Zakaźne przyczyny raka - Infectious causes of cancer

Helicobacter pylori

Szacuje się, że światowe ryzyko zachorowania na raka z przyczyn zakaźnych wynosi 16,1%. Infekcje wirusowe są czynnikami ryzyka raka szyjki macicy, 80% raków wątroby i 15-20% innych nowotworów. Odsetek ten waha się w różnych regionach świata, od 32,7% w Afryce Subsaharyjskiej do 3,3% w Australii i Nowej Zelandii. Helicobacter pylori jest związany z rakiem żołądka , a Mycobacterium , niektóre inne bakterie i pasożyty, również mają wpływ.

Wirus, który może powodować raka, nazywany jest onkowirusem lub wirusem nowotworowym . Należą do nich wirus brodawczaka ludzkiego , który jest związany z rakiem szyjki macicy i rakiem nosogardzieli ; wirus Epstein- Barr , który jest związany z różnymi chłoniakami limfoproliferacyjnymi związanymi z wirusem Epstein- Barr ; herpeswirus mięsaka Kaposiego , który jest związany z mięsakiem Kaposiego i pierwotnym chłoniakiem wysiękowym ; wirusy zapalenia wątroby typu B i zapalenia wątroby typu C, które są związane z rakiem wątrobowokomórkowym ; ludzki wirus białaczki z limfocytów T-1 , który jest związany z białaczką/chłoniakiem z limfocytów T dorosłych ; i wirus białaczki bydła , który jest związany z rakiem piersi (przegląd w International Journal of Environment and Public Health, autorzy = Buehring GC, Sans HM / Title: Breast cancer gone virus? Przegląd roli wirusa białaczki bydła w przyczynach i związanych z tym możliwości profilaktyki raka, zakażenie bakteryjne, może zwiększać ryzyko wystąpienia raka, jak widać na Helicobacter pylori indukowaną raka żołądka , zakażenia pasożytnicze silnie związane z nowotworem obejmują Schistosoma haematobium ( rak płaskonabłonkowy, rak pęcherza moczowego ) oraz przywry z wątroby , Opisthorchis viverrini i Clonorchis sinensis ( chlangiocarcinoma ).

Zakażenia, nowotwory i śmiertelność w krajach rozwiniętych

Zakażenie jest czwartym najważniejszym czynnikiem ryzyka umieralności z powodu raka w rozwiniętym świecie, powodując około 10% umieralności z powodu raka (patrz profilaktyka raka ), po tytoniu (~30% nowotworów), diecie (~30%) i otyłości (~ 15%). Rak powoduje 22,5% zgonów w Stanach Zjednoczonych, tak więc około 2% śmiertelności w Stanach Zjednoczonych wydaje się być spowodowane nowotworami spowodowanymi infekcjami. Jest to porównywalne ze śmiertelnością spowodowaną grypą i zapaleniem płuc, które powodują 2,1% zgonów w Stanach Zjednoczonych.

Znaczenie zakaźnych przyczyn umieralności z powodu raka na świecie

Na całym świecie w 2015 r. najczęstszymi przyczynami zgonów z powodu raka były rak płuc (1,6 miliona zgonów), rak wątroby (745 000 zgonów) i rak żołądka (723 000 zgonów). Rak płuc jest w dużej mierze spowodowany przyczynami niezakaźnymi, takimi jak dym tytoniowy. Jednak rak wątroby i żołądka jest spowodowany głównie przyczynami zakaźnymi. Rak wątroby jest w dużej mierze wywoływany przez wirus zakaźnego zapalenia wątroby typu B (HBV) oraz wirus zapalenia wątroby typu C (HBC), a rak żołądka jest w dużej mierze powodowany przez bakterie Helicobacter pylori . Szacunkowa liczba osób przewlekle zakażonych HBV i/lub HCV na całym świecie wynosi ~325 milionów. Ponad połowa światowej populacji jest skolonizowana przez H. pylori i szacuje się, że u pacjentów z dodatnim wynikiem zakażenia H. pylori ryzyko zachorowania na raka dystalnego żołądka wynosi 1-2%.

Niestabilność genomu spowodowana infekcjami onkogennymi

Niestabilność genomowa spowodowana różnymi sposobami, takimi jak uszkodzenie DNA i modyfikacje epigenetyczne, wydaje się być podstawowymi przyczynami sporadycznych (nierodzinnych) nowotworów. Podczas gdy infekcje mają wiele skutków, organizmy zakaźne, które zwiększają ryzyko raka, są często źródłem uszkodzeń DNA lub niestabilności genomowej, jak omówiono poniżej dla wirusów onkogennych i bakterii onkogennych.

Wirusy

Wirusy są jednym z najważniejszych czynników ryzyka rozwoju raka u ludzi.

Zakażenie niektórymi wirusami zapalenia wątroby, zwłaszcza wirusem zapalenia wątroby typu B i zapaleniem wątroby typu C , może wywołać długotrwałą infekcję wirusową, która prowadzi do raka wątroby u około 1 na 200 osób zakażonych wirusem zapalenia wątroby typu B każdego roku (więcej w Azji, mniej w Ameryce Północnej), oraz u około 1 na 45 osób zakażonych wirusem zapalenia wątroby typu C każdego roku. Osoby z przewlekłym wirusowym zapaleniem wątroby typu B są ponad 200 razy bardziej narażone na rozwój raka wątroby niż osoby niezakażone. Marskość wątroby , czy to z przewlekłego wirusowego zapalenia wątroby, nadmiernego spożycia alkoholu, czy z innej przyczyny, jest niezależnie związana z rozwojem raka wątroby, a połączenie marskości i wirusowego zapalenia wątroby stanowi największe ryzyko rozwoju raka wątroby. Ponieważ przewlekłe wirusowe zapalenie wątroby jest tak powszechne, a rak wątroby tak śmiertelny, rak wątroby jest jedną z najczęstszych przyczyn zgonów związanych z rakiem na świecie i jest szczególnie powszechny w Azji Wschodniej i niektórych częściach Afryki Subsaharyjskiej.

Wirusy brodawczaka ludzkiego (HPV) również powodują wiele nowotworów. HPV jest dobrze znany z powodowania brodawek narządów płciowych i zasadniczo wszystkich przypadków raka szyjki macicy , ale może również infekować i powodować raka w kilku innych częściach ciała, w tym w przełyku krtani , wyściółce jamy ustnej, nosa i gardła , odbytu , sromu , pochwa i penis . Papanicolaou rozmaz ( „PAP” szyjki macicy) jest szeroko stosowany do testów przesiewowych raka szyjki macicy. Dostępne są również testy DNA do identyfikacji wirusa.

Herpeswirusy to trzecia grupa powszechnych wirusów rakotwórczych. Z rakiem związane są dwa typy herpeswirusów: wirus Epsteina-Barra (EBV) i ludzki herpeswirus 8 (HHV-8). EBV wydaje się powodować różnego nonkeratinizing nosowej części gardła, raki , wirusa Epsteina-Barr dodatnie rozproszone chłoniaki z dużych komórek B, nie podano inaczej , chłoniaka rozlanego z dużych chłoniaki B-komórkowe związane z przewlekłym stanem zapalnym , wirusa Epsteina-Barr dodatnie śluzówkowo-skórną wrzodów , limfoidalną granulomatoses i w wielu przypadkach chłoniak rozlany z dużych komórek B związany z fibryną i wewnątrznaczyniowe chłoniaki z komórek NK/T . Wydaje się również, aby powodować pewne przypadki chłoniaków, w tym chłoniaka Burkitta (ten związek przyczynowy jest szczególnie silny w Afryce) i choroby Hodgkina , EBV stwierdzono w wielu innych typach komórek nowotworowych, choć jego rola w powstawaniu tych innych nowotworów jest nie jest dobrze ugruntowana. KSHV /HHV-8 powoduje wszystkie przypadki mięsaka Kaposiego i wykryto go w niektórych przypadkach choroby nowotworowej zwanej chorobą Castlemana . Badania dotyczące innych rodzajów raka, zwłaszcza raka prostaty , były niespójne. Oba te herpeswirusy są powszechnie spotykane w komórkach rakowych pierwotnego chłoniaka wysiękowego . Herpeswirusy powodują również raka u zwierząt, zwłaszcza białaczki i chłoniaki.

