Владимир Яшин — о прорывных открытиях в области иммунологии

На старте нынешней осени мировая медицина вплотную приблизилась к рубежу, за которым открывается поистине фантастическая перспектива: реальным становится избавление от целого букета неизлечимых на данный момент болезней, некоторых видов рака в первую очередь. На эту перспективу вывел ряд открытий в области иммунологии. И ключевое среди них: медики открыли способность человека самостоятельно "совершенствовать" свою защитную систему. Проще говоря, становится возможным "натренировать" наш организм для борьбы с самыми опасными болезнями. В деталях разбирался "Огонек"

Проблемы с иммунитетом — оборотная сторона современной цивилизации: за показное качество жизни и комфорт нередко приходится расплачиваться здоровьем
Фото: Reuters

Владимир Яшин, врач

Почему иммунная система человека, призванная защищать нас от патогенных микробов, вирусов, чужеродных белков, бездействует перед злокачественной опухолью? Вопрос волнует онкологов, иммунологов, биологов всего мира не первый десяток лет. Согласитесь: если бы врачам удалось "натренировать" иммунитет для борьбы с раковыми клетками, можно было бы всерьез говорить о новом этапе в лечении онкологии. В последнее время этой проблемой занимались несколько институтов в разных странах, несмотря на то что большая часть научного сообщества относилась к данной работе скептически и, как оказалось, напрасно. Два года назад международная группа ученых во главе с профессором Дэниелом Ченом заявила, что им удалось понять, почему иммунитет не реагирует на опухоль и не уничтожает ее. А в августе этого года стало известно о начале клинических испытаний вещества, способного всерьез подхлестнуть работу иммунитета, заставив его уничтожать раковые клетки.

— Можно сказать, что до сих пор в работе онкоиммунологов было больше шума, чем конкретики,— признает сам профессор Чен,— но теперь мы можем объединить полученные знания для конкретного результата.

Чтобы выйти на это открытие, ученым пришлось заглянуть вглубь процессов внутри нашего организма. Речь, в частности, о работе Т-лимфоцитов — иммунных клеток, важной части сложнейшей оборонительной системы, которая стоит на страже здоровья. Оказалось, что когда к раковой клетке приближается Т-лимфоцит, который должен ее распознать и уничтожить, она выбрасывает на свою поверхность особый белок PDL-I. И он, почуяв угрозу, оперативно блокирует рецепторы — чувствительные нервные окончания — Т-лимфоцитов. В итоге иммунная клетка теряет не только возможность узнавать опухоль, но и свою поражающую активность. По словам профессора Чена, это выглядит так, как будто раковая клетка выставляет вперед руки, останавливает клетку иммунитета и тот "впадает в полную прострацию".

Основываясь на этом открытии, американские ученые разработали препарат под условным названием анти-PDL-I, который препятствует деятельности опухолевого белка и активизирует заблокированный иммунитет. Клинические испытания нового лекарства показали высокую эффективность в борьбе с некоторыми видами рака. Теперь ученые собираются как можно быстрее официально зарегистрировать свой препарат, а также продолжить научный поиск с целью разработки новых лекарств против рака. Как подчеркивает заведующий лабораторией эпигенетики Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН профессор Сергей Киселев, основная сложность работы в том, что злокачественная опухоль изначально рождается из собственных клеток организма и потому иммунный ответ на нее очень слабый.

— Если на микроорганизм или вирус, который проникает в нас, у нас поднимается температура и начинается воспалительная реакция, то опухоль развивается незаметно и приучает организм к тому, что она своя, хотя она чужая,— объясняет профессор Киселев.— Поэтому так важно было найти специфические противоопухолевые антигены, которые отличают ее от нормы, и сделать противоопухолевую вакцину.

