человека является перспективной.


56

Все большую популярность в качестве антиканцерогенов приоб-

ретают препараты природного происхождения:

выделенные из лекарственных растений (лабазник вязолистый, солодка

голая и уральская, крапива двудомная, подорожник большой, береза

повислая, левзея сафлоровидная, элеутерококк колючий, женьшень);

выделенные из клеточных культур лекарственных растений (биожень-

шень, панаксел);

биологически активные пищевые добавки (кламин - таблетированный

препарат на основе концентрата ламинарии омыленной, фиточай “Со-

ло” из сбора лабазника, солодки, крапивы, подорожника и березы, по-

лиен-капсулы с концентратом из рыбьего жира, фибромед - на основе

отрубей пшеничных пищевых);

другие природные вещества (хвойный натуральный комплекс, оксигу-

мат торфяной, мумие и т.д.)

В настоящее время проводятся десятки эпидемиологических ис-

следований, ищущих подтверждение антиКГ свойств разнообразных пре-

паратов природного происхождения.

На фармацевтическом рынке появилось много комплексных пре-

паратов, претендующих на роль антиКГ средств. Например, словенская

фирма KRKA предлагает “Триовит”, в состав которого входят витамины С

и Е, бета-каротин (провитамин А) и селен. Вит. С действует в качестве

биоантиоксиданта в гидрофильной среде клетки, а также и по другим пу-

тям влияния на канцерогенез. Вит. Е (токоферол) и бета-каротин действу-

ют в качестве биоантиоксидантов в липофильной среде и тормозят сво-

боднорадикальные процессы в клеточных мембранах. Селен входит в со-

став фермента глутатион-пероксидазы и защищает липиды клеточных

мембран от реактивных кислородных соединений.

Помимо перечисленных подходов к химиопрофилактике рака в

настоящее время начата разработка принципиально новых методов, в час-

ности, создание антиканцерогенных вакцин.

КГ, будучи низкомолекулярными соединениями, сами по себе не

способны вызывать специфический иммунный ответ. Но после ковалент-

ного присоединения к макромолекулярному носителю они становятся гап-


57

тенами, т.е. приобретают свойство индуцировать синтез специфических

АТ. Впервые конъюгаты КГ с белками были синтезированы в 1937 г. в

Канаде. Ученые Creech H. и Franks W. иммунизировали крыс таким конъ-

югатом и обнаружили некоторое угнетение возникновения и роста опухо-

лей, индуцированных КГ, входящих в состав конъюгата. И только в начале

70-х годов ученые США вновь вернулись к эти разработкам, подтвердили

анти-КГ эффект иммунизации животных конъюгатом КГ-белок и даже

пошли дальше.

Они заменили явный КГ в конъюгате на его химический аналог, не

обладающий КГ активностью. Анти-КГ эффект после предварительной

иммунизации таким комплексом сохранялся. Впервые была высказана

идея о возможности анти-КГ вакцинации человека с помощью не КГ ана-

логов.

Ближе всех к решению этой проблемы подошли ученые Универси-

тета Бордо (Франция). В начале 90-х годов они получили моноклональные

анти-идиотипические АТ к КГ. Технология была такова. Сначала иммуни-

зировали кролика конъюгатом бензопирен-белок и выделяли из его крови

АТ к БП. Такие АТ называли АТ 1. Затем АТ 1 иммунизировали чистоли-

нейных мышей и выделяли из их селезенки клоны лимфоцитов, секрети-

рующих АТ против АТ 1. Отбирали из этих клонов те, которые секретиро-

вали АТ, способные конкурировать с БП за связывание с АТ 1. Такие мы-

шиные АТ называли АТ 2. Этими АТ 2 иммунизировали крыс и вводили

им БП. Контрольных крыс иммунизировали мАТ другой специфичности.

У опытных крыс развивался иммунный ответ на БП и одновременно -

устойчивость к БП. Опухоли под действием БП появлялись не у всех крыс,

и латентный период канцерогенеза был значительно длиннее, чем в кон-

троле. Иными словами, АТ 2 несли в себе внутренний иммунологический

образ КГ, не являясь самим КГ.

Учитывая то, что анти-идиотипические мАТ мышей , как группа

фармакологических препаратов, уже применяются в клинической практи-

ке, в т.ч. для лечения онкологических заболеваний (см. лекцию 6), исполь-

зование анти-КГ мАТ 2 в качестве анти-КГ вакцин у человека представля-

ется весьма перспективным. Этот подход используется нами, в Отделе

иммунологии рака КемНЦ СО РАН, в создании новой технологии профи-

лактики рака у человека, основанной на повышении иммунохимической

устойчивости к КГ окружающей среды.


58

Лекция 5.

ОПУХОЛЕВЫЕ МАРКЕРЫ

В предыдущих лекциях мы останавливались на методах исследо-

вания канцерогенеза в фазе индукции-промоции. Определение параметров

индивидуальной чувствительности к канцерогенам окружающей среды и

генетической предрасположенности к раку относится к новой области он-

кологии, которая получила название молекулярной онкоэпидемиологии.

Несмотря на важность этих методов в плане определения показаний и про-

тивопоказаний для химио-, иммуно- и генопрофилактики рака, а также

для лабораторной оценки эффективности этих и других превентивных ме-

роприятий, методы молекулярной эпидемиологии еще не нашли широкого

применения в клинике. Во-первых, потому, что сами технологии профи-

лактики канцерогенеза еще недостаточно апробированы и их место в про-

тивораковых мероприятиях не определено. Во-вторых, практикующие

врачи-онкологи имеют дело с опухолевыми заболеваниями в фазе про-

грессии. У них просто нет нужды в определении чувствительности к КГ и

генетической предрасположенности к раку, главное- как можно раньше

обнаружить уже возникшую и растущую опухоль и поскорее уничтожить

ее. В онкологической клинике обязательны специалисты по хирургии,

химио- и лучевой терапии, морфологии, но вы не встретите здесь специа-

листов по молекулярной биологии, иммунологии, биохимии. И тем не ме-

нее мостик в будущее онкологии постепенно формируется. Все более уве-

ренно используются исследования опухолевых маркеров, их ассортимент

постоянно расширяется, уточняется их диагностическая и прогностиче-

ская значимость, на смену одним приходят другие, более информативные

и привлекательные для практикующего врача. В этом разделе онкологии

уже достаточно точно определены свои принципы и законы развития. На

основании клинического опыта стали понятны реальные возможности

анализа опухолевых маркеров и обозначены вероятные перспективы раз-

вития. По-видимому, именно через оптимизацию исследования опухоле-

вых маркеров мы перейдем от задач по диагностике и лечению рака к ре-

шению задач по прогнозированию и профилактике.

Опухолевые маркеры представляют собой глико- и липопротеи-

ны, присутствие и изменение концентрации которых в периферической

крови или других биологических жидкостях организма коррелирует с

наличием и ростом опухоли. Часто в обозначении опухолевых маркеров

наличествует термин “антиген”. Это явление историческое и отчасти ме-

тодологическое. Отправной точкой поиска веществ, специфичных, харак-


59

терных только для опухолевой клетки, служило представление о чуже-

родности опухоли для организма. По аналогии с микробными антигенами

ученые пытались обнаружить в опухоли субстанции, с помощью которых

можно было бы индуцировать противоопухолевый иммунитет. Естествен-

но, для этого использовалось прежде всего иммунологические методы, и

при выделении первых и многих последующих компонентов опухолевых

клеток, претендующих на роль таких субстанций, они, конечно, называ-

лись антигенами. Позднее выяснилось, что многие т.н. антигены представ-

ляют собой обычные молекулы, характерные для нормальных клеток,

только синтезирующиеся в необычайно больших количествах именно в

опухоли. Но термин “антиген” к этому времени уже достаточно прочно

входил в оборот, к нему просто привыкали. Этому способствовало и то

обстоятельство, что для определения маркеров использовались и до сих

пор используются иммунологические методы с применением высокоспе-

цифичных антител. А любую субстанцию, реагирующую с антителами, так

и хочется назвать антигеном, даже если она ничем не отличается от нор-

мальных молекул, не является чужеродной для организма и не индуцирует

специфический иммунный ответ. Вместе с тем, многие опухолевые марке-

ры представляют собой настоящие антигены. Они синтезируются опухо-

левыми клетками на основе поврежденных, мутировавших генов, содер-

жат в себе отдельные участки, чужеродные для организма, и организм от-

вечает на появление таких маркеров развитием типичного иммунного от-

вета. Чтобы не путаться в дальнейшем изложении мы будем использовать

термин “опухолевый маркер” или называть эти маркеры так, как сложи-

лось и как принято в настоящий момент.

Обычно опухолевый маркер синтезируется опухолью и поступает

в систему кровообращения. Но он может продуцироваться и нормальными

тканями в ответ на инвазию раковыми клетками. С точки зрения диагно-

стической ценности идеальный опухолевый маркер должен продуциро-

ваться опухолью в достаточных количествах, чтобы его можно было опре-

делить с помощью современных методов. Кроме того, он не должен при-

сутствовать (или его должно быть значительно меньше) в крови у здоро-

вых людей или при доброкачественных опухолях и других заболеваниях.

