Полиомавирус клеток Меркеля ( MCV или MCPyV ) был впервые описан в январе 2008 года в Питтсбурге, штат Пенсильвания . [1] Это был первый пример человеческого вирусного патогена, обнаруженного с помощью беспристрастного метагеномного секвенирования следующего поколения с помощью техники, называемой цифровым вычитанием транскриптома . [2] MCV является одним из семи известных в настоящее время человеческих онковирусов . Предполагается, что он вызывает большинство случаев карциномы клеток Меркеля , редкой, но агрессивной формы рака кожи . [3] Было обнаружено, что около 80% опухолей карциномы клеток Меркеля (MCC) инфицированы MCV. MCV, по-видимому, является распространенной — если не универсальной — инфекцией детей старшего возраста и взрослых. [4] [5] Он обнаруживается в респираторных выделениях, что позволяет предположить, что он может передаваться через дыхательные пути. Однако он также был обнаружен в других местах, например, в отшелушившейся здоровой коже и тканях желудочно-кишечного тракта, поэтому точный способ его передачи остается неизвестным. [6] [7] Кроме того, недавние исследования показывают, что этот вирус может латентно инфицировать сыворотку человека [8] и мононуклеарные клетки периферической крови . [9]
Однако большинство вирусов MCV, обнаруженных в опухолях MCC, имеют по крайней мере две мутации, которые делают вирус непередаваемым: 1) вирус интегрируется в геном хозяина и 2) вирусный антиген T имеет мутации усечения, которые делают антиген T неспособным инициировать репликацию ДНК, необходимую для распространения вируса. [10]
Доказательства того, что MCV является причиной большинства опухолей MCC, получены из исследований, в которых ингибируются онкопротеины T-антигена вируса. Нокдаун этих вирусных белков приводит к гибели клеток из MCV-положительных опухолей MCC, тогда как на клетки из опухолей, не инфицированных вирусом, это не оказывает никакого воздействия. [11] Это указывает на то, что MCV необходим для поддержания вирус-положительных опухолевых клеток. Кроме того, клональный паттерн вставок MCV в геномы клеток MCC указывает на то, что вирус присутствовал в клетке Меркеля до того, как он подвергся раковой трансформации. Недавно МАИР классифицировал MCV как канцероген класса 2A. [12]
Полиомавирусы — это небольшие (~5400 пар оснований), безоболочечные , двухцепочечные ДНК-вирусы . MCV — пятый из обнаруженных полиомавирусов, поражающих людей. Он принадлежит к группе мышиных полиомавирусов, одной из трех основных клад полиомавирусов. [1] (Группа названа в честь мышиного полиомавируса , самого раннего из обнаруженных вирусов группы, и это не означает, что MCV передается людям от грызунов.) Хотя в некоторых сообщениях в блогах его путают со спорным вирусом SV40 , это отдельный вирус. [ требуется ссылка ]
MCV генетически наиболее тесно связан с лимфотропным полиомавирусом африканской зеленой мартышки [1] (ранее известным как лимфотропный паповавирус африканской зеленой мартышки) [14] , что согласуется с предположением о совместной эволюции MCV с человеческими приматами.
Прототипная последовательность MCV имеет геном двухцепочечной ДНК (dsDNA) из 5387 пар оснований и кодирует характерные гены полиомавируса из противоположных цепей, включая большой антиген T , малый антиген T (LT и sT, соответственно, из ранней цепи) и гены вирусных капсидных белков VP1 и VP2/3 (из поздней цепи) [15] Наши вирусы - MCV. Антиген T MCV имеет схожие характеристики с антигенами T других полиомавирусов, которые известны как онкопротеины , и экспрессируется в опухолях человека. [1] [10] Антиген T представляет собой сплайсированный ген, который образует несколько различных белков в зависимости от схемы сплайсинга. Как большой онкопротеин T, так и малый онкопротеин T, вероятно, необходимы для превращения здоровых клеток в раковые клетки, и они действуют, нацеливаясь на белки- супрессоры опухолей , такие как белок ретинобластомы . Антиген LT обладает мотивом геликазы, необходимым для репликации вируса, который удаляется в опухолях MCC. В отличие от других полиомавирусов, антиген MCV sT трансформирует клетки in vitro [16] путем активации кэп-зависимой трансляции .
