Генитальная папилломавирусная инфекция

В.А. МОЛОЧКОВ, В.И. КИСЕЛЁВ, Ю.В. МОЛОЧКОВА
ГЕНИТАЛЬНАЯ
ПАПИЛЛОМАВИРУСНАЯ
ИНФЕКЦИЯ
2015
Глава 1
ОБЩИЕ АСПЕКТЫ ГЕНИТАЛЬНОЙ ПАПИЛЛОМАВИРУСНОЙ
ИНФЕКЦИИ
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Генитальные бородавки известны с давних времен. Их первые
описания датированы I в. до н. э. Инфекционная природа вульгарных
бородавок впервые была доказана в 1891 г., генитальных бородавок —
в первом десятилетии XX в. Предраковые изменения цервикального
эпителия, характеризуемые замещением нормального многослойного
плоского эпителия атипичными клетками шиповатого слоя эпидермиса,
в настоящее время характеризуемые понятиями «дисплазия» и «рак
in situ», впервые были описаны в 1910 г. J.C. Robin. В 1930-е годы
был доказан онкогенный потенциал кроличьего папилломавируса.
Вирусные частицы из папилломатозных элементов у человека были
выделены в 1949 г. Половой путь передачи ВПЧ-инфекции был впервые
отмечен T.J. Barrett и соавт. в 1954 г. при обследовании возвратившегося
из Кореи американского воинского контингента. И в дальнейшем
был подтвержден многими другими исследователями, отмечавшими
редкость обнаружения ВПЧ-инфекции у женщин, не живших половой
жизнью, и повышение ее частоты по мере нарастания количества
половых партнеров (zur Hausen H., 1996).
Произошедший в конце 1970-х годов восьмикратный рост частоты
регистрации ОК в США совпал с существенным повышением
сексуальной активности молодежи и как следствие этого — с резким
ростом уровня заболеваемости ИППП. Последующее внедрение в
практику обследования молекулярно-генетических методов детекции
дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) ВПЧ подтвердило широкую
распространенность ее наиболее частого проявления — ОК, не меньшую
чем гонореи (Kirnbauer R. et al., 2002).
Изучение цитологических проявлений цервикальной ВПЧинфекции началось в 1956 г. В 70-е годы генетическую гетерогенность
связанных с раками ВПЧ удалось продемонстрировать методами
молекулярной гибридизации. В 1980–1990 гг. была установлена
8
Генитальная папилломавирусная инфекция
четкая связь отдельных типов ВПЧ с развитием большинства раков
аногенитальной области, а рак шейки матки в пресс-релизе Всемирной
организации здравоохранения (ВОЗ) (1996) был отнесен к ИППП.
В последние годы, благодаря успехам в молекулярной биологии,
были созданы вакцины для профилактики ПВИ и эффективного
лечения цервикального рака.
ЭТИОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗ
ВПЧ поражают широкий спектр позвоночных и относятся к роду А
семейства паповавирусов (Papovaviridae). Вирионы не имеют оболочки,
диаметр их равен 50–55 нм. Капсид имеет форму икосаэдра и состоит
из 72 капсомеров. Геном представлен двуспиральной кольцевидно
скрученной ДНК, включает около 8000 основных пар и кодирует всего
8 открытых рамок считывания. В процессе репликационного цикла
геном вируса экспрессирует от 8 до 10 белковых продуктов. Ранние
белки (early), контролирующие репликацию вируса, транскрипцию
и клеточную трансформацию, кодируются онкопротеинами Е6
и Е7. Поздние белки (late) L1 и L2 кодируют структурные белки
вириона. Белок L1 формирует капсомеры. Белки Е1 и Е2 регулируют
репликацию вирусной ДНК и экспрессию генов. Онкогены Е6 и Е7
всегда выявляются в опухолевых клетках зараженных ВПЧ, в то время
как другие фрагменты вирусного генома могут быть утеряны в процессе
его длительной персистенции.
В инфицированных эпителиальных клетках на начальных стадиях
вирусный генетический материал персистирует в эписомальной форме,
при этом клетка способна продуцировать вирусные частицы. На более
поздних стадиях геном вируса интегрирует в клеточный геном, и
способность к репродукции вируса утрачивается. Интеграция вирусной
ДНК в клеточную может индуцировать несколько важных событий.
Во-первых, она часто сопровождается потерей вирусного материала,
при этом обязательно обеспечивается сохранение генов Е6 и Е7;
во-вторых, независимо от делеций вирусный геном в интегрированной
форме не способен к полной репликации; в-третьих, индуцируется
нестабильность клеточного генома. В частности, было показано,
что в канцерогенез шейки матки вовлечены определенные участки
хромосом, что указывает на множественность генетических нарушений
в опухолевой клетке. При интеграции вирусного генома в клеточный не
только сохраняется транскрипция вирусных генов, прежде всего Е6 и
Е7, но и активируется транскрипция некоторых клеточных генов.
Глава 1. Общие аспекты генитальной папилломавирусной инфекции
9
Обнаружение существенных различий в спектре синтезируемых
этой опухолью рибонуклеиновых кислот указывает на разнообразие
генетических механизмов, вовлеченных в процесс канцерогенеза,
обусловленного ВПЧ. В частности, белки Е6 и Е7 могут инактивировать
белки-супрессоры опухолевого роста р53 и рRb105 соответственно.
Кроме того, указанные онкобелки влияют на некоторые белки-циклины
и циклин-зависимые киназы, являющиеся регуляторами цикла деления
клетки (Greenfield I. et al., 2002; Wiley D.J. et al., 2002). Отмечена также
корреляция активности фермента теломеразы в цервикальных соскобах
со степенью тяжести ВПЧ-поражений шейки матки.
Принято выделять следующие этапы инфекционного процесса,
обусловленного ВПЧ.
• Первичная инфекция.
• Персистенция вирусного генома в эписомальной форме с
продукцией вирусных частиц.
• Поликлональная интеграция вирусной ДНК в геном эпителиальной
клетки.
• Индукция мутаций в клеточной ДНК, вызывающая нестабильность
генома.
• Селекция клона клеток с мутагенной ДНК, содержащей интегрированную вирусную ДНК.
• Активное размножение данного клона клеток и рост опухоли.
Согласно последнему пересмотру классификации Международным
комитетом по таксономии вирусов все вирусы папилломы относятся
к семейству Papillomaviridae и объединены в 12 родов, обозначаемых
греческими буквами. Внутриродовая классификация, основанная на
различии нуклеотидной последовательности генома вируса, делит
представителей родов на виды (обозначаются греческой буквой рода
и арабской цифрой) и типы (обозначаются арабскими цифрами).
К пяти родам, инфицирующим человека, относятся alpha-, beta-, gamma-,
mu- и nu-папилломавирусы, и именно их принято обозначать термином «ВПЧ» (de Villers E.M. et al., 2004).
В настоящее время полностью секвенированы более 150 типов ВПЧ
(de Villers E.M., 2013; Bernard H.-U., 2013).
Подгруппа слизистых типов ВПЧ включает большую часть рода
alpha-папилломавирусов (старое таксономическое название — «супергруппа генитальных типов», 11 видов).
Подгруппа кожных типов ВПЧ в основном представлена родом betaпапилломавирусов (старое таксономическое название — «супергруппа
типов верруциформной эпидермодисплазии», 5 видов), а также включает
представителей родов gamma, nu, mu и некоторых представителей рода
10
Генитальная папилломавирусная инфекция
alpha (de Villiers E.-M. et al., 2004) (табл. 1.1–1.2). Представители этой
группы, например ВПЧ-5 и -8, эволюционно отличны от представителей
рода alpha и ассоциируются с раком кожи у иммуносупрессивных
пациентов (Bravo I.G. et al., 2010).
Таблица 1.1
Заболевания, ассоциированные с вирусами папилломы человека
(de Villiers E.-M. et al., 2004)
Типы ВПЧ
16*,18*, 31, 33, 35,
39, 45, 51, 52, 56,
58, 59, 68, 73, 82
(высокий риск)
Род
Alpha
Заболевания
Дисплазия и рак шейки матки, вульвы,
влагалища, ануса, полового члена
6*, 11*, 42, 43, 44
(низкий риск)
Alpha
Аногенитальные бородавки, гигантская
кондилома Бушке–Левенштейна (ГКБЛ),
ювенильный папилломатоз гортани,
папилломатоз гортани взрослых
1, 2, 3, 4, 7, 10, 28, 41
Gamma, mu,
nu, alpha
Кожные бородавки (вульгарные, ладонноподошвенные, плоские, бородавки
«мясников», мозаичные)
5*, 8*, 15, 38 и другие
Beta
Верруциформная эпидермодисплазия
Левандовского–Лютца
5, 8, 12, 14, 20, 21,
19, 25, 47, 36, 24, 93,
9, 15, 17, 22, 23, 38,
37, 80, 49, 75, 76,
92, 96
Beta
Доброкачественные и злокачественные
эпителиальные образования кожи:
базально-клеточный рак;
плоскоклеточный рак;
актинический кератоз;
болезнь Бовена (ББ);
кератоакантома;
себорейный кератоз;
псориаз
* Наиболее значимые в развитии патологии типы ВПЧ.
Таким образом, ВПЧ-индуцированные аногенитальные поражения
обусловлены ВПЧ слизистого типа. При этом ВПЧ рода alpha низкого
онкогенного риска (6 и 11) вызывают доброкачественные поражения —
генитальные бородавки (ОК), а ВПЧ высокого онкогенного риска (16,
18, 31, 33) могут вызывать аногенитальный, в том числе инвазивный, рак.
ВПЧ рода alpha также могут поражать слизистые оболочки ротоглотки,
гортани и конъюнктиву глаза, также вызывая там доброкачественные,
диспластические поражения и инвазивный рак. В ткани генитальных
опухолей обнаруживается до 15 различных типов ВПЧ. Чаще это ВПЧ-6,
Глава 1. Общие аспекты генитальной папилломавирусной инфекции
11
-11, -16, -18, -31, -33, -35, -41, -42. Причем у одного больного может
быть несколько типов ВПЧ одновременно (Maran A. et al., 1995; zur
Hausen H., 2000).
Интерес к изучению роли ВПЧ в развитии кожного рака основан на
выявлении β-папилломавирусов при эпителиальных опухолях кожи с
мальпигиевой дифференцировкой, таких, как плоскоклеточный рак,
ББ, кератоакантома, актинический кератоз и особенно часто — в очагах
предрака и рака кожи больных верруциформной эпидермодисплазией
Левандовского–Лютца (Majewski S., Jablonska S., 1997), а также почти
80% частотой выявления серопозитивности к ним у страдающих раком
кожи реципиентов органного трансплантата (Proby C.M. et al., 2011).
Однако механизмы кожного канцерогенеза более сложны и основаны
на комплексном воздействии на кератиноциты кожных типов ВПЧ и
таких кофакторов, как ультрафиолетовое излучение и иммуносупрессия.
Это, в частности, подтверждает закономерная ассоциация множественных бородавок и рака кожи у иммуносупрессивных больных
верруциформной эпидермодисплазией Левандовского–Лютца с ВПЧ-5
и 8 (Majewski S., Jablonska S., 1997) и способность этих β-папилломавирусов ингибировать интерлейкин-8, участвующий в стимуляции
иммунного ответа, запускаемого ультрафиолетовыми поврежденными
клетками (Akgul B. et al., 2010).
Таблица 1.2
Классификация типов вируса папилломы человека
по гомологии нуклеотидных последовательностей дезоксирибонуклеиновой
кислоты и по тканевой специфичности (Pfister H., Fuchs P.G., 1991)
Кожные
5
9
8
15
24 50
Слизистая
оболочка
Кожные/слизистые типы
4
1
41, 48
2
3
26
54
7
34
71
6 32, 16 18
60 63
27
10
51
40
64
11 42, 31 39
65
57
28
69
43
73
13
33
45
36 37
61
29
44
35
59
47 38
62
77
30
55
52
68
49
72
53
74
58
70
12 17
14 75
56
19 76
66
20
67
12
Генитальная папилломавирусная инфекция
Окончание табл. 1.2
Кожные
Кожные/слизистые типы
Слизистая
оболочка
21
22
23
25
Примечание. В колонки объединены типы с высокой гомологией последовательностей ДНК. Типы вирусов, наиболее часто обнаруживаемые в случаях
рака, выделены жирным шрифтом. Типы вирусов, встречающихся редко,
выделены курсивом.
Интеграция генома alpha-папилломавирусов в хромосому
клетки-хозяина была отмечена в различной степени во всех
клеточных линиях этой опухоли, с достаточно меньшей частотой в
высокодифференцированных предраках и почти никогда в ранних
ВПЧ-позитивных элементах (Wentzensen N. et al., 2004).
Как уже отмечалось, инфицирование эпителиальных клеток ВПЧ
является необходимым, но недостаточным событием для развития рака.
Для формирования необратимой неоплазии необходимы: активная
экспрессия генов Е6 и Е7, причем высокоонкогенных типов ВПЧ-16
и 18, индукция метаболических механизмов конверсии эстрадиола
в «агрессивный» метаболит 16α-гидроксиэстрон (16α-ОНЕ1), а
также индукция множественных повреждений хромосомной ДНК в
инфицированной клетке, которая завершает процесс ее перерождения
(Киселев В.И., Киселев О.И., 2003; Beerheide W. et al., 1999; Badal V. et
al., 2004).
Формирование непрерывного патологического процесса в
шейке матки при наиболее изученной патологии — цервикальной
интраэпителиальной неоплазии (CIN) происходит путем смены фаз:
CIN I, CIN II, CIN III.
При первой стадии неоплазии (CIN I) наблюдаются активная
репликация вируса и его бессимптомное выделение. Превращение
CIN I в инвазивный рак происходит с очень высокой частотой и, как
правило, сопровождается интеграцией вирусной ДНК в геном клетки
хозяина. Однако даже в интегрированной форме вирусный геном может
быть функционально неактивным и активизируется под влиянием
ряда экзогенных факторов, в том числе курения, вируса простого
герпеса-2, хламидийной или цитомегаловирусной инфекции. При этом
важным фактором канцерогенеза является способность онкобелков Е6