Опухолевый маркер должен выявляться на ранних стадиях опухолевого

процесса, что дает возможность использовать его при скрининге конкрет-

ного вида опухоли. Его количество должно быть прямопропорциональным

объему опухоли и коррелировать с результатами противоопухолевого ле-

чения.


60

К сожалению, ни один из описанных в литературе опухолевых

маркеров не соответствует указанным выше критериям в полной мере.

Вместе с тем, по мнению большинства исследователей, при выборе опу-

холевого маркера нужно учитывать следующее.

Во-первых, необходима объективная и критическая оценка метода

определения маркера. Нужно знать чувствительность метода, т.е. нижнюю

границу, минимальное количество интересующего вещества, которое

можно обнаружить с помощью данного метода. Нужно знать специфич-

ность, т.е. наличие перекрестных реакций с веществами, дающими ложно-

положительные результаты. Для этого нужно знать и биологию маркера,

гомо- или гетерогенность исследуемого вещества, места и условия его ти-

пичного и нетипичного образования и т.д.

На втором этапе необходима критическая оценка изменений со-

держания маркера в биологических жидкостях при конкретной опухоли

предложенным методом его определения. Обнаружение повышенного со-

держания маркера у небольшого числа пациентов со злокачественной опу-

холью даже при высокой чувствительности и специфичности метода ана-

лиза не является основанием для клинического применения. И наоборот,

маркер, содержание которого увеличивается практически во всех случаях,

может быть чрезвычайно значимым при соблюдении других условий.

На третьем этапе нужно определить, в каком проценте наблюде-

ний с отрицательными результатами исследования маркера в последую-

щем будет диагностирована опухоль. Идеальный маркер, повышение

уровня которого можно определить на доклинической стадии роста опу-

холи, мог бы использоваться в скрининге на больших популяциях. Однако,

содержание большинства известных маркеров увеличивается на ранних

стадиях заболевания не достаточно часто, чтобы использовать их для ран-

ней диагностики. Учитывая еще и экономические критерии, большинство

исследователей и врачей в развитых странах мира уже давно отказались

от подобного применения маркеров.

Далее необходимо установить корреляции уровня маркера со ста-

дией и прогнозом рака. Количество известных опухолевых маркеров в ос-

новном увеличивается у пациентов с распространенным опухолевым про-

цессом. Однако, если повышение уровня маркера и коррелирует с про-

грессированием заболевания, это является следствием тесной связи коли-

чества маркера с массой опухоли, а не с ее распространенностью, с мета-

стазированием. Поэтому маркеры крайне редко используется для диагно-

стики распространенности опухоли, поздних стадий заболевания.


61

Наиболее важным в клинике считается использование маркера в

мониторинге лечения. Может ли он служить критерием эффективности

терапии? Указывает ли нормализация уровня маркера на то, что вся злока-

чественная опухоль удалена в ходе хирургической операции? Поскольку

при определении всех маркеров могут быть получены ложноотрицатель-

ные результаты, их использование не позволяет надежно оценить эффек-

тивность лечения. Даже при трофобластических опухолях, при которых

хорионический гонадотропин (ХГ) может являться моделью идеального

маркера, химиотерапия должна быть продолжена в течение нескольких

курсов, несмотря на то, что уровень ХГ снижается до нормальных значе-

ний после 1-2 курсов лечения.

Для оценки значимости опухолевого маркера используются не-

сколько критериев, утвержденных Комитетом экспертов Международной

федерации клинической химии по референтным величинам.

1. Диагностическая чувствительность (ДЧ) - это способность мар-

кера диагностировать заболевание у больных злокачественной

опухолью:

%100 ЛО ИП

ИП ДЧ

где ИП - число истинно положительных результатов анализа;

ЛО - число ложно отрицательных результатов.

2. Диагностическая специфичность (ДС) - это способность марке-

ра давать отрицательный результат в группе здоровых людей и больных

неопухолевыми заболеваниями:

Д С =ИО

ИО + Л П100%

где ИО - число истинно отрицательных результатов;

ЛП - число ложно положительных результатов.

3. Диагностическая эффективность (ДЭ) - это способность марке-

ра правильно выявлять больных и здоровых в исследуемой группе:

ДЭ =ИН + ИО

ИП + Л П + ИО + Л О100%

4. Прогностичность положительного результата (ППР) - характе-

ризуют вероятность того, что у обследованного человека с положитель-

ным результатом анализа есть заболевание:

ППР =ИП

ИП + Л П100%


62

5. Прогностичность отрицательного результата (ПОР) - характери-

зует вероятность того, что у обследованного человека с отрицательным

результатом нет заболевания:

ПОР = ИО

ИО + Л О100%

Чем ближе ДЧ и ДС к 100%, тем более эффективен маркер для

клинической практики. Показатели прогностичности положительного и

отрицательного результатов считаются дополнительными критериями, ко-

торые характеризуют надежность заключения о наличии или отсутствии

заболевания соответственно при положительном или отрицательном ре-

зультате исследования. Это имеет особо важное значение при проведении

массовых исследований.

Специфичность маркера чрезвычайно важна в диагностике рака.

Она позволяет определять увеличение содержания маркера в биологиче-

ской жидкости, специфичное для данной опухоли, а критерием наличия

искомой злокачественной опухоли может считаться повышение уровня

маркера выше установленной границы чувствительности.

Кроме того, при оценке диагностической значимости опухолевого

маркера важная роль принадлежит выбору состава референтных групп. В

эти группы должны входить больные с иммунопатологией и незлокаче-

ственной патологией соответствующих органов, а также больные с заболе-

ваниями печени. Число обследуемых людей в группах должно быть доста-

точным для проведения статистической обработки результатов исследова-

ния и составлять не менее 50 человек и иметь численное соответствие

между референтной и онкологической группой больных. В связи с этим

пороговое значение маркера должно устанавливаться на основании опре-

деления концентрации маркера не только у практически здоровых людей,

но и у больных перечисленных референтных групп. За порговое принима-

ется максимальное значение маркера, при котором в обследуемой кон-

трольной популяции число ИО результатов соответствует 95%.

Основные требования, предъявляемые к опухолевым маркерам:

1. Надежность и воспроизводимость метода анализа:

внутри серии определений < 5%

между сериями определений < 10%

2. Достаточная широта аналитичекого ряда - широкой прямой интервал на

калибровочном графике, который строится каждый раз на основе изме-

рений контрольных образцов жидкости с известным содержанием мар-

кера.

3. Высокая диагностическая специфичность >95%.


63

4. Высокая диагностическая чувствительность > 50%.

5. Корреляция с массой опухоли.

6. Невысокие цены и небольшой штат лаборатории.

Концентрация опухолевого маркера

может зависеть от следующих факторов in vivo:

1. Масса опухоли. Современные биохимические и иммунологические

методы анализа позволяют выявлять новообразования, при которых

число клеток достигает 109

- 1010

. Считается, что при таком размере

первичного очага в циркуляции вполне могут быть опухолевые клетки;

2. Распространенность опухоли. Нужно иметь в виду, что метастазы мо-

гут существенно отличаться от первичного узла по способности к син-

тезу и секреции маркера;

3. Интенсивность кровообращения опухоли;

4. Гистологическая структура и степень дифференцировки опухоли;

5. Степень экспрессии и синтеза маркера;

6. Высвобождение маркера опухолевыми клетками;

7. Катаболизм маркера;

8. Функциональное состояние печени и почек;

9. Экскреция маркера из организма;

10. Инструментальные методы обследования (биополя);

11. Прием лекарственных, в т.ч. специальных химиотерапевтических пре-

паратов;

12. Режим питания и т.д.

13. Вредные привычки (курение, прием алкоголя);

14. Наличие антител к мышиным иммуноглобулинам в крови пациентов;

15. Наличие аутоантител пациента к определенному маркеру.

Концентрация опухолевого маркера

может зависеть от следующих факторов in vitro:

2. Контакта емкости для забора образцов крови с кожей;

3. Загрязнение образца слюной;

4. Гемолиза образцов крови, наличие желтухи;

5. Временем между забором крови и выделением сыворотки (центрифуги-

роавнием);

6. Условий хранения образцов перед определением опухолевого маркера.


64

Показания к определению опухолевого маркеров

и корректная интерпретации результатов исследования

Большинство циркулирующих в крови опухолевых маркеров непри-

годны для скринингового обследования людей, у которых отсутствуют

симптомы заболеваний из-за недостаточной диагностической чувстви-

тельности и специфичности, а также из-за ограниченности прогностиче-

ских возможностей;

Проверка эффективности терапии. Изменения концентрации опухоле-

вого маркера могут на ранних этапах показать, будет ли успешной прово-

димая терапия. В случае устойчивого роста его концентрации необходима

коррекция терапии или ее отмена. Тестирование маркера не имеет смысла

при некурабельности больного со злокачественной опухолью.

