Вирусы вызывающие онкологию. Онковирусы: двойная стратегия

Вирусные инфекции ответственны за развитие примерно 10-15% всех онкологических заболеваний у человека. Значимость вирусных инфекций в онкологии значительно возросла с возникновением эпидемии синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД), так как при этом заболевании смертность от рака преобладает в общем числе смертных случаев.

Механизмы вирус-индуцированного канцерогенеза будут обсуждаться в отдельной статье на сайте. Среди вирусов, наиболее часто ассоциируемых с онкологическими заболеваниями, находятся вирус Эпштейна-Барра (ВЭБ), герпесвирус саркомы Капоши ((ГСК) или герпесвирус человека серотипа 8 (ГВЧ8)) и вирус человеческой папилломы. Вирус ВЭБ вызывает лимфому Беркита и рак носоглоточной полости у небольшого процента зараженных им людей.

Лимфома наиболее часто встречается в районах Африки, прилегающих к пустыне Сахара, и в районах с эндемическими очагами малярии. Распространение саркомы Капоши также в основном характерно для близлежащим к Сахаре регионов и в большой степени этому заболеванию подвержены евреи, проживающие в средиземноморском регионе. Известно, что инфицированность ГВЧ8 тесно связана с риском развития саркомы в ходе течения связанных со СПИДом заболеваний.

ГВЧ8 также увеличивает риск развития многоцентровой болезни Каслемана и первичной эффузионной лимфомы. У жителей Италии и Северной Африки отмечается повышенное в сравнении с жителями Великобритании или США содержание антител к вирусу ГВЧ8 (ГСК).

Существенным фактором риска при развитии рака шейки матки являются папилломавирусы . Среди более 100 разновидностей этих вирусов наибольшую опасность представляют серотипы 16, 18, 31 и 33 (несколько менее опасны серотипы 6 и 11).

Рак могут вызывать и представители семейства ретровирусов. Наиболее общеизвестный пример - вирус Т-клеточной лейкемии, серотип 1 (ВТКЛ-1) который является эндемической инфекцией в южной Японии и на Карибском море. У жителей этих регионов опухоли развиваются только у незначительной части инфицированных. Вирус может передаваться от матери к ребенку во время беременности через плаценту, а также с молоком при кормлении. Возможна передача вируса через сперму.

20.10.2018

Под термином рак подразумевают около 100 заболеваний, поражающих организм.

Для онкологических болезней характерно неконтролируемое деление мутировавших клеток, в результате образующих опухоль и поражающих органы, системы.

Чем старше человек, тем больше подвержен риску заболеть. Каждый год в мире регистрируется более 6,5 млн случаев злокачественных новообразований. Поэтому неудивительно, что люди беспокоятся, выясняют, заразен ли рак и как его избежать.

По исследованиям заболевший человек не может заразить окружающих ни воздушно-капельным, ни половым, ни бытовым путем, ни через кровь. Науке такие случаи попросту не известны. Врачи, занимающиеся диагностикой и лечением онкологических больных, не прибегают к тем мерам безопасности, как при лечении заразных заболеваний.

Доказать, что рак не передается, смогли зарубежные ученые еще в начале XIX века. В частности, хирург из Франции Жан Альберт себе и нескольким добровольцам подкожно ввел экстракт злокачественной опухоли. Никто из участников смелого эксперимента не заболел. Аналогичный эксперимент провели американские ученые в 1970г. Сотрудники НИИ им. Слоуна-Кеттернига ввели добровольцам под кожу культуру раковых клеток. Ни один из добровольцев не заболел.

Дополнительным доказательством, что рак не передается от больного человека здоровому, стали исследования ученых Швеции. В 2007 году были опубликованы результаты исследований о переливаниях крови в стране в период 1968-2002гг. Согласно данным, после переливания крови выяснилось, что некоторые доноры болели раком. Реципиенты, которым перелили кровь, не заболели.

Слухи о риске заразиться раком

Некоторое время назад среди обывателей распространенным было мнение, что возможно заразиться раком, поскольку он имеет вирусную природу. Среди населения преобладали панические настроения, но они оказались безосновательными.

А причиной такого ошибочного мнения была публикация результатов исследований ученых, обнаруживших вирусы рака у некоторых животных. Так, вирус рака молочной железы передавался при кормлении взрослой мышью своих детенышей.

