Прививка против рака: уже реальность, и разработки продолжаются

Относительно недавно в онкологии существовала только классическая триада “хирургия – химиотерапия – лучевая терапия”. Сейчас добавился четвертый столп – иммунотерапия. Она включает различные методики, помогающие собственной иммунной системе организма уничтожать злокачественные клетки. В преддверии Всемирного дня борьбы с раковыми заболеваниями, отмечаемого 4 февраля, мы решили рассказать о довольно новом и необычном направлении в иммунотерапии при онкозаболеваниях – противораковых вакцинах. Сейчас такие препараты уже применяются и ведутся активные разработки новых, в том числе в России. 

Благодарим Лисового Вячеслава Анатольевича, онколога, хирурга, маммолога, за помощь в подготовке материала!

Уже много лет человечество защищено от многих опасных инфекций «вакцинным зонтиком». Сегодня в большинстве стран мира есть свои национальные календари профилактических прививок. Иммунизацию детей начинают буквально сразу после рождения, и это помогает сохранить миллионы жизней.

Принцип действия любой прививки в том, что иммунную систему заранее «знакомят» с определенными белками опасных бактерий и вирусов – антигенами. Позже, столкнувшись с реальным возбудителем, организм уже знает, как на него реагировать, быстро расправляется с угрозой и не допускает развития заболевания.

Но иммунитет защищает нас не только от инфекций. В нашем теле неустанно работает «полиция», занятая поисками любых чужеродных молекул. Система «свой–чужой» распознаёт всё, что отличается от нормальных клеток, и сразу же уничтожает.

Это касается и злокачественных опухолей. В теле человека регулярно возникают «неправильные» клетки с потенциально опасными мутациями. Но внутренняя система безопасности не дремлет: срабатывают механизмы починки поврежденной ДНК, а если они не справились, то активируется процесс запрограммированной клеточной смерти (апоптоз) и реагирует иммунная система.

Существует такое понятие, как противоопухолевый иммунитет, и он работает весьма эффективно. Однако в этой сложной системе временами случаются сбои. Многие злокачественные опухоли успешно скрываются от иммунного надзора, умело усыпляют его бдительность.

У ученых давно возникла идея: а что если придумать способы помочь иммунной системе онкологических больных, чтобы она эффективнее обнаруживала и уничтожала раковые клетки? Сегодня такое направление лечения в онкологии существует, оно называется иммунотерапией. В эту группу входят различные методики и препараты, в том числе противораковые вакцины.

В разработке прививок против рака есть определенные сложности. Во-первых, справляться с бактериями и вирусами нашему иммунитету проще, потому что они очень сильно отличаются от нормальных клеток организма. Раковые клетки одновременно как бы и «свои» и «чужие». В них сложнее отыскать антигены, чтобы вызвать сильный иммунный ответ, но так, чтобы иммунитет не принял за «чужих» нормальные ткани и не навредил им. Во-вторых, каждая злокачественная опухоль уникальна по набору мутаций и аномальных белков. Создать универсальную вакцину, подходящую одновременно для многих пациентов, сложно.

Тем не менее в разработке противораковых вакцин уже есть успехи, и ученые видят немалые перспективы. Некоторые препараты зарегистрированы, и онкологи их успешно применяют.

Предотвратить или вылечить

Вакцины против бактерий и вирусов делятся на профилактические и лечебные. Первые используют, чтобы предотвращать инфекции, а вторые вводят при уже развившемся заболевании, чтобы спасти жизнь, защитить от тяжелых осложнений и ускорить выздоровление. То же самое и с противораковыми вакцинами.

Профилактические вакцины против рака

С профилактическими вакцинами против рака всё сложно. Невозможно предсказать, у кого в ближайшем будущем может возникнуть онкозаболевание и где появится злокачественная опухоль – в легком, молочной железе, кишечнике или в другом органе. К тому же в каждой опухоли свой набор мутаций и аномальных белков.  Поэтому совершенно неясно, кого нужно защищать, против каких типов рака и антигенов вводить вакцины. Если пытаться решить задачу профилактики таким способом, то она превращается в поиск иголки в стоге сена и в конечном счете теряет смысл.

