Онкогенные вирусы человека: от латентного вирусоносительства до возникновения опухоли
ПРОФИЛАКТИКА И ЛЕЧЕНИЕ РАКА ПЕЧЕНИ
жүктеу/скачать 1.14 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ВИРУСЫ ПАПИЛЛОМ ЧЕЛОВЕКА ( HPV )
- ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ И ПРОФИЛАКТИЧЕКИЕ ВАКЦИНЫ ПРОТИВ HPV И РШМ Терапевтические вакцины
- Проявления вирусной инфекции
- Рис. 2. Вирусы папилломы человека ( HPV ) и канцерогенез
- Профилактические вакцины
- ГЕРПЕСВИРУС ЧЕЛОВЕКА ЭПШТЕЙНА-БАРР (ВЭБ) ВЭБ
- 2 типа ВЭБ: ВЭБ 1(А)
- Основной путь передачи ВЭБ
- Заболевания человека, ассоциированные с вирусом Эпштейна-Барр
- LMP 1 и LMP 2А
- Рис. 3. Схема эписомальной (ковалентно-замкнутой циркулярной) формы ДНК вируса Эпштейна-Барр (ВЭБ) и транскрипция генов латентной инфекции
- LMP2A
- Поскольку ВЭБ убиквитарен, возникает вопрос: Один и тот же или разные генетические варианты вируса персистируют
ПРОФИЛАКТИКА И ЛЕЧЕНИЕ РАКА ПЕЧЕНИВ настоящее время в мире существует глобальная эпидемия HBV: на планете инфицировано этим вирусом более 350 млн. человек. Каждый год от инфекции HВV умирают 2 млн человек, из них 700 тыс. — от рака печени. Оценить уровень инфицированности населения HCV достаточно трудно из-за высокого процента не учитываемых хронически протекающих случаев. В то же время в США в конце 1980-х годов было зарегистрировано 230 тыс. инфицированных этим вирусом, а среди ВИЧ инфицированных американцев процент инфицированных HCV уже в наши дни колеблется от 15% до 30%. В 1970 г. началась регулярная вакцинация людей против HВV, поскольку считается, что вакцинация наиболее эффективный способ предотвращения распространения инфекции, острого и хронического гепатита, а следовательно, и рака печени. При этом отмечено, что серологическая защита после вакцинации возникает тогда, когда антитела к HBs достигают уровня или превышают 10 mlU/mL. Во многих странах мира, включая Россию, введена обязательная вакцинация против HBV среди новорожденных, детей раннего возраста, подростков и лиц из групп риска. С целью профилактики распространения HBV, и рака печени проводится тестирование всех беременных и доноров крови на HbsAg и запрещается использование в сельском хозяйстве в качестве ядохимикатов афлатоксины. обладающих канцерогенным действием. В странах, где такая вакцинация проводилась уже несколько лет подряд, зарегистрировано снижение заболеваемости раком печени, но окончательные выводы о целесообразности этого мероприятия будут сделаны не ранее конца 2005 г. С целью профилактики распространения HСV также проводится тестирование всех беременных и доноров крови на антитела к этому вирусу и в настоящее время ведется работа над изготовлением вакцины. Для подавления роста опухоли печени, оставшейся после первичной терапии, некоторые исследователи в качестве дополнительного лечения предлагают проводить иммунизацию больных дендритными клетками (являющихся мощными антиген презентирующими клетками), выделенными из опухолевого лизата в сочетании с введением IL-12. ВИРУСЫ ПАПИЛЛОМ ЧЕЛОВЕКА (HPV) Известно более 100 типов HPV, но лишь небольшое их число связано с различными злокачественными поражениями. К группе высокоонкогенных HPV для человека относят типы HPV 16 и HPV 18. Показано, что HPV16 ответствен за 50% случаев рака шейки матки (РШМ), HPV18, 31, 33, и 45 — за 20% случаев и другие типы — за остальные случаи этого заболевания. Интересно отметить, что у 90% женщин HPV инфекция исчезает самостоятельно через год после инфицирования под воздействием иммунной системы организма и лишь у незначительного числа инфицированных возникает РШМ. При этом скрининг с помощью метода Papanicolaou полезен для выявления РШМ лишь у ограниченного числа женщин. На рис. 2а и 2в схематически представлена генетическая структура вируса в виде эписомы, а также линейной формы, интегрированной в геном клетки соответственно. Как видно, геном