
Gerne stehen die Mitarbeiter des Krebsinformationsdienstes Ihnen für weitere Auskünfte zur Verfügung – rufen Sie uns an: 0800 – 4 20 30 40, täglich von 8.00 bis 20.00 Uhr. Ihr Anruf ist für Sie kostenlos. Oder schreiben Sie eine E-Mail an krebsinformationsdienst@dkfz.de
Warum schlüpfen Krebszellen durch die Maschen der Immunabwehr? Hat das Immunsystem bei Krebspatienten versagt? Krebsforscher wissen heute, dass die Vorgänge in der körpereigenen Abwehr sehr komplex sind. Eine einfache Stimulation des Immunsystems reicht zum Schutz vor Krebs nicht aus. Das verbesserte Verständnis des Immunsystems und der körpereigenen Abwehrmechanismen ermöglichte in den vergangenen Jahren aber die Entwicklung neuer Therapieansätze und beeinflusste auch die Krebsdiagnostik maßgeblich. Auf den folgenden Seiten vermittelt der Krebsinformationsdienst einen Überblick über die Zusammenhänge zwischen Krebsentstehung und Immunabwehr sowie die Möglichkeiten, diese zur Krebsbehandlung zu nutzen.
Immunsystem: Das Wichtigste in Kürze
Biologische Grundlagen: Wie arbeitet das Immunsystem?
Immunsystem und Krebs: Kompliziertes Wechselspiel
Entwicklung von Behandlungsverfahren: Welche Ansätze verfolgt die Immunologie?
Vorbeugung, Behandlung, Nachsorge: Häufig gestellte Fragen Krebs und Immunsystem
Zurück zur Inhaltsübersicht: Immunsystem und immuntherapeutische Ansätze in der Krebsmedizin
Als Informationsquellen dienten, soweit es sich nicht um Lehrbuchwissen handelt, zum Beispiel Behandlungsleitlinien deutscher Fachgesellschaften. Weiterführende Informationen bieten die Deutsche Gesellschaft für Immunologie (www.immunologie.de) oder zum Beispiel die Internationale Union Immunologischer Gesellschaften (International Union of Immunological Societies IUIS, www.iuisonline.org). Diese Angebote richten sich jedoch vorwiegend an Fachleute und stehen zum Teil nur in englischer Sprache zur Verfügung.
Links auf dieser Seite führen zu weiteren, erläuternden Informationen unter www.krebsinformationsdienst.de, die bei besonderem Interesse einzelne Themen weiter vertiefen. Ebenfalls verlinkt sind Informationen anderer Anbieter, wenn diese als Quelle genutzt wurden oder weitere Hintergründe und Angebote vermitteln. Für die Richtigkeit und Vollständigkeit dieser Inhalte anderer Anbieter übernimmt der Krebsinformationsdienst keine Haftung.
Das menschliche Immunsystem hat sich über Jahrmillionen auf die Abwehr von Krankheitserregern eingestellt. Tumorzellen sind jedoch niemals so fremd wie Bakterien, Viren oder Pilze: Sie tragen im Vergleich zu diesen Eindringlingen immer noch sehr viele Merkmale des Gewebes, aus dem sie ursprünglich stammen. Andere Mechanismen, die für die Signalkette "kranke Zelle – Erkennung und Immunreaktion – Absterben der kranken Zelle" wichtig sind, gehen dagegen bei vielen Krebszellen verloren: Krebszellen können sich "tarnen", indem sie typische Merkmale gesunder Zellen ablegen. Oder sie "täuschen" das Immunsystem, indem sie Eigenschaften anderer Gewebe annehmen. Auch Signalprogramme, die für den normalen Alterungsprozess von Zellen verantwortlich sind, können ausfallen; die Zellen werden unsterblich.
Die Erkennung und Vernichtung von Krebszellen sind dem Immunsystem trotzdem möglich. Dieser Prozess geschieht vermutlich bei Gesunden auch sehr häufig, ohne dass man etwas davon spürt. Die Steuerung dieser Vorgänge ist komplex: Eine zu starke Reaktion auf körpereigene Zellen könnte dazu führen, dass das Immunsystem nicht nur Tumorzellen, sondern auch gesundes Gewebe mit ähnlichen Eigenschaften angreift und zerstört, eine Situation, wie sie als Auslöser der sogenannten Autoimmunerkrankungen wie Rheuma oder Multipler Sklerose vermutet wird.
