1- واکسن سرطان چیست؟
واکسن‌های سرطان در درمان سرطان‌های موجود (واکسن‌های درمانی) یا برای پیشگیری از بروز سرطان (واکسن‌های پیشگیرانه) کاربرد دارند. هر دو نوع واکسن توانایی بالقوۀ کاهش حجم سرطان را دارند.
واکسن‌های درمانی برای بیماران سرطانی تجویز می‌شوند و برای تقویت دفاع طبیعی بدن نسبت به سرطان‌هایی که در بدن وجود دارند ساخته شده‌اند. این نوع از واکسن‌ها از رشد بیشتر سرطان‌های موجود جلوگیری می‌کنند، مانع از عود مجدد سرطان‌های درمان شده می‌شوند یا سلول‌های سرطانی را که از روش‌های درمانی قبلی نابود نشده‌اند نابود می‌کنند.
از سوی دیگر، واکسن‌های پیشگیرانه یا پیشگیری کننده برای افراد سالم تجویز می‌شوند و برای هدف‌گیری ویروس‌های سرطان‌ساز و جلوگیری از عفونت‌های ویروسی ساخته شده‌اند.
2- در حال حاضر چه واکسن‌های مرتبط با سرطان در دسترس هستند؟
در حال حاضر، سازمان غذا و دارو ، دو واکسن را برای پیشگیری از عفونت‌های ویروسی که منجر به بروز سرطان می‌شوند تأیید کرده است.
اولین واکسن، واکسن هپاتیت ب است که از عفونت ناشی از ویروس هپاتیت ب – که عاملی عفونی مرتبط با بعضی از انواع سرطان کبد است – جلوگیری می‌کند. واکسن دیگر، واکسن گارداسیل (GardasilTM) است که از عفونت ناشی از دو نوع از ویروس‌های پاپیلومای انسانی
(HPV16 – HPV18) جلوگیری می‌کند؛ این دو نوع ویروس عامل 70 درصد از موارد سرطان دهانۀ رحم در جهان هستند. علاوه بر این، گارداسیل از عفونت ناشی از نوع 6 و 11 اچ.پی.وی (HPV) نیز پیشگیری می‌کند. این دو نوع عامل 90 درصد از موارد زگیل‌های دستگاه تناسلی (Genital Warts) هستند.
در حال حاضر، واکسن‌های درمانی تأیید شده‌ای وجود ندارد. با وجود این، چندین واکسن درمانی در ابعاد گسترده‌ای بر انسان‌ها آزمایش می‌شوند.
3- واکسن‌های درمانی سرطان چگونه ساخته می‌شوند؟
واکسن‌هایی که برای درمان سرطان استفاده می‌شوند از این اصل استفاده می‌کنند که نوع خاصی از مولکولهای سطح سلول‌های سرطانی یا منحصر به فرد هستند و یا نسبت به مولکول‌هایی که بر سطح سلول‌های عادی یا غیر‌سرطانی وجود دارند بیش‌ترند. این مولکول‌ها، ویروس‌ها یا کربوهیدرات‌ها به‌عنوان آنتی‌ژن‌ها عمل می‌کنند. این بدین معناست که آنها می‌توانند سیستم دفاعی را به واکنش دفاعی خاصی وادارند.
پژوهشگران امیدوارند که در صورت تزریق واکسنی شامل آنتی‌ژن‌های مخصوص سرطان به بیمار، این آنتی‌ژن‌ها سیستم دفاعی را به‌گونه‌ای تحریک کنند که بدون آسیب رساندن به سلول‌های طبیعی به سلول‌های سرطانی حمله کند.
