Глава 8. Дендритные вакцины

Иммунотерапия опухолей как стандартный способ лечения является относительно новым методом, между тем работы, которые можно отнести к этому виду терапии, описаны уже в конце XIX в. На сегодняшний день перечень применяемых подходов очень широк, при этом одни препараты, такие как БЦЖ, вакцина Кальметта–Герена (Bacillus Calmette-Guérin, BCG), цитокины, моноклональные антитела, вошли в стандарты лечения, тогда как другие подходы, в основном относя­щиеся к клеточной иммунотерапии, все еще остаются уделом клинических исследований. Таким образом, к иммунотерапии можно отнести любое воздействие, имеющее своей задачей вовлечение иммунных механизмов, направленных на борьбу с опухолью. Следует напомнить, что в иммунной системе выделяют два принципиально разных типа ответа — это врожденный и приобретенный, или адаптивный. Одним из главных клеточных компонентов врожденного иммунитета являются натуральные киллеры, а адаптивного — Т-лимфоциты. Существенное отличие двух типов ответа заключается в том, что для уничтожения своих мишеней эффекторам врожденного иммунитета не требуется представление антигена, их ответ быстрый и не формирует иммунологической памяти. Адаптивный ответ — специфический, т.е. цитотоксический Т-лимфоцит распознает свою мишень по фрагменту антигена, представленного вместе с главным комплексом гистосовместимости (MHC) на поверхности клетки-мишени. Для того чтобы наивный Т-лимфоцит стал цитотоксическим, антиген должен быть захвачен, переработан и представлен в соответствующем виде на поверхности антигенпрезентирующей клетки. Для развития адаптивного ответа требуется время, итогом, помимо осуществления киллерной функции, является формирование иммунологической памяти. До недавнего времени в арсенале онкологов были только методы, которые стимулировали неспецифический (врожденный) иммунитет (инфекционные агенты, лимфокин-активированные киллеры-клетки — ЛАК) или же факторы, стимулирующие иммунную систему в целом (цитокины, ингибиторы контрольных точек). В последнем случае предполагалось, что подобная стимуляция может приводить и к антигенспецифическому противоопухолевому ответу. Картина принципиально изменилась, когда был разработан метод получения ДК, при помощи которых стало возможным получить направленный, т.е. специ­фический, иммунный ответ.

Впервые ДК были описаны в 1970-х годах, однако, их более глубокое изучение началось лишь в середине 90-х годов прошлого века. ДК относятся к классу специализированных антигенпрезентирующих клеток, контролирующих иммунный ответ посредством взаимодействия с лимфоцитами, при этом представляют собою гетерогенную популяцию клеток костномозгового происхождения (рис. 8.1). Для всех подтипов ДК можно выделить три основных этапа их развития: стадия предшественников, стадия незрелых и стадия зрелых ДК. Содержание ДК в периферической крови человека, как правило, не превышает 1%, и на основании экспрессии поверхностных антигенов их можно разделить на два основных типа: плазмоцитоидные и миелоидные. Так, плазмацитоидные ДК высоко экспрессируют рецептор к интерлейкину-3 (CD123) и не экспрессируют антиген CD11с, тогда как миелоидные ДК, наоборот, экспрессируют CD11с, но слабо экспрессируют CD123. Плазмацитоидные ДК распространены как в крови, так и в лимфоидных органах и являются основными продуцентами интерферона-α. Миелоидные ДК нахо­дятся во многих тканях, и их можно разделить на две большие группы: клетки Лангерганса, обладающие характерными внутриклеточными органеллами — гранулами Бирбека, располагающиеся в эпидермисе и слизистых оболочках рта, дыхательного и генитального трактов, и интерстициальные, дермальные или подслизистые ДК (названия могут меняться в зависимости от места локализации ДК). В большинстве исследований, посвященных вакцинотерапии онкологических заболеваний, применяют именно последний тип ДК, поэтому дальнейший обзор свойств и характеристик ДК будет основан на описании миелоидных интерстициальных ДК.

Рис. 8.1. Микрофотографии зрелых дендритных клеток человека: А — суспензия дендритных клеток в чашке Петри (увеличение ×300); Б — дендритные клетки, окрашенные по Лейшману (увеличение ×1000)

ДК способны поглощать вирусы, бактерии, мертвые клетки, белки, иммунные комплексы за счет фагоцитоза, эндоцитоза или пиноцитоза. Для этого ДК экспрессируют широкий спектр поверхностных рецепторов, способствующих захвату внешних антигенов (табл. 8.1).

Таблица 8.1. Рецепторы дендритных клеток, способствующие захвату внешних антигенов

Очень важной отличительной особенностью ДК от других антигенпрезентирующих клеток является способность к кросс-презентации внешних антигенов. Кросс-презентация — это процесс, в результате которого, экзогенный антиген, который обычно представляется в комплексе с молекулами MHC класса II, также презентируется вместе с молекулами МНС класса I.

ДК процессирует антигены и представляет их пептидные фрагменты в комплексе с молекулами МНС I и II классов, которые могут быть распознаны антигенспецифичными CD8⁺ и CD4⁺ Т-лимфоцитами соответственно. Липидные и гликолипидные антигены ДК представляют Т-лимфоцитам в комплексе с молекулами CD1 (a, b, c, d), которые структурно схожи с МНС I класса, но презентируют липиды, а не пептиды. Антигены, ассоциированные с CD1 молекулами, могут быть представлены различным субпопуляциям Т-лимфоцитов, в частности NK-клеткам (естественным киллерам). Если для адекватной презентации антигенных пептидов на МНС необходима дифференцировка ДК, то для представления липидных антигенов на CD1 молекулах этого не требуется. Даже на стадии незрелых ДК после захвата липидного антигена происходит его процессинг и презентация Т-лимфоцитам.

Как известно, для активации Т-лимфоцитов пептидные фрагменты антигенов должны быть представлены в комплексе с молекулами ГКГI или II класса. Отличительными особенностями ДК по сравнению с другими антигенпрезентирующими клетками (макрофагами, В-лимфоцитами) являются:

1. более высокая плотность молекул ГКГ и костимулирующих молекул на поверхности клетки, а значит, и более высокая сила иммунного ответа при прочих равных условиях;
2. способность активировать наивные CD8⁺ Т-лимфоциты с после­дую­щим их превращением в цитотоксические Т-лимфоциты;
3. кросс-презентация экзогенных антигенов.

Условно принято разделение ДК на незрелые и зрелые формы. Такое разделение основано на различии функциональных свойств клеток. Незрелые ДК (нДК) способны к захвату экзогенных антигенов, при этом они обладают слабой стимулирующей активностью в отношении Т-лимфоцитов по сравнению со зрелыми ДК (зДК). Напротив, зДК теряют способность к захвату антигенов, однако их иммуностимулирующая активность резко возрастает. Располагаясь на периферии, нДК захватывают и перерабатывают антигены, источником которых могут быть погибшие опухолевые клетки, вирусинфицированные клетки и т.д. После поглощения антигенов и воздействия на нДК так называемых сигналов опасности (провоспалительные цитокины) ДК начинают мигрировать в периферические лимфатические узлы. В процессе миграции происходит дифференцировка (созревание) ДК, и в результате в лимфатическом узле зДК взаимодействует со специфическими Т-лимфоцитами, что в конечном итоге приводит к генерации клеточ­ного или гуморального ответа на захваченный антиген. Во время созревания ДК на их поверхности начинает экспрессироваться хемокиновый рецептор — CCR7, который обусловливает миграцию зДК в лимфатический узел, на нДК данный рецептор отсутствует. Основные различия между зрелыми и незрелыми ДК представлены в табл. 8.2.