Рак шейки матки и вирусы папиллом

НИИ онкологии Томского научного центра СО РАМН

Рак шейки матки находится на 2-м месте среди злокачественных новообразований женских репродуктивных органов и 4-м в структуре онкологической заболеваемости женского населения, составляя около 12% злокачественных опухолей у женщин и 60–80% всех форм рака гениталий [10, 20]. Ежегодно в мире выявляется 440 тыс. новых случаев рака шейки матки, что составляет 5,8% от общей частоты заболеваемости раком [9]. Абсолютное число заболевших раком шейки матки в 1998 г. составило 11 937 человек. Ежедневно регистрируются 32 случая заболевания раком шейки матки [15].

Заболеваемость раком шейки матки в разных странах колеблется в значительных пределах. Это зависит от неодинаковой структуры населения, различий учета больных, социально-гигиенических факторов, влияния внешних воздействий [5]. В Европе и Северной Америке его частота составляет 10–20 на 100 тыс. женского населения. Минимальная частота его отмечается в Ирландии, Испании, на Среднем Востоке. Значительно чаще рак шейки матки встречается в странах Латинской Америки, Африки, Юго-Восточной Азии [15]. В США заболеваемость цервикальным раком в год, скорректированная по возрасту и расе, составляет 8,6 случая на 100 тыс. женщин-лет [8]. Несмотря на то, что в последнее десятилетие отмечается снижение уровня заболеваемости раком шейки матки, в экономически развитых странах наблюдается рост заболеваемости женщин в возрасте до 45 лет [15].

Одни авторы считают, что рак шейки матки развивается после 35 лет в 90% случаев, другие – в 34,5% [19]. В последние годы отмечается рост частоты рака шейки матки в еще более молодом возрасте – до 30 лет [17]. Ежегодный темп прироста в данной возрастной группе составляет 2,1%. За период 1987–1997 гг. прирост заболеваемости раком шейки матки в этой группе был равен 44,4%.

Изучение структуры онкологической смертности от рака шейки матки показало, что в России на 100 тыс. населения приходится 4,8 смерти [1], что соответствует 8-му месту в структуре смертности женщин от злокачественных опухолей.

Бесспорно, что ранняя диагностика рака шейки матки во многом определяет не только эффективность лечения, но и прогноз у этих больных [3]. Проблема ранней диагностики рака шейки матки далека от решения, несмотря на то, что данная локализация доступна визуализации. Обнаружение рака шейки матки в Ib и во II стадии уже нельзя признать своевременным, так как при Ib стадии метастазы в регионарных лимфатических узлах таза определяются у 16–20%, а при II стадии – у 30–35% [3].

Общепризнанным методом морфологической диагностики, позволяющим оценить состояние эпителия при воспалительных, предопухолевых процессах, раке, осуществить контроль излечен-ности больных с различной патологией шейки матки, является цитологическое исследование.

Достоверность цитологического метода составляет 70–80% при диагностике преинвазивно-го рака, 93–96% – при диагностике инвазивного плоскоклеточного рака и 60% – аденокарцином. В среднем ложноположительные цервикальные мазки при раке шейки матки встречаются в 8,8% случаев [37].

Несмотря на высокую достоверность цитологического скрининга, эффективность его остается крайне низкой и не превышает сотых долей процента. В связи с этим актуален вопрос разработки новых подходов к раннему выявлению этой патологии и совершенствования существующих методов ранней диагностики рака шейки матки.

Этиологическими факторами возникновения эпителиальных дисплазий и цервикального рака являются раннее начало половой жизни, наличие большого количества половых партнеров, низкий социально-экономический статус, неиспользование барьерных методов контрацепции, роды в очень молодом возрасте, наличие в анамнезе заболеваний, передающихся половым путем. Особенности этиопатогенеза плоскоклеточного рака дистальных отделов женских гениталий определяются экзогенными факторами, среди которых важное место занимает вирусная инфекция.

Эпидемиология папилломавирусной (HPV) инфекции человека

В 1996 г. «Информационный бюллетень» Всемирной организации здравоохранения официально подтвердил, что одной из причин возникновения рака шейки матки является вирус папилломы человека.

