Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения

Российской Федерации

ГБОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России

Кафедра медицинской информатики и инновационных технологий с курсом ПО

реферат

«Успехи в моделировании онкологических новообразований»

Выполнил:

Студент 132 группы

факультета ФФМО

Цыцарева В.В.

Красноярск 2015

Оглавление

• Введение
• 1. Спонтанные опухоли животных
• 2. Спонтанные опухоли человека
• 3. Перевиваемые опухоли
• 4. Индуцированные опухоли
• 5. Эксперементальные модели, использующие опухоли человека
• 6. Молекулярно-генетические опухоли
• Заключение
• Введение
• Актуальность исследования. Одной из важных и одновременно сложных проблем в современной медицине является проблема заболеваемости и смертности от злокачественных новообразований (ЗНО).
• Уровень ЗНО характеризуется увеличением частоты заболеваемости и смертности во многих странах, в том числе и в России
• Для экономически развитых стран показатель заболеваемости населения ЗНО колеблется от 200,0 до 400,0 на 100000 населения. Свыше 400,0 на 100000 онкологическая заболеваемость регистрируется у мужчин на отдельных территориях Бразилии, Канады,США, Италии и Австралии
• В 2001 году по данным Государственного> доклада о состоянии здоровья населения России показатель заболеваемости ЗНО составил 312,3 на 100000 населения Онкологические заболевания являются не только актуальной медицинской, но и социальной, и экономической проблемами . Ежегодно около 120 тысяч жителей России признаются инвалидами по онкологическому заболеванию . Высокие цифры экономических потерь отмечаются за счет смертности от ЗНО .
• Смертность от ЗНО сокращает среднюю продолжительность жизни мужского населения РФ на 2,8 года, женского - на 2,2 года, в том числе период трудоспособности -- на 0,48 и 0,21 года соответственно
• Рост заболеваемости отражает вредное воздействие современной индустриализации и урбанизации на организм человека . Многие исследователи считают, что подавляющее большинство злокачественных опухолей возникает под действием неблагоприятных факторов внешней среды, условий производства . Среди факторов окружающей среды безусловно канцерогенными для человека считают: бензол, мышьяк, никель, кадмий, шестивалентный хром, диоксины, минеральные волокна и др.), электромагнитные поля, радиацию .
• Разрозненность и противоречивость некоторых сведений о влиянии различных факторов окружающей среды на заболеваемость злокачественными опухолями свидетельствуют о недостаточной1 изученности этого явления. Среди отечественных и зарубежных публикаций отсутствуют работы, посвященные комплексному анализу воздействия неблагоприятных факторов внешней среды на развитие онкологической патологии.
• С целью внедрения современных медицинских технологий для мониторинга ЗНО в 1996 году был издан Приказ МЗ РФ «О создании Государственного ракового регистра» . Однако в России канцер-регистры функционируют не во всех регионах. К тому, же создание канцер-регистра имеет целью учет больных ЗНО, изучение выживаемости больных, эффективности различных методов профилактики, диагностики и лечения. Вместе с тем канцер-регистр не позволяет осуществлять прогнозирование онкологической ситуации. В достаточной мере не используются компьютерные технологии для разработки управленческих решений по профилактике и снижению онкозаболеваемости.
• Практически не исследовалась в регионеКМАзаболеваемость вследствие ЗНО в связи с интенсивным промышленным воздействием атмосферных загрязнителей, выбрасываемых при взрыве руды. Не изученным остается вклад ЗНО в заболеваемость сВУТработающих на горно-обогатительных комбинатах, не применялись процедуры устранения мультиколлинеарности при оценке заболеваемости ЗНО.
• Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования является рационализация организационных мероприятий по профилактике и снижению онкозаболеваемости на основе анализа, моделирования показателей заболеваемости и устранения мультиколлиарности и определения лагов.
• Для достижения поставленной цели диссертации решались следующие задачи:
• - разработка метода и алгоритма анализа влияния загрязнителей атмосферного воздуха на частоту злокачественных новообразований;
• - проведение анализа динамики онкологической заболеваемости и смертности в различных территориальных образованиях Белгородской области;