Но у человека в ходе длительных исследований такой вирус обнаружен не был. Дело в том, что между человеком и животными есть биологические различия, вдобавок, опухолевые заболевания имеют различную специфику у представителей фауны и гомо сапиенс.

Передается ли рак по наследству?

Вопрос касается генетической предрасположенности к развитию онкологического заболевания. Ученые выявили случаи, когда рак передавался на генном уровне из рода в род. В частности, речь идет о раке молочной железы. Вероятность, что он передастся потомкам, составляет 95% случаев.

Что касается рака желудка или других органов, данных об их наследственной передаче нет. По большей части врачи говорят о семейной предрасположенности к опухолевым болезням в связи со слабым иммунитетом родственников, а не с генетикой.

Родственникам людей, у которых диагностирован рак, следует вести здравомыслящий образ жизни по части здоровья.

Какие вирусы передаются и вызывают рак

Наглядным ответом на вопрос, можно ли заразиться раком от больного, служит здоровье медицинских работников, занимающихся лечением онкологических больных. История медицины не знает ни одного случая, когда бы персонал клиники или родственники, обеспечивающие больному уход, заразились бы раком.

Простые контакты, общение не опасны. Но есть вирусы, способные передаваться от человека к человеку. Всё было бы не так страшно, если бы эти вирусы не провоцировали онкологические болезни, особенно у людей со сниженным иммунитетом.

К примеру, нежелательны поцелуи с человеком, у которого рак желудка, если вы страдаете гастритом или язвой. Ученые выявили, что главным провокатором опухоли желудка является микроб Хеликобактер Пилори. Он обитает в желудке каждого человека, болен он или здоров. В случае если у человека здоровый желудок, бактерия ему не навредит, но при наличии долгого воспалительного процесса (язва, гастрит), в очаге поражения может начать развиваться рак. Хеликобактер передается со слюной, что важно учитывать людям, имеющим проблемы с желудком.

Другой пример – вирусы гепатитов В, С. Они играют свою роль в возникновении опухоли печени. Как правило, рак печени является следствием цирроза, а его, в свою очередь, вызывают вирусы гепатита. Со дня заражения вирусом гепатита и до развития рака печени может пройти 10-20 лет. Заразиться гепатитом можно половым путем, через кровь. Поэтому нужно быть внимательным при обработке ран у больных раком печени, если у них были выявлены вирусы гепатита.

Папилломы на теле – доказательство ослабленного иммунитета и вероятности риска обострения вируса папилломы человека (ВПЧ). По данным медицинской статистике, каждая женщина с момента начала половой жизни примерно через 3 месяца заражается ВПЧ. Именно этот вирус считается провокатором рака шейки матки, но не стоит паниковать всем женщинам подряд.

ВПЧ активно распространяется, только если в иммунной системе сбой. Поэтому всем, у кого на теле начинают распространяться папилломы, следует обратиться к врачу. ВПЧ передается половым путем, но могут и контактным при микроповреждениях кожи половых органов. Кстати, презерватив не способен защитить от ВПЧ, поскольку вирус проникает сквозь поры резины.

Малоизвестный для многих факт, что большинство из нас в детстве переболели вирусом Эпштейна-Барр. Он есть у 9 из 10 человек. Наличие вируса проходит бессимптомно, в редких ситуациях вирус проявляет себя мононуклеозом (увеличенная селезенка, лимфоузлы на фоне изменения состава крови).

Если мононуклеоз перетекает в хроническую стадию, увеличивается риск возникновения опухоли носоглотки, лимфоузлов. Учитывая, что вирус есть практически у каждого, можно не бояться факта, что он передается со слюной. А вот чего стоит бояться, так это активности вируса при снижении иммунитета.

Какие факторы провоцируют опухоль

Состояние окружающей среды оказывает влияние на риск заболеть. К примеру, попадание в зону с повышенной радиацией, работа на опасном производстве, долгое пребывание под лучами солнца или вдыхание выхлопных газов провоцирует развитие рака щитовидки, лейкоза, меланомы, пр.

К биологическим факторам относится воздействие вирусов, перечисленных выше – ВПЧ, гепатита, Эпштейна-Барр и др.

Несбалансированное питание, неразумные диеты, как и переедание – все это ведет к нарушению обмена веществ. А если часто употреблять канцерогенные афлатоксины (в арахисе, заплесневелых продуктах, кукурузе), загрязнители воды (мышьяк), фаст-фуд, то риск развития злокачественной опухоли возрастает.

Избыточный вес влияет на количество эстрогена в организме и других гормонов, которые могут повлиять на развитие рака. Ожирение не провоцирует рак, но мешает его диагностировать, лечить – слой жира уменьшает эффективность воздействия.

Курение – известный и противоречивый фактор, вызывающий постоянные споры. Ученые в странах пытаются найти взаимосвязь между курением и раком желудка, легких, но не могут привести научные обоснования гипотез. Тем не менее, согласно статистике, среди курящих рак встречается гораздо чаще.

“Эта задача должна быть решена в СССР на благо нашей великой Родины и всего человечества” - пишет профессор Лев Зильбер 17 января 1945 года в газете “Известия”. Статья называется “Проблема рака”, и ученому, только что освобожденному из-под своего третьего ареста, кажется, что он открыл первопричину всех онкологических заболеваний. Время покажет, что лауреат Сталинской премии был не совсем прав.

Леонид Маркушин разобрался, какие вирусы могут вызывать онкологические заболевания и как именно это происходит.

В XX веке многие инфекционные заболевания, прежде бывшие ведущей причиной заболеваемости и смертности и настоящим бичом цивилизации, отступили под натиском прогресса – на пути их распространения встали выросший уровень жизни и улучшившиеся санитарные условия, а медицина получила в свое распоряжение мощные средства для борьбы с ними. Это, наряду с другими факторами, послужило причиной так называемого “первого эпидемиологического перехода” - беспрецедентного явления, в ходе которого за несколько десятилетий кардинально изменилась структура общей смертности.

Но у каждой медали есть и обратная сторона: значительно возросло количество случаев онкологических заболеваний, в том числе среди молодых людей и детей, что ранее считалось казуистичным. Это породило бесчисленное количество спекуляций на тему “рак – это болезнь цивилизации и расплата за прогресс, следствие плохой экологии”, и онкозаболевания стали воистину новой чумой, грозной, загадочной и пугающей.

Эта боязнь возникает не на пустом месте - к началу XX века получены первые свидетельства возможной инфекционной природы рака, когда была продемонстрирована связь между развитием рака мочевого пузыря и инвазией гельминтом Schistosoma haematobium. Уже в 1908 году, всего через десятилетие после открытия вирусов, Вильгельм Эллерман в ходе эксперимента на курах выяснил, что бесклеточные фильтраты тканей, пораженных одним из типов рака, способны вызвать заболевание у здоровых птиц. Суть опыта заключалась в извлечении из опухоли экстракта, исключающего наличие целых раковых клеток, и введении его в здоровые ткани. В дальнейшем были получены множественные свидетельства участия вирусов в развитии опухолей у различных лабораторных животных. В этих исследованиях опухоли развивались спустя небольшое время от момента заражения вирусом и прослеживалась четкая причинно-следственная связь между данными событиями; предполагалось, что самой по себе инфекции достаточно для того, чтобы вызвать злокачественное перерождение тканей организма хозяина. Впоследствии было выяснено, что изучаемые вирусы (которые, как правило, вне эксперимента не поражали модельных животных, то есть были для них чужеродными) действительно переносят мощные онкогены.

Вирус папиломы человека

В 1945 году Лев Зильбер, зная об этих опытах заграничных коллег, задавался вопросом, почему таких же результатов не было получено у человека: “Громадное количество фактов доказывает, что в большинстве злокачественных опухолей отсутствуют какие-либо ультравирусы или вообще какие-либо внеклеточные агенты, и что единственным источником роста опухоли является больная опухолевая клетка”. Все экстракты опухолей человека оказывались безвредными. Случай натолкнул исследователей на идею. У одной из куриц, погибших во время эксперимента, случайно обнаружили опухоль в начальной стадии. Экстракт, выделенный из этой опухоли, оказался онкогенным. “Трагедия исследователей, которые приложили массу труда на поиски подобных агентов, состояла в том, что они искали их там, где их действительно нет - в зрелых сформировавшихся опухолях”, - пишет Зильбер.

Однако убедительных доказательств роли вирусов в развитии опухолей у человека не было получено до 1960-х годов. Первые данные были получены при обнаружении в клетках лимфомы Беркитта (самой часто встречающейся детской опухоли в центральной Африке) вируса Эпштейна-Барр, сейчас более известного как возбудитель инфекционного мононуклеоза. Это открытие стимулировало дальнейший поиск, и на основе данных, полученных за последующие сорок лет, полагается, что около 20% всех случаев онкозаболеваний в мире связано с тем или иным инфекционным агентом.

По современным данным, около 12% всех злокачественных опухолей человека вызываются онковирусами (из них более 80% всех случаев регистрируются в развивающихся странах). Вирусный онкогенез является сложным и многоэтапным процессом, и только у небольшой доли лиц, инфицированных онковирусами, в конечном итоге развиваются опухоли, что отражает как многоступенчатый характер вирусного онкогенеза, генетическую вариабельность организма хозяина, так и то, что вирусная инфекция сама по себе вызывает только часть из процессов, необходимых для развития опухолей.

На данный момент достоверная связь между вирусной инфекцией и развитием злокачественных новообразований у людей доказана для семи видов вирусов – вируса гепатита B (HBV), гепатита C (HCV), вируса Эпштейна-Барр (ВЭБ), T-лимфотропного вируса человека (HTLV-1), некоторых типов вируса папилломы человека (ВПЧ), герпесвируса-8 (он же – герпесвирус, ассоциированный с саркомой Капоши, HHV-8, KSHV) и ВИЧ, являющимся кофактором онкогенеза для ВЭБ и герпесвируса-8.

Вирус иммунодефицита человека

Нельзя сказать, что существуют “вирусы рака” - только у небольшого числа инфицированных онкогенными вирусами в конечном итоге развиваются ассоциированные онкологические заболевания. У подавляющего же большинства развитие инфекционного процесса ограничивается специфической для данного возбудителя классической острой или хронической инфекционной болезнью, а нередко и бессимптомным носительством.

Совместная эволюция онковирусов и их хозяев - настоящая гонка вооружений. В ее ходе макроорганизмы развивают механизмы защиты, а вирусы, в свою очередь, “учатся” их избегать. Стратегия размножения человеческих онковирусов завязана на длительную персистенцию в организме хозяина, и поэтому им необходимы мощные системы защиты и уклонения от иммунной системы. Важнейшей частью репликативной стратегии онковирусов являются программы, направленные на подавление запрограммированной клеточной гибели - апоптоза, и на “поощрение” размножения инфицированных клеток, способные напрямую индуцировать критические шаги озлокачествления клеток. Молекулярные изменения, в конечном итоге приводящие к развитию опухолей, развиваются тогда, когда вирусам удается побороть способность макроорганизма поддерживать гомеостаз.

Вирус папилломы человека и рак шейки матки

Одним из самых известных примеров рака, вызываемого вирусом, является рак шейки матки, связанный с онкогенными штаммами вируса папилломы человека (ВПЧ-16, 18). По данным мировой статистики, рак шейки матки стоит на четвертом месте по частоте как встречаемости, так и смертности от рака среди женщин.

ВПЧ-инфекцию в определенный момент жизни переносят практически все сексуально активные люди. У подавляющего большинства зараженных организм самостоятельно способен избавиться от возбудителя в течение полутора лет, но около десяти процентов из них по тем или иным причинам неспособны побороть инфекцию – это ведет к развитию характерных изменений эпителия, способных усугубляться с течением времени.

ВПЧ инфицирует клетки самого глубокого слоя эпителия, где в дальнейшем постоянно присутствует в небольшом числе копий, размножение же его, наоборот, происходит в поверхностных слоях. В норме поверхностные клетки неспособны к дальнейшему росту и делению, но вирус “заставляет” их вырабатывать ферменты, отвечающие за синтез ДНК, так как целиком полагается на них для собственного размножения.

В клетках хозяина вирус может встраиваться в геном и подавлять функцию генов p53 и pRb, тормозящих размножение клеток; таким образом, последние приобретают способность к бесконтрольному делению, избегая проверки копирования генетического материала и накапливая мутации, ведущие в итоге к злокачественной трансформации. Инфекция протекает бессимптомно, и единственный способ вовремя ее обнаружить – цитологическое исследование мазков и смывов с шейки матки.

Малигнизация развивается через длительное (до сорока, в среднем – около двадцати лет) время после инфицирования, и в своем развитии проходит через несколько стадий, достаточно подробно изученных. К настоящему времени разработаны эффективные стратегии выявления предраковых состояний и их лечения, а самое главное – разработана вакцина от онкогенных штаммов ВПЧ, уже включенная в календарь прививок некоторых регионов России, где она предоставляется бесплатно – с ее широким внедрением можно рассчитывать на значительное снижение частоты встречаемости рака шейки матки.

ВЭБ

Вирус Эпштейна-Барр участвует в развитии некоторых лимфоидных (связанных с клетками иммунной системы) и эпителиальных новообразований.

Острая инфекция ВЭБ может протекать бессимптомно или приводить к развитию инфекционного мононуклеоза. Свидетельства перенесенной инфекции к 20 годам обнаруживают практически у всех людей; после нее, как и в случае со всеми герпесвирусными инфекциями, человек пожизненно остается носителем латентного, “дремлющего” вируса. Поражая один из видов лейкоцитов (В-лимфоциты, ответственные за выработку антител), вирус подражает внутриклеточным сигналам, заставляя клетку-хозяина выживать и размножаться автономно, вне зависимости от внешних сигналов, что позволяет патогену размножаться, не вызывая агрессии иммунной системы. При появлении некоторых дополнительных условий (к примеру, иммунодефицита, связанного с ВИЧ, или при длительном приеме иммуносупрессивных лекарств) латентно инфицированные клетки могут претерпеть истинную злокачественную трансформацию.

Вирус герпеса

Интересный факт: тип опухоли, из которой впервые был выделен ВЭБ, встречается практически исключительно в центральной Африке. Считается, что для ее развития необходимо инфицирование возбудителем тропической малярией (Pl. falciparum), вызывающее активацию иммунной системы, и в том числе клеток, переносящих вирус внутри организма, что способствует дальнейшему повреждению генетического кода и активации онкогена c-myc, играющего ключевую роль в озлокачествлении клеток.

Вирусные гепатиты

Вирусные гепатиты часто называют “ласковыми убийцами” - хронические заболевания, которые они вызывают, обычно протекают незаметно в течение десятилетий и зачастую диагностируются уже на стадии присоединения поздних неизлечимых осложнений. Оба вируса, В и С, способны вызывать хроническую инфекцию, сопровождающуюся развитием вяло- и длительно текущего воспаления печени, неспособной уничтожить возбудителя. Разрушение ее клеток запускает процессы регенерации и рубцевания, в конечном итоге приводящие к развитию цирроза и рака. Печеночно-клеточный рак занимает пятое место в мире по распространенности среди всех злокачественных новообразований и является третьей по частоте причиной смерти от онкозаболеваний.

В его патогенезе играет роль как прямое действие вирусов на пораженные ткани, так и реакция со стороны иммунитета - оба фактора способствуют продвижению клетки по различным ступеням озлокачествления.

Вирус поддерживает в клетках состояние активации сигнальных систем, связанных с циклинами и циклин-зависимыми киназами - белками, контролирующими различные фазы цикла клеточного деления, в норме обеспечивающими контроль за точностью сборки ДНК; это, в свою очередь, позволяет размножаться и вирусу. Также зараженные клетки приобретают способность противостоять апоптозу и факторам, подавляющим их рост.

Вирус гепатита B

Немалая роль принадлежит и неадекватной реакции организма. Упомянутое хроническое воспаление, генерируя множество биологически активных веществ, в том числе мощнейшие окислители - реактивные свободнорадикальные формы кислорода, постоянно повреждая собственные клетки, создает благоприятные условия для развития опухоли: вирус заставляет инфицированные клетки выживать, а организм, в свою очередь, стороны пытается их уничтожить. Клетки, находясь под подобным давлением с двух сторон, как между двух огней, накапливают повреждения своего генетического материала и в конце концов становятся злокачественными, приобретая все характерные свойства.

Тот факт, что онкология может быть заразной, с одной стороны, пугает, а, с другой стороны, дает большую надежду. Страх от возможности подхватить рак, как грипп, уравновешивается возможностью предотвращения и лечения онкологии как инфекционного заболевания. В ближайшее время человечество уже забудет о раке шейки матки, а в перспективе - и про все онкологические заболевания, вызываемые вирусами.

Вконтакте

Однако есть заболевания, которые переносятся самими раковыми клетками. Попав в новый организм, они становятся родоначальниками опухоли. Тем самым, мы имеем дело с классическим инфекционным агентом, использующим хозяина для размножения и дальнейшего переноса в другой организм. Хотя известно всего несколько таких случаев, их список постепенно растет - и, похоже, то, что раньше считалось исключением, вполне может оказаться правилом. Изучение таких видов рака (в частности, выяснение их эволюционной истории и эпидемиологические исследования) существенно продвинулось в последние несколько лет благодаря секвенированию геномов опухолевых клеток.