Ludzki wirus limfotropowy komórek T ( HTLV-1 ) był pierwszym ludzkim retrowirusem odkrytym przez Roberta Gallo i współpracowników z NIH . Wirus powoduje białaczkę z limfocytów T dorosłych , chorobę opisaną po raz pierwszy przez Takatsuki i współpracowników w Japonii oraz inne choroby neurologiczne. Blisko spokrewniony z ludzkim wirusem białaczki T-komórkowej jest inny deltaretrowirus, wirus białaczki bydła (BLV), który ostatnio spełnił oczekiwane kryteria, aby zaakceptować potencjalną przyczynę raka piersi jako czynnik zakaźny, stosując czułe metody PCR do wykrywania BLV i mając próbki od kobiet z rakiem piersi w porównaniu z próbką kontrolną kobiet bez historii raka piersi.

Poliomawirus z komórek Merkla jest ostatnio odkrytym ludzkim wirusem raka, wyizolowanym z tkanek raka komórek Merkla w 2008 r. przez tę samą grupę, która odkryła KSHV /HHV-8 w 1994 r., przy użyciu nowej technologii zwanej cyfrowym odejmowaniem transkryptomu . Około 80% raków z komórek Merkla jest powodowanych przez poliomawirusa z komórek Merkla; pozostałe guzy mają nieznaną etiologię i prawdopodobnie odrębną histogenezę. Jest to jedyny członek tej grupy wirusów, o których wiadomo, że powodują raka u ludzi, ale inne poliomawirusy są podejrzane o to, że są dodatkowymi wirusami nowotworowymi.

HIV nie powoduje bezpośrednio raka, ale wiąże się z wieloma nowotworami złośliwymi, zwłaszcza z mięsakiem Kaposiego , chłoniakiem nieziarniczym , rakiem odbytu i rakiem szyjki macicy . Mięsak Kaposiego wywoływany jest przez ludzki herpeswirus 8 . Przypadki raka odbytu i raka szyjki macicy związane z AIDS są często powodowane przez wirusa brodawczaka ludzkiego . Po tym, jak HIV zniszczy układ odpornościowy, organizm nie jest już w stanie kontrolować tych wirusów, a infekcje objawiają się rakiem. Niektóre inne stany niedoboru odporności (np. pospolity zmienny niedobór odporności i niedobór IgA ) są również związane ze zwiększonym ryzykiem nowotworu złośliwego.

Powszechne wirusy onkogenne

W rozwiniętych krajach zachodnich wirus brodawczaka ludzkiego (HPV), wirus zapalenia wątroby typu B (HBV) i wirus zapalenia wątroby typu C (HCV) są najczęściej spotykanymi onkogennymi wirusami DNA.

Wirus brodawczaka ludzkiego

Na całym świecie HPV powoduje drugą co do wielkości frakcję nowotworów związanych z infekcjami lub 5,2% globalnego obciążenia nowotworami.

W Stanach Zjednoczonych wirus HPV powoduje większość nowotworów szyjki macicy, a także niektóre nowotwory pochwy, sromu, prącia, odbytu, odbytnicy i części ustnej gardła (raki tylnej części gardła, w tym nasady języka i migdałków). Każdego roku w Stanach Zjednoczonych około 39 800 nowych przypadków raka jest wykrywanych w częściach ciała, w których często występuje HPV. HPV powoduje około 31 500 tych nowotworów.

W przeglądzie Münger et al. istnieje około 200 HPV. Można je podzielić na HPV śluzówkowe i skórne. W każdej z tych grup HPV poszczególne wirusy są określane jako wysokie lub niskie ryzyko w zależności od skłonności do złośliwej progresji zmian, które powodują. Wśród wirusów HPV wysokiego ryzyka, onkoproteiny HPV E6 i E7 funkcjonalnie inaktywują odpowiednio supresory nowotworu p53 i siatkówczaka. Ponadto, każde z onkoprotein HPV E6 i E7 wysokiego ryzyka może niezależnie indukować niestabilność genomową w normalnych komórkach ludzkich. Generują defekty mitotyczne i aneuploidię poprzez indukcję nieprawidłowości centrosomów.

