Nghiên cứu khả năng miễn dịch chống khối u và loại bỏ các yếu tố gây suy giảm chất lượng là những vấn đề quan trọng trong y học hiện đại. Các khối u ác tính chiếm một trong những nguyên nhân hàng đầu trong số các nguyên nhân gây tử vong và tàn tật ở các nước phát triển. Thông thường, sự cân bằng của số lượng tế bào phân chia và chết đi được điều chỉnh một cách tự nhiên. Nếu quá trình sinh sản của tế bào trở nên mất kiểm soát, thì các khối u ác tính sẽ phát sinh. Cơ chế kiểm soát quá trình này của hệ thống miễn dịch phụ thuộc vào một số yếu tố ngăn chặn hoặc kích thích quá trình phân chia quá mức.
Mô tả chung
Miễn dịch thường được hiểu là một tập hợp các cơ chế bảo vệ cơ thể sống khỏi tác động tiêu cực của các tác nhân lạ. Thông thường, các quá trình này có liên quan đến các bệnh truyền nhiễm (vi khuẩn, vi rút, nấm, động vật nguyên sinh). Tuy nhiên, có những cách bảo vệ khác, một trong số đó là khả năng miễn dịch chống khối u.
Trong các hoạt động của bất kỳ cuộc sống nàocơ thể có những thời điểm cần phân chia tế bào nhanh chóng (chấn thương, viêm nhiễm và những thời điểm khác). Với sự phát triển của một phản ứng miễn dịch nhất định, số lượng tế bào nhạy cảm với tác động của kháng nguyên (phân tử liên kết với kháng thể) tăng lên vài nghìn lần. Trong quá trình bình thường của quá trình, sau khi hoàn thành phản ứng này, quá trình phân chia tế bào được tăng tốc sẽ dừng lại.
Đối với một khối u ác tính được đặc trưng bởi sự vi phạm cơ chế này. Sự sinh sản của tế bào tiếp tục không ngừng và có tính chất độc lập. Dần dần, các mô bình thường được thay thế trong cơ quan bị ảnh hưởng và khối u phát triển sang các khu vực xung quanh. Di chuyển theo dòng máu, các tế bào khối u tiếp tục phân chia ở các vị trí khác, điều này dẫn đến sự xuất hiện của di căn. Sự khiếm khuyết trong quá trình phân chia liên tục này được thừa hưởng bởi tất cả con cháu của các tế bào khối u. Màng của chúng được sửa đổi để cơ thể con người coi các vật thể là vật lạ.
Mặt khác, có một cách trong cơ thể có thể ngăn chặn quá trình này - miễn dịch chống khối u. Trong miễn dịch học, sự xuất hiện của các khối u là bằng chứng cho thấy sự vi phạm cơ chế bảo vệ tự nhiên đã xảy ra.
Lịch sử khám phá
Ngay cả trong thế kỷ 18, người ta nhận thấy rằng một số bệnh nhân mắc bệnh truyền nhiễm đã biến mất các khối u ác tính. Vào cuối thế kỷ 19, bác sĩ phẫu thuật chuyên khoa ung thư người Mỹ William Coley đã xác định được mối liên hệ giữa nhiễm vi khuẩn liên cầu tan máu Streptococcus pyogenes và sự giảm (và trong một số trường hợp, thậm chí biến mất hoàn toàn) các khối u.tính chất ác tính. Ông đã phát triển một loại vắc-xin ung thư dựa trên những vi khuẩn này để điều trị bệnh nhân mắc bệnh sarcoma. Vào thời điểm đó, cơ chế miễn dịch chống khối u trong miễn dịch học vẫn chưa được biết đến, vì vậy công trình nghiên cứu của ông đã bị chỉ trích mạnh mẽ, và sau đó bị lãng quên trong gần 100 năm.
Vào giữa thế kỷ 20, người ta phát hiện ra rằng sự ra đời của các đại phân tử liposaccharide, tạo nên màng tế bào vi sinh vật, có thể dẫn đến cái chết của các khối u. Tuy nhiên, vào những năm 70. Thế kỷ 20 các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng quá trình này không phải do bản thân liposaccharide gây ra, mà là do một yếu tố protein (yếu tố hoại tử khối u, hoặc TNF), được tạo ra bởi các loại tế bào sau của hệ thống miễn dịch khi tiếp xúc với vi khuẩn:
- đại thực bào được kích hoạt;
- bạch cầu trung tính;
- Tế bào lympho T;
- tế bào mast;
- tế bào hình sao;
- Tế bào NK (tế bào tiêu diệt tự nhiên).
Mối quan hệ giữa khả năng miễn dịch và sự hình thành khối u
Các sự kiện sau đây chứng minh mối liên hệ giữa tình trạng miễn dịch và sự phát triển của các khối u ác tính:
- tăng tỷ lệ mắc các loại u như vậy ở bệnh nhân suy giảm miễn dịch, cũng như ở người cao tuổi (liên quan đến việc giảm khả năng phòng vệ của cơ thể);
- phát hiện ở những bệnh nhân có kháng thể đặc hiệu và tế bào T nhạy cảm với kháng nguyên khối u;
- khả năng hình thành miễn dịch chống khối u và các bệnh tăng sinh miễn dịch (với việc sử dụng nhân tạo các kháng thể và ức chế miễn dịch, tương ứng).
Chức năng bảo vệ của miễn dịch không chỉ bao gồm việc tiêu diệt các tác nhân lạ (vi rút, nấm và vi khuẩn), mà còn cả các tế bào đột biến mà từ đó các khối u được hình thành. Chúng được đặc trưng bởi tính đặc hiệu kháng nguyên, phụ thuộc vào nguyên nhân gây ra ung thư:
- virut (u nhú, bệnh bạch cầu và các loại khác);
- chất gây ung thư hóa học (methylcholanthrene, benzopyrene, aflatoxin và những chất khác);
- rối loạn nội tiết (ức chế miễn dịch chuyển hóa);
- yếu tố môi trường vật lý (tất cả các loại bức xạ).
Miễn dịch chống khối u tự nhiên có rất ít tác dụng đối với khối u ác tính đã hình thành. Điều này được cho là do các yếu tố sau:
- sự phát triển nhanh chóng của khối u, trước khi kích hoạt các lực lượng miễn dịch;
- cô lập bởi các tế bào khối u của kháng nguyên liên kết các thụ thể tương ứng trên bề mặt của tế bào lympho sát thủ;
- ức chế miễn dịch tế bào do ung thư.
Nguyên lý hoạt động
Cơ chế của miễn dịch chống khối u trong khoa học y tế vẫn còn ít được hiểu. Mặc dù thực tế rằng chức năng bảo vệ của nó đã được xác định, các kháng thể có thể phản ánh các kháng nguyên khối u mà không gây ra sự phá hủy các tế bào ác tính. Trong một số trường hợp, liệu pháp miễn dịch thậm chí còn gây phản tác dụng, khiến sự phát triển ngày càng tăng.
Theo quan niệm hiện đại, các đại thực bào được kích hoạt và các tế bào sát thủ đóng vai trò quan trọng trong quá trình này. Một tính năng của miễn dịch chống khối u là nóđược đặc trưng bởi một cơ chế tương tác phức tạp giữa sinh vật chủ và tế bào chất. Có 4 nhóm yếu tố chính:
- Antiblastoma - thể dịch và tế bào (tế bào lympho T, TNF, đại thực bào, tế bào NK- và tế bào K, kháng thể đặc hiệu, interferon, interleukin), ngăn chặn sự phát triển của khối u và phá hủy tế bào của nó.
- Khả năng miễn dịch của ung thư, hoặc khả năng chống lại khả năng miễn dịch kháng khối u.
- Problastoma: ức chế miễn dịch (chất ức chế sản xuất bởi đại thực bào và tế bào lympho; hợp chất giống hormone, interleukin-10, phức hợp miễn dịch tuần hoàn, protein thuộc nhóm TGFβ, bao gồm kháng nguyên, kháng thể và các thành phần bổ thể); tăng cường khả năng miễn dịch (TNF do đại thực bào tạo ra; gamma-interferon, interleukins 2 và 6, yếu tố tăng trưởng nội mô; trạng thái suy giảm miễn dịch).
Cơ chế Effector
Chức năng chính của cơ chế tác động của miễn dịch kháng khối u là ngăn chặn và tiêu diệt mầm bệnh. Có 2 nhóm thụ thể liên kết chọn lọc với các kháng nguyên cụ thể. Dựa trên cơ sở này, 2 loại cơ chế hiệu ứng cũng được phân biệt:
- Thể dịch, hoạt động do các yếu tố hòa tan (thể dịch) - kháng thể liên kết và loại bỏ kháng nguyên.
- Tế bào (không phụ thuộc vào kháng thể), được thực hiện với sự tham gia của các tế bào của hệ thống miễn dịch, trong đó quan trọng nhất là tế bào lympho T, đại thực bào, tế bào NK. Chúng trực tiếp tiêu diệt các tế bào ngoại lai, bị nhiễm trùng và khối u.
Nếu một tế bào bị thay đổi bệnh lý tránh được cái chết dưới tác động của các cơ chế tác động, thì một giai đoạn cân bằng giữa sự phân chia của nó và sự ảnh hưởng áp đảo của miễn dịch có thể bắt đầu. Với sự tiến triển của quá trình ác tính, các mô khối u vượt ra khỏi tầm kiểm soát của các cơ chế miễn dịch.
Vai trò quan trọng nhất trong việc ngăn chặn sự phân chia tế bào được thực hiện bởi 2 loại tế bào lympho kích hoạt quá trình hoại tử - tế bào lympho T và tế bào NK nhận biết các phân tử căng thẳng mà khối u giải phóng. Tế bào lympho T được hình thành trong một thời gian dài hơn, và tiền thân của chúng nhận ra các kháng nguyên khối u. Tế bào lympho Th1 kích hoạt cơ chế viêm, dẫn đến kích hoạt các đại thực bào. Các sản phẩm bài tiết của chất này góp phần làm gián đoạn quá trình cung cấp máu cục bộ đến các mô, dẫn đến cái chết của các mô khối u.
Sự tham gia của các tế bào lympho T được thể hiện trong sự tẩm bổ của một khối u ác tính với các tế bào lympho, chúng phá hủy các tế bào của nó bằng cách hòa tan hoặc phân hủy tế bào. Sự hoạt hóa của các tế bào lympho xảy ra dưới tác động của các cytokine - các phân tử thông tin protein, chúng cùng nhau thâm nhập vào khối u.
Gamma-interferon cũng rất quan trọng trong số các yếu tố bên trong vốn có trong hệ thống miễn dịch của cơ thể con người. Các chức năng của nó như sau:
- Ức chế sự phân chia tế bào khối u.
- Kích hoạt quá trình chết được lập trình của họ.
- Kích thích sản xuất các cytokine thu hút tế bào lympho T đến khối u.
- Kích hoạt đại thực bào và phát triển T-helpers,cần thiết để tăng cường khả năng miễn dịch chống khối u.
- Ức chế sự hình thành các mạch máu mới, làm suy giảm dinh dưỡng của khối u và góp phần làm tế bào của khối u chết nhanh hơn.
Miễn dịch chống ung thư: lý do hiệu quả thấp
Sự phát triển của khối u ác tính và khả năng chống lại khả năng miễn dịch của chúng được giải thích bởi những lý do sau:
- yếu khả năng tạo ra phản ứng miễn dịch đối với kháng nguyên khối u;
- tồn tại (chọn lọc tự nhiên) của các tế bào khối u kháng miễn dịch;
- liên tục sửa đổi kháng nguyên;
- sự hiện diện của một viên nang trong khối u;
- tiết ra kháng nguyên khối u ở dạng hòa tan, dẫn đến ức chế phản ứng miễn dịch;
- Vị trí của khối u ở những nơi mà sự xuất hiện của kháng nguyên không dẫn đến phản ứng miễn dịch viêm (cái gọi là khu trú "đặc quyền" - tủy xương, hệ thần kinh, nội tiết và sinh sản, tuyến ức);
- mất một số thành phần của hệ thống effector do tình trạng suy giảm miễn dịch di truyền hoặc mắc phải (thứ phát);
- sản xuất các yếu tố gây u nguyên bào bởi các tế bào khối u ngăn chặn khả năng miễn dịch và thúc đẩy sự phát triển của khối u;
- ở trẻ sơ sinh - hệ thống tác động chưa trưởng thành, dẫn đến không nhận dạng được các tế bào khối u.
Những cơ chế hoạt động kém hiệu quả của khả năng miễn dịch kháng khối u dẫn đến thực tế là khối u trở nên kém sinh miễn dịch hơn và cơ thể không nhận biết đượcnhư một yếu tố nước ngoài. Kết quả là, phản ứng bảo vệ bị giảm. Các cơ chế miễn dịch không thể dẫn đến việc loại bỏ khối u ác tính đã hình thành.
Tính năng
Các tính năng của miễn dịch chống khối u bao gồm:
- Vai trò chính trong phản ứng miễn dịch được thực hiện bởi các tế bào lympho T, đại thực bào và tế bào NK có tác dụng phá hủy mô khối u. Giá trị của miễn dịch dịch thể ít hơn nhiều.
- Kháng nguyên ung thư được nhận biết trực tiếp bởi đại thực bào và tế bào đuôi gai chịu trách nhiệm về khả năng miễn dịch bẩm sinh và thích ứng, hoặc thông qua trợ giúp Th1.
- Tương tác giữa sinh vật và khối u xảy ra theo 3 hướng: kháng tự nhiên và mắc phải đối với khối u ác tính, ức chế miễn dịch bởi khối u. Sự kết hợp của các yếu tố này tạo nên khả năng miễn dịch chống khối u.
- Tế bào ác tính trong quá trình chọn lọc tự nhiên có được cơ chế bảo vệ chống lại khả năng miễn dịch bẩm sinh. Kiểu hình mới của chúng đang được hình thành, khối u đang phát triển.
Các kháng nguyên liên quan đến khối u được chia thành 2 nhóm - loại thứ nhất (đặc trưng của nhiều loại ung thư, có nguồn gốc virut) và loại thứ hai, rất đặc hiệu và được tìm thấy ở tất cả các bệnh nhân có loại khối u này.
Một trong những đặc điểm chung của khả năng miễn dịch kháng vi rút và kháng khối u là nó vừa đặc hiệu, vừa chống lại một số loại mầm bệnh và không đặc hiệu (tiêu diệt tất cảlạ với cơ thể). Các yếu tố không đặc hiệu là tế bào đơn nhân và tế bào NK được kích hoạt dưới ảnh hưởng của interleukin 2 và interferon, cũng như các tế bào giết người được kích hoạt bởi lymphokine và các cytokine.
Chẩn đoán miễn dịch
Trong những năm gần đây, phương pháp chẩn đoán miễn dịch đối với các khối u ác tính đã được sử dụng trong y học. Nó dựa trên việc phát hiện các hợp chất protein sau trong máu:
- kháng nguyên liên quan đến khối u;
- kháng thể;
- tế bào lympho nhạy cảm với kháng nguyên khối u.
- PSA (tuyến tiền liệt).
- P-53 (bàng quang).
- SCC (phổi, thực quản, trực tràng).
- CA-19-9 (tuyến tụy).
- CA-125 (buồng trứng).
- CA-15-3 (tuyến vú).
Tuy nhiên, kháng thể đối với một kháng nguyên nhất định trong máu của bệnh nhân ung thư được xác định không thường xuyên (trong 10% trường hợp). Các globulin miễn dịch đối với các kháng nguyên liên quan đến khối u được phát hiện thường xuyên hơn - ở 50% bệnh nhân. Cộng đồng khoa học y tế hiện đang tìm kiếm các kháng nguyên khác để giúp chẩn đoán ung thư.
Dự phòngmiễn dịch và điều trị
Để tăng khả năng miễn dịch chống khối u, các chất điều hòa miễn dịch được sử dụng để gián tiếp kích hoạt các tế bào của hệ thống miễn dịch:
- Interleukins 1 và 2. Các hợp chất protein nàythuộc nhóm các cytokine tiền viêm (phân tử thông tin) và là chất có hoạt tính sinh học được sản xuất bởi bạch cầu. Interleukin là những người tham gia chính trong việc hình thành phản ứng miễn dịch trong quá trình đưa mầm bệnh vào vi sinh vật. Khả năng miễn dịch chống khối u được kích hoạt do sự phân chia tích cực của các tế bào lympho (chất diệt T, tế bào NK, chất trợ giúp T, chất ức chế T và sản xuất kháng thể). Interleukin 2 cũng kích hoạt sản xuất yếu tố hoại tử khối u.
- Thuốc thuộc nhóm interferon. Chúng kích thích phản ứng miễn dịch bằng cách trình bày kháng nguyên đối với tế bào lympho T đã được đại thực bào và tế bào đuôi gai tiếp nhận. T-helpers tiết ra các phân tử thông tin protein kích hoạt hoạt động của các tế bào khác của hệ thống miễn dịch. Kết quả là tăng khả năng miễn dịch chống khối u. Một số loại interferon (interferon gamma) có thể ảnh hưởng trực tiếp đến các đại thực bào và những kẻ giết người.
- Chất bổ trợ. Chúng được sử dụng cùng với các loại thuốc sinh học miễn dịch chính và phục vụ để tăng cường phản ứng của hệ thống phòng thủ của cơ thể. Thông thường chúng được sử dụng cho những người khỏe mạnh khi tiêm chủng. Một trong những đặc điểm của miễn dịch chống khối u trong vi sinh vật học liên quan đến loại chất này là chúng có thể tập trung kháng nguyên trên bề mặt của chúng. Điều này mang lại hiệu quả lâu dài hơn. Để phân phối có mục tiêu các kháng nguyên đến các cơ quan của hệ bạch huyết, liposome được sử dụng - túi chứa chất phân hủy sinh học lipid. Các chất phổ biến nhất trong nhóm này là tá dược của Freund hoàn chỉnh và không hoàn chỉnh,hydroxit nhôm, ho gà lắng đọng trên phèn nhôm; Polyoxidonium.
- Các yếu tố của tế bào vi khuẩn (chất kích thích miễn dịch Prodigiosan, Likopid, Romurtide và các chất khác).
Thí nghiệm tiến hành trên động vật cho thấy khi tiêm kháng nguyên khối u, trí nhớ miễn dịch được hình thành. Kết quả là khối u ác tính được cấy ghép sau đó bị loại bỏ. Trong những năm gần đây, y học đã có những phát triển tích cực, giúp tạo ra trí nhớ miễn dịch chống khối u thông qua tiêm chủng. Cho đến nay, một loại vắc-xin đã được tạo ra theo hướng này - để tăng khả năng miễn dịch đối với papillomavirus ở người, gây ra sự xuất hiện của ung thư cổ tử cung ở phụ nữ ("Gardasil" và "Cervarix" của sản xuất nước ngoài).
Các loại khối u
Liệu pháp miễn dịch có hiệu quả chống lại các loại khối u sau:
- u ác tính phát sinh từ tế bào hắc tố - tế bào sắc tố;
- u lympho không Hodgkin có nguồn gốc từ tế bào lympho;
- ung thư thận, trực tràng, buồng trứng;
- bệnh bạch cầu tế bào có lông (tổn thương tế bào lympho B, tế bào bạch cầu);
- u thần kinh đệm (u não);
- Sarcoma mô mềm, nguồn gốc của nó liên kết với các tế bào biểu mô và mô liên kết.