• - факторизация заболеваемости с временной утратой трудоспособности вследствие новообразований на горнообогатительных комбинатах;
• - осуществление моделирования и прогнозирования заболеваемости злокачественными новообразованиями в зависимости от различных загрязняющих факторов внешней среды;
• - разработка автоматизированного мониторинга ЗНО.
• Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе были использованы методы системного анализа, теории управления, ретроспективного анализа учетных и отчетных данных об онкологической заболеваемости и смертности, заболеваемости с временной утратой трудоспособности.
• Научная новизна исследования. В диссертационной работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
• - метод анализа влияния антропогенных загрязнителей атмосферного воздуха и почвы на частоту злокачественных новообразований, отличающийся определением и устранением мультиколлинеарных связей между различными загрязнителями, обеспечивающий повышение адекватности моделей и определение эффекта запаздывания влияния атмосферных загрязнителей на уровень заболеваемости ЗНО в целом и на отдельные нозологические формы;
• - алгоритм устранения мультиколлинеарности в модели, отличающийся способом квантования загрязняющих факторов по значению коэффициентов корреляции их концентрации;
• - количественные характеристики динамики заболеваемости и смертности от ЗНО, отличающиеся региональной и временной направленностью и интеграцией нозологических форм, и позволяющие объективизировать принятие управленческих решений по снижению данной патологии;
• -структурная модель факторов риска ЗНО у работников горнообогатительных комбинатов, учитывающая профессиональную деятельность, стаж, возраст, пол, производственные вредности, нозологию заболевания;
• - математические модели, описывающие влияние различных загрязняющих атмосферный воздух и почву факторов окружающей среды на уровень заболеваемости ЗНО, отличающиеся определением лага и позволяющие определить отсроченный эффект для различных антропогенных загрязнителей;
• -структура и информационное обеспечение автоматизированного мониторинга ЗНО, включающего анализ заболеваемости ЗНО, уровень загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и почве, позволяющие на его основе разрабатывать математические модели влияния загрязнений окружающей среды на заболеваемость ЗНО и производить прогнозирование онкологической ситуации с целью разработки соответствующих управленческих решений.
• Научно-практическая значимость работы. Результаты исследования позволили на основе изучения заболеваемости, распространенности и смертности контингента больных с данной патологией создать научную и методическую базу для разработки и совершенствования городского регистра больных злокачественными новообразованиями.
• Разработанные модели и алгоритмы анализа влияния антропогенных загрязнителей на уровень заболеваемости ЗНО,г позволяющие определить и устранить мультиколлинеарность между отдельными загрязнителями и длительность эффекта запаздывания влияния на частоту ЗНО, составили основу построения соответствующей автоматизированной системы мониторинга ЗНО, испытания которой показали ее высокую эффективность и приемлемое качество управленческих рекомендаций.
• Результаты работы внедрены в учебный процесс Курского государственного технического университета, Белгородского государственного университета, Воронежской медицинской академии им. Н.Н. Бурденко, Центра Госсанэпиднадзора г. Старый Оскол и Старооскольского района, а также в деятельность медицинских центров Стойленского и Лебединского ГОКов, ЛПУ г. Старый Оскол.
• Апробация работы. Основные положения и результаты исследования докладывались на: 63-ей научной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы медицины и фармации» (Курск, 1998), на Всероссийской научно-практической конференции-«Здоровье населения в современных условиях» (Курск, 2000), на совещании-семинаре «Окружающая среда и здоровье человека» с участиемВГМА, научно-медицинского центра ОАО СГОК, управления здравоохранения (г. Старый Оскол, 2000), на международной научно-практической конференции «Здоровый образ жизни и здоровье студентов» (г. Старый Оскол, 2003 г.), на межрегиональной научно-практической конференции «Региональные гигиенические проблемы-, и стратегия охраны здоровья населения» (г. Старый Оскол, 2004г.).
• Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ.
• В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, в лично автором проведен анализ заболеваемости ЗНО в промышленно-развитом регионе в связи с воздействием на нее антропогенных факторов окружающей среды, в проведен анализ и факторизация заболеваемости с ВУТ, показан вклад новообразований и определена зависимость новообразований от медико-биологических факторов и условий производственной деятельности, в [7, 8] представлена разработка математических моделей, позволяющих определить явление мультиколлинеарности и эффекта запаздывания действия антропогенных факторов на онкологическую заболеваемость.
• 1. Разработаны пять математических моделей для изучения влияния антропогенных загрязнителей воздуха и почвы на заболеваемость ЗНО, позволяющие определять период отсроченного воздействия (лаг) концентрацией загрязняющих атмосферный воздух и почву веществ, на заболеваемость ЗНО.
• 2. Модели обеспечивают устранение мультиколлиниарности между различными антропогенными загрязнителями атмосферного воздуха и почвы.
• При исключении мультиколлинеарности интенсивный показатель заболеваемости ЗНО легких положительно коррелирует с концентрациями никеля, свинца и марганца, а заболеваемость ЗНО желудка - положительно коррелирует с концентрацией свинца и отрицательно - с медью.
• 3. Установлено, что лаги имеют различную длительность для возникновения онкологических заболеваний.
• Определены периоды отсроченного воздействия некоторых антропогенных загрязнителей воздуха и почвы на заболеваемость ЗНО: для свинца лаг составляет 3 года, для марганца 2 года, для железа 2 года, для окислов азота 3 года, для углеводородов 3 года, для минеральных удобрений 1-2 года.
• В настоящем исследовании в соответствии с обозначенной целью осуществлено решение вопросов, определяющих во многом совершенствование управления онкологической службой города' (или области), рационализацию организационных мероприятий по профилактике и снижению онкозаболеваемости в современных условиях реформирования здравоохранения. Формированию управленческих решений способствовала проведенная обработка различной информации, статистических показателей посредством методов системного анализа (кластерного, регрессионного анализа, метода главных компонент) и математического моделирования.
• Это позволило получить следующие основные результаты:
• 1. Проведен анализ многолетних . статистических . данных онкологической заболеваемости и смертности в регионе, факторизация онкозаболеваемости по нозологиям и территориальным образованиям. Полученная информация позволила установить основные закономерности динамики ЗНО, особенностей их территориального распространения и использована для разработки одной из подсистем автоматизированного мониторинга ЗНО.
• 2. На основе обработки информации методами системного анализа выявлены нозологические формы ЗНО, обусловившие увеличение уровня заболеваемости злокачественными опухолями в целом.
• 3. Разработан метод и алгоритм изучения влияния антропогенных факторов окружающей среды, позволяющие определять и устранять мультиколлинеарные связи между различными загрязняющими веществами при их комплексном воздействии.
• 4. Получены математические модели описывающие влияние различных загрязняющих атмосферный воздух и почву веществ на заболеваемость ЗНО отличающиеся определением и устранением мультиколлинеарности и определением лагов (периодов отсроченного действия).
• 5. Разработана структурная модель показателей, используемых для анализа эпидемиологии ЗНО за длительный период и позволяющая повысить оперативность оценки динамики ЗНО.
• 6. Проведен анализ заболеваемости с ВУТ работников горно-обогатительных комбинатов, а также особенностей заболеваемости с ВУТ вследствие новообразований, которые позволили установить зависимость заболеваемости опухолями от медико-биологических факторов и условий производственной деятельности и разработать комплекс профилактических мероприятий.
• 7. Разработана структура автоматизированного мониторинга ЗНО, позволяющего изучать заболеваемость и смертность ЗНО, динамику антропогенных загрязняющих факторов и прогнозировать влияние загрязнений на онкологическую заболеваемость с учетом лагов.

Несмотря на успехи в изучении причин и особенностей онкологических заболеваний [1-5], их частота и смертность от них продолжают увеличиваться. Это делает проблему злокачественного роста одной из самых актуальных в биологии и медицине.

Развитие онкологии невозможно без постановки экспериментов, проведение которых на человеке недопустимо. Этим занимается экспериментальная онкология, используя многочисленные модели, каждая из которых в определенной степени адекватна опухолям человека. Учитывая особенности моделей, полученные на них данные можно переносить в клинику, где они подвергаются корректировке или отвергаются вообще. В связи с этим выбор для исследования подходящей модели имеет исключительно важное значение.

опухоль животное гетеротрансплантат

1. Спонтанные опухоли животных

Как ни далеко животные отстоят от человека, все же изучение их опухолей помогло выявить основные закономерности злокачественного роста, характерные для всех животных, в том числе и для человека. Рак поражает все многоклеточные организмы, однако опухоли лишь немногих животных могут служить моделями опухолей человека. Начнем изложение со спонтанных опухолей животных. Спонтанными они называются потому, что обнаруживаются у животных, не подвергшихся каким-либо воздействиям со стороны экспериментатора.

Среди беспозвоночных животных наиболее популярным объектом у онкологов является дрозофила. Некоторые линии дрозофилы характеризуются высокой частотой развития спонтанных опухолей. На них проводятся исследования механизмов генетической предрасположенности к опухолям.

У рыб, наиболее многочисленного по числу видов класса позвоночных животных, описаны опухоли разных тканей. Рыбы могут быть удобной моделью для исследования канцерогенных факторов в естественных водоемах. Кроме того, многие рыбы хорошо размножаются в условиях аквариумов, где они приобретают статус лабораторных животных. К сожалению, в таком качестве для онкологических исследований они используются редко.

Среди земноводных достаточно распространенными лабораторными животными являются лягушки, но спонтанные опухоли у них встречаются редко. У лягушек удается индуцировать опухоли канцерогенными веществами или вирусами. Наиболее популярной в онкологии является карцинома почек леопардовой лягушки, для которой доказано вирусное происхождение.

Из класса птиц наиболее часто в качестве модели онкологии используют домашних кур. У них довольно часто возникает саркома, вызываемая вирусом. Поэтому эта модель применяется для изучения вирусного канцерогенеза.

Классическими объектами экспериментальной онкологии являются млекопитающие, прежде всего мыши и крысы, которые хорошо адаптируются к условиям жизни в неволе и дают многочисленное потомство. Нет ни одной проблемы онкологии, которую не исследовали бы с использованием этих грызунов. Чаще всего у мышей встречаются опухоли молочных желез (ОМЖ). У самок мышей пять пар молочных желез. В каждой железе может возникнуть опухоль. Поэтому спонтанные ОМЖ часто бывают множественными. Как модель спонтанные ОМЖ мышей привлекают исследователей легкостью наблюдений, возможностью измерения, а также получения штаммов перевиваемых опухолей. И действительно, эта модель использовалась и используется в настоящее время для решения многих проблем онкологии: роли генотипа и вирусов в возникновении опухолей, роли гормонов, проблемы предраковых образований, тестирования канцерогенов и противоопухолевых соединений. Спонтанные ОМЖ у крыс возникают гораздо реже, чем у мышей, тем не менее и они служат объектом исследования онкологов.

У кроликов часто возникает вызываемая ДНК-содержащим вирусом спонтанная папиллома. Она представляет собой доброкачественные бородавчатые разрастания на коже ушей, которые впоследствии превращаются в злокачественную опухоль, метастазирующую в легкие и лимфоузлы. Эта модель с успехом применяется для решения проблем вирусологии и иммунологии опухолей.

У обезьян довольно часто встречаются и доброкачественные и злокачественные опухоли разных органов, некоторые из них образуют метастазы. Это свидетельствует о принципиальной возможности использования спонтанных опухолей обезьян в качестве экспериментальной модели. Правда, тот факт, что опухоли у них возникают, как правило, в возрасте 10-15 лет, делает эту модель очень дорогостоящей.

Из домашних животных в большей степени опухолями поражаются собаки. У них возникают опухоли разных органов, чаще молочных желез. Спонтанные опухоли собак иногда используют на последних предклинических этапах испытания противоопухолевых химических соединений.

2. Спонтанные опухоли человека

Самым главным недостатком спонтанных опухолей животных как моделей для онкологических исследований является низкая частота их возникновения, в результате чего онколог не может одномоментно располагать материалом, достаточным для изучения. Чтобы исправить эту ситуацию, ученые пытались перенести опухоль, возникшую у одного животного, на большое число других, то есть осуществить перевивку опухоли, или трансплантацию.

В 1975 году М.А. Новинскому впервые удалось перевить опухоль от одной собаки другой. Фактически им была создана первая экспериментальная модель злокачественного роста. Вслед за этим и другими исследователями было показано, что в некоторых случаях возможны успешные трансплантации опухолей животным того же вида, но генетически различающимся. В большинстве случаев подобные попытки оказывались неудачными. Так, Пауль Эрлих, один из основателей экспериментальной онкологии, пробовал перевивать более тысячи спонтанных опухолей мышей, но только 14 из них развивались у новых хозяев.

Важнейшим этапом в развитии экспериментальной онкологии явилось выведение инбредных линий животных. Раньше, чем онкологи, инбридинг (близкородственное скрещивание) стали использовать любители, разводившие мышей с интересующими их признаками. В Японии были популярны "танцующие" или "вальсирующие" мыши. Впоследствии было показано, что это является результатом наследственного нарушения функции вестибулярного аппарата. Люди, разводившие таких мышей для продажи, знали, что "танцующие" появляются только в потомстве "танцующей" пары. Опухоль, случайно возникшая у одной из "танцующих" мышей, была успешно трансплантирована другим таким же мышам и не росла у "нетанцующих".

Таким образом впервые результат трансплантации был поставлен в зависимость от родственных отношений между донором опухоли и ее реципиентами. К тому времени было уже известно учение Иоганнсена о чистых линиях, гласившее, что близкородственное разведение в ряду поколений любую разнородную популяцию разделяет на инбредные, или чистые, линии. Все особи в пределах одной линии гомозиготны и идентичны по всем генам, как однозиготные близнецы. У мышей состояние 100%-ной гомозиготности генов (за исключением генов половых хромосом) достигается через 20 поколений сестринско-братского инбридинга. Первая инбредная линия мышей получена американским онкологом Литтлом в 1909 году. Это линия DBA, которая существует и поныне.

При создании линий мышей для онкологических исследований ученые сочетали инбридинг с селекцией на высокую или низкую частоту опухолей определенных органов. В результате создано несколько сот линий мышей, каждая из которых имеет определенные онкологические характеристики. Они сохраняются как линейная принадлежность независимо от того, в какой стране и каком виварии содержатся мыши данной линии. У мышей одних линий в определенном возрасте возникают опухоли молочной железы, печени, легких или лейкозы. Это так называемые высокораковые и высоколейкозные линии. У других, наоборот, опухоли возникают с низкой частотой или не возникают совсем - это низкораковые линии.

Может создаться впечатление, что инбредные линии - искусственная модель. Ведь ничего подобного у человека не существует (кроме монозиготных близнецов, которые рождаются крайне редко). Однако это не так. Известно, что, только вычленив определенный фактор, можно досконально его исследовать. Действительно, с появлением инбредных линий были решены некоторые фундаментальные проблемы онкологии.

Помимо мышей созданы также сотни инбредных линий крыс. Большинство линий крыс ведут свое происхождение от колонии крыс-альбиносов из вивария при Вистаровском институте США. Среди крыс нет линий с высокой частотой спонтанных опухолей, поэтому они используются в онкологии в основном для индукции опухолей канцерогенами, а также для работы с перевиваемыми опухолями.

Число инбредных линий морских свинок невелико. Они отселектированы в основном для исследований в области иммунологии. Еще меньше линий хомячков и кроликов, которые в онкологии используются для трансплантации опухолей человека. Но об этом несколько позже. А сейчас вернемся к перевиваемым опухолям.

3. Перевиваемые опухоли

Создание инбредных линий позволило ввести в арсенал моделей экспериментальной онкологии перевиваемые опухоли. Онкологам-экспериментаторам уже не надо было дожидаться появления спонтанных опухолей. При прививке они могли получить достаточное для исследований количество опухолей. Это делало возможным постановку эксперимента с большим числом сравниваемых групп животных. Трансплантация опухоли с одной особи на другие в пределах одной линии мышей всегда успешна. Любую спонтанно возникшую или индуцированную опухоль можно превратить в перевиваемый штамм, то есть опухоль, сохраняющую свои свойства при последующих перевивках. Штамм можно подвергнуть замораживанию с применением криопротекторов и хранить в таком состоянии в контейнере с жидким азотом сколь угодно долго. В случае надобности штамм размораживают и трансплантируют животным. В онкологических центрах и лабораториях существуют банки, где хранятся сотни перевиваемых штаммов опухолей. С использованием перевиваемых опухолей инбредных мышей получаются более воспроизводимые и статистически достоверные результаты, причем на меньшем числе животных. Все это делает перевиваемые опухоли незаменимой моделью для исследований в области экспериментальной терапии. Как правило, неизвестный препарат испытывают на нескольких штаммах, причем в этот список непременно включают метастазирующие штаммы опухолей, а также штаммы, обладающие лекарственной устойчивостью. Все химиопрепараты, применяющиеся в онкологической клинике в настоящее время, непременно проявили противоопухолевую активность на какой-нибудь перевиваемой опухоли животных.

Наряду с явными преимуществами перевиваемые опухоли как модели имеют один существенный недостаток. Дело в том, что при прививке опухоль переносится в организм здорового животного. По отношению к онкологическим заболеваниям человека это искусственная ситуация. Более адекватными в этом смысле моделями являются спонтанные и индуцированные опухоли, так как в этих случаях опухоль возникает из клеток организма, подвергшихся злокачественной трансформации.

4. Индуцированные опухоли

С тех пор как Персиваль Потт доказал роль печной сажи в возникновении рака мошонки у трубочистов, выявлено множество химических веществ-канцерогенов, вызывающих различные опухоли . Первую экспериментально индуцированную опухоль получили Ямагива и Ишикава путем многократного смазывания кожи кролика каменноугольным дегтем. В дальнейшем канцерогенные вещества были выделены в чистом виде и стали использоваться для индукции опухолей у животных. При исследовании индуцированных канцерогенными веществами опухолей были получены факты, необходимые для понимания сущности процесса злокачественного роста.

Опухоли могут быть индуцированы у животных также онкогенными вирусами. Первым вирусом, для которого доказана роль в возникновении опухолей, был открытый в 1910 году П. Раусом из Рокфеллеровского университета США вирус саркомы кур. За это исследование П. Раус в 1966 году удостоен Нобелевской премии. В начале 30-х годов Шоуп открыл вирус папилломы у кроликов, а в 1936 году Биттнер - вирус рака молочных желез у мышей. Далее один за другим открыты вирусы лейкозов мышей, названные по именам открывателей вирусами Гросса, Френд, Молони и Раушера.

В отличие от животных, у которых открыты десятки опухолеродных вирусов, лишь для относительно небольшого числа опухолей человека доказана роль вирусов в их возникновении . Среди них несколько редких, встречающихся в определенных географических регионах опухолей. Например, лимфома Бэркитта, поражающая детей в Африке. В ее возникновении играет роль сочетание вируса и тропической малярии. На фоне общей иммунодепрессии вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) может вызывать развитие саркомы Капоши и лимфомы. В последнее время внимание исследователей привлечено к широко распространенным вирусам папилломы. Имеются данные, что носительство этого вируса (особенно типов 16 и 18) увеличивает вероятность заболевания раком шейки матки . Группу повышенного риска составляют также люди, больные гепатитами В и С. Изменения в печени, вызываемые этими вирусами, создают условия для возникновения рака печени.

Модели индуцированных вирусами опухолей животных, а также модели злокачественно трансформированных под влиянием вирусов клеток, культивируемых в условиях in vitro, позволили не только раскрыть многие тайны вирусного канцерогенеза, но и создать общую концепцию молекулярных механизмов возникновения опухолей.

Опухоли могут быть индуцированы также различными видами облучения. У людей, подвергшихся действию ионизирующей радиации, возникают опухоли кроветворной ткани, костей, легких, печени, щитовидной железы и других органов. В экспериментах на животных при воздействии облучения возникают опухоли такого же широкого спектра.