Mit wachsender Kenntnis der körpereigenen Abwehrmechanismen sind jedoch immer mehr Strategien denkbar, gezielt in die biologischen Mechanismen der Tumorzellbekämpfung einzugreifen. Einen Ersatz für Operation, Bestrahlung, Chemotherapie oder Hormontherapie stellen immuntherapeutische Verfahren bisher jedoch nur im Ausnahmefall dar. Die meisten Immuntherapien ergänzen andere Behandlungsverfahren lediglich.
Zum Schutz vor Infektionen ist ein funktionsfähiges Abwehrsystem erforderlich, das Krankheitserreger und körperfremde Stoffe erkennt. Dazu muss das Immunsystem vier Hauptaufgaben bewältigen:
Damit die Immunantwort in der richtigen Reihenfolge abläuft, steuern verschiedene Botenstoffe die Reaktion des Immunsystems. Interferone und Interleukine sind Beispiele für solche "Zytokine".
Diese Mechanismen werden zum Teil auch genutzt, wenn das Immunsystem sich gegen körpereigene gealterte Zellen oder Zellen mit einem Defekt richtet.
Das Immunsystem ist komplex aufgebaut. Ein Hauptorgan gibt es nicht, die Abwehr muss im ganzen Körper funktionieren. Zu den Organen der Entstehung, Entwicklung und Reifung von Immunzellen gehören das Knochenmark und der Thymus. Im Knochenmark entstehen die sogenannten Stammzellen. Außerdem findet hier die Entwicklung und Reifung bestimmter weißer Blutkörperchen statt, der B-Zellen oder B-Lymphozyten, (das "B" steht für bone marrow, englisch für Knochenmark). Im Thymus reifen und entwickeln sich die verschiedenen T-Zellen (das "T" steht für Thymus). Von ihrem Entstehungsort aus gelangen die Immunzellen über das Blut und die Lymphbahnen in alle Organe und Gewebe des Körpers.
Organe und Gewebe, in denen die Immunzellen aktiv werden, sind die Milz, alle Lymphknoten, die Rachen- und Gaumenmandeln (Tonsillen) und lymphatisches Gewebe auf anderen Schleimhäuten, zum Beispiel im Darm.
Die Zellen des Immunsystems entstehen aus Stammzellen im Knochenmark. Da aus diesen Stammzellen auch alle anderen Blutzelltypen entstehen können, nennt man sie "pluripotent".
Aus diesen Stammzellen entwickeln sich zunächst weitere Stammzellen mit eingeschränktem Potenzial: die direkten Vorläuferzellen der roten Blutkörperchen (Erythrozyten), der Blutplättchen (Thrombozyten) und der beiden Hauptgruppen der weißen Blutkörperchen (Leukozyten).
Die Erythrozyten sind für den Sauerstofftransport im Blut zuständig, die Thrombozyten für die Blutgerinnung. Die verschiedenen Untergruppen der Leukozyten gehören zum Immunsystem.
Daneben gibt es noch das sogenannte Komplementsystem: Dabei handelt es sich nicht um Zellen, sondern um Eiweißverbindungen, die zum Beispiel an Krankheitserreger und andere Antigene binden können. Sie markieren sie nicht nur für die Zellen des Immunsystems, sondern machen sie nicht selten schon durch diese Anbindung unschädlich.
Ein Teil der Immunantwort ist angeboren: Das Komplementsystem reagiert relativ unspezifisch auf Mikroorganismen; Fresszellen reicht das Signal "fremd", um aktiv zu werden. Ihre schnelle Reaktion innerhalb von Minuten bis Stunden soll Viren und Bakterien schon beim ersten Eindringen in den Körper abwehren und an der Vermehrung hindern. Dieser Teil der Immunabwehr ist ständig und sofort einsatzbereit.
Anders sieht es aus, wenn die typischen und weit verbreiteten Merkmale fehlen, gegen welche die angeborene Immunantwort reagiert - weil ein Krankheitserreger zum ersten Mal auftritt, durch Veränderungen nicht mehr dem typischen Schema entspricht, oder weil eine Krebszelle auf eine ganz neue Weise mutiert ist. Dann muss der Körper eine Immunantwort "maßschneidern". Die dabei aktiv werdenden Mechanismen nennt man erworbene oder adaptive Immunantwort. Ihre Reaktion ist spezifisch und zielgerichtet, anders als die der angeborenen Immunantwort. Wichtige Bestandteile dieser Reaktion sind die B- und T-Lymphozyten.
Das Immunsystem entwickelt sich im Laufe des Lebens. Als Training dient jede Infektion, jeder Kontakt mit körperfremden Stoffen und Krankheitserregern, aber auch jede Schutzimpfung. Zudem ist das Immunsystem abhängig vom Allgemeinzustand, von körperlicher Bewegung und von der Ernährung, zum Beispiel von der Eiweißversorgung des Körpers.
Gesunde Kinder und Erwachsene müssen mit gelegentlichen
Infektionserkrankungen rechnen, etwa einem Schnupfen. Die Immunabwehr
funktioniert bei den meisten Menschen trotzdem gut und bedarf keiner
besonderen Unterstützung.
Echte Immunstörungen sind selten, vor allem die schweren angeborenen Immundefekte. Betroffene Menschen sind meist schon in der Kindheit schwer krank und sehr anfällig für Infekte. Unter den schweren erworbenen, also nicht angeborenen Immunschwächeerkrankungen ist AIDS die weltweit häufigste: Hier haben Viren die Zellen des Immunsystems befallen. Auch Leukämie- und Lymphomerkrankungen beeinträchtigen die Immunabwehr, weil hier die Immunzellen selbst die Träger der bösartigen Veränderungen sind und noch dazu gesunde Immunzellen verdrängen.
Die meisten Bakterien vermehren sich überwiegend in den Körperflüssigkeiten, etwa im Blut oder in Gewebsflüssigkeit. Viren ziehen sich dagegen zur Vermehrung ins Innere von Körperzellen zurück. Aus diesem Grund hat das Immunsystem zwei verschiedene Abwehrstrategien parat: eine zur Bekämpfung von Krankheitserregern in Körperflüssigkeiten und eine zur Beseitigung infizierter und oder gealterter und geschädigter Zellen.
Die sogenannte "humorale Abwehr" (Humor, lateinisch für Körperflüssigkeit) wirkt gegen Krankheitserreger in Körperflüssigkeiten. Ihre Bestandteile sind zum Beispiel die Antikörper und das Komplementsystem. Die "zelluläre Abwehr" baut auf die Funktion von Immunzellen auf und ist für die Beseitigung infizierter Gewebe und Zellen zuständig. Sie dient auch der Entfernung von Krebszellen, die als solche erkannt wurden.
Antikörper - auch Immunglobuline genannt - sind Y-förmige Proteinmoleküle. Sie haben eine wichtige Funktion bei der menschlichen Immunabwehr von Krankheitserregern. Antikörper erkennen körperfremde und gegebenenfalls auch veränderte körpereigene Strukturen als sogenannte Antigene und heften sich an ihnen fest. Treten sie mit einem fremden Antigen in Kontakt, beispielsweise Molekülen und Strukturen auf der Oberfläche von Bakterien, ist dies das Start-Signal für die Immunreaktion.
Antikörper bestehen aus drei gleich großen Abschnitten, die zusammen ein
charakteristisches "Y" bilden (siehe Bild). Die "V"-Region
unterscheidet sich von Antikörper zu Antikörper und passt immer nur zu
einem ganz bestimmten Fremdstoff. Dort wird das fremde Antigen gebunden,
konkreter sein "Epitop". So nennt man den Teil des Antigens, den der
Antikörper erkennt und zu dem er wie ein Schlüssel zum Schloss passt.
Typische Epitope sind zum Beispiel Abschnitte von Eiweißmolekülen auf
der Außenhülle von Bakterien - die ganzen Eiweiße oder andere
Bestandteile der Bakterienhülle wären für die winzigen Antikörper zu
groß. Das Bein des Antikörpers-"Y", die sogenannte "konstante Region",
ist bei Weitem nicht so variabel. Sie passt zu den Zellen des
Immunsystems.
Der einfache Aufbau der Antikörper ermöglicht es dem Immunsystem, bei Auftreten eines "Eindringlings" im Körper schnell und gezielt neue Antikörper zu bilden, wie aus einem Baukasten: Nur die variable Region muss entsprechend angepasst und neu gebildet werden, die konstante Region bleibt immer gleich.
Antikörper werden von B-Zellen gebildet. Diese weißen Blutkörperchen sind hochspezialisiert: Jede B-Zelle produziert nur einen Typ Antikörper, der ein ganz bestimmtes fremdes Merkmal erkennt. Der Körper verfügt über eine Vielzahl verschiedener B-Zellen, von denen jede einen anderen Antikörper hervorbringt.