Каждый год регистрируется почти 30 млн новых случаев генитальной папилломавирусной инфекции [38]. Наиболее распространена папилломавирусная инфекция человека в США, где ею поражены более 10 млн человек. Здесь она встречается чаще, чем все другие заболевания, передаваемые половым путем [27]. Одинаково часто заболевание поражает как женщин, так и мужчин.

Возникновению инфекции способствует снижение защитных сил организма после перенесенных инфекционных заболеваний, курение, алкоголь, молодой возраст, беременность, эндометриоз, большое число половых партнеров, наличие партнеров, имевших контакты с женщиной, болеющей раком шейки матки, аногенитальными кондиломами, неоднократные аборты, воспалительные заболевания, генитальные инфекции (хламидиоз, трихомониаз, генитальный герпес и др.). В 2 раза чаще вирус встречается у женщин, использующих оральные контрацептивы, чем у тех, кто применяет барьерные методы контрацепции или находится в постменопаузе [44].

Встречаемость вируса папилломы в здоровых популяциях значительно варьирует в различных этнико-географических регионах и определяется поведенческими, социально-экономическими, медицинскими, гигиеническими факторами. Географические колебания характерны не только для встречаемости HPV-инфекции, но и для распределения HPV-носительства. Например, HPV-16 и 18 типов чаще встречаются в Европе и США, тогда как для некоторых азиатских стран показано преобладание HPV-52 и 58 [32].

Большой диапазон эпидемиологических данных инфицированности вирусом папилломы человека объясняется недостатком стандартизованного метода обнаружения: некоторые медицинские исследования указывают на наличие HPV-инфекции у каждой десятой женщины, в то время как другие – у каждой второй (50%). Наиболее часто поражаются женщины репродуктивного возраста, максимума инфицированность HPV достигает в 25–30 лет и резко снижается с возрастом. До 30% женщин, вступивших в половую связь, уже через 6 мес становятся инфицированными вирусом папилломы человека. Ряд исследователей утверждают, что вирус папилломы обнаруживается во всех возрастных группах, но преимущественно в возрасте 40–44 лет, меньше всего – в возрасте старше 65 лет [22, 43].

Инфицирование шейки матки HPV у подростков отмечается в 40%, в возрасте до 30 лет – в 25%, у женщин до 40 лет – в 10%, в постменопаузальном возрасте поражение папилломавирусом наблюдается в 5%.

Основным способом передачи папилломавирусной инфекции является горизонтальный путь – до 95% инфекции. У детей существует и вертикальная передача, увеличивающаяся после первого года жизни. Некоторые авторы указывают на возможность вертикальной передачи от матери плоду при прохождении последним инфицированных родовых путей [26]. Существуют исследования, доказывающие передачу при родах HPV-6, 11, ассоциированного с папилломатозом гортани. ДНК HPV обнаруживается у 33% новорожденных в аспирате из носоглотки, а также в амниотической жидкости у HPV-позитивных женщин [16].

В настоящее время известно более 70 типов вируса папилломы человека, каждый из которых обладает своими определенными свойствами. Более 30 подтипов вируса могут инфицировать ге- нитальный тракт. Некоторые из вирусов обладают способностью инициировать развитие опухолевых процессов. Все HPV-типы, ассоциированные с неоплазиями, могут быть условно разделены на две группы:

– группу «высокого риска» (выявляются в злокачественных опухолях, прототипом их служат HPV-16 и 18);

– группу «низкого риска» (выявляются при доброкачественных поражениях шейки матки, прототипом их служат HPV-6 и 11).

Клинические аспекты HPV-инфекции

Клинические симптомы папилломавирусной инфекции чрезвычайно разнообразны. Наиболее специфичное проявление заболевания – так называемые остроконечные папилломы, которые, как полагают, вызываются HPV-6 и 11 [45]. Статистические данные Центра по инфекционным заболеваниям в Атланте показывают, что в США папилломы встречаются не реже, чем гонорея, и в 3 раза чаще, чем генитальный герпес. Латентный период их составляет от 3 нед до 8 мес, но клинические проявления могут возникать и через годы после заражения. В большинстве же случаев передача папилломавируса половым путем ведет к субклинической инфекции и только в редких случаях сопровождается образованием папиллом [11]. Остроконечные папилломы выглядят как бородавчатые возвышения, расположенные чаще всего в области наружных половых органов, паховых складках, влагалище, на шейке матки. Они бывают одиночными и множественными [36].

