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病毒与恶性肿瘤
 
摘要: 在人和动物体内能诱发肿瘤或能转化体外培养细胞的病毒叫肿瘤病毒。肿瘤病毒病因的研究,已经历了七十多年的历程。

在人和动物体内能诱发肿瘤或能转化体外培养细胞的病毒叫肿瘤病毒。肿瘤病毒病因的研究,已经历了七十多年的历程。当1908年和1911年分别发现了鸡白血病和鸡肉瘤都可用其原细胞冲液移植传代时,曾认为只是一种鸡种属的生物学特征。在40年代以后又相继发现了兔、蛙、狗、鼠等种属的肿瘤病毒,特别是小鼠的白血病病毒(murine leukemia virus,1955)、多瘤病毒(mousepolyoma virus,1957)已被作为病毒和宿主相互作用的模型。近年来发现,某些人类肿瘤和病毒的关系极为密切,EB病毒(Epstein-Barr Virus,1964)和伯基特淋巴瘤(Burkitt's lymphoma)、鼻咽癌的证据较多。我国首先于1978年用免疫酶法检测EBV-VCA IgA抗体在鼻咽癌高发区进行普查,确定了“危险人群”,发现了早期病人。抗补体免疫法检测EB病毒的核抗原,也在鼻咽癌的早期诊断中得到应用。其次如疱疹Ⅱ型病毒和子宫颈癌、肝炎病毒和肝癌等都有些线索。能引起肿瘤的病毒除了部分DNA病毒外,还有RNA病毒中的逆病毒科(Retrovirinae family),在其复制过程中必须有逆转录酶参加,形成有病毒信息的DNA。因此认为病毒致癌主要与病毒的DNA代谢有关。病毒致癌和恶性转化的主要机理是病毒的基因整合到宿主细胞DNA链中,不仅在宿主中长期存在,并使宿主细胞恶性转化,而且还产生一些用常规病毒方法检测不到的肿瘤特异性抗原。随着病毒学、免疫学和分子生物学的进展,肿瘤病毒的研究会取得更大的成就。

肿瘤病毒的主要特性 肿瘤病毒的主要特性为: ①肿瘤病毒在动物体内能诱发肿瘤; ②肿瘤病毒在体外能使正常细胞恶性转化,转化细胞的特性与体内瘤细胞相似;细胞一旦转化后,就具有新的特性,并能传给子代。将转化细胞接种于适当的动物能产生肿瘤,在软琼脂培养中能形成纯系细胞——克隆,对血清的需要量减少,能被植物凝集素等凝集。不仅完整病毒、病毒核酸(病毒基因组),甚至部分核酸(某些基因)都能使细胞转化;③肿瘤病毒在肿瘤细胞内存在的形式多样化: 完整病毒仅有病毒核酸,不能合成病毒外壳,需要其他病毒提供外壳,使其产生完整病毒; 有的病毒核酸经理化因子激活后能合成完整病毒,仅有病毒部分核酸,则不能合成完整病毒; ④病毒诱发的肿瘤具有由病毒基因决定的肿瘤特异性抗原,即同一病毒诱发的肿瘤具有共同的抗原性,而化学致癌物质诱发的肿瘤,其抗原性与化学致癌物质无关。这对应用特异性免疫预防病毒诱发的肿瘤具有重要意义。肿瘤病毒的分类 肿瘤病毒与非肿瘤病毒一样,可以分为核糖核酸(RNA)病毒和脱氧核糖核酸(DNA)病毒两大类。

(1) RNA肿瘤病毒: 各种RNA肿瘤病毒的形态结构、化学成分、对理化因子的反应和生长形式均相似。近将有逆转录酶的病毒归为逆病毒科,再分为三个亚科,即RNA肿瘤病毒亚科(oncovirinae),空泡病毒亚科(pu-mavirinae),和慢病毒亚科(lentivirinae)。RNA肿瘤病毒在自然界广泛散布,并引起宿主发生肿瘤。除了乳腺癌病毒和一些新近识别的病毒以外,RNA肿瘤病毒可分成不同种的特异组,亦称白血病-肉瘤复合组。RNA肿瘤病毒根据形态特征可分为A、B、C、D四种病毒形态。RNA肿瘤病毒在自然界宿主中可以有内源性病毒,它不引起疾病,但可在组织培养中复制。根据它对不同宿主细胞繁殖的特性可分为嗜亲性病毒,能在自然宿主细胞内繁殖;嗜异性病毒,仅能在不同的细胞内繁殖; 双嗜性病毒,能在同种和异性细胞内繁殖。根据RNA肿瘤病毒的抗原性、宿主范围和肿瘤的类型,可分为7组:①鸡白血病-肉瘤复合组,属C型病毒,诱发白血病或肉瘤。②小鼠白血病-肉瘤复合组,属C型病毒,诱发白血病或肉瘤。③小鼠乳腺癌病毒,MTV,属B型病毒,诱发乳腺癌。④猫白血病-肉瘤复合组,属C型病毒,诱发白血病或肉瘤。⑤地鼠白血病-肉瘤复合组,属C型病毒,诱发白血病和肉瘤。⑥灵长类RNA肿瘤病毒,属C型病毒,诱发白血病或肉瘤。⑦其他病毒。从毒蛇、大鼠、豚鼠的恶性肿瘤,也从正常狒狒、恒河猴和人的胎盘中分离到C型病毒。

(2) DNA肿瘤病毒: ①乳多泡病毒,即人、兔、牛、狗的乳头状瘤病毒,小鼠多瘤病毒和猴的空泡病毒(SV40)。近已确定几株人的乳多泡病毒,在抗原性上与猴的SV40病毒有关,但不相同,均能诱发动物肿瘤,即JC及BK病毒。JC病毒系从进行性多灶脑白质障碍患者分离而得; BK病毒是从肾移植免疫抑制者分离到的,尚未证实这两种病毒与人的肿瘤有关。②腺病毒包括人、猴、牛、狗、小鼠和鸡广泛散布的腺病毒。仅人的腺病毒就超过30个型,但未能证实与任何人的恶性肿瘤有关。③疱疹病毒,如人的EB病毒和单纯疱疹病毒、鸡的马立克淋巴瘤病毒、蛙肾腺癌病毒、猴淋巴瘤或网织细胞瘤病毒。④痘类病毒,引起良性瘤,如人的传染性软疣病毒、猴的雅巴(Yaba)病毒、兔的纤维瘤-粘液瘤病毒。

病毒致癌的机理 DNA肿瘤病毒的DNA可直接与细胞的DNA整合,从而使细胞转化;整合的病毒DNA可随细胞传代下去。RNA肿瘤病毒诱发细胞转化的机理有三种假说: ①前病毒假说: RNA肿瘤病毒的逆转录酶将病毒的RNA作为模板,合成具有病毒遗传信息的DNA(前病毒),此DNA再与细胞的DNA整合,而使细胞转化,同时病毒还能在细胞内继续繁殖。②肿瘤基因假说: 认为所有细胞的DNA都含有RNA肿瘤病毒的基因,以垂直传递的方式从亲代传到子代。在正常情况下,肿瘤病毒基因受到抑制,但由于某些因素的作用,去除了这种抑制,病毒基因中的肿瘤基因就表现出来,从而导致细胞的恶性转化。③原生病毒假说: 提出在正常细胞内有一段DNA转录成RNA,然后以此RNA为模板再合成DNA,此DNA可以整合到原来细胞或其他细胞的基因组上。在遗传信息从DNA→RNA→DNA的连续传递过程中,原来的遗传信息会发生改变,偶能发生含有C型病毒遗传密码的基因。

与人体肿瘤有关的病毒

(1) EB病毒: EB病毒为Epstein等人于1964年从伯基特(Burkitt)淋巴瘤的传代细胞中发现。与EB病毒有关的抗原有淋巴细胞确定的膜抗原(lymphocytedefined membrane antigen,LYDMA)、EB核抗原(nuclear antigen,EBNA)、膜抗原(memhrane anti-gen,MA)、早期抗原(early antigen,EA)、壳抗原(viralcapsid antigen,VCA)。EB病毒在体外能使人和猴的正常淋巴细胞恶性转化。接种于枭猴和绒猴可引起致病性淋巴瘤。唾液中的EB病毒在传播中起重要作用。世界各地人群都有EB病毒的感染,在经济条件较差地区,人群容易早期感染。

EB病毒是传染性单核细胞增多症的病原。它与伯基特淋巴瘤关系十分密切,100%的伯基特淋巴瘤病人有抗EB病毒壳抗原的IgG抗体,伯基特淋巴瘤的每一瘤细胞都有EB病毒的基因,并有病毒决定的膜抗原和核抗原,瘤细胞在体外传代后出现完整病毒。EB病毒与鼻咽癌有密切关系。90%以上的鼻咽癌病人有抗EB病毒早期抗原的IgG抗体(D型)和抗壳抗原的IgA抗体。抗体的阳性率和几何平均滴度显著高于其他肿瘤病人和正常人,对鼻咽癌具有诊断意义。我国1978年首次应用免疫酶法在鼻咽癌高发区进行血清学普查,可发现早期病人。71%鼻咽癌病人的唾液中有抗壳抗原的IgA抗体。在鼻咽癌的细胞内有EB病毒的基因和核抗原存在。用5碘(溴)脱氧尿核苷处理或P3HR-1EB病毒再感染在体外短期培养的鼻咽癌细胞,可以诱发出EB病毒的早期抗原。低分化和未分化鳞癌在无胸腺小鼠移植成功之后,仍含有EB病毒的基因和核抗原,经长期传代后出现完整的EB病毒颗粒。目前,仅知B淋巴细胞有EB病毒受体,至于EB病毒如何进入鼻咽部的上皮细胞,尚不清楚。鼻咽癌的发生,除EB病毒外,与遗传因素和环境致癌因素也可能有关。

(2) C型病毒与白血病: 人的白血病细胞中有能与小鼠白血病病毒的核酸起杂交反应的核酸存在,并有逆转录酶。电镜观察偶尔可发现C型病毒颗粒。但至今尚未能从人白血病分离出肯定的白血病病毒。

(3) C型病毒与人肉瘤: 动物的肉瘤病毒常有缺陷,致病时需要白血病等病毒作为辅助。人的肉瘤也可能由病毒引起,且与人的白血病有关。电镜观察到脂肪肉瘤细胞有C型病毒颗粒,从骨和软组织来源的肉瘤细胞有共同的肉瘤特异性抗原。应用核酸杂交法证明人肉瘤细胞有能与小鼠白血病病毒核酸杂交的核酸存在,但迄今尚未成功分离到人的肉瘤病毒。

(4) B型病毒与乳腺癌: 小鼠乳腺癌的发生是乳腺癌病毒与宿主遗传因素相互作用的结果。人的乳腺癌可能与小鼠乳腺癌有相似的病因。用电镜观察有乳腺癌家族史的正常妇女的乳汁,发现有似B型病毒颗粒,其阳性率较无家族史的正常妇女为高。从乳腺癌患者有病毒颗粒的乳汁中,发现有逆转录酶。进一步用核酸杂交法证明在人的乳腺癌组织中,有能与小鼠乳腺癌病毒核酸杂交的核酸存在,正常乳腺、良性乳腺病变或其他肿瘤则为阴性。但这些结果尚不能证明病毒与人乳腺癌的病因有关。

(5) 单纯疱疹2型病毒与子宫颈癌: 正常妇女的生殖器官有单纯疱疹2型病毒存在。根据血清流行学调查资料,子宫颈癌患者对单纯疱疹2型病毒中和抗体的阳性率较正常妇女为高。从子宫颈癌患者的阴道脱落细胞中发现有疱疹2型病毒的抗原。偶尔从子宫颈癌培养的细胞株也分离到单纯疱疹2型病毒,并发现有其遗传信息。单纯疱疹病毒能诱发正常细胞的恶性转化和使动物发生肿瘤。根据这些资料可以认为单纯疱疹2型病毒与人的子宫颈癌有关,但调查的结果并不一致,特别是血清学调查研究中,有的报告子宫颈癌患者与正常妇女的单纯2型病毒的中和抗体并无显著差别。因此这二者的关系尚待进一步研究阐明。

(6) 乙型肝炎病毒与肝细胞癌: 肝细胞癌病人的乙型肝炎病毒表面抗原的阳性率很高,如在塞内加尔,61%肝细胞癌患者有此抗原,而对照组仅11%,在日本二者分别为37%和3%,西班牙分别为35%和1%,台湾省为80%和15%。由此看来,乙型肝炎病毒与肝细胞癌的关系密切,但其因果关系尚待阐明。

研究人类肿瘤病毒病因的技术方法 常用的方法有:

(1) 细胞培养: ①建立肿瘤细胞株以研究细胞内是否有病毒、病毒的基因或病毒基因决定的抗原。②细胞转化试验,用于鉴定病毒是否有致肿瘤的特性。③细胞融合。将有病毒基因而无完整病毒的肿瘤细胞,在灭活的仙台病毒或聚乙二醇的作用下,与敏感细胞融合成杂交细胞,以去除肿瘤细胞内病毒基因的抑制作用; 或由敏感细胞提供必需的因素,使病毒复活成完整病毒。此法亦可用于研究病毒基因与细胞染色体的关系。④药物激活肿瘤病毒,用嘧啶核苷类似物可激活某些细胞中的肿瘤病毒。

(2)用无胸腺小鼠建立人类肿瘤的移植瘤株。接种肿瘤组织于无胸腺小鼠,肿瘤组织中的正常细胞被淘汰,仅肿瘤细胞增殖,经传代容易建成瘤株,并进一步研究有无病毒存在。

(3) 很多病毒有独特的形态和结构,可用电镜观察和鉴别。

(4) 应用免疫学方法包括中和试验、补体结合试验、免疫扩散、免疫电泳、放射免疫、免疫荧光、免疫酶法和抗补体免疫荧光等试验,以研究病毒的抗原或相应的抗体。

(5)应用生化技术提纯病毒、病毒抗原、酶和核酸等。应用分子生物学技术,作核酸杂交法和逆转录酶试验可以追查病毒的“痕迹”。

(6)流行学,特别是血清流行学可调查研究病毒与肿瘤发生的关系。

(7)将疑为肿瘤病因的病毒制成对人无害的疫苗,在肿瘤高发区人群中进行免疫,观察肿瘤发病率是否下降,以确定病毒与肿瘤的关系。


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  • 发布时间: 2012-12-13
  • 更新时间: 2012-12-13

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