人类肿瘤与DNA肿瘤病毒
(一)Burkitt淋巴瘤和鼻咽癌与EB病毒
1.EB病毒:
1964年
Epstein-Barr首先从
Burkitt淋巴瘤培养成功两株淋巴瘤细胞系,电镜下观察到在形态上与疱疹病毒相同的颗粒,从血清学及生物学研究证明是
1种独特的疱疹病毒,简称为
EB病毒
.EB病毒的结构和其组成类同一般疱疹病毒,
EB病毒含双链
DNA,在
CsC1中的浮力密度为
1.722g/ml.应用不同的免疫方法可以检出
EB病毒的不同抗原,如病毒壳体抗原
(VCA)、膜抗原
(MA)、早期抗原
(EA)和
EB核抗原
(EBNA)等
.在感染的病人血清中存在相当的抗体,后者对了解
EB病毒感染后的动态过程有很大帮助
.
世界各地的人群都有
EB病毒的感染
.在社会经济条件较差的地区,人群被
EB病毒感染的年龄较早
.EB病毒抗体的阳性率,在
2-5岁时就迅速上升到
70-90%以上,但无明显的临床症状
.在社会经济条件较好的地区,
EB病毒的感染常推迟到青年期,在此期内感染
EB病毒容易发生传染性单核细胞增多症
.曾毅等应用微量补体结合试验检了我国不同地区不同年龄组正常人群的
EB病毒抗体,结果表明,各地的人群病毒抗体阳性率都较高,为
87-94%,差异不大,而在
3-5岁以上年龄组的抗体阳性率均达
90-100%,提示
EB病毒在中国是广泛流行的,人群被
EB病毒感染的年龄很早,而且我国
EB病毒的感染率没有明显的地区差别
.目前认为人类的
Burkitt淋巴瘤和鼻咽癌的发生与
EB病毒有密切的病因学上的联系
.有研究指出,
20岁以上的正常人群的
EB病毒抗体在鼻咽癌高发区和低发区之间有明显的差异,表示
EB病毒在高发区人群中可能更为活跃,也提示与鼻咽癌的发生可能有关
.目前对
EB病毒的传播方式还不十分清楚,有人认为可经唾液在人群水平式传播
.EB病毒感染后可引起血清改变和终身携带病毒,作用的靶细胞是
B淋巴细胞,这与
B淋巴细胞上存在着特异的
EB病毒受体有关
.在体外,
B淋巴细胞感染
EB病毒后可转变成永久生长的细胞系,不管这种细胞是否产生成熟的病毒颗粒,总是含有
EBNA抗原,这是一种与
DNA结合的蛋白质,与宿主细胞染色体有亲和力
.
2.Byrjutt淋巴瘤与
EB病毒:
50年代
Burkitt发现在非洲儿童中高发流行
1种淋巴瘤,是
1种主要侵犯颌部的独特的疾病,命名为
Burkitt淋巴瘤
(BL),也称为非洲淋巴瘤
.BL的地理分布与气温,雨量及某种昆虫携带的疾病相一致,携带肿瘤病毒的节肢动物最可能是传播媒介
.在非洲以外地区,有一种散发的与非洲淋巴瘤很难区别的淋巴瘤,称为散发性
Burkitt淋巴瘤
.中国也有这种病例的零星报道
.
EB病毒与
Burkitt淋巴瘤之间的关系已进行了许多研究
.WHO在乌干达对
42,000名儿童的前瞻性血清流行病检查发现,病人在发生
BL数年
(至少
2年
)以前已经感染了
EB病毒,全部病人有肮
VCA抗体,其滴度比对照组病人高
30倍
;经过培养的
BL瘤细胞可观察到病毒颗粒,而且已经证明绝大多数的
BL细胞中含有
EB病毒基因组,除少量病毒
DNA分子以线性共价整合到宿主细胞中外,大多数
EB病毒
DNA以共价闭合环分子形式,可能象一种游离基因那样,存在于染色体之外
.将
EB病毒与接种于枭猴、棉顶狨猴,可以引起致死性的恶性淋巴瘤
.上述资料表明,
EB病毒与
BL的发生有病因学的联系,但是还考虑到其它因素在
BL发病中的作用
.有人认为
BL是多步骤致瘤过程的最后结果,首先是儿童在婴儿期被大量
EB病毒感染了
B淋巴细胞
;其次,接角某种抗原
(如疟疾抗原
),引起持续的细胞分裂作用
;其三,
BL细胞中染色体易位
(如
t8:14)而引起
c-myc基因激活
.