Морфологически различают три типа остроконечных папиллом: экзофитные (классические остроконечные), эндофитные (инвертирующие) и интраэпителиальные (или плоские). Экзофитные папилломы представляют собой папиллярные разрастания, расположенные на поверхности кожи или слизистых, изолированные или в виде скоплений, сидящие на ножке, и могут быть похожи на «цветную капусту» или напоминать «петушиные гребни». Сосочки состоят из соединительной ткани, покрытой многослойным плоским эпителием с признаками паракератоза, акантоза. В сосочках и в подсосочковом слое содержится круглоклеточная инфильтрация. В подлежащей строме имеются сосуды. Папилломы не склонны к самопроизвольному исчезновению, их появле- ние чаще связано с присутствием 6-го и 11-го типов папилломавирусной инфекции.

Эндофитные папилломы встречаются гораздо реже, локализуются в криптах цервикального канала и диагностируются только при гистологическом исследовании шейки матки.

Интраэпителиальные плоские папилломы ассоциируются с дисплазиями в 50% случаев [7]. Они развиваются на фоне плоскоклеточной метаплазии в зоне трансформации шейки матки, не имеют клинически выраженной картины и определяются только кольпоскопически.

Папилломавирусная инфекция может протекать в трех формах: клинической, субклинической и латентной [12]. Клинически выраженная форма не представляет трудности для диагностики. Субклиническая форма не имеет клинических проявлений и диагностируется только кольпоско-пическим методом [16]. Субклинические папилломы практически не отличаются от дисплазии и располагаются в зоне трансформации [7, 16, 19]. Признаками папиллом являются участки белесоватого цвета, с четкими границами, не возвышающиеся над поверхностью, неравномерно поглощающие водный раствор Люголя. Кольпоско-пически участки слизистой шейки матки, пораженной вирусом папилломы человека, могут выглядеть как атипичный эпителий, представленный мозаикой, пунктацией, йоднегативными зонами, причем такие изменения при вирусной инфекции, по данным некоторых авторов [14], диагностируются в 100% случаев. Латентная форма – наиболее трудная для обнаружения, так как не имеет клинических, кольпоскопических, цитологических проявлений. Латентная инфекция у здоровых женщин обнаруживается в 37,4%, при этом выявляются 6, 11, 16, 18-й типы HPV [25]. Только выделение ДНК HPV-инфекции в биоптатах шейки матки дает возможность выявить данную форму папилломавирусной инфекции. Почти у 85% пациенток с остроконечными папилломами наружных половых органов имеются дополнительные очаги HPV-инфекции на слизистых влагалища, шейки матки в субклинической и латентной формах [18]. Нередко могут сочетаться несколько типов папилломавируса в участках поражения, что дает разнообразную картину заболевания, поэтому диагностика должна включать кольпо-скопическое, цитологическое исследования и ПЦР-диагностику.

Взаимосвязь HPV-инфекции с предопухолевыми процессами и раком шейки матки

Опухоли шейки матки – единственнное новообразование у человека, при котором выявляе-мость в них генетического материала HPV составляет не менее 90–95% [9, 13, 52].

Многочисленные эпидемиологические и молекулярно-биологические данные свидетельствуют о важном значении вируса папилломы человека в возникновении цервикальных интраэпителиальных неоплазий и рака шейки матки [28, 29, 31, 42].

Наибольший интерес среди них вызывают 16, 18, 31, 33-й типы HPV, регулярно обнаруживаемые при раке шейки матки и составляющие группу «высокого риска». Несмотря на высокую потенциальную опасность, вирусы папилломы человека являются условными патогенами. Действительно, папилломавирус достаточно часто (10– 30%) выявляется у абсолютно здоровых женщин [2]. Длительный период инфекции, развитие рака у небольшого числа инфицированных, монокло-нальность опухолей, содержащих интегрированные вирусные последовательности, дают основание предполагать, что вирусная инфекция является необходимым, но не достаточным условием в развитии злокачественного новообразования [6]. Таким образом, носительство HPV свидетельствует не о злокачественном процессе как таковом, а о многократно повышенном риске возникновения последнего. Факторы, модифицирующие патогенность HPV и, как следствие, провоцирующие опухолевый рост у зараженных женщин, остаются неизвестными [ 48, 49].

При анализе эпителия шейки матки женщин с инвазивным раком на наличие вируса папилломы человека особенно часто встречались 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 58, 68-й типы. Характерно, что 58-й тип HPV превалировал в более старшем возрасте (в среднем 52 года), а в более молодом присутствовали 16-й и 18-й типы HPV-инфекции [30].

Более часто встречающимся типом HPV-инфекции в опухолевых образцах является HPV-16. Этот тип обнаруживается в тканях цервикального рака в 59,4%, что в 3,7 раза выше, чем HPV 6-го и 11-го типов, и в 2,4 раза выше, чем HPV-18 [50]. По данным других авторов, HPV-16 обнаруживается в опухолевых клетках шейки матки от 43,75 до 86%, тогда как HPV-18 отмечается в 7–20% [23, 34, 41]. В то же время HPV-18 сочетается с низкодифференцированной карциномой шейки матки и имеет высокий риск рецидива, при том что HPV-16 ассоциируется с клетками ороговевающих опухолей и обладает низкой частотой рецидивирования [33].

Мишенью для воздействия вируса папилломы является зона трансформации – область соприкосновения многослойного плоского и призматического эпителия шейки матки, являющаяся местом развития предраковых состояний. Установлено, что до 94% папиллом располагается в зоне трансформации или дистальнее ее [16].

Повреждения шейки матки, вызванные HPV, в виде цервикальной интраэпителиальной неоплазии (CIN), могут быть легкой, умеренной и тяжелой степени. Женщины с CIN слабой степени подвержены риску заболевания CIN тяжелой степени и раком шейки матки. Однако CIN 1 не всегда прогрессирует в CIN 2–3. Возраст женщин с цервикальной интраэпителиальной неоплазией обычно на 5–10 лет ниже, чем с CIN 1 степени, что свидетельствует о постепенной прогрессии изменений эпителия шейки матки [40].

Вероятно, именно онкогенные типы HPV-инфекции, поражающие шейку матки, определяют риск развития у женщин цервикальной интраэпителиальной неоплазии тяжелой степени [33]. Частота обнаружения ДНК HPV возрастает по мере усугубления степени дисплазии и перехода диспластических изменений эпителия в опухоль. При CIN 2 ДНК HPV обнаруживается в 24–25%, при CIN 3 – в 61–80%, при микроинвазивной карциноме – в 83–88% [24, 46]. При инвазивной карциноме и раке in situ ДНК HPV выявлялась в более чем в 90% случаев.

Некоторые авторы изучают возможности синергизма действия на эпителий шейки матки нескольких вирусов: вируса простого герпеса, цитомегаловируса и вируса папилломы человека, которые выступают как инициирующие агенты. Было показано, что цервикальная дисплазия чаще обнаруживается у женщин, инфицированных вирусом иммунодефицита человека. При этом дисплазия прогрессирует быстрее, чем обычно [47]. Приведенные данные указывают, что присутствие нескольких генитальных инфекций ускоряет развитие цервикальной дисплазии.

Необходимо отметить, что даже при регрессии CIN HPV-инфекция может присутствовать в эпителии шейки матки [16]. Периоды активации и персистенции инфекции у женщины постоянно чередуются. Способность к персистенции гораздо выше у высокоонкогенных типов папилломавирусной инфекции, а женщины с персистирующей латентной инфекцией – наиболее значимая группа риска по развитию цервико-интраэпителиаль-ных неоплазий. Внедрение папилломавируса происходит на уровне незрелых клеток базального слоя эпителия кожи и слизистых оболочек [51]. Результатом внедрения является пролиферация клеток, но без продукции вирусных частиц, поскольку пролиферирующие клетки эпителия не способны поддержать полный жизненный цикл вирусов. Полная репликация папилломавируса происходит только в высокоспециализированных клетках многослойного плоского эпителия: зернистых, шиповатых клетках кожи, поверхностных эпителиоцитах слизистой шейки матки.

Известно, что папилломавирусы относятся к семейству Papovaviridae. Геном представляет собой двунитевую циркулярную ДНК, и размножение происходит в ядре клеток хозяина. Вирус папилломы человека, как и многие ДНК-содержащие вирусы (простого герпеса, Эпштейна – Барр и др.), является биологическим агентом, способным видоизменять рост, дифференцировку и морфологию клеток. Проникая в клетку, вирус вызывает изменения ее структурной, биохимической и генетической организации, вносит в нее чужеродную генетическую информацию. Образование двуядерных и многоядерных клеток является характерной особенностью проявления цито-деструктивного действия вируса. В основе образования двуядерных клеток обычно лежит механизм слияния плазматических мембран двух клеток; ряд вирусов содержит ферменты, способные лизировать клеточные оболочки [33].

Чрезвычайно характерным для многих ДНК-содержащих вирусов является формирование внутриядерных и цитоплазменных включений, вакуолей. Возможно, в основе механизма образования вакуолизированных клеток лежат процессы нарушения водного и энергетического обмена клеток. Динамика формирования включений, их форма, величина, содержание в них нуклеиновых кислот и белков имеют большое диагностическое значение, так как различаются у вирусов разных групп. В цитоплазме клеток накапливаются оксифильные массы, содержащие вирусный белок и РНК, многочисленные вирусные частицы, образующие вакуоли. В ядрах клеток развиваются пульверизация хромосом, кариолизис, кариорек-сис, пикноз; ядра перемещаются к периферии.

При цитопатогенном действии вирусов деструкция клетки прямо или косвенно связана с проникновением в нее и функционированием в ней генома вируса. Развивающиеся вследствие этого изменения морфологии клетки могут быть результатом действия одного или нескольких факторов: угнетения синтеза клеточных ДНК, РНК и белков [35].

Два гена, присутствующих в геноме HPV, вызывают злокачественную трансформацию клеток [4]. Эти вирусные онкогены названы Е6 и Е7. Гены E6 и E7 – многофункциональны. Механизм действия вирусных генов Е6 и Е7 стал понятен после того, как была открыта их связывающая способность по отношению к p53 и Rb-гену. Продукты этих генов при взаимодействии с продуктами генов-супрессоров (E6 с p53, а E7 с Rb 105) вызывают инактивацию последних [39]. Гены p53 и Rb 105 играют ключевую роль в регуляции деления клеток, поэтому нарушение генами E6 и E7 регуляторной функции указанных генов может быть определяемым фактором для трансформации клеток. Однако чтобы вызвать не только пролиферацию, но и трансформацию клеток, одной экспрессии Е6, Е7 генов недостаточно. HPV «высокого риска», внедряясь в клетку хозяина, индуцируют хромосомные абберации и мутации генов. Накопление мутаций в клетке с латентно персистирующим вирусом служит впоследствии эндогенным фактором прогрессии опухолевых клеток [21].

Участок вирусного генома URR, контролирующий функции E6 и E7, состоит из нескольких функциональных сайтов, способных взаимодействовать с различными транскрипционными факторами. Первый содержит несколько фрагментов, способных взаимодействовать с факторами, вызывающими активизацию клеточного генома. Второй участок содержит нуклеотидные последовательности, реагирующие с факторами, подавляющими активность клеточного генома. Третий участок может быть мишенью для собственно вирусного регулятора транскрипции белка гена E2.

Канцерогенез шейки матки, инициируемый вирусами папиллом, можно условно разделить на несколько этапов [9]:

• 1)    первичная инфекция вирусом;

• 2)    персистенция генома вируса папиллом в эписомальной форме и возможность продукции

вирусных частиц с последующей вторичной инфекцией;

• 3)    интеграция вирусной ДНК в клеточный геном без видимой специфичности сайта интеграции; на стадиях II и III начинают проявляться функции Е6 и Е7, нарушающих контроль деления клеток;

• 4)    индукция мутаций в клеточной ДНК, вызывающая нестабильность клеточного генома;

• 5)    селекция клона клеток с мутантной ДНК, содержащих интегрированную ДНК вирусов папилломы;

• 6)    активное размножение данного клона клеток и рост опухоли. Такой механизм объясняет тот факт, что от момента вирусной инфекции до появления опухоли проходит длительный срок – 5–10 лет.

Таким образом, дальнейшее изучение проблемы папилломавирусной инфекции как фактора развития предраковых и опухолевых поражений шейки матки вселяет надежду на разработку и использование в клинической практике новых скрининговых программ для ранней диагностики рака шейки матки.