Обучить клетку

Работа по "модернизации" Т-лимфоцитов при всей революционности стала в какой-то мере логичной. Дело в том, что именно иммунология в последние десятилетия развивалась особенно бурно: именно она дала миру целых 16 нобелевских лауреатов — полный рекорд среди всех других дисциплин в области медицины и физиологии. И этот интерес не ослабевает: в 1901 году самая первая Нобелевская премия была присуждена Эмилю Адольфу фон Берингу за открытие антител, а совсем недавно иммунологи Брюс Бойтлер, Жюль Хоффман и Ральф Стайнман получили премию за то, что сумели показать, как активируются разные типы иммунитета — врожденный и приобретенный. Врожденный, напомню, представляет собой древнее эволюционное приобретение — подобный механизм защиты есть у всех многоклеточных. Это своего рода коллективная память предков организма о том, какие нарушители требуют немедленного реагирования, эта память закреплена на уровне генов.

Другой тип иммунной системы — адаптивный. Это новая с точки зрения эволюции система, она есть лишь у позвоночных. Работа этого типа иммунитета и связана с производством антител и Т-лимфоцитов. Эта система не говорит нам, друг перед нами или враг, но очень чувствительно определяет, насколько отличаются чужеродные молекулы от молекулярных структур нашего организма. Именно адаптивный иммунитет, как считают специалисты, можно тренировать и обучать.

Работая в этом направлении, Ральф Стайнман доказал, что у сложной системы иммунитета есть своего рода дирижеры — особые дендритные клетки, своего рода посредники между двумя типами иммунитета. Они постоянно отслеживают ситуацию на предмет чужаков и в случае чего запускают иммунный ответ организма. Именно благодаря работам иммунологов на рубеже XX и XXI века стало возможным сегодня разрабатывать новые пути для лечения инфекционных и онкологических болезней.

Так, в 2010-м впервые FDA (United States Food and Drug Administration — Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов при Минздраве США) одобрило противоопухолевую вакцину на основе дендритных клеток для рака простаты. Дендритные клетки выбраны не случайно: именно они обнаруживают чужеродные белки и "показывают" их Т-лимфоцитам. После такого "курса обучения" Т-лимфоциты вступают в борьбу. Оказалось, что и сами дендритные клетки прекрасно обучаются. Для создания вакцины ученые извлекают из крови пациента дендритные клетки и смешивают их с белковыми фрагментами раковых клеток, после чего уже "обученные" узнавать "врага" клетки отправляют "обучать" Т-лимфоциты. В НИИ клинической иммунологии СО РАН, где разрабатывается подобная вакцина для лечения рака груди, подчеркивают, что их задача — не профилактика, а лечение за счет активации иммунитета.

Одна из таких вакцин создана в НИИ онкологии им. Н. Н. Петрова в Санкт-Петербурге и уже применяется для лечения меланомы и мягкотканной саркомы. Как подчеркивает профессор Липин Чен из Йельского онкологического университета (США), в скором времени будет всерьез пересмотрена стратегия лечения онкологии: благодаря прогрессу иммунотерапии химиотерапия уйдет на второй план.

Линии обороны

Иммунная система человека — сложный механизм, в работе которого задействованы несколько органов. Центральными являются вилочковая железа (тимус), расположенная у основания шеи, и костный мозг. В них вырабатываются лимфоциты (в тимусе — Т-лимфоциты, в костном мозге — В-лимфоциты), которые и охраняют нас от посягательств враждебного микромира.

Другими ее важными органами являются лимфатические узлы и селезенка. Именно в этих "подразделениях" иммунной системы производится главное оружие — особые белки-иммуноглобулины, которые называются антителами. Они обладают удивительным свойством соединяться с тем микробом, в ответ на который были созданы. Как ключ подходит только к одному замку, так и каждое антитело реагирует на свой антиген (чужеродное вещество), который проник или только собирается проникнуть в организм. Составной частью иммунной системы являются также кишечник, миндалины и аденоиды. Ну а регулируется ее деятельность центральной нервной и эндокринной системами.

Первым "оборонительным рубежом" на пути микробов и вирусов являются кожа и слизистые оболочки. Затем в бой вступают подвижные клетки — фагоциты, постоянно курсирующие по кровеносным и лимфатическим сосудам (они вырабатываются в стволовых клетках костного мозга). Причем, если численность "противника" велика, быстро растет и количество защитников. Затем в борьбу включаются Т-лимфоциты, способные не только различать отдельные микробы, но и запоминать их, а также определять, встречался с ними организм раньше или нет. В результате эти клетки начинают помогать В-лимфоцитам увеличивать синтез антител, которые и обусловливают иммунный ответ на повторное внедрение "чужака". При этом патологический процесс в организме зачастую просто не возникает, что, кстати, и объясняет существование длительного иммунитета к ряду заболеваний, например к кори или ветряной оспе.

Так иммунная система противостоит агрессии многих враждебных микробов. Но этот механизм не очень эффективен в борьбе с вирусами, потому что им удается спрятаться, внедряясь в здоровую клетку и заставляя ее работать на себя, то есть штамповать новые вирусы. В этом случае иммунная система посылает против врагов свою "спецслужбу" — клетки, которые называются "киллерами". Они способны распознавать пораженные вирусами клетки организма и уничтожать их.

У иммунной системы есть и своя память. Представим себе, что какой-то микроб проник в организм и вызвал болезнь. При этом иммунный ответ был успешным, и лимфоциты запомнили возбудителя. Следовательно, при попытке повторной агрессии его сразу узнают и уничтожат. К примеру, у ребенка, заболевшего, скажем, ОРЗ, иммунологическая память обычно формируется в течение 18-40 дней, то есть и после исчезновения внешних признаков недуга.

Однако у некоторых детей на это требуется больше времени. И не исключено, что возбудитель того же самого ОРЗ вновь предпримет атаку на организм, а информация о нем еще не успеет закрепиться в иммунологической памяти. В этом случае защитная система не узнает его, и избежать повторного заболевания не удастся. Собственно, так и происходит у часто болеющих детей. Одной из причин такой медленной реакции иммунитета может быть генетика. Среди других возможных причин — неблагоприятная экология, плохие бытовые условия и т.д.

По мнению иммунологов и педиатров, иммунитет против болезней накапливается у ребенка только к 12 годам. И торопить его формирование с помощью, к примеру, иммунотропных препаратов, специалисты не советуют: это сильнодействующие лекарства, применение которых может привести к тяжелым последствиям.

Массовый гипноз

Сегодня доказано, что иммунитет не только защищает организм от возбудителей различных заболеваний, но и контролирует развитие эмбриона в утробе, определяет успех или неуспех операций по пересадке органов и тканей. Словом, значение его чрезвычайно велико и именно с ним в последние десятилетия у человечества связаны большие проблемы.

По прогнозам ВОЗ в XXI веке болезни, связанные с хроническими нарушениями иммунитета, выйдут на первое место. Одной из причин этого специалисты ВОЗ называют широкое и часто неоправданное применение антибиотиков, которые, подавляя рост болезнетворных микроорганизмов, снижают и количество антигенов, которые стимулируют иммунную систему. Добавьте неблагоприятное воздействие окружающей среды, которая содержит огромное количество веществ, подавляющих иммунитет. В России, впрочем, своя специфика.

— В нашей стране количество иммунопатологий растет с каждым годом,— говорит врач Клиники иммунопатологии НИИ фундаментальной и клинической иммунологии Наталья Старостина.— И связано это в первую очередь с тем, что люди элементарно не получают с пищей базового набора питательных веществ, которые нужны организму. Если мы посмотрим на рацион пенсионеров, то увидим, что они едят мясо один-два раза в неделю (колбаса и сосиски не в счет). То же с фруктами и овощами. А именно пенсионный возраст, когда выходит из строя тимус — один из главных органов, отвечающих за иммунитет, самый уязвимый.