3.鼻咽癌与
EB病毒鼻咽癌:
(NPC)在各种恶性肿瘤中具有独特的泫行病学特征
.NPC虽然见于世界五大洲的不同国家,但在大多数地区均极为罕见,其发病率皆在
1/10万以下,唯在东南亚国家和我国华南地区相对高发
(10/10万以上
),尤其是我国的广东省最为突出,故过去有广东瘤之称
.NPC的一般规律是
:幼年感染病毒,
20岁以上发病,高峰在
50岁左右,男多于女
.
自
1966年
Olo等应用免疫扩散试验证明
EB病毒与鼻咽癌的血清学关系以来,文献上已有很多资料进一步证明两者的关系十分密切
.我国从
1973年起进行
EB病毒与鼻咽癌关系的研究,中国预防医学科学院病毒学研究所对鼻咽癌的血清学诊断进行了仔细的研究。血清流行病学调查表明,应用免疫荧光法检查鼻咽癌病人血清中的
lgG/EA、
lgA/VCA和
lgA/EA抗体,以头颈部其它恶性肿瘤,其它部位恶性肿瘤病人的和正常人的血清作为对照,发现鼻咽癌病人的
EB病毒
lgG/EA和
lgA/VCA抗体的阳性率都很高,分别为
96%和
81.5%,而其它三组的这两种抗体阳性率都在
6%以下
.50%的鼻咽癌病人有
lgA/EA抗体,而其它各组
lgA/EA抗体均为阴性
.这些结果表明
lgG/EA和
lgA/VCA抗体在鼻咽癌病人阳性率也较高,因此
lgG/EA对鼻咽癌的诊断不如
lgA/VCA抗体特异性高
.在回顾性的血清学研究中发现,晚期鼻咽癌病人在诊断前
22-72个月已有
lgA/VCA抗体,这就提示
lgA/VCA抗体出现在鼻咽癌发病之前
.我国已应用免疫酶法检测
EB病毒
lgA/VCA抗体水平,对人群进行普查,以期在鼻咽癌出现临床症状之前早期作出诊断
.另外,在鼻咽癌放射治疗时,定期测定
lgA/VCA抗体可以随访预后,
lgA/VCA抗体的出现及滴度随病人存活时间延长而逐渐下降,当肿瘤复发或转移时,又可升到治疗前水平
.这些结果都表明鼻咽癌与
EB病毒之间的密切关系
.
曾毅等建立了简易和敏感的抗补体免疫酶法,不但可检查
EBNA抗原,而且可发观察细胞形态,鉴别癌细胞、正常细胞和淋巴细胞,因此可以确定
EBNA抗原所在的细胞类型
.曾经检查
79例鼻咽癌患者的鼻咽部脱落细胞,癌细胞全部带有
EBNA抗原,而细胞学和组织学检查的癌细胞阳性率分别为
87.3%和
91%.进一步研究显示,不仅鼻咽癌病人癌细胞内有
EBNA抗,而且在鼻咽癌病人和正常人鼻咽部的正常柱状上皮细胞,特别是柱上皮细胞,并整合到细胞的
DNA中去,在某种情况下细胞发生转化并发展成为鼻咽癌
.这有利于排除
EB病毒是鼻咽癌的“过客”的假说
.、在鼻咽癌的活检标本中未找到
EB病毒颗粒
.但鼻咽癌组织在裸鼠中传递后,在未分化的鼻咽癌细胞中存在
EB病毒
DNA且其核内有
EBNA抗原
;分化良好的癌细胞中没有相似的发现
.中国医学院肿瘤研究所在体外从
16例鼻咽癌组织培养中建立
11个类淋巴母细胞系,经检测都有
EB病毒
VCA抗原,在电镜下观察到典型的疱疹病毒颗粒
.1976年中国首次建立了高分化鼻咽癌细胞株
(CNE-1、
CNF),但是病毒学检查未发现有
WBNA抗原,经
5-碘脱氧尿苷处理细胞也未发现有早期抗原
.谷淑燕等
[16]从低分化鼻咽癌建立了上皮细胞株
(CNE-2),应用抗补体免疫荧光技术和抗补体免疫酶技术,在第
3代和第
10代
CNE-2细胞中发现有
EBNA抗原,在随后的传代过程中,
EBNA逐渐减少,最后终于消失,用
5-碘脱氧尿苷或巴豆油和丁酸处理细胞,也未发现
EB病毒早期抗原或壳抗原
.EBNA在
CNE-2细胞株逐渐丢失的原因有待于进一步深入研究
.