Зато можно предотвратить вирусные инфекции, которые приводят к раку. Сейчас широко применяются вакцины против двух таких возбудителей:

• Вирусы папилломы человека (ВПЧ) ответственны за большинство случаев рака шейки матки у женщин и могут вызывать другие злокачественные опухоли. Существует более 150 типов этих возбудителей, но опасны только некоторые – так называемые онкогенные. Если такой вирус «засел» в организме, то избавиться от него с помощью лекарств уже не получится – придется надеяться только на собственную иммунную систему. В первую очередь были созданы вакцины против самых распространенных онкогенных типов ВПЧ – 16 и 18. Сейчас существуют прививки и против других типов. Современные эксперты рекомендуют прививать всех мальчиков и девочек с 9–14 лет, то есть до начала половой жизни, потому что зачастую заражение происходит именно во время интимной близости. Людям более старшего возраста тоже можно провести иммунизацию, но сначала нужно проконсультироваться с врачом. В России такие вакцины доступны, привиться можно, но только по собственной инициативе: иммунизация против ВПЧ пока не входит в Национальный календарь профилактических прививок.
• Вирусы гепатита B поражают печень. В большинстве случаев зараженный человек просто выздоравливает, но у некоторых заболевание переходит в хроническую форму и может привести к раку печени – гепатоцеллюлярной карциноме. Первую прививку против гепатита B делают еще в роддоме в первые 24 часа жизни, потом повторяют в 1 и 6 месяцев. Детей из группы риска прививают 4 раза: после рождения, в 1, 2 месяца и в год.

Терапевтические вакцины против рака

Эти препараты направлены непосредственно против злокачественных опухолей. Их вводят людям, у которых диагностированы определенные типы рака. В итоге иммунная система активируется, обучается распознавать белки-антигены и начинает уничтожать злокачественные клетки.

В настоящее время уже существуют зарегистрированные препараты, правда, их пока немного:

• БЦЖ (бацилла Кальмета–Герена) – ослабленная версия туберкулезных бактерий, которые не способны вызвать инфекцию, но вызывают иммунный ответ. Изначально их вывели для вакцинации против туберкулеза, но они оказались полезны и в онкологии. БЦЖ используют для так называемой внутрипузырной терапии при раке мочевого пузыря. Лекарство вводят прямо внутрь органа через мочеиспускательный канал с помощью трубочки (катетера). Попав на слизистую оболочку органа, бактерии вызывают воспаление, местный иммунитет «просыпается» и начинает уничтожать опухолевые клетки. Это помогает снизить риск рецидива после операций при ранних стадиях рака.
• Талимоген лагерпервек (Talimogene laherparepvec, T-VEC) – противораковая вакцина, созданная на основе так называемых онколитических вирусов. Ее применяют при неоперабельной меланоме с метастазами – агрессивной злокачественной опухоли из пигментных клеток, чаще всего возникающей на коже. Препарат делают из генетически модифицированных вирусов простого герпеса I типа. Эти вирусы запрограммированы на то, чтобы атаковать только злокачественные клетки. Когда зараженная клетка разрушается, из нее во все стороны разлетаются белки-антигены, и на них реагирует иммунная система. Антитела и лимфоциты начинают искать опухолевые клетки с похожими антигенами и уничтожать их.
• Провенж (Provenge, Sipuleucel-T) – препарат, принцип действия которого ближе всего к классическим вакцинам против инфекций, но лечение проходит сложнее. Его применяют при раке предстательной железы, устойчивом к гормональной терапии. Основным активным компонентом является кислая фосфатаза простаты (PAP). Эта молекула-антиген присутствует в 95% раковых клеток при опухолях предстательной железы. Но препарат нельзя просто ввести в организм, как обычную прививку. Чтобы лечение сработало, нужно взять кровь у пациента, выделить из нее особые антигенпрезентирующие клетки, «скормить» им PAP, а потом вернуть их в обратно в кровоток. В организме они «познакомят» другие иммунные клетки с антигеном, и те научатся распознавать злокачественную опухоль. 