Собаки

Один из таких видов рака - трансмиссивная венерическая саркома собак (Canine Transmissible Venereal Tumor - CTVT). Это опухоль наружных половых органов псовых, известная как отдельное заболевание уже более 200 лет . В 1876 г. российский ветеринар М. А. Новинский продемонстрировал передачу болезни при переносе раковых клеток от больной собаки здоровой . Хотя опухоль выглядит ужасно, в большинстве случаев она поддается полному излечению с помощью химиотерапии, а иногда даже сама исчезает через несколько месяцев.

Геном этой опухоли, а точнее, два генома - опухолей чистопородного американского кокер-спаниеля из Бразилии и собаки австралийских аборигенов, секвенировали в 2014 г. . Количество мутаций в каждом из геномов примерно в 100 раз превышало число мутаций других раковых опухолей, что отражает давнюю историю накопления этих изменений. Свыше 10 тыс. генов - чуть меньше половины - имеют мутации, которые полностью разрушают более чем 600 генов. Спектр наблюдаемых нуклеотидных замен напоминает некоторые виды человеческого рака; в частности, хорошо заметны мутации, вызываемые ультрафиолетовым излучением.

Из сопоставления с геномами современных собак выяснилось, что представитель семейства псовых, в котором зародилась опухоль, жил около 11 тыс. лет назад и больше всего походил на аляскинского маламута. Это была среднего или крупного размера собака, черная либо двухцветная - темная на большей части тела и более светлая на животе, лапах. Часть генов, связанных с одомашниванием, имела аллели, характерные для волков, что отражает древность и некоторую примитивность породы. При этом секвенированные геномы двух опухолей разошлись менее 500 лет назад. Это может означать, что трансмиссивная венерическая саркома была занесена в Австралию собаками первых европейских поселенцев.

Оказалось также, что древняя собака происходила из небольшой, генетически однородной популяции. Возможно, это сказалось на первых этапах возникновения патогенного клона: поскольку собаки были близкими родственниками, клетки одной особи после заражения другой не уничтожались ее иммунной системой.

Тасманийские дьяволы

Клетки еще одного вида инфекционного рака - лицевой опухоли тасманийского дьявола (Devil Facial Tumor Disease - DFTD) - молодой патоген в отличие от клеток венерической саркомы собак. Тасманийские дьяволы - самые крупные хищники среди сумчатых млекопитающих, живущие на о. Тасмания. В 1996 г. на северо-западе острова было отмечено начало эпизоотии. Болезнь, проявляющаяся в больших и часто метастазирующих опухолях морды и полости рта, быстро распространяется и угрожает существованию вида.

Довольно быстро выяснилось, что заболевание разносится за счет передачи раковых клеток при укусах (а тасманийские дьяволы достаточно агрессивны) . Некоторые особенности экспрессии генов этих клеток указывают на то, что они происходят из нервного гребня - вероятно, из шванновских клеток, в норме формирующих миелиновые оболочки нервных волокон.

В 2012 г. были секвенированы геномы двух здоровых особей тасманийского дьявола и двух заболевших DFTD из географически отдаленных областей. Анализ филогенетических деревьев, построенных по митохондриальным геномам; отсутствие следов опухолевых клеток в музейных образцах, собранных в 1941–1989 гг.; высокая заразность и бросающиеся в глаза внешние проявления - все эти факторы делают маловероятным возможность того, что болезнь долго существовала незамеченной в популяции тасманийских дьяволов . Подсчет количества различий между двумя опухолевыми геномами и сопоставление их с геномами нормальных клеток позволили оценить скорость накопления мутаций и давление естественного отбора, а также показали, что прочитанные раковые геномы разошлись вскоре после появления предковой опухолевой клетки. При этом в обоих раковых геномах присутствует один и тот же набор предпочитаемых типов замен (какой нуклеотид каким заменяется чаще всего), что свидетельствует о каком-то молекулярном дефекте в механизме репликации или репарации у общего предка. Дополнительное генотипирование еще 69 больных животных позволило предположить не только время, но и место появления предкового клона на п-ове Форестье, а также подтвердило происходящее сейчас быстрое распространение одного из генетических вариантов опухоли.

