ОНКОГЕННЫЕ ВИРУСЫ

ОНКОГЕННЫЕ ВИРУСЫ (греч. onkos масса, опухоль + gennao создавать, производить; вирусы: син. онковирусы) — группа вирусов, обладающмх способностью обусловливать трансформацию нормальных клеток эукариотов в опухолевые. Первыми исследователями, высказавшими еще в 1903 г. мысль о том, что опухоли, в частности раковые, могут быть вызваны агентами вирусной природы, были А. Боррель и Боек (F. J. Bose), Эллерманн и Банг (V. Ellermann, О. Bang, 1908). Несколько позже Раус (1911) в эксперименте установил вирусную этиологию лейкоза и саркомы кур. Однако эти работы долго не находили признания, тем более, что в то время лейкозы не считали неопластическими заболеваниями. Лишь в 1966 г. Ф. Раус был удостоен Нобелевской премии за основополагающие исследования в области онковирусологии.

Идея о роли вирусов в возникновении опухолей издавна занимала умы русских ученых. И. И. Мечников в 1909 г. публично заявил: «Весьма вероятно..., что раковые заболевания человека обязаны своим происхождением какому-нибудь вирусу, к-рый усердно ищут, но еще не обнаружили». Развивая мысль об участии вирусов в возникновении опухолей, И. И. Мечников еще в 1910 г. утверждал, что одного лишь проникновения вирусов в организм недостаточно для развития рака и что они могут проявить свою болезне-творность только при соответствующих условиях, основным из к-рых он считал наличие хронически пораженных тканей.

Долгое время попытки выделить вирус, к-рый вызывает опухоли у млекопитающих, оставались безрезультатными. Более того, факт получения опухолей у кур в результате введения им различных хим. веществ, названных канцерогенными, был способен поколебать мнение о живой природе возбудителя и о его принадлежности к вирусам. Тем не менее даже в те годы (1930— 1931) Н. Ф. Гамалея писал: «...если клетки саркомы могут возникать в организме курицы или в тканевых культурах без внесения вируса, а под влиянием стерильных веществ..., то надо допустить, что саркоматозный вирус предсуществует в здоровых клеточках в скрытом состоянии., не проявляя своего присутствия..., не мешает их нормальной жизни и не имеет самостоятельного обмена веществ, т. к. не изменяет их ассимиляции». Это положение позволяет считать, что именно Н. ф. Гамалея первым предсказал существование и значение эндогенных онковирусов.

Только в 1932—1933 гг. Р. Шоуп описал вирусные опухоли у млекопитающих — фиброму и папиллому диких кроликов, из к-рых последняя могла переродиться в карциному. Затем Дж. Биттнер описал в 1936 г. вирус рака молочных желез мышей, а в 1951 г. ЛГросс сообщил о выделении вируса лейкоза мышей. Исследования, проводившиеся в разных странах, показали, что количество О. в. довольно велико и составляет более 200. Среди О. в. имеются как ДНК-, так и РНК-содержащие вирусы.

РНК-содержащие О. в. (онкорнавирусы) представляют наиболее многочисленную группу вирусов, являющихся причиной возникновения злокачественных новообразований у естественных хозяев (см. Ретровирусы). ДНК-содержащие О. в. разделяют на три группы: вирусы папиллом (см. Паповавирусы), вирусы группы герпеса (см. Герпеса вирусы) и вирусы группы оспы (см. Поксвирусы), к-рые обладают свойством вызывать различные опухоли. Среди О. в. имеются вирусы, вызывающие опухоли практически у всех представителей животного мира (см. табл.). Лишь выявление РНК-содержащих О. в. в опухолях человека до сих пор остается неустановленным.

Рис. 1. Схематическое изображение онковирусов. РНК-содержащие онковирусы (1—4): 1 — онковирус типа А, 2 — онковирус типа В, 3 — онковирус типа С, 4 — онковирус типа D; ДНК-содержащие онковирусы (5— 8): 5 — онковирус группы оспы, 6 — онковирус группы герпеса, 7 — аденовирус, 8 — паповавирус.