Поиски продолжаются

Ученые не останавливаются на достигнутом: прямо сейчас ведутся исследования новых противораковых вакцин. Они находятся на разных стадиях, и работа проходит с разной степенью успешности.

Одной из самых интересных разработок 2023 года стала вакцина против меланомы на основе мРНК от американских компаний Merck и Moderna. Сконструирована она примерно так же, как созданная ранее вакцина против COVID-19. В молекуле мРНК закодирована структура определенного белка – например, антиген коронавируса или раковых клеток. Когда препарат попадает в организм, включаются естественные молекулярные механизмы, которые считывают эту информацию и синтезируют нужный белок, а дальше на него реагирует иммунная система.

Вакцину против меланомы предполагается готовить индивидуально для каждого пациента, в зависимости от того, какие антигены есть именно в его раковых клетках. Всего можно загрузить 34 разных антигена. Летом 2023 года были опубликованы результаты II фазы клинических испытаний под названием KEYNOTE-942. Исследование показало, что вакцина увеличивает продолжительность жизни при III и IV стадиях меланомы.

Другой команде американских ученых удалось создать универсальную противораковую вакцину, которую не нужно готовить отдельно для каждого пациента. Препарат помогает снизить риск рецидива рака поджелудочной железы и толстой кишки после хирургического лечения.

Отправной точкой для создания этой вакцины стало то, что при злокачественных опухолях поджелудочной железы часто возникают определенные мутации в гене под названием KRAS. В норме белок, кодируемый этим геном, должен регулировать размножение клеток, но из-за мутаций клетки делятся бесконтрольно. Опухоли с такими генетическими изменениями ведут себя более агрессивно и характеризуются менее благоприятным прогнозом. В большинстве случаев обнаруживаются два мутантных белка – G12D и G12R. Их и содержит вакцина. Когда иммунная система распознаёт эти антигены, она начинает атаковать раковые клетки по всему организму, в том числе микроскопические метастазы, которые могли остаться после операции. За счет этого и снижается риск рецидива.

Российские разработки

Работают над созданием противораковых вакцин и российские исследователи. Например, активно этим занимаются ученые из НМИЦ онкологии имени Н. Н. Петрова в Санкт-Петербурге. Здесь еще с начала 2000-х годов ведут разработки вакцин на основе дендритных клеток, которые «обучают» иммунную систему реагировать на те или иные антигены. Принцип действия примерно тот же, что у вышеописанной вакцины Провенж. Препарат тоже готовят для каждого пациента индивидуально. Такое лечение предлагают онкобольным с терминальными, то есть самыми поздними, стадиями рака, когда другие методы неэффективны.

С довольно неожиданной стороны к решению проблемы противораковых вакцин решили подойти исследователи из лаборатории персонализированной химиолучевой терапии МФТИ. Их внимание привлекло одно интересное наблюдение: «состарившиеся», то есть много раз делившиеся, раковые клетки выделяют вещества, которые заставляют «стареть» другие опухолевые клетки. За счет этого иммунной системе становится намного проще их обнаружить и уничтожить.

Ученые из МФТИ считают, что можно искусственно «состаривать» раковые клетки онкологического больного с помощью радиации или химиотерапии, а затем вводить их обратно в организм и получать лечебный эффект. В клинической практике этот метод пока не применяли – проведены лишь эксперименты «в пробирке». Есть опасения по поводу того, насколько безопасно вводить искусственно “состаренные” злокачественные клетки в организм.

Скоро ли появятся новые эффективные вакцины против рака?

Процесс идет, несмотря на сложности, с которыми сталкиваются ученые. Разработка и необходимые испытания любых лекарственных препаратов – процесс очень дорогой и длительный. А в случае с противораковыми вакцинами еще и возникают специфические сложности, связанные с биологией раковых клеток.

Тем не менее за последние годы появилось довольно много новых противоопухолевых средств. Взять хотя бы уже зарегистрированные противораковые вакцины: буквально совсем недавно это было чем-то из области научной фантастики. Развитие науки не просто продолжается, а постоянно ускоряется. Никто не скажет наверняка, какие новые эффективные методы лечения онкозаболеваний станут доступны в недалеком будущем.

Текст: Артём Кабанов