CHUYÊN ĐỀ MIỄN DỊCH HỌC: ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH TRONG UNG THƯ. GV hướng dẫn: PGS.TS. TRẦN NGỌC DUNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC CẦN THƠ KHOA Y BỘ MÔN SINH LÝ BỆNH – MIỄN DỊCH  CHUYÊN ĐỀ MIỄN DỊCH HỌC ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH TRONG UNG THƯ GV hướng dẫn: PGS.TS TRẦN NGỌC DUNG HỌC VIÊN: LẠI TRUNG TÍN LỚP CKII.NỘI (2017-2019) Cần Thơ, 2018 MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐẶT VẤN ĐỀ NỘI DUNG Tổng quan bệnh lý ung thư 1.1 Định nghĩa 1.2 Tác nhân gây ung thư 1.3 Yếu tố gen liên quan đến ung thư 2 Đáp ứng miễn dịch ung thư 2.1 Có đáp ứng miễn dịch chống ung thư 2.2 Các kháng nguyên ung thư 2.2.1 Phân loại sớm theo kiểu biểu kháng nguyên 2.2.2 Phân loại đại 2.3 Đáp ứng miễn dịch ung thư 10 2.3.1 Đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu ung thư 10 2.3.2 Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu ung thư 103 2.4 Sự tương tác khối u đáp ứng miễn dịch thể 155 2.4.1 Tính bảo vệ đáp ứng miễn dịch 155 2.4.2 Hoạt động né tránh mô ung thư 166 Ứng dụng miễn dịch học ung thư học 199 3.1 Trong chẩn đoán ung thư 199 3.2 Trong điều trị dự phòng ung thư 200 3.2.1 Cơ chế liệu pháp miễn dịch ung thư 200 3.2.2 Một số liệu pháp miễn dịch chống ung thư áp dụng lâm sàng 200 KẾT LUẬN 222 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADCC Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity Gây độc tế bào qua kháng thể phụ thuộc APC Antigen Presenting Cells Tế bào trình diện kháng nguyên DCs Drendritic Cells Tế bào Drendritic DNA Deoxyribonucleic Acid Acid Deoxyribonucleic HLA Human Leucocyte Antigen Kháng nguyên bạch cầu người IFN Interferon IL Interleukin MHC Major Histocompatibility Complex Kháng nguyên phù hợp tổ chức NKs Natural Killers Tế bào giết tự nhiên RNA Ribonucleoid Acid TGF-β Transforming Growth Factor β Yếu tố tăng trưởng chuyển dạng β TLRs Toll-like Receptors Thụ thể giống Toll TNF Tumor necrosis factor Yếu tố hoại tử khối u DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Mơ hình thực nghiệm cho thấy có vai trị đáp ứng miễn dịch chống u…………3 Hình Vai trị tế bào NK ung thư……………………………………………….10 Hình Sự hoạt hóa TB NK ………………………………………………………… 11 Hình Vai trị đại thực bào ung thư…………………………………………….12 Hình Vai trị miễn dịch dịch thể ung thư………………………………………13 Hình Quá trình trình diện chéo tế bào tua cho lympho TcCD8+…………………… 14 Hình Tóm tắt số chế né tránh đáp ứng miễn dịch khối u……………… 17 Hình Sự ức chế hoạt hóa tế bào T liên quan đến CTLA-4 B7…………………….17 ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh lý ung thư vấn đề sức khỏe toàn cầu số nguyên nhân quan trọng tỷ lệ mắc chết người lớn trẻ em Khả gây chết người ung thư phát triển khơng kiểm sốt mơ bình thường, gây suy yếu chức tổn hại mơ Biểu lâm sàng bệnh ung thư phản ánh tình trạng khiếm khuyết điều hịa phát triển tế bào, tình trạng đề kháng tế bào khối u chết theo lập trình, khả tế bào khối u xâm nhập vào mơ di đến vị trí xa tình trạng né tránh đáp ứng miễn dịch bảo vệ thể khối u [5] Ngày nay, với hiểu biết người chất kháng nguyên ung thư mở hướng chẩn đoán điều trị ung thư Bởi vì, giống kháng nguyên khác, kháng nguyên ung thư có mặt thể chịu kiểm soát hệ thống miễn dịch: nhận biết, chống lại nhằm loại trừ khỏi thể để đảm bảo định nội mô [1][7] Khả tế bào khối u bị xóa khỏi đáp ứng miễn dịch xem hướng lĩnh vực điều trị miễn dịch ung thư Thực tế, khái niệm “giám sát miễn dịch” ung thư Macfarlane Burnet đề năm thập niên 1950, khẳng định tình trạng sinh lý hệ thống miễn dịch để nhận diện phá hủy dòng tế bào chuyển dạng bất thường trước chúng hình thành khối u loại bỏ khối u sau hình thành [5] Sự hữu tình trạng “giám sát miễn dịch” mô tả qua tỷ lệ tăng dần khối u mơ hình động vật người thí nghiệm hiệp đồng miễn dịch Rõ ràng hệ thống miễn dịch không đặc hiệu đặc hiệu phản ứng chống lại nhiều khối u việc khám phá phá hủy khối u cách đặc hiệu mục tiêu quan trọng nhà miễn dịch ung thư học Để hiểu rõ thêm vai trò đáp ứng miễn dịch ung thư ứng dụng miễn dịch học chẩn đốn điều trị ung thư, tơi thực chuyên đề “Đáp ứng miễn dịch ung thư” nhằm hiểu chất ung thư nguyên nhân gây ung thư; vai trò đáp ứng miễn dịch bệnh lý ung thư ứng dụng miễn dịch học chẩn đoán điều trị số bệnh ung thư NỘI DUNG TỔNG QUAN VỀ BỆNH LÝ UNG THƯ 1.1 Định nghĩa Ung thư q trình bệnh lý, tế bào ung thư tăng sinh, phân chia không kiểm sốt có khả xâm lấn sang tổ chức bên cạnh [3][6] Các tế bào ung thư di tới phần khác thể thông qua đường máu hệ bạch huyết Phần lớn tế bào ung thư bắt nguồn từ tế bào bị đột biến sau tế bào phải có biến đổi đột biến khác trước trở thành tế bào ung thư (tiến triển theo dòng) Các hệ sau tế bào bị biến đổi ác tính có khả tạo nhiều dòng tế bào, tiếp tục phát triển không giới hạn không kềm chế phân bào làm cho tế bào ung thư trở thành [2] 1.2 Tác nhân gây ung thư - Yếu tố bên ngoài: yếu tố vật lý (tia X, tia Gamma,…), yếu tố hóa học (nicotin khói thuốc lá, Arsen, Nitrosamin, acid amin thơm, hydrocabon đa vòng,…), yếu tố sinh học (virus viêm gan, virus Epstein Barr,…) - Yếu tố bên trong: di truyền, rối loạn nội tiết, suy giảm miễn dịch,… 1.3 Yếu tố gen liên quan ung thư Trong thể người tồn hệ thống gen liên quan đến ung thư [2][6][10]: - Nhóm gen kích thích sinh ung thư: oncogen cịn gọi gen sinh ung, bình thường tồn dạng proto-oncogen (gen tiền sinh ung thư) Khi xảy đột biến (mất đoạn đột biến điểm, khuếch đại gen cấu trúc lại nhiễm sắc thể) biến đổi proto-oncogen thành oncogen gây ung thư Mặt khác, retrovirus có khả biến đổi gen mình, sau gắn vào DNA tế bào vật chủ hoạt động vec tơ mang oncogen sinh ung - Nhóm gen ức chế xuất ung thư: Gen p53 mã hóa cho protein 53, gen nhận biết DNA bị tổn thương gen sửa chữa DNA bị tổn thương,…khi gen bị chức biến dị làm thuận lợi cho ung thư phát triển 2 ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH TRONG UNG THƯ 2.1 Có đáp ứng miễn dịch chống ung thư Từ quan sát lâm sàng từ mơ hình thực nghiệm động vật cho thấy tế bào khối u xuất phát từ tế bào túc chủ mà chúng lại kích thích đáp ứng miễn dịch Bắng chứng nghiên cứu mô bệnh học cho thấy nhiều loại khối u bao bọc quanh thẩm nhuận tế bào đơn nhân bao gồm lympho bào T, NK đại thực bào Đồng thời, tế bào miễn dịch hoạt hóa có mặt hạch lympho dẫn lưu từ vị trí khối u phát triển [1],[5] Việc mô tả thực nghiệm khối u tạo đáp ứng miễn dịch đặc hiệu xuất phát từ nghiên cứu khối u chuyển ghép năm 1950 Hình Mơ hình thực nghiệm cho thấy có vai trị đáp ứng miễn dịch chống u Chẳng hạn khối u sarcoma tạo chuột cách quét vào da chất gây ung thư MCA (methylcholanthrene) Nếu cắt ghép khối u sang chuột đồng gen khác khối u phát triển Nhưng lấy tế bào từ khối u gốc chuyển ghép trở lại thể chuột ban đầu chuột loại thải mảnh ghép khối u không phát triển Con chuột đồng gen trở nên có miễn dịch chống lại khối u khơng có khả thải loại khối u MCA tạo chuột khác Thêm vào đó, tế bào lympho T từ chuột mang khối u truyền miễn dịch bảo vệ chống khối u qua cho chuột khơng có khối u trước Vì thế, đáp ứng miễn dịch chống khối u bộc lộ rõ đặc điểm đáp ứng miễn dịch thích nghi tính đặc hiệu, trí nhớ miễn dịch vai trò quan trọng lympho bào Có thể thấy đáp ứng miễn dịch chống lại khối u tăng sinh cách hiệu dường thực chủ yếu tế bào lympho T [1][5] Ở người, quan sát lâm sàng người ta nhận thấy có nhiều điểm liên quan miễn dịch ung thư Ví dụ: số ung thư tự thoái lui (chorio epithelioma, melanoma, neuroloma) có vai trị miễn dịch, trường hợp thể khơng có globulin thường lymphoma phát triển lympho sarcoma thường xuất thiếu máu dung huyết tự miễn,…[1] Như vậy, từ quan sát lâm sàng, mơ hình thực nghiệm nghiên cứu mơ bệnh học khẳng định có tồn đáp ứng miễn dịch việc nhận diện đào thải kháng nguyên ung thư 2.2 Các kháng nguyên ung thư Sự phát triển bất thường khối u ác tính tác nhân nội sinh, ngoại sinh gây đột biến gen bình thường thành gen khả điều hịa sinh tổng hợp protein phân triển tế bào Vì vậy, tế bào ung thư xuất protein mà tế bào bình thường khơng có có ít, trở thành protein lạ đóng vai trị kháng nguyên ung thư túc chủ, đích cho tế bào hiệu ứng miễn dịch tự nhiên tế bào NK đáp ứng miễn dịch đặc hiệu Các kháng nguyên ung thư phân loại sau: 2.2.1 Phân loại sớm theo kiểu biểu kháng nguyên 2.2.1.1 Kháng nguyên đặc hiệu khối u: kháng ngun có tế bào u, khơng có tế bào bình thường 2.2.1.2 Kháng nguyên liên quan đến khối u: kháng nguyên có biểu tế bào u tế bào bình thường Trong hầu hết trường hợp, kháng nguyên liên quan đến khối u thành phần tế bào bình thường, biểu chúng bị khác bị rối loạn khối u 2.2.2 Phân loại đại dựa theo cấu trúc phân tử nguồn gốc kháng nguyên biểu tế bào khối u kháng nguyên có gây đáp ứng miễn dịch hay khơng 2.2.2.1 Các sản phẩm gen đột biến - Các gen sinh ung gen ức chế khối u bị đột biến tạo protein mà khác biệt với protein tế bào lành Các sản phẩm protein kích thích gây đáp ứng miễn dịch Nhiều khối u bộc lộ gen mà sản phẩm chúng cần thiết cho chuyển dạng ác tính để trì kiểu hình thái ác tính Thường gen tạo đột biến điểm, đột biến đoạn, chuyển vị trí nhiễm sắc thể đột biến chèn gen virus tác động đến gen sinh ung thu gen ức chế khối u Những sản phẩm gen protein nằm tế bào chất nằm nhân, giáng hóa thể proteasome trình diện phân tử MHC I tế bào khối u Các protein bước vào đường trình diện kháng nguyên MHC I MHC II tế bào tua (DCs: dendritic cells), tế bào thực bào tế bào u chết thực bào mảnh thể tạo chết lập trình tế bào u Bởi gen đột biến khơng có tế bào lành bình thường nên đoạn peptid sản phẩm protein không tạo dung thứ thân, trái lại chúng kích thích đáp ứng miễn dịch tế bào T thể chủ Do đó, số bệnh nhân ung thư có tế bào lympho TCD4+ TCD8+ tuần hoàn đến để đáp ứng với peptid mã hóa từ đột biến gen gen RAS, peptid giả định xuất phát từ protein Bcl/Abl tạo đột biến chuyển vị trí nhiễm sắc thể liên quan đến u, peptid mã hóa từ gen ức chế ung thư bị đột biến gen p53 [5] - Các kháng nguyên ung thư gen bị đột biến ngẫu nhiên tạo mà sản phẩm chúng không không liên quan đến kiểu hình ác tính khối u Trên mơ hình ung thư thực nghiệm trên, chuyển ghép khối u chất sinh ung thư gây sang cá thể khác, kháng nguyên ung thư lúc gọi kháng nguyên ghép đặc hiệu u, đột biến protein tế bào túc chủ Cùng chất gây ung thư giống nhau, khối u loài gặm nhấm tạo lại khác biểu lộ kháng nguyên ghép đặc hiệu u khác Các kháng nguyên xác định cấu trúc, peptid protein thân bị đột biến trình diện phức hợp với MHC I kích thích tế bào lympho T gây độc (Tc) (CD8+) Các kháng nguyên đa dạng chất gây ung thư gây đột biến ngẫu nhiên gen túc chủ, đường trình diện kháng nguyên qua MHC I phơi bày nhiều peptid từ protein bào tương bị đột biến túc chủ khối u Gần đây, nghiên cứu trình tự gen ung thư người cho thấy nhiều loại khối u có số lượng lớn đột biến đặc hiệu u, đa số gen cho không liên quan với phát triển kiểu hình ác tính ung thư 2.2.2.2 Những protein tế bào không bị đột biến biểu lộ bất thường - Các kháng nguyên ung thư mà gây đáp ứng miễn dịch, protein tế bào bình thường biểu lộ cách bất thường tế bào u Nhiều loại kháng nguyên xác định người, chẳng hạn u hắc tố (melanoma) có kháng ngun tyrosinase – enzyme có vai trị quan trọng sinh tổng hợp melanin biểu nhiều tế bào u hắc tố, kích thích dịng lympho T gây độc (Tc) (CD8+) lympho T giúp đỡ (Th) (CD4+) nhận diện peptid tyrosinase Điều đáng nói, trường hợp có dung thứ thân kháng nguyên tyrosinase Lý giải thích cho điều bình thường tyrosinase tạo với lượng thấp có mặt số tế bào bình thường nên nhận diện hệ miễn dịch khơng tạo dung thứ cho Vì có tăng biểu lộ nhiều tế bào u hắc tố, dẫn đến kích thích đáp ứng miễn dịch thể Dựa sở lý luận này, áp dụng tạo vaccin chống lại u hắc tố thông qua tạo tế bào lympho T chống tyrosinase đặc hiệu - Các kháng nguyên tinh hoàn: kháng nguyên biểu lộ nhiều giao tử ngoại phơi bì nhiều loại ung thư khơng có mơ sinh dưỡng bình thường Những kháng nguyên gọi MAGE protein, chúng biểu lộ nhiều khối u ung thư bàng quang, vú, da, phổi, tiền liệt tuyến số sarcom tinh hồn bình thường Hơn 40 họ kháng nguyên tinh hoàn xác định khoảng ½ kháng ngun mã hóa hầu hết epitop nhận diện kháng thể không biểu lộ đặc hiệu khối u, mà chúng có nồng độ cao tế bào khối u so với tế bào lành bình thường Lớp kháng ngun đích liệu pháp trị liệu ung thư kháng thể đặc hiệu Gangliosid bao gồm GM2, GD2 GD3 glycolipid biểu cao u nguyên bào thần kinh, u hắc tố nhiều sarcom khác Vì biểu chọn lọc khối u phân tử kháng nguyên nên đích trị liệu hấp dẫn đặc hiệu ung thư liệu pháp kháng thể Các chất nhầy phân tử glycoprotein trọng lượng phân tử cao có chứa chuỗi cạnh carbohydrat liên kết O (O-linked) lõi polypeptide Các khối u thường có rối loạn biểu enzym tổng hợp chuỗi cạnh carbohydrat này, làm xuất epitop đặc hiệu u chuỗi carbohydrat lõi polypeptid biểu lộ bất thường Rất nhiều chất nhầy tập trung nghiên cứu cho chẩn đoán điều trị CA125, CA-19-9, biểu lộ ung thư buồng trứng, MUC-1 biểu lộ ung thư vú đại tràng Không nhiều chất nhầy khác, MUC-1 protein màng tồn vẹn, bình thường biểu lộ bề mặt biểu mơ tuyến vú phía cùng, vị trí khuất lấp khỏi hệ thống miễn dịch Tuy nhiên, ung thư tuyến vú, phân tử biểu lộ kiểu khơng phân cực có chứa epitop peptid carbohydrat đặc hiệu u Có thể phát kháng thể đơn dòng chuột Các epitop peptid gây đáp ứng tế bào T đáp ứng dịch thể bệnh nhân ung thư nỗ lực tạo vaccin chứa MUC-1 epitop gây miễn dịch 2.2.2.6 Các kháng ngun biệt hóa đặc hiệu mơ - Các khối u biểu lộ phân tử mà bình thường có tế bào gốc ung thư, khơng có biểu lộ tế bào mơ khác Các kháng nguyên gọi kháng nguyên biệt hóa chúng đặc hiệu cho dịng giai đoạn biệt hóa nhiều loại tế bào khác Chúng đích trị liệu miễn dịch ung thư đầy tiềm để xác định mô gốc ung thư Ví dụ, nhiều kháng nguyên u hắc tố đích CTLs (tế bào Tc) (CD8+) bệnh nhân ung thư kháng nguyên biệt hóa tế bào hắc tố, chẳng hạn tyrosinase Hoặc lymphoma tế bào B xác định phát marker bề mặt đặc trưng dòng tế bào CD10 (còn gọi CALLA-common acute lymphoblastic leukemia antigen) CD20 Các phân tử kháng thể chống lại kháng nguyên dùng cho liệu pháp miễn dịch trị liệu, thành cơng thấy anti-CD20 (rituximab) điều trị ung thu lympho B non-Hodgkin Tuy vậy, kháng nguyên biệt hóa phân tử thân bình thường, nên thường có tính gây đáp ứng miễn dịch yếu cá thể ung thư 2.3 Đáp ứng miễn dịch ung thư Đáp ứng miễn dịch chống ung thư có loại: đáp ứng miễn dịch khơng đặc hiệu đáp ứng miễn dịch đặc hiệu 2.3.1 Đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu ung thư 2.3.1.1 Vai trò tế bào giết tự nhiên (NK) ung thư Các tế bào NK giết nhiều loại tế bào u, đặc biệt tế bào giảm biểu MHC I biểu lộ chất gắn kết (ligands) với thụ thể hoạt hóa tế bào NK Hình Vai trị tế bào NK ung thư Trên in vitro, tế bào NK giết tế bào bị nhiễm virus dịng tế bào u đó, đặc biệt ung thư hệ tạo máu Các tế bào NK đáp ứng với vắng mặt MHC I nhận diện MHC I giúp tạo tín hiệu ức chế tế bào Các tế bào u biểu lộ MHC I làm cho khối u trở thành đích tốt tế bào NK 10 Một số khối u có biểu lộ phân tử MIC-A, MIC-B ULB ligand thụ thể hoạt hóa NKG2D tế bào NK Thêm vào đó, tế bào NK hướng đích đến giết tế bào u bị phủ kháng thể IgG thông qua thụ thể Fc bề mặt (chẳng hạn FcIII hay CD16) Khả tiêu diệt tế bào u tế bào NK tăng cường lên thông qua tiết cytokin IFN-, IL-15, IL-12 hiệu ứng chống u cytokin phần lại kích thích hoạt động tế bào NK Tế bào NK hoạt hóa IL-2 gọi tế bào sát thủ LAK (lymphokine-activated killer) tế bào giết tế bào u mạnh mẽ NK chưa hoạt hóa [5] Hình Sự hoạt hóa tế bào NK Tuy vậy, vai trò NK in vivo chưa rõ Một số bệnh nhân có thiếu hụt tế bào NK có tỷ lệ tăng mắc u lympho EBV nhiều 2.3.2.2 Vai trò tế bào đại thực bào (Macrophage) ung thư Các tế bào đại thực bào có khả ức chế thúc đẩy phát triển lan rộng khối u tùy theo tình trạng hoạt hóa chúng 11 Các tế bào Macrophage điển hình cổ điển M1 giết tế bào u Tuy nhiên chế hoạt hóa chúng chưa rõ Có lẽ M1 có thụ thể TLRs (toll-like receptors) thụ thể khác miễn dịch bẩm sinh giúp nhận diện phân tử DAMPs (damageassociated molecular patterns) từ tế bào ung thư chết có chế hoạt hóa M1 thơng qua cytokin IFN- tế bào T đặc hiệu u Các tế bào M1 giết tế bào u nhiều chế sử dụng giống giết vi sinh vật gây nhiễm Một số sản xuất chất NO (nitrit oxid) quan sát thấy in vitro in vivo [5][11] Hình Vai trị đại thực bào ung thư Cũng có chứng cho thấy tế bào đại thực bào có vai trị thúc đẩy khối u phát triển tế bào có kiểu hình M2 Chúng tiết yếu tố phát triển VEGF (yếu tố phát triển nội mô mạch máu), yếu tố TGF- (yếu tố phát triển chuyển dạng beta) nhiều chất hòa tan khác giúp cho tân sinh mạch máu khối u 2.3.2.3 Vai trò bạch cầu toan ung thư Vai trò bạch cầu toan ung thư chưa nghiên cứu nhiều Trong đáp ứng miễn dịch tế bào nói chung đặc biệt đáp ứng miễn dịch tế bào chống ung thư nói riêng, bạch cầu toan hoạt hóa nhờ có lymphokin TDTH (Delayed Type Hypersensitivity T lymphocytes) Bạch cầu toan tăng tiết histaminase gây giảm histamine điểm phát triển tiến triển ung thư 12 Một vai trò quan trọng bạch cầu toan ung thư thực bào tiêu diệt tế bào ung thư theo chế có tác dụng bổ thể phụ thuộc kháng thể Bạch cầu toan chứa MBP (Major basic protein), ECP (Eosionophile Cationic protein), neurotoxin có tác dụng gây tổn thương mô ung thư 2.3.1 Đáp ứng miễn dịch đặc hiệu ung thư 2.3.1.1 Đáp ứng miễn dịch dịch thể ung thư Vai trò đáp ứng miễn dịch dịch thể ung thư không rõ đáp ứng miễn dịch tế bào, song thực tế chứng minh ung thư có kháng thể đặc hiệu Một số người có khối u tạo kháng thể chống lại hàng loạt kháng nguyên u Ví dụ, bệnh nhân u lympho liên quan với EBV huyết có kháng thể chống lại kháng nguyên virus mã hóa biểu lộ bề mặt tế bào u lympho Các kháng thể giết tế bào u thơng qua hoạt hóa bổ thể theo chế gây độc tế bào qua trung gian tế bào phụ thuộc kháng thể (ADCC), tế bào đại thực bào NK (Nature killer) có thụ thể Fc kháng thể thực giết tế bào u Tuy vậy, khả kháng thể loại trừ khối u phần lớn in vitro, minh chứng cho thấy khả đáp ứng miễn dịch dịch thể chống khối u hiệu Hình Vai trị miễn dịch dịch thể ung thư 13 2.3.1.2 Vai trò lympho T ung thư Cơ chế đáp ứng miễn dịch thích nghi bảo vệ chống lại khối u tế bào Tc giết tế bào u Khả Tc CD8+ thực giám sát miễn dịch thông qua nhận diện đủ mạnh để giết chết tế bào ác tính có biểu lộ peptid kháng nguyênS khối u trình diện qua phân tử MHC I Đây chứng để tiên lượng khối u, chẳng hạn thường gặp ung thư đại tràng quan sát thấy có nhiều tế bào Tc diện khối u tiên lượng bệnh tốt Hơn nữa, tế bào đơn nhân viêm thâm nhập vào khối u rắn người gọi lympho thâm nhập hướng u (TILs: tumor-infiltering lymphocytes), có Tc CD8+ có khả giết khối u Quan trọng là, không khả phát lympho Tc CD8+ đặc hiệu u số bệnh nhân chế điều hòa khối u lợi dụng Một số thử nghiệm lâm sàng gần đáng ấn tượng khóa (block) đường tín hiệu ức chế loại bỏ phanh hãm đáp ứng miễn dịch, dẫn đến kết phát triển đáp ứng tế bào T mạnh chống lại khối u hiệu [5][10] Đáp ứng Tc CD8+ đặc hiệu kháng nguyên khối u cần trình diện chéo kháng nguyên khối u tế bào tua (DCs: dendritic cells) thực Vì đa số tế bào khối u tế bào trình diện kháng ngun (APCs) khơng biểu lộ yếu tố đồng kích thích cần để khởi hoạt đáp ứng tế bào T không biểu lộ phân tử MHC lớp II cần cho kích thích tế bào lympho T giúp đỡ (Th) để khởi động biệt hóa Tc CD8+ hướng u Đáp ứng tế bào T với khối u khởi động qua tế bào khối u hay qua kháng nguyên chúng xử lý tế bào (APCs) chẳng hạn DCs Các peptid tế bào DCs trình diện qua MHC I cho lympho TcCD8+ đồng thời APCs biểu lộ phân tử đồng kích thích tạo tín hiệu cần thiết cho hoạt hóa biệt hóa lympho T CD8+ trở nên đặc hiệu chống u Cơ chế gọi trình diện bắt chéo hay mồi chéo Khi tế bào lympho Tc CD8+ đặc hiệu u sinh ra, chúng nhận diện giết tế bào u không cần tín hiệu đồng kích thích Cơ chế giúp ứng dụng thực tiễn việc phát triển tế bào DCs từ bệnh nhân ung thư, ủ tế bào với kháng nguyên tế bào u, sử dụng chúng loại vaccin để kích thích đáp ứng tế bào T chống lại ung thư 14 Hình Quá trình trình diện chéo tế bào tua cho lympho Tc CD8+ Vai trò lympho giúp đỡ (Th) (CD4+) đáp ứng miễn dịch ung thư chưa rõ ràng Có thể chúng có vai trị đáp ứng miễn dịch chống ung thư cách tạo cytokin cần cho biệt hóa tế bào Tc CD8+ trở thành lympho Tc CD8+ hiệu ứng Tc CD8+ nhớ Bên cạnh đó, lympho Th CD4+ đặc hiệu kháng nguyên u tiết cytokin TNF IFN- làm làm tế bào u tăng biểu lộ MHC I nhạy cảm với ly giải lympho T gây độc (Tc CD8+) Đồng thời, IFN- hoạt hóa đại thực bào để giết tế bào u 2.4 SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA KHỐI U VÀ ĐÁP ỨNG MIỄN DỊCH CỦA CƠ THỂ 2.4.1 Tính bảo vệ đáp ứng miễn dịch Đáp ứng miễn dịch thể kháng nguyên ung thư kháng nguyên lạ khác đáp ứng mang tính chất bảo vệ thể, nhằm loại trừ kháng nguyên khỏi thể Tuy nhiên, ung thư có trường hợp kháng thể kết hợp với kháng nguyên ung thư phức hợp bám tế bào NK, tế bào K (nhờ thụ thể dành cho Fc) lại phong bế hoạt động tế bào Vì vậy, kháng thể tạo đáp ứng miễn dịch khơng bảo vệ thể mà cịn tạo điều kiện cho khối u phát triển nhanh (hiện tượng tạo thuận) Mặt khác, tính bảo vệ đáp ứng miễn dịch thường khơng thể ngăn hồn tồn phát triển khối u Có nhiều lý giải thích đáp ứng miễn dịch khơng thể xóa bỏ tế bào chuyển dạng bất thường Đầu tiên là, nhiều khối u có chế đặc hiệu tránh né đáp ứng miễn dịch túc chủ (sẽ đề cập phần sau) 15 Hai là, tế bào khối u xuất phát từ tế bào túc chủ có nhiều điểm giống với tế bào bình thường Vì vậy, nhiều khối u có khuynh hướng kích thích miễn dịch yếu Những khối u có tính kích thích đáp ứng miễn dịch mạnh thường gồm khối u virus sinh ung thư protein virus kháng nguyên lạ so với túc chủ Có nhiều khối u tự phát gây đáp ứng miễn dịch yếu chí khơng thể phát Điều khối u phát triển có đột biến mà làm giảm tính kích thích đáp ứng miễn dịch mạnh khối u Do đó, tầm quan trọng giám sát miễn dịch đáp ứng miễn dịch ung thư thay đổi theo loại ung thư Ba là, phát triển nhanh lan rộng khối u làm lấn át khả hệ miễn dịch để kiểm soát khối u cách hiệu Cho thấy tế bào ác tính cần phải bị nhổ tận gốc điều cần thiết 2.4.2 Hoạt động né tránh mô ung thư Nhiều loại khối u phát triển nhiều chế giúp chúng né tránh đáp ứng miễn dịch chống u (hình 5) Các chế chia thành nhóm: thân tế bào u thơng qua tế bào khác Việc tìm hiểu chế né tránh khối u quan trọng để giúp tạo phương thức làm ngăn ngừa né tránh miễn dịch để làm tăng tính sinh kháng nguyên khối u tối ưu hóa đáp ứng miễn dịch túc chủ mang ung thư 2.4.2.1 Trốn thoát nhận diện miễn dịch cách biểu lộ kháng nguyên - Các đáp ứng miễn dịch tế bào u tạo áp lực chọn lọc mà kết tế bào u biến đổi với kiểu giảm tính sinh kháng ngun sống sót phát triển nhanh chóng, q trình gọi chỉnh sửa miễn dịch khối u (tumor immunoediting) - Bên cạnh đó, giảm biểu lộ MHC I tế bào u giúp chúng không bị nhận diện lympho TcCD8+ 16 Hình Tóm tắt số chế né tránh đáp ứng miễn dịch khối u 2.4.2.2 Ức chế chủ động đáp ứng miễn dịch - Các khối u thực chế ức chế mà kìm nén đáp ứng miễn dịch Chẳng hạn, thơng qua đường tín hiệu ức chế hoạt động tế bào T CTLA-4 PD-1 Hình Sự ức chế hoạt hóa tế bào T liên quan đến CTLA-4 B7 17 Các tế bào u biểu lộ nồng độ thấp yếu tố B7 – protein gắn kết với CTLA-4 (hình 6) CTLA-4 protein thụ thể thuộc họ CD28 tế bào T có đường tín hiệu tạo ức chế hoạt động tế bào T thấy trình dung thứ tế bào T Tuy tế bào u biểu lộ yếu tố B7 nồng độ thấp nồng độ đủ để tạo lực cao với thụ thể CTLA-4, dẫn đến ức chế tế bào T đáp ứng miễn dịch chống u khiến tế bào u né tránh đáp ứng miễn dịch PD-1 protein thụ thể tế bào T có liên quan đến ức chế hoạt động PDL1 protein biểu lộ nhiều tế bào u, chất gắn kết với thụ thể PD-1 - Các tế bào u tiết chất làm ức chế đáp ứng miễn dịch chống u Chẳng hạn, nhiều khối u tiết TGF- gây ức chế tăng sinh hiệu ứng chức lympho đại thực bào - Sự có mặt tế bào T điều hòa (Treg = Tregulator) ức chế đáp ứng tế bào T u Bằng chứng nhiều mơ hình ung thư chuột bệnh nhân ung thư, có diện nhiều lympho Treg thâm nhập khối u - Vai trò đại thực bào liên quan đến u thúc đẩy phát triển né tránh khối u cách thay đổi vi môi trường ức chế đáp ứng tế bào T Đó đại thực bào với kiểu hình M2, chúng tiết cytokin IL-10, prostaglandin E2 làm suy yếu hoạt động chức hiệu ứng lympho T Đồng thời, lại tiết yếu tố phát triển TGF-, VEGF giúp cho tăng sinh mạch máu thúc đẩy phát triển khối u - Các tế bào ức chế dòng tủy (MDSCs – myeloid-derived suppressor cells) tế bào tiền thân dòng tủy chưa trưởng thành chiêu mộ tập trung từ tủy xương đến hạch lympho, máu, đến khối u ức chế đáp ứng miễn dịch bẩm sinh miễn dịch thích nghi chống u MDSCs tập hợp tế bào tiền thân khác tế bào tua, tế bào đa nhân trung tính tế bào đơn nhân Sự chiêu mộ chúng đáp ứng hóa hướng động với yếu tố IL-6, VEGF, mảnh bổ thể C5a, prostaglandin E2 Các tế bào tiết IL-10 gây ức chế đáp ứng tế bào miễn dịch bẩm sinh Hoặc ức chế trực tiếp gián tiếp tăng sinh biệt hóa tế bào lympho T thơng qua tiết chất có gốc oxid hóa tự peroxinitrit, indolamin 2,3-dioxygenase (là chất làm giáng hóa tryptophan – acid amin 18 cần cho phát triển tế bào T), làm tăng sinh tế bào Treg chuyển đổi ThCD4+ theo hướng Th2 nhiều thay theo hướng Th1 Sự thay đổi vai trò quần thể ThCD4 dẫn đến thay đổi hướng đáp ứng miễn dịch chống u hiệu 2.4.2.3 Một số chế “né tránh” khác - Cơ chế dung nạp kháng nguyên: số kháng nguyên ung thư gặp lúc sinh tế bào ung thư trình diện kháng nguyên dạng dung nạp (kháng ngun liều cao khơng có đồng yếu tố thích hợp) cho hệ thống miễn dịch, làm hệ thống miễn dịch khơng coi kháng ngun lạ nên khơng kích thích gây đáp ứng miễn dịch [5] - Hiện tượng “lén qua”: với lượng kháng ngun q làm thể khơng thể nhận diện được, khơng đủ kích thích hệ miễn dịch Nhưng sau thời gian, tế bào ung thư âm thầm phát triển, hệ thống miễn dịch nhận diện khối u phát triển lớn - Tạo “màng che kháng nguyên”: tế bào ung thư bộc lộ phân tử glycocalyx gồm có acid sialic mucopolysaccharid tạo màng che làm hệ thống miễn dịch không nhận diện Một số ung thư lẩn tránh cách kích hoạt hệ thống đơng máu nên chúng tự khốc cho “kén fibrin” ỨNG DỤNG MIỄN DỊCH HỌC TRONG UNG THƯ HỌC 3.1 Trong chẩn đoán ung thư Các nhà nghiên cứu dùng kỹ thuật khác để xác định kháng nguyên bề mặt tế bào ung thư kháng thể đặc hiệu có huyết bệnh nhân súc vật thí nghiệm có miễn dịch với loại ung thư Kháng thể kháng kháng thể đặc hiệu đánh dấu huỳnh quang, đồng vị phóng xạ enzym Ví dụ: dùng kháng thể đánh dấu huỳnh quang để phát IgA huyết người bị ung thư vòm họng, yếu tố chống VCA (viral capsid antigen), EA (early antigen) EBNA (Epstein Barr Nuclear antigen) dòng tế bào nhiễm vi rút Epstein Barr Gần đây, người ta dùng kháng thể đơn dòng để xác định loại tế bào giai đoạn biệt hóa khác leucose, lymphoma, xác định dấu ấn đặc biệt mô ung thư kháng thể chống phân tử MHC TCD4, CD3 TCD8,…Trên In vivo, người ta sử dụng kháng thể đặc hiệu có gắn đồng vị phóng xạ tiêm vào thể, kháng thể đến tập trung nơi có kháng nguyên đặc hiệu Theo dõi vị trí tập trung phóng xạ xác định mơ ung thư Bên cạnh đó, việc xét nghiệm kháng nguyên ung thư phôi thai AFP 19 (Alphafetoprotein), CEA (carcino embryonic antigen) góp phần giúp chẩn đoán số bệnh lý ung thư liên quan 3.2 Trong điều trị dự phòng ung thư 3.2.1 Cơ chế liệu pháp miễn dịch ung thư [11] - Kích thích đáp ứng chống lại ung thư cách tăng số lượng tế bào miễn dịch tăng sản xuất yếu tố trung gian ly giải khối u - Giảm chế gây kìm hãm đáp ứng miễn dịch - Thay đổi tế bào khối u để tăng khả miễn nhiễm làm cho chúng nhạy cảm với đáp ứng miễn dịch - Tăng kích thích chức tủy xương sản xuất tế bào miễn dịch với GM-CSF 3.2.2 Một số liệu pháp miễn dịch chống ung thư áp dụng lâm sàng [1][8][9] - Liệu pháp kháng thể: Kháng thể đơn dòng Rituximab điều trị U Lympho Non Hodgkin Đây kháng thể FDA chấp nhận thử nghiệm lâm sàng Kháng thể Rituximab gắn đặc hiệu vào kháng nguyên CD20 màng tế bào lympho B khởi đầu trình miễn dịch gián tiếp làm tiêu tế bào lympho B Cơ chế tiêu tế bào bao gồm độc tính tế bào phụ thuộc bổ thể (CDC), độc tính tế bào phụ thuộc kháng thể (ADCC), gây chết tế bào tự nhiên Sau cùng, nghiên cứu in vitro chứng minh rituximab làm dịng u limphơ tế bào B người kháng thuốc nhạy cảm với tác động độc tế bào vài thuốc hoá trị - Liệu pháp Cytokin: người ta sử dụng cytokin để trị liệu ung thư vào khả chúng làm tăng nhiều thành phần chức miễn dịch tế bào Một số ví dụ cụ thể: IL2 glycoprotein có khả hoạt hóa tế bào NK và/hoặc tế bào lympho T biệt hóa tế bào LAK TNF dùng để trị ung thư nguyên phát IFNα có tác dụng chống tăng sinh tế bào ung thư in vitro, làm tăng khả ly giải tế bào ung thư NK tăng bộc lộ MHC lớp nhiều loại tế bào khác Các yếu tố phát triển kích thích tạo máu (GM-CSF, G-CSF) làm tăng miễn dịch chống ung thư, rút ngắn thời gian giảm bạch cầu hạt trung tính sau hóa trị liệu sau ghép tủy xương tự thân chúng có tác dụng kích thích trưởng thành bạch cầu hạt 20 - Liệu pháp miễn dịch trị liệu vay mượn: phương pháp truyền tế bào miễn dịch ni cấy phịng thí nghiệm có tác dụng chống ung thư cho vật chủ bị ung thư Ví dụ người ta ni cấy tế bào lympho phân lập từ máu bệnh nhân bị ung thư bạch cầu mơi trường có IL2 đậm độ cao, sau 3-5 ngày thu tế bào LAK, sau tiêm tế bào LAK cho bệnh nhân, tế bào LAK có khả làm tan tế bào ung thư mà không làm tan tế bào thường - Vaccin trị liệu ung thư: vaccin điều trị ung thư sử dụng để điều trị ung thư phát triển Chúng định để trì hỗn ngừng phát triển tế bào ung thư, làm khối u co lại, để ngăn ngừa ung thư tái phát để loại bỏ tế bào ung thư mà không điều trị triệt để hình thức điều trị khác Các vaccin điều trị ung thư hoạt động cách kích hoạt tế bào T gây độc nhận biết loại bỏ loại ung thư cách tạo kháng thể gắn kết với phân tử bề mặt tế bào ung thư Hiện tại, liệu pháp chấp nhận điều trị số nước Âu, Mỹ Vào tháng năm 2010, FDA phê chuẩn vắc xin điều trị ung thư Vắcxin này, sipuleucel-T (Provenge®), chấp thuận sử dụng số nam giới bị ung thư tuyến tiền liệt di Nó sử dụng để kích thích phản ứng miễn dịch với phosphatase tuyến tiền liệt (PAP), kháng nguyên tìm thấy hầu hết tế bào ung thư tiền liệt tuyến Trong thử nghiệm lâm sàng, sipuleucel-T làm tăng sống nam giới với loại ung thư tiền liệt tuyến tiền liệt khoảng tháng [9] Vào tháng 10 năm 2015, FDA chấp thuận phương pháp điều trị vi rút ly giải khối u đầu tiên, Talimogene laherparepvec (T-VEC, Imlygic®) để điều trị số bệnh nhân u hắc tố di khơng thể phẫu thuật Ngồi việc lây nhiễm ly giải tế bào ung thư tiêm trực tiếp vào khối u hắc tố, T-VEC gây đáp ứng tổn thương không tiêm, điều chứng tỏ gây phản ứng miễn dịch kháng thể tương tự vắc xin chống lại bệnh ung thư khác [9] Ngày nay, với phát triển ngành sinh học phân tử miễn dịch học, mối quan hệ đáp ứng miễn dịch ung thư ngày hiểu biết rõ Qua đó, bên cạnh phương pháp điều trị ung thư cổ điển phẫu thuật, hóa trị, xạ trị, y học đại áp dụng thêm liệu pháp điều trị mới, đánh trúng chất nguyên nhân sinh ung thư góp phần mở hội cho bệnh nhân ung thư toàn giới 21 KẾT LUẬN Hiện tại, ung thư nguyên nhân gây tử vong hàng đầu giới, với tỷ lệ mắc ngày gia tăng nước phát triển Về mặt lý luận, miễn dịch học ung thư có mối liên hệ qua lại chặt chẽ, công trình nghiên cứu mơ hình thực nghiệm chứng minh đáp ứng miễn dịch thể có tính chất bảo vệ thể chống lại tế bào ung thư Việc nắm vững đáp ứng miễn dịch thể ung thư sở cho việc áp dụng liệu pháp điều trị có hiệu quả, liệu pháp miễn dịch hướng Năm 2013, Tạp chí Science Mỹ - Tạp chí khoa học tiếng giới đánh giá: Điều trị ung thư tăng cường miễn dịch tự thân công nghệ đột phá điều trị bệnh ung thư giới Tại Việt Nam, số trung tâm lớn triển khai tách chiết, nuôi cấy tế bào miễn dịch số bệnh nhân ung thư bước đầu cho kết khả quan Trong tương lai, việc sử dụng kháng thể đơn dòng phương tiện vận chuyển thuốc, chất phóng xạ, hóa chất,…đến vị trí khối u ngày phát triển, phương pháp giảm bớt lượng thuốc khơng ảnh hưởng đến mô lân cận Như vậy, bên cạnh ngành sinh học phân tử ứng dụng liệu pháp gen điều trị ung thư, miễn dịch học không ngừng phát triển góp phần mở hội sống cho bệnh nhân ung thư 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Phan Thị Thu Anh (2008), Miễn dịch ung thư, NXB Trường Đại học Y Hà Nội, trang 174-191 Trần Thị Minh Diễm (2003), Sinh lý bệnh rối loạn phát triển tổ chức - Bài giảng sinh lý bệnh học - Đại học Y khoa Huế, trang 101-105 Nguyễn Bá Đức (2011), Bài giảng ung thư học-Đại học Y Hà Nội, NXB Y học, trang 913 Đỗ Trung Phấn (2003), Bệnh lý tế bào nguồn tạo máu, NXB Y học, trang 153-158 TIẾNG ANH Abul K Abbas, Andrew H Lichtman and Shiv Pillai (2015), Cellular and molecular immunology 8th edition, Saunders-Elservier, pp 383 – 390 Brian O Sullivan (2015), UICC Manual of Clinical Oncology, Wiley Blackwell, 9th Edition Frank C Hay, Olwin M R Westwoot (2002), Practical Immunogy, Wiley Blackwell, 4th Edition Fauci, Brauwald (2008), Principles of Cancer Treatment, Harrison s Principles of Internal Medicine, 17th Edition, chapter 81 National Cancer Institude, Cancer Vaccin, https://www.cancer.gov/about-cancer/causesprevention/vaccines-fact-sheet 10 O.J Finn (2012), Immuno-oncology: understanding the function and dysfunction of the immune system in cancer, Ann Oncol (2012) 23 (suppl_8): viii6-viii9 11 Peter Wood (2006) Understanding Immunology, Publisher: Benjamin Cummings (2nd Edition) 12 Ronald B Herberman M.D (1990), Tumor Immunology and its application to the Diagnosis of Cancer, Annals of Clinical and Laboratory Science, Vol 4, No.5 23