Вирусы и эпидемии в истории мира. Прошлое, настоящее и будущее

ВИЧ напрямую вызывает СПИД, а также опосредованно связан с несколькими видами рака⁶². Открытие того факта, что вирусная инфекция может быть связана с раком, имеет давнюю историю. Более 100 лет назад начался поиск вирусного этиологического агента рака, и в течение последних 54 лет основное внимание уделялось конкретной вирусной группе – ретровирусам человека. Ученым теперь известно, что вирусные инфекции вызывают по меньшей мере 20 % всех случаев рака. Вирус гепатита B и вирусные инфекции гепатита A и C связаны с раком печени (см. главу 8), инфекция вирусом Эпштейна – Барр с раком носоглотки, папилломавирусы – с некоторыми видами рака шейки матки и полового члена, а ВИЧ и вирус простого герпеса-7 – с саркомой Капоши. Папилломавирусы были одними из первых вирусов, которые были определены как фильтрующиеся агенты⁶³ и относительно которых Гарольд цур Хаузен и его коллеги в конце 1970-х годов показали, что они связаны с эпителиальным раком человека, включая рак шейки матки. В 2006 году стала доступна вакцина для предотвращения рака шейки матки человека^65,66. Кроме того, более четверти из 600 с лишним известных вирусов животных обладают онкогенным потенциалом, то есть способностью вызывать у животных или в культурах клеток бесконтрольное клеточное деление и рост, провоцирующие развитие опухолей.

Передача злокачественных новообразований среди животных приписывается вирусам с начала XX века. Многие из этих видов рака вызывают ретровирусы – семейство вирусов, с уникальной стратегией репликации вирусного генома. По правилам молекулярной биологии генетическая информация течет от ДНК к РНК и к белку. Это путь характерен для ДНК-вирусов, таких как оспа, и для экспрессии генов в клетке человека. Другие вирусы содержат свою генетическую информацию в РНК (возбудители желтой лихорадки, полиомиелита, кори, лихорадки Ласса, лихорадки Эбола и хантавирус являются РНК-вирусами). У них отсутствует ДНК и генетическая информация передается от РНК к белку. Однако, в отличие от других РНК-вирусов, ретровирусы по существу обращают процесс вспять, поскольку их вирусным генетическим материалом является РНК, но РНК служит матрицей для синтеза вирусной ДНК под действием вирус-специфического фермента, обратной транскриптазы. Эта последовательность первоначально приводит к образованию комплекса ДНК-РНК, фрагмент РНК расщепляется, оставляя ДНК для дальнейшего процесса репликации. Кроме того, ретровирусная ДНК интегрируется в ДНК хозяина. В случае ВИЧ, как и у всех ретровирусов, информация передается по пути РНК-ДНК-РНК-белок. Чтобы реплицироваться в организме инфицированного хозяина, ВИЧ должен интегрировать полученную копию ДНК в ДНК клеток хозяина – стратегия, создающая чрезвычайно сложную проблему, когда иммунная система хозяина или противовирусная лекарственная терапия пытаются удалить клетки, содержащие этот чужеродный инфекционный агент.

Развитие науки привело к мысли о том, что вирусы могут вызвать рак. В конце XIX века, первый вирус, заражавший животных, был зарегистрирован Фроешем и Лёффлером⁶⁷. К первому десятилетию XX века вирусы выделяли и проводили с ними манипуляции как с физическими агентами с помощью фильтров Пастера – Шамберлана – Беркефельда и с использованием экспериментальных животных. Именно в это время было показано, что первые известные ретровирусы являются трансмиссивными агентами, способными вызывать рак.

Вильгельм Эллерман и Олаф Банг⁶⁸, работавшие в Копенгагене, Дания, описали первую естественную бесклеточную передачу рака. Они показали, что агент, «меньший, чем бактерия», «ультравидимый (не видимый под микроскопом) вирус», вызывает эритромиелобластоз (лейкоз) у домашней птицы. Отфильтрованные экстракты лейкозных клеток и крови передавали вирус. Тем не менее в то время лейкемия не считалась раком, поэтому это открытие не имело существенного резонанса. Прошло три года, и затем Пейтон Роус индуцировал развитие солидных опухолей (сарком) у птиц, введя им фильтраты опухоли, полученные от курицы. Работая в Институте Рокфеллера, Роус, изучив кур-несушек породы Плимутрок, привезенных к нему фермерами, идентифицировал у их злокачественные опухоли, как и саркомы, состоящие из веретенообразных клеток⁶⁹. Затем он продемонстрировал, что эти опухоли могут передаваться близкородственным животным. Он приготовил бесклеточный, не содержащий бактерий фильтрат таких опухолей, и привил его здоровой курице; в результате у нее выросла идентичная саркома ⁶⁹.