陳春麗 崔道林
【摘 要】本文介紹了癌癥的嚴(yán)重性,分別從抑制抑癌基因的表達(dá)、病毒基因產(chǎn)物可抑制炎癥反應(yīng)、病毒感染提高細(xì)胞攝取葡萄糖的能力、病毒基因序列與細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子結(jié)合和促進端粒酶活性五個方面闡述了病毒致癌的機制。
【關(guān)鍵詞】病毒;基因;腫瘤
【中圖分類號】R737 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1004-7484(2014)03-01132-02
《2014年世界癌癥報告》顯示,2012年全球有820萬人死于癌癥,全世界超過60%的癌癥病例發(fā)生在非洲、亞洲和中美洲及南美洲??茖W(xué)家?guī)资甑难芯拷Y(jié)論得出,癌癥相關(guān)風(fēng)險因素很多,例如煙草、飲酒、缺乏身體活動、超重和肥胖、不健康的飲食、空氣污染及病毒感染等。隨著上個世紀(jì)微生物學(xué)的發(fā)展,越來越多的證據(jù)提示,病毒的感染可引起癌癥。
人巨細(xì)胞病毒(HCMV)屬于皰疹病毒科,也稱人類皰疹病毒5型(HHV-5),其與結(jié)腸癌、皮膚癌、前列腺癌、乳腺癌和人腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生有一定的關(guān)系;人乳頭瘤病毒(HPV)是宮頸癌的主要危險因素,宮頸癌是婦科常見的惡性腫瘤;猴多瘤病毒(SV40)能誘導(dǎo)動物組織產(chǎn)生多種腫瘤,與人腦腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān);EB病毒是Epstein和Barr于1964從非洲兒童淋巴瘤(伯基特淋巴瘤)細(xì)胞分離出的一種病毒,屬于皰疹病毒科,也稱人類皰疹病毒4型(HHV-4),研究證明,EB病毒的感染與伯基特淋巴瘤、鼻咽癌、胃癌、霍奇金病、淋巴組織增生性疾病等密切相關(guān);乙肝病毒(HBV)屬于嗜肝DNA病毒科,1965年Blumberg首次從肝炎病人血清中分離,并于1975年證實慢性HBV感染和肝癌(HCC)之間密切相關(guān),目前全世界每年20億性HBV感染者,其中3.5億HBV攜帶者約32萬死于HCC。
1 抑制抑癌基因的表達(dá)
抑癌基因也稱為抗癌基因。正常細(xì)胞中存在基因,在被激活情況下它們具有抑制細(xì)胞增殖作用,但在一定情況下被抑制或丟失后可減弱甚至消除抑癌作用的基因。正常情況下它們對細(xì)胞的發(fā)育、生長和分化的調(diào)節(jié)起重要作用。抑癌基因的產(chǎn)物主要包括:轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子,周期蛋白依賴性激酶抑制因子,信號通路的抑制因子,DNA修復(fù)因子等。例如,EB病毒(EBV)感染與胃癌發(fā)生有關(guān),EBV相關(guān)胃癌(EBVaGC)和EBV陰性胃癌(EBVnGC)與癌基因和抑癌基因的相互作用成為致癌機制研究的熱點。王云,Leung[1]研究表明,EBVaGC和EBVnGC之間P53蛋白陽性率差異無顯著性,但EBVaGC組P53蛋白過表達(dá)率明顯高于EBVnGC組,即EBVaGC組織中EBV感染與P53蛋白的異常表達(dá)有關(guān)。HPV DNA 可能整合在基因不穩(wěn)定區(qū)和轉(zhuǎn)錄活躍區(qū),如FRA3B 3p14.2和13q14t,而13q14t恰好是pRB 抑癌基因所在位點,整合可使pRB 抑癌基因失活而致癌[2]。
2 病毒基因產(chǎn)物可抑制炎癥反應(yīng),形成免疫逃避
人類的免疫系統(tǒng)有著免疫防御、免疫穩(wěn)定和免疫監(jiān)視三大基本功能。其中免疫監(jiān)視主要防范人體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞,癌癥的發(fā)生與病人的免疫功能低下密不可分。HCMV感染細(xì)胞后能編碼UL111A的基因產(chǎn)物-cmvIL-10,其結(jié)構(gòu)與IL-10相似。cmvIL-10能結(jié)合IL-10受體進而抑制炎癥反應(yīng),可以抑制T細(xì)胞合成IL-2、TNF、IFN等炎癥因子。此外cmvIL-10能轉(zhuǎn)變細(xì)胞表面的受體構(gòu)型,抑制樹突狀細(xì)胞的成熟、增殖和遷移,降低MHC形成,最終抑制體液免疫和細(xì)胞免疫,逃避免疫監(jiān)視。