上述资料充分说明
EB病毒在鼻咽癌发生中起了很重要的病因作用,但从现有的研究结果分析,还不能认为
EB病毒是鼻咽癌发生的的维一病因
.EB病毒在世界范围对广大人群有传染性,而鼻咽癌的发病率却有明显的地理差异,表现出人类种族的特性
.经研究发现鼻咽癌患者
HLA-A位点出现
A2、
HLA-B位点出现
Sin-2(BW-46)的频率增加
;长期移居国外的华人经过几代后,鼻咽癌发病率可以下降
;芳香烃和亚硝酸胺类等化合物能在动物身上诱发出鼻咽癌
.这些结果提示在鼻咽癌的发生中除
EB病毒的作用外,还应该考虑到机体的遗传性因素,另外环境中化学因素的作用,也可能是很重要的
.
(二)原发性肝癌与乙型肝炎病毒
乙型肝炎病毒
(HBV)是
DNA病毒,目前有不少学者认为与原发性肝癌
(PHC)的发生有关,但仍有争论
.HBV有三种相关颗粒
:①平均直径为
22nm左右的球形颗粒
;②直径为
22nm而长度不一的管形颗粒
;③平均直径为
42nm的双层球形颗粒,即
Dane颗粒,一般认为它就是完整的
HBV本身
.22nm球形和管形颗粒内部都不含核酸,无感染性
;而
Dane颗粒的中心为直径
28nm左右的核心,核心中有
HBV特异性
DNA和
DNA多聚酶,具有感染性
.HBV病毒有三种抗原
:①表面抗原
(HVsAg),为
Dane颗粒外层和
22nm球形颗粒及管形颗粒的抗原,此抗原和相应的抗体
(抗
HBs)可从周围血液中检测到
;②核心抗原
(HBcAg),即
Dane颗粒核心部分的抗原,它存在于患者肝细胞核内,周围血中检测不到,但血中可有抗
HBcAg抗体,其存在表示
HBV在体内持续感染和复制
;③
e抗原,是
1971年发现的一种抗原,其本质尚未完全搞清,常和
Dane颗粒同时存在
.感染
HBV者容易成为慢性病人或
HBcAg携带者,急性患者约有
5-20%病人转为慢性,有持续性感染,这种人往往
HBsAg和抗
HBc持续阳性,但没有抗
HBs.国内外研究资料说明,原发性肝癌患者中有肝炎史和肝硬化的吸显多于对照组
.上海医科大学应越英等报道
220尸检病例肝癌中有
188例合并有肝硬化
(85.45%),
369尸检例肝硬化中有
188例合并肝癌
(50.94%),而其中
80.46%为乙型肝炎肝化
.江苏省启东县前瞻性调查表明,肝炎肝硬化病人发生原发性肝癌的机会比对照组高
9-10倍
.为进一步证实原发性肝癌与
HBV的关系,国内外研究用地衣红染色和电镜检查,从肝癌组织中寻找
HBV颗粒,并用免疫荧光和免疫酶法证实其病毒特异性
.应越英等报道
220例肝癌用地依红染色的
HBsAg阳性率为
81.82%,其中伴肝硬化者阳性率为
86.70%,而不伴肝硬化者为
53.12%,可见肝癌伴肝硬化组有较高的乙型肝炎感染率
.但应指出,本组病例中
HBsAg染色多见于癌外的肝细胞,癌细胞内极为少见
.国外报道会癌细胞中
HBsAg检出率在
2-10%之间,国内为
4.37%-16.07%不等
.1981年
Nishioka等报告对世界五大洲不同国家用较敏感的检测方法
(如
RIA、
R-PHA等
)共检测
2,
687例肝癌病人和
20,
251对照人群,结果表明不论是
HBV感染量地方性的地区,还是