вируса содержит 2 гена, L1 и L2, кодирующих структурные белки, участвующие в формировании вирусных частиц, и 7 так называемых ранних генов, Е1-Е7, кодирующих белки латентной инфекции. Установлено, что трансформирующими генами являются в основном гены Е6 и Е7, в меньшей степени Е5. Механизм функционирования генов Е6 и Е7 сводится к взаимодействию продуктов этих генов с продуктами 2-х генов супрессоров р53 и Rb и последующей инактивации последних, что приводит к неконтролируемому росту инфицированных клеток. На рис. 2,б схематически представлена анормальная дифференцировка эпителия слизистой, инфицированного HPV. Сравниваются нормальный и инфицированный эпителии. Видно, что синтез вирусной ДНК наиболее выражен в зернистом слое, в то время как экспрессия поздних генов и созревание вирусных частиц наиболее активно происходит в роговом слое эпителия. Проведенные исследования показали, что каждый из выше упомянутых 3-х генов латентной HPV инфекции, обладающий трансформирующими потенциями, вносит свой вклад в нарушение сигнальных путей клетки, увеличение ее пролиферативной активности и накопление дополнительных генетических изменений. Совокупность повреждающих действий на клетку и приводит к возникновению рака. В частности, белок Е6, кодируемый геном Е6, способен вызвать трансформацию клетки только в присутствии белка, кодируемого геном Е7. Но Е6 связывает и инактивирует опухолевый супрессор р53 , что приводит к серьезным повреждениям в клетке. Кроме того, Е6 активирует ген обратной транскриптазы и теломеразы, что способствует иммортализации вируссодержащих клеток. Белок Е7, кодируемый соответствующим геном, в отличие от Е6 самостоятельно способен вызывать трансформацию клеток, но его действие значительно усиливается в присутствии Е6. Е7 связывает и инактивирует опухолевый супрессор рRb, что существенно облегчает вход клеток в S-фазу. С другой стороны он связывает и инактивирует (преодолевает) ингибирующее действие циклин-зависимых киназ, таких, как р21 и р27, что предупреждает арест клеток в фазе G1. В отличие от предыдущих белков белок Е5 обладает очень слабым трансформирующим эффектом на клетки. Тем не менее он усиливает тирозин-киназную активность рецепторов эпидермального фактора роста, а также стимулирует МАР-киназные каскады (митоген-активированные протеин-киназы), что также нарушает нормальное функционирование клетки. ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ И ПРОФИЛАКТИЧЕКИЕ ВАКЦИНЫ ПРОТИВ HPV И РШМ Терапевтические вакцины приготовлены в основном против HPV16, и некоторые уже испытаны клинически. Предназначены они для ликвидации остаточных проявлений болезни после лечения внутриэпительных поражений или инвазивного рака. Принцип действия вакцины – стимуляция иммунной системы против Е6 и/или Е7 ранних вирусных белков (опухолевых антигенов), препятствующих входу инфицированных клеток в апоптоз и фазу старения. В результате возникает иммунный ответ, который разрушает опухолевые клетки, экспрессирующий оба ранних белка. Готовятся эти вакцины на основе пептидов, белков, химерных белков (содержащих фрагменты 2-х и более белков), ДНК, вирусных векторов, бактериальных векторов, дендритных клеток и модифицированных опухолевых клеток. Уже испытаны вакцины, приготовленные на базе рекомбинантного вируса осповакцины, экспрессирующих Е6 и Е7 HPV16 и 18, пептидов Е7, слитных белков Е6 и Е7 и дендритных клеток. Испытана с позитивным эффектом вакцина, приготовленная из химерных вирусоподобных частиц, в которой 60 карбокситерминальных аминокислот L1 HPV16 заменены фрагментами белка Е7 того же вируса. Использование рекомбинантных аденовирусов, экспрессирующих Е2 (регулятора транскрипции ранних генов и репликации HPV, подавляющего транскрипцию генов Е6 и Е7), в качестве экспериментальной вакцины индуцировало арест клеток и апоптоз в различных опухолевых клетках, указывая на ее перспективность в лечении РШМ.