Wirusy zapalenia wątroby typu B i zapalenia wątroby typu C

Hepatokarcynogeneza związana z wirusem zapalenia wątroby stanowi poważny problem zdrowotny. Rak wątroby w Stanach Zjednoczonych jest spowodowany przede wszystkim trzema głównymi czynnikami: wirusem zapalenia wątroby typu C (HCV) (22%), wirusem zapalenia wątroby typu B (HBV) (12%) i spożywaniem alkoholu (47%). W 2017 roku w Stanach Zjednoczonych pojawi się około 40 710 nowych przypadków raka wątroby. Na całym świecie śmiertelność z powodu raka wątroby jest częściej spowodowana wirusem zapalenia wątroby typu B (HBV) (33%), rzadziej wirusem zapalenia wątroby typu C (HCV) (21%) i nadal często z powodu spożywania alkoholu (30%). Na świecie rak wątroby jest czwartą najczęstszą przyczyną śmiertelności z powodu raka, powodując 9% wszystkich zgonów z powodu raka (łączna liczba zgonów z powodu raka wątroby w 2015 r. wyniosła 810 500) i często pojawia się po rakach płuc, jelita grubego i żołądka.

Jak przeanalizowali Takeda i wsp., HCV i HBV powodują rakotwórcze uszkodzenia DNA i niestabilność genomu poprzez szereg mechanizmów. HBV, a zwłaszcza HCV, powodują przewlekłe zapalenie wątroby, zwiększając powstawanie reaktywnych form tlenu (ROS). ROS oddziałują bezpośrednio z DNA, powodując wiele rodzajów uszkodzeń DNA (26 uszkodzeń DNA wywołanych przez ROS opisali Yu i wsp.). Wydaje się również, że przewlekłe zapalenie wywołane infekcją HCV wyzwala nienormalną regulację w górę indukowanej aktywacją deaminazy cytydynowej ( AID) w hepatocytach . AID tworzy mutacje w DNA poprzez deaminację (uszkodzenie DNA) zasady cytozyny , która przekształca cytozynę w uracyl . W ten sposób zmienia parę zasad C:G w mutagenne niedopasowanie U:G. W jeszcze innej przyczynie uszkodzenia DNA, białko rdzenia HCV wiąże się z białkiem NBS1 i hamuje tworzenie kompleksu Mre11/NBS1/Rad50, tym samym hamując wiązanie DNA enzymów naprawczych. W wyniku zmniejszonej naprawy DNA mogą się kumulować mutagenne uszkodzenia DNA.

Bakteria

H. pylori , powszechna bakteria onkogenna

Oprócz wirusów niektóre rodzaje bakterii mogą powodować niektóre nowotwory. Najbardziej widocznym przykładem jest związek między przewlekłą infekcją ściany żołądka Helicobacter pylori a rakiem żołądka .

Chociaż dane różnią się w zależności od kraju, ogólnie około 1% do 3% osób zakażonych Helicobacter pylori zachoruje na raka żołądka w ciągu swojego życia w porównaniu z 0,13% osób, które nie mają zakażenia H. pylori . Ze względu na częstość występowania zakażenia H. pylori wśród osób dorosłych w średnim wieku (74% w krajach rozwijających się i 58% w krajach rozwiniętych w 2002 r.) oraz 1% do 3% prawdopodobieństwa zachorowania na raka żołądka u zakażonych osób, indukowane przez H. pylori rak żołądka jest trzecią najczęstszą przyczyną śmiertelności z powodu raka na świecie od 2018 roku.

Mechanizm, za pomocą którego H. pylori powoduje raka, może obejmować przewlekły stan zapalny lub bezpośrednie działanie niektórych jego czynników wirulencji, na przykład CagA , jest powiązany z karcynogenezą.

Jak przeanalizowali Chang i Parsonnet, przewlekła infekcja H. pylori w ludzkim żołądku charakteryzuje się przewlekłym stanem zapalnym. Towarzyszy temu uwalnianie z komórek nabłonka reaktywnych form tlenu (ROS) i reaktywnych form azotu (RNOS), a następnie gromadzenie się aktywowanych makrofagów w miejscu infekcji żołądka. Makrofagi uwalniają również ROS i RNOS. Poziomy 8-okso-2'-dezoksyguanozyny (8 OHdG), jednej z dominujących form wolnorodnikowych wywołane uszkodzeniami DNA oksydacyjnego zwiększają się więcej niż 8 razy w DNA po infekcji H. pylori , zwłaszcza jeśli H pylori są dodatnie na CagA . Wzrost 8-OHdG prawdopodobnie zwiększa mutację. Ponadto stres oksydacyjny, z wysokim poziomem 8-OHdG w DNA, również wpływa na stabilność genomu poprzez zmianę statusu chromatyny. Takie zmiany mogą prowadzić do nieprawidłowej metylacji promotorów genów supresorowych nowotworów.

