據(jù)世界衛(wèi)生組織2000年統(tǒng)計(jì),每10萬(wàn)人中有205人死于惡性腫瘤,即癌癥,是僅次于心臟病的人類第二殺手。
我們目前對(duì)多數(shù)腫瘤還缺乏有效的防治方法,主要是由于對(duì)它的病因和發(fā)病機(jī)制還很不清楚。
腫瘤的發(fā)生是一個(gè)十分復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程,是由患者自身的遺傳背景和外部環(huán)境中致癌因素相互作用造成的。前者是內(nèi)因,后者是外因。在致癌因素中,有許多物理因素和化學(xué)因素,物理因素如紫外線或其它輻射線,化學(xué)因素如亞硝胺等。還有一種因素是引起腫瘤的生物因素,即微生物引起的感染,其中病毒感染與腫瘤發(fā)生的關(guān)系z(mì)ui密切。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì),約15—20%人類腫瘤的發(fā)生與病毒有關(guān)。也有一些細(xì)菌能引起腫瘤,例如幽門螺桿菌、潰瘍性分枝桿菌、傷*等。另外,真菌毒素中的黃曲霉素等也具有很強(qiáng)的致癌作用。
病毒與腫瘤關(guān)系揭密
在19世紀(jì)以前,人們普遍認(rèn)為腫瘤只是一種遺傳性疾病,和微生物無(wú)關(guān)。直至1908年丹麥生物學(xué)家維赫爾姆·埃勒曼(Vilnelm Ellermann)和奧勒夫·班格(Oluf Bang)將患白血病雞的血液和器官浸出液接種到健康雞的身上發(fā)生了白血病以后,才在人類歷*證明動(dòng)物腫瘤可由病毒引起。目前已知絕大多數(shù)動(dòng)物腫瘤是由病毒引起,相關(guān)的動(dòng)物腫瘤病毒已多達(dá)100多種。1909年美國(guó)紐約洛克菲勒研究所的佩頓·勞斯(Peyton Rous)將患有肉瘤的雞的腫瘤細(xì)胞移植到另一些健康雞身上,發(fā)現(xiàn)可使其中有些雞也發(fā)生了肉瘤。他又將除去腫瘤細(xì)胞的腫瘤濾液進(jìn)行移植試驗(yàn),也獲得了同樣的結(jié)果。因此他提出雞肉瘤的發(fā)生與其濾液中存在的病毒有關(guān)。后來(lái),他還發(fā)現(xiàn)了幾種鳥類腫瘤病毒。勞斯的研究開(kāi)辟了腫瘤病因?qū)W的一個(gè)新領(lǐng)域,奠定了腫瘤病毒病因?qū)W的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。1966年12月,已87歲高齡的勞斯獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。
1933年,理查德·畢肖普(Richard Bishope)發(fā)現(xiàn)了*個(gè)DNA腫瘤病毒即兔乳頭瘤病毒。1953年路德維克·格羅斯(Ludwik Gross)等分離到一種能引起多類組織(腮腺、腎、骨、乳腺)發(fā)生腫瘤的病毒,稱之為多瘤病毒。這種多瘤病毒不僅可引起小鼠和田鼠患腫瘤,還可引起兔、海豬、黃鼠狼等動(dòng)物患腫瘤。1960年又從猴腎細(xì)胞中找到一種猴空泡病毒40(SV40)。后來(lái)將這三種病毒統(tǒng)歸屬于乳多空病毒科。這些病毒主要感染鱗狀上皮細(xì)胞和粘膜組織,引起多種疣和纖維肉瘤等,一般為良性,但少數(shù)可轉(zhuǎn)變成癌。SV40是實(shí)驗(yàn)室常用作研究分子病毒學(xué)的重要工具,它是在用猴腎細(xì)胞培養(yǎng)制備脊髓灰質(zhì)炎疫苗時(shí)發(fā)現(xiàn)的。將SV40或SV40的DNA注射新生倉(cāng)鼠可誘發(fā)肉瘤。人類BK病毒是從一例腎移植病人的尿液中分離的,可誘發(fā)新生倉(cāng)鼠產(chǎn)生腫瘤。JC病毒(JCV)是從一例進(jìn)行性多發(fā)灶腦白質(zhì)病病人腦組織中分離的,能使新生倉(cāng)鼠發(fā)生神經(jīng)膠質(zhì)瘤。BKV和JCV的致瘤作用在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已得到充分證明,但與人類腫瘤的關(guān)系還不清楚。
在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),病毒與人類腫瘤究竟有什么關(guān)系,沒(méi)有得到肯定的結(jié)果。但近十年來(lái),流行病學(xué)調(diào)查和分子生物學(xué)的研究表明,兩者之間確實(shí)存在著密切的關(guān)系。1989年世界上一些的病毒學(xué)家和腫瘤學(xué)家在智利圣地亞哥舉行的“DNA病毒在人類腫瘤中的作用”研討會(huì)上,確定了至少有3種病毒與人類腫瘤的密切關(guān)系。這就是肝炎病毒(HBV、HCV)與肝細(xì)胞癌,愛(ài)潑斯坦-巴爾病毒(EBV)與伯基特(Burkitt)淋巴瘤、鼻咽癌,人乳頭瘤病毒(HPV)與宮頸癌有直接關(guān)聯(lián)。1980年曾發(fā)現(xiàn)人類嗜T細(xì)胞病毒(HTLV)與人類某些淋巴細(xì)胞性白血病的關(guān)系,使人類腫瘤病毒病因?qū)W獲得巨大突破。對(duì)病毒與人類腫瘤關(guān)系的研究十分重要,如能弄清腫瘤病毒的致癌機(jī)制,將有助于開(kāi)辟治療和預(yù)防腫瘤的新途徑與方法。
人類腫瘤病毒引起人類癌癥的機(jī)制和動(dòng)物腫瘤病毒引發(fā)動(dòng)物腫瘤是不同的,它們的感染一般具有長(zhǎng)期潛伏和隱蔽的特點(diǎn),通常與宿主處于“和平共處”狀態(tài),對(duì)宿主無(wú)害,只在偶然情況下,在宿主體內(nèi)外因素作用下才激活病毒的致癌性。例如在激素、代謝產(chǎn)物或輻射等的作用下,這些病毒才引起宿主腫瘤或白血病的發(fā)生。人癌的發(fā)生是細(xì)胞中多基因改變和多階段的過(guò)程,只有病毒的作用并不足以誘導(dǎo)腫瘤的發(fā)生,還必需有輔助因素的參與。另一方面,人類機(jī)體在進(jìn)化過(guò)程中形成了完善的免疫系統(tǒng),具有抵御和清除因病毒作用而產(chǎn)生的少數(shù)癌變細(xì)胞的能力,能夠消滅腫瘤于萌芽狀態(tài)。只有當(dāng)機(jī)體免疫力降低或被破壞時(shí),腫瘤病毒才暴露出“廬山真面目”,使宿主細(xì)胞異常增生而發(fā)生癌變。因此只有少數(shù)感染個(gè)體產(chǎn)生腫瘤,并且一般需要有較長(zhǎng)的潛伏期。
由病毒引起的幾種常見(jiàn)人類腫瘤
1966年勞埃德·奧爾德(Lloyd,J.Old)應(yīng)用免疫擴(kuò)散試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),EBV與鼻咽癌(NPC)在血清學(xué)上有一定關(guān)系。1973年我國(guó)的病毒學(xué)家曾毅在鼻咽癌患者上皮腫瘤細(xì)胞中找到愛(ài)潑斯坦巴爾病毒(EBV)的基因組。NPC多發(fā)生于我國(guó)廣東、廣西、湖南、香港和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū),也多見(jiàn)于新加坡、馬來(lái)西亞、地中海和赤道非洲地區(qū)。NPC患者活檢組織中可檢出EBV的DNA和EBV核抗原;患者血清中可檢測(cè)到較高滴度的EBV特異性抗體,尤其是EBV早期抗原(EA)和病毒衣殼抗原的IgA抗體的陽(yáng)性率很高,可用于NPC的早期診斷。一些研究證明,亞硝酸、丁酸等為EBV致NPC的輔助因素。為什么我國(guó)廣東、廣西等地區(qū)為NPC的高危地區(qū)呢?研究發(fā)現(xiàn)這些地區(qū)的桐油樹(shù)、烏桕樹(shù)等含有激活EBV的物質(zhì),通過(guò)植物→土壤→蔬菜→人食用的方式傳遞;也可能與這些地區(qū)食用咸魚、咸菜等有關(guān)。
人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)人宮頸癌的發(fā)生與感染了某種通過(guò)性接觸傳播的因子有關(guān)。曾一度認(rèn)為單純皰疹病毒-2型(HSV-2)的感染與宮頸癌的發(fā)生有關(guān),然而很少能在子宮頸癌細(xì)胞檢測(cè)到該病毒的DNA。后來(lái)發(fā)現(xiàn)人宮頸癌與人乳頭瘤病毒(HPV)有著更直接的關(guān)系,90%以上宮頸癌患者癌細(xì)胞中可找到HPV。HPV-16主要在宮頸鱗狀上皮細(xì)胞癌中發(fā)現(xiàn),而HPV-18主要見(jiàn)于宮頸腺癌。用分子生物學(xué)技術(shù)可在宮頸癌組織中檢測(cè)到HPV的DNA,用免疫學(xué)技術(shù)可在宮頸癌患者血液中檢測(cè)到HPV抗體。HPV致宮頸癌的輔助因素有吸煙、HSV-2、紫外線等。國(guó)外學(xué)者早在1982年即報(bào)道食管癌可能與HPV感染有關(guān)。因?yàn)樵谑彻馨┗颊呋顧z標(biāo)本中觀察到它們的組織形態(tài)學(xué)改變和被HPV感染后的組織形態(tài)學(xué)改變相同。國(guó)內(nèi)學(xué)者也用HPV-18探針在部分食管癌活檢標(biāo)本中檢測(cè)到HPV的DNA。到目前為止,HPV感染在食管癌中的作用及其機(jī)制還不清楚,有待進(jìn)一步研究。
人乙型肝炎病毒(HBV)是一種球形DNA病毒。因?yàn)槭紫扔蓪W(xué)者戴維·戴恩(David,S.Dane)在乙型肝炎患者的血清中發(fā)現(xiàn),故稱為戴恩顆粒。HBV的傳播途徑主要是注射、輸血、性接觸和垂直傳播,即出生時(shí)母體病毒通過(guò)產(chǎn)道傳給嬰兒。HBV可引起人類急性肝炎、慢性肝炎、肝硬化和肝細(xì)胞癌。*約有20億人被HBV感染,3億5千萬(wàn)人為慢性肝炎患者,這些人患肝細(xì)胞癌的危險(xiǎn)性比正常人增加約100倍。HBV基因組整合到宿主細(xì)胞的染色體上,可引起宿主細(xì)胞發(fā)生突變。HBV的HbxAg抗原與抑制細(xì)胞癌變的基因人乳頭瘤病毒p53相互作用,可能在導(dǎo)致肝細(xì)胞癌變中起重要作用。成年人感染HBV后,大多數(shù)由于對(duì)病毒蛋白質(zhì)產(chǎn)生細(xì)胞免疫和體液免疫而獲得*,但大多數(shù)在圍產(chǎn)期感染HBV的嬰兒,由于不能產(chǎn)生有效免疫應(yīng)答,易發(fā)展成為慢性攜帶者或慢性持續(xù)性肝炎,也易發(fā)展為肝細(xì)胞癌。因此,持續(xù)性HBV感染是肝細(xì)胞癌發(fā)生的重要基礎(chǔ),而母嬰垂直感染又是HBV持續(xù)感染的主要原因。我國(guó)為HBV感染高發(fā)地區(qū),HBsAg攜帶者高達(dá)1200萬(wàn)之多,其中1/5為圍產(chǎn)期感染所致。HBeAg陽(yáng)性母親中約86%可傳染給嬰兒,因此對(duì)HBeAg陽(yáng)性產(chǎn)婦注射價(jià)特異性免疫球蛋白(HBIg),然后在出生后3個(gè)月和6個(gè)月給嬰兒注射乙肝疫苗,十分重要,其保護(hù)率可高達(dá)80%。
病毒腫瘤的形成機(jī)制
腫瘤形成是多基因突變累積的結(jié)果。腫瘤細(xì)胞的產(chǎn)生不是一個(gè)癌基因一揮而就,往往需要2個(gè)以上基因的突變,有的學(xué)者研究證明,只有將myc和ras兩個(gè)基因共同注射進(jìn)大鼠胚胎時(shí),才能變成癌細(xì)胞。這說(shuō)明注射單一癌基因,單槍匹馬不能把正常細(xì)胞變成腫瘤細(xì)胞,而2個(gè)以上癌基因的不同組合卻能攜手合作誘導(dǎo)細(xì)胞癌變,細(xì)胞在癌變路上必須積累多個(gè)癌基因的突變。但是事實(shí)上人類癌癥很少有多個(gè)突變的癌基因,而是癌基因的激活和抑癌基因的失活共同作用的結(jié)果。
細(xì)胞在致癌病毒的作用下,癌基因被激活和細(xì)胞無(wú)限增殖,zui終形成致命的腫瘤。但是一個(gè)*正常的細(xì)胞變成一個(gè)高度惡性的癌細(xì)胞不是一蹴而就的,從一個(gè)癌細(xì)胞發(fā)展成腫瘤團(tuán)塊也不是一朝一夕的事。正常機(jī)體為阻止癌癥的發(fā)生設(shè)置了許多關(guān)卡,只有當(dāng)這些關(guān)卡一個(gè)接一個(gè)被突破時(shí),才會(huì)形成腫瘤。事實(shí)上,機(jī)體幾乎每天都有突變細(xì)胞產(chǎn)生,但一般都能被免疫系統(tǒng)及時(shí)加以殲滅。機(jī)體免疫系統(tǒng)包括非特異因素和特異因素,包括細(xì)胞成份和體液成份,包括兼職細(xì)胞和專職細(xì)胞,共同組成一道強(qiáng)大的防御線,抵抗腫瘤的形成。機(jī)體不僅要消滅“叛變”的惡性細(xì)胞,而且還要跟蹤追擊腫瘤的病原體。因此,癌魔通常難以橫行無(wú)忌。只有機(jī)體免疫功能降低或受到損害時(shí),腫瘤才能產(chǎn)生。艾滋病患者和使用免疫抑制劑進(jìn)行器官移植手術(shù)后的患者易生腫瘤,就是因?yàn)槊庖吡档突蚴軗p,腫瘤微生物乘虛而入引起腫瘤。人類免疫缺陷病毒本身并不是腫瘤病毒,但是由于它感染和破壞機(jī)體中zui重要的免疫細(xì)胞(CD4T細(xì)胞),摧毀了機(jī)體免疫功能,使得長(zhǎng)期潛伏的HHV8和EBV等兇相畢露,從而分別引起卡波濟(jì)肉瘤和淋巴瘤等。