4- چرا سیستم دفاعی بدن برای کمک به مقابله با سرطان نیاز به واکسن دارد؟
سیستم دفاعی معمولاً تومورها را عاملی خطرناک یا بیگانه (خارجی) نمی‌‌‌‌‌‌‌‌بیند و با قدرت به آنها حمله نمی‌کند. شاید یکی از دلایل عدم تحریک واکنش دفاعی مؤثر از سوي مولکولهای تومور، مشتق شدن این سلول‌ها از سلول‌های عادی باشد. بنابراین، با وجود اینکه تفاوت‌های مولکولی زیادی بین سلول‌های عادی و سلول‌های تومور وجود دارد، آنتی‌ژن‌های سرطان کاملاً برای بدن بیگانه نیستند بلکه آنها مولکولهای عادی هستند که از جهات بسیار نامحسوسی تغییر پیدا کرده‌اند یا فراوانی بیش‌تری دارند.
دلیل دیگر هم شاید عدم‌تحریک واکنش دفاعی از سوي تومورها این باشد که سلول‌های سرطان روش‌هایی را برای گریز از سیستم دفاعی یافته‌اند. اکنون دانشمندان با بعضی از این شیوه‌های گریز آشنا شده‌اند. از جمله این شیوه‌ها می‌توان به دفع کردن آنتی‌ژن‌های تومور و کاهش تعداد مولکول‌ها و گیرنده‌هایی که معمولاً بدن برای فعالسازی سلول‌های T (نوع خاصی از سلول‌های دفاعی) و واکنش‌های دفاعی دیگر به آنها متکی است اشاره کرد.
کاهش این مولکول‌ها منجر به کاهش عکس‌العمل سیستم دفاعی به سلول‌های سرطانی می‌شود و تومور کم‌تر به چشم سلول‌های دفاعی خواهد آمد. دانشمندان امیدوارند پژوهشگران بتوانند از این اطلاعات برای تولید واکسن‌های مؤثر بیش‌تری استفاده کنند.
5- برای ساخت واکسن‌های درمانی سرطان مؤثر از چه استراتژی‌هایی استفاده مي‌كنند؟
پژوهشگران استراتژی‌های گوناگونی برای تحریک واکنش سیستم دفاعی علیه تومورها به وجود آورده‌اند. یکی از این استراتژی‌ها، شناسایی آنتی‌ژن‌های غیر‌عادی یا منحصر به فرد سلول‌های سرطانی است که به‌ندرت روی سلول‌های عادی وجود دارند. راه‌های دیگر شامل ایمیونوژنیک کردن بیشتر آنتی‌ژن مربوط به تومور یا بالا بردن احتمال تولید پاسخ دفاعی آن است؛ مانند، (الف) انجام تغییرات کوچکی در ساختار امینو اسید آن (ب) قرار دادن ژن برای آنتی‌ژن تومور در یک ناقل ویروسی (یک ویروس بی‌ضرر که می‌تواند به‌جای وسیله‌ای برای انتقال مواد ژنتیکی به سلول هدف به کار می‌آید) و (ج) اضافه کردن ژن‌ها به ناقل‌ها برای تعداد بیش‌تری از مولکولهای تحریک‌کنندۀ دفاعی (immuno stimulatory) همراه با ژن‌هایی برای آنتی‌ژن تومور.
راه دیگر الحاق ماده‌ای است کاملاً بیگانه (خارجی) به مولکول تومور که به مادة کمکی معروف است (پرسش 8 را مشاهده کنید). گاهی با استفاده از مادۀ کمکی به‌عنوان طعمه، سیستم دفاعی را در جهت حمله به ترکیب آنتی‌ژن/ مادۀ کمکی (واکسن) و تومور بیمار فریب می‌دهند.
6- در حال حاضر، بر چه نوع از واکسن‌های درمانی تحقیق انجام مي‌دهند؟
واکسن‌هایی که در ادامه ذکر شده‌اند روش‌های مختلفی را که محققان برای عرضۀ آنتی‌ژن‌های سرطان به سیستم دفاعی بدن استفاده کرده‌اند نشان می‌دهند. این فهرست کامل نیست.
واکسن‌های مادۀ کمکی/ آنتی‌ژن
واکسن‌های آنتی‌ژن از جمله اولین واکسن‌های سرطانی هستند که مورد تحقیق قرار گرفته‌اند. واکسن‌های آنتی‌ژن معمولاً برای تحریک سیستم دفاعی جهت مبارزه با سلول‌های تومور از بخش‌های خاصی از پروتئین یا پپتید‌ها استفاده می‌کنند. یک یا چند نوع از آنتی‌ژن‌های سلول‌های سرطان با ماده‌ای که منجر به واکنش دفاعی می‌شود ترکیب می‌شوند؛ این ماده، مادۀ کمکی نام دارد. بیمار مبتلا به سرطان با استفاده از این ترکیب واکسینه می‌شود. انتظار می‌رود که سیستم دفاعی در پاسخ به آنتی‌ژن حامل مادة کمکی واکنشی را نیز نسبت به سلول‌های توموری که این آنتی‌ژن را ترشح می‌کنند نشان دهد.
واکسن‌های سلول کامل تومور
مواد اولیة این واکسن‌ها از تومور خود بیمار (اتولوگ) یا از سلول‌های تومور یک یا چند بیمار دیگر (الوژنیک) گرفته می‌شوند و شامل آنتی‌ژن‌های سرطانی هستند که برای تحریک پاسخ دفاعی استفاده می‌شوند.
واکسن‌های سلول دندریتیک (D.C)
گلبول‌های سفید خون خاصی را که به سلول‌های دندریتیک معروف‌اند در طی فرایندی به نام لوكوفرز (leukapheresis) از خون بیمار می‌گیرند. در آزمایشگاه، سلول‌های دندریتیک را با استفاده از آنتی‌ژن‌های سرطان خود بیمار تحریک می‌کنند و در ظرف‌های پتری (Petri) رشد می‌دهند و سپس مجدداً به بیمار تزریق می‌کنند. واکسن‌های سلول دندریتیک پس از تزریق، سلول‌های T مربوط به سیستم دفاعی را فعال می‌کنند. انتظار می‌رود که فعالسازی با سلول‌های دندریتیک منجر به تکثیر سلول‌های T و حمله به سلول‌های توموری که آن آنتی‌ژن را تولید می‌کنند شود.
ناقل ویروسی و واکسن‌های (DNA)
ناقل‌های ویروسی و واکسن‌هایDNA از رشته‌های اسید نوکلئیک مربوط به آنتی‌ژن تومور برای تولید پروتئین‌های آنتی‌ژن سرطان استفاده می‌کنند. DNA حاوی ژن را برای آنتی‌ژن سرطان خاص در آزمایشگاه به‌گونه‌ای تغییر می‌دهند که سلول‌های دفاعی به نام سلول‌های عرضۀ آنتی‌ژن (APC) آنها را ببلعند و فرآوری کنند. سپس سلول‌های APC بخشی از آنتی‌ژن را همراه با مولکولهای دیگری روی سطح سلول نمایش می‌دهند. این امید وجود دارد که هنگام تزریق این سلول‌های عرضه کنندۀ آنتی‌ژن (APC)، سیستم دفاعی نه تنها با حمله به این سلول‌ها بلکه با حمله به سلول‌های توموری که حاوی آنتی‌ژن مشابهی هستند واکنش نشان دهند. دلیل جذابیت واکسن‌های DNA و مبتنی بر ناقل این است که تولید آنها از واکسن‌های دیگر ساده‌تر است.
واکسن‌های ایدیوتایپ (Idiotype)
به دلیل اینکه پادتن‌ها حاوی پروتئین‌ها و کربو هیدرات‌ها هستند می‌توانند به جای آنتی‌ژن‌ها عمل کنند و واکنش پادتنی القا کنند. پادتن‌هایی که سلول‌های سرطانی خاصی تولید می‌کنند (مثلاً، لنفوم‌های سلول B و میلوما) و به نام پادتن‌های ایدیوتایپ معروف‌اند، برای هر بیمار منحصربه فردند و می‌توانند برای برانگیختن واکنش دفاعی در روندی مشابه با واکسن‌های آنتی‌ژن استفاده شوند.
7- آنتی‌ژن‌هایی که معمولاً در تحقیقات واکسن‌های سرطان یافت می‌شوند چه هستند؟
آنتی‌ژن‌های سلول سرطانی هر تومور یا منحصر به فردند، یا بین چند نوع تومور مشترک‌اند یا از بافت عادی که تومور از آن رشد می‌کند ترشح شده‌اند. در سال 1999 اولین آنتی‌ژن سرطان انسانی در سلول‌هایی از یک بیمار مبتلا به ملانومای متاستاتیک – نوع بالقوة کشندة سرطان پوست – کشف شد. این کشف منجر به تحقیقات گسترده‌ای برای شناسایی آنتی‌ژن‌هایی برای انواع دیگر سرطان شد.
واکسن‌های درمانی:
در واکسن‌های مخصوص به بیمار از سلول‌های بدخیم خود بیمار برای تولید واکسنی جهت تحریک واکنش دفاعی قوی علیه سلول‌های بدخیم در هر بیمار استفاده می‌کنند. هر درمان منحصر به یک نوع تومور است؛ بنابراین از لحاظ نظری، سلول‌هایی غیر از سلول تومور نباید تحت تأثیر قرار گیرند. واکسن‌های مخصوص به بیمار زیادی در دست بررسی‌اند که از آنتی‌ژن‌هایی از سلول‌های خود بیمار استفاده می‌کنند.
آنتی‌ژن مخصوص پروستات (PSA(Prostate Specific Antigen یک آنتی‌ژن پروتئینی مخصوص به پروستات است که در جریان خون و سلول‌های سرطانی پروستات وجود دارد. در مردانی که سرطان در بدنشان وجود ندارد مقدار کمی PSA وجود دارد ولی معمولاً مقدار پی.اس.ا در صورت وجود سرطان پروستات افزایش می‌‌‌‌‌‌‌‌یابد. هر چه سطح PSA افراد بیشتر باشد احتمال وجود سرطان بیشتر است ولی دلایل احتمالی دیگری نیز برای سطح افزایش یافتۀ PSA وجود دارد. مشاهده شده است که واکنش سلول T در مقابل PSA در بیماران افزایش پیدا می‌کند.
سیالیل تی.ان STN (یک آنتی‌ژن) یک کربوهیدرات کوچک و مصنوعی است که از رفتار مولکولهای موسین (Mucin)- مولکول اولیۀ موجود در مادۀ مخاطی- یافت شده بر انواع خاصی از سلول‌های سرطانی تقلید می‌کند.
پروتئین‌های شوک حرارتی HSP مثلاً gp.96، در عکس‌العمل نسبت به گرما، سطح قند پایین و ساير سیگنال‌های استرس در سلول‌ها تولید می‌شوند. علاوه بر حفاظت در برابر استرس، این مولکول‌ها در فرآوری، ترکیب و تركيب کردن مناسب پروتئین‌ها در داخل سلول‌ها نقش دارند. در تحقیقات آزمایشگاهی برای محافظت از موش‌ها در مقابل بروز سرطان از پروتئین‌های شوک حرارتی مربوط به تومور‌های مخاطی همراه با پپتید‌های کوچک استفاده شده است. واکسن انسانی از پروتئین شوک حرارتی و ترکیبات پپتید مربوط به آنکه از تومور بیمار جدا شده است تشکیل می‌شود. استفاده از این پروتئین‌ها در درمان انواع مختلفی از سرطان از جمله سرطان کبد، پوست، روده بزرگ، ریه، لنفوم و پروستات در دست بررسی است.
مولکولهای گانگلیوزاید Ganglioside molecules : مثلاً GM2، GD2، GD3 ، مولکولهای مرکبی شامل کربوهیدرات‌ها و چربی‌ها هستند. هنگامی که مولکولهای گانگلیوزاید به غشای خارجی سلول الحاق می‌شوند باعث تشخیص راحت‌تر سلول توسط پادتن‌ها خواهند شد. GM2 یک مولکول مشاهده شده روی سطح تعدادی از سرطان‌های انسانی است. GD2 و GD3 حاوی آنتی‌ژن‌های کربوهیدرات ترشح شدۀ سلول‌های سرطانی انسان هستند.
آنتی‌ژن‌های کارسینوامبریونیک Carcinoembryonic antigen) CEA) در سطوح بالا روی تومور‌های افراد مبتلا به سرطان روده بزرگ/ راست‌روده، ریه، پستان و لوزالمعده مشاهده می‌شوند. این عقیده وجود دارد که CEA را تومورها وارد جریان خون می‌کنند. مشاهده شده است که واکنش‌های سلول تی نسبت به CEA در بیماران افزایش پیدا می‌کند.
مارت.1 (Mart.1 ) ، که با نام ( Melan.A ) نیز معروف است ، آنتی‌ژنی است که ملانوسیت‌ها (Melanocytes) می‌سازند. ملانوسیت‌ها سلول‌هایی هستند که ملانین تولید می‌کنند و ملانین مولکولی است که وظیفه رنگدهی به پوست و مو را به عهده دارد. مارت.ا نشانۀ خاص سرطان ملانوماست که سلول‌های تی شناسایی می‌کنند و فراوانی آن روی سلول‌های ملانوما بیشتر از سلول‌های عادی است.
تایروزیناز (Tyrosinase) آنزیم مهمی است که در مراحل اولیۀ تولید ملانین نقش دارد. مطالعات این‌طور نشان داده‌اند که تایروزیناز نشانه‌ای خاص برای ملانوما است و روی سلول‌های ملانوما بیشتر از سلول‌های عادی مشاهده می‌شود.
واکسن‌های پیشگیرانه
پروتئین‌های ویروسی بر پوشش خارجی ویروس‌های عامل سرطان معمولاً به‌جای آنتی‌ژن‌هایی جهت تحریک سیستم دفاعی برای جلوگیری از عفونت ناشی از ویروس‌ها استفاده می‌شوند.
8- مواد کمکی (Adjuvants) چه هستند و معمولاً از چه مواد کمکی در واکسن‌های درمانی استفاده می‌شود؟
معمولاً برای افزایش واکنش دفاعی به آنتی‌ژن‌های سرطان، پژوهشگران از الحاق یک ماده به‌عنوان طعمه – یا مادۀ کمکی – که بدن مادۀ خارجی تشخیص خواهد داد استفاده می‌کنند. مواد کمکی، باکتری‌ها یا پروتئین‌های ضعیف شده‌ای هستند که سیستم دفاعی را فریب می‌دهند تا ماده استفاده شده را طعمه بشناسند و به سلول‌های تومور حمله کنند. چند نوع از مواد کمکی در ادامه ذکر شده‌اند.
keyhole Limpet Hemocyanin ) KLH ) نوعی از پروتئین است که بدن جانور صدفدار دریایی که در امتداد سواحل کالیفرنیا و مکزیک یافت می‌شود و به‌عنوان صدف کوهی سوراخ کلیدی مشهور است می‌سازد.KLH پروتئین بزرگی است که علاوه بر ایجاد واکنش دفاعی به‌عنوان حامل آنتی‌ژن‌های سلول سرطانی نیز عمل می‌کند. آنتی‌ژن‌های سرطان معمولاً پروتئین‌های نسبتا کوچکی هستند که معمولاً برای سیستم دفاعی قابل مشاهده نيستند. ک.ال.اچ نواحی تشخیص اضافه‌ای را برای سلول‌های سیستم دفاعی که به سلول‌های T کمک کننده معروف‌اند فراهم می‌آورد و فعالسازی سایر سلول‌های دفاعی به نام لنفوسیت‌های T سایتوتاکسیک را افزایش می‌دهد.
باسیل سل يا ب.ث.ژ (Bacillus Calmette Guerin – BCG) نوع غیر‌فعالی از باکتری سل است. ب.ث.ژ با این امید که بتواند واکنش دفاعی به آنتی‌ژن واکسن را تقویت کند به بعضی از واکسن‌های سرطان اضافه می‌شود. دلیل مؤثر بودن ب.ث.ژ به طور خاص برای استخراج واکنش دفاعی هنوز به‌خوبی مشخص نشده است. با وجود این در چندین دهه، از ب.ث.ژ همراه با سایر واکسن‌ها، از جمله واکسن مربوط به سل، استفاده کرده‌اند.
اینترلوکین 2 (IL.2) پروتئینی است که سیستم دفاعی تولید می‌کند تا توانایی کشتن سرطان را در بعضی از سلول‌های خاص در سیستم دفاعی – به نام سلول‌های کشندة طبیعی – افزایش دهد. با وجود اینکه این پروتئین سیستم دفاعی را فعال مي‌کند، بسیاری از پژوهشگران معتقدند استفاده از اینترلوکین 2 به تنهایی برای پیشگیری از عود سرطان کافی نیست. واکسن‌های سرطان مختلفی از اینترلوکین 2 برای تقویت واکنش دفاعی نسبت به انواع خاصی از آنتی‌ژن‌های سرطان استفاده می‌کنند.
فاکتور محرک کلونی گرانولوسیت مونوسیت (Granulocyte Monocyte-Colony Stimulating Factor : GM-CSF) نوعی از پروتئین است که باعث تحریک تکثیر سلول‌های عرضه‌کنندۀ آنتی‌ژن می‌شود.
کیو.اس.21 (QS21) یک عصارة گیاهی است که هنگام اضافه شدن به بعضی از واکسن‌ها گویا واکنش دفاعی بدن را بهبود می‌بخشد.
(Montanide ISA-51) مایعی بر مبنای روغن است که آن را با هدف تقویت واکنش دفاعی به کار می‌گیرند.
چرا از بعضی واکسن‌ها برای درمان نوع خاصی از سرطان استفاده می‌شود؟
بسیاری از واکسن‌های سرطان تنها در درمان انواع خاصی از سرطان‌ها به‌کار گرفته می‌شوند، زیرا فقط آنتی‌ژن‌هایی را که روی سرطان‌های خاصی وجود دارند هدف قرار می‌دهند؛ مثلاً، واکسن ضد سرطان پروستات می‌تواند به سلول‌های سرطانی داخل پروستات یا سلول‌هایی که در بخش‌های دیگری از بدن منتشر شده‌اند حمله کند اما بر سرطان‌هایی که منشا آنها بافت‌های دیگر است تأثیری ندارد.
از واکسن‌هایی که می‌توانند آنتی‌ژن‌هایی را که روی انواع مختلفی از سلول‌های سرطانی یافت می‌شوند هدف قرار دهند در درمان سرطان‌های متعددی استفاده مي‌شوند. انتظار می‌رود که تأثیر واکسن با توجه به مقدار آنتی‌ژن انواع مختلف سلول‌های سرطانی تغییر کند.
همچنین پژوهشگران در مورد واکسن سرطان “همه منظوره” احتمالی تحقیقاتی انجام می‌دهند که بتواند منجر به واکنش دفاعی در برابر سلول‌های سرطانی همۀ بافت‌ها شود.
9- آیا واکسن‌های دیگری هم برای پیشگیری از سرطان در دست تولید است؟
بله، علاوه بر واکسن‌های هپاتیت B و H.B.V که FDA تأیید كرده است، در حال حاضر واکسن‌های دیگری در دست بررسی هستند که توانایی کاهش بالقوة خطر سرطان را دارند. این واکسن‌ها مانند واکسن‌های پیشگیرانة قدیمی (که عوامل عفونی ایجادکنندۀ بیماری‌های مختلف را هدف قرار می‌دهند مانند عواملی که باعث فلج اطفال یا سرخک می‌شوند ) عوامل عفونی منجر به بروز سرطان را هدف می‌گیرند.
ترکیبات غیر‌عفونی ویروس‌های عامل سرطان – معمولاً پروتئین‌های پوشش ویروسی (پروتئین‌های روی سطح خارجی ویروس) – به‌عنوان آنتی‌ژن‌ها در این واکسن‌ها استفاده می‌شوند و امیدوارند این آنتی‌ژن‌ها در آینده سیستم دفاعی را در حمله به ویروس‌های مسبب سرطان تحریک کنند و در نتیجه خطر سرطان کاهش پیدا کند.