Типичные ответы опухолевого маркера на лечение:

а) при полной регрессии опухоли маркер не определяется (содер-

жание ниже порогового уровня);

б) при частичной регрессии опухоли наблюдается снижение уров-

ня маркера более, чем на 50%;

в) прогрессирование опухолевого процесса сопровождается по-

вышением уровня маркера на 25% и более;

3. Мониторинг течения заболевания. Исследование маркеров с

этой целью позволяет нередко обнаружить метастазирование и/или реци-

див опухоли на 3 и более месяцев раньше клинических проявлений. У ряда

пациентов после хирургического удаления первичного очага опухоли те-

стирование маркеров может обеспечить более чувствительный монито-

ринг, чем эндоскопия, сонография или компьютерная томография. Знание

характера изменений уровня маркера позволяет в ряде случаев оптимизи-

роать время последующего детального обследования пациента. При со-

хранении низкого для данного пациента или нормального уровня маркера

в течение достаточно длительного периода времени последующее обсле-

дование, включающее инвазивные и дорогостоящие методы, представля-

ется излишним. И, наоборот, если уровень маркера возрастает, а информа-

ция о прогрессировании заболевания необходима для решения о тактике

лечения, такие инструментальные исследования показаны.

4. Идентификация резидуальных и рецидивных опухолей. Неадек-

ватно слабовыраженное снижение уровня опухолевого маркера или отсут-

стсвие его снижения вообще свидетельствует о наличии множественных

опухолей, информация такого рода может иметь терапевтическую и про-

гностическую ценность.


65

5. Раннее обнаружение опухоли. В некоторых случаях опухолевые

маокеры используются для ранней диагностики - обнаружение гепатоцел-

люлярного рака печени у больных циррозом печени; рака предстательной

железы у больных с доброкачественной гиперплазией простаты; рака тол-

стой кишки у больных полипозом толстой кищки.

6. Прогнозирование опухолевого процесса в тех случаях, когда

прогноз влияет на выбор терапии.

Все известные в настоящее время маркеры можно условно разде-

лить на несколько групп:

1) гликопротеины, не обладающие ферментативной или гормональной

активностью;

2) гликопротеины с гормональной активностью;

3) маркеры, обладающие ферментативной активностью;

4) маркеры белковой или пептидной природы;

5) маркеры- рецепторы (цитоплазматические или мембранные);

6) маркеры генетических дефектов;

7) маркеры множественной лекарственной резистентности опухолей;

8) биохимические показатели нефро-, гепато- и кардиотоксичности ле-

карственной терапии;

9) гормоны и биологически активные вещества при паранеопластических

синдромах;

10) другие.

В настоящей лекции мы попытаемся охарактеризовать только неко-

торые маркеры, широко применяемые в повседневной практике.

Раково-эмбриональный антиген (РЭА). Онкофетальный глико-

протеин, в норме продуцируется в эмбриональном периоде жизни. Имеет-

ся по крайней мере 14 генов, которые кодируют РЭА и семейство РЭА -

гликопротеинов (неспецифический перекрестный антиген - NCА 1 и 2; би-

лиарный гликопротеин (БГП). В сыворотке и других жидкостях организма

здоровых людей РЭА обнаруживаются в очень малых концентрациях.

Верхняя граница для здоровых некурящих 2,5 - 5 нг/мл сыворотки; для ку-

рящих 7 - 10 нг/мл. Превышение границы 5 нг/мл отмечено у 15% ку-

рильщиков и только у 2% некурящих здоровых людей. Вместе с тем,

умеренное повышение концентрации РЭА до 10 нг/мл обнаружено у 50%

больных доброкачественными заболеваниями кишечника, поджелудочной

железы, печени и легких, а также при хроническом гепатите, панкреатите,

язвенном колите (коррелирует с активностью процесса); при хронической

пневмонии, бронхите, туберкулезе, эмфиземе легких, муковисцедозе и

аутоиммунных заболеваниях. При этих заболеваниях уровень РЭА снижа-


66

ется после клинического улучшения в отличие от больных со злокаче-

ственными опухолями, у которых концентрация РЭА постепенно увеличи-

вается.

Повышенное содержание РЭА в сыворотке крови обнаружено у

больных раком поджелудочной железы (64%), желудка (40-60%), щито-

видной железы (50%), органов женской репродуктивной системы (25-

75%), молочной железы(30-50%).

Однако основной локализацией, при которой РЭА используется

наиболее широко, является рак толстой кишки, особенно при хорошо

дифференцированных опухолях. При низкодифференцированных адено-

карциномах тест на РЭА часто отрицательный. Следовательно, результат

не доказывает отсутствие рака и наоборот, положительный результат не

говорит однозначно о наличии злокачественной опухоли.

Повышение уровня РЭА коррелирует со стадией заболевания. Ча-

стота положительных тестов при стадиях А, В, С, Д рака толстой кишки

составляет соответственно 32, 56, 69 и 86%, а средний уровень 8, 30, 58 и

134 нг/мл.

При рецидивах и метастазах определение РЭА диагностически эф-

фективно, если его уровень превышает 25 нг/мл, но вопрос о повторной

лапаротомии по поводу рецидива рака толстой кишки на основании высо-

кого уровня РЭА пока остается спорным.

Определение РЭА используется для контроля эффективноси хи-

мио- и лучевой терапии рака толстой кишки, в 70% случаев снижение

уровня РЭА коррелирует с положительным эффектом лечения.

Уровень РЭА коррелирует с прогнозом заболевания. Неблагопри-

ятным признаком считается изначально большое содержание РЭА.

Определение РЭА для ранней диагностики и формирования групп

высокого риска развития рака толстой кишки весьма проблематично, т.к.

его уровень в стадии А как уже говорилось, повышен только у 32% боль-

ных.

При других злокачественных новообразованиях определение РЭА

не имеет важного значения в диагностике и прогнозе, м.б. за исключением

мелкоклеточного рака легких, при котором превышение уровня РЭА бо-

лее 50 нг/мл говорит о плохом прогнозе. И тем не менее, анализ РЭА ча-

сто выполняется в комплексе с определением других маркеров, более спе-

цифичных для каждой конкретной локализации рака.

Альфа-фетопротеин (АФП) - гликопротеин, образуется в физио-

логических условиях в желточном мешке, фетальной печени, фетальном

гастроинтестинальном тракте. АФП выявляется в сыворотке плода, начи-


67

ная с 4 недели беременности, максимум наблюдается между 12 и 16 неде-

лями, перед рождением он снижается. В возрасте 1 года нормальный уро-

вень АФП такой же, как у взрослых, и равен 15 нг/мл. АФП проходит че-

рез плацентарный барьер и может быть выявлен в достаточно высоких

концентрациях в сыворотке крови матери с пиком между 32 и 36 неделя-

ми.

У здоровых взрослых людей концентрация АФП в сыворотке крови

колеблется от 1 до 25 нг/мл, при этом у 99% она не превышает 10 нг/мл.

Любые соединения, вызывающие пролиферативные процессы, в т.ч. кан-

церогены и промоторы, могут индуцировать синтез АФП. Поэтому неуди-

вительно повышение уровня АФП до 40 - 500 нг/мл у 10 - 25% больных с

незлокачественными заболеваниями печени: циррозом, хроническом гепа-

тите, подостром некрозе. Определение АФП эффективно для раннего вы-

явления гепатоцеллюлярного рака в группах повышенного риска: цирроз

печени, хронический HВs-положительный гепатит. В этих случаях анализ

АФП рекомендуется выполнять 2 раза в год. Увеличение концентрации

больше 200 нг/мл свидетельствует о большой вероятности наличия рака

печени. Уровень АФП у больных гепатоцеллюлярным раком может пре-

вышать норму в сотни и даже в тысячи раз. Диагностическая чувствитель-

ность колеблется от 30 до 80% и зависит от массы опухоли и стадии про-

цесса. Содержание АФП хорошо коррелирует с ответом опухоли на хи-

миотерапию. Значительное снижение уровня свидетельствует об эффек-

тивности лечения, но поскольку полный регресс опухоли, как правило, от-

сутствует, нормализации уровня АФП не наблюдается. Полное хирургиче-

ское удаление рака сопровождается резким уменьшением количества АФП

в сыворотке крови. Рекомендуемая схема мониторинга после операции:

ежемесячно до полугода, далее - 1 раз в 3 месяца до 2 лет, затем дважды в

год. Персистирующее увеличение свидетельствует о нерадикальности опе-

рации.

Наиболее эффективно сочетание АФП и РЭА в дифференциальной

диагностике гепатоцеллюлярного рака и метастазов в печень других опу-

холей. При первичном раке резко возрастает АФП, а РЭА может лишь

чуть-чуть превышать норму. При метастазах уровни РЭА высоки и даже

превышают АФП.

Эффективен анализ АФП и при диагностике опухолей из гермина-

тивных клеток. Его уровень повышается при всех тератокарциномах, ра-

ках яичников и яичек, содержащих элементы желточного мешка.


68

Исследования АФП в скрининге на раннее выявление гепатокарци-

номы нерационально даже среди популяций с высокой частотой ее воз-

никновения, поскольку опухоль в этом случае выявляется лишь в 0,04%.

Повышение содержание АФП возможно и при других опухолях, но

гораздо реже, и потому его анализ не имеет никакой ценности для их диа-

гностики и мониторинга.

Раковый антиген 19-9 (СА 19-9) - гликолипид, относящийся к гап-

тену Lewis-детерминант изоантигена эритроцитов. Концентрация в сыво-

ротке крови 99,6% здоровых людей не превышает 37 Ед/мл. Является

компонентом эпителиальных клеток желудка, тонкой кишки и поджелу-

дочной железы плода; поджелудочной железы, печени и легких у взрос-

лых.

Са 19-9 выделяется с желчью и поэтому даже небольшой холестаз

может приводить к значительному повышению его уровня. Увеличение

количества Са 19-9 наблюдается при доброкачественных и воспалитель-

ных заболеваниях ЖКТ вплоть до 500 Ед/мл, но в основном не более 100.

При доброкачественных заболеваниях поджелудочной железы его концен-

трация повышается у 35% больных и не превышает 440 Ед/мл.

Повышение уровня отмечено при раках желчных путей (73%); же-

лудка (42-64%); толстой кишки (18-37%); печени (22%). Является основ-

ным маркером рака поджелудочной железы с диагностической чувстви-

тельностью 87% и специфичностью 94%. Уровень Са 19-9 коррелирует с

размером, распространенностью и плохим прогнозом опухоли; снижается

у 50 % больных после хирургического удаления опухоли. Рекомендуемый

режим мониторинга после операции: ежемесячно в 1 год; каждые 2 месяца

в последующие 2 года и далее 2 раза в год.

Определение Са 19-9 непригодно для ранней диагностики рака

поджелудочной железы.

Одновременный анализ Са 19-9 и РЭА повышает вероятность ран-

него выявления рецидивов колоректального рака до 90% и опережает кли-

нические проявления на 4-6 месяцев.

Раковый антиген 72-4 (СА 72-4) - муциноподобный гликопротеин.

Применяется как маркер мониторинга и оценки лечебного эффекта карци-

номы желудка. Специфичность составляет 100%, а чувствительность - 48%

по сравнению с доброкачественными желудочными заболеваниями. Верх-

няя граница нормы 4 Ед/мл. Хорошо коррелирует со стадиями , исчезает

после радикальных операций, рано увеличивается при возникновении ре-

цидивов и метастазов. Комбинация с РЭА повышает чувствительность до

64% при раке желудка.


69

Раковый антиген 15-3 (СА 15-3) - муциноподобный гликопротеин

с высокой чувствительностью при РМЖ. У небеременных женщин верх-

няя граница нормы - 28 Ед/мл, в 3 триместре беременности - до 50 Ед/мл.

Повышение уровня более 50 Ед/мл в сыворотке крови больных РМЖ ука-

зывает на наличие скрытых метастазов и необходимость дополнительных

инструментальных исследований, исключающих генерализацию процесса.

В мониторинге после хирургического этапа лечения рекомендуется опре-

делять СА 15-3 не раннее, чем через 6 недель, далее - каждые 3 месяца.

Возрастание уровня более, чем на 50% регистрируется за 4 месяца до раз-

вития клинической картины рецидива или метастазов. При совместном

применении с РЭА чувствительность повышается на 10%.

Муциноподобный раково-ассоциированный антиген (МСА) - гли-

копротеин с муциноподобными свойствами. Используется для мониторин-

га РМЖ . У 90% здоровых мужчин и небеременных женщин содержание в

крови достигает 11 Ед/мл. При РМЖ чувстительность составляет 80% и

спечифичность 84%. Отмечена связь со стадиями, однако при 1 и 11 ста-

диях его повышение незначительно. Рекомендуется для контроля за лече-

нием и выявлением рецидивов - в 93% случаев уровень МСА повышается

за 18 месяцев до появления клинических признаков. Желательна комбина-

ция с СА 15-3.

Раковый антиген 125 (СА 125) - гликопротеин, полученный из

клеточной линии рака яичников человека, обнаруживается в серозных, но

не в муцинозных аденокарциномах яичников. У 97% здоровых людей

концентрация СА 125 не более 35 Ед/мл. У 83% больных РЯ его уровень

составляет 145 19 Ед/мл. При верхней границе 65 Ед/мл СА 125 имеет

чувствительность 87%. Коррелирует со стадией, величиной остаточных

опухолей после операции, эффектом при химиотерапии. Однако нормали-

зация уровня СА 125 не исключает повторного хирургического вмеша-

тельства, т.к. возможно наличие небольших опухолевых узлов в брюшине.

Повышение количества более, чем на 50% регистрируется на 4 мес. рань-

ше клинических проявлений рецидива.

Значительное повышение уровня СА 125 возможно при опухолях

ЖКТ, РЛ, РМЖ, при доброкачественных гинекологических опухолях и

воспалительных процессах с вовлечением яичников , а также при заболе-

ваниях, связанных с поражением серозных оболочек: эксудативном плев-

рите, перикардите, перитоните, хр. панкреатите , гепатите, циррозе печени

с асцитом (в 71%); во время менструаций, в 3 триместре беременности

(менее 50 Ед/мл); при патологии слизистой матки, кистах яичника, ауто-

иммунных заболеваниях.


70

Тканевой полипептидный антиген (ТПА) - кератинный полипеп-

тид, после РЭА занимает 2 место в ряду онкофетальных антигенов. Лока-

лизуется на плазматической мембране и ЭПР опухолевых клеток, проду-

цируется пролиферирующими клетками. В норме содержится в высокой

концентрации в плаценте, меконии и эмбриональных тканях. Частота по-

ложительных тестов на ТПА в сыворотке крови больных злокачественны-

ми опухолями значительно выше, чем при заболеваниях незлокачествен-

ного характера. Верхняя граница у здоровых людей - в пределах 85 - 120

Ед/мл.

Значительное увеличение концентрации ТПА коррелирует со ста-

дией опухолевого процесса (от 80 до 100%) у больных раком молочной

железы, бронхов, толстой и прямой кишки, шейки матки, яичников и мо-

чевого пузыря. Однако маркер имеет низкую диагностическую специфич-

ность. При повышении верхнего предела нормы падает диагностическая

чувствительность. Используется для мониторинга РМЖ, РЛ, РМП, РПЖ,

РПрЖ, РТПК в комбинации с другими маркерами, чаще всего с РЭА.

Простатический специфический антиген (ПСА) - гликопротеин,

обладающий протеолитической активностью, синтезируется эпителием

ацинусов и канальцев предстательной железы, поступает в семенную жид-

кость, где и проявляет свои протеолитические своиства. Секреторная ак-

тивность эпителия нормальной ПрЖ обеспечивает относительно неболь-

шое содержание ПСА в сыворотке крови, процесс малигнизации сопро-

вождается резким повышением уровня ПСА. Однако воспалительные про-

цессы, гипертрофия и гиперплазия ПрЖ также характеризуется увеличе-

нием концентрации ПСА, это затрудняет интерпретацию результатов ана-

лиза.

В крови ПСА связывается ингибиторами протеаз (альфа-1-

антихимотрипсином, альфа-1-ингибитором протеаз, альфа-2-

макроглобулином), но какая-то часть циркулирует в свободной форме. В

качестве порогового значения для общего ПСА принята концентрация 4

нг/мл, а для соотношения свободного и общего ПСА - значение 0,15.

При доброкачественной гиперплазии ПрЖ 64% пациентов имеют

нормальный уровень общего ПСА. В пределы 4,1 - 10 нг/мл попадает 26%,

свыше 10,1 нг/мл - 10% (в том числе только 1,5% от 20,1 до 40 нг/мл) и 1%

- выше 40,1 нг/мл. При РПрЖ 76% больных имеют уровень ПСА свыше

10,1 нг/мл, в том числе 18% от 20,1 до 40 нг/мл и 36% - выше 40,1 нг/мл.

При злокачественных опухолях мочевого тракта содержание ПСА мало

отличается от нормальных значений для мужчин старше 50 лет.


71

Степень увеличения концентрации свободного ПСА в сыворотке

крови больных РПрЖ была ниже, чем общего ПСА.

При дифференциальной диагностике РПрЖ и ДГПрЖ наибольшие

трудности представляет т.н. “неопределенная” зона концентрации общего

ПСА (4- 10 нг/мл). В этот интервал попадают значительные доли больных

обеих групп. Однако, средняя величина соотношения свободного и общего

ПСА в этой ситуации для РПрЖ существенно ниже (0,13), чем для ДГПрЖ

(0,29). Комплексный анализ свободного и общего ПСА повышает чувстви-

тельность и специфичность соответственно до 93 и 95% при проведении

дифдиагностики РПрЖ и ДГПрЖ.

В 1993 г. была принята общеевропейская программа, в которой

определение ПСА наряду с ректальным обследованием ПрЖ было реко-

мендовано в качестве скинингового метода диагностики РПрЖ. При по-

ложительном результате пальпаторного обследования и концентрации

ПСА менее 4 нг/мл пациенты наблюдаются ежегодно, тогда как при

уровне ПСА более 10 нг/мл предлагается биопсия. При увеличении ПрЖ и

концентрации ПСА от 4 до 10 нг/мл измерение общего и свободного ПСА

проводится каждые 6 мес., и при повышении уровня на 20% и более реко-

мендуется биопсия.

Нейронспецифическая енолаза (НСЕ)- фермент, идентифициро-

ванный в нейронах и нейроэндокринных клетках APUD-системы. Верхняя

граница в норме составляет 12,5 нг/мл, для доброкачественных опухолей

легких - 25 нг/мл. При специфичности 95% относительно группы с хрони-

ческими заболеваниями легких повышение концентрации НСЕ обнаруже-

но у 40% больных РЛ. Используется в качестве маркера как в диагностике,

так и в мониторинге больных мелкоклеточным РЛ. Повышение НСЕ отме-

чено и при нейроэкзодермальных и при нейроэндокринных опухолях.

Cyfra 21-1 - 19-й фрагмент цитокератина. У здоровых людей верх-

ний предел маркера в сыворотке крови составляет 2,3 нг/мл. Считается

наиболее полезным маркером при плоскоклеточном раке легкого, когда

его уровень повышается до более высоких величин и в большем числе

случаев по сравнению с хроническими неспецифическими заболеваниями

легких, доброкачественными опухолями, а также аденокарциномами и

мелкоклеточным РЛ.

Антиген плоскоклеточной карциномы (SCC) - гликопротеин, вы-

делен из печеночных метастазов плоскоклеточной карциномы шейки мат-

ки. Верхняя граница - 2 нг/мл. Может повышаться до 10 нг/мл при почеч-

ной недостаточности. Основная область применения - мониторинг течения

заболевания и эффективность лечения при плоскоклеточной карциноме


72

шейки матки (чувствительность 70-85%), раках носоглотки и уха (чувстви-

тельность 60%).

Хорионический гонадотропин человека (ХГЧ) - гликопротеино-

вый гормон, образуется физиологически в синцитиотрофобластах плацен-

ты. В герминомах образуется трофобластическими структурами или син-

цитиотрофобластическими гиганскими клетками (клетками семиномы).

Верхняя граница у мужчин и небеременных женщин - 5 МЕ/мл. У мужчин

и небеременных женщин повышение уровня ХГЧ является верным при-

знаком злокачественной опухоли - герминомы. Чувствительность при кар-

циноме яичника и плаценты - 100%; при хорионаденоме - 97%; при несе-

миноматозных герминомах - 46-48%; при семиноме - 7-14%. Тестирова-

ние ХГЧ проводится для мониторинга гермином яичка и мониторинга бе-

ременности.

Таким образом, рациональное использование общепринятых опу-

холевых маркеров достигается при следующих локализациях злокаче-

ственных новообразованиях человека:

1. Толстая кишка: основной маркер РЭА, вспомогательный - СА 19-9;

2. Поджелудочная железа: осн. - СА 19-9, вспом. - РЭА;

3. Желудок: осн. - СА 72-4, всп. - РЭА;

4. Пищевод: РЭА и SCC; даже в комбинации условно информативны.

5. Печень: АФП;

6. Желчные протоки: СА 19-9;

7. Молочная железа: РЭА и СА 15-3;

8. Яичники: осн. - СА 125, вспом. СА 72-4;

9. Шейка матки: осн. - SCC, вспом. - СА 72-4;

10. Хорион: ХГЧ;

11. Легкие: мелкоклеточный рак: осн. - НСЕ, вспом. - CYFRA 21-1; не-

мелкоклеточный рак: осн. - CYFRA 21-1; вспом. - РЭА

12. Герминома: АФП и ХГЧ;

13. Простата: ПСА;

14. Мочевой пузырь: CYFRA 21-1 и ТРА, даже в комбинации условно ин-

формативны;

15. Опухоли носоглотки: осн. - SCC, вспом. - РЭА;

16. Щитовидная железа: ТГЧ.


73

Особое место среди опухолевых маркеров занимают неспецифиче-

ские маркеры, выполняющие сходные функции при различных онкологи-

ческих заболеваниях. Наибольший интерес среди них представляют мак-

роглобулины, свойства которых вносят существенный вклад в процессы

прогресси и опухолей и с успехом используются в диагностике, а в пер-

спективе - и в терапии злокачественных новообразований. Фундаменталь-

ные исследования макроглобулинов в нашей стране выполняются в ЦНИЛ

Новокузнецкого ГИДУВ под руководством проф. Н.А. Зорина. В настоя-

щее время проводятся масштабные клинические испытания диагностиче-

ской ценности анализа макроглобулинов при различных онкологических

заболеваниях, которые уже позволяют сделать обоснованные выводы о

несомненной перспективности этого направления.

К семейству макроглобулинов человека относятся 2-

макроглобулин (МГ), ассоциированный с беременностью 2-гликопротеин

(АБГ) и ассоциированный с беременностью протеин А (АБП-А). Макро-

глобулины состоят из 2-4 идентичных субъединиц. Две субъединицы об-

разуют димер при помощи ковалентных связей, а два димера формируют

тетрамер за счет связей нековалентной природы. МГ и АБП-А являются

именно такими тетрамерами, а АБГ-димером.

Макроглобулины относятся к ингибиторам протеиназ, но обладают

уникальным механизмом реакции с ферментами. Протеазы попадают в по-

лость - “ловушку”; имеющуюся в каждой субъединице макроглобулина,

где фиксируются, но сохраняет свою активность по отношению к белкам и

пептидам, способным проникать в ловушку. При захвате протеиназ моле-

кулы макроглобулинов конформационно уплотняются и приобретают спо-

собность присоединятся к рецепторам на поверхности различных клеток.

Антипротеазные свойства макроглобулинов позволяют регулировать ре-

акции, зависящие от активности данных ферментов, например, управлять

системой комплемента.

Стабильные комплексы с макроглобулинами образуют практически

все известные цитокины: интерлейкин, интерфероны, факторы роста и

факторы некроза опухолей. Цитокины могут фиксироваться нативными

макроглобулинами, не вызывая при этом “захлопывания” ловушек, что

позволяет этим комплексам достаточно долго находится в циркуляции.

При конформационном уплотнении, вызванном захлопыванием ловушек,


74

макроглобулины, несущие цитокины, присоединяются к клеткам и реали-

зуют функции, управляемые цитокинами. Избыток же цитокинов, попадая

в ловушки с протеиназами, разрушается.

Все вышеизложенное показывает, что макроглобулины являются

одними из главнейших универсальных регуляторов функций иммунной

системы короткодистантного типа, в т.ч. противоопухолевой функции. Ра-

нее предполагалось, что макроглобулины, особенно АБГ, наделены ис-

ключительно иммуносупрессивными свойствами. Однако действие ком-

плексов макроглобулинов с белками не столь однозначно. Напрмер, ком-

плексы с плазмином обладают выраженным комитогенным действием.

Коль скоро плазмин, будучи протеолитическим ферментом, активно

участвует в процессах метастазирования опухолей, можно предположить,

что макроглобулины в некоторых ситуациях способны стимулировать

прогрессию опухолей. Разнонаправленное действие макроглобулинов при

раке обусловлено, очевидно, и тем, какие именно цитокины образуют

комплексы с макроглобулинами.

Источники макроглобулинов в организме многообразны, они могут

синтезироваться гепатоцитами, фибробластами, макрофагами, клетками

крови и клетками опухоли. Концентрации различных макроглобулинов в

крови и тканях варьируют в широких пределах. В плазме крови здоровых

людей содержание МГ составляет 2-3 мг/мл; АБГ- не более 20 мкг/мл;

АБП-А - не более 0,05 мкг/мл. Концентрация двух последних белков у

женщин вдвое больше, чем у мужчин. Предполагается, что это связано со

стимулирующим действием эстрогенов.

Содержание АБГ в сыворотке крови возрастает при раках легкого,

молочной железы, эндометрия, яичников, гортани, желудка, прямой

кишки и лейкемии. Оно увеличивается пропорционально росту массы

опухоли у 60-80% неоперированных больных и в 85-92% случаев рециди-

ва заболевания.

Данные о МГ менее однозначны. Его концентрация остается неиз-

менной при раке гортани, резко возрастает при раке легкого и не менее

резко снижается при терминальных состояниях, вызванных различными

злокачественными опухолями.

Исследования АБП-А в этом плане продолжаются и пока не приве-

ли к достоверно обоснованным выводам.


75

В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что получаемая в

результате тестирования опухолевых маркеров информация должна быть

не только сама по себе корректной, но также и обязательно представлять

практическую ценность, т.е.:

позволяла выявлять заболевание или оценивать риск его возникновения

у относительно здоровых лиц, и/или

помогала врачу поставить больному правильный диагноз, и/или

позволяла делать прогностические выводы, и/или

помогала контролировать течение заболевания и оценивать эффектив-

ность проводимой терапии.