Diese fast unbeschränkte Vielfalt ermöglicht zusammen mit dem Baukastensystem der Antikörper die Erkennung praktisch jeder fremden Struktur, die dem Immunsystem präsentiert wird. Hat der Körper einmal Kontakt mit einer fremden Struktur gehabt, stellen B-Zellen auch eine Art Gedächtnis für dieses Antigen dar: ein Effekt, der die Neuproduktion von Antikörpern erheblich beschleunigt und zum Beispiel bei Impfungen gegen Infektionskrankheiten ausgenutzt wird.
Auf vergleichbare Weise kann das Immunsystem auch Zellen mit veränderter Erbinformation erkennen, die sich in der Entwicklung zur Krebszelle befinden. Sie produzieren sogenannte tumorspezifische oder tumorassoziierte Antigene (TSA oder TAA). Nur wenn eine Krebszelle Tumorantigene als "Signale" abgibt, kann überhaupt eine reguläre Immunreaktion stattfinden. Als Antigene kommen neuartige Genprodukte infrage, die in gesunden Zellen so nicht produziert werden. Die meisten Veränderungen in Tumorzellen sind jedoch gar nicht so tumorspezifisch; sie kommen auch auf gesunden Zellen vor, nur in anderer Form oder auch anderer Häufigkeit. Zum Beispiel können in Krebszellen Programme aus der Embryonalentwicklung wieder angeworfen werden, die in "erwachsenen" Zellen völlig fehl am Platz sind. Oder ein Merkmal wird durch die Vervielfachung seines Bauplans in der Erbsubstanz viel zu oft produziert. Diese Auffälligkeiten reichen für eine natürliche Antikörperreaktion vermutlich meist nicht aus, oder diese fällt zu schwach aus. In der Krebsmedizin spielen sie trotzdem eine zunehmend wichtige Rolle, sowohl in der Diagnostik wie auch in der Therapie.
Tumorantigene gelangen bei vielen Tumorarten ins Blut ("Antigen-Shedding") oder fallen bei gezielten molekularbiologischen Gewebeuntersuchungen auf. Sie lassen sich deshalb als Tumormarker in der Diagnostik nutzen.
Tumorassoziierte und tumorspezifische Antigene bieten jedoch auch einen Ansatzpunkt für eine zielgerichtete Krebsbehandlung. Ein solches Tumorantigen ist beispielsweise HER2. Dieses Antigen kommt bei etwa 20 bis 30 von 100 Brustkrebs-Patientinnen im Tumorgewebe vor, auch bei Patienten mit Magentumoren lässt es sich nachweisen. In geringerem Umfang findet sich das Merkmal allerdings auch auf gesundem Herzmuskelgewebe. Mit künstlichen Antikörpern, die passgenau auf das HER-2-Antigen hin entwickelt wurden, steht heute eine zielgerichtete Immuntherapie zur Verfügung.
Welche Rolle therapeutische Antikörper heute in der Krebsbehandlung spielen, hat der Krebsinformationsdienst in einem eigenen Text dargestellt, mehr unter "Monoklonale Antikörper: Wichtig in Diagnostik und Therapie".
Viren und auch manche Bakterien halten sich im Inneren der von ihnen befallenen Zellen auf. Das Immunsystem kann sie nicht mehr direkt erreichen. In diesem Fall ist es notwendig, die gesamte infizierte Zelle zu zerstören. Die bei dieser Form der Infektabwehr beteiligten Prozesse spielen auch bei der körpereigenen Kontrolle von Tumorzellen eine Rolle.
Jede Zelle präsentiert auf ihrer Oberfläche bestimmte Eiweißmoleküle, wie eine Art Fahne. Träger dieser "Fahne" ist der sogenannte "Haupthistokompatibilitätskomplex" (MHC, vom Englischen Major Histocompatibility Complex). Die präsentierten Eiweißstücke ("Peptide") stellen ein Abbild der in der Zelle hergestellten Eiweiße dar.
Das Immunsystem ist an weiteren Regulationsmechanismen beteiligt, die normalerweise den Körper vor Krebs schützen. Ein wesentlicher Vorgang dieser Kontrolle ist eng mit natürlichen Alterungsprozessen verknüpft. Wenn eine Zelle alt oder so geschädigt ist, dass sie zur Krebszelle werden könnte, muss sie sterben. Normalerweise gibt sie sogar selbst den Anstoß zur Auflösung und zum Abbau durch Immunzellen. Der Körper verfügt dazu über ein festgelegtes Programm: Dieser "programmierte Zelltod" wird auch "Apoptose" genannt (vom Griechischen apoptosis, dem herbstlichen Herabfallen der Blätter). Heute weiß man, dass diese Apoptose über höchst komplizierte Regelwege gesteuert und kontrolliert wird.
Einer der ersten beteiligten "Signalgeber", den Krebsforscher identifizieren konnten, ist das Protein p53, dessen "Bauanleitung" im Gen TP53 gespeichert ist. Dabei handelt es sich um ein sogenanntes Tumorsuppressorgen. Ist die Erbinformation einer Zelle beeinträchtigt, wird in ihrem Zellkern dieses Protein "p53" angehäuft. Diese Eiweißanreicherung stoppt die weitere Zellteilung und verhindert, dass sich Zellen mit fehlerhaften Genen im Körper anhäufen. Ist der Schaden am Erbgut zu groß, um repariert zu werden, leitet p53 die für den Zelltod nötigen Schritte ein. Die Zelle löst sich nach einem festgelegten Programm selbst auf.
Dies ruft wiederum das Immunsystem auf den Plan: Die entstehenden Reste werden durch Fresszellen des Immunsystems abgebaut, die Makrophagen. Heute weiß man, dass Apoptose noch über weitere Wege ausgelöst werden kann, aber auch, dass in Krebszellen die Fähigkeit zur Apoptose verloren gehen kann.
Obwohl Krebszellen für das Immunsystem also nicht "unsichtbar" sind und der Körper Schäden durch verschiedene Mechanismen normalerweise erkennt, kann die Entstehung eines Tumors der Kontrolle des Immunsystems vollkommen entzogen sein. Die Immunforschung hat in den letzten Jahren dazu beigetragen, diese Prozesse immer besser zu verstehen.
Krebszellen sind genetisch instabil – einmal erworbene Veränderungen müssen nicht bestehen bleiben, neue kommen hinzu. Dies kann dazu führen, dass nicht nur die Apoptose unterbleibt, der programmierte Zelltod, sondern auch alle für eine Immunreaktion notwendigen Signale nach und nach verloren gehen. Fachleute unterscheiden drei Phasen:
Entkommen Krebszellen dem Immunsystem ("Immun-Escape"), ist dies also nicht auf eine gezielte Strategie der Tumorzellen zurückzuführen. Es handelt sich vielmehr um die Folge von mehr oder weniger zufälligen Veränderungen der Tumorzellen, durch die das Immunsystem sie nicht mehr als geschädigt erkennt.
Tumoren können der Immunüberwachung auf verschiedene Weise entgehen, hier einige Beispiele:
Die meisten spontan auftretenden Tumoren scheinen nicht (mehr) unter der Kontrolle des Immunsystems zu stehen. Krebs ist bei den meisten Patienten trotzdem keine Folge eines Immundefekts. Das zeigt sich zum Beispiel daran, dass Menschen mit einem Mangel an T-Zellen nicht häufiger an Krebs erkranken als Menschen mit normalem Immunsystem.
Eine Ausnahme sind Krebserkrankungen, die durch Viren ausgelöst werden: Menschen, die an bestimmten Formen von Immunschwäche erkrankt sind, zum Beispiel AIDS, haben tatsächlich auch ein gesteigertes Risiko für diese Krebsarten.
Seit mehr als hundert Jahren versucht man, Krebs mit immunologischen Methoden zu behandeln – zum Teil mit erstaunlichen Ergebnissen, die jedoch oft nicht wiederholbar sind oder sich vom Labor nicht in die Praxis übertragen lassen. Versuche zeigten, dass es sehr wohl Immunreaktionen auf Tumoren geben kann. Sie sind allerdings oft nicht stark genug, um als alleinige Therapie zu wirken. Ein wichtiger Fortschritt bestand darin, Methoden wie chirurgische Eingriffe, Bestrahlungen und Chemotherapien mit einer Immuntherapie zu kombinieren, anstatt allein auf eine Immunbehandlung zu setzen.
Immunologische Behandlungen haben allerdings längst nicht bei allen Tumorarten einen Stellenwert. Und: Selbst bei Krebsformen, bei denen es entsprechende Therapieansätze gibt, kommen diese meist nicht für jeden betroffenen Patienten oder in jedem Krankheitsstadium infrage.