Одно из предположений о том, как клетки лицевой опухоли избегают реакции со стороны иммунной системы нового хозяина, было основано на относительно малом генетическом разнообразии тасманийских дьяволов. У нескольких заболевших особей обнаружили два генетически различных типа клеток - т.е. эти животные как минимум дважды заразились патогенными клетками. Оказалось, однако, что у здоровых тасманийских дьяволов развивается нормальная реакция отторжения при пересадке ткани от другой особи. В дальнейшем выяснилось, что клетки лицевой опухоли не экспрессируют гены главного комплекса гистосовместимости и, видимо, таким образом избегают атаки иммунной системы .

Стратегия спасения вида понятна, хотя и печальна: нужно изолировать достаточное для сохранения генетического разнообразия количество особей тасманийского дьявола и повторно заселить ареал после вымирания диких животных - носителей и жертв болезни. Современные ученые имеют уникальную возможность наблюдать взрывную эпидемию инфекционного рака, и их первоочередная задача - собрать как можно большее число образцов для дальнейшего изучения.

Двустворчатые моллюски

Впрочем, уникальна ли эпизоотия лицевой опухоли тасманийского дьявола? Оказывается, аналогичная быстро распространяющаяся болезнь поражает двустворчатых моллюсков на Атлантическом побережье Северной Америки. Впервые развитие заболевания заметили в 1970-х годах у съедобных моллюсков Mya arenaria . Оно выражается в неконтролируемом делении клеток иммунной системы и напоминает лимфому.

В раковых клетках обнаружили высокую экспрессию гена обратной транскриптазы, характерного для вирусов и подвижных элементов генома. Источником этой повышенной экспрессии оказался новый ретротранспозон (мобильный элемент генома, распространяющийся в нем через промежуточную стадию молекулы РНК) - Steamer. Естественно, предположили, что причина рака - вызванная ретротранспозоном геномная нестабильность . Однако более подробный анализ показал, что у раковых клеток разных особей места внедрения ретротранспозона в геном совпадают и при этом отличаются от позиций Steamer в геномах хозяев . Тем не менее множество копий ретротранспозона в геноме раковых клеток (150–300 штук в отличие от 2–10 в нормальных клетках) и тот факт, что большинство мест интеграции совпадает у разных экземпляров опухоли, позволяют предположить, что Steamer сыграл роль в первичной трансформации клеток.

Похожие опухоли были замечены и у других двустворчатых моллюсков: мидий, устриц, гребешков . Интересно, что у тихоокеанских мидий (Mytilus trossulus ) раковые клетки разных особей имеют одинаковый набор полиморфизмов. Это также может быть свидетельством общности происхождения опухолей и, стало быть, инфекционного пути возникновения рака . У беспозвоночных нет главного комплекса гистосовместимости - основного защитника от внедрения чужеродных клеток - и потому нет возможности препятствовать экспансии инфекционных опухолевых клонов. Будем надеяться, что понимание механизма распространения инфекционного рака моллюсков поможет найти новые примеры среди других беспозвоночных.

Человек

Человек может заразиться раком при трансплантации органов, если в пересаженных тканях был незамеченный опухолевый клон . Известен также случай, когда хирург, повредивший руку при операции, заразился саркомой . Но, пожалуй, самая удивительная (и, увы, трагичная) история произошла с сорокалетним мужчиной из Колумбии, больным синдромом приобретенного иммунодефицита .

При первичном обследовании оказалось, что он заражен карликовым цепнем (Hymenolepis nana ), но главным, разумеется, было не это, а многочисленные неоплазии в легких и в лимфатических узлах. Новообразования состояли из атипичных клеток малого размера, хотя некоторые были крупными и содержали множественные ненормальные ядра с большим количеством ядрышек.

Болезнь Генриетты Лакс (Henrietta Lacks), родившейся в 1920 г., а умершей в возрасте 31 года от рака шейки матки, который дал многочисленные метастазы, диагностировали незадолго до смерти женщины. Поставленный диагноз «эпидермоидная карцинома» оказался неверным - на самом деле это была аденокарцинома шейки матки. Впрочем, эта частая в то время ошибка все равно не повлияла бы на лечение - радиотерапию с использованием источника излучения, вшиваемого внутрь тела. Образец опухолевой ткани, полученный во время операции, попал в распоряжение доктора Джорджа Отто Гая (George Otto Gey). Он обнаружил, что клетки образца способны неограниченно делиться. Так была создана «бессмертная» линия клеток человека HeLa (названная по имени носительницы опухоли), которая по сей день используется в тысячах биологических опытов и с помощью которой в промышленных масштабах производили вакцину от полиомиелита, после того как ее разработал вирусолог Джонас Солк (Jonas Salk).