Если в ходе исследования ни одна из перечисленных целей не до-

стигается, значит исследование можно считать излишним. Оно не прине-

сет пациенту пользы и, вполне возможно, не оправдав наших ожиданий,

окажется травмирующим. К сожалению приходится констатировать, что

во многих случаях, по крайней мере в г. Кемерово, некоторые врачи по

причине малой грамотности или, того хуже, из корыстных побуждений

навязывают пациентам анализ опухолевых маркеров без особой на то

нужды.

Ситуация с маркерами канцерогенеза в фазе инициации не столь

определенна. На роль таких маркеров в настоящее время претендуют:

- аддукты КГ с ДНК и белками;

- антитела к КГ;

- антитела к аддуктам КГ с ДНК;

- продукты онкогенов и антионкогенов;

- антитела к продуктам онкогенов и антионкогенов.

Все большей популярностью пользуется анализ аддуктов КГ с

ДНК и анализ продуктов онкогенов и антионкогенов. Для первого вида

анализа используются как правило лимфоциты периферической крови, для

второго - сыворотка крови, моча и даже экскременты.

Мы считаем, что анализ антител к КГ незаслуженно остается в те-

ни. Не столько потому, что он технически более прост и экономичен по

сравнению с другими, но главным образом потому, что его можно исполь-

зовать в будущем в определении показаний и оценке эффективности при-

менения анти-КГ вакцин (см. лекцию № 4).


76

Лекция 6. БИОТЕРАПИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ

НОВООБРАЗОВАНИЙ Успехи химиотерапии, которые наблюдались в течение 50-60-х г.

прошлого века, окрылили ученых и создали впечатление, что решение проблемы рака с помощью цитостатичеких препаратов уже близко. Имен-но поэтому в 1971 г. президентом США Ричардом Никсоном была объяв-лена “война против рака”. Как предполагалось Национальным институтом рака, в результате этой “войны” смертность населения от онкологических заболеваний к 2000 году сократится на 50%. Время показало, как сильно ошибались американские ученые в своих смелых прогнозах: несмотря на определенные успехи в лечении отдельных форм рака,

смертность в целом от онкологических заболеваний не только не уменьшилась, но значительно возрасла;

химиотерапия при солидных опухолях по-прежнему носит преимуще-ственно паллиативный характер, имея целью не излечение, а продление жизни больных и обеспечение удовлетворительного ее качества;

достижение лучших результатов при использовании известных препара-тов в настоящее время маловероятно в связи с особенностями механиз-ма их действия и кинетики опухоли.

Дальнейший прогресс химиотерапии зависит от: синтеза или выделения новых высокоактивных веществ с противоопу-

холевой активностью; дальнейших попыток эскалации дозы препаратов с последующей транс-

плантацией костного мозга или периферических стволовых клеток; поиска путей эффективного преодоления врожденной и приобретенной

резистентности к цитостатикам; поиска новых высокоэффективных протекторов осложнений химиоте-

рапии; поиска новых режимов введения или комбинации хорошо известных

препаратов. Вместе с тем, последние 25 лет ознаменовались революционными

достижениями в молекулярной биологии, которые постепенно сформиро-вали базис для нового направления в лечении онкологических заболева-ний, которое получило название биотерапии.

Биотерапия, по определению С. Розенберга (1995), подразумевает лечение больных раком путем активизации естественных защитных меха-низмов или введения естественных полимерных молекул. В отличие от химиотерапии, основанной на использовании клеточных ядов, биотерапия более патогенетична. Она включает очень разные по характеру методы, которые пока классифицируются следующим образом:


77

I группа - методы, направленные на активизацию противоопухоле-вого иммунитета, т.е. активная иммунотерапия. Она включает в себя: не-специфическую иммунотерапию, специфическую иммунотерапию, генную терапию.

II группа - методы пассивной иммунотерапии. Это использование антител (моноклональных и поликлональных, в т.ч. их конъюгатов с ток-синами или радиоизотопами), а также клеток (опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов - TIL и лимфокинактивированных киллеров - LAK)

Эта классификация достаточно условна, т.к. некоторые виды лече-ния, например, использование цитокинов, могут быть отнесены к обеим группам. Кроме того, некоторые виды биотерапии часто сочетаются. Например, противоопухолевые вакцины (активная специфическая имму-нотерапия) сочетается с применением различных адьювантов (активная неспецифическая иммунотерапия).

Активная неспецифическая иммунотерапия

Попытки неспецифической стимуляции иммунной системы с надеждой на возможное усиление противоопухолевой защиты предприни-мались практически с начала 20 века. Наибольшей популярностью как средство неспецифической иммунотерапии пользовалась вакцина БЦЖ (Bacillus Calmette - Guerin). Это имело серьезные экспериментальные обоснования: БЦЖ резко усиливала реакции отторжения опухолей у жи-вотных. Большие надежды на клиническую эффективность БЦЖ не оправ-дались. Ни в одном рандомизированнном исследовании системное приме-нение БЦЖ при распространенных раках, а также при меланоме с метаста-зами в регионарных лимфоузлах не приводило к желанному результату. Однако БЦЖ оказалась достаточно эффективной и до настоящего времени активно используется при местном применении (внутриопухолевое введе-ние или инстилляции в мочевой пузырь при поверхностном раке).

В качестве неспецифических адьювантов использовались в разное время (да и сейчас в некоторых лабораториях) Corynebacterium parvum и компоненты стенок некоторых других бактерий. Они вызывают местную воспалительную реакцию с активацией антигенпрезентирующих макро-фагов, Т- и В-лимфоцитов, с выбросом цитокинов и факторов некроза опухоли.

С целью системной неспецифической стимуляции иммунитета се-годня применяется только левамизол (декарис) при раке толстой кишки. По рекомендации NCI использование 5-фторурацила в комбинации с ле-вомизолом является стандартным адьювантным лечением рака толстой кишки стадии Duke C (т.е. с метастазами в регионарных лимфоузлах).


78

Активная специфическая иммунотерапия

В настоящее время имеются убедительные экспериментальные до-

казательства целесообразности развития активной специфической имму-

нотерапии в онкологии. К ним относятся:

возможность предупреждения приживления сингенной опухоли после

предварительной иммунизации против нее чистолинейных животных;

возможность лизиса Т-лимфоцитами in vitro аутологичных опухолевых

клеток у животных и человека;

возможность продукции Т-лимфоцитами цитокинов в ответ на стимуля-

цию in vitro аутологичными опухолевыми клетками у животных и чело-

века;

возможность получения in vitro популяции Т-лимфоцитов с противо-

опухолевой активностью, которая может быть реализована после введе-

ния их в организм животного или человека;

наличие опухолевых антигенов, которые могут быть распознаны цито-

токсическими Т-лимфоцитами.

Клинический опыт использования активной специфической вакци-

нотерапии начинается с 60-70-х годов 20-го столетия . В настоящее время

проводятся многочисленные предклинические и клинические исследова-

ния по применению вакцин, основанных на использовании опухоль-

ассоциированных антигенов. Такое название они получили потому, что

могут экспрессироваться не только опухолевыми, но и некоторыми нор-

мальными клетками, т.е. не являются строго опухолеспецифичными, при-

сущими только опухоли. Клинические испытания вакцин проводятся при

меланоме, раках предстательной железы, шейки матки, молочной железы,

толстой и прямой кишки.

При этом применяются как чистые, так и неочищенные или частич-

но очищенные вакцины, а также вакцины из полных опухолевых клеток и

из белков, извлеченных из опухоли в результате теплового воздействия. В

зависимости от источника антигена вакцины подразделяются на:

аутологичные (из опухолевых клеток больного);

аллогенные (из клеток линий опухолей других больных);

рекомбинантные или синтетические вакцины.

К сожалению, до настоящего времени оптимальный вариант не

определен, т.к. каждый из них имеет как достоинства, так и недостатки.

Вакцины из аутологичных клеток обеспечивают возможность вос-

произведения индивидуальных антигенных характеристик опухоли. К их

недостаткам относятся: необходомость получения клеток из опухоли са-

мого пациента и технические трудности этой процедуры; административ-


79

ные сложности в получении разрешения на этот вид лечения у каждого

больного; низкая иммуногенность опухоли и/или преимущественное вы-

деление из нее не- или малоиммуногенных клонов в процессе подготовки

вакцины.

При использовании вакцин из аллогенных клеток отпадают выше-

перечисленные недостатки аутологичных вакцин; появляется возможность

получения более широкого спектра опухолеассоциированных антигенов из

нескольких линий; появляется возможность трансфекции в клетки особых

генов, повышающих иммуногенность вакцины. Главный недостаток вак-

цин-возможное несоответствие по антигенному спектру опухоли больно-

го.

Рекомбинантные вакцины получаются путем биотехнологического

синтеза in vitro опухолевыми или бактериальными клетками (E. Coli) опу-

холевых антигенов в чистом виде. Они могут обеспечить выраженный им-

мунный ответ, т.к. можно получить их в большом количестве. Кроме то-

го, препараты таких вакцин можно унифицировать, что значительно

упрощает административно-правовые проблемы их использования в кли-

нике. Главный недостаток рекомбинантных синтетических вакцин - высо-

кая степень вероятности ускользания клеток опухоли больного от индуци-

рованного иммунного ответа. Антигенный спектр таких вакцин узок, а

опухоли по своему антигенному составу гетерогенны и изменчивы в про-

цессе роста и лечения.

Подводя итоги многочисленных испытаний разнообразных вакцин

в различных лабораториях мира, можно отметить слабую их эффектив-

ность у большого числа исследуемых пациентов и на этом фоне выражен-

ный эффект у отдельных больных, вплоть до полного регресса опухоли.

Основными препятствиями для активной иммунотерапии являются:

недостаточная иммуногенность опухолевых антигенов;

способность опухоли вызывать анергию эффектных клеток путем выде-

ления ИЛ-10, TGF- ;

гетерогенность первичного узла по клоновому составу;

клональные различия первичной опухоли и метастазов.

Для повышения эффективности вакцинотерапии необходимо:

максимальное уменьшение объема опухолевой массы в организме (ци-

торедуктивные операции);

достаточная иммунокомпетентность организма больного;

отсутствие внешних иммуносупрессивных воздействий;

одновременная активная неспецифическая иммунотерапия (БЦЖ, ИЛ-2,

КСФ).


80

Будущее вакцинотерапии в онкологии никогда не представлялось

таким радушным, как сейчас, т.к. вакцины практически нетоксичны, могут

предупреждать возникновение рецидивов после хирургического лечения и

теоретически способны предупреждать возникновение других опухолей,

несущих аналогичные антигены.

В качестве примера можно привести результаты рандомизирован-

ного исследования по оценке эффективности адьювантной вакцинотера-

пии больных раком ободочной кишки стадий В и С по Дюку. После опе-

рации 254 больных были разделены на 2 группы: вакцинотерапия и кон-

троль. Вакцину приготавливали из клеток аутологичной опухоли и вводи-

ли внутрикожно 4 раза по схеме:

1 (30 день) 107 облученных клеток БЦЖ

2 (37 день) то же

3 (44 день) 107 облученных клеток без БЦЖ

4 (180 день) то же

В контрольной группе число больных с рецидивом достигало 28%,

а в опытной 16%. В контрольной группе умерло от рака 25%, а в опытной

- 17%. Результаты адьювантной вакцинотерапии в стадии В были лучше,

чем в стадии С. Наиболее частыми побочными реакциями были: местное

изъязвление (98%), региональный лимфаденит (67%), лихорадка в первые

24 часа (40%).

Принципиально новый подход к вакцинотерапии рака представляет

собой использование т.н. анти-идиотипических антител. Сначала путем

иммунизации животных опухолевыми клетками или выделенным опухо-

леассоциированным антигеном получают поли- или моноклональные ан-

титела к интересующему антигену. Эти антитела называют первыми. По-

том ими иммунизируют животных и получают анти-антитела, которые

называют вторыми. Вторые, анти-идиотипические антитела несут в себе

внутренний иммунологический образ опухолевого антигена. Если вторы-

ми антителами иммунизировать животное или человека, то развивается

иммунный ответ на опухолевый антиген. Как правило он сопровождается

и противоопухолевым эффектом. В настояшее время в мире идет работа

по созданию такого типа вакцин для лечения колоректального рака, мела-

номы, рака молочной железы.

Сейчас ни у кого нет сомнений в том, что несмотря на технологи-

ческие и организационные трудности “второе рождение” вакцинотерапии,

которое наблюдается в последние годы, приведет к ее внедрению в прак-

тику лечения злокачественных опухолей в ближайшее время.


81

Генотерапия

Генотерапия - наиболее бурно развивающееся и перспективное

направление биотерапии. Достаточно сказать, что на 1 июня 1999 г. в ми-

ре было зарегистрировано уже 380 протоколов генотерапии и 3173 паци-

ента имели в своем теле генетически модифицированные клетки. Из них в

онкологии применялось 240 протоколов(63%), по которым были пролече-

ны 2166 человек (68% от общего числа).

Под генотерапией понимается лечебный метод, основанный на пе-

реносе функционирующего генетического материала в клетки больного с

целью коррекции генетических ошибок или придания новых генетических

особенностей этим клеткам. Лечебный эффект генных терапевтических

средств достигается в результате:

корректировки или замены дефектного гена;

экстрахромосомной экспрессии введенного терапевтического гена;

подавления функции “больного” либо сверхактивного гена (антисэнсте-

рапия).

Основываясь на типе клеток-мишеней, генотерапию можно раз-

делить на соматическую и фетальную.

Имея в виду тактику введения генетических конструкций, можно

выделить генотерапию:

системную (в/в, в/м);

локальную (сосуды, органы, опухоли).

Почти все существующие протоколы в той или иной мере осно-

ваны на локальном введении генетических конструкций.

Исходя из способов доставки терапевтического гена, выделяют

протоколы, использующие:

вирусные векторы;

невирусные векторы и методы (микроинъекции в клетки, электропорта-

ция).

Основными направлениями генотерапии в онкологии являются:

модификация генетического аппарата опухолевых клеток с целью по-

вышения их иммуногенности;

модификация иммунных эффекторных клеток с целью повышения их

способности к распознаванию и лизису опухолевых клеток;


82

модификация генетического аппарата опухолевых клеток с целью по-

вышения их чувствительности к цитостатикам;

модификация генетического аппарата здоровых клеток с целью повы-

шения их резистентности к цитостатикам;

Первые два направления относятся собственно к активной иммуно-

терапии. Вторые два представляют собой т.н. комбинированную хи-

мио/генотерапию.

Первые испытания генно-инженерных методов повышения имму-

ногенности неоплазм завершились с успехом. Так, в одном из эксперимен-

тов в опухолевые клетки трансфецировали гены главного комплекса ги-

стосовместимости человека (HLA B7, в частности). Эти гены кодируют

белки, которые представляют аутоантигены, в т.ч. опухолевые, для распо-

знавания иммунными клетками. После трансфекции злокачественные

клетки начинают активнее продуцировать опухолеспецифические антиге-

ны, что активирует противоопухолевый иммунитет. Существенно, что за-

щитная реакция организма осуществлялась не только против модифици-

рованных, но и против исходных клеток новообразования.

Целью иммунотерапии является не только стимуляция противоопу-

холевого ответа, который может быть адекватным антигенности опухоли,

но и реверсия индуцированной этой же опухолью иммуносупрессиии. Хо-

рошо известно, что лимфоцитам для уничтожения опухолевых клеток не-

обходим ИЛ-2 для увеличения киллерного потенциала лимфоцитов. Ло-

кальная гиперпродукция злокачественными тканями интерлейкинов “при-

влекает” в очаг новообразования лимфоциты, в т.ч. цитотоксические. Под

действием интерлейкинов усиливается их функциональный потенциал, и

противоопухолевый иммунный ответ становится эффективным. Т.о.

трансфицированные злокачественные клетки индуцируют локальную ре-

акцию, направленную на собственное уничтожение. При подобном подхо-

де нет необходимости в генетической модификации всей опухоли: не-

большая группа неопластических клеток, экспрессирующих интерлейкин,

может привлекать лимфокиллеры к опухоли в целом. Первые результаты с

трансфекцией генов цитокинов представляются многообещающими.

Принципиально новый двухэтапный подход к лечению опухолей,

связанный с локальной метаболической активацией химио-препаратов по-

лучил название GDEPT (gene directed еnzyme prodrug therapy). Его целью


83

является повышение чувствительности опухолевых клеток к химиотера-

певтическим средствам. Известно, что такие алкилирующие цитостатики,

как циклофосфамид и его изомер ифосфамид фармакологически инертны

и нетоксичны для клеток. Их активация в клетках происходит под дей-

ствием ферментов семейства цитохромов Р450. В результате образуются

цитотоксические метаболиты: 4-гидрокси-ЦФА и горчичный фосфорамид.

Но очень часто активность этих ферментов в опухоли ниже, чем в исход-

ной нормальной ткани. Поэтому системное применение цитостатиков со-

провождается и значительной системной токсичностью. Метод GDEPT

заключается в локальном введении генетических конструкций цитохромов

Р450 в опухоль с последующим применением алкилирующих препаратов.

И хотя эти разработки носят пока только экспериментальный характер,

чрезвычайная их перспективность для химиотерапии опухолей очевидна.

Пассивная иммунотерапия

Идея использования антител с терапевтической целью при раке

предложена еще Паулем Эрлихом. Однако действительно пассивная им-

мунотерапия стала реальностью только в конце 70-х годов после внедре-

ния гибридомной технологии получения моноклональных антител, высоко

специфичных к опухолевым антигенам.

Наиболее важные механизмы противоопухолевого действия мАТ:

комплемент-зависимая цитотоксичность;

антитело-зависимая клеточная цитотоксичность.

