OPERATION BIM 100 : มะเร็ง
TUMOR IMMUNOLOGY มะเร็ง (Malignant tumors, cancer) เป็นเซลล์ที่เจริญเติบโตโดยควบคุมไม่ได้ เซลล์มะเร็งจะบุกรุกเนื้อเยื่อปกติ และแพร่กระจาย (Metastasize) ไปเจริญเติบโตในตำแหน่งที่ไกลจากเนื้อเยื่อจุดกำเนิด โดยทั่วไปมะเร็งจะเริมจากเซลล์ปกติเพียงเซลล์เดียวหรือ 2-3 เซลล์ ซึ่งเกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติไป ซึ่งเรียกว่า Malignant Transformation มะเร็งพบเกิดได้กับเนื้อเยื่อส่วนใดของร่างกายก็ได้ มะเร็งที่เกิดกับ epithelial cells จะเรียกว่า carcinomas มะเร็งที่เกิดกับ mesenchymal tissues จากเซลล์พวก fibroblast, muscles cells และ fat cells เรียก Sarcomas ก้อนมะเร็งที่เกิดกับต่อมน้ำเหลืองเรียกว่า lymphoma และมะเร็งของเซลล์เม็ดโลหิตจะเรียกว่า leukemias
ตามทฤษฏีแล้วหน้าที่หลักอย่างหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกันคือต้องสามารถตรวจพบและทำลายเซลล์ที่เปลี่ยนแปลง เป็นเซลล์มะเร็งก่อนที่จะเจริญเป็นก้อนมะเร็งลุกลามได้ เรียกว่ามี lmmunosurveillance ซึ่งเป็นสมมุติฐานที่เสนอโดย Burnet และ Thomasในค.ศ.1950-60 โดยทั่วไปมีการตอบสนองทาง ภูมิคุ้มกันต่อเซลล์มะเร็งเกิดขึ้นแม้ว่าจะพบก้อนเนื้อมะเร็งแล้วแสดงว่าเซลล์มะเร็งมีการแสดง ลักษณะเป็นเสมือนสิ่งแปลกปลอมหรือ แอนติเจนได้ ซึ่งเรียกว่าเป็น Tumor Antigens ดังนั้นถ้าทฤษฏี Immunosurveillance เป็นจริงจะต้องมีการพบว่ามี B-cells, Helper T-cells, Cytolytic T Lymphocytes (CTLs) หรือ Natural killer (NK) cells ซึ่งจดจำและตอบสนองฆ่าเซลล์มะเร็งได้
ในการตรวจชิ้นเนื้อดูมักพบว่ารอบๆ ก้อนมะเร็งมีเซลล์ชนิด Mononuclear cells มาชุมนุมซึ่งพบว่ามีทั้ง T-cells, NK Cells และ Macrophage การชุมนุมของเซลล์เหล่านี้รอบก้อนมะเร็งอาจเกิดหลังจากมีการทำลายเนื้อเยื่อโดย เซลล์มะเร็งแล้วและมักพบบ่อยในมะเร็งบางชนิดเช่น มะเร็งที่ testis, thymus เต้านม และมะเร็ง Melanomas หลักฐานที่พบอีกอย่างคือมักพบมีต่อมน้ำเหลืองโตบริเวณที่ใกล้เคียงกับก้อนมะเร็งและยังพบว่ามี cytokines ที่ออกฤทธิ์ต่อมะเร็งเช่นมี class II MHC expressionในเซลล์มะเร็งและเส้นโลหิตที่ไปเลี้ยงก้อนมะเร็งแสดง ว่ากำลังมีการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อเซลล์มะเร็งอยู่
ในช่วงต้นๆ คิดกันว่า CTLs มีบทบาทสำคัญใน Immunosurveilance แต่ในปัจจุบันพบว่า CTLs สำคัญในการกำจัดการติดเชื้อไวรัสมากกว่า จากการประเมินสมมุติฐานเกี่ยวกับ Immunosurveilance พบว่าเป็นจริงในมะเร็งบางชนิดแต่ไม่ทุกชนิดตัวอย่างเช่นถ้าระบบภูมิคุ้มกันมีบทบาทในการป้องกันการ เกิดมะเร็งจริงเราจะพบว่าคนที่มีสภาพภูมิคุ้ม กันบกพร่องเท่านั้นที่เกิดโรคมะเร็งขึ้นบ่อยๆ แต่พบว่าไม่เป็นความจริงในกรณีมะเร็งของลำไส้ใหญ่ปอดและเต้านมอย่างไรก็ดีพบว่ามีภูมิคุ้มกัน บกพร่องหรือถูกกดระบบภูมิคุ้มกันด้วยมีอัตราการเกิดมะเร็งที่เกิดจากไวรัสก่อนมะเร็งมากขึ้นอย่างเห็น ได้ชัด แนวคิดที่ว่าระบบภูมิคุ้มกันมีการตอบสนองต่อมะเร็งจึง ทำให้เป็นแรงกระตุ้นให้เกิด Tumor immunology เกิดขึ้นซึ่งแขนงวิชานี้มีการศึกษา specific acquired immune response ต่อมะเร็ง Tumor Antigens ที่กระตุ้นภูมิคุ้มกัน กลไกในการฆ่าเซลล์มะเร็ง วิธีการทางอิมมูโนในการตรวจหาการวินิจฉัย การรักษาโรคมะเร็ง กลไกของภูมิต้านทานต่อต้านมะเร็ง (Effector Mechamisms in Anti-tumor Immunity)
Tumor antigens สามารถกระตุ้นให้เกิดภูมิต้านทางทั้งชนิด Humoral และ cell mediated ซึ่งสามารถแสดงได้ทั้งในหลอดทดลอง ในสัตว์ทดลองและในมนุษย์ว่าสามารถฆ่าเซลล์มะเร็งได้
1. การสร้าง antibody ตอบสนอง พบมีการสร้าง Ab ตอบสนองต่อ tumor antigens เช่น Tla Ag ในหนูที่เป็นมะเร็งเม็ดเลือดขาว และพบการสร้าง Ab ต่อ EBV-coded antigens บนมะเร็งของต่อมน้ำเหลือง (lymphoma)แต่ไม่มีหลักฐานยืนยันว่าAbมีผลในการยับยั้งการเจริญของก้อนมะเร็งแต่ในการทดลอง ในหลอดทดลองพบว่า antibody สามารถฆ่ามะเร็งได้โดยกลไกของ Antibody dependent cell mediated cytotoxicity (ADCC) โดย Macrophage หรือ NK cells
2. Cytolytic T-lymphocytes (CTLs) เป็นกลไกที่มีประสิทธิภาพในการต่อต้านเซลล์มะเร็งในสิ่งมีชีวิต เซลล์ที่ทำหน้าที่หลักคือ CTLs ซึ่งจะทำหน้าที่โดยอาศัย Class I MHC restricted
3. Natural Killer cells (N cells) NK cell เป็นเซลล์ที่ทำให้เซลล์มะเร็งแตกสลายได้โดยมีกลไกคล้ายกับ CTLs แต่เป็นแบบที่ไม่ต้องอาศัย MHC ในหลอดทดลองพบว่าNKฆ่าได้ทั้งเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสและเซลล์มะเร็ง และฆ่าเซลล์ที่เคลือบด้วย Ab ได้ด้วยเนื่องจากมี Fc-receptor บนผนังของ NK สารที่กระตุ้นให้ NK cell มีความสามารถในการฆ่าเซลล์มะเร็งเพิ่มขึ้นคือ Interferons, Tumor Necrosis Factor (TNF) และ Interleukin-2 (IL-2) ดังนั้น การทำงานของ NK จึงต้องอาศัยการกระตุ้นจาก T-cells และ Macrophage ซึ่งสร้างและหลั่ง cytokines เหล่านี้ออกมา เซลล์ที่ถูกกระตุ้นแล้วเรียกว่า Lymphokine activated killer (LAK) cells ปกติพบว่าอัตราการพบมะเร็งที่ขึ้นเองมีน้อย NK cell จึงอาจจะมีบทบทสำคัญในการป้องการเกิดมะเร็ง
4. Macrophages เป็นเซลล์ที่สำคัญในการต่อสู่กับเซลล์มะเร็ง macrophages มี Fc receptor เช่นเดียวกับ NK cell จึงสามารถฆ่าเซลล์มะเร็งที่มี Ab เคชือบอยู่ได้ การฆ่าเซลล์มะเร็งทำโดยกลไกเช่นเดียวกับการกำจัดเชื้อโรค คือมีการหลั่ง Lysosomal Enzymes และ Reactive Oxygen Metabolites รวมทั้ง Nitric oxide Activated macrophages สามารถหลั่ง TNF ซึ่งฆ่าเซลล์มะเร็งได้โดยไมทำอันตรายต่อเซลล์ปกติพบว่า TNF เป็นตัวการสำคัญที่ฆ่าเซลล์มะเร็ง
กลไกการทำงานของ TNF คือ
1. การเกาะของ TNF กับ High Affinity Cell Surface Receptors เป็นพิษโดยตรงกับเซลล์มะเร็งโดยมีการเกิด Free Radicals เซลล์ปกติจะมีเอ็นซัยม์ Superoxide Dismutase ซึ่งลบล้างฤทธิ์ Free Radicals ได้ นอกจากนี้อาจเกิดจากการทำลายโปรตีนโครงสร้างของเซลล์และรบกวนการสร้าง Gap Junction ของเซลล์มะเร็ง
2. TNF ทำให้ก้อนมะเร็งตายโดยทำให้เส้นเลือดที่ไปเลี้ยงก้อนมะเร็งอุดตันจึงเน่าจายไปปัจจุบันพบว่ามี TNF 2 ชนิดคือ TNF-a และ TNF-b ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีความคล้ายกันโดย code จาก class III Region ใน MHC มี 28% Sequence Homology
การหลบหลีกภูมิต้านทานของเซลล์มะเร็ง
1. โฮสต์อาจมีภาวะไม่ตอบสนอง (Tolerant) ต่อ Tumor Antigens เช่นเคยได้พบเซลล์มะเร็งตั้งแต่แรกเกิดทำให้ร่างกายแยกไม่ได้ว่าเป็นเซลล์มะเร็งหรือเวลล์แปลกปลอมเลยยอมรับเซลล์นั้นตลอดมาหรืออาจเกิดจากได้รับแอนิเจนหรือเซลล์มะเร็งมากเกินไปจึงเกิดการเปลี่ยนทางภูมิคุ้มกัน 2.การเพิ่มจำนวนของมะเร็งที่เกิดขึ้นเร็วอาจทำให้เกิดเซลล์มะเร็งที่ดื้อต่อระบบภูมิคุ้มกันก่อนที่จะมีภูมิค้มกันที่มีประสิทธิภาพมากำจัด 3. ภูมิต้านทางต่อเซลล์มะเร็งที่เกิดขึ้นทำให้มีการคัดเลือกเซลล์มะเร็งที่สูญเสียลักษณะที่กระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ไป เซลล์พวกนี้จะเจริญเติบโตต่อไป 4. มีการบดบังการแสดงออกของ tumor antigen โดยการเกาะของแอนติบอดีย์ เรียกว่ามี Antigenic Modulation ยังอาจเกิดจาก Endocytosis หรือ Shedding ของ Ag-Ab complex 5. Ag ที่เซลล์มะเร็งปลดปล่อยออกมาและ Ag-Ab complex ถือว่าเป็น Blocking Factor ที่รบกวนระบบภูมิคุ้มกันต่อมะเร็งเช่นอาจจะไปกีดกัน Fc receptor ของ NK cell หรือชักนำให้เกิด suppressor cells ขึ้น 6. ผิวเซลล์มะเร็งอาจซ่อนจากระบบภูมิคุ้มกันโดย Glycocalyx Molecule เช่น sialic Acid ที่มีส่วนประกอบเป็น Mucopolysacoharides เรียกว่า Antigen Masking ซึ่งอาจเป็นไปได้ว่าเซลล์มะเร็งจะมีสารเหล่านี้มากกว่าเซลล์ปกติ นอกจากนี้เซลล์มะเร็งอาจกระตุ้นให้เกิด Fibrin มาห้อมล้อมตัวมันเองได้เหมือนดักแด้เรียก Fibrin coccoon 7. เซลล์มะเร็งและสารที่สร้างขึ้น รวมทั้งสารเคมี สภาพทางกายภาพหรือการติดเชื้อ ซักนำให้เกิดการกดระบบภูมิคุ้มกัน (Immunosuppression) เช่น Transforming growth Factor-b ซึ่งหลั่งจากเซลล์มะเร็งหลายชนิดสามารถยับยั้งการทำงานของ Lymphocyte และ Macrophage
Immunotherapy of Tumor (อิมมูนบำบัดของโรคมะเร็ง)
1. Stimulation of Immune Effectors ในโรคมะเร็งที่มีสาเหตุจากเชื้อไวรัสพบว่าสามารถกลดอัตราการเกิดมะเร็งได้โดยการฉีดกระตุ้นด้วย Virus Antigens ซึ่งในสัตว์หลายชนิดพบว่าได้ผล เช่น มะเร็งเม็ดเลือดขาวในแมว มะเร็งต่อมน้ำเหลืองในแกะในคนเชื่อว่าการฉีดวัคซีนป้องกันโครไวรัสตับอักเสบบีมีผลในการลดอัตราการ เกิดโรคมะเร็งตับนอกจากนี้มีการในอิมมูนบำบัดต่อโรคมะเร็งที่เกิดขึ้นแล้วโดยการกระตุ้นแบบไม่จำเพาะ เช่นการฉีด BCG ที่ก้อนมะเร็งเพื่อกระตุ้น Macrophage ให้มาทำลายก้อนมะเร็งนั้น 2. Antibody Therapies มีการใช้แอนติบอดีย์จำเพาะต่อแนอติเจนของเซลล์มะเร็งในอิมมูนบำบัดหลายวิธีการด้วยกันคือ 2.1 Anti-ldiotypic Antibodies มีการใช้ในการรักษามะเร็งต่อมน้ำเหลืองชนิด B-cell Iymphomas ที่มีการแสดง Surface Immunoglobulin ที่ผิวเป็น Idiotype ซึ่งจะจำเพาะมากเฉพาะกลุ่ม (Clone) ของ B cell เท่านั้น การผลิต Antitdiotype Antibodies ทำโดยฉีดกระตุ้นกระต่ายด้วยเซลล์มะเร็ง (B-cell Tumor) ของผู้ป่วยแล้วทำการ Absorp Serum ให้เหลือแต่ Anti-Idiotype Ab, หรือโดยการผลิตโมโนโคลนอลแอนติบดีที่เป็น Anti-Idiotype การทำลายเซลล์มะเร็งโดยวิะีนี้ทำโดย Complement Fixation หรือโดยวิธี ADCC 2.2 Antibodies ต่อ Growth Factor Receptors (IL-2 Receptors) ซึ่งมีการทดลองใช้ในมะเร็งเม็ดโลหิตขาวและต่อมน้ำเหลืองที่เกิดจาก HTLV-1 โดยเชื่อว่าเซลล์มะเร็งมี Receptor สำหรับ IL-2 ถ้ายับยั้งการเกาะของ IL-2 ก่อนก็จะทำให้เซลล์มะเร็งไม่เจริญแบ่งตัว วิธีนี้ได้ผลเพียงเล็กน้อยและอาจมีผลต่อเซลล์ปกติด้วย 2.3 Antibodies จำเพาะต่อ Oncogene Product ซึ่งมีผลต่อการ Transform เซลล์มีการทดลองใช้ Monoclonal Antibodies ต่อโปรตีน Oncogene ในหนู Miceทำให้ไม่เกิดการ Transform เซลล์ 2.4 Anti[tumor Antibodies ที่ติดฉลากด้วย Toxin, กัมมันตภาพรังสี และยารักษามะเร็ง มีการทดลองใช้รักษาในผู้ป่วยโรคมะเร็ง และในสัตว์ทดลอง Toxin ที่ใช้ได้แก่ Ricin, Diptheria Toxin ซึ่งเป็นสารที่ยับยั้งการสร้างโปรตีน วิธีการนี้ทำโดยติดฉลาก Toxin กับโมเลกุลแอนติบอดีย์โดย Covalent Band ทำให้เรียกว่า Immunotoxins เมื่อให้กับผู้ป่วยแล้วคาดว่าจะไปออกฤทธิ์โดยตรงต่อภายในเซลล์มะเร็ง ลักษณะโมเลกุลแอนติบอดีย์ที่ใช้ควรเป็น F(ab)2 ซึ่งจะลดโอกาสที่ Phagocyte ที่มี Fc-Receptor จะท;นติบอดีย์เหล่านี้ไปด่อนที่จะไปมีผลฆ่าเซลล์มะเร็ง 2.5 Heteroconjugate Antibodies ใช้แอนติบอดีย์ที่จะเพาะต่อ Tumor Antigen ที่เชื่อมเข้ากับโมเลกุลแอนติบอดีย์ที่จะเพาะต่อโปรตีนที่ผิวของ Cytotoxic Cells เช่น NK cells หรือ CTLs เช่น (Anti-CD3) วิธีการนี้จะดึง NK cells หรือ CTLs ให้เข้าทำลายเซลล์มะเร็งได้มากขึ้น 2.6 ใช้แอนติบอดีย์ที่เชื่อมกับฮอร์โมน ใช้กับเซลล์มะเร็งที่มี Hormone receptor เช่นใช้ Anti-CD3 เชื่อมกับ Melanocyte Stimulating Hormone ซึ่งจะช่วยเร่งให้ CTLs เข้าทำลายเซลล์มะเร็งชนิด Melanoma อีกวิธีหนึ่งคือใช้ Genetic Engineering สร้าง fusion Protein ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นทั้งสารพิษและสามารถเกาะกับเซลล์มะเร็งได้ 2.7 ลดจำนวนเซลล์มะเร็งในไขกระดูกในหลอดทดลองโดยใช้แอนติบอดีย์ วิธีนี้มีการทดลองใช้กับโรคมะเร็งชนิ B-cell lymphoma วิธีการคือนำเซลล์ไขกระดูกผู้ป่วยออกมาไว้ในหลอดทดลองแล้วฉายรังสีหรือให้ Chemotherapy ทำลายเซลล์ทั้งหมดในไขกระดูกผู้ป่วยเซลล์ไขกระดูกผู้ป่วยที่นำออกมาก่อนเอามาผสมกับแอนติบอดีย์ ต่อเซลล์มะเร็งและเติมคอมพลีเมนท์ลงไปเพื่อทำลายเซลล์มะเร็ง จากนั้นฉีดเซลล์นี้กลับเข้าในผุ้ป่วยเพื่อเข้าไปแทนเซลล์ไขกระดูกที่ถูกทำลายหมดไปก่อน
Adoptive Cellular Immunotherapy
หมายถึงการนำเซลล์เม็ดเลือดขาวที่มีฤทธิ์ต้านเซลล์มะเร็งที่นำมาเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองฉีดกลับเข้าไปในผู้ป่วย ที่เป็นมะเร็ง มีการทดลองใช้ในคนอยู่ 2 แบบคือ 1. Lymphokine-Activated Killer (LAK) Cell Therapy ทำโดยการเพาะเลี้ยง LAK cells ในหลอดทดลอง วิธีการคือนำเซลล์เม็ดเลือดขาวจากเลือดผู้ป่วยมะเร็งมาเพาะเลี้ยงและใส่ IL-2 ลงไปกระตุ้น แล้วฉีดกลับเข้าไปในผู้ป่วยซึ่งคาดว่าเป็น NK cell ในการทดลองในคนมักใช้ผู้ป่วยมะเร็งที่อยุ่ในระยะสุดท้ายที่มีการแพร่กระจายของเซลล์มะเร็ง ผลการรักษายังไม่มีการประเมิน 2. Tumor-infilirating lymphocytes therapy มีการนำ Mononuclear cells จากรอบๆ ก้อนมะเร็งที่ผ่าตัดออกมานำมากระตุ้นให้เป็น LAK cellsซึ่งจะมีความสามารถฆ่าเซลล์มะเร็งได้อย่างจำเพาะ TILs จะมีเซลล์พวก NK และ CTLs ซึ่งฆ่าเซลล์ได้โดยไม่จำเพาะ ถ้านำมากระตุ้นด้วย IL-2 ปริมาณสูงขณะนี้กำลังทดลองใช้ในผู้ป่วยมะเร็งอยู่
Cytokine Therapy
ปัจจุบันมีการนำ cytokine มาทดลองใช้มากขึ้นเนื่องจากสามารถผลิตได้บริสุทธิ์จากวิธีพันธุวิศวกรรม การใช้ cytokine สามารถเลือกกระตุ้นความสามารถของภูมิคุ้มกันผ่านเซลล์ชนิดใดชนิดหนึ่งหรือมากกว่าได้ cytokine ที่มีการทดลองใช้รักษามะเร็งคือ 1. Interleukin-2 (IL-2) มีการใช้เดี่ยวๆ หรือใช้ร่วมกับ Adoptive Cellular jImmunotherapy การรักษาได้ผล 20-40% ในผู้ป่วยมะเร็ง Melanoma และมะเร็งที่ไต IL-2 ช่วยกระตุ้น NK cells และ/หรือ CTLsทำให้เกิด LAK cell ในขณะนี้ผลข้างเครียงที่พบคือไข้ ปอดบวม และช็อคบ่อยๆ ซึ่งอาจเกิดจาก IL-2 ไปออกฤทธิ์กับ Lymphocytes อื่นทำให้มีการสร้าง TNF, IFN-a และ Lymphotoxin ในขณะนี้มีความคิดที่จะใช้ IL-4 ซึ่งสามารถกระตุ้น CTLs ได้เช่นเดียวกันและมีผลข้างเคียงน้อยกว่า 2. TNF มีการทดลองใช้ในการรักษาโรคมะเร็งที่เป็นมากๆ พบว่ามีผลข้างเคียงสูงมากแม้ว่าจะได้ผลดีในการฆ่าเซลล์มะเร็งในหลอดทดลอง 3. Alpha-interferon (IFN-a) ซึ่งเป็น TYPEI Interferon สร้างจากเม็ดเลือดขาว มีฤทธิ์ยับยั้งการเพิ่มจำนวนของเซลล์เพิ่มการ expression ของ class I MHC มีการนำมาทดลองใช้กับผู้ป่วยกันมากซึ่งพบว่า ได้ผล 10-15% ในมะเร็งไต, Melanona, Kaposi sarcoma ได้ผล 45%-50% ในมะเร็งต่อมน้ำเหลือง ได้ผล 80-90% ใน Hairy cell leukemia 4. IFN-beta มีการทดลองใช้ในมะเร็งเม็ดเลือดและมะเร็งหลายชนิดแต่พบว่าได้ผลน้อย การใช้ IFN-beta คาดหวังว่าจะช่วยกระตุ้น NK cell และ Macrophage 5. Hematopoietic growth factors มีการทดลองใช้ GM-CSF (Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor) และ G-CSF (Granulocyte colony stimulating Factor) ในการรักษามะเร็งในช่วงที่ผู้ป่วยมะเร็งมีเม็ดเลือดขาวต่ำมากๆ ภายหลังการปลูกถ่ายไขกระดูก ในปัจจุบันมีการทดลอง Transfect เซลล์มะเร็งในหลอดทดลองด้วย Cytokine Genes และฉีดเซลล์กลับเข้าในสัตว์ทดลอวที่เป็นมะเร็งอยู่ พบว่ามีการสร้าง cytokine ปริมาณมากในบริเวณก้อนมะเร็งเป็นผลให้ก้อนมะเร็งมีขนาดเล็กลง cytokine gene ที่มีการทดลองแบบนี้ได้แก่ IL-2, IL-4 และ IFN-a genes สำหรับในคนยังไม่มีการทดลองเช่นว่านี้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น