По морфологии РНК-содержащие О. в. делят на онковирусы (или ретровирусы) типа А, В, С и D (рис. 1,7—4). О. в. типа А рассматриваются гл. обр. как внутриклеточные предшественники О. в. типов В, Си D. Предполагают также, что среди О. в. типа А существует самостоятельная группа вирусов, роль к-рых неизвестна. О. в. типа В являются возбудителями карцином молочных желез у мышей, а О. в. типа С — лейкозов и сарком у птиц и млекопитающих; О. в. типа D объединяют вирус обезьян Мейзона— Пфайзера, вирус перевиваемых раковых клеток человека, эндогенные вирусы белок и обезьян.

Рис. 2. Электронограммы внеклеточных ДНК-содержащих онковирусов: а — вирус контагиозного моллюска (негативное контрастирование, х 100 000); б— герпес-вирус типа 2 человека (ультратонкий срез, X 100 000), 1 — оболочка вируса, 2 — сердцевина вируса; в — участок поверхности капсида герпесвируса типа 2, стрелками обозначены отдельные капсомеры (позитивное контрастирование, X 600 000); г — вирус папилломы человека, стрелками обозначены капсомеры (негативное контрастирование, X 300 000).

Структура и морфогенез ДНК-содержащих О. в. разнообразны и сходны с субмикроскопической организацией и внутриклеточным развитием инф. вирусов группы оспы, герпеса, аденовирусов, паповавирусов (рис. 1, 5—8 и рис. 2).

Рис. 3. Схематическое изображение структуры РНК-содержащего онковируса типа С: 1 —сердцевина вируса; 2 — оболочка: 3 — головка отростка оболочки; 4 — шип отростка оболочки; 5 — внутренний (подоболочечный) слой; 6 — капсула сердцевины вируса; 7 — молекулы ревертазы; 8 — молекулы РНК; 9 — нуклеоид вируса.
Рис. 4. Электронограммы внеклеточных РНК-содержащих онковирусов (негативное контрастирование): а — онковирус типа А; 6 — онковирус типа С (вирус саркомы шерстистых обезьян); в — онковирус типа В (вирус рака молочных желез мышей); г — онковирус типа D (вирус перевиваемых клеток рака гортани человека); 1 — оболочка вируса, 2 — сердцевина вируса; X 120 000.

Внеклеточные вирионы РНК-содержащих О. в. состоят из оболочки и сердцевины, имеющих достаточно сложное строение, как, напр., у О. в. типа С млекопитающих (рис. 3—4). Для внутриклеточного развития РНК-содержащих О. в. характерны два основных признака: интеграция вирусного ДHК-транскрипта (ДНК-овой копии вирусного РНК-содержащего генома, к-рая синтезируется вирусным ферментом — ревертазой) с геномом клетки и наличие дополнительной стадии дифференцировки (созревания) у выделившегося (или выделяющегося) из клетки О. в. (цветн. рис.).

Рис. 5. Электронограммы поверхности клетки с почкующимися РНК-содержащими онковирусами: а — формирование обычных форм онкогенного вируса (указано стрелками) типа С лейкоза мышей (ультратонкий срез); б — формирование минимальной формы онковируса типа С (1) и обычного внеклеточного онковируса типа С (2) — ультратонкий срез; в — внеклеточная минимальная форма онковируса типа А (негативное контрастирование); г — внеклеточная минимальная форма онковируса типа С (ультратонкий срез, X 100 000).

Помимо обычных РНК-содержащих онкогенных вирусов (рис. 5,а), описаны так наз. минимальные формы РНК-содержащих О. в. (рис. 5, б, в, г), к-рые обнаружены в популяции онковирусов типа А, С и D. Они отличаются меньшей величиной и формируются либо на поверхности клетки, либо в процессе фрагментации внеклеточных онковирусов при неблагоприятных условиях культивирования. В подобных условиях выявляются многочисленные аномальные формы онковирусов, в частности гигантские их формы (рис. 6).

Рис. 6. Электронограммы гигантских форм онкогенных РНК-содержащих вирусов: а — почкование гигантских форм онковируса типа А (1 — гигантский онковирус, 2 — почкующийся обычный онковирус, 3 — оболочка клетки); б — справа — внеклеточная гигантская форма онковируса типа С (3 — оболочка вируса, 2 — сердце-вина вируса); слева — обычный онковирус типа С (ультратонкий срезы, X 70 000).

Большая роль в становлении современной онковирусологии принадлежит советскому ученому Л. А. Зильберу, впервые высказавшему гипотезу о возможности интегративного взаимодействия опухолевых вирусов и клеток, к-рая впоследствии получила полное и повсеместное признание в качестве вирусо-генетической теории возникновения опухолей (Л. А. Зильбер, 1968).

По мере накопления данных сложилась следующая схема механизма вирусного канцерогенеза. Вирусный генетический материал закрепляется в клетке, становится составной частью клеточного генома. В составе закрепленного вирусного генома имеется ген (гены), продукт к-рого непосредственно отвечает за превращение нормальной клетки в опухолевую (такие гены получили название онкогенов). Продукт онкогена («раковый белок»), образующийся в результате функционирования онкогена, стойко нарушает нормальную регуляцию клеточного деления — клетка становится опухолевой. Что же касается химических и физических канцерогенных факторов, то они усиливают активность до той поры не проявлявших своей опухолевой природы вирусов.

Усиление опухолеродных свойств О. в. при заражении животных не-онкогенными вирусами было впервые описано советским вирусологом Н. П. Мазуренко в 1957—1962 гг. и получило наименование вирусновирусного коканцерогенеза (см. Онкогенез).

Помимо РНК-содержащих О. в., попадающих в клетку извне, обнаружены так наз. эндогенные онковирусы, генетическая информация к-рых содержится в геноме всех клеток данного вида животных (в т. ч. и в геноме половых клеток). Клетки природных хозяев всех известных эндогенных вирусов неблагоприятны для размножения этих вирусов. Роль эндогенных онковирусов неизвестна. Советские вирусологи В. М. Жданов и Т. И. Тихоненко высказали предположение, что эти эндогенные онковирусы могут являться одним из факторов клеточной дифференцировки и обмена генетической информации в биосфере.

См. также Вирусы.

Рис. Внутриклеточный цикл развития онкогенного РНК - содержащего вируса (онковируса). На рисунке изображена клетка, в которой онкогенный РНК-содержащий вирус проходит внутриклеточный цикл размножения: 1—внеклеточный онковирус типа С; 2 — адсорбция и проникновение вириона онковируса типа С в клетку; 3— депротеинизация ("раздевание") вириона; 4— транскриптивный комплекс, обеспечивающий формирование одно-и двухспиральной вирусной ДНК (1), ДНК (2) на матрице РНК вируса; 5 — линейная двухспиральная ДНК вируса; 6 — кольцевая форма вирусной ДНК, образовавшаяся из линейной ДНК вируса; 7 — проникновение кольцевой формы вирусной ДНК в ядро клетки; 8 — интеграция вирусной ДНК в геном клетки; 9— синтез вирусной РНК; 10 — переход вирусной РНК из ядра клетки в цитоплазму и включение в состав полирибосомы, локализующейся на мембране гранулярного эндоплазматического ретикулума; 11— синтез вирусных гликопротеидов — гп (гп15Е и гп70); 12 — транспорт вирусных гликопротеидов к поверхности клетки; 13 — локализация вирусных гликопротеидов на плазматической оболочке клетки; 14 — переход вирусной РНК из ядра в цитоплазму и включение в состав линейной полирибосомы, синтезирующей белки вирусной сердцевины (15), 16 — транспорт новосинтезированных белков (п10, пЗО, п12, п15) к поверхности клетки; 17 — переход вирусной РНК из ядра в цитоплазму и включение в состав линейной полирибосомы, синтезирующей ревертазу (18); 19 — транспорт вирусной ревертазы к поверхности клетки; 20 — транспорт вирусного рибонуклеопротеида к поверхности клетки; 21 — сборка сердцевины онковируса; 22 — формирование онковируса из отдельных вирусных компонентов [гликопротеидов (1 1—13), белков сердцевины (15, 16) и ревертазы (18, 7Р)] в процессе почкования на поверхности клетки; 23 — превращение внеклеточного онковируса типа А, содержащего сферический нуклеоид, в онковирус типа С с плотным нуклеоидом (24)

Таблица. Онкогенные вирусы позвоночных и вызываемые ими заболевания (или обнаружение вируса)

Семейство

Подсемейство

Род

Представители

Вызываемое заболевание (или обнаружение вируса)

ДНК-содержащие вирусы

Poxviridae

Chordo-poxv irinae

Lepopoxvirus

Вирус миксомы кроликов

Миксоматоз у кроликов

Вирус фибромы кроликов

Фиброма Шоупа у кроликов; для новорожденных кроликов характерна генерализованная форма

Вирус фибромы белок

Фиброма у белок

Вирус фибромы зайцев

Фиброма у зайцев

Не классифицирован

Обезьяний опухолевый вирус Яба

Доброкачественные опухоли кожи у обезьян

Herpesviri-

dae

Alphaher-

pesvirinae

Герпесвирус человека типа 2

Обнаружен при раке шейки матки у женщин

Герпесвирус человека типа 4 (вирус Эпстайна—Барра)

Обнаружен при лимфоме Беркитта и раке носоглотки у человека

Gammaher-

pesviridae

Герпесвирус фазановых типа 2 (вирус болезни Марека)

Болезнь Марека у кур (лимфоматоз)

Герпесвирус обезьян саймири

Лейкозы и ретику-локлеточные саркомы у нек-рых видов обезьян

Герпесвирус lago-morphi типа 1

Лимфомы у кроликов

Adenoviridae

Mastadenovirus

Аденовирусы человека типов 3, 7, 11, 12, 13, 14, 16, 21, 31

Саркомы и злокачественные лимфомы у хомячков, мышей и крыс

Аденовирусы обезьян

Саркомы и злокачественные лимфомы у хомячков, мышей и крыс

Аденовирусы крупного рогатого скота

Опухоли у хомячков

Аденовирусы собак

Саркомы и злокачественные лимфомы у хомячков, мышей и крыс

Aviadenovirus

Аденовирус CELO

Саркомы и злокачественные лимфомы у хомячков, мышей и

KpoIC

Papovaviridae

Papillomavirus

Папилломавирус типа 1

Папилломы (бородавки) у человека

Папилломавирус типа 2

Папилломы Шоупа у кроликов

Папилломавирус типа 3

Папилломы у крупного рогатого скота

Папилломавирус типа 4

Папилломы у собак

Папилломавирус типа 5

Папилломы у хомяков

Polyomavirus

Полиомавирус типа 1

Опухоли (саркомы) у новорожденных крыс, мышей, хомячков, фибромы у кроликов

Полиомавирус типа 2 (обезьяний ва-куолизирующий вирус ОВ 40)

Опухоли (фибросаркомы, нефробла-стомы, эпендимомы и др.) у новорожденных хомячков

РНК-содержащие вирусы

Retroviridae

Oncovirinae

Онковирусы типа С Подрод онковирусов типа С млекопитающих

Онковирус сарком и лейкозов мышей (подвиды: вирус лейкоза мышей Граф-фи, Гросса, Молони, Раушера, Френд и ДР*)

Одни штаммы вызывают лейкозы,другие — саркомы у мышей

Retroviridae

(продолжение)

Oncovirinae

(продолжение)

Онковирусы типа С Подрод онковирусов типа С млекопитающих (продолжение)

Онковирусы сарком и лейкозов кошек (подвиды: вирусы кошачьих лейкозов подгрупп А, В и С)

Лейкозы у кошек; фибросаркомы и ли-посаркомы у кошек, собак, кроликов, нек-рых видов обезьян

Онковирус типа С бабуинов

Лейкоз у обезьян

Онковирус типа С короЕ

Лейкоз у крупного рогатого скота

Подрод онковирус типа С птиц

Онковирус лейкоза и сарком птиц

Лейкоз (лимфоматоз) у кур, саркома (Рауса) у кур, фазанов, цесарок, уток, индюков и др.

Онковирус ретикулоэндотелиоза

Ретикулоэндотелиоз у кур

Онковирусы типа В

Онковирус опухоли молочных желез мышей

Аденокарциномы у мышей

Онковирус опухоли молочных желез морских свинок

Опухоли молочных желез у морских свинок

Примечание: прочерк — таксономическое подразделение не определено.




Библиография: Абелев Г. И. и др. Опухолевый рост как проблема биологии развития, М., 1979; Агеенко А. И. Механизм вирусного ©нкогенеза, М., 1978; Атлас вирусной цитопатологии, под ред. Б.М. Жданова, М., 1975; Быковский А. Ф. и Клицунова Н.Б. Строение необычных («минимальных») форм онкорнавирусов типа А и С, Докл. АН СССР, т. 224, № 1, с. 226, 1975; Жданов В. М., Быковский А. Ф. и Ильин К. В. Онкогенные вирусы типа D, М., 1979; 3 и л ь-бер JI. А. и др. Эволюция вирусогенетической теории возникновения опухолей, М., 1975; Лапин Б. А. и др. Гемобластозы приматов и роль вирусов в их возникновении, М., 1979.



Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Поделиться: