«Пащенкова Юлия Геннадьевна МОНИТОРИНГ ИММУННОГО СТАТУСА И ЕГО ПРОГНОСТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ДЛЯ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ У ЛИКВИДАТОРОВ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС 14.03.09 - ...»

ФГБУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР

«ИНСТИТУТ ИММУНОЛОГИИ ФЕДЕРАЛЬНОГО МЕДИКОБИОЛОГИЧЕСКОГО АГЕНТСТВА РОССИИ»

На правах рукописи

Пащенкова

Юлия Геннадьевна

МОНИТОРИНГ ИММУННОГО СТАТУСА И ЕГО ПРОГНОСТИЧЕСКАЯ

ЗНАЧИМОСТЬ ДЛЯ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ

НОВООБРАЗОВАНИЙ У ЛИКВИДАТОРОВ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИИ

НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС

14.03.09 - клиническая иммунология, аллергология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель:

профессор, доктор медицинских наук Орадовская И.В.

МОСКВА

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Воздействие ионизирующего излучения на иммунную систему ……………. 1.2. Роль ионизирующего излучения в развитии злокачественных опухолей….. 1.3. Взаимоотношения иммунной системы и злокачественной опухоли............. 1.4. Частота встречаемости злокачественных новообразований у лиц, подвергшихся воздействию ионизирующего излучения …………………………... 1.5. Авария на Чернобыльской АЭС и ее влияние на частоту встречаемости злокачественных новообразований……………………………………………………. 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Эпидемиологическое исследование

2.2. Характеристика обследованных групп…………………………………………… 2.3. Лабораторно-иммунологическое обследование

2.4. Изучение поврежденности генома лимфоцитов

2.5. Прогнозирование развития ЗНО с помощью метода взвешенного голосования

2.6. Статистическая обработка данных

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Характеристика иммунного статуса обследованных групп лиц, принимавших участие в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС и проживающих в С-З регионе ЛО

3.2. Частота встречаемости ЗНО и их структура у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС, проживающих в С-З регионе ЛО…………………………… ……. 3.3. Анализ поврежденности генома лимфоцитов у ликвидаторов и ее связи с показателями иммунного статуса

3.4 Прогнозирование развития ЗНО по показателям иммунного статуса с помощью метода взвешенного голосования.

4. ОБСУЖДЕНИЕ

4.1. Анализ изменений в иммунном статусе в обследованных группах ликвидаторов: в доклиническом периоде, при наличии и отсутствии предопухолевых состояний и ЗНО…………………………………………………… 4.2. Частота встречаемости злокачественных новообразований у ликвидаторов, проживающих в С-З регионе

4.3. Поврежденность генома ликвидаторов и ее связь с параметрами иммунной системы …………………………………………………………………………………… 4.4. Прогнозирование развития ЗНО по изменениям иммунного статуса.... ….. 5. ВЫВОДЫ

6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АВР – аварийно-восстановительные работы в зонах ЛПА АЭС – атомная электростанция АПК – антиген-презентирующие клетки ВНД – валидационный набор данных ГР – группа риска ГВИ – герпесвирусная инфекция ДИ – доверительный интервал ДК – дендритные клетки ЗНО – злокачественное новообразование ИДС – иммунодефицитные состояния ИИ – ионизирующее излучение ИН – иммунная недостаточность ИС – иммунный статус ИФА – иммуноферментный анализ ИФН – интерферон ИЛ – интерлейкин – иммуноглобулины классов M, G, A, E IgM, IgG, IgA, IgE ЛО – Ленинградская область ЛПА – ликвидация последствий аварии УЛПА – участники ликвидации последствий аварии на ЧАЭС МКРЗ – Международная Комиссия по радиационной защите МКАТ – моноклональные антитела МО – Московская область – major histicompatibility complex, главный комплекс MHC – миелоидные супрессорные клетки (Myeloid-derived МСК НКДАР – Научный комитет ООН по действию атомной радиации – Российский Государственный Медико-дозиметрический РГМДР С-З регион – Северо-Западный регион ЛО СКК – стволовые кроветворные клетки CD3+ CD4+ CD8+, ЦТЛ – цитотоксические Т-лимфоциты, CD8+-Т-лимфоциты CD4+/ CD8+ CD16, NK-клетки – естественные киллеры, ЕКК CD3-CD16/56+ – NK-клетки CD3+CD16/56+ – NK-Т-клетки – natural killer group 2 member D, рецептор естественных NKG2D – активационный маркер (ранняя активация лимфоцитов) CD25+ CD95+ – маркер поздней активации клеток (Т- и В-лимфоциты ) HLA-DR+ – фагоцитарная активность (фагоцитарный индекс) ФАН – фагоцитарная активность (фагоцитарный индекс) ФАМ ФСБ TBE ТРФ – трансформирующий ростовой фактор – хроническая рецидивирующая герпесвирусная инфекция ХРГВИ ХСЗ – хронические соматические заболевания ЦМСЧ – Центральная медико-санитарная часть ЦТЛ – цитотоксические Т-лимфоциты ЧАЭС – Чернобыльская атомная электростанция ЭДТА – этилендиаминтетрацетат

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность Влияние ионизирующего излучения на человека остается одной из актуальных проблем современной медицины, что связано с обширностью контингента лиц, подвергшихся радиационному воздействию:

пострадавшие при атомных бомбардировках, испытаниях ядерного оружия и авариях на объектах атомной промышленности, работники предприятий атомно-энергетического комплекса и АЭС, лица, облученные по медицинским показаниям. В литературе накоплено много данных о влиянии ионизирующего излучения на организм человека; однако ряд вопросов, особенно касающихся влияния малых доз облучения и отдаленных последствий облучения, не получил адекватного разрешения.

Авария на Чернобыльской АЭС привела к облучению в малых дозах большого контингента лиц, участвовавших в ликвидации последствий аварии, а также населения пострадавших территорий. Одним из отдаленных последствий облучения как в больших, так и в малых дозах, является развитие солидных злокачественных новообразований (ЗНО) [27, 36, 144]. Согласно прогнозу, основной составляющей ущерба для здоровья от Чернобыльской катастрофы будет увеличение частоты злокачественных новообразований [92]. Однако оценки дополнительного риска ЗНО и сроки проявления этого эффекта различаются. По современным оценкам, минимальный латентный период развития радиационно-индуцированных злокачественных новообразований составляет от 4 до 10 лет [103, 151]. Из этого следует, что участники ЛПА на Чернобыльской АЭС, и население, загрязненных радионуклидами территорий уже вступили в период повышенного риска ЗНО. Поскольку атомная электроэнергетика остается одной из важных отраслей экономики развитых стран, то неизбежны новые аварии, связанные с использованием атомной энергии, о чем напомнила недавняя авария на АЭС Фукусима-1. Поэтому, изучение отдаленных медицинских последствий аварии на ЧАЭС имеет и будет иметь большую социальную значимость.

измененные клетки. С другой стороны, иммунная система сама является мишенью радиационного воздействия [74]. В то время как изменения иммунной системы после высокодозового облучения (при лучевой болезни) хорошо описаны, влияние «малых доз» на иммунную систему вызывает много вопросов [15, 16]. Последствия облучения могут проявляться спустя много лет в виде ускоренного старения иммунной системы [5, 58, 60, 98, 99], повышения риска ЗНО вследствие ослабления иммунного надзора [74], мониторинга за участниками ЛПА на ЧАЭС из Северо-Западного региона пролиферативный синдром – совокупность изменений в иммунном статусе, которая наблюдается при заболеваниях пролиферативного характера – доброкачественных опухолях и не выявляется при других клинических проявлениях иммунной дисфункции, иммунной недостаточности (ИН) и хронических заболеваниях и наличие иммунологических изменений, которые наблюдались и при других патологических состояниях [56, 60]. В процессе мониторинга у лиц с изменениями такого характера в иммунном статусе было диагностировано несколько случаев ЗНО, что позволило формировать группы повышенного канцерогенного риска. За период наблюдения 1992-2006 гг. на основе данных Российского государственного установлен статистически значимый радиационный риск смертности от солидных ЗНО среди ликвидаторов 1986-87 гг. участия в ЛПА. Однако изменения иммунного статуса у ликвидаторов с ЗНО не изучены; не охарактеризована значимость этих изменений для ранней диагностики ЗНО. Недостаточно изучена степень поврежденности генома лимфоцитов в отдаленном периоде после ЛПА на ЧАЭС; не охарактеризована связь этих повреждений с изменениями в иммунном статусе.

Цель работы – выявление изменений показателей иммунного способствующих ранней диагностике злокачественных новообразований, а также степени поврежденности генома лимфоцитов у ликвидаторов как одного из факторов, способствующих развитию ЗНО.

1. Провести анализ показателей ИС за 1-5 лет до постановки клинического диагноза ЗНО в сопоставлении с ИС ликвидаторов без ЗНО и при установленном диагнозе ЗНО, используя данные многолетнего иммунологического мониторинга за ликвидаторами последствий аварии на ЧАЭС.

2. Изучить особенности иммунного статуса ликвидаторов в доклинический период при наиболее распространенных формах ЗНО.

3. Изучить частоту встречаемости ЗНО и их структуру у ликвидаторов, проживающих в Северо-Западном регионе Ленинградской области, в сопоставлении с населением этого региона, не принимавшим участие в ЛПА на ЧАЭС и ликвидации последствий других радиационных катастроф.

4. Оценить влияние факторов риска Чернобыльской катастрофы на частоту развития ЗНО и показатели иммунного статуса в период до постановки диагноза ЗНО и возможность использования показателей иммунного статуса для более раннего их выявления у ликвидаторов.

5. Изучить степень поврежденности генома лимфоцитов (частоту клеток с микроядрами) у ликвидаторов и необлученных лиц; оценить связь поврежденности генома с показателями иммунного статуса и дозой внешнего -облучения.

6. Разработать мультипараметрический классификатор, основанный на показателях иммунного статуса и позволяющий относить ликвидаторов в группу «хорошего» и «плохого» прогноза по развитию ЗНО.

Научная новизна Впервые разработан и результативно применен методологический предшествующие выявлению ЗНО клиническими методами.

Впервые на основе многолетнего иммунологического мониторинга у ч стников ЛПА на ЧАЭС выявлены изменения в ИС за 1-5 лет до постановки и верификации диагноза ЗНО. Они характеризуются активацией цитотоксического звена ИС, выражающейся в повышении относительного и абсолютного содержания CD8+-Т-лимфоцитов и NK-лимфоцитов, и недостаточностью Т-хелперного звена со снижением относительного содержания CD3+-, CD4+-Т-лимфоцитов и индекса иммунорегуляции CD4+/CD8+. Повышение уровня цитотоксических лимфоцитов расценено как ответ иммунной системы против развивающейся опухоли. Впервые дана ликвидаторов.

Впервые обнаружено снижение стабильности генома лимфоцитов у ликвидаторов в отдаленный период после участия в ЛПА на ЧАЭС.

Выявлены признаки ответа иммунной системы на накопление клеток с поврежденным геномом, который проявляется в виде корреляции между показателями поврежденности генома и содержанием цитотоксических лимфоцитов (NK-клеток, CD3+/СD16+/56+ Т-лимфоцитов), а также регуляторных Т-лимфоцитов (CD4+CD25high) в крови.

Впервые проанализирована частота встречаемости и структура ЗНО у ликвидаторов, проживающих в Северо-Западном регионе ЛО. Установлено повышение частоты ЗНО у мужчин-ликвидаторов по сравнению с местным мужским населением и различия в распределении первых двух ранговых мест, обусловленные повышением частоты ЗНО бронхо-легочной системы у ликвидаторов и ЗНО желудка- у местного населения. Повышение частоты ЗНО у ликвидаторов связано с ее превышением по органам возможного поступления и выведения радионуклидов: рака легких/бронхов/трахеи и мочевыводящей системы.