Нарушения баланса гормонов могут играть одну из главных ролей в патогенезе злокачественных опухолей. Моделями исследования этого процесса служат опухоли животных, образующиеся вследствие введения гормонов или, наоборот, удаления желез внутренней секреции (гипофиза, яичников).

5. Экспериментальные модели, использующие опухоли человека

Исследования опухолей животных, спонтанных, индуцированных и перевиваемых, показали, что полной корреляции между экспериментальными и клиническими данными нет и, следовательно, прямой перенос результатов в клинику опухолей человека невозможен. Последнее касается прежде всего отбора противоопухолевых препаратов. Это заставляло онкологов искать подходы к использованию опухолей человека в экспериментальных моделях.

Различные опухоли человека можно выращивать на питательных средах. В этом обзоре нет возможности рассмотреть все разнообразие культуральных моделей. Назову лишь самые распространенные из них: органные, тканевые и клеточные культуры, культуры в агаре. Многие фундаментальные проблемы онкологии решены с использованием культуры опухолевых клеток. С практической точки зрения важным является применение культуры клеток опухолей человека для отбора противоопухолевых препаратов, установления индивидуальной чувствительности опухоли к химиопрепаратам, а также для испытания генотоксических свойств веществ. В этой модели самым привлекательным является то, что экспериментатор имеет дело с опухолями человека. Однако они находятся вне организма, в искусственных условиях. Это главный недостаток данной модели. Тем не менее на ней можно испытывать препараты, оказывающие токсический эффект на клетки, хотя при этом об избирательности их действия на опухолевые клетки судить невозможно. Для тестирования препаратов, обладающих опосредованным эффектом на опухоли, эта модель не годится. Также непригодна она и для исследования веществ, подвергающихся в организме метаболической активации. Поэтому исследователи прилагали усилия для получения модели, позволяющей опухолям человека расти в организме животных.

С этой целью используют гетеротрансплантацию опухолей человека. Для того чтобы опухоли человека развивались в организме животных, необходимо преодолеть или обойти барьер тканевой несовместимости между опухолью и реципиентом. Для этого опухоли человека трансплантируют в так называемые привилегированные органы. В этих органах на чужеродные трансплантаты (гетеротрансплантаты) иммунные реакции не развиваются. К таким органам относятся передняя камера глаза, мозг, семенники, защечные мешки у хомячков. При прививке опухоли в эти органы можно работать только с опухолями маленьких размеров. Как только опухоль прорастает окружающие ткани, привилегированность данного района отменяется и опухоль отторгается. Гетеротрансплантацию опухолей человека можно производить также на развивающийся куриный эмбрион. И в этом случае недостатки модели те же. В связи с этим подобные трансплантации широкого применения в экспериментальной онкологии не нашли. Более адекватной является трансплантация человеческих опухолей животным в диффузионных камерах. Кусочки опухоли помещают в миллипоровую камеру, размер пор которой предотвращает проникновение в нее клеток иммунной системы. На этой модели можно отбирать противоопухолевые препараты, требующие активации в организме. Однако исследования с использованием диффузионных камер весьма трудоемки. Кроме того, при этом есть трудности в оценке противоопухолевого эффекта. Это является серьезным препятствием для применения модели, в частности для установления индивидуальной чувствительности опухоли к химиопрепаратам.

Успешную трансплантацию опухолей человека можно осуществлять мышам и крысам с мутацией nu. Мутация nu обладает множественными эффектами. Главные ее проявления - отсутствие тимуса и шерстного покрова. Поэтому таких животных называют nude - голые. Из-за отсутствия тимуса у мышей и крыс nude развивается иммунодефицит, в результате чего гетерологичные опухоли у них успешно прививаются (рис. 1).

Наиболее пригодной, на мой взгляд, для трансплантации опухолей человека являются созданные недавно мыши SCID/Hu. Это мыши с тяжелым комбинированным иммунодефицитом, которым в раннем возрасте трансплантированы кусочки тимуса и печени человека. Метаболические процессы у этих мышей максимально приближены к человеческим. Такие животные с трансплантированными им опухолями человека используются в настоящее время в различных онкологических экспериментах.

Рисунок 1 Структура злокачественных опухолей