Однако жизнеспособность клеток HeLa имеет и плохие последствия. Уже в 1960-х годах обнаружилось, что многие лабораторные клеточные линии заражены HeLa; по состоянию на сегодня - 10–20% [ , ]. Таким образом, линия HeLa ведет себя почти как патоген, только ее хозяин - не организм, а клетки, культивируемые в лабораториях.

В марте 2013 г. геном одной из сублиний клеток HeLa был опубликован, однако по просьбе родственников Г. Лакс доступ к нему закрыли . В августе того же года было достигнуто соглашение, согласно которому исследования, использующие геном клеток HeLa, должны проводиться исключительно в медицинских целях, а результаты следует помещать в единую базу данных . Доступ к ней регулируется специальным комитетом, состоящим из биологов, специалистов по биоэтике и членов семьи Г. Лакс. Одновременно была опубликована вторая версия генома клеток HeLa и данные о перестройках в еще нескольких сублиниях . Причиной трансформации, которая привела к роковой болезни знаменитой пациентки, стала интеграция вируса папилломы 18-го типа, вызвавшая активацию протоонкогена MYC.

Итак, похоже, что раковые клоны иногда ведут себя как самостоятельные одноклеточные патогенные организмы. Они преодолевают иммунологические барьеры при их ослаблении или в ситуации малого антигенного разнообразия у хозяев. Естественно предположить, что известные примеры вовсе не исчерпывают имеющегося многообразия инфекционных типов рака. Приблизительно понятно, где искать новые - в относительно больших, но генетически однородных популяциях. Существование таких видов рака указывает на одну из возможных причин появления генов тканевой несовместимости (которые сейчас так мешают при пересадке органов) - эволюционное преимущество, которое они давали, могло состоять как раз в защите от инфекционных опухолевых клонов.

Во время подготовки данной статьи к печати, буквально в последние дни 2015 г., вышла публикация о втором клоне лицевой опухоли тасманийского дьявола - DFT2 . Вызываемые этим клоном опухоли внешне неотличимы от тех, причина появления которых - первый описанный клон DFT1. Внешне, но не гистологически или цитогенетически! В частности, клон DFT2 имеет Y-хромосому, а значит, его родоначальником был самец, в то время как клетки DFT1 происходят от самки. Имеются также различия в длинах микросателлитов (коротких тандемных повторов ДНК) и в аллелях главного комплекса гистосовместимости. Вероятно, скоро выйдет статья про геном DFT2, которая, будем надеяться, позволит построить гипотезы о механизмах возникновения этих клонов. Хотя авторы предполагают, что тасманийские дьяволы по каким-то причинам особо склонны к порождению опухолевых клонов, сложно объяснить, почему тогда этот вид до сих пор не вымер, учитывая ураганный характер нынешней эпидемии. В качестве совсем уж дикой гипотезы можно предположить, что клон DFT2 все же происходит от клеток DFT1, испытавших (частичную?) гибридизацию с клеткой зараженной особи. В самом деле, история трансмиссивной венерической саркомы собак включает горизонтальный перенос митохондриального генома от хозяина к опухоли . Нечто подобное могло произойти и в случае с лицевой опухолью тасманийского дьявола. Это будет ясно после определения геномной последовательности DFT2, пока же никаких общих специфических маркеров у двух клонов не найдено. Правда, если гибридизация привела к полной замене генетического материала, не очень понятно, как ее детектировать существующими сегодня методами.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект 14-24-00155).

Литература
. Brindley P. J., da Costa J. M., Sripa B. Why does infection with some helminths cause cancer? // Trends Cancer. 2015. V. 1. P. 174–182. DOI: 10.1016/j.trecan.2015.08.011
. Blaine D. P. A domestic treatise on the diseases of horses and dogs. L., 1803.
. Novinski M. A. Zur frage uber die impfung der krebsigen geschwulste // Zentr. Med. Wiss. 1876. V. 14. P. 790–791.
. Murchison E. P., Wedge D. C., Alexandrov L. B. et al. Transmissible dog cancer genome reveals the origin and history of an ancient cell lineage // Science . 2014. V. 343. P. 437–440. DOI: 10.1126/science.1247167