В итоге сегодня растет как число случаев так называемого приобретенного иммунодефицита, который чаще всего развивается после инфекционных болезней (например, гриппа) или на фоне длительных стрессов, депрессии, чрезмерного голодания. Для того, чтобы иммунитет работал правильно, врачи в первую очередь советуют изменить образ жизни и придерживаться основных принципов здорового и, главное, максимально разнообразного питания. Однако в условиях мегаполисов самые простые рекомендации, увы, оказываются самыми трудновыполнимыми.

Иммунотерапия

Опыт

Чтобы иммунитет нормально работал, его, как оказалось, нужно в первую очередь хорошо подкормить. Вот элементы, которые помогут вам "подтянуть" его накануне зимнего сезона

Флавоноиды

Растительные вещества, которые запускают работу генов, ответственных за иммунитет. Особо ценен шиповник, помимо флавоноидов он содержит органические кислоты, пектин, а самое главное — витамины С, Р, А, В2, К, Е. Наиболее важные флавоноиды содержатся также в помидорах, сладком перце, яблоках, цитрусовых, клюкве, в зеленом чае. В зимний период хотя бы один из перечисленных продуктов должен быть в рационе каждый день.

Антоцианы

Особый вид флавоноидов. Антоцианы обладают сильным иммуностимулирующим действием и могут служить для профилактики возникновения опухолей. Кроме того, они оказывают бактерицидное влияние на гнилостную микрофлору кишечника, усиливают биологическое действие витамина С и обладают Р-витаминной активностью. Они содержатся в темных овощах и фруктах. Ими богаты свекла, краснокочанная капуста, баклажаны, темный виноград и красное вино.

Белки

В рационе обязательно в достаточном количестве должны присутствовать животные и растительные белки — строительный материал для клеток и тканей организма. Для этого в меню следует включать мясо, рыбу, молоко, яйца, бобовые, гречневую и овсяную крупы, а также более специфичные продукты — говяжью печень и морепродукты — креветки, мидии, кальмары, которые закладывают основу для новых клеток, стоящих на страже нашего иммунитета.

Минеральные вещества

Иммуностимулирующим действием обладает ряд веществ — железо, медь, магний, цинк. Больше всего их в субпродуктах — печени, почках, сердце, а также в орехах, бобовых и шоколаде. В целом же людям c ослабленным иммунитетом рекомендуется перед началом сезона простуд провести курс дополнительной витаминотерапии. Для этого лучше употреблять не отдельные витамины, а витаминные комплексы.

Адаптогены

Так называется целый класс веществ, которые защищают человека от вредного воздействия окружающей среды. Проникая внутрь клетки, они активизируют перестройку метаболизма для работы в условиях стресса, и организм начинает работать в более экономном режиме. Они также способствуют синтезу эндогенных биостимуляторов, например интерферона. Вырабатывать биологически активные вещества адаптогенного действия научились реликтовые организмы, пережившие глобальные катаклизмы,— женьшень, элеутерококк, аралия, лимонник китайский, а также пчелы и змеи.

Пробиотики

Это препараты, содержащие штаммы микроорганизмов, которые необходимы нашему кишечнику (он, напомним, является составной частью иммунной системы). Согласно исследованиям, пробиотики могут помочь тем, кто страдает от синдрома раздраженного кишечника, атопического дерматита, диареи, аллергического ринита и ряда других недугов, в том числе и простудных. Чтобы повысить их содержание, нужно увеличить в рационе количество кисломолочных продуктов.

Каротиноиды (провитамин А)

Эти вещества считаются антиоксидантами, помогающими организму бороться со стрессом. В последнее время установлено, что они обладают противоопухолевым действием. Особенно богаты ими желто-зеленые и красные овощи (морковь, красный перец, лук и т.п.). В них каротиноиды особенно стойки к тепловой обработке и поэтому почти не теряют окраски.

Эндорфины

Эндорфины еще называют гормонами удовольствия. Но, как оказалось, помимо благотворного влияния на настроение они оказывают противовоспалительное действие и могут активизировать иммунитет. Самый простой способ повысить их уровень — щадящие занятия спортом. Изнурительные тренировки тут ни к чему.

Самооборона без лекарств