Рис. 2. Вирусы папилломы человека (HPV) и канцерогенез (F. Fehrmann & L.M. Laimins, 2003) А — генетическая структура вируса папилломы (HPV-16) в эписомальной форме. Б — Патологическая дифференцировка эпителия слизистой, инфецированной HPV. В — Линейная форма генома вируса папилломы (HPV-16), интегрированная в геном клетки. Профилактические вакцины генерируют вирус-нейтрализующие антитела, специфические для капсида HPV. Для приготовления используют биологические системы, экспрессирующие капсидный белок HPV L1, иногда в комбинации c капсидным белком HPV L2. Формируются структуры, напоминающие истинные вирионы, названные вирусоподобными частицами, представляющими собой пустые капсиды. Наиболее эффективные вакцины включают вирусо-подобные частицы наиболее часто встречающихся типов HPV. Профилактические вакцины генерируют высокие уровни блокирующих и нейтрализующих антител и полностью предохраняют против персистирущих среди населения вариантов HPV и сопровождающих эту инфекцию цитологическую патологию шейки матки. Эти вакцины в будущем будут полезны для молодых женщин, и может быть молодых мужчин, ведущих активную половую жизнь. К сожалению, такие вакцины станут широко доступными в мире лишь через 10-15 лет. В настоящее время ряд фирм начинают международные испытания поливалентной превентивной вакцины, которая включает в себя HPV16, 18, 11, и 6-й типов. Как известно, 16-й и 18-й типы вызывают около 70% случаев РШМ, а 11-й и 6-й — до 90% всех вагинальных бородавок. Окончательные доказательства профилактической эффективности и безвредности вакцины наступят только через несколько десятилетий, когда вакцинированные девушки достигнут 40-45 лет. Следует также отметить, что профилактика РШМ дорогостоящее мероприятие и не все страны могут позволить себе ее проведение. Подсчитано, что для того, чтобы предупредить 1 случай РШМ необходимо сделать 350 вакцинаций в развитых странах и 200 в развивающихся. ГЕРПЕСВИРУС ЧЕЛОВЕКА ЭПШТЕЙНА-БАРР (ВЭБ) ВЭБ относится к подсемейству гамма-герпесвирусов, роду лимфокриптовирусов. Геном представляет собой двойную спираль ДНК около 172 т.п.н; вирионная ДНК вируса линейная, а в латентно инфицированых клетках ДНК существует в виде эписом. ВЭБ впервые был выделен в 1964 г. из культуры лимфоцитов ребенка, больного лимфомой Беркитта (ЛБ). В дальнейшем было показано, что этот вирус причастен к возникновению, не только лимфомы Беркитта, но и ряда других злокачественных и доброкачественных новообразований, таких, как рак носоглотки, определенные варианты лимфомы Ходжкина, инфекционный мононуклеоз и многие другие. В настоящее время известен широкий спектр патологических состояний, представленный опухолями лимфоидного и эпителиального происхождения, в возникновении которых ВЭБ принимает непосредственное участие (см. табл.). Существуют 2 типа ВЭБ: ВЭБ 1(А) широко распространен в мире и обладает выраженной трансформирующей способностью; ВЭБ 2 (В) персистирует главным образом среди африканцев и трансформирующей способностью обладает в меньшей степени. Вирус убиквитарен, им инфицировано 95-100% населения планеты. Инфицирование ВЭБ обычно происходит в раннем детстве и протекает, как правило, бессимптомно. При более позднем контакте с вирусом в старшем детском и юношеском возрасте примерно в 50% случаев возникает классический инфекционный мононуклеоз и некоторые другие гемофагоцитарные синдромы. После первичного инфицирования человек пожизненно становится носителем вируса, который локализуется в В-лимфоцитах периферической крови и в эпителиальных клетках ротоглотки. Основной путь передачи ВЭБ — со слюной, возможно с кровью (переливание). Клетками-мишенями ВЭБ являются: В-клетки, эпителиальные клетки, Т-клетки, NK клетки и клетки гладкой мускулатуры. В В-лимфоцитах периферической крови вирус находится в латентном состоянии, при этом экспрессируется только часть вирусного генома, тогда как в эпителиальных клетках ротоглотки имеет место продуктивная (литическая) инфекция, сопровождающаяся продукцией зрелых вирусных частиц и гибелью инфицированных клеток. Предполагается, что главным резервуаром вируса является малая фракция В-лимфоцитов — покоящиеся В-клетки с фенотипом CD19+, CD23+, CD80–. Инфицирование В-клеток осуществляется через взаимодействие вирусного оболочечного гликопротеина gp350(gp340)/220 c рецептором для C3d компонента комплемента СR2 (CD21). Идентичные или схожие молекулы были обнаружены и на Т-лимфоцитах, клетках фолликулярного дендритного ретикулума и, возможно, некоторых эпителиальных клетках. Исследования показали, что клеточный тропизм ВЭБ не ограничен взаимодействием с СD21, поскольку вирус был также обнаружен в CD21-негативных клетках. Инфицирование последних может происходить в результате вызываемого ВЭБ слияния вирус содержащих В-клеток с другими клетками (эпителиальными, Т-клетками, а также фибробластами), у которых C3d/ EBV рецептор отсутствует. Таблица Заболевания человека, ассоциированные с вирусом Эпштейна-Барр
Исследования показали, что только латентная инфекция ВЭБ ассоциирована с различными типами неоплазм и гематологических расстройств. Набор стратегий, используемый генами ВЭБ во время латентной инфекции для ускользания от иммунного контроля хозяина: 1) минимальная экспрессия антигенов ВЭБ, контролируемых цитотоксическими лимфоцитами (CTLs) хозяина, 2) подавление экспрессии молекул клеточной адгезии и 3) выработка вирусных цитокинов, ингибирующих действие CTLs хозяина. Среди генов латентной инфекции, обладающих трансформирующими потенциями, следует назвать латентные мембранные белки 1 и 2А (LMP1 и LMP2А), а также ядерные белки вируса 1 и 2 (EBNA1 и EBNA2), ведущие клетку во время латентной инфекции к иммортализации. Такие продукты, кодируемые генами ВЭБ, как vIL-10 и вирусный гомолог анти-апоптотического белка bcl-2 (vbcl-2), в свою очередь, способствуют выживанию клеток, инфицированных ВЭБ. Кроме того, пролиферация В- клеток in vivo стимулируется и двумя клеточными белками (bcl-2, A-20), синтез которых усиливается под воздействием латентного мембранного белка LMP-I. У здоровых лиц ранняя фаза вызванной вирусом В-клеточной пролиферации обрывается нарастающим Т-клеточным иммунным ответом, что сопровождается уничтожением большей части инфицированных клеток цитотоксическими Т-лимфоцитами. Несмотря на это, пул В-клеток, латентно инфицированных ВЭБ, и его репликация в ротоглотке никогда полностью не элиминируются. В патологических случаях индуцированная вирусом пролиферация тех или иных клеток усиливается действием дополнительных факторов, что ведет к накоплению мутаций в клеточной ДНК, ее повреждению и возникновению опухоли. При этом неодинаковая частота той или иной ВЭБ-ассоциированной опухоли в разных географических регионах предполагает воздействие определенного спектра неблагоприятных факторов окружающей среды в конкретном регионе и наличие соответствующей генетико-иммунологической основы у населения для их возникновения. На рис. 3 представлена циркулярная форма генома ВЭБ и гены, кодирующие белки латентной инфекции. Функции у них различные (см. ниже), но среди генов обладающих трансформирующей способностью, особенно выделяется ген LMP1, который признан специалистами в качестве онкогена ВЭБ.