HBV感染率低的欧美国家,肝癌病人
HBV感染率皆非常高,粗相对危险度为
11.7-230.9,归因危险度为
40.8-65.7,平均为
51.6%.流行病学调查结果表明,非洲和东南亚乙型肝炎感染率高,肝癌的发病率也高,两者在地理病理学分布是一致的。
近年不少学者应用分子生物学技术对
HBV与原发性肝癌的关系进行研究
.Lutwick等
(1978)和
Summers等
(1978)均在肝癌病人的癌组织提取的
DNA中找到
HBVDNA碱基的序列
.Chakrabty等
(1980)用分子杂交方法分析了体外培养的人肝癌
PLC/PRF/5细胞中
HBV基因及其表达,证实了
HBVDNA整合到宿主基因中
.国内顾健人等报道
(1984),用从原发性肝癌组织和
7402肝癌细胞系提取的高分子量
DNA转染
NIH/3T3细胞获得阳性结果
.以后用转染细胞
DNA进行分子杂交试验,证明携有
N-ras基因,并用免疫沉淀法、
PAGE和放射自显影技术证实编码产生
P21蛋白质,故认为
N-ras是一种转化基因,与人类肝癌细胞恶性的表型有关
.对土拨鼠肝炎病毒
(WHBV)、地松鼠肝炎病毒
(GSHV)和鸭肝炎病毒
(DHBV)等研究表明,这
3种动物病毒与
HBV的直径大小相同,有与
HBV相关的
3种抗原
.WHBV的表面抗原
(WHsAg)、核心抗原
(WHcAg)与
HBV具有一些相似的抗原决定簇,并有相似的核酸结构和内源性
DNA聚合酶
.此外,根据病理学研究,
1978-1979年在美国新泽西、宾夕尼亚和马里兰等州捕获的野生土拔鼠中,
WHsAg阳性率高达
16%,在
15只死亡的土拔鼠中,
6只有原发性肝癌,均有
WHV感染,组织学显示慢性肝炎表现
.Summers等证实
WHBV基因整合到土拔鼠肝癌细胞的
DNA中,王能进等报道启东地区
35只平均鸭龄为
27个月的雌性鸭中,
3例
(8.6%)发生肝癌,在
17份鸭血清中,电镜下发现
10份有病毒颗粒,其形态与
HBV颗粒相似
.在地松鼠也发现了类似
HBV的病毒颗粒
.HBV、
WHBV、
DHBV和
GHBV等病毒共同组成了乙型肝炎病毒样病毒科
.
上述的资料说明,
HBV与肝癌之间有一定关系,但是
HBV感染人体后,仅少部分发展成为肝癌,且有些地区肝癌病人的
HBsAg阳性率并不高于对照组
.反之,根据调查,江西、湖南和乌鲁木齐、太原等省市的乙肝肝炎发生率高,但是原发性肝癌却是低的
.苏德隆应用流行病学方法分析长江口以北的启东、海门、南通和如东
4个县的调查资料,结果发现,肝癌高发区居民以饮宅沟或泥沟水为主,非肝癌高区的居民以饮井水或大河水为主,而启东县肝癌高发区的居民改用井水数的年后,肝癌发病率明显下降
.1986年和
1987年
[22、
23]又有报道对启东县不同饮水类型居民抽样调查
HBV感染情况,结果表明,
826人属于饮用沟、河水地区,该地区的肝癌发病率为
86.5/10万人
;986人属于饮用浅井水和深井水地区,该地区的肝癌发病率为
18.9/10万人
;两个地区肝癌发病率迥然不同
.但根据
HBV感染指标
(HBsAg、抗
HBs、
HBeAg、抗
HBe和抗
HBc)测定其阳性数,结果显示乙型肝炎在各种水型饮用者之间无显著意义
.
因此认为,乙型肝炎和肝癌是两个独立的疾病,迄今还不能确定乙型肝炎病毒与肝癌之间的因果关系
.目前,关于肝癌的病因问题,一般认为是由于多因素综合作用的结果
[24].HBV虽然未被证实有直接致癌作用,但是无疑能引起慢性肝病,其中肝硬化已成为
80%以上的肝癌发生的背景
.实验研究发现,经部分肝叶切除后,小剂量
(阈下
)致癌剂也能诱发肝癌,表明增生期细胞对致癌剂很敏感
.有些学者由此推想,在
HBV感染引起肝细胞损害和增生的基础上,再有小剂量蝗致癌剂
(如黄曲霉素和亚硝胺类等
)参与,易导致肝癌的发生
.肝癌的病因和发生机理尚需要更深入的研究。
(三)子宫颈癌与乳头状瘤病毒
宫颈癌是妇科恶性肿瘤中发病率高,危害最大的疾病
.流行病学调查表明,宫颈癌可能是由量种性关系传播因素所触发
.1966年
Naib等用细胞学和组织病理学方法检查生殖吕疱疹病毒感染者宫颈癌的发生率,结果比一般住院病人高
4倍,首先观察到
HSV-Ⅱ型病毒与宫颈癌间存在的关系
.而后不少国内外学者致力于这方面的研究,获得了许多资料,并且认为
HSV-Ⅱ型可能是宫颈癌发生的潜在致瘤因素
.在宫颈癌病毒病因研究中,
HSV-Ⅱ型受到不少研究者的重视,其根据在于
:宫颈癌病人比对照组具有较高的
HSV-Ⅱ型特异性抗原
(AG4)的抗体,但是即便用最灵敏的方法,仍有部分宫颈癌病人血清呈阴性
;HSV-Ⅱ型可诱发啮齿类动物宫颈和阴道产生肿瘤,并在体外转化仓鼠细胞
;通过
DNA-RNA原位分子杂交,在癌前期或恶性宫颈组织中,发现了
HSV-Ⅱ型特异的
mRNA,阳性率为
35-67%;子宫切除后,
HSV-Ⅱ型中和抗体保持低水平
;1972年
Frenkel等报道,在人宫颈组织中测出了
HSV-Ⅱ型病毒的
DNA;宫颈癌组织或癌前期细胞中测出
HSV-Ⅱ型的抗原
.上述资料显示了
HSV-Ⅱ型与人类宫颈癌的关系,但是由于实验中仍有不少阴性结果的病人,特别是
HSV-Ⅱ型病毒
DNA的检测,除
Frenkel等报道的阳性结果外,未能在宫颈活检样品中测出,即使应用灵敏的杂交技术,也未得阳性结果
.因此对
HSV-Ⅱ型是宫颈癌病毒病因的假说,需重新评价
.动物乳头状瘤病毒与鳞状细胞癌的关系已经确定
.长期以来,已知人类乳头状病毒
(HPV)可引起人灯良性的肿瘤和疣,如生长在生殖器官附近皮肤和粘膜上的人类寻常疣、尖锐湿疣以及生长在粘膜上的乳头状瘤
.近年来许多实验资料显示,
HPV在宫颈癌发生过程中可能起了更重要的作用。
Meiselo和
Purola两个实验室分别报道了在宫颈癌病人的癌细胞中发现有乳头状瘤病毒颗粒和抗原,首先提出了
HPV感染与宫颈细胞恶化的关系
.HPV是一组不同病毒的总称,组成一个科,其病毒形态类似,但
DNA限制性内切酶图谱各异,核壳体蛋白质的抗原性不同
.1982年美国冷泉港会议报道,通过限制性内切酶图谱,鉴别了
15种亚型
.但也有文献报道已鉴别出
51个亚型。人类宫颈感染乳头状瘤病毒后,多以非乳头湿疣形式出现,它和尖锐湿疣是同一性质的病变
.宫颈非乳头湿疣有多种名称,如扁平湿疣
(flat
condyloma)、非湿疣性宫颈疣性病毒感染
(noncondylomatous
cervical warts virusinfection)、亚临床乳头状瘤病毒感染
(subclinical
papillomators virus infection)和非典型湿疣
(atypical
condyloma,下称湿疣
).据估计每年约有
7%的宫颈湿疣会发展成宫颈侵润癌
.
根据现有的文献资料,
HPV与宫颈癌关系的研究根据是
:乳头状瘤病毒感染生殖道可潜伏在细胞内若干年,一旦机体免疫力降低,潜伏的病毒可恢复活动,从病毒感染到发生肿瘤的长期间隔,与在实验性肿瘤的作用引符合
;文献上曾报道
2例幼女外阴湿疣,最后发展为外阴癌
;Reid在
80例宫颈原位癌和侵袭癌中发现
73例
(91%)合并宫颈湿疣,而对照组仅
12.5%显示有湿疣
(P<0.001);用免疫过氧化酶技术,在
46-60%宫颈湿疣和
48%轻和度中度非典型增生细胞中查到
HPV抗原
;宫颈湿疣上皮细胞核内
45.2%可以发现
HPV病毒颗粒
;宫颈癌细胞中检出
HPV的
DNA序列
.应用核酸杂交方法在女性生殖器官肿瘤中测出
HPVDNA,是提示
HPV与宫颈癌发病关系的重要证据之一
.McCance(1983)在
50%以上的宫颈上皮内新生物病变
(CIN)中检出
HPV-6序列
.最近在
CIN或侵袭性宫颈癌病人的癌细胞中,发现
80%发上有
HPV-16基因组的同源序列,这种基因组序列,曾在德国病人
20个样品中的
12个和南美洲病人
35个样品中的
10个中检测到
.新近在宫颈癌细胞中还发现有
HPV-18序列
[29].鉴于
HPV亚临床感染与
CIN共同存在,并在癌细胞中检出
HPV基因序列,提示
HPV可能是宫颈癌的致癌因素
.有人推测其过程可能是
:HPV感染首先引起良性增生,通过有同阶段营养不良细胞
(koilocytic
cell)、非典型间变,发展为原位癌,最后出现宫颈恶性肿瘤
.
上述研究虽已表明
HPV与宫颈癌的发生有密切关系,但由于
HPV尚不能在组织培养的细胞内生长,因而无法在免疫学和流行病学方面得到更多资料
.另外,在某些自然的或实验条件下,乳头状瘤病毒诱发的乳头状瘤虽具有转化为鳞状上皮细胞癌的倾向,然而对于大多数乳头状瘤,这种转化似乎需要其它辅助因子的存在
.多数学者相信,宫颈癌的发生除需有
HPV感染外,还需有癌启动作用的辅助因子的配合
.已有资料显示紫外线,
X射线、吸烟及化学物质对疣、乳头状瘤转为恶性肿瘤均有致突变及启动作用
.Zur
Hausen提出了
HPV与
HSV-Ⅱ型协同作用诱发宫颈亚性转化的假说
:特异性乳头状瘤病毒感染正常细胞导致乳头状瘤细胞增生,在
HSV-Ⅱ型感染的启动下,引起宫颈表皮内恶性转化的发生,最后导致侵润性癌
.此假说尚等进一步的实验证明
.
最后应该指出,目前尚缺乏
HPV引起宫颈部的直接证据,有些学者仍然认为很难排除
HPV是人类宫颈间变或癌患者细胞中“过客”病毒的可能性
.因此提出用
HPV疫苗免疫人群,如果发现这些人群中宫颈癌发病率降低,不仅进一步证明
HPV感染与宫颈癌发生的关系,而且还有重要的预防价值
.
人类致瘤性病毒及其生物学特性
逆转录病毒(HTLV)
嗜-DNA病
毒(HBV)
疱疹病毒
(EBV)
乳头状瘤病
毒(HPV11和
16亚型)
RNA(分子量106)
前病毒DNA整
合于宿主细胞
DNA(分子量103
) 整合于宿主
细胞
DNA(分子量
108) 一般不
整合
DNA(分子量
103) 整合
①免疫功能缺陷
②急性T细胞白血病/淋巴瘤
③非何杰金氏淋巴瘤
①急性肝炎
②活动性慢
性肝炎
③肝细胞癌
①传染性单细胞增多症
②多克隆性B 细胞增生
③B细胞淋巴瘤(Burkkit)
④鼻咽癌
①乳头状瘤(皮
肤、粘膜)
②湿疣
③生殖器肿
瘤(宫颈癌460,
000例/年)
?
黄曲霉素
(饮食)
①疟疾流行
②染色体易
位和肿瘤基
因激活(如
Burkitt淋巴细)
③鼻咽癌中
环境辅助因
素
HSV-Ⅱ型病
毒(?)
HTLV病毒疫
苗(?)
HBV病毒疫苗
(已有可能性
①EBV疫苗(正在研究中)
②应用lgA早
期诊断,以
放射治疗鼻
咽癌
HPV疫苗(?)
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