Открытие вирусной природы рака шейки матки

Вопреки существовавшим в 1970-х представлениям о природе раковых заболеваний, Гарольд цур Хаузен (Harald zur Hausen) постулировал, что развитие рака шейки матки (по крайней мере, в некоторых случаях) связано с папилломавирусом человека (ВПЧ). Он предположил, что если опухолевые клетки содержат онкогенный вирус, то их геном должен включать и вирусную ДНК. Следовательно, активность вирусных генов, инициирующих злокачественный рост, может быть обнаружена при помощи специальных ДНК-тестов, ориентированных на вирусный генетический материал. Цур Хаузен более десяти лет продвигал свою идею и занимался поиском различных типов ВПЧ-инфекции, что затруднялось, в частности, тем обстоятельством, что вирусная ДНК лишь частично внедрялась в хромосомы хозяина (человека). В 1983 году ему удалось обнаружить ДНК папилломавируса в биопсии рака шейки матки, и это событие можно считать открытием онкогенного вируса ВПЧ-16. Годом позже он клонировал ДНК ВПЧ-16 и ВПЧ-18 в пациентах, больных раком шейки матки. Эти типы вируса обнаруживаются примерно в 70% случаях рака шейки матки.

Значение исследований вируса папилломы

Ущерб, наносимый папилломавирусом здоровью людей во всём мире, весьма значителен. Более 5% всех зарегистрированных случаев рака вызывается именно вирусами этой группы. Вирусы папилломы — одна из наиболее часто встречающихся инфекций, передающихся половым путём. Из более чем 100 известных разновидностей ВПЧ, около сорока инфицируют мочеполовую систему, и 15 из них создают повышенный риск заболевания раком шейки матки (но ВПЧ связывают и с другими разновидностями онкогенных процессов). Папилломавирус находят у 99,7% женщин с гистологически подтверждённым диагнозом рака шейки матки — что составляет около 500000 женщин в год.

Исследования Гарольда цур Хаузена в области ВПЧ-инфекции легли в основу понимания механизмов канцерогенеза, индуцированного вирусом папилломы. Впоследствии были разработаны вакцины, которые более чем в 95% случаев позволяют предотвратить инфекцию вирусами ВПЧ-16 и ВПЧ-18. Это лечение позволит сократить объем хирургического вмешательства и в целом снизить угрозу, представляемую раком шейки матки.

Открытие ВИЧа

В 1981-м появились медицинские описания новой формы синдрома иммунодефицита. Франсуаза Барре-Синусси (Françoise Barré-Sinoussi) и Люк Монтанье (Luc Montagnier) выделили и исследовали культуры лимфатических клеток людей, которым был поставлен диагноз начальной формы приобретённого иммунодефицита. В этих культурах им удалось обнаружить следы работы фермента обратной транскриптазы — прямого свидетельства инфекции ретровирусом и его репликации в заражённых клетках. Кроме того, они обнаружили непосредственно ретровирусные частицы, отпочковывающиеся от заражённых клеток. Выделенный вирус — получивший название вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) — заражал и убивал лимфоциты как здоровых, так и больных людей, а также реагировал с антителами инфицированных пациентов. По сравнению с уже известными на тот момент канцерогенными вирусами, ВИЧ не вызывал неконтролируемой пролиферации клеток; вместо этого он использовал активацию клеточного метаболизма Т-лимфоцитов для собственного размножения. Этот факт позволил объяснить причину приобретённого иммунодефицита, поскольку Т-клетки выполняют очень важную роль в иммунной защите. К 1984 году Барре-Синусси и Монтанье уже имели несколько образцов нового человеческого ретровируса (который они отнесли к подгруппе лентивирусов), полученных из пациентов, заразившихся половым путём, при переливании крови или больных от рождения (в случае, когда инфекция передаётся от матери к ребёнку). Значение проделанной ими работы трудно переоценить, учитывая почти повсеместное распространение ВИЧа и эпидемию СПИДа, охватившую почти 1% населения Земли.

Значение исследований вируса иммунодефицита

Вскоре после открытия вируса несколько исследовательских групп однозначно продемонстрировали, что ВИЧ является причиной синдрома приобретённого иммунодефицита (СПИДа). Открытие Барре-Синусси и Монтанье позволило очень оперативно клонировать геном вируса ВИЧ-1. Это, в свою очередь, привело к установлению важных подробностей жизненного цикла вируса, а также механизмов, с помощью которых он проникает в клетку хозяина. Кроме того, были разработаны методы экспресс-диагностики крови пациентов на предмет ВИЧ-инфекции, что позволило существенно сдержать распространение эпидемии. Разработка антивирусных препаратов, позволяющих значительно продлить жизнь больным СПИДом, также стала возможной только после установления механизмов ВИЧ-инфекции и подробностей жизненного цикла вируса. Генетические исследования в области вируса иммунодефицита позволили установить, что, по-видимому, этот вирус впервые заразил человека в начале XX века где-то в западной Африке, где до того «обитал» главным образом в шимпанзе. Однако что именно стало причиной такого массового его распространения в 1970-х, до сих пор остаётся загадкой.

Установление молекулярных механизмов проникновения вируса в клетку хозяина позволило понять, каким образом ВИЧ поражает лимфоциты, и как он «скрывается» от иммунной защиты, постоянно модифицируя свой собственный геном и интегрируя его в ДНК клеток-носителей (лимфоцитов типа CD4⁺), делая полное излечение на настоящий момент практически невозможным — даже после длительной антивирусной терапии.

ВИЧ стал причиной глобальной пандемии. Никогда прежде медицина и наука не реагировали на угрозу так же быстро, идентифицируя причину нового заболевания и предлагая методики лечения. Пусть не совершенные, на сегодня они обеспечивают практически такую же среднюю продолжительность жизни пациентов, как и у здоровых людей. Многочисленные разработки в области вирусологии этой инфекции всё-таки позволяют надеяться, что однажды человечество сможет полностью победить вирус иммунодефицита.

Литература

1. Пресс-релиз Нобелевского комитета. (2008). The Nobel Prize;
2. Сычёв В. (2008). Нобелевская премия по медицине вручена вирусологам. Strf.ru;
3. Alison Abbott. (2008). Virus discoveries secure Nobel prize in medicine. Nature;
4. Как «вырезать» вирус?;
5. Подножка для вируса СПИДа;
6. «Швейцарский нож» вирусной армии: разгадан секрет обратной транскриптазы;
7. Обнаружены пептиды, предотвращающие проникновение ВИЧ в клетку.