MCV также экспрессирует микроРНК (miRNA), известную как MCV-miR-M1, из своей поздней цепи, которая имеет идеальную комплементарность с LT и, как было показано, отрицательно регулирует экспрессию LT. [17] В дополнение к своей роли в регуляции экспрессии LT MCV и репликации ДНК, было показано, что MCV-miR-M1 напрямую воздействует и подавляет экспрессию иммунозависимого транскрипта клетки-хозяина SP100 [18] , и его роль в установлении долгосрочной персистирующей инфекции была продемонстрирована in vitro. [19]
Карцинома из клеток Меркеля — это высокоагрессивный тип рака кожи , впервые описанный Сирилом Токером в 1972 году как «трабекулярная опухоль кожи». [20] Исходя из своего происхождения, этот тип раковых клеток называется нейроэктодермальной опухолью . Хотя по сравнению с другими видами рака кожи заболеваемость карциномой из клеток Меркеля в Соединенных Штатах утроилась в период с 1986 по 2001 год, достигнув примерно 1400 случаев в год. [21]
Карцинома из клеток Меркеля в основном встречается у пожилых людей. [21] Известно, что она встречается с большей частотой у людей с иммунодефицитом , включая реципиентов трансплантатов и людей со СПИДом , [22] [23] и эта связь предполагает возможность того, что вирус или другой инфекционный агент может быть вовлечен в возникновение рака. Саркома Капоши и лимфома Беркитта являются примерами опухолей, которые, как известно, имеют вирусную этиологию и встречаются с большей частотой у людей с ослабленным иммунитетом. Другие факторы, связанные с развитием этого рака, включают воздействие ультрафиолетового света . [21]
Восемь из 10 опухолей карциномы Меркеля, первоначально протестированных, были инфицированы MCV. [1] В этих опухолях вирус интегрировался в геном раковой клетки и больше не может свободно реплицироваться. Недавние исследования из других лабораторий воспроизвели эти результаты: в одном исследовании 30 из 39 (77%) опухолей клеток Меркеля были MCV-положительными; [24] в другом исследовании 45 из 53 (85%) опухолей клеток Меркеля были положительными.
Секвенирование вируса из раковых клеток Меркеля показывает, что он обычно имеет мутации, специфичные для опухоли, которые усекают антиген MCV T. Эти мутации (которые не встречаются в нативном вирусе, полученном из неопухолевых участков) устраняют геликазу антигена T, не давая интегрированному вирусу реплицироваться независимо от раковой клетки хозяина. [10] Таким образом, опухоль является «тупиковым хозяином» для MCV. [25] Обычно вирус существует в виде кольцевой эписомы (или плазмиды) внутри клетки, а его ДНК упакована в вирусные капсиды и передается в другие клетки. В опухолях вирусная ДНК разорвана и интегрируется в человеческую ДНК внутри опухоли, так что вирус больше не передается. Интегрированный вирус не может быть вырезан из клетки хозяина, и он должен реплицироваться по мере репликации клетки хозяина. Исследование инфицированных опухолей показывает, что большинство из них имеют четкий моноклональный паттерн, что указывает на то, что вирус интегрировался в одну клетку до того, как начал свою раковую экспансию. [1] По этой причине существуют очень веские доказательства того, что MCV вызывает некоторые, но не все, карциномы Меркеля. MCV также можно обнаружить в здоровых тканях людей без карциномы Меркеля. Полный геном MCV (MCV-HF) был разработан из нескольких геномов MCV опухолевого типа и исследован с успешной репликационной способностью in vitro. [26] Идентичные последовательности были обнаружены в нормальной коже человека. [27] Хотя точная распространенность инфекции у людей неизвестна, вероятно, что большинство инфекций не вызывают рак. [28]
Лица, у которых есть карцинома Меркеля с этим вирусом, не заразны для других, и нет никаких инфекционных ограничений. Причины этого следующие: 1) вирус в опухолях уже мутировал и больше не может передаваться от опухолей, и 2) большинство людей уже естественным образом подвергаются воздействию этого вируса в детстве и молодости от других бессимптомных носителей. [ необходима цитата ]
На основании текущих данных, рекомендации по профилактике MCC аналогичны рекомендациям по профилактике других видов рака кожи, например, избегать солнечных ожогов и ненужного пребывания на солнце вместе с использованием солнцезащитного лосьона. Это может предотвратить мутации вируса, которые повышают риск MCC среди тех, кто уже инфицирован MCV. Лица с иммуносупрессией (например, больные СПИДом или пациенты с трансплантацией органов) подвержены более высокому риску этого вида рака и могут извлечь пользу из периодических осмотров кожи. Появление безболезненной опухоли, которая быстро увеличивается, особенно у лиц старше 50 лет или лиц с иммуносупрессией, требует обследования у врача. Биопсия опухоли из клеток Меркеля должна легко обеспечить диагностику и при раннем обнаружении имеет хороший прогноз при стандартном лечении. В настоящее время не существует вакцин или лекарств, которые могут предотвратить инфекцию MCV или предотвратить возникновение карциномы из клеток Меркеля. [ необходима цитата ]
Обнаружение вируса все еще находится на стадии исследования и, как правило, недоступно в качестве клинического теста. Обнаружение вирусной ДНК выполняется с помощью ПЦР или Саузерн-блоттинга . Необходимо соблюдать осторожность при интерпретации результатов ПЦР, поскольку она склонна к ложноположительному заражению, а значительная часть образцов здоровой кожи может содержать инфекцию низкого уровня. [27] Секвенирование вирусного генома может определить, присутствуют ли мутации, специфичные для опухоли. [ необходима цитата ]
Были разработаны антитела для окрашивания Т-антигена в опухолевых тканях [29] , и, по-видимому, они специфичны для опухолевых клеток, инфицированных MCV. [30] [31] Также были разработаны анализы крови [4] [5] , которые показывают, что большинство взрослых ранее подвергались воздействию MCV и могут продолжать быть носителями этого вируса в виде бессимптомной инфекции.
Рекомендации по лечению не различаются для карциномы Меркеля, инфицированной MCV или без MCV. Недавнее общенациональное исследование из Финляндии предполагает, что MCV-положительные опухоли имеют лучший прогноз, чем неинфицированные опухоли [32] (хотя это не было обнаружено в других исследованиях [25] ). Если это подтвердится, рутинное обнаружение вируса может обеспечить будущую выгоду для медицинского руководства. Сам вирус, как известно, не восприимчив к современным противовирусным препаратам.
Недавние исследования показывают, что онкопротеин сурвивин активируется большим белком T MCV, нацеленным на белок клеточной ретинобластомы [33], и что ингибиторы сурвивина могут задерживать прогрессирование опухоли в моделях животных. В настоящее время организуются клинические испытания, чтобы определить, имеет ли это какую-либо пользу для людей. Важность этого открытия заключается в том, что многообещающая рациональная мишень для препарата была обнаружена в течение четырех лет после первоначального открытия вируса, и что теперь, когда причина рака известна, могут быть быстро разработаны другие новые методы лечения. MCV является мишенью для клеточно-опосредованных иммунных реакций, и поэтому важные исследовательские усилия сосредоточены на иммунологической терапии, которая может принести пользу пациентам с MCC. [ необходима цитата ]
Юань Чан и Патрик С. Мур обнаружили герпесвирус, ассоциированный с саркомой Капоши , методом физического вычитания в 1994 году. [34] Метод виртуального вычитания был разработан Хуэйченом Фэном в лаборатории как новый высокопроизводительный метод секвенирования цифрового вычитания транскриптома (DTS) New Pathogen Discovery [2] для поиска присутствия вируса в опухолях клеток Меркеля . [1] В этом методе все мРНК из опухоли преобразуются в кДНК и секвенируются на глубину, с которой, вероятно, можно секвенировать вирусную кДНК, если она присутствует. Затем последовательности сравниваются с человеческим геномом, и все человеческие последовательности «вычитаются», чтобы оставить группу последовательностей, которые, скорее всего, не являются человеческими. Когда это было выполнено в четырех случаях карциномы клеток Меркеля, была обнаружена одна кДНК, которая была похожа на последовательности известных полиомавирусов, но достаточно четко отличалась, чтобы можно было показать, что это новый вирус. [1] Для исследования были проанализированы генетические последовательности почти 400 000 мРНК. После обнаружения вируса Фэн и его коллеги быстро определили, что инфицированные карциномы Меркеля имеют вирус в интегрированном моноклональном образце, и 80% тканей, взятых у пациентов с MCC, были положительными на вирус. Это было быстро подтверждено исследованиями пациентов с MCC со всего мира, включая доказательства моноклональной интеграции вируса в этих опухолях. [24] [25] [35] [36]
Хотя первоначальные авторы консервативно отметили, что «слишком рано говорить», является ли MCV причиной карциномы Меркеля, общее научное мнение теперь предполагает, что вирус вызывает большинство, но не все опухоли Меркеля. Вирус моноклонально интегрируется в опухоль, когда присутствует, что указывает на то, что протоопухолевая клетка была инфицирована вирусом до ее раковой экспансии. Мутации в антигене T делают вирус неинфекционным, и, следовательно, это не вирус-пассажир, который инфицировал опухоль после того, как опухоль уже началась. Наконец, онкоген антигена T экспрессируется во всех опухолевых клетках, и когда он ингибируется («нокаутируется» РНК- интерференцией ), MCV-положительные клетки погибают. Таким образом, вирус необходим для роста MCV-положительных опухолей. Вполне вероятно, что дополнительные мутации клеток-хозяев действуют совместно с интегрированным вирусом, чтобы фактически вызвать опухоль. Карцинома клеток Меркеля связана с воздействием ультрафиолетового (УФ) света и ионизирующего излучения, и вполне вероятно, что эти мутагены увеличивают скорость мутаций либо в вирусе, либо в геноме клеток Меркеля, способствуя риску развития рака после заражения. [ необходима цитата ]
Причины, по которым 20% случаев карциномы Меркеля отрицательны для вируса, остаются полностью неизвестными, но предположения включают возможность того, что «карцинома Меркеля» на самом деле представляет собой два или более тесно связанных вида рака, только один из которых инфицирован MCV. Неправильная диагностика этого сложного вида рака также может объяснить некоторые отрицательные результаты. Только у очень небольшой доли людей, инфицированных MCV, развивается рак. В настоящее время нет общедоступных тестов на наличие вируса, и пациентам не рекомендуется менять свое лечение на основе знания статуса инфицирования MCV. Пациенты с MCC могут быть включены в научные исследования, но они вряд ли принесут прямую пользу участникам. [37] Снижение риска воздействия ультрафиолета с помощью солнцезащитных экранов, вероятно, снизит риск карциномы Меркеля, а также других видов рака кожи.
Мур предположил, что если его выводы подтвердятся, информация о вирусе может привести к анализу крови или вакцине, которые могут улучшить управление болезнью или помочь в профилактике, так же как вакцина против вируса папилломы человека может быть использована для профилактики рака шейки матки . Чанг объяснил, что изучение вируса может помочь в понимании других видов рака у человека. «Как только вирус интегрируется, он может экспрессировать онкопротеин или может вывести ген, подавляющий рост опухоли . В любом случае, результаты обязательно будут интересными». [38] [39]
Сообщалось о возможных ассоциациях с карциномой шейки матки, плоскоклеточным раком кожи, болезнью Боуэна, базальноклеточным раком кожи, внелегочной мелкоклеточной карциномой и немелкоклеточным раком легких, вызванным мутацией EGFR. [40] [41] [42] [43] [44] [ чрезмерное цитирование ]
{{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )