1. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Современные представления о
противоопухолевом иммунитете
Киселева Е.П.
2013

2. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Пауль Эрлих 1854-1915
«Биологические этюды»,
1911
«О современном
состоянии учения о
раке»

3. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
1899-1985 1922-
Бернет Ф.М. Прен Р.Т., Лаппе M.A.
Иммунологический надзор Теория иммуностимуляции
при новообразованиях развития опухолей
Transplant Rev. 1971;7:3-25. Tranpl. Rev. 1971, v.7, p.26-54.
Нобелевская премия 1960 г.

4. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Обе гипотезы исходили из того, что:
• все опухоли антигенны (в нормальном организме нет
антигенов, изменение конфигурации белков на поверхности
опухолевых клеток делает их антигенными).
• Т-лимфоциты распознают опухолевые антигены и
уничтожают опухолевые клетки
• Прен считал свою теорию дополняющей иммунный надзор:
иммунная система может и разрушать опухоль и
стимулировать ее рост. Есть много фактов, не
укладывающихся в понятие иммунного надзора.
Лимфозависимая фаза роста. «Трофоцитарная» функция
лимфоцитов в к-ре при соотношении л/м. Winn-тест.
Феномен «проскальзывания».
• Прен: эффект иммунной реакции на тканевые мишени
является бифазным 1. стимуляция клеточного деления и
роста; 2. разрушение клеток и ингибиция клеточного роста.

5. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
• Обе теории остаются недоказанными
гипотезами, поскольку механизм
распознавания и уничтожения, также
как распознавания и стимуляции роста
опухолевых клеток, неизвестен

6. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Иммунный надзор (совр.)
Включение клеток врожденного иммунитета
Иммунологический надзор за опухолевым
ростом – процесс, при котором врожденный и
адаптивный иммунитет идентифицируют и
элиминируют собственные клетки организма,
которые подверглись трансформации в
процессе генетических изменений,
индуцированных с помощью вирусов или
химически или произошедших спонтанно.
• Т-лимфоциты
• Макрофаги и NK-клетки

7. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Противоопухолевая защита
• IL-12→Th1 →IFN-γ →CD8+
→МКФ
• Th2 →эозинофилы (хемокин эотаксин, IL-5 )
• Th17 →усиливают продукцию IL-12 в мкф → активация
CD8+, NK, нейтрофилов (через IFN-γ signaling)
• Мкф CD47-SIRP (все клетки имеют CD47, блокирующий
фагоцитоз)
• Клетки, имеющие NKG2D-рецептор:
NK, γδ-Tкл, CD8+, ДК-киллеры
распознают стрессорные молекулы, сходные с MHC I
класса. У человека - MIC A, MIC B, у мыши RAE-1и H60
• NKT

8. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Проопухолевое действие
• Т-рег
• MDSC незрелые миелоидные супр.кл.
GR-1+
• В-лимфоциты (IL-10, IL-6, AT, ИК)

9. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Роль Т-регуляторных клеток (Feng, 2010)
• Считаются основными клетками, поддерживающими
аутотолерантность
• Обнаруживаются в опухолях и в крови больных
• Их количество увеличивается по мере прогрессирования
заболевания
• Формируются в микроокружении, богатом IL-10 и TGF-β
(выделяют сами опухоли и TAM)
• Способствуют опухолевому росту (или являются
свидетелями ?) Противоречивые данные в отношении
прогноза при разных локализациях опухолей
• Удаление в эксперименте приводит к усилению
противоопухолевогй защиты и развитию аутоиммунных
реакций
• Противоположные результаты – продукция IL-17 и
ангиогенная роль T рег (Blatner et al., 2012)

10. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Опухоле-ассоциированные Т рег
клетки (Savage et al., 2013)
• nTregs или
iTregs?
• Многофункцио
нальные
клетки
• Функция может
зависеть от
конкретного
окружения

11. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Опухолевые антигены
Из репертуара Опухолеспецифи-
нормального
генома (TAA): ческие (TSA):
• Эмбриональные (α- • Продукты
ФП, РЭА) мутантных генов
• Гетероорганные (p53)
• Дифференцировочн
ые (PSA) • Вирусные антигены
(папилома-вирус и вирус гепатита)
• Амплифицированн только профилактика –
ые (HER-2/neu) противоинфекционный иммунитет
Доказано, что они вызывают иммунные реакции (AT и СTL), но это
не приводит к элиминации (цитотоксичность только In vitro). Нет
корреляции с клиникой. Дисдифференцировка.

12. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Рестрикция Т-клеточных эпитопов по HLA I и II
классам (Paul, Foundamental Immunology 2008)
Категория Экспрессия Эпитоп HLA Рестрикция
Рак testis
MAGE-A1 Многие оп EADPTGHSY A1 I
MAGE-A3 Многие оп EVDPIGHLY A1` I
NY-ESO-1 Многие оп SLLMWITQC A2 I
NY-ESO-1 Многие оп SLLMWITQCFLPVF DPβ1*0401/2 II
Дифференцировочный антиген меланоцитов
MART-1 Меланома AAGIGILTV A2 I
gp100 Меланома ITDQVPSFV A2 I
gp100 Меланома YLEPGPVTA A2 I
Тирозиназа Меланома YMDGTMSQV A2 I
Ттирозиназа Меланома QNILLSNAPLGPQFP DRβ1*0401 II
Тирозиназа Меланома SYLQDSDPDSFQD DRβ1*0401 II
gp100 Меланома TTEWVETTARELPIPEPE DRβ1*0401 II

13. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Рестрикция Т-клеточных эпитопов по HLA I и II
классам (Paul, Foundamental Immunology 2008)
Категория Экспрессия Эпитоп HLA Рестрикция
Избыточная экспрессия продукта гена
PRAME Меланома LYVDSLFFL A24 I
FGF-5 Карцинома NTYASPRFK A3 I
почки
Мутировавшие антигены
CDK4 Меланома ACDPHSGHFV HLA-A2 I
p14ARF:125– Многие оп AVCPWTWLR HLA-A*1101 I
133,
p16INK4a:111 Многие оп AVCPWTWLR HLA-A*1101 I
–119
HLA-A*1101 Меланома - HLA-A*1101 I

14. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Harold B. Hewitt
• Br.J.Cancer, 1976, 33, 241-259
• 15 лет работы с изографтами спонтанных опухолей у
мышей низкораковых линий показали полное
отсутствие их иммуногенности после
предварительной иммунизации
• Все канцероген- и вирус-индуцированные опухоли
являются артефактами и не походят для
тестирования иммунотерапии

15. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Механизмы элиминации
предраковых клеток у дрозофил
(Ohsawa et al., 2011)
Нормальные клетки имагинального эпителия
элиминируют соседние предраковые клетки путем
поглощения через JNK-PVR-ELMO/Mbc сигналинг

16. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Роль врожденного иммунитета
Репаративный иммунный ответ при росте
опухолей:
1. Ответ на мертвые клетки
2. Участие иммунной системы в
неоангиогенезе опухолей и
формировании стромы

17. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Иммунный ответ на мертвые клетки
(иммуногенная клеточная смерть, стерильное воспаление)
• Гибель нормальных клеток в
результате инвазивного роста
• Спонтанный некроз опухолевых клеток
• Гибель опухолевых клеток в процессе
химио- и рентгенотерапии

18. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
• Некроз – неотъемлемая характеристика солидных
опухолей (наиболее ярко проявляется в быстрорастущих
опухолях у животных)
• Возникает спонтанно вследствие недостаточности
кровообращения. Гипоксия и последующая гибель клеток
опухоли являются мощным сигналом, запускающим
процессы ангиогенеза
• Две функции – стимулирует рост оставшихся в живых
опухолевых клеток и индуцирует воспаление
(DAMPs→мкф), вследствие которого также образуются
сосуды и вновь стимулируется опухолевый рост
• Каскад последующих событий включает
экспоненциальный рост опухолевых клеток, который
затем превышает функциональные возможности уже
существующей сосудистой сети и дает начало новой
волне смерти опухолевых клеток. Таким образом,
опухолевый рост представляет собой цикличную смену
волн клеточной пролиферации и гибели опухолевых
клеток, сменяющих друг друга.

19. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Гепатома 22а, 3 сут 3 сут
7 сут 7 сут - ангиогенез

20. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
7 сут 14 сут - некрозы
28 сут - некрозы 28 сут - митозы

21. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Активация
макрофагов,
лейкоцитоз
крови,
спленомегалия
Int J Cell Biol
Kiseleva et al.,
2011

22. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Иммунный ответ на мертвые
опухолевые клетки (Bartunkova, Spisek, 2009)
Активация рецепторов на ДК
Презентация антигенов Т-клеткам
DAMPs как адъюванты
CD91,LOX-1,SR-A TLRs NALP3 TLR3, TLR4, TLR9
Показано на опухолевых клетках, обработанных цитостатиками

23. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Раньше цитотоксическую терапию рассматривали исключительно, как
иммуносупрессивную.
Противоопухолевая терапия
индуцирующая иммуногенную неиндуцирующая
клеточную смерть иммуногенную клеточную
смерть
• Антрациклины • Этопозид
(доксорубуцин и • Митомицин С
митоксантрон) • Тапсигаргин
• Оксалиплатин • Цисплатин
• Ионизирующее облучение
При химио- и радиотерапии происходят разные варианты клеточной
смерти: апоптоз, некроз, аутофагия, митоточеская катастрофа,
пироптоз (Kepp et al., 2011; Ma et al., 2011)

24. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Эффекты стерильного
воспаления
• Активация клеток врожденного
иммунитета
• Созревание ДК
• Кросс-презентация антигенных
пептидов на MHC-I (через активацию
DNGR-1 рецептора), участие HSP
• Адьювантный эффект в отношении
CD4+ и CD8+ клеток
• HMGB1 – ангиогенный эффект

25. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Иммунная реакция
на опухолевые
клетки
ответ на живые ответ на мертвые
опухолевые клетки опухолевые клетки

26. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Сосудистая биология (Vascular
biology )
Folkman J. 1933-2008
Tumor angiogenesis:
therapeutic
implications.
Количество публикаций по ангиогенезу N.Eng.J.Med. 1971,
285, 1182-1186.

27. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Основные результаты
• Выделены и охарактеризованы основные
ангиогенные (VEGF и др.) и анти-ангиогенные
факторы
• Пересмотрен патогенез многих заболеваний,
в т.ч. солидных опухолей, ревматоидного
артрита, диабетической ретинопатии,
псориаза
• Получены новые фармакологические
препараты для анти-ангиогенной (лечение
избыточного ангиогенеза) и проангиогенной
терапии (лечение недостаточного
кровоснабжения) многих заболеваний

28. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Новое понимание иммунологии
опухолей
• Установлена роль иммунной системы в
регуляции ангиогенеза
• Все клетки иммунной системы,
оказывающие проангиогенные
эффекты, способствуют опухолевому
росту

29. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Двойственная роль макрофагов
при опухолевом росте
Альберто Мантовани,
1948 -
Mantovani A, Bottazzi B, Colotta F, Sozzani S,
Ruco L.
The origin and function of tumor-
associated macrophages (TAM).
Immunol Today. 1992 Jul;13(7):265-70.
Впервые показано, что TAM инфильтрируют опухоль не в
результате Т-опосредованного иммунного ответа, а
привлекаются с помощью хемоаттрaктантов, продуцируемых
опухолью (MCP-1, M-CSF, GM-CSF, VEGF)

30. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Симбиоз TAM и опухолевых клеток
• Стимуляция ангиогенеза
• Продукция ростовых факторов,
стимулирующих рост опухолевых
клеток
• Продукция протеаз, разрушающих
внеклеточный матрикс и
способствующих инвазии
• Подготовка метастазирования (опухоль
системно активирует макрофаги через
продукцию TNF-a, TGF-b и VEGF –
экспрессия белков S100 на эндотелии в
местах будущих mts; S100 –
хемоаттрактанты для опухолевых и Двуликий
миелоидных клеток Hiratsuka, 2006)
бог Янус

31. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
«Пятая
колонна»

32. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Привлечение миелоидных клеток
в опухоли (Murdoch, 2008)
Клетки Хемоаттрактанты Рецепторы
Моноциты крови CCL2, CCL3, CCL4, CCL5 CCR2, CCR1, CCR5
VEGF, PlGF VEGFR1, VEGFR2
ДК CXCL12, CCL8 CCR4, CCR1, CCR2
β-дефенсин CCR6
VEGF VEGFR2
Незрелые BV8 EG-VEGFR1, EG-VEGFR2
миелоидные CCL2, CXCL12, CXCL5 CCR2, CXCR4, CXCR2
клетки MDSC SCF CD117
Нейтрофилы CXCL8, CXCL6 CXCR1
CXCL1, CXCL3, CXCL5, CXCL8 CXCR2
Эозинофилы CXCL11 CCR3
Тучные клетки CSF CD117
IL-3 CD123 (IL-3R)
Adrenomedullin unknown

33. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Ангиогенные Ингибиторы
факторы ангиогенеза
• VEGF
• bFGF • IL-12
• GM-CSF • IFN-γ (IP-10)
• IL-4, IL-8, TNF-α, TGF-β • IFNs I типа
• HGF, SCF • CXCL14 (BRAK)
• PGE2 • Ретиноиды
• MMP1,7,9,12 • Витамин D3
• Лактат • Тромбоспондин-1 (TSP-1)
• Cox-2
• Глюкокортикоиды
• Аргиназа
• Семафорины III
• Остеопонтин
• IL-17

34. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Клетки, стимулирующие ангиогенез
• Врожденный иммунитет:
Макрофаги
Нейтрофилы
Эозинофилы
Тучные клетки
ДК
НК
Незрелые миелоидные клетки (Gr1+) MDSC
γδT-клетки
• Приобретенный иммунитет
Т-лимфоциты (продукция цитокинов TIL→VEGF; Th17)
Плазматические клетки

35. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Ангиогенные эффекты Th17
(Murugaiyan G, Saha B, 2009)
Th17 инициируют и
поддерживают воспаление в
опухоли – двойственная роль
IL-17→
фибробласты →VEGF →TGFβ
фибробласты →IL-6
→привлечение мкф
фибробласты →PGE2
мкф →IL-1βα,TNFα
→хемокины, привлекающие
нейтрофилы
IL-6+ TGFβ
→дифференцировка Th17
→петля →поддержание
опухолевого роста и mts
γδT-клетки (TIL)→IL-17 (Silva-
Santos, 2010)

36. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Этапы опухолевого роста:
клеточная смерть/выживание
Стресс- индуциро-
ванная клеточная
смерть (апоптоз, Ростовые
аутофагия, некроз) факторы
I II III IV
латентный
пролиферация образование стромы метастазирование
период
PAMPs
TLRs← DAMPs TNF-α – стимулирует
Препятствуют развитию опухолевый рост на
апоптоза (↑сFLIP, XIAP, ранних этапах, анти-
↓Bax, Caspase-9) Ioannu 2010 апоптозхное действие

37. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Повреждение, Гипоксия→ синтез Небольшой % опухоле-
ангиогенных фак- вых клеток выживает и
воспаление, хронич. торов, хемокинов еще меньший способен
инфекция в соседних индуцировать рост
тканях Привлечение мкф, сосудов.
нейтрофилов, ДК, Мкф - протеиназы –
Ростовые незрелых
факторы ремоделирование
миелоидных кл. матрикса
I II III IV
латентный
пролиферация образование стромы метастазирование
период
Ростовые факторы
– подвижность
опухолевых клеток
Иммунная система

38. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Доказано, что воспалительная и ангио-
генная реакции клеток врожденного
иммунитета стимулируют опухолевый
рост, что следует учитывать при
разработке иммунотерапии:
• Избирательная стимуляция
противоопухолевых реакций иммунитета
• Подавление проопухолевых реакций
иммунитета (анти-ангиогенная терапия, в
т.ч. цитостатики, ингибиция миграции
воспалительных клеток в опухоль,
ингибиция миграции клеток-
предшественниц в опухоль)

39. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Существует ли иммунный ответ
на опухолевые антигены?
• Опухолевые антигены являются
собственными антигенами организма
«из репертуара нормального генома»
• Чужеродных антигенов нет, нет ни
протективного, ни акцептивного
иммунитета
• Иммунный ответ на опухоль –
проявление репаративной функции
• Идея «гетерогенизации опухолей»

40. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Спонтанная регрессия опухолей
• Связана с острыми инфекциями
• Самые разные возбудители – бактерии,
грибы, простейшие, вирусы
• Снижение риска возникновения рака у
больных сифилисом, туберкулезом,
малярией, трипаносомозом
• Теория о том, что острые инфекции с
высокой температурой снижают риск
развития раковых заболеваний. Применение
антибиотиков и антипиретиков может
приводить к увеличению заболеваемости
(Hobohm, 2009)

41. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
William B. Coley
1862-1936
Токсин Колея: фильтрат
Streptococcus pyogenes и
Bacillus prodigiosus (Serratia
marcescens)
Элиминация опухолей
связана с теми же самими
механизмами распознавания,
которые используются для
борьбы с патогенами
(Parish, 2002)

42. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
- не все опухоли одинаково
чувствительны (саркомы
лучше, чем карциномы)
- эффект наблюдали только
в хорошо
васкуляризованных
опухолях
- токсин надо вводить
многократно и ближе к
опухоли
- эффект был очень
быстрым. Но после
прекращения введения
рост опухоли мог снова
возобновляться
- сразу же прекращался
болевой синдром
- эффект наблюдали только,
если была лихорадка

43. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Гипертермия – основной фактор
канцеролитического действия
• Эффективны были те токсины, которые вызывали лихорадку
- разная чувствительность опухолевых и нормальных клеток к
нагреванию, опухолевые клетки больше подвержены некрозу
- в опухоли неправильные, извитые и хрупкие сосуды, они больше
подвержены развитию геморрагического некроза при температуре, чем
нормальные сосуды (Hoption Cann et al., 2003)
- пирогены: ЛПС, стрептококковый пирогенный экзотоксин А (SpeA)
инактивируется при нагревании 65 град 30 мин (Wiemann 1994),
эндогенные пирогены
- Роль «иммуногенной клеточной смерти»: экспрессия Hsp70 на
поверхности опухолевых клеток – цитотоксическое действие NK клеток
через CD94 (гранзим В). Hsp90 (Hobohm, 2005)
- выделение из мертвых опухолевых клеток комплексов Hsp-пептиды. ДК
их поглощают, созревают и презентируют Т-лимфоцитам. Hsp70
облегчают кросс-презентацию пептидов в комплексе с MHC-I (Jolesch et
al., 2012).

44. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Другие возможные механизмы
• PAMPs – активация врожденного иммунитета, синергизм от
действия разных TLR, провоспалительные цитокины,
липотейхоевая кислота (ОК-432)
• Прямое действие ЛПС на опухолевые клетки – активация TLR
на опухолевых клетках (пролиферация или апоптоз)
• Суперантигены стрептококков – поликлональная активация Т-
клеток
• Стрептокиназа – активатор плазминогена. Образуется
энзиматически активный плазмин (Zacharski, Sukhatme, 2005)
- усиление свертывания крови, коагулопатия. Эффект может
быть двояким, в т.ч. и ангиогенный
- образование ангиостатина – антиангиогенный эффект
• Сочетание многих механизмов

45. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
Противораковый препарат КР,
круцин, из Trypanosoma cruzi
Роскин Григорий Иосифович (1892-1964) кафедра клеточной биологии
и гистологии МГУ, 1930-е
Клюева Нина Георгиевна , микробиолог, иммунолог
Институт микробиологии им. Мечникова, Институт эпидемиологии,
микробиологии и инфекционных заболеваний
вице-президент АМН СССР академик Василий Васильевич Парин (1947
г. 25 лет) В 1951 расформировали лабораторию

46. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.
• Клюева Н.Г., Роскин Г.И. «Биотерапия зллокачественных
опухолей», М., 1946 (англ. пер. Oxford, Pergamon Press,
1963)
• Клинические испытания круцина проводились дважды:
1939- 1946 гг. и в 1960-1961 гг. Круцин хорошо
переносился. Приводил к ремиссиям сроком от нескольких
месяцев до нескольких лет. Различные опухоли человека
были неодинаково чувствительны к действию круцина.
Наилучшие клинические результаты получены при лечении
рака губы, молочной железы и толстого кишечника.
Урологические опухоли оказались менее чувствительными.
Лечение круцином хорошо сочеталось с хирургией и
рентгенотерапией.
• В 1972 г. производство круцина было закрыто «как
малоэффективного и устаревшего средства».
• В 1989 г. возобновление исследований - Валерия
Дмитриевна Каллиникова, биофак МГУ им. Ломоносова
• Круцин — это не один антиген, а целый белковый комплекс,
и он чрезвычайно изменчив.

47. Киселева Е.П., IV Всероссийская школа по клинической иммунологии, 2013г.