Oprócz mutacji spowodowanych przez bezpośrednie uszkodzenie DNA przez H. pylori indukowane ROS H. pylori indukowane mutacje rakotwórczych i białka zmiany ekspresji są bardzo często wynikiem H. pylori indukowanej epigenetyczne zmiany. Te zmiany epigenetyczne obejmują indukowaną przez H. pylori metylację miejsc CpG w promotorach genów oraz indukowaną przez H. pylori zmienioną ekspresję wielu mikroRNA .

Jak przeanalizowali Santos i Ribeiro H. pylori, zakażenie H. pylori wiąże się z epigenetycznie zmniejszoną wydajnością mechanizmu naprawy DNA, co sprzyja akumulacji mutacji i niestabilności genomowej, a także karcynogenezie żołądka. W szczególności, zgodnie z przeglądem dokonanym przez Raza i wsp., zakażenie ludzkiego żołądka przez H. pylori powoduje epigenetycznie zmniejszoną ekspresję białek naprawczych DNA MLH1 , MGMT i MRE11 . Ponadto Raza i in. wykazali, że dwa kolejne białka naprawcze DNA, ERCC1 i PMS2, miały epigenetycznie poważnie obniżoną ekspresję białka, gdy zakażenie H. pylori rozwinęło się powodując niestrawność (która występuje u 20% zakażonych osób).

Mykobakterie

Gruźlica jest czynnikiem ryzyka raka płuc .

Inne bakterie

Jeden metaanalizy z serologicznych danych porównujących przed Chlamydia pneumoniae infekcje u pacjentów z rakiem płuc, bez znaleziono wyniki sugerujące przed zakażeniem związane było z nieznaczne zwiększenie ryzyka zachorowania na nowotwór płuc.

Pasożyty

Do pasożytów które powodują schistosomatoza (motylica), w szczególności S. haemotobium , może wywoływać raka pęcherza i raka w innych miejscach. Zapalenie wywołane przez jaja dżdżownicy wydaje się być mechanizmem wywołującym raka płaskonabłonkowego pęcherza moczowego. W Azji zakażenie S. japonicum jest związane z rakiem jelita grubego .

Dystomiza , wywoływana przez pasożytnicze przywry wątrobowe , jest związana z rakiem dróg żółciowych (rak dróg żółciowych ) w Azji Wschodniej.

Malaria jest powiązana z chłoniakiem Burkitta w Afryce, zwłaszcza gdy występuje w połączeniu z wirusem Epsteina-Barra , chociaż nie jest jasne, czy jest przyczyną.

Pasożyty są również istotną przyczyną raka u zwierząt . Cysticercus fasciolaris , postać larwalna tasiemca pospolitego kota, Taenia taeniaformis , powoduje raka u szczurów. Spirocerca lupi jest związany z rakiem przełyku u psów, przynajmniej w południowych Stanach Zjednoczonych.

Nowy rodzaj przypadku, zgłoszony w 2015 r., dotyczył mężczyzny z obniżoną odpornością, u którego tasiemiec przeszedł złośliwą transformację , powodując przerzuty neoplazji komórek tasiemca w całym ciele. To nie był rak jego własnych komórek, ale pasożyta. Ten odosobniony przypadek nie ma istotnego wpływu na zdrowie publiczne, ale jest interesujący, ponieważ jest „nowym mechanizmem chorobowym, który łączy infekcję i raka”.

Zobacz też

Dalsza lektura

  • Kornwalia, Claudia M. Łapanie raka: poszukiwanie przyczyn wirusowych i bakteryjnych. Lanham: Rowman i Littlefield Publishers, 2013.

Bibliografia

Bibliografia

Zewnętrzne linki