Противоопухолевая аутовакцина

Противоопухолевая аутовакцина (ПАВ) — средство биотерапии (иммунотерапии) рака, метод модификации опухоль-ассоциированных антигенов. Является терапевтической противораковой вакциной. ПАВ готовится из собственного опухолевого материала больного и продуктов микробного синтеза Bacillus subtilis B-7025. Аутовакцина содержит практически все антигены, которые экспрессируются опухолью на момент операции.
Целью использования ПАВ является увеличение продолжительности и качества жизни больного раком в результате индивидуальной индукции длительной иммунной реакции[1][2][3].

История разработки

Идея разработки противоопухолевого средства на основе собственных опухолевых клеток и веществ микробного синтеза принадлежит советскому ученому, микробиологу, экспериментальном онкологу Затуле Дмитрию Григорьевичу (1923-1987 гг.)[4] Эффективность аутовакцины, в первую очередь, связана с адъювантом, который усиливает иммунный ответ организма[5][6][7]. Современной ПАВ предшествует более 40 лет экспериментальных, доклинических и клинических исследований.

В 1950-х годах Затула Д. Г., вместе со своими коллегами по лаборатории биотерапии рака Киевского научно-исследовательского института эпидемиологии, микробиологии и паразитологии МЗ УССР исследовал влияние картофельной и сенной палочек на рост раковых клеток. В ходе этих исследований было выяснено, что продукты микробного синтеза имеют пагубное влияние на опухолевые клетки, однако и на нормальные клетки тоже.

В 1960-х годах был открыт штамм бактерий Bacillus megaterium H (назван в честь своего первого научного учителя Н. П. Мазуренко, где "Н" образначает имя Николай), которые выделяли специфические вещества, ускоряли рост опухолей у экспериментальных животных. Тем самым была заложена основа для новой в науке проблемы: наличие общих антигенов у микроорганизмов и тканей злокачественных опухолей. Интересно, что В. megaterium Н, хоть и стимулировала опухолевый рост, но сначала не была способна синтезировать противоопухолевые вещества. После 81 пересева на средах, в состав которых входила опухолевая ткань, культура бактерий приобрела способность лизировать опухолевые клетки, не касаясь клеток нормальных тканей. В результате таких особенностей, эта культура стала модельным микроорганизмом для отбора с естественных условий обитания микроорганизмов, способных продуцировать противоопухолевые вещества и убивать эту бактерию, и синтетических противоопухолевых веществ. При дальнейших исследованиях с помощью штамма Васillus megaterium Н была выделена культура-антагонист данных бактерий — Васillus mesentericus АБ-56 . Исследования показали, что у этого микроорганизма были свойства противоопухолевого антибиотика.

В 1968 г. Д.Г. Затулу выбирают по конкурсу заведующим отделом природных противоопухолевых веществ в только созданный Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного АН УССР. Здесь он продолжает свои исследования и в 1970 г. защищает докторскую диссертацию на тему: "Антигенное сходство Bacillus megaterium H с клетками злокачественных новообразований и использование этого явления в иммунологии опухолей". Несмотря на большую загруженность Д.Г. Затулы, он много внимания уделял разработке противоопухолевой вакцины с использованием Васillus mesentericus АБ-56. Ученый мечтал наладить производство активного противоопухолевого препарата на основе этого микроорганизма, изучал режимы его культивирования, питательные среды, чтобы обеспечивать максимальный выход препарата, способы его очистки и сохранения.

В 1973 г. Д.Г. Затулу избирают член-корреспондентом АН УССР, а в 1977 г. он вместе со всем своим отделом был переведён в Институт проблем онкологии АН УССР, которым руководил Р.Е. Кавецкий. Здесь противоопухолевая вакцина прошла клиническую апробацию. По распоряжению Президиума Учёного Совета МЗ СССР эта проверка прошла в Киевском рентген-радиологическом и онкологическом институте МЗ УССР и Всесоюзном онкологическом научном центре АМН УССР в Москве при лечении больных раком желудка III-IV стадии. Было доказано, что иммунизация больных со злокачественными опухолями желудка Противоопухолевой аутовакциной, изготовленной с аутологичной опухолевой ткани больного и продуктов жизнедеятельности Васillus mesentericus АБ-56, вела к статистически значимому увеличению продолжительности жизни в сравнении с больными, которым было проведено хирургическое лечение либо хирургическое лечение в комбинации с химиотерапией.

Современная аутологическая вакцина, которая содержит продукт микробного синтеза Bacillus subtilis B-7025 , была разработана учеником Затулы Д. Г. Григорием Платоновичем Потебней [8] в Институте проблем онкологии АН УССР, где и были проведены ее экспериментальные и доклинические исследования. Клиническая апробация ПАВ проведена в отделениях ГУ «Национальный институт рака» МОЗ Украины, втором нейрохирургическом отделении КУ «Днепропетровская областная клиническая больница им. И.И. Мечникова», Николаевской городской больницы № 3 и Российском онкологическом научном центре АМН РФ (г. Москва) [9].

Клинические исследования

Эффективность противоопухолевого действия ПАВ исследовали у больных с раком желудка, раком ободочной кишки, раком прямой кишки, раком молочной железы, раком легкого, раком почки и у больных со злокачественным опухолями головного мозга. Всего в клинических исследованиях приняли участие 2027 больных [10]

Рак желудка

Эффективность противораковых вакцин, изготовленных из аутологичных опухолевых клеток и продуктов синтеза B. subtilis B-7025 изучено на опытной группе больных (139 человек) с резектабельными раком желудка II-IV стадии заболевания (Т _1-4 N _0-2 М _0-1 ) в возрасте от 30 до 75 лет после радикальной операции, которым вводили вакцину. В контрольной группе (70 человек) больным раком желудка проведено только радикальную операцию. За основными факторами клинического прогноза группы были однородными.
У большинства больных в начале лечения фиксировали иммунодефицит различной степени, который усиливался после операции. Через месяц после вакцинации ПАВ содержание IgG увеличивался, а содержание IgM и IgA ― снижался, что свидетельствует о прекращении действия антигенного раздражителя, а также корректирущее действие вакцины. Также в результате действия вакцины происходила активация клеточного звена иммунитета больных: росло число клеток, которые обеспечивают неспецифический иммунитет (CD16), количество Т-лимфоцитов нормализовалась, в том числе и их субпопуляции ― CD3, CD4, CD8. Нормализовалась продукция гамма-интерферона мононуклеарами (29,8 МЕ против 18,4 МЕ до операции, при норме 32,0 МЕ). Все эти данные в целом характеризует восстановление способности организма реагировать на антигенный раздражитель.

Анализ общей 3-летней выживаемости больных раком желудка показал, что применение аутовакцины повышает этот показатель в 1,7 раз (71,9 ± 3,8 и 42,9 ± 5,9 соответственно в основной и контрольной группах, р < 0,05). Зарегистрировано статистически достоверные различия между группами при Т ₄ (57,7 ± 9,7 и 16,0 ± 9,5); N _1-3 (54,3 ± 6,5 и 23,1 ± 6,7); эндофитном и смешанном типах роста опухоли (72,4 ± 5,9 и 38,7 ± 8,7); субтотальной резекции желудка (74,6 ± 5,3 и 38,8 ± 8,1). В целом, наибольший эффект от применения ПАВ наблюдали при опухолях, соответствующие показателю Т ₃ с поражением регионарных лимфатических узлов (Т _1-3 N _1-2 M ₀ ) [11].

Колоректальный рак

Эффективность применения ПАВ изучали на 220 больных раком ободочной кишки и 512 ― раком прямой кишки после радикального оперативного вмешательства. Вакцинацию в послеоперационном периоде проведено 57 больным раком ободочной кишки и 132 ― раком прямой кишки, другим пациентам проводили только радикальную операцию.

Результаты применения ПАВ при комбинированном лечении пациентов с колоректальным раком показали повышение показателей 5-летней выживаемости больных. При стадии опухолевого процесса Т _3-4 N ₀ М ₀ у вакцинированных пациентов с аденокарциномой ободочной кишки, по сравнению с больными, которым проведено только оперативное лечения, общая выживаемость составляет, соответственно, 88,37 % и 74,44 %, а безрецидивная 79,67 % и 63,91 % (p < 0,05). При метастазах в региональные лимфатические узлы (Т _3-4 N ₀ М ₀ ) общая выживаемость увеличивалась на 28,6 %. У больных раком прямой кишки показатели общей выживаемости увеличивались на 15,0 % (p < 0,05), безрецидивной ― на 15,3 % (p <0,05).
Как и в случае исследования противоопухолевого действия ПАВ на рак желудка, аутовакцинотерапия больных колоректальным раком способствовала нормализации показателей клеточного и гуморального иммунитета, в частности популяции Т-активированных (CD3 + DR +), В-активированных лимфоцитов (CD3-DR +) Т-хелперов (CD4), В-лимфоцитов (CD19), содержания α-интерферона [12].

Рак молочной железы

Исследование противоопухолевого действия ПАВ проведения на 509 больных раком молочной железы на ПА, II Б и III Б стадии заболевания. Больные после радикальной операции были разделены на две группы: в первой получали ПАВ (n = 245), во второй ― адъювантной химиотерапии (n = 261) по стандартной схеме.
В группе пациенток, проходивших аутовакцинотерапию выявлено уменьшение случаев миелосупрессии, усиление функциональной активности лимфоцитов и общее улучшение иммунологических показателей: стимуляция формирования Т-клеточного иммунитета, нормализация соотношения Т-хелперов и Т супрессоров, повышение уровня α-интерферона, снижение блокирующих факторов в сыворотке крови.

Анализ результатов 5-летней выживаемости больных раком молочной железы показали, что применение ПАВ увеличивает выживаемость больных на 17 %, улучшает качество жизни пациенток. Эти результаты свидетельствуют о том, что использование ПАВ в адъювантной режиме не менее эффективно, чем лечение полихимиотерапией ( доксорубицином, метатрексатом флуорурацилом, циклофосфамидом) [13]

Рак легкого

В клиническом исследовании эффективности противоопухолевого действия ПАВ участвовали 434 больных раком легкого IIIА стадии заболевания. Пациенты были разделены на две группы: 52 человека, которым было проведено радикальную операцию и ПАВ; контрольную группу составили 382 больных, которым провели только оперативное вмешательство. В 37,04 % больных выявлены метастазы в лимфатических узлах.
В процессе лечения определяли иммунологические показатели: количество Т-лимфоцитов ― до операции 20,7 ± 2,4 %, а после вакцинации 38,9 ± 1,9 % (норма 40,4 ± 2,1 %). Пролиферативная активность лимфоидных клеток с фитогемаглютинином ― до операции 43,1 ± 2,5 %, а после вакцинации ― 65,5 ± 4,3 % (норма 70,1 ± 3,65 %). Уровень иммуноглобулинов в сыворотке крови: IgA до операции ― 2,6 ± 0,05 мг/л, а после вакцинации ― 1,7 ± 0,2 мг/л, (норма ― 1,58 ± 0,08 мг/л) IgM до операции ― 1,2 ± 0,07 мг/л, после вакцинации ― 0,92 ± 0,03 мг/л, (норма ― 0,85 ± 0,06 мг/л).

Показатели общей 5-летней выживаемости у вакцинированных больных превышали соответствующие показатели в контрольной группе. Так, медиана выживаемости больных раком легкого с IIIA стадией заболевания при введении ПАВ увеличивалась в 3 раза (37,9 ± 2,7 и 12,7 ± 1,3 мес, р < 0,05), а показатель 5-летней общей выживаемости выросла на 30,0 % (39,81 % и 10,61 % (р <0,05). Выживаемость больных при введении ПАВ увеличивалась как при плоскоклеточном, так и неплоскоклиточном раке легкого.
Таким образом, комплексное лечение больных раком легкого с IIIA стадией заболевания при применении ПАВ повышает выживаемость, нормализирует иммунологические показатели и улучшает качество жизни пациентов [14].

Рак почки

Противоопухолевое действие ПАВ исследовали в послеоперационном периоде у 28 больных раком почки III-IV стадий. Показатели 1-летней и 3-летней выживаемости в этой группе больных сравнивали с такими, которые в послеоперационном периоде проходили другие методы терапии: лучевую, иммунохимиотерапию, экстракорпоральной детоксикации и исключительно симптоматическую терапию.
Анализ данных, полученных после клинических исследований обнаружили, что использование ПАВ в послеоперационный период улучшает отдаленные результаты и повышает качество жизни больных. Было установлено, что летальность больных с местнораспространённым и метастатическим формами рака почки в течение первого года после оперативного вмешательства и прохождения лечения является наибольшей. Смертность в группах пациентов, получавших лучевую терапию составила 26,1 ± 8,6 %, и 29,4 ± 6,3 % ― в группе больных, получавших симптоматическую терапию. Использование ПАВ повышало годовую выживаемость пациентов с раком почки в среднем на 30 % (р < 0,05): летальность среди вакцинированных больных составила 7,1 ± 4,8 %.

Отдаленные результаты 3-летней выживаемости показали достоверную разницу среди вакцинированных пациентов и тех, кто проходил классическую терапию. Показатель общей 3-летней выживаемости у больных, получавших ПАВ составлял 93 ± 4,8 %, у больных, которым в послеоперационном периоде проводили экстракорпоральной детоксикации― 66,7 ± 11,1 %, лучевую или симптоматическую терапию ― 62 7 ± 6,7 % и иммунохимиотерапии ― 76,5 ± 5,9 % [15]

Злокачественные опухоли головного мозга

Исследование противоопухолевого воздействия ПАВ относительно злокачественных опухолей головного мозга (ЗОГМ) проводили на 185 больных. После хирургического вмешательства пациенты были разделены на две группы: контрольная группа (140 человек) получала лечение традиционными методами и исспытуемая группа (45 человек) проходила курс аутовакцинотерапии.

Результаты клинических исследований показали, что проведение вакцинотерапии больным с ЗОГМ повышают общую выживаемость больных. При этом средняя продолжительность жизни пациентов, проходивших курс аутовакцинотерапии составляла 16,67 ± 1,72 мес., в то время, как традиционные методы лечения обеспечивали среднюю жизнь таким больным в 6,36 ± 0,23 мес. (р < 0,001).

Наряду с применением ПАВ у больных ЗОГМ нормализовались иммунологические показатели: достоверно увеличивалось содержание лейкоцитов, лимфоцитов (Т-лимфоцитов и их субпопуляций), натуральных киллерних клеток; нормализовалось соотношение CD4 + / CD8 +; улучшалось функциональное состояние нейтрофильных лейкоцитов. У вакцинированных пациентов практически отсутствовал дефицит Т-лимфоцитов, нормализовалась концентрация иммуноглобулинов и одновременно снижался уровень циркулирующих иммунных комплексов [16] [17]

Стратегия противоопухолевой вакцинации

Вакцины в онкологии ― это биологические препараты для активной иммунопрофилактики и иммунотерапии злокачественных новообразований, содержащие опухолевые антигены, на введение которых иммунная система отвечает каскадом реакций и приводит к целенаправленном лизису опухолевых клеток [18].

Основную стратегию конструирования противоопухолевых вакцин можно рассматривать как проявление мишеней иммунного ответа (специфических опухолевых антигенов), создание иммуногенных форм и условий для распознавания таких антигенов, а также индукцию пролиферации и повышение активности сенсибилизированных иммунокомпетентных клеток. Теоретически противораковая вакцинотерапия является нетоксичной, способной индуцировать специфический иммунный ответ как против первичной опухоли, так и против метастазов.

Самый ответственный этап создания противоопухолевой вакцины заключается в подборе антигенов, которые способны стимулировать противоопухолевые иммунные реакции. Несмотря на существенный прогресс в сфере опухоль-ассоциированных антигенов, использование их для конструирования противоопухолевых вакцин связано с некоторыми трудностями. Значительное количество опухоль-ассоциированных антигенов являются слабыми антигенами, они оказываются на определенных этапах дифференцировки нормальных клеток в пренатальном и постнатальном онтогенезе, поэтому к большинству из этих антигенов организм толерантен. Трудности также связаны со способами индукции специфической иммунной реакции на опухолевую клетку, особенно учитывая вариабельность биологических свойств опухоли (наличие клонов с различным потенциалом роста и степени дифференцировки), что часто сопровождается изменением экспрессии опухоль-ассоциированных антигенов на каждом этапе опухолевого процесса.

На сегодня известно более 100 белков, которые являются кандидатами для создания на их основе опухолевой вакцины, их количество постоянно растет. Достижения молекулярной биологии и генной инженерии позволили получать высокоочищенные опухоль-ассоциированные антигены в препаративных количествах, способствоволо новому толчку в развитии конструирования опухолевых вакцин. Противоопухолевые вакцины для широкого клинического применения в идеальном случае должны быть безопасными, эффективными против широкого спектра опухолей одного гистологического типа, достаточно действенными, чтобы можно было ограничиться небольшим количеством иммунизаций, иметь стабильные свойства, давать воспроизводимые результаты, быть простыми в использовании.

Показано, что опухоль-ассоциированные антигены могут быть связаны с целыми или лизированными опухолевыми клетками и могут быть получены в частично или полностью очищенном виде, поэтому противоопухолевые вакцины можно разделить на две основные группы:
1. Вакцины на основе целых или лизированных аутологичных или аллогенных опухолевых клеток, модифицированных различными способами in vitro или in vivo . К этой группе вакцин принадлежит ПАВ.
2. Вакцины на основе генетически идентифицированных опухолевых антигенов. Это рекомбинантные или синтетические вакцины на основе пептидов, белков теплового шока, ДНК-вакцины (плазмиды), рекомбинантные вирусы и бактерии.

Механизм действия

ПАВ стимулирует активность механизмов противоопухолевого иммунитета: повышается активность натуральных киллеров, специфических Т-лимфоцитов, увеличивается уровень комплементзависимых цитотоксических антител, отмечается общая активизация иммунной системы - повышение пролиферативного индекса центральных ( тимус) и периферических ( лимфоузлы, селезенка) органов иммунитета, указывает на вовлечение в иммунный процесс мононуклеарных фагоцитов ( дентдритних клеток) с последующей стимуляцией лимфоидной ткани.

Показания к применению

Вакцина рекомендована без возрастных ограничений пациентам с онкологическими заболеваниями I-III стадий после оперативного удаления опухоли. ПАВ применяется как самостоятельное восстановительное средство иммунитета, так и для иммунологической коррекции после химио- и лучевой терапии.

Вакцина осуществляет противоопухолевый эффект, улучшает выносливость жестких курсов химио- и лучевой терапии, предотвращает развитие цитопеничних состояний. Показана при функциональных иммунодефицитах, угнетении фагоцитарной и цитолитической функции клеток-эффекторов противоопухолевого иммунитета.

Побочные эффекты

Повышение температуры тела до 37,5-37,8 ° С.
Боль в месте введения вакцины.
Аллергических реакций не выявлено.

Противопоказания

Терминальные неоперабельные стадии опухолевой болезни, флебиты, выраженные формы лейко- и лимфопении.

Примечания

1. Потебня, Григорий Платонович. Разработка и повышение эффективности противоопухолевых аутовакцин, изготовленных на основе продуктов синтеза B.subtilis: Автореф. диссертации д-ра мед. наук: 14.01.07 / Григорий Платонович Потебня.— Киев: Б.В., 2003.— 39 с.— на укр. яз. ББК Р266.91
2. Кривенко В. В., Потебня Г. П., Лисовенко Г. С., Сядро Т. А. Нетрадиционные методы диагностики и терапии.- Киев: Наукова думка, 1990.— 344с. : Ил.— ISBN 5-12-001813-0.
3. Ялкут С. И., Потебня Г. П. Биотерапия опухолей.— Киев: Книга-плюс. 2010.— 472 с. УДК 616—006
4. Проблемы канцерогенеза и аниканцерогенеза.−К: Наук.думка, 1979.— Гл. 8: Затула Д. Г. Канцерогенез и микроорганизмы.— С. 326—396 с.
5. Затула Д. Г. Сходство антигенов у микроорганизмов и клеток злокачественных опухолей.−К: Наук.думка, 1982.— 248 с.
6. Затула Д. Г. Микробиологические аспекты изучения злокачественных опухолей.−К: Наук.думка, 1976.— 240 с.
7. Затула Д. Г., Резник С. Р. Влияние метаболитов споровых сапрофитных бактерий на организм человека и животных.−К: Наук.думка, 1973.— 120 с.
8. Потебня, Григорий Платонович. Разработка и повышение эффективности противоопухолевых аутовакцин, изготовленных на основе продуктов синтеза B.subtilis: Автореф. диссертации д-ра мед. наук: 14.01.07 / Григорий Платонович Потебня. - Киев: Б.В., 2003.- 39 с.- На укр. яз. ББК Р266.91
9. Патент на изобретение Украины МПК7 А61Л35 / 12 35/74. Способ получения противоопухолевой вакцины / Потебня Г. П., Лисовенко Г. С., Черемшенко Н. Л., Танасиенко О.А., Чехун В. Ф.- №2001064153 ― Заявл. 15.06.2001.― Опубл. 20.11.2003.― Бюл. №9
10. Применение противоопухолевой аутовакцины в комплексном лечении онкологических больных: методические рекомендации / сост. В.Ф. Чехун, И.Б. Щепотин, Г.П. Потебня, Г.С. Лисовенко, И.И. Бойко.― Киев, 2008.-23 с.
11. Патент на изобретение Украины МПК7 А61Л35 /74. Способ специфической иммунотерапии аутовакцин больных раком желудка / Потебня Г. П., Кирсенко О. В., Черемшенко Н. Л., Чехун В. Ф .- №2003021473.- Заявл. 19.02.2003. Опубл. 15.07.2005.- Бюл. № 7
12. Патент на изобретение Украины МПК7 А61К39 / 07. Способ комплексного лечения больных колоректальным раком с применением аутовакцинотерапии / Потебня Г. П., Кикоть В. А., Колесник А. А., Лисовенко Г. С., Кикоть В. В., Черемшенко Н. Л., Чехун В. Ф.-№2002075489.- Заявл.04.07.2002.- Опубл. 16.05.2005.- Бюл. № 5
13. Патент на изобретение Украины МПК7 А61К35 / 74. Способ комплексного лечения рака молочной железы с использованием аутовакцинотерапии / Потебня Г. П., Татуринов В. И., Лисовенко Г. С., Скляр С. Ю., Шпилевая С. И., Черемшенко Н. Л., Кохановская Л. М ., Чехун В. Ф.― №2002010695.― Заявл. 28.01.2002.- Опубл. 15.12.2004.- Бюл.№12.
14. Патент на изобретение Украины МПК7 А61К35 / 74. Способ иммунотерапии аутовакцин больных раком легкого / Потебня Г. П., Смолянка И. И., Лисовенко Г. С., Кохановская Л. М., Черемшенко Н. Л., Чехун В. Ф.- №2002032131
15. Противоопухолевая аутовакцина в комплексной терапии больных раком почки: Информационное письмо / Г.П. Потебня, М.В. Терзийская, С. Лисовенко, И.И. Бойко, В.Ф. Чехун. - М., 2011. - № 37. - 4 с.
16. Патент Украины на полезную модель № 49782. Способ лечения больных со злокачественными опухолями головного мозга / Потебня Г. П., Танасиенко О.А., Бомбин А. В., Лисовенко Г. С., КоханивськаЛ. М., Чехун В.Ф. Опубл. 11.05.2010. Бюл. № 9.
17. Использование противоопухолевой аутовакцины в комплексном лечении больных со злокачественными опухолями головного мозга: методические рекомендации / сост. П.Г. Потебня, А. В. Бомбин, Г. С. Лисовенко, И. И. Бойко.- Киев 2011.- 19 с.
18. Противоопухолевые вакцины: перспективы применения в клинической онкологии / Потебня Г . П., Лисовенко Г. С., Савцова С. Д., Черный В. А. и др. // Онкология.- 2004-Т.6, № 3.- С. 167-174