3 病毒感染提高細(xì)胞攝取葡萄糖的能力
HCMV感染的纖維母細(xì)胞比未感染的纖維母細(xì)胞消耗的葡萄糖明顯增多,為腫瘤細(xì)胞的增殖、分化提供能量基礎(chǔ)。HCMV感染的纖維母細(xì)胞細(xì)胞膜上GLUT4表達(dá)量增多,GLUT是轉(zhuǎn)運葡萄糖的主要載體,此外GLUT4不受胰島素的調(diào)節(jié),不會隨著血糖的降低而下降,結(jié)果大量的葡萄糖輸進細(xì)胞,為腫瘤細(xì)胞的增殖、分化和遷移提供能量基礎(chǔ)。
4 病毒基因序列與細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子結(jié)合,促進細(xì)胞增殖
Rb蛋白為一類重要的細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子,抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞,其成員主要由PRb,P107和P130。Rb蛋白可以結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活因子E2F并抑制其活性。SV40 LT 通過位于J區(qū)域和NLS間的LXCXE模序與Rb/E2F復(fù)合物結(jié)合。SV40 J區(qū)域可以結(jié)合Dnak 分子伴侶HSP70,而HSP70可以激活A(yù)TP酶,在ATP酶的作用下,ATP水解供能使LT與Rb復(fù)合物中E2F釋放,從而導(dǎo)致細(xì)胞增殖[3]。
5 病毒基因與宿主染色體整合,促進端粒酶活性
端粒酶(Telomerase),在細(xì)胞中負(fù)責(zé)端粒的延長的一種酶,是基本的核蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶,可將端粒DNA加至真核細(xì)胞染色體末端。端粒在不同物種細(xì)胞中對于保持染色體穩(wěn)定性和細(xì)胞活性有重要作用,端粒酶能延長縮短的端粒從而增強體外細(xì)胞的增殖能力。例如HPV DNA 可以整合在女性宮頸細(xì)胞內(nèi),可以導(dǎo)致E2基因中斷,即E2基因不能正常表達(dá),從而促使E6,E7基因的表達(dá)。 HPV E6,E7蛋白分別抑制P53,pRB基因活性,可調(diào)節(jié)hTERT的轉(zhuǎn)錄,激活端粒酶。HPV整合到宿主染色體是宮頸癌發(fā)生的標(biāo)志之一。
2014年2月3日,國際癌癥研究機構(gòu)的250多位權(quán)威科學(xué)家統(tǒng)計顯示,目前30%的癌癥可以得到預(yù)防,僅靠治療全球無法贏取與癌癥的抗?fàn)帯?/p>
參考文獻:
[1] Leung, S.Y., et al., p53 overexpression is different in Epstein-Barr virus-associated and Epstein-Barr virus-negative carcinoma. Histopathology, 1998. 33(4): p. 311-7.
[2] Butler, D., et al., Deletion of the FHIT gene in neoplastic and invasive cervical lesions is related to high-risk HPV infection but is independent of histopathological features. J Pathol, 2000. 192(4): p. 502-10.
[3] Harris, K.F., et al., BK virus as a potential co-factor in human cancer. Dev Biol Stand, 1998. 94: p. 81-91.