Впервые выявлены особенности динамики частоты встречаемости ЗНО у ликвидаторов в зависимости от возраста. Показано более раннее их возникновение, выявлены возрастные периоды повышения их частоты.

многофакторного анализа-метод взвешенного голосования. На его основе впервые получены прогностические классификаторы, позволяющие по совокупности показателей ИС выделять среди ликвидаторов группу повышенного риска ЗНО.

Практическая значимость Показано, что изменения ИС в доклинический период ЗНО у ликвидаторов и лиц повышенного канцерогенного риска могут быть выявлены при проведении регулярных ежегодных (не реже) исследований ИС, что подтверждает значимость проведения иммунологического мониторинга за облученными контингентами.

ликвидаторов могут быть использованы при планировании объема специализированной лечебно-диагностической помощи в данном регионе.

Изменения показателей ИС, выявленные в доклинический период ЗНО у ликвидаторов, могут использоваться для выявления групп повышенного канцерогенного риска и более ранней диагностики ЗНО.

Установлено, что нестабильность генома, вызванная более чем лет назад облучением при выполнении работ по ЛПА на ЧАЭС, в настоящее время выявляется в повреждениях генома клеток и в изменениях целого ряда показателей ИС у ликвидаторов. С увеличением повреждённости генома лимфоцитов (частоты лимфоцитов с микроядрами) существенно возрастает относительное содержание регуляторных Тлимфоцитов c фенотипом CD4+CD25+high. Повышение регуляторных Тлимфоцитов способствует подавлению противоопухолевого иммунитета, что повышает риск развития ЗНО в отдаленном периоде. Поэтому определение Тreg CD4+CD25+high следует включать в перечень тестов при проведении мониторинга.

Количество хромосомных аберраций из расчета на 100 лимфоцитов и индекс двунитевых разрывов ДНК в отдаленном периоде после внешнего облучения могут использоваться как показатели нестабильности генома.

Выявленные корреляции между нарушениями генома лимфоцитов и изменениями показателей ИС свидетельствуют о значимости включения в мониторинг ликвидаторов исследований поврежденности генома лимфоцитов.

Результаты исследования, основанные на данных многолетнего иммуно-эпидемиологического мониторинга с оценкой ИС у ликвидаторов показали, что при оценке риска ЗНО целесообразно опираться не на онкологического риска для проведения углубленного клинического, инструментального и лабораторного обследования. Полученные результаты могут использоваться в дальнейшей работе для повышения точности прогнозирования ЗНО.

постоянством внутренней среды посредством удаления чужеродных молекул, тем самым обеспечивая устойчивость организма к инфекциям и мутагенным фактором и способно само по себе или в сочетании с другими факторами вызвать онкогенную трансформацию клеток. С другой стороны, иммунную систему – один из основных факторов защиты организма от ЗНО.

взаимодействия между опухолью и ослабленной в результате облучения иммунной системой. Развитие злокачественных опухолей в результате облучения представляет собой многогранную проблему. Ниже будут рассмотрены основные аспекты этой проблемы.

ионизирующего излучения. Иммунная система высоко радиочувствительна и стойко сохраняет пострадиационные изменения [91, 99]. В ранние сроки после высокодозового облучения развиваются иммунодепрессия и иммунодефицит, в основе которых лежит угнетение костномозгового кроветворения, апоптоз лимфоцитов, нарушение их миграционных свойств и функций, а также нарушение количественных соотношений различных популяций лимфоцитов и их функциональных взаимодействий [6].

Радиочувствительность клеток иммунной системы неодинакова и зависит как от типа клеток, так и от их локализации [95]. При -облучении мышей в высоких дозах Т- и В-клетки в лимфатических узлах и в крови высоко радиочувствительны, тогда как оба типа клеток селезенки более радиорезистентны [131]. Те же авторы в опытах in vitro показали, что дозы до 300 Р (3,0 Зв) вызывают более выраженные функциональные нарушения в B-клетках, чем в Т-клетках, тогда как дозы 600 Р (6,0 Зв) и выше угнетают функции обоих типов клеток. И. Андраликова и соавт. (1974) сообщили о снижении уровней сывороточных IgM и IgG при повышении уровня IgA у лиц, длительно контактирующих с радиоактивными материалами – например, у рудокопов урановых рудников.

различные авторы указывают, что в этих условиях Т-лимфоциты более радиочувствительны, чем B-лимфоциты [50, 67].

Данные по сравнительной радиочувствительности субпопуляций Тклеток также несколько противоречивы. Так, В.Н. Фадеев и соавт. (1987), Г.М. Яковлев и соавт., (1990) отмечают, что от малых доз ионизирующего излучения страдают преимущественно CD8+-Т-лимфоциты. Однако по данным Н.А. Калинина (1989), CD8+-Т- лимфоциты в 2-10 раз более радиорезистентны, чем CD4+-Т-лимфоциты/хелперы. Указанные различия, возможно, объясняются особенностями экспериментальных моделей, используемых авторами. Показано, что в результате воздействия малых доз ИИ формируется недостаточность клеточного звена иммунной системы, снижается функциональная активность Т-клеток (Тh1-лимфоцитов, NKклеток) [77, 99]. Воздействие радиационного фактора влияет на баланс Th1/Th2-лимфоцитов: на раннем этапе после облучения происходит сдвиг в сторону Тh1, что ведет к подавлению антибактериальной защиты и гуморального иммунитета, а на позднем этапе происходит снижение активности Тh1-клеток, что может проявиться снижением противоопухолевого иммунитета. Облучение может вызывать преждевременное старение иммунной системы [88, 98], что так же может способствовать возникновению опухолей.

С другой стороны, сообщалось о стимулирующем действии малых доз (радиационный гормезис). Активность Т-клеток в ранние сроки после облучения может повышаться, а в более поздние сроки – подавляться [83].

По мнению автора, сигналы, запускаемые в клетке облучением, имеют черты сходства с нормальными активирующими и дифференцировочными сигналами. Ионизирующее излучение в малых дозах воспроизводит действие тимозина и создает условия для активации Т-лимфоцитов [96].

Процесс положительной селекции Т-лимфоцитов в тимусе считается радиоустойчивым, так как эпителиальные клетки тимуса резистентны к облучению в дозе 8-10 Гр. Однако в поздние сроки после облучения эпителиальные клетки страдают вследствие воздействия аутоантител. Но в то же время на определенном этапе эпителиальные клетки элиминируют отрицательную селекцию, погибают уже при дозах 2-4 Гр. Следовательно, процесс отрицательной селекции более чувствителен к облучению, чем положительный отбор [98].

радиопротективным действием, то есть само облучение приводит к ослаблению негативного эффекта, вызванного самой же радиацией [98].

Хотя малые дозы ИИ (0,2-0,5 Гр) могут стимулировать клеточный и гуморальный иммунитет у животных и человека, те же дозы в сочетании с факторами нерадиационной природы могут вызвать иммуносупрессию [73, 89]. Таким образом, анализ данных о влиянии облучения на иммунную систему свидетельствует об их противоречивости. Вместе с тем, данные о состоянии иммунитета при хроническом действии малых доз радиации подавление факторов неспецифической защиты организма.

кроветворные клетки Стволовые клетки являются родоначальниками всех клеток крови.

СКК – это недифференцированные клетки, постоянно находящиеся в данной ткани, способные к самовоспроизводству в течение всей жизни индивидуума и являющиеся источником новых дифференцированных клеток этой ткани. СКК делятся относительно редко и асимметрично, так что одна из дочерних клеток остается стволовой, а вторая – миелоидной или лимфоидной плюрипотентной клеткой [142]. Плюрипотентные клетки делятся гораздо чаще, чем СКК, благодаря чему дают начало большому индивидуума, они накапливают мутации, которые могут подорвать жизнеспособность стволовых клеток или стать причиной онкогенной трансформации. Такие клетки должны быть элиминированы. С другой стороны, поскольку стволовые клетки обеспечивают нужную численность дифференцированных клеток, их количество должно поддерживаться на определенном уровне. Таким образом, между гибелью стволовых клеток и количеством мутаций в них должен поддерживаться баланс [142].

необходимостью поддержания их численности. Радиорезистентность обеспечивается, с одной стороны, пребыванием СКК в условиях гипоксии, что препятствует избыточному образованию кислородных радикалов при облучении. Во-вторых, СКК обладают мощными средствами репарации двунитевых разрывов ДНК. Однако репарация не устраняет все ошибки в структуре ДНК, в связи с чем в СКК облученных индивидов повышена частота повреждений генома, снижена стабильность генома. СКК передают повреждения генома «по наследству» часто делящимся плюрипотентным клеткам-предшественникам костного мозга, что может привести к развитию гемобластоза [142, 176]. Косвенным признаком поврежденности генома СКК является степень поврежденности генома циркулирующих зрелых лейкоцитов.

1.1.2. Генетические нарушения в облученных лимфоцитах млекопитающих широкий спектр повреждений генетического аппарата, в том числе повреждение азотистых оснований ДНК, однонитевые и двунитевые разрывы [72]. Изучение радиационных повреждений хромосом представляет несомненный интерес для оценки биологических эффектов малых доз излучения. Накоплено большое количество данных об уровне спонтанного мутационного процесса в лимфоцитах периферической крови человека. Установлено, что спонтанный уровень аберраций хромосом не зависит от пола и мало зависит от возраста обследуемых [70]. Среди обнаруживаемых аберраций более 90% составляют ацентрические фрагменты (одиночные и парные), тогда как обменные аберрации лишь 6С начала 70-х годов тест хромосомных аберраций стал использоваться как биологический индикатор лучевого поражения. Именно на культуре лимфоцитов были получены первые данные о повышении частоты аберраций хромосом у пострадавших от атомной бомбардировки жителей Хиросимы и Нагасаки [107] и у облученных в результате аварии на ЧАЭС [72].

Относительно способности малых доз индуцировать генетические аномалии существуют противоречивые данные. Некоторые исследователи обнаруживают повреждения генетического аппарата лимфоцитов периферической крови у лиц, профессионально контактирующих с источниками ионизирующего излучения, другие отмечают отсутствие повышения частоты аберраций хромосом у данной категории лиц. Те исследователи, которые наблюдали повышенный уровень аберраций хромосом, указывают, что частота хромосомных поломок возрастает за счет тех типов аберраций, которые не характерны для спонтанного мутационного процесса. Так, у лиц с накопленной дозой облучения до 0, Гр за короткий период (малые дозы), около половины хромосомных аберраций составляли дицентрики и кольца [29, 72].

Микроядра образуются из хромосомных фрагментов, не включенных в дочерние ядра во время митоза в результате утраты центромеры [133].

Известно, что часть микроядер образуется за счет апоптотической гибели клеток в результате облучения, а другая часть – за счет хромосомных фрагментов облученного клеточного ядра. Микроядерный тест хорошо коррелирует с данными анализа хромосомных аберраций [187].

Известно, что с увеличением дозы облучения увеличивается не только число клеток с микроядрами, но и количество МЯ на клетку [67].

Изучение хромосомных аберраций лимфоцитов у ликвидаторов через 3 мес. и 3 года после участия в работах по ЛПА на ЧАЭС показало, что в первые 3 месяца у них отмечалось дозозависимое повышение частоты хромосомных аберраций в диапазоне доз 0,05-0,35 Гр, а также повышение частоты клеток с МЯ у лиц, облученных в дозах 0,15-0,35 Гр [67]. Через года после выхода из зоны ЧАЭС частота хромосомных аберраций у ликвидаторов была в 3-6 раз выше, чем у необлученных в группах контроля, при этом наибольший уровень нарушений был выявлен у лиц, подвергавшихся кратковременному облучению, что свидетельствует о высокой биологической эффективности острого облучения [32].

