Pathogenic microorganisms as a factor in the development of cancer

Full Text

Введение. Развитие онкологических заболеваний может быть вызвано широким спектром факторов: генетических, химических, физических, а также биологических, то есть патогенными микроорганизмами. Микробиота содержит множество бактерий и вирусов, которые при нормальном функционировании органов и систем организма не вызывают патологий. Но также существует ряд микроорганизмов, которые попадая в тело человека могут служить причиной развития онкологических заболеваний.

Целью работы является обобщение данных о механизмах развития онкологических заболеваний, вызванных патогенными вирусами и бактериями: уточнение перечня микроорганизмов, которые могут выступать в роли биологических канцерогенов; анализ механизмов развития опухолей, вызванных различными вирусами и бактериями; выявление сходства и отличий механизмов онкогенеза при вирусных и бактериальных инфекциях.

Материалы и методы исследования. Выполнен поиск и анализ литературных данных с использованием материалов зарубежных и российских источников.

Результаты исследования. В настоящий момент влияние на канцерогенез у человека доказано для следующих микроорганизмов: ДНК-содержащие вирусы – папилломавирус человека (ВПЧ), вирус Эпштейна-Барр (ВЭБ), вирус герпеса человека 8 типа (ВГЧ 8), вирус гепатита В (ВГВ), вирус иммунодефицита человека (ВИЧ); РНК-содержащие вирусы – Т-лимфотропный вирус человека (ТЛВЧ), вирус гепатита С (ВГС); бактерии – Helicobacter pylori.

При изучении патогенеза инфекционных заболеваний выяснилось, что ДНК-содержащие вирусы – папилломавирус человека, вирус Эпштейна-Барр и вирус герпеса человека 8 типа обладают общим механизмом канцерогенеза. Он реализуется в результате встраивания в ДНК клетки вирусных генов, которые отвечают за синтез белков, инактивирующих гены-супрессоры опухолевого роста в зараженной клетке.

Эти вирусы широко распространены в человеческой популяции. К примеру, ВПЧ-инфекция обнаруживается у 12 % населения планеты, и в течение всей жизни около 85% сексуально активных женщин и мужчин инфицируется. К счастью, разные типы папилломавируса обладают разной степенью онкогенности. Поэтому не у всех инфицированных данным вирусом развиваются опухоли. Однако доказана четкая связь развития рака шейки матки с данным вирусом, поскольку он определяется у 100% женщин с данной патологией. Заражение ВПЧ, в основном, происходит половым путем, поэтому вирус играет роль в развитии рака слизистых других локализаций, которые соответствуют механизму передачи. ВПЧ – это строго эпителиотропный вирус. Он размножается только в базальном слое кожи и слизистых. В размножении вируса выделяют две стадии: репродуктивную, которая характеризуется проникновением вируса в клетку, с его дальнейшим активным размножением, и интегративную, когда вирус внедряется в геном инфицированной клетки. В норме гены-супрессоры опухолевого роста останавливают или замедляют цикл клеточного деления. Инфицированная ВПЧ инфекцией клетка начинает вырабатывать вирусные белки, которые блокируют гены-супрессоры, как следствие, возникает бесконтрольное деление. Кроме этого, происходит активация фермента теломеразы. В норме при помощи него обеспечивается удлинение участков хромосом – теломеров и процесс регенерации, но в контексте развития опухоли – обеспечивает длительное деление, не ограниченное процессом естественного старения. К счастью, можно не допустить развитие рака шейки матки, если своевременно обнаруживать и удалять папилломы, поскольку вирус локализуется только в эпителиальных клетках. Удаление пораженного участка ткани проводят хирургическим путем, а также с помощью криодеструкции и лазера. Следует отметить, что существует первичная профилактика ВПЧ-инфекции путем вакцинации.

Сходный механизм канцерогенеза доказан для вируса Эпштейна-Барр и вируса герпеса 8 типа. ВЭБ проникает в организм воздушно-капельным путем, размножается в эпителии носоглотки. Затем вирус проникает в В-лимфоциты, вызывает их размножение, персистирует в них. В большинстве случаев инфекция протекает бессимптомно. Но возможно развитие онкозаболеваний, таких как: болезнь Ходжкина, лимфома Беркитта, а также назофарингеальная карцинома (рак носоглотки).

Вирус герпеса 8 типа также называют «герпесвирус, ассоциированный с саркомой Капоши», поскольку именно это заболевание наиболее часто встречается при инфекции данного типа. Реже развиваются первичная лимфома серозных полостей и брюшной полости.

Отдельно следует выделить вирус иммунодефицита человека. Несмотря на то, что он также является ДНК-содержащим вирусом, он не обладает прямым канцерогенным действием. Вирус поражает клетки иммунной системы, имеющие на своей поверхности рецепторы CD-4: Т-хелперы, макрофаги, дендритные клетки, моноциты, клетки Лангерганса, клетки микроглии. Поэтому онкогенное действие опосредовано через ослабление иммунной защиты от биологических канцерогенов и мутировавших клеток макроорганизма. Некоторые виды опухолей так часто встречаются у больных СПИДом, что их присутствие у ВИЧ-инфицированного является диагностическим признаком развития у такого больного СПИДа. Эти онкологические заболевания также называют СПИД-ассоциированными. К ним относятся саркома Капоши, лимфома Беркитта и рак шейки матки. Следует отметить, что причиной этих опухолей являются другие вирусы, которые получают возможность персистировать в организме на фоне снижения иммунитета. Также у ВИЧ-инфицированных с большей вероятностью могут развиться и другие онкологические заболевания. Ведь в противоопухолевом иммунитете принимают участие такие клетки, как Т-хелперы, макрофаги и дендритные клетки, которые поражаются вирусом. Выраженная супрессия костного мозга при СПИДе значительно осложняет лечение рака. Например, иногда невозможно провести полный курс химиотерапии, поскольку это приведет к еще более выраженному снижению CD-4 клеток. Однако высокоактивная антиретровирусная терапия (ВААРТ) делает химиотерапию возможной. Также разрабатываются альтернативные методы лечения рака на основе моноклональных антител, осуществляющегося путем введения в организм лабораторного животного антигена и дальнейшем клонировании антител, а также метод трансплантации стволовых клеток.

К онкогенным РНК-содержащим вирусам относится Т-лимфотропный вирус человека, который вызывает Т-клеточный лейкоз и Т-клеточную лимфому. В отличие от папилломавирусов и герпесвирусов, которые блокируют антионкогены клетки, данный вирус встраивает в геном клетки свои гены, влияющие на синтез белков, которые участвуют в процессе активации клеточной пролиферации. Иными словами, в клетку внедряется готовый онкоген.

Вирусы гепатита В и С следует выделить в отдельную группу. Данные вирусы относятся к разным таксономическим группам: ВГВ – ДНК-содержащий, ВГС – РНК-содержащий. Но их объединяет то, что они вызывают повреждение клеток печени, гепатит и как следствие – цирроз печени. А поскольку цирроз в 90% случаев является причиной рака печени, то данные вирусные инфекции считаются факторами развития гепатоцеллюлярной карциномы. Механизм онкогенеза при вирусных гепатитах опосредован хроническим воспалением печеночной ткани и усилением компенсаторной регенерации гепатоцитов. Рак печени является следствием хронического гепатита и цирроза. Метаболическое и окислительное повреждение ткани приводит к воспалению, некрозу гепатоцитов. Компенсаторно усиливается регенерация клеток печени. В результате накапливаются генетические ошибки и мутации. Данный процесс приводит к образованию патологически изменённых клеток печени, из которых развивается рак. Возможно, вирусы гепатита В и С сами по себе могут быть канцерогенами, но в подавляющем большинстве случаев развитие рака печени наблюдается на фоне цирроза.

Единственная бактерия, канцерогенное действие которой доказано на настоящий момент – это Helicobacter pylori. Хеликобактерная инфекция наблюдается при таких заболеваниях, как гастрит, дуоденит, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, а также признается одной из причин развития рака желудка. Механизмы онкогенеза при хеликобактерной инфекции до конца не изучены. Более того, ряд ученых оспаривают ведущую роль H.pylori в развитии рака желудка. Однако некоторые механизмы известны. К прямым механизмам относится способность бактерий впрыскивать в клетки эпителия эффекторные белки, вызывающие воспаление и избыточный рост клеток слизистой желудка. Кроме того, бактерии способствуют конверсии нитратов и нитритов, поступающих в желудок с пищей, в мощный канцероген – нитрозамин, который в свою очередь вызывает метаплазию и дисплазию слизистой желудка, а также оказывать токсическое влияние на печень. Возможны и другие, пока неизвестные механизмы.

Заключение. В роли биологических канцерогенов могут выступать ДНК- и РНК-содержащие вирусы, а также бактерия H. pylori. Вирусы способны вызывать развитие рака либо путем прямого влияния на клетки макроорганизма (ВПЧ, ВЭБ, ВГЧ 8, ТЛВЧ), либо опосредованно через различные патогенетические механизмы (ВГВ, ВГС, ВИЧ). Онкогенез при хеликобактерной инфекции включает как прямое, так и опосредованное действие на клетки.

About the authors

Olesya Vladimirovna Volodina

Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko

Email: y_lozinskaya@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-3157-4250
Russian Federation, 10 Studentskaya str., Voronezh, 394036

Yuliya Andreyevna Lozinskaya

Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko

Author for correspondence.
Email: y_lozinskaya@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-1197-747X

Candidate of Medical Sciences, Assistant of the Department of Microbiology

Russian Federation, 10 Studentskaya str., Voronezh, 394036

References

Supplementary files

There are no supplementary files to display.