Своими гипервариабельными участками (Fab-фрагменты) мАТ

присоединяются к антигенам на поверхности клеток, а константным

участком (Fс-фрагмент) мАТ фиксируют комплемент или цитотоксиче-

скую клетку, которые собственно и разрушают клетки-мишени.

Несмотря на простоту концепции использования мАТ в онкологии,

проблема еще далека от полного разрешения по следующим причинам:

мАТ биохимически и биологически нестабильны, что требует особых

условий их хранения и транспортировки;

мАТ плохо проникают из кровяного русла;

мАТ, будучи как правило мышиными, являются иммуногенными для

человека и индуцируют образование анти-мышиных инактивирующих

анти-антител:


84

узкая специфичность мАТ и антигенная гетерогенность и изменчивость

опухоли и метастазов.

В настоящее время предпринимаются большие усилия с целью по-

вышения эффективности терапии мАТ.

Наиболее перспективным считается получение биспецифичных ан-

тител, которые одним гипервариабельным участком связываются с опухо-

левой клеткой, а другим - с рецептором Т-киллера, что обеспечивает их

тесный контакт.

Для снижения иммуногенности мАТ с помощью сложнейших ме-

тодов генной инженерии получают химерные и гиперхимерные мАТ. Они

содержат мышиный гипервариабельный участок и человеческий невариа-

бельный участок. Гиперхимерные, “гуманизироанные” мАТ содержат все-

го 10% мышиного белка и 90% - человеческого. В результате частота об-

разования нейтрализующих анти-антител у человека снижается с 74% до

4%.

Для повышения экстравазальной диффузии применяют усеченые

мАТ, без Fс-фрагмента или отдельные Fab-фрагменты. В последнем слу-

чае мАТ лишаются своих натуральных свойств фиксировать комплемент и

иммунокомплементные клетки. К ним присоединяют цитостатические

препараты, токсины или радионуклиды. Т.о. мАТ выполняют роль про-

водников, обеспечивающих более специфическую, адресную доставку

противоопухолевых средств точно по назначению.

В настоящее время предклинические и клинические испытания

проходит большая группа мАТ в разных странах. В Германии зарегистри-

рован и разрешен к клиническом применению панорекс - мышиное мАТ

против поверхностного антигена 17-1А, экспрессируемого опухолями

ободочной кишки. Применение панорекса по результатам 7-летнего

наблюдения показало снижение числа умерших на 32%, числа рецидивов -

на 23% и числа отдаленных метастазов - на 23%. В настоящее время про-

водится крупномасштабное клиническое исследование (более 3000 боль-

ных), в котором сравнивается панорекс и панорекс + стандартная химио-

терапия (5-ФУ + лейковарин). Этот пример показывает, что пассивная им-

мунотерапия не рассматривается как альтернатива химиотерапии. Наобо-

рот, несопостивимо малая токсичность мАТ является хорошей предпосыл-

кой для рационального их сочетания с известными цитостатиками, значи-


85

тельно расширяет возможности современного лекарственного лечения и

делает его более эффективным.

Цитокинотерапия

Использование цитокинов несет в себе черты как активной. так и

пассивной иммунотерапии. Перспективы их практического применения

появились с получением рекомбинантных форм цитокинов в достаточных

количествах. Наиболее значительным являются интерфероны , , , ИЛ-2,

КСФ. В последнее время активно изучаются ФНО, ИЛ-1, ИЛ-12. В клини-

ческой практике в основном используются интерферон . Интерфероны

обладают иммуномодулирующей активностью, оказывают антипролифе-

ративное действие, ингибируют ангиогенез в опухоли, способствуют диф-

ференцировке опухоли, усиливают экспрессию различных поверхностных

антигенов. Препараты этой группы давно используются для лечения мела-

номы, рака почки, толстой кишки, саркомы Капоши, волосатоклеточного

лейкоза. Эффективность интерферонов при солидных опухолях колеблет-

ся от 5 до 30%.

ИЛ-2 продуцируется активированными Т-лимфоцитами и играет

центральную роль в иммунорегуляции, в первую очередь стимулируя рост

Т-лимфоцитов. В результате применения ИЛ-2 наблюдается лимфоидная

пролиферация и реверсия иммунодефицитных состояний. ИЛ-2 активно

применяется за рубежом при меланоме, раке почки и толстой кишки. У

10% больных с его помощью удается добиться полного исчезновения при-

знаков заболевания, а у 15% - частичного регресса.

Кроме того, ИЛ-2 является компонентом т.н. адоптивной терапии.

Этот вид лечения предполагает введение больному клеток с противоопу-

холевой активностью - лимфокинактивированных киллеров (ЛАК). Лим-

фоциты выделяют из крови или опухоли, активируют их деление in vitro и

вводят опять больному в сочетании с ИЛ-2. В 10% удается получить пол-

ный и у 20% - частичный лечебный эффект при меланоме и раке почки. К

сожалению, это лечение высокотоксично.

Таким образом, даже такое краткое описание достижений биотера-

пии позволяет считать ее очень перспективным методом лечения онколо-

гических заболеваний.


86

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Александров В.А. Итоги и перспективы исследований по химио-

профилактике рака // Вопр. онкол., 1997, №1, с. 124-129

2. Александров В.А. и др. Принципы и перспективы химиопрофилак-

тики рака // Вопр. онкол., 1991, №4, с. 387-393

3. Белохвостов А.С. и др. Роль молекулярногенетических исследова-

ний в диагностике солидных опухолей // Вопр. онкол., 1999, №6, с.

599-606

4. Глушков А.Н. Антитела в канцерогенезе - Кемерово, Кузбасвузиз-

дат, 2000, 164 с.

5. Жданов Р.И. Генная терапия: надежды и реалии // Вопр. биолог.,

мед. фарм. химии, 1999, №4, с. 3-6

6. Зорин Н.А. и др. Возможная роль семейства макроглобулинов при

раке // Вопр. онкол., 1994, № 1-3, с. 18-24

7. Ковалев В.И и др. Поток чужеродных веществ: влияние на челове-

чество // Природа, 1980, с. 90-101

8. Козлов В.А. и др. Активность цитохромР450 -зависимых моноокси-

геназ и функции иммунокомпетентных клеток // Вестн. АМН СССР,

1991, №12, с 8-12

9. Кушлинский Н.Е. Возможности, неудачи и перспективы исследова-

ния опухолевых маркеров в современной онкологической клинике //

Клин. лаб. диагностика, 1999, №3 с. 25-32

10. Магарилл Ю.А. и др. Социально-экономические аспекты заболевае-

мости злокачественными новообразованиями в Кузбассе / Иммуно-

химия канцерогенеза: доклады семинара, Кемерово, 21 ноября 2000

г. // Под ред. А.Н. Глушкова. - Кемерово, 2001, с. 7-11

11. Малахов С.М. и др. Оценка существующего положения охраны

окружающей Среды в Кемеровской области, прогноз экологической

ситуации, пути ее улучшения // Экология и экономика: региональ-

ные проблемы перехода к устойчивому развитию. Взгляд в ХХI век.

Всероссийская научно-практ. конф., т 1, с. 142-145

12. Моисеенко В.М. Применение моноклональных антител для лечения

злокачественных солидных опухолей // Вопр. онкол., 1999, №4, с.

458-462

13. Моисеенко В.М. и др. / Биотерапия при злокачественных новообра-

зованиях // Рос. онкол. ж., 1997, №5, с. 57-59

14. Моисеенко В.М. и др. Вакцинотерапия злокачественных опухолей //

Вопр. онкол., 1999, №3, с. 327-332


87

15. Пирузян Л.А. и др. Химические аспекты деятельности человечества

и охрана природы // Природа, 1980, №3, с. 2-12

16. Соколов Н.Н. Комбинированная химиотерапия/генотерапия опухо-

лей на основе активации противоопухолевых препаратов генетиче-

скими конструкциями цитохромов семейства Р450 // Вопр. мед. хи-

мии, 1999, №6, с. 462-471

17. Худолей В.В. Химические канцерогены // НИИ химии С.-П. гос.

унив., С.-П., 1999, 419 с.

18. Худолей В.В. и др. Пути развития и перспективы экологической он-

кологии

// Вопр. онкол., 1997, №1, с. 116-119

19. Худолей В.В. и др. Теоретические основы направленного поиска

ингибиторов химического канцерогенеза // Вопр. онкол., 1996, №5,

с. 113-117

20. Янковский Н.К. и др. Машина об одном колесе // Природа, 2000,

№8, с. 9-15


88

Отпечатано редакционно-издательским отделом

Кемеровской государственной медицинской академии

650029, Кемерово,

ул. Ворошилова, 22а.

Тел./факс. +7(3842)734856; [email protected]

Подписано в печать 14.03.2002.

Формат 30 211/2. Бумага офсетная.

Гарнитура таймс. Ризография.

Усл. печ. л. 4,9. Тираж 100 экз.

Технические редакторы: С. В. Черно, О. В. Богданова

Лицензия ЛР №21244 от 22.09.97


416.основы канцерогенеза, прогнозирования,...

Documents

Transcript of 416.основы канцерогенеза, прогнозирования,...