1.1.3. Изменения иммунной системы у выживших после атомных бомбардировок Японии Одним из отдаленных иммунологических последствий облучения является ускоренное старение иммунной системы, которое проявляется, в частности, снижением численности Т-лимфоцитов и особенно процентного содержания наивных CD4+CD45RA+-Т-клеток генерацию адаптивного иммунного ответа на новые антигены. Особенно выражены эти изменения у лиц, получивших высокую дозу облучения (1 Гр и более). Кроме того, у выживших отмечается повышение содержания иммуносупрессорных Treg-клеток [164]. В совокупности эти изменения можно расценивать как иммунодефицит. Интересно, что сниженные уровни наивных CD4+-Т-клеток обратно коррелируют с повышенными уровнями хронического воспалительного ответа в патогенезе ускоренного старения иммунной системы [164].

1.1.4. Изменения иммунной системы у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС негативных последствий Чернобыльской аварии [49, 58, 60]. По данным некоторых исследований, выраженность иммунологических нарушений у сопутствующих хронических соматических заболеваний [57, 58, 67].

При воздействии малых доз радиации в ранние сроки (1-3 года) происходит увеличение частоты вторичных иммунодефицитных состояний.

Клинически это проявляется в повышении частоты острых и хронических инфекционно-воспалительных заболеваний, вызываемых условнопатогенной и непатогенной аутомикрофлорой, частоты хронических вирусных инфекций, склонностью к хронизации и рецидивированию воспалительных процессов. Отсроченные радиобиологические эффекты ( ответственных за противоопухолевую защиту, истощении пула стволовых гемопоэтических клеток и угнетении системы кроветворения. Исходя из этого, в структуре заболеваемости наблюдается нарастание частоты ЗНО и лимфопролиферативных заболеваний [51].

В первые 3 месяца после участия в работах по ЛПА на ЧАЭС у лиц, получивших дозу облучения до 0,350 Гр, содержание В-лимфоцитов и иммуноглобулинов в крови не изменялось [65]. В то же время при дозах от 0,151 до 0,250 Гр происходило снижение количества Т-хелперов и индекса CD4+/CD8+, а увеличение дозы до 0,350 Гр приводило к уменьшению общего количества Т-лимфоцитов. Эти данные указывают на более высокую чувствительность Т-клеток и, в частности, Т-хелперов к малым дозам облучения. Отмечено снижение уровня IgA и IgM и увеличение IgG у ликвидаторов с накопленной дозой облучения до 0,25 Гр в ранние сроки после участия в аварийно-восстановительных работах [79].

Несколько иные данные получены в работе А.А. Ярилина с соавт.

Через 5 лет после аварии на ЧАЭС у ликвидаторов независимо от дозы облучения наблюдалось снижение общего числа Т-лимфоцитов, тимической активности сыворотки крови и концентрации 1-тимозина и ликвидаторов, облученных в дозе 0,1-0,5 Гр, выявлялось снижение числа CD8+-Т-лимфоцитов (получивших дозы облучения до 9 Гр), наблюдалось снижение числа CD4+Т-лимфоцитов и низкий уровень тимических гормонов. Эти изменения характерны для иммунного старения [220].

Через 5 лет после участия в ЛПА на ЧАЭС у ликвидаторов было обнаружено повышение уровня ИЛ-1, особенно у лиц с сопутствующей патологией. Уровень TNF и ИЛ-6 не был изменен [А.А. Ярилин, 97]. У ликвидаторов, обследованных через 24 года после выполнения работ по провоспалительных сывороточных цитокинов – ИЛ-1, ИЛ -6, фактора некроза опухолей - альфа, по сравнению с контрольной группой [41]. Эти данные аналогичны результатам проведенного в начале 2000-х гг.

обследования японского населения, выжившего после атомной бомбардировки [164], и указывают на наличие воспалительного ответа у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС.

При обследовании ликвидаторов через 5-6 лет после участия в ЛПА на ЧАЭС была выявлена тенденция к увеличению уровней опухольассоциированных антигенов (РЭА, альфа-фетопротеина, муциноподобного антигена, углеводного антигена, нейрон-специфической энолазы) в корреляционная связь между концентрациями опухоль-ассоциированных антигенов и показателями ИС. В иммунном статусе наблюдалась Тлимфопения в сочетании с дисбалансом субпопуляционного состава с повышением CD8+-Т-лимфоцитов; снижение ответа мононуклеарных клеток на митогенный стимул; резкое угнетение NK-активности. Изменения субпопуляционного состава Т-лимфоцитов напоминали таковые у японского населения, выжившего после атомной бомбардировки.

Отчасти схожие изменения в ИС были получены Е.И. Губановой и Ю.В. Антоновым (1998) у ликвидаторов при обследовании через 10 лет после участия в аварийно-восстановительных работах. У 10 из обследованных ликвидаторов был выявлен вторичный комбинированный иммунодефицит Т-клеточного типа с нарушением макрофагального звена, у остальных 12 – вторичный иммунодефицит с преобладающим нарушением макрофагального иммунитета. У ликвидаторов по сравнению с группами контроля были достоверно повышены уровни нейрон-специфической энолазы (маркер феохромоцитомы, медуллярной карциномы щитовидной железы, нейробластомы, мелкоклеточного рака легкого), однако сами опухоли обнаружены не были.

Через 14-16 лет после аварии в иммунном статусе ликвидаторов наблюдалось достоверное снижение относительного и абсолютного количества CD4+, CD8+, CD16+-лимфоцитов по сравнению с необлученным контролем, при этом уровень CD72+В-лимфоцитов не менялся [78].

Достоверно был увеличен уровень ЦИК и содержание фагоцитов при снижении их поглотительной способности.

Ряд публикаций касается нарушений иммунитета у ликвидаторов в более поздние сроки после аварии [20, 57, 94]. У ликвидаторов в четвертом пятилетии после аварии на ЧАЭС наблюдалось повышение частоты активированных Т-лимфоцитов, спонтанные колебания цитотоксических клеток, стойкая дисиммуноглобулинемия при количественной недостаточности В-лимфоцитов [56, 57]. По данным мониторинга 2004 г., у ликвидаторов, проживающих в С-З регионе, по сравнению с контролем, наблюдалась тенденция к повышению процентного содержания лимфоцитов; достоверное повышение уровня CD4+-Т-лимфоцитов индекса иммунорегуляции, снижение уровня CD8+-Т-лимфоцитов, повышение относительного и абсолютного содержания NK-клеток и лимфоцитов, несущих активационные маркеры [60]. У ликвидаторов из Москвы и МО в большей степени выявлялась недостаточность по показателям клеточного звена и В-лимфоцитов. С 2001 по 2003 гг. у ликвидаторов из Красноярского края с наличием доброкачественных опухолей наблюдалось изменение показателей иммунного статуса. Так, если в 2001 г. не определялось достоверных отличий, по сравнению с контролем, и иммунограмма характеризовалась меньшей искаженностью, то в 2002 г. в иммунном статусе выявлялись изменения за счет маркеров активации, недостаточности Т- и В-лимфоцитов, а в 2003 г. определялось достоверное снижение абсолютного количества лимфоцитов, повышение содержания недостаточность В-лимфоцитов. Автор отмечает цикличность в колебаниях значений лимфоцитов (), Т-лимфоцитов (), HLA-DR+ активированных Т-лимфоцитов () с 2001 до 2004 гг. снижение CD8+Тлимфоцитов от 2001 к 2003 г. с последующим медленным повышением;

скачкообразный подъем NK-клеток к 2004 г. с последующим снижением в 2005 г. Несмотря на доброкачественный характер патологии, в состоянии клеточного иммунитета присутствовал количественный дисбаланс, неустойчивость и дисбаланс в показателях клеточной активности, что соответствует характеру пролиферативного процесса [60].

При анализе динамики иммунного статуса у ликвидаторов при заболеваниях пролиферативного характера – доброкачественных опухолях И.В. Орадовской (2007) было выделено два направления в формировании изменений иммунологических параметров: совокупность изменений, не выявляемая при наличии других клинических проявлений иммунной дисфункции, иммунной недостаточности и хронических заболеваний:

лимфоцитоз, недостаточность Т-клеточного звена ИС: CD3+, CD4+-Т-лимфоцитов или значительное их повышение;

нарушение распределения Т-клеточных субпопуляций;

снижение индекса иммунорегуляции;

повышение NK-клеток;

снижение ФАН, а также наличие иммунологических изменений, которые по данным мониторинга наблюдались и при других патологических состояниях:

• циклические колебания CD8+-Т-лимфоцитов и индекса CD4+/CD8+;

значений активированных Т-лимфоцитов;

• низкий уровень экспрессии CD25+.

Наличие совокупности вышеобозначенных изменений в ИС позволяет относить обследуемых к группе повышенного риска развития пролиферативных заболеваний. При проведении мониторинга за ликвидаторами у лиц с вышеуказанными изменениями в ИС выявлено несколько случаев развития пролиферативных заболеваний, в том числе злокачественных (аденокарцинома желудка; рак предстательной железы с предшествующей гиперплазией; В-клеточная лимфома; рак мочевого пузыря и др.). В сопоставлении с изменениями в ИС в предыдущие годы совокупность наблюдаемых изменений объединена в иммунологическую характеристику пролиферативного синдрома [60, 55]. Лиц с подобными изменениями в ИС следует рассматривать как угрожаемых по развитию пролиферативных заболеваний, особенно при наличии «органа мишени», т.е. при наличии какого-либо ХЗ, возможного перейти в опухолевый процесс. Это группа высокого канцерогенного риска.

По данным В.М. Шубика (2010), у ликвидаторов по сравнению с контролем наблюдалось повышение уровня ЦИК независимо от сроков участия в аварийных работах на ЧАЭС. Достоверно чаще у них находили антитела к антигенам щитовидной железы, при этом их титры у ликвидаторов были более высокими. О повышенном уровне аутоантител у ликвидаторов в отдаленном периоде после выполнения АВР в зонах ЧАЭС сообщают также Н.М.Калинина с соавт. (2011).

1.2. Роль ионизирующего излучения в развитии злокачественных опухолей Радиобиологические эффекты делятся на детерминированные и биологические эффекты, возникающие при облучении большими дозами.

Для них характерно существование порога, выше которого тяжесть эффекта зависит от дозы. Детерминированные эффекты делятся на ближайшие последствия (острая, подострая и хроническая лучевая болезнь, лучевые ожоги кожи, лучевая катаракта и стерилизация) и отдаленные последствия (радиоканцерогенез, радиосклеротические процессы и другие). Стохастические эффекты – это биологические эффекты излучения, не имеющие дозового порога возникновения.

Вероятность их возникновения пропорциональна дозе, тяжесть проявления не зависит от дозы. Они делятся на соматико-стохастические (лейкозы и опухоли различной локализации), генетические и тератогенные эффекты.

Ключевыми факторами, определяющими тяжесть радиационного поражения, являются: суммарная доза, вид излучения, равномерность распределения дозы, ее мощность, интенсивность и продолжительность, тканевая чувствительность, возраст на момент облучения, пол облучаемого, генетические особенности [18, 23, 52, 111].

Ионизирующее излучение – один из основных факторов окружающей среды, влияющих на риск возникновения ЗНО. Рак является главным отсроченным результатом облучения. Согласно принятой на сегодня теории [207], хотя и не бесспорной, канцерогенный эффект относят к беспороговым, т.к. для возникновения онкогенной мутации теоретически достаточно одной частицы ИИ; при этом вероятность развития рака находится в линейной зависимости от дозы в диапазоне доз вплоть до нуля.

Опухоли могут развиться в результате воздействия различных видов излучения (от ультрафиолетового до -излучения) и практически во всех органах и тканях. Доказательства канцерогенного действия ИИ стали накапливаться с начала XX века, когда рентгеновское излучение и радиоизотопы стали применяться в диагностических и лечебных целях. Так, показана повышенная частота рака щитовидной железы у лиц, получивших в детстве рентгенотерапию на область шеи [129, 145, 181], повышенная смертность от лейкозов у пациентов, прошедших курс лучевой терапии по поводу анкилозирующего спондилита [116], дозозависимое увеличение заболеваемости раком молочной железы у женщин, получивших лучевое лечение по поводу мастита [197]. Классическими примерами являются развитие остеосарком у рабочих, контактировавших с радий-содержащими люминесцентными красками и получивших алиментарное заражение радием [203], а также повышенная частота рака печени у лиц, которым вводили рентгеноконтрастное вещество торотраст, содержащее радиоактивный торий-232 [157].

Основным механизмом действия ионизирующего излучения на ткани, по определению, является ионизация, т.е. «выбивание» электронов из биологических молекул, что эквивалентно окислению [172]. Кроме того, ионизирующее излучение вызывает образование свободных радикалов, которые являются вторичными повреждающими факторами.

Главный механизм канцерогенного действия излучения – индукция мутаций, которые ведут к активации экспрессии/функции клеточных протоонкогенов и подавлению экспрессии/функции опухолевых супрессоров. Высокоэнергетическое ИИ (альфа, бета, гамма) вызывает характерный тип повреждения ДНК – локализованные множественные повреждения (localized multiply damaged sites), т.е. повреждение нескольких близлежащих нуклеотидов на обеих цепях ДНК [207]. Этот тип повреждения обусловлен «веером» вторичных частиц, образующихся при столкновении первичной частицы с молекулой ДНК. Локализованные множественные повреждения в результате спонтанных химических модификаций легко превращаются в двунитевые разрывы ДНК. Таким образом, ИИ является эффективным индуктором двунитевых разрывов ДНК, которые особенно опасны для клетки и репарация которых особенно затруднена [172]. При наличии двунитевых разрывов клеточный цикл останавливается в G1- или G2-фазу и индуцируется процесс репарации ДНК; если клетка неспособна «залечить» разрывы, то происходит ее апоптоз [188]. У эукариот имеется два механизма репарации двунитевых разрывов ДНК: гомологичная рекомбинация между одноименными хромосомами (механизм, менее подверженный ошибкам) и негомологичное соединение концов ДНК, причем у млекопитающих преобладает второй механизм [172]. Негомологичное соединение концов, как правило, сопровождается удалением нескольких поврежденных пар нуклеотидов. Кроме того, при достаточно большом количестве разрывов существует риск сшивки ранее не связанных друг с другом фрагментов ДНК. Это ведет к хромосомным мутациям (аберрациям), которые в определенном проценте случаев являются онкогенными. Характерный пример, – филадельфийская хромосома при хроническом миелолейкозе. Эта аберрантная хромосома образуется в результате транслокации части 9-й хромосомы на 22-ю, что приводит к экспрессии гибридного белка – конституционально активной киназы BCRAbl, индуцирующей неконтролируемую пролиферацию клеток миелоидной линии. Помимо хромосомных аберраций, ИИ может вызвать химические модификации нуклеотидов, приводящие к точечным мутациям [172].

Полагают, что для опухолевой трансформации необходимо минимум две мутации: 1) активирующая мутация протоонкогена, приводящая к продукции его доминантно-активной формы, и 2) инактивирующая мутация опухолевого супрессора [161]. Активирующие мутации протоонкогенов обычно являются доминантными и проявляются фенотипически в гетерозиготном состоянии (т.е. при мутации только одного из двух аллелей).

Инактивирующие мутации опухолевых супрессоров, как правило, носят рецессивный характер и проявляются только в гомозиготном состоянии;

для этого необходима так называемая потеря гетерозиготности, т.е.

мутация второго нормального аллеля. ИИ может вызывать как одно, так и при достаточно большой дозе или длительности все эти события.

Способствовать накоплению мутаций в облученной клетке может дестабилизация ее генома, вызванная облучением. Причины этого явления до конца не ясны; среди возможных причин – мутации генов, ответственных за поддержание стабильности генома, а также эпигенетические изменения, в частности изменение степени метилирования геномной ДНК [148].

К другим механизмам канцерогенного действия радиации можно отнести ненаправленные эффекты, не связанные с действием на конкретные гены. Эти эффекты могут проявляться как в облученных клетках, так и в соседних с ними клетках, не подвергшихся облучению (bystander effect). Ненаправленные эффекты могут быть обусловлены вторичными частицами и свободными радикалами, возникающими вследствие ионизации биологических молекул, а также цитокинами [148].

Ненаправленные эффекты включают, в частности, индукцию мутаций, дестабилизацию генома, индукцию воспалительного ответа, активацию стромальных клеток и т. д. [108, 109, 148]. Интересно, что ненаправленные эффекты, как и направленные, могут передаваться последующим поколениям клеток, в основе чего, видимо, лежат эпигенетические механизмы: изменение степени метилирования ДНК и ацетилирования гистонов, изменение экспрессии регуляторных микроРНК).

Длительное облучение может быть не только инициатором, но и промотором опухолевого роста. При одновременном действии других вредных факторов, обладающих канцерогенным и коканцерогенным действием, вероятность развития опухоли повышается. Латентный период радиоиндуцированной опухоли зависит от дозы облучения и возраста облученного. Минимальный латентный период солидных опухолей считается равным 10 годам, по некоторым оценкам – 4 г. [151].

Таким образом, дозы излучений, не приводящие на ранних сроках к видимым функциональным и морфологическим нарушениям, могут в злокачественных новообразований. Но дать их количественную оценку на фоне спонтанной заболеваемости проблематично [11, 19]. Разработаны математические модели прогнозирования риска развития стохастических эффектов в результате изучения медицинских последствий атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, испытаний ядерного оружия, аварий на атомных электростанциях [83]. Многие авторы считают, что прогнозные радиационной эпидемиологии, могут быть заниженными вследствие недостаточной информации о последствиях массового радиационного воздействия малыми дозами. Также нерешенным остается вопрос о бластомогенном действии малых доз радиации, в частности о величине выхода опухолей на единицу поглощенной дозы [7, 18, 37,81, 84, 112].

Поэтому ожидаемые стохастические эффекты могут быть более выражены.

Сложность проблемы при эпидемиологических исследованиях усугубляется отсутствием, как правило, точных данных о дозах облучения (величине поглощенных доз, мощности дозы, распределении ее в теле). Имеются трудности и в подборе адекватного контроля, сроков наблюдения.

1.3. Взаимоотношения иммунной системы и злокачественной Выше была рассмотрена роль ИИ в возникновении ЗНО, а также влияние ИИ на различные параметры иммунной системы. Третью сторону этого треугольника составляют взаимоотношения между возникшей опухолью и «борющейся» с ней иммунной системой.

Результаты исследований, проводимых в области онкоиммунологии, позволяют на сегодня сформулировать несколько принципов, которые лежат в основе взаимодействия злокачественной опухоли и иммунной системы. Согласно теории иммунного надзора, сформулированной Ф.

Бернетом, иммунная система постоянно наблюдает за антигенным составом клеток организма и элиминирует измененные клетки [100].

Известно, что опухолевые клетки на тех или иных этапах канцерогенеза могут претерпевать изменения, которые могут быть распознаны клетками иммунной системы. Это, в частности:

1. Экспрессия антигенов, являющихся для иммунной системы полностью нормальных белков [216], новые белки, возникающие в результате аномального процессинга, вирусные белки (при вирус-индуцированных опухолях). Эти изменения могут быть распознаны CD8+ или CD4+-Тлимфоцитами.

2. Экспрессия поверхностных молекул, являющихся индикаторами клеточного стресса. Примерами таких молекул служат белки теплового шока, неклассические антигены MHC I класса (MIC-A, MIC-B), у мышей – семейство белков Rae1 и др. Эти изменения распознаются NK-клетками, субпопуляциями Т-лимфоцитов.

3. Утрата поверхностной экспрессии антигенов MHC I класса. Это изменение распознается NK-клетками.

С другой стороны, иммунный надзор, очевидно, недостаточно эффективен, поскольку злокачественные опухоли все же развиваются.

Этому способствует ряд обстоятельств.

1. ЗНО чаще возникают в пострепродуктивном возрасте. Следовательно, случайные изменения в системе иммунитета, благоприятствующие уничтожению опухоли, не закрепляются эволюционно. Иммунная система человека и других млекопитающих, возможно, эволюционно не приспособлена для уничтожения именно опухолевых клеток, особенно в случае опухолей, не вызванных онкогенными вирусами [160].

2. Опухолевые клетки, в отличие от инфекционных агентов, не являются полностью чужеродными для организма, а представляют собой измененные собственные клетки. Антигенная структура нормальных и опухолевых клеток одной и той же ткани во многом схожа. Поэтому феномен аутотолерантности, т.е. отсутствия адаптивного иммунного ответа на опухолевые антигены может распространяться на опухолевые клетки. Морфологическими субстратами аутотолерантности являются негативная селекция Т-лимфоцитов в тимусе и активное супрессорное влияние со стороны Treg-клеток [100].

3. Опухоль способна «ускользать» от иммунного ответа либо активно подавлять его. Под «ускользанием» подразумевают селекцию вариантов опухолевых клеток, которые не могут быть распознаны адаптивной иммунной системой. В частности, опухоль может утрачивать экспрессию антигенов, бывших ранее мишенями Т- или B-клеточного ответа (антигенный дрейф опухоли), либо утрачивать экспрессию антигенов MHC I класса, что исключает Т-клеточный ответ против опухоли. К механизмам активного подавления иммунного ответа можно отнести [100, 135, 179]:

трансформирующий ростовой фактор-бета [ТРФ-], поверхностные антигены PD-L1 и PD-L2);

• экспрессию ложных лигандов для активационных рецепторов клеток иммунной системы (таковыми могут служить растворимые формы мембранных молекул, присутствующих на поверхности опухолевых клеток);

• выработку факторов, системно «отклоняющих» Т-клеточный ответ противоопухолевого ответа с Th1/Tc1- на Th2/Tc2-тип);

• системную экспансию и активацию супрессорных клеток (Tregклеток, миелоидных супрессорных клеток).

Указанные местные и системные изменения ведут к развитию иммунодефицитного состояния у больного с ЗНО. В этих условиях может подавляться иммунный ответ даже на такие опухолевые клетки, которые формально являются иммуногенными.

1.3.1. Клетки, участвующие в иммунной защите против ЗНО координированной активностью многих типов клеток:

дифференцирующимися в цитотоксические Т-лимфоциты, B-клетками, вырабатывающими противоопухолевые антитела и CD4+-Т-лимфоцитами, которые оказывают помощь B-клеткам и CD8+-Т-лимфоцитам, а также могут в некоторых случаях играть роль ЦТЛ [185, 219].

макрофаги, моноциты, дендритные клетки (ДК), эозинофилы, тучные клетки, тромбоциты, нейтрофилы и др.);

в) «промежуточными» клетками ( Т-клетками).

1.3.1.1. CD8+ Т-клетки CD8+-T-лимфоциты – Т-клетки, экспрессирующие антиген CD8 и Тклеточный рецептор типа являются основной эффекторной субпопуляцией Т-клеток. Кроме того, часть популяции CD8+-Т-клеток, вероятно, составляют регуляторные (супрессорные) Т-клетки [123, 159].

В отличие от NK-клеток, наивные CD8+-Т-клетки не обладают встречают «свой» антиген в лимфоузлах, дренирующих опухоль, на поверхности зрелых ДК. Последние представляют опухолевые антигены в комплексе с молекулами MHC I класса и в сочетании с необходимыми костимуляторными сигналами. Источником антиген-несущих ДК может быть перифокальная зона опухоли [113], где ДК поглощают антигены погибших опухолевых клеток, мигрируя затем в лимфоузлы по афферентным лимфатическим сосудам. Второй механизм, приводящий к контакту наивных опухолевых клеток в регионарные лимфоузлы. В этом случае ДК играют вспомогательную роль, обеспечивая только костимуляторные сигналы, тогда как представление антигена CD8+-Т-лимфоцитам осуществляется самими опухолевыми клетками. Существует точка зрения, что опухоли, распознаются и лучше отторгаются иммунной системой, тогда как опухоли, долгое время растущие без метастазов, распознаются слишком поздно, когда масса опухоли слишком велика и опухоль сформировала локальные и системные иммуносупрессивные механизмы [178].