Рис. 3. Схема эписомальной (ковалентно-замкнутой циркулярной) формы ДНК вируса Эпштейна-Барр (ВЭБ) и транскрипция генов латентной инфекции (Е. Kieff, 1996) Механизм канцерогенеза, ассоциированный с ВЭБ достаточно сложен и мало изучен. Как уже было отмечено, онкогенное действие ВЭБ связано с латентной его инфекцией, точнее, со способностью ряда его вирусных белков, кодируемых генами латентной инфекции, оказывать модифицирующее действие на сигнальные пути клетки. В частности, LMP1, локализуясь в мембране, имитирует функцию конститутивно активированного рецептора СD40 и частично замещает эту функцию. Привлекая адаптерные молекулы TRAF (tumor necrosis factor receptor family — семейство белков-рецепторов фактора некроза опухоли), LMP1 через домены активации CTAR1 и CTAR2 активирует транскрипционные факторы AP-1 и NFkB и таким образом индуцирует экспрессию генов, регулируемую этими факторами (рецептор эпидермального фактора роста, EGFR, CD40, поверхностные активационные маркеры, молекулы адгезии и т.д.). Кроме того, LMP1 взаимодействует с Jak3-киназой и таким образом активирует STAT-сигнальные пути, стимулирующие размножение и передвижение клеток. LMP2A активирует киназу Akt/PBK, вызывая ряд эффектов, наиболее ярким из которых является подавление апоптоза. EBNA2 имитирует транскрипционную функцию процессированной формы Notch (трансмембранный белок, преобразующий контакты с окружающими клетками в генетические программы, регулирующие судьбу клетки), конститутивная активность которого ведет к развитию лимфоидных и эпителиальных опухолей. Основная функция EBNA1 состоит в обеспечении репликации и поддержания эписомального состояния генома ВЭБ. Этот белок также способствует предотвращению иммунологического ответа на зараженную клетку. Подавляя деградацию в протеосомах убиквитинированных белков, EBNA1 ингибирует презентацию антигенов, вследствие чего они не распознаются иммунной системой организма. Поскольку ВЭБ убиквитарен, возникает вопрос: Один и тот же или разные генетические варианты вируса персистируют: а) среди здоровых лиц и больных различными злокачественными новообразованиями; б) в опухолевых клетках и неизмененных клетках периферической крови одного и того же больного? Ответ, по-видимому, может быть получен при изучении структуры и функций отдельных генов ВЭБ, принимающих участие в ВЭБ-ассоциированном канцерогенезе. Поскольку трансформирующий потенциал ВЭБ связан главным образом с геном LMP1, то объектом пристального изучения в настоящее время стал именно этот ген и кодируемый им белок (LMP1). Эти исследования стимулировали обнаружение в варианте гена LMP1, амплифицированного из опухолевой ткани больного раком носоглотки, РНГ (из эндемичной для этого заболевания региона Юго-Восточной Азии), делеции 30 пар нуклеотидов и набора других мутационно-делеционных перестроек в промоторных и кодирующих областях гена. Делецированный вариант гена, обозначенный LMP1-Cao, в экспериментальных условиях проявлял более выраженные трансформирующие способности in vitro и оказался более туморогенным в экспериментах in vivo по сравнению с известным лабораторным штаммом В95.8. Ответ на поставленный вопрос пока не получен, и исследования данной проблемы активно ведутся во многих лабораториях мира, включая и Россию. Иммунотерапия ВЭБ-ассоциированных заболеваний достаточно специфична для каждой патологии. Так, при недиференцированном гистологическом варианте РНГ, ассоциированном с ВЭБ, применяют адоптивное введение аутологичных ВЭБ-специфических цитотоксических лимфоцитов (CTLs) в дозах 5107-3108. При этом происходит увеличение числа предшественников CTLs и восстановление контроля за репликацией ВЭБ, приводящее к снижению ВЭБ в плазме крови больных. В экспериментальных исследованиях эффективной оказалась рекомбинантная оспо-вирусная вакцина, кодирующая белок, состоящий из 6-ти подобранных по антигенам HLA I-го класса эпитопов LMP1. Иммунизация мышей этой вакциной генерировала мощный LMP-специфический ответ CTLs к 5 из 6 эпитопов, вызывая обратное развитие опухолей, экспрессирующих LMP1. При лимфоме Беркитта (ЛБ) иммунотерапия общей фракцией CTLs проблематична. Поэтому используют CD4+ CTLs и усиливают презентацию MHC I-го класса в клетках ЛБ, в результате чего экспрессия антигенов латентного цикла инфекции подавляется. Для иммунотерапии ВЭБ-позитивных случаев лимфомы Ходжкина (ЛХ) пользуются несколькими подходами. Один из них — иммунотерапия иммунотоксинами; для этой цели применяют моноклональные антитела (Мabs) к СD25 и СD30 (маркеры клеток Березовского-Рида-Штернберга), химически привязанные к таким токсинам, как Pseudomonas edotoxin A или дегликозилированный ricin A. Больным также вводят Мabs двойной специфичности, т.е. антитела, одновременно связывающиеся с СD30 на опухолевых клетках и с CD16 на NK-клетках для индукции противоопухолевой цитотоксичности, часто с дополнительными инъекциями IL2. Другой подход заключается в адоптивной иммунотерапии, т.е. во введении аутологичных (размноженных до нужной концентрации in vitro) ВЭБ-специфических CTLs, выделенных из крови больных до начала лечения или TCL’s от здоровых, подобранных по HLA доноров. Осуществляются попытки и использования ВЭБ-специфических СTLs к LMP1 и LMP2 антигенам, присутствующих на опухолевых клетках, а также нейтрализовать иммуносупрессивные цитокины, секретируемые клетками Березовского-Рида-Штернберга, такие, как TGFb, хемокины и др. Приведенные варианты иммунотерапии носят пока экспериментальный характер и широкого применения в клинике еще не имеют. Особый раздел представляет терапия пост-трансплантационных лимфопролиферативных заболеваний, главным образом неходжкинских лимфом (НЛ), в значительной части случаев ассоциированных с ВЭБ. Кроме допустимого снижения уровня иммуносупрессии у реципиентов трансплантатов и перевода этих больных на возможно низкие поддерживающие дозы химиотерапевтических препаратов, применяют еще и анти-герпесвирусную терапию ацикловиром или ганцикловиром. Следует однако отметить, что эти препараты не ингибирует пролиферацию латентно инфицированных клеток и позитивный терапевтический эффект может быть получен только при наличии в опухолевых клетках литической инфекции. Используют также и иммунотерапию, состоящую: а) во введении больным интерферона гамма (IFNγ) для усиления активности CTLs, улучшения экспрессии главного комплекса гистосовместимости (MHC) и активации природных киллеров (NK-клеток); б) в блокировании мышиными Mab IL6, играющего важную роль в пролиферации и созревании инфицированных вирусом В-клеток; и в) в использовании анти-B-клеточных Мab (анти-CD21 и анти-СD24), а также rituximab (химерные человек/мышь анти-СD20 Mab). Для восстановления клеточной цитотоксической иммунокомпетентности, включая ВЭБ-специфическую, находит применение адоптивная иммунотерапия, а также вакцинация ВЭБ-серонегативных больных: а) рекомбинантным вирусом осповакцины (экспрессирующим белки ВЭБ) до трансплантации органа (предупреждая, таким образом, возможное инфицирование этим вирусом); б) дендритными клетками, обработанными лизатом облученных LTCs или пептидами ВЭБ. жүктеу/скачать 1.14 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