антигенов, экспрессируемые опухолью [100]:

1. Антигены вирусов, являющихся возбудителями опухолей: EBNA (EBV), Е6, Е7 (HPV), HHV-8.

2. Уникальные антигены, возникающие в результате мутаций нормальных белков: р53, Cdk4, Cas8, -катенин.

3. Ракосеменниковые антигены, экспрессируемые у эмбрионов и в некоторых гонадах взрослых: семейство MAGE (1-12), BAGE, CAGE, NYESO-1, SSX2.

4. Дифференцировочные антигены, являющиеся нормальными антигенами некоторых клеток и тканей: меланоцитов (Melan A/MART-1, тирозиназа, gp100), астроцитов (GF-AP) и т.д.

характеризующиеся усиленной экспрессией на клетках опухоли: HERneu, BIRC, циклины В1 и D1.

6. Антигены – продукты аномального процессинга (MUC-1 – MUC-7), гликозилированием. Антигенная структура опухолевых клеток меняется в процессе роста опухоли, что является одним из механизмов «ухода»

опухоли от Т-клеточного ответа и «заставляет» иммунную систему переключаться на все новые антигены.

После распознавания антигена наивные CD8+ T-клетки активируются, цитотоксические Т-лимфоциты. В них накапливаются цитотоксические молекулы (перфорин, гранзимы, FasL), формируются литические гранулы, благодаря чему ЦТЛ приобретают способность осуществлять центральную эффекторную функцию – лизис клеток-мишеней [195]. По сравнению с наивными CD8+-Т-клетками, ЦТЛ имеют гораздо более низкий порог активации (т.е. распознают более низкие уровни комплексов антиген-MHC) и не нуждаются в костимуляторных сигналах [132]. Вторая важная функция активированных CD8+ Т-клеток – это продукция цитокинов, что повышает эффективность лизиса ими опухолевых клеток. В отличие от Т-хелперов, способных вырабатывать различные наборы цитокинов (Th1, Th2, Th17), CD8+-T-лимфоциты более склонны к выработке интерлейкина-2 и ИФНоднако существуют субпопуляции CD8+-Т-клеток, вырабатывающие ИЛ-4/ИЛ-5, а также ИЛ-17. Эти субпопуляции CD8+-Т-клеток, по аналогии с соответствующими субпопуляциями Т-хелперов, называют Tc1, Tc2 и Tc17.

Cчитается, что цитокины, вырабатываемые Тh1/Тс1-клетками (в первую очередь ИФН-), способствуют отторжению опухоли, тогда как Th2/Tc2цитокины, наоборот, способствуют опухолевому росту.

При нормальном иммунном ответе (например, при острой вирусной инфекции) происходит сокращение антиген-специфической популяции CD8+ ЦТЛ после элиминации возбудителя; параллельно с этим формируется пул антиген-специфических центральных клеток памяти, обладающих следующими свойствами: 1) экспрессией хемокинового рецептора CCR7; 2) способностью (как и наивные Т-клетки) мигрировать во вторичные лимфоидные органы; 3) способностью к самоподдержанию численности; 4) способностью вырабатывать ИЛ-2 и ИФН-; 5) относительно невысокой цитотоксичностью [193, 213, 217]. При опухолевом процессе полной элиминации антигена не происходит, что ведет к постоянной реактивации CD8+-Т-клеток, специфичных к антигенам опухоли. Это ведет к накоплению эффекторных CD8+CD28–CCR7–клеток, характеризующихся снижением цитотоксичностью и снижением способности пролиферировать и самообновляться. Так, у больных с гепатоцеллюлярной карциномой отмечено увеличение общего пула СD8+-Т-лимфоцитов, что вызвано увеличением количества клеток с фенотипом СD8+CD28– при выраженном уменьшении СD8+CD28+ [184]. Схожие изменения субпопуляционного количества СD8+CD28– Т-лимфоцитов отмечено также при различных гемобластозах (лимфомах, острых и хронических лейкозах, множественной миеломе) [209]. При длительной стимуляции высокими дозами антигена происходит истощение антигенспецифической популяции Т-клеток: на фоне дальнейшего повышения цитотоксичности происходит полная утрата способности пролиферировать и отчасти вырабатывать ИФН-; финалом процесса является апоптоз истощенных Т-клеток [214]. В этих условиях специфичностей, однако на фоне сформировавшейся опухоли этот процесс может быть затруднен из-за системной иммуносупрессии. Поскольку часть СD8+CD28–клеток, очевидно, является Т-супрессорами [123], то накопление этой популяции при злокачественных опухолях может отражать нарастание глобальной иммуносупрессии и иммунодефицита. В подтверждение этого, у больных раком легкого с метастазированием в лимфоузлы понижается относительное и абсолютное содержание СD8+-Т-лимфоцитов в крови [68].

Солидные опухоли нередко содержат выраженные лимфоцитарные инфильтраты, значительную часть которых составляют эффекторные СD8+CD28– Т-лимфоциты [124]. При раке яичника эти клетки экспрессируют экспрессируют лиганд этого рецептора LETAL (ULBP4) [124]. Несмотря на присутствие опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов, опухоль, как правило, продолжает расти. Это указывает на наличие местных механизмов, препятствующих эффекторной фазе Т-клеточного ответа. К ним можно отнести антигенный дрейф опухоли, экспрессию поверхностных молекул и растворимых медиаторов, вызывающих апоптоз или анергию эффекторных Т-клеток. Ингибирующие сигналы могут исходить как от клеток опухоли, так и от клеток инфильтрата, в частности от Treg-клеток и МСК (см. ниже).

1.3.1.2. СD4+ Т-клетки СD4+-Т-лимфоциты играют центральную роль в формировании адаптивного иммунного ответа, однако их роль в ответе на опухолевые антигены изучена меньше, чем на антигены другой природы. Это объясняется следующим: 1) опухоли наиболее часто экспрессируют антигены MHC I класса и негативны по MHC II класса; 2) в отличие от СD8+ Т-лимфоцитов, которые способны лизировать опухолевые клетки в результате прямой презентации опухолевых антигенов, СD4+-Т-лимфоциты в большинстве случаев нуждаются в представлении антигена со стороны АПК.

Участие CD4+-Т-лимфоцитов в противоопухолевом иммунитете в основном непрямое. Так, благодаря экспрессии CD40L и ряда цитокинов (ИЛ-2, ИЛ-4, лимфотоксина-) Т-хелперы оказывают помощь B-клеткам в синтезе противоопухолевых антител. Благодаря экспрессии CD40L Тхелперы усиливают созревание ДК, повышая способность последних активировать наивные CD8+-Т-клетки [189]. Полагают, что отторжению опухоли способствует Th1-тип дифференцировки CD4+-Т-лимфоцитов. Th1клетки вырабатывают ИФН-, который усиливает экспрессию молекул MHC на опухолевых клетках, способствуя их распознаванию ЦТЛ, а также активирует макрофаги и усиливает экспрессию ими опухолевых факторов [138]. С другой стороны, ИФН- может активировать миелоидные супрессорные клетки (МСК), что при наличии этих клеток в ткани опухоли Неблагоприятным признаком является активация T-хелперов по Th2-типу, поскольку Th2-цитокины (в частности, ИЛ-4) способны как активировать МСК, так и вызывать активацию макрофагов по альтернативному типу, не способствующему отторжению опухоли [135].

Описано также прямое цитотоксическое влияние CD4+-Т-лимфоцитов на опухоль. На модели меланомы у мышей показано, что цитотоксические CD4+ Т-лимфоциты (CD4+ ЦТЛ), специфичные к антигенам меланомы, могут отторгать опухоль, причем для этого необходима экспрессия перфорина в таких ЦТЛ [185, 219]. Это неожиданный эффект, поскольку клетки меланомы не экспрессируют MHC II класса. Возможно, мишенью CD4+ ЦТЛ являются клетки стромы опухоли, обладающие индуцибельной экспрессией MHC II класса; лишенные «подпитки» со стороны стромы, клетки опухоли со временем погибают [200].

1.3.1.3. NK-клетки NK-клетки, или большие гранулярные лимфоциты, относятся к врожденной иммунной системе и являются важнейшим компонентом защиты организма от цитозольных (внутриклеточных) паразитов и ЗНО.

После открытия первых CD-антигенов специфическим маркером NKклеток считали CD16 (FcRIII), а в последующем – CD56 (NCAM-1).

Поскольку оба этих антигена могут присутствовать также на субпопуляции Т-клеток, в настоящее время NK-клетки определяют как лимфоциты, несущие поверхностный антиген CD16 и/или CD56 и не экспрессирующие Тклеточный маркер CD3 (CD3–CD16/56+). По уровню экспрессии CD выделяют две субпопуляции NK-клеток крови: мажорную CD56dimCD16+, которая характеризуется выраженной цитотоксичностью и умеренной способностью продуцировать цитокины, и минорную CD56brightCD16–, которая, вероятно, является предшественницей мажорной, обладает слабой цитотоксичностью, но при активации вырабатывает большие количества ИЛ-2 и ИФН- [125]. Наиболее специфичный маркер NK-клеток, отсутствующий на других клетках иммунной системы – это антиген NKp (CD335), относящийся к группе рецепторов естественной цитотоксичности [199].

В отличие от большинства других клеток иммунной системы, NKклетки распознают не чужеродные молекулы, а изменение экспрессии собственных молекул организма. Каждая NK-клетка несет на своей поверхности два типа рецепторов: активирующие и ингибирующие [167]. К ингибирующим рецепторам NK-клеток относятся поверхностные молекулы семейства CD94/NKG2A и семейства KIR (killer cell immunoglobulin-like receptors). Большинство ингибирующих рецепторов распознает ту или иную молекулу MHC/HLA I класса. Ljunggren and rre (1985)показали, что мишенями NK-клеток являются клетки, на поверхности которых отсутствуют молекулы MHC-I. Падение или утрата экспрессии MHC I класса очень часто сопровождает вирусную инфекцию и онкогенную трансформацию и является для NK-клеток индикатором опасности. Напротив, присутствие молекул MHC на поверхности клетки ингибирует литическую атаку со стороны NK-клетки.

К активирующим рецепторам относятся рецепторы естественной цитотоксичности, в частности NKp46 (CD335), NKp44 (CD336) и NKp (CD337), некоторые представители семейства KIR, а также молекула поверхностные молекулы, экспрессия которых индуцируется de novo или усиливается при инфекции, онкогенной трансформации или ином клеточном стрессе. К таким молекулам относятся, в частности, неклассические молекулы MHC – MICA и MICB, а также антигены семейства ULBP. Эти молекулы распознаются рецептором NKG2D [124]. Рецептор NKp30 распознает молекулу B7-H6, присутствующую на поверхности многих опухолевых клеток [115].

Активация NK-клеток или отсутствие таковой определяется суммой сигналов, поступающих от активирующих и ингибирующих рецепторов.

NK-клетки обладают немедленными эффекторными свойствами, т.е.

способны без какой-либо предварительной активации лизировать инфицированные или трансформированные клетки-мишени. Активация NKклетки происходит непосредственно в результате распознавания клеткимишени и заключается в следующих взаимосвязанных процессах:

1) формируется иммунологический синапс между NK-клеткой и клеткой-мишенью;

2) NK-клетки выбрасывают в просвет синапса цитотоксические белки (перфорин, гранзимы), а также экспрессируют поверхностные молекулы FasL и TRAIL, которые в совокупности индуцируют апоптоз клетки-мишени;

3) индуцируется синтез новых цитотоксических белков в NK-клетках, что ведет к усилению киллерных свойств при взаимодействии с новыми мишенями;

4) индуцируется синтез цитокинов, в частности ИЛ-2, ИФН- и фактора некроза опухолей, оказывающих регуляторное влияние на иммунный ответ;

5) индуцируется пролиферация NK-клеток [125]. Одна NK-клетка способна последовательно убивать несколько мишеней.

В условиях in vitro NK-клетки лизируют целый ряд опухолевых клеточных линий. У мышей с дефицитом NK-клеток снижена резистентность к перевиваемым опухолям [192]. У детей с синдромом Вискотта-Олдрича, при котором имеется функциональный дефицит NK-клеток, повышена частота ЗНО, в частности лимфом [177]. Все это косвенно указывает на роль NK-клеток в защите от злокачественного роста. Однако тот факт, что многие ЗНО продолжают расти на фоне нормального количества и функции NK-клеток, указывает на недостаточную эффективность NK-клеток в борьбе с опухолями in vivo по сравнению с условиями in vitro. Вероятно, это обусловлено тем, что in vivo опухоль способна противодействовать NKклеткам, например, путем «сброса» во внеклеточную среду растворимых лигандов для NKG2D и других активирующих рецепторов, что препятствует взаимодействию NK-клеток с клетками-мишенями [139].

Крайне интересен вопрос, насколько рано система NK-клеток может распознать начавшийся опухолевый рост. Для ответа на этот вопрос были исследованы мыши, конституционально экспрессирующие онкоген Myc избирательно в B-клетках под контролем Igµ-энхансера [208]. У этих мышей начиная с 10-й недели жизни спонтанно развиваются B-клеточные лимфомы. Однако только лишь экспрессия Myc недостаточна для развития лимфомы. Превращение пренеопластических B-клеток в опухолевые происходит после дополнительного, спонтанного генетического события, а важнейшим супрессором опухолевого роста. Клетки сформировавшейся чувствительны к лизису NK-клетками, в то время как пренеопластические Bклетки, у которых ген Ink4a/Arf интактен, не экспрессируют Rae1, несмотря на наличие конституционально активного онкогена Myc. Таким образом, появление экспрессии Rae1 совпадает по времени с утратой экспрессии Ink4a/Arf и началом олигоклонального, бесконтрольного роста опухолевых клеток. При этом только лишь выключение гена Ink4a/Arf, в отсутствие экспрессии онкогена Myc, тоже недостаточно для индукции Rae1. Эти данные позволяют сделать следующие выводы: 1) опухолевые клетки экспрессируют лиганд(ы) для активирующих рецепторов NK-клеток на довольно раннем, ключевом этапе онкогенной трансформации, который характеризуется сочетанием экспрессии онкогена и утратой супрессора опухолевого роста; 2) в клетках организма существует некий внутренний сенсор, «чувствующий» указанное состояние клеток и делающий их «видимыми» для NK-клеток путем индукции соответствующих лигандов [208]. Природа этого сенсора пока не известна. Исход дальнейшей «борьбы» между опухолью и NK-клетками зависит от скорости роста функционального состояния самих NK-клеток.

Повышение процентного и абсолютного содержания NK-клеток в крови регулярно выявляется у больных различными формами ЗНО на разных, в том числе ранних, стадиях развития опухоли [21, 31, 39, 68].

1.3.1.4. Нейтрофилы злокачественных клеток, воздействуя на опухоль путем цитотоксического, цитостатического действия и фагоцитоза [10, 28, 46, 47]. Основными цитотоксическими факторами нейтрофилов являются активные формы кислорода и антимикробные пептиды и белки (-дефензины, кателицидин).

несостоятельность полиморфноядерных лейкоцитов [4]. Так, при опухолях головного мозга снижена фагоцитарная активность нейтрофилов, а также снижены уровни гуморальных факторов врожденного иммунитета — лизоцима, компонентов комплемента [71].

1.3.2. Клетки, подавляющие иммунный ответ против опухоли Опухолевый процесс сопровождается экспансией и активацией популяций лейкоцитов, обладающих супрессорными свойствами и вызывающими вторичный иммунодефицит у онкологического больного. К таким популяциям относятся, в частности, Treg-клетки и миелоидные супрессорные клетки (МСК).

1.3.2.1. Treg-клетки Treg-клетки – это субпопуляция CD4+-Т-клеток, способная подавлять активацию других клеток иммунной системы, в первую очередь «обычных»

CD4+ и CD8+-Т-лимфоцитов, а также макрофагов, ДК, NK-клеток и ряда других [190, 215]. Выделяют естественные и индуцибельные Treg-клетки.

Первые из них образуются преимущественно в тимусе в ходе негативной селекции [196] и характеризуются конституциональной экспрессией фактора транскрипции Fox3 и высокой экспрессией антигена CD25 [190].

пролиферируют (для их пролиферации необходим экзогенный ИЛ-2), однако приобретают способность подавлять активацию CD4+ и CD8+-Тлимфоцитов независимо от антигенной специфичности последних [155].

Для проявления супрессорных свойств естественных Treg-клеток необходим прямой контакт их с «обычными» Т-клетками. Молекулярная природа этого взаимодействия до конца не установлена; предполагают, что определенную роль в супрессорной активности Treg-клеток играет гранзим B и, возможно, перфорин [13, 117]. Наивные CD4+ Т-клетки после контакта с Treg-клетками сами приобретают свойства супрессоров; функциональная активность таких «вторичных супрессоров» опосредована цитокинами ИЛи ТРФ- [128, 156]. ИЛ-10–продуцирующие вторичные супрессоры получили название Tr1-клеток, ТРФ--продуцирующие — Th3-клеток.

Кроме того, клетки, фенотипически и функционально схожие с естественными Treg, могут образовываться вне тимуса при взаимодействии наивных CD4+-Т-лимфоцитов с так наз. толерогенными ДК, в качестве которых могут выступать незрелые ДК [154].

возникающих в отсутствие воспаления, индуцибельные Treg-клетки образуются в ходе иммунного ответа. Они могут быть как CD4+, так и CD8+, различной степени активации [137, 202]. Индуцибельные Treg-клетки, как и естественные, слабо пролиферируют в ответ на антигенную стимуляцию.

Однако они экспрессируют низкие уровни FoxP3 [143], и их супрессивные свойства опосредованы цитокинами (ИЛ-10, ТРФ-) и/или поверхностным антигеном CTLA-4 (CD152). Описанные выше вторичные супрессоры также можно отнести к индуцибельным Treg-клеткам.

У больных различными формами ЗНО, в том числе раком носоглотки, меланомой, раком желудка, описано повышение численности естественных CD4+FoxP3+CD25high Treg-клеток в крови и вторичных лимфоидных органах, а также усиление их функциональной активности [30, 44, 87, 168, 211, 215].

Естественные Treg-клетки присутствуют и в ткани опухоли [175]. На модели меланомы B16 показано усиливающее влияние Treg-клеток на рост опухоли [194]. Экспансию Treg-клеток при ЗНО можно расценивать как попытку организма подавить аутоиммунный ответ, каковым, по сути, является иммунный ответ на опухоль. Одну из ключевых ролей в экспансии Tregклеток приписывают толерогенным ДК, в качестве которых могут выступать незрелые ДК, а также ДК, подвергшиеся воздействию ИЛ-10 и ряда других иммуносупрессорных факторов [137, 154, 201]. ДК в ткани опухоли имеют незрелый фенотип [113], что может способствовать генерации Treg. Также в роли индукторов Treg-клеток могут выступать МСК.

1.3.2.2. Миелоидные супрессорные клетки Миелоидные супрессорные клетки (МСК), или супрессорные клетки миелоидного происхождения (англ. Myeloid-derived suppressor cells) — это гетерогенная клеточная популяция, состоящая из незрелых миелоидных клеток и их предшественников, численность которой при ЗНО резко нарастает [105, 27]. Представляется, что накопление незрелых миелоидных клеток характерно для онкологического процесса как такового, а не для отдельных форм рака. Основным функциональным свойством МСК является их выраженная способность подавлять Т-клеточный ответ [162].

Для формирования популяции МСК необходимы два условия: 1) увеличение численности незрелых миелоидных клеток – предшественников гранулоцитов и моноцитов; 2) их патологическая активация, сопровождающаяся приобретением супрессорной активности [135].

К факторам, способствующим экспансии незрелых миелоидных клеток, относят простагландины, фактор стволовых клеток (stem cell factor), макрофагальный и гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующие факторы, ИЛ-6, васкулоэндотелиальный ростовой фактор [135]. Источниками этих факторов могут быть опухолевые клетки либо клетки опухоль-ассоциированного инфильтрата. К факторам, вызывающим патологическую активацию незрелых миелоидных клеток и их превращение в МСК, относят разнообразные факторы эндогенного и экзогенного происхождения, такие как интерферон-, ИЛ-4, ИЛ-13, трансформирующий ростовой фактор- и лиганды толл-подобных рецепторов [135].

МСК экспрессируют несколько супрессорных факторов, являющихся мощными ингибиторами активации как CD8+, так и CD4+-Т-лимфоцитов. К этим факторам относятся аргиназа-1, индуцибельная NO-синтаза (iNOS), активные формы кислорода и азота [135]. Кроме того, МСК поглощают из межклеточной среды цистин (внеклеточную, окисленную форму цистеина), что ведет к дефициту цистеина в Т-клетках и угнетению их функций [180].

МСК оказывают как системное ингибирующее влияние на Тлимфоциты (в селезенке, лимфатических узлах), так и местное (в ткани опухоли), препятствуя как индукции Т-клеточного ответа на опухолевые антигены, так и эффекторной фазе Т-клеточного ответа [162]. Учитывая механизмы действия МСК, их супрессорный эффект на Т-клетки, скорее всего, является антигенспецифическим. Одним из возможных, хотя и дискутабельных, механизмов действия МСК является их способность вызывать образование Treg-клеток [147].

1.4. Частота встречаемости злокачественных новообразований у лиц, подвергшихся воздействию ионизирующего излучения Повышение риска онкологических заболеваний вследствие ионизирующего облучения подтверждается как клиническими, так и радиационно-эпидемиологическими исследованиями [38, 52, 53].

1.4.1. Частота встречаемости ЗНО у лиц, переживших атомные бомбардировки Японии Первую большую группу облученных лиц составили жители Хиросимы и Нагасаки, подвергшиеся атомной бомбардировке в августе 1945 г. У выживших после бомбардировки значительно увеличилась заболеваемость лейкозами, раком молочной железы, легких, щитовидной железы, желудка, прямой кишки [92]. В первые годы наблюдения жителей Хиросимы и Нагасаки преимущественной формой онкологических заболеваний были лейкозы, однако в последующем наблюдалось повышение заболеваемости солидными ЗНО. Это объясняется более длительным латентным периодом, необходимым для развития солидных опухолей. Солидные опухоли выявляются тогда, когда популяция вступает в возраст, наиболее часто поражаемый раком [174]. Первой солидной опухолью, наблюдавшейся после атомных бомбардировок, был рак щитовидной железы [205]. По данным обследования жертв атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, онкозаболевания, вызванные облучением, чаще развиваются примерно в следующие сроки: гемобластозы – в течение 5 лет; рак щитовидной железы – в течение 10 лет; рак молочной железы и легких – через 20 лет; рак желудка, кожи и прямой кишки – через 30 лет [92].

бомбардировку в 1945 г., было обнаружено повышение риска ЗНО по мере увеличения дозы облучения [36, 183]. Наиболее выраженное канцерогенное действие ионизирующего излучения наблюдалось при сочетании большой экспозиционной дозы с молодым возрастом в момент облучения. В этой категории облученных отмечено раннее появление лейкозов и быстрый спад их в последующие годы. Относительный риск смерти от солидных ЗНО, индуцированных облучением, оценивается в 0,47 на 1 Гр [183].

В 1989 г. Ito и соавт. провели гистологическое исследование опухолей желудка, диагностированных в 1964-1986 гг. у лиц, переживших атомную бомбардировку в 1945 г. В 231 случае проведен расчет дозы облучения. Частота малодифференцированных карцином была существенно выше среди получивших дозу облучения больше 1 рада (средняя доза облучения желудка составляла 30,6 рад) по сравнению с контрольной группой. Чаще всего развивалась опухоль скиррозного типа, а частота других форм рака не отличалась от контроля [149].

1.4.2. Частота встречаемости ЗНО у пострадавших в результате ядерных испытаний и аварий на атомных производствах В штате Невада несколько тысяч детей подверглись действию радиоактивных осадков от испытаний ядерного оружия. При исследовании в этой группе не было найдено статистически достоверного прироста частоты рака щитовидной железы [12]. Жители Маршалловых островов случайно подверглись воздействию радиоактивных осадков во время атмосферного испытания ядерной бомбы на юге Тихого океана. Радиоактивные осадки множественных новообразований щитовидной железы.

В когорте лиц, оказавшихся на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа, – зоны выпадения радиоактивных осадков после аварии на ПО «Маяк», было показано дозозависимое, статистически значимое повышение риска как солидных ЗНО, так и лейкозов [1].

В Казахстане, в районе ядерного полигона, сложилась экологически неблагоприятная зона в результате проведенных наземных (1959-1964) и подземных (1965-1990г.г.) взрывов атомных и водородных бомб. По данным одних авторов, оценка заболеваемости ЗНО в Семипалатинской области не выявила повышения заболеваемости [13]. По данным других авторов, в 2000 г. в Семипалатинской области было выявлено повышение частоты заболеваемости ЗНО при наличии зависимости доза-эффект [8].

Иммунопатологические синдромы: инфекционный (синдром вторичного иммунодефицита), аллергический, аутоиммунный, гематологический и онкологический достоверно чаще встречались у жителей Алтайского края, подвергшихся радиационному воздействию в результате деятельности Семипалатинского полигона, но и у их потомков (2-ое и 3-е поколение) в сравнении с населением Сибири различных регионов. С увеличением дозы радиации было достоверно повышено количество СD3+, CD16+ лимфоцитов и снижено CD8+, CD20+ лимфоцитов [24].

У рабочих основного производства одного из российских предприятий атомной промышленности, имевших диагноз «хроническая интоксикация соединениями урана», ЗНО чаще всего выявлялись в возрасте 60-69 лет, тогда как по результатам эпидемиологических исследований населения, ЗНО преимущественно выявляются у лиц старше 70 лет [61].

В 2005 г. были опубликованы результаты исследования более чем 407 000 рабочих атомных предприятий 15 стран Европы. По данным этой работы, избыточный риск солидных ЗНО составляет 0,97 на 1 Зв, избыточный риск лейкозов (исключая хронический лимфолейкоз) – 1,93 на Зв [118]. Исходя из этой оценки, 1-2% случаев смерти от рака в этой когорте вызваны облучением.

1.5. Авария на Чернобыльской АЭС и ее влияние на частоту встречаемости ЗНО При разрушении реактора 4-го энергоблока в атмосферу выделилось суммарно 14 ЭБк радиоактивных веществ, в первую очередь диоксид урана (от 9 до 60 т), а также около 7 ЭБк благородных газов, 1,8 ЭБк иода-131, 0,085 ЭБк цезия-137, 0,01 ЭБк стронция-90 и 0,003 ЭБк изотопов плутония [120]. Благородные газы рассеялись в атмосфере и не влияли на заражение местности, тогда как уран и плутоний распространились в радиусе не более 100 км вокруг ЧАЭС. Основной вклад в радиоактивное заражение на больших расстояниях внесли иод-131, стронций-90 и цезий-137.

Для ликвидаторов ведущим поражающим фактором на первых этапах аварийных работ являлось -излучение, сопровождающее распад осколков деления урана-235 и в ряде случаев вызвавшее развитие острой лучевой болезни [22]. Одновременно возникали местные радиационные поражения от внешнего - и -облучения кожи и слизистых, а также внутреннее, в основном, ингаляционное заражение [54]. Но вклад внутреннего облучения в суммарную дозу облучения всего организма был невелик [22, 42].

На загрязненных радионуклидами территориях наибольший вклад в радиоактивное заражение в первые дни после аварии вносили изотопы йода – йод-131 с периодом полураспада около 8 суток. Йод сорбируется в дыхательных путях и поступает в щитовидную железу, приводя к ее облучению и развитию ЗНО [22, 54]. В настоящее время основной вклад в заражение местности вносит цезий-137, а вблизи станции – америций-241.

активностью и относится к числу наиболее опасных радионуклидов, при его распаде образуются высокоэнергетические - и -частицы. В организм человека Cs поступает через органы дыхания с загрязненным воздухом и по пищевой цепочке – с пищей и водой.

внешнему и внутреннему облучению населения и ликвидаторов. Однако формирование их было растянуто на длительное время. Так, по некоторым оценкам, за 10 лет после аварии население пораженных территорий в среднем получило дозу облучения на все тело 33 мЗв [36]. Для сравнения, жители некоторых стран, где отмечается высокий естественный радиационный фон (Бразилия, Индия, Иран), получают 100-200 мЗв за лет, что не сопровождается увеличением онкозаболеваемости [85].

Оценка влияния радиационной аварии на Чернобыльской АЭС на частоту встречаемости ЗНО у облученных контингентов сопряжена с трудностями. Хотя с 1986 г. частота возникновения ЗНО на зараженных территориях несомненно возросла, убедительно продемонстрировать связь этого роста именно с аварией, часто не удается. В равной степени рост заболеваемости ЗНО может быть вызван ухудшением качества жизни после распада СССР, повышением выявляемости ЗНО в результате появления ультразвукового исследования, компьютерной томографии и магнитно-резонансного исследования, другими факторами, не связанными с аварией [152]. Наиболее убедительные данные по заболеваемости ЗНО могут быть получены при анализе больших групп ликвидаторов и населения, получивших известные дозы облучения. Тем не менее, и эти данные противоречивы.

К доказанным онкологическим последствиям Чернобыльской катастрофы следует отнести повышение заболеваемости раком ЩЖ у людей, оказавшихся на загрязненных территориях в детском возрасте. В Белоруссии в 1986-2004 гг. около 2500 человек из этой группы заболели раком ЩЖ; пик заболеваемости приходился на 1995-1996 гг., когда заболеваемость по сравнению с 1986 г. увеличилась в 39 раз [144].

Заболеваемость взрослого населения Беларуси раком ЩЖ за 20 лет после аварии увеличилась в 6 раз [27]. Для сравнения, заболеваемость раком ЩЖ в РФ за тот же период возросла в 2,25 раз [86]. При изучении заболеваемости раком ЩЖ в 4 пострадавших от аварии областях РФ:

Брянской, Тульской, Орловской, Калужской за период 1989-2001 гг.

выявлено повышение частоты в Брянской и Орловской областях (Петрова и соавт., 2003). В Брянской области «грубый» показатель заболеваемости ЗНО ЩЖ был в 2-3 раза выше общероссийского в течение всего периода наблюдения, тогда как в Орловской области отмечалось преходящее повышение заболеваемости в 1991-2000 гг. с максимумом в 1994-1997 гг., т.е. в те же сроки, что и пик заболеваемости раком ЩЖ в Беларуси. Анализ этих данных несколько осложнен тем, что до 1989 г. учет случаев рака ЩЖ официально не велся [66].

У женщин Беларуси, проживающих на территориях с уровнем загрязнения более 555 кБк/м2, в период с 1990 по 2003 г. заболеваемость раком молочной железы возросла в 2,5 раза, тогда как у женщин, проживающих на незагрязненных территориях, этот показатель практически не изменился. При этом пик заболеваемости отмечался в возрасте 55- лет, а в контрольной группе — в возрасте 70-74 года [27].

По данным Е.Я. Сосновской и соавт. (2004), у белорусского населения, пострадавшего от Чернобыльской катастрофы, отмечен злокачественными новообразованиями и доброкачественными опухолями как у мужчин, так и у женщин.

В то же время в 2006 г. были опубликованы данные по влиянию Чернобыльской аварии на онкозаболеваемость в 40 странах Европы, включая Украину, Белоруссию и 4 наиболее пострадавших от аварии области РФ [119]. Согласно предложенной модели, к 2065 г. можно ожидать, что Чернобыльская авария станет причиной примерно дополнительных случаев рака ЩЖ (95% ДИ – 3400-72 000) и дополнительных случаев других ЗНО (95% ДИ – 11 000-59 000). Это на несколько порядков меньше, чем общее количество ожидаемых к этому времени случаев онкологических заболеваний (около 108). Согласно той же модели, на 2005 г. Чернобыльская авария должна была вызвать случаев рака ЩЖ (95% ДИ – 200-4400), что сопоставимо с количеством детей, реально заболевших раком ЩЖ (2500 человек, см. выше).

По данным Российского Государственного Медико-дозиметрического Регистра, у ликвидаторов за 10 лет после аварии уровень заболеваемости всеми солидными ЗНО, а особенно ЗНО органов пищеварения и брюшины, статистически значимое увеличение относительного риска заболеваемости этих же классов ЗНО с дозой внешнего облучения [36].

Согласно данным Национального Радиационно-эпидемиологического регистра, к группе риска среди ликвидаторов следует отнести тех, кто работал на ЧАЭС в 1986-1987 гг. и получил дозы внешнего облучения заболеваемости среди ликвидаторов, равный примерно 3% [17].

В 2009 г. В.К. Иванов и соавт. опубликовали данные наблюдения за 59770 ликвидаторами, находившихся в 30-километровой зоне ЧАЭС, согласно которым избыточный риск ЗНО составил 0,96 на 1 Гр [151].

При изучении частоты встречаемости ГВИ-ассоциированных и опухолевых заболеваний установлена значительно более высокая частота клинических и лабораторных признаков лимфопролиферативного синдрома иммунной дисфункции и лимфопролиферативных заболеваний при наличии ГВИ (в 5,5 раза), по сравнению с ее отсутствием (таблица 1.1). В группе ликвидаторов с ХРГВИ выявлены случаи В-клеточной лимфомы и хронического лимфолейкоза, доброкачественной гаммапатии с Мградиентом, подтвержденный в процессе мониторинга (Г.Х. Викулов, 2009).

Таблица 1.1. Частота (%) клинических признаков дисфункции иммунной системы в группах ликвидаторов с ХРГВИ и без ХРГВИ, 2003-2007 гг. [20] Доброкачественная гаммапатия с М-градиентом В-клеточная лимфома Хронический лимфолейкоз ЗНО у ликвидаторов, связанные с участием в ЛПА на ЧАЭС, наблюдались только в группе обследованных с ХРГВИ, что свидетельствует в пользу онкогенной роли герпес-вирусных инфекций (таблица 1.2). Кроме того, наблюдались случаи наличия у ликвидаторов рака простаты и желудка, языка и гортани, однако, наличие или отсутствие ГВИ у них не было Таблица 1.2. Частота встречаемости (%) злокачественных новообразований в группах ликвидаторов с ХРГВИ и без ХРГВИ, 2003-2007 гг. [20] подтверждено. Доброкачественные образования также достоверно чаще (в 3,42 раза) выявлялись среди УЛПА с ГВИ.

В литературе имеются сведения, что ГВИ сопряжены с индукцией отсутствием ХРГВИ показало, что частота встречаемости последствий радиационного воздействия при ХРГВИ также чаще выявлялась, по сравнению с облученными без ХРГВИ [20].

Как следует из Национального доклада Беларуси за 2006 г., ликвидаторов, проживающих в Беларуси, начал возрастать с 1997 г. и в 1999- заболеваемости ЗНО всех локализаций, в том числе легкого, желудка, аналогичного показателя среди других групп населения Беларуси.

опухолью сложны и носят двунаправленный характер. С одной стороны, уничтожить опухоль (Т-, и B-клетки, NK-клетки, макрофаги), и имеются признаки их активации при возникновении ЗНО. Вероятно, на ранних стадиях заболевания, когда опухолевая нагрузка невелика иммунная система способна эффективно бороться с опухолевыми клетками. Об этом функциональном дефекте CD8+-Т-лимфоцитов и NK-клеток [177], а также наличие лимфоидных инфильтратов в ткани опухоли, что в ряде случаев адаптивному иммунному ответу против себя, вырабатывая супрессорные факторы, которые могут действовать как местно, так и системно. Опухоль препятствует активации ДК, превращая их в толерогенные клетки. Местные супрессорные факторы подавляют активность эффекторных клеток в ложе опухоли даже в тех случаях, когда эти клетки были предактивированы вне опухоли (это касается в первую очередь CD8+-Т-лимфоцитов, специфичных к опухолевым антигенам). Системное действие опухоли заключается в экспансии и активации субпопуляций лейкоцитов с супрессорными свойствами (Treg-клетки, МСК), что ведет к вторичному иммунодефициту.

Все это позволяет опухоли «уходить» от контроля иммунной системы.

Ионизирующее излучение является одним из доказанных триггеров опухолевого роста, тогда как иммунная система играет ключевую роль – хотя и не всегда успешную – в элиминации опухолевых клеток. Несмотря на большое количество работ по онкоиммунологии и радиационному канцерогенезу, пересечение этих двух областей – состояние иммунной системы при ЗНО у лиц, ранее подвергшихся действию ИИ, не получило достаточного освещения в литературе. У ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС этот вопрос имеет как теоретическое, так и практическое значение. ИИ повреждает иммунную систему, снижая ее способность бороться со злокачественными новообразованиями. Поэтому у облученных лиц необходим мониторинг состояния тех компонентов иммунной системы, которые участвуют в противоопухолевом иммунитете, в первую очередь Т- и NK-клеток. Но до настоящего времени не охарактеризованы ранние изменения иммунной системы у ликвидаторов, предшествующие постановке диагноза ЗНО клиническими методами;

неясно, возможно ли использовать эти изменения в случае их выявления для более ранней диагностики ЗНО.

Одним из последствий облучения, в том числе в малых дозах, является дестабилизация генома клеток, что может вести как к функциональным дефектам, так и развитию онкологических заболеваний.

Однако степень поврежденности генома лимфоцитов у ликвидаторов в поздние сроки после облучения охарактеризована не достаточно; неясно, существует ли связь между поврежденностью генома и показателями иммунного статуса у ликвидаторов.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Иммуноэпидемиологическое исследование последствий аварии на Чернобыльской АЭС и Подразделений особого иммунологического мониторинга в экспедиционных условиях за период с 01.01.1989 по 01.01.2011. Источниками данных служили:

• Унифицированные диагностические карты на каждого наблюдаемого контингента ликвидаторов и «ПОР». Карта разработана в ГНЦ «Институт иммунологии ФМБА России» и предназначена для проведения клиникоиммунологического скрининга больших групп и выявления признаков дисфункции иммунной системы на долабораторном этапе [63]. В карту клинических признаков иммунной недостаточности и других проявлений иммунной дисфункции, наличии хронических соматических заболеваний (в том числе ЗНО, доброкачественных образований, предопухолевых состояний), результаты физикального обследования. Карта содержит данные о характере, зоне и особенностях выполнения работ по ЛПА на ЧАЭС, года первого и повторных въездов в зоны ЛПА, длительности и кратности участия, дозах внешнего -облучения (согласно справкам дозиметрического контроля).

• Амбулаторные карты ЦМСЧ-38, включая данные диспансерного осмотра и обследования, заключения специалистов, результаты инструментальных обследований ликвидаторов и группы «ПОР» плановые и по специальным показаниям.

• компьютерная база данных ЦМСЧ;

Источником данных по заболеваемости ЗНО населения служили картотека и компьютерная база данных ЦМСЧ-38 за период с 01.01.2006 по 01.01.2010, а также диагностические карты специалистов Института иммунологии на лиц, прошедших клинико-иммунологическое обследование.

Данные по онкозаболеваемости населения РФ и Ленинградской области получали из открытых источников информации (опубликованных статей и отчетов).

Возрастную структуру ликвидаторов рассчитывали на 1-е января каждого года наблюдения (1989-2011), с разделением на подгруппы с пошаговым интервалом в 5 лет (всего 15 подгрупп, самая старшая – 70 лет и более). Данные по численности и возрастной структуре населения города за период 2006-2009 гг. были получены из территориального органа Федеральной службы государственной статистики по г. Санкт-Петербургу и Ленинградской области (Петростат).

2.1.2. Расчет «грубого» и стандартизованного показателя заболеваемости ЗНО у ликвидаторов.

«Грубый» показатель заболеваемости (ГПЗ) на 100 000 человек рассчитывали по формуле:

где n – количество новых случаев ЗНО, выявленных в данном году, N среднегодовая численность группы наблюдения (среднее арифметическое численности на 1 января данного года и 1 января следующего года). Аналогичным образом рассчитывали заболеваемость в отдельных возрастных подгруппах.

Стандартизованный показатель заболеваемости (СПЗ) рассчитывали по формуле:

где i – номер возрастной подгруппы (от 1 до k), ni – количество новых случаев ЗНО, выявленных в данной возрастной группе за год, Ni – среднегодовая численность данной возрастной группы; Si – доля данной возрастной группы среди всего населения в мировом стандарте ВОЗ [102].

2.2. Характеристика обследованных групп 2.2.1. Участники ЛПА на ЧАЭС, наблюдаемые специалистами Института иммунологии и состоящие на диспансерном учете в ЦМСЧ С-З региона ЛО Основной контингент составили ликвидаторы, работавшие в зонах ЛПА на ЧАЭС в 1986-1990 гг., проживающие (проживавшие) в С-З регионе ЛО и состоящие (состоявшие) на диспансерном учете в ЦМСЧ этого региона. Иммунологический мониторинг проводился с 1986 г. В статистический анализ частоты встречаемости ЗНО вошли данные о ликвидаторах за период с 1989 по 2010 гг. включительно. Для анализа показателей ИС использованы данные мониторинга за период 1999-2008 гг.

Среди ликвидаторов, обследованных с помощью клиникоиммунологических методов, выделено 4 группы.

• Группа 1 – 22 участника ЛПА на ЧАЭС, обследованных за 1-5 лет до постановки клинического диагноза ЗНО. Выявленные в этой группе ликвидаторов случаи ЗНО представлены в таблице 2.1:

Таблица 2.1. Клинически подтвержденные диагнозы ЗНО у ликвидаторов из С-З региона ЛО по группе 1, обследованных до постановки клинического диагноза Часть ликвидаторов в процессе проведения иммунологического мониторинга были обследованы более одного раза; общее количество лабораторно-иммунологических определений с оценкой иммунного статуса в группе 1 составило 38. Средний возраст ликвидаторов, рассчитанный на момент обследования составил 61,2±1,1 г. 7 человек из этой группы вошли и во 2-ую группу, так как были обследованы до- и после установления диагноза ЗНО.

Группа 2 – 18 ликвидаторов (48 исследований ИС), у которых на момент обследования уже был установлен клинический диагноз ЗНО.

Выявленные во 2-ой группе ликвидаторов случаи ЗНО представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2. Установленные диагнозы ЗНО по группе 2 у ликвидаторов из С-З региона ЛО, обследованных после постановки клинического диагноза Все эти пациенты на момент обследования уже получили необходимое лечение. Средний возраст ликвидаторов группы 2 составил 60,1±1,4 г. и не отличался от такового по группе 1. Общее число обследованных лиц по группам 1+2 составило 33 человека.

предопухолевыми состояниями различных органов, у которых по состоянию на 01.01.2011 г. не было выявлено ЗНО. К предопухолевым состояниям относили хронический бронхит, рецидивирующую пневмонию, язвенную болезнь желудка, полипы и дисплазии эпителия различной локализации, кисты поджелудочной железы и т. д. Средний возраст ликвидаторов группы 3 был несколько моложе в сопоставлении с группами 1 и 2 и составил 58,3±0,5 г.

• Группа 4 – группа сравнения, состоящая из 348 ликвидаторов ( исследование), у которых по состоянию на 01.01.2011 не были выявлены ЗНО или предопухолевые состояния. Возраст этой группы был еще моложе предыдущих групп – 54,6±0,3 г.

2.1.2. Лица из подразделений особого риска, проживающие в С-З Для сопоставления была обследована группа лиц из подразделений особого риска (группа «ПОР»), проживающих в том же регионе. Группу «ПОР» составили участники ликвидации радиационных аварий на ядерных установках надводных и подводных кораблей, на атомных подводных лодках и других военных объектах; лица, участвовавшие в атмосферных и подземных испытаниях ядерного оружия, боевых радиоактивных веществ и учений с применением такого оружия; участники защитных мероприятий в 1949-1956 гг. в долине реки Теча в Челябинской области, работавшие на ПО «Маяк» в 1957-1958 гг.; на Семипалатинском ядерном полигоне 1949гг. Клинико-иммунологическое обследование группы «ПОР» проведено за период 1999-2008 гг. В группе «ПОР» выделяли 3 группы.

• Группа 1 – обследованные за 1-5 лет до выявления ЗНО. Включала человека (6 исследований) с диагнозами: рак ободочной кишки (n=1), рак желчного пузыря (n=1), рак предстательной железы (n=1); средний возраст по группе – 70,3±1,4 г.

• Группа 2 – обследованные после установления клинического диагноза ЗНО и проведенного лечения. Включала 8 человек (18 исследований), у которых был диагностирован рак желудка (n=2), рак предстательной железы (n=2), рак почки (n=1), рак ободочной кишки (n=1), базалиома (n=1) и рак желчного пузыря (n=1). Средний возраст – 71,9±1,3 г.

• Группа 4 – 17 человек (34 исследования), у которых по состоянию на 01.01.2011 не было выявлено доброкачественных новообразований, предопухолевых состояний и ЗНО. Средний возраст составил 66,3±1, г. Во всех группах «ПОР» средний возраст был на 10-12 лет выше, по сравнению с участниками ЛПА на ЧАЭС, 2.1.3. Население С-З региона ЛО В качестве группы сравнения при анализе онкозаболеваемости ликвидаторов использованы показатели местного населения С-З региона ЛО.

2.3. Лабораторно-иммунологическое обследование Иммунологическое обследование ликвидаторов, проживающих в С-З регионе ЛО, проводили в экспедиционных условиях, обследование лабораториях Института иммунологии. Определяли основные параметры врожденной и адаптивной иммунной системы:

1) количество лейкоцитов, относительное и абсолютное содержание лимфоцитов в периферической крови;

2) субпопуляционный состав лимфоцитов с помощью иммунофлюоресцентного окрашивания моноклональными антителами (МКАТ) и проточной цитометрии):

• относительное и абсолютное содержание CD3+-Т-лимфоцитов и их субпопуляций: CD4+-Т-лимфоцитов/хелперов и цитотоксических CD8+-Тлимфоцитов;

• индекс иммунорегуляции CD4+/CD8+ ;

• относительное и абсолютное содержание NK-клеток; NK-клетки определяли как CD3–16/56+-лимфоциты (у ликвидаторов и в группах контроля из Москвы и МО), либо как CD16+-лимфоциты (у ликвидаторов из С-З региона ЛО);

• относительное и абсолютное содержание CD3+CD16/56+-лимфоцитов в крови – у ликвидаторов из Москвы и МО и в группе контроля;

• относительное и абсолютное содержание CD19+-В-лимфоцитов;

• относительное и абсолютное содержание CD4+CD25high регуляторных Т-клеток – у ликвидаторов из Москвы и МО и в соответствующей группе контроля;

3) процентное содержание лимфоцитов, несущих активационные маркеры:

участвующую в индукции апоптоза;

• активированных Т-клеток, определяемых как разность между процентным содержанием HLA-DR+ лимфоцитов и CD19+-B-лимфоцитов;

иммунодиффузии по Манчини и в ИФА), уровень общего IgE в сыворотке крови методом ИФА;