病毒致癌學說的確立

病毒致癌學說確實立病毒致癌學說終于在20世紀60年代得以驗證，并在21世紀初加以確立，從而加速了人類征服癌癥的步伐。諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予艾滋病毒(HIV)的發(fā)現(xiàn)人――法國學者呂克?蒙塔尼埃與弗朗索瓦絲?巴爾一西諾西和人類乳頭狀瘤病毒(HPV)的發(fā)現(xiàn)者――德國學者哈拉爾德?楚爾?豪森。這些病毒引發(fā)腫瘤的具體研究成果，為揭示惡性腫瘤的發(fā)生機制及治療與防止開辟了科學途徑。豪森出生于1936年，1972年擔任德國埃朗根一紐倫堡大學病毒學專家。現(xiàn)任職于德國癌癥研究中心主任，并曾擔任該中心主任。蒙埃尼埃出生于1932年；巴爾-西諾西出生于1947年。自20世紀70年初以來，他們始終在巴斯德研究所，這座法國諾貝爾獎的搖籃工作。病毒致癌學說的提出20世紀初病毒學家就認識到病毒能引發(fā)癌癥。19，美國人魯斯將雞結(jié)締組織肉瘤的無細胞濾液注射于健康雞，使后者產(chǎn)生了同樣的腫瘤，便提出“一種濾過性因子能引發(fā)癌癥”假說。這種被他稱為No.1腫瘤病毒，能夠通過雞胚不停傳代；他將這種濾過性因子稱為腫瘤病毒，命名為魯斯肉瘤病毒。然而，鑒于當潮流沒發(fā)現(xiàn)癌癥的傳染性，這個假說便認為是奇談怪論，而束之高閣。直至50年代隨著微生物遺傳學進展，造成對腫瘤病毒概念的重新解釋；某些病毒能夠?qū)⒆约旱倪z傳物質(zhì)摻入細胞，但并不殺死細胞，也不克制細胞的復制，病毒的遺傳材料摻入宿主細胞的遺傳材料后，就成為一種新的遺傳基因，從而使某些細胞的特性發(fā)生永久性的變化。這種假說能夠解釋腫瘤病毒為什么能使正常細胞轉(zhuǎn)化為癌細胞并且在同一時期，人們又發(fā)現(xiàn)許多個引發(fā)哺乳動物惡性腫瘤的病毒。鑒此，事隔55年后的1966年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎才頒發(fā)給這位年已81歲的老魯斯。1970年美國人巴爾的摩與特明對魯斯肉瘤病毒研究后查明，該病毒的遺傳信息是一條RNA，體內(nèi)酶系為逆轉(zhuǎn)錄酶。這個發(fā)現(xiàn)證明了致癌性NRA病毒侵入宿主細胞后，先經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄酶的作用，將RNA逆轉(zhuǎn)成與該RNA互補DNA(cDNA)，然后再整合到宿主細胞染色體中，使后者轉(zhuǎn)化為癌細胞。兩位癌病毒專家榮獲了1975年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。病毒致癌學說的驗證與確立――艾滋病的發(fā)現(xiàn)1980年圣誕節(jié)前，美國加州洛杉磯西奈山醫(yī)院醫(yī)生碰到1例罕見的卡氏肺囊蟲肺炎病例，經(jīng)用復方新諾明治療無效而死亡。1981年初美國疾病控制中心(CDC)又報告了在紐約和舊金山等地的男性同性戀患者中卡氏腫囊蟲肺炎和卡波濟肉瘤而死亡的4個病例。1981年6月，CDC初次報道了這5例因免疫功效缺損而發(fā)生死亡的病例，人們意識道，一種兇險的新型傳染病一超級癌癥已降人間。終究是那一種惡魔引發(fā)這種超級癌癥呢?1983年初法國巴斯德研究的蒙塔尼埃與巴爾一西諾西首先從一名患有淋巴結(jié)綜合癥(LAS)病人的腫大淋巴結(jié)的T細胞培養(yǎng)物分離到一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，鑒定出這種病毒的構(gòu)造蛋白P19、核心蛋白P24和P15、逆轉(zhuǎn)錄酶蛋白P66和P51、外膜蛋白gPl20和跨膜蛋白gP41等。之后又在患者體內(nèi)檢測到LAS抗體。他們擬定這種逆轉(zhuǎn)錄病毒為本病的病原體，當時稱為淋巴結(jié)病有關(guān)病毒(LAS)。1983年5月，他們的論文發(fā)表在美國出名的學術(shù)期刊《科學》上。1986年5月國際病毒分類委員會將兩位獲獎者發(fā)現(xiàn)的病毒命名為人類免疫缺點病毒(HIV)。世界衛(wèi)生組織在第3屆世界大會上宣布HIV作為艾滋病(AIDS)病毒的正式病名。獲獎者的研究證明：HIV患者血液內(nèi)輔助性T細胞(Th)下降至幾近于零，便擬定這種病毒重要侵犯Th。Th細表表面含有CD4糖蛋白分子而稱為CD4+細胞(Th)。CD4是HIV外膜糖蛋白的受體，使細胞受染而妨礙增殖。HIV為慢病毒屬病毒(lentivirus)，直徑100～200nm，呈橢圓形或圓柱形，具單股RNA，外有類脂包膜，核中央位，圓柱狀，含Mg2+依賴性逆轉(zhuǎn)錄酶。可在體外淋巴細胞系中培養(yǎng)。病毒對外界抵抗力較弱，加熱56℃30分鐘和普通消毒劑均可滅活，但對紫外線不甚敏感。HIV有HIV-Ⅰ和HIV-Ⅱ等兩型，兩者在基因構(gòu)造有部分同源性，但HIV―Ⅱ重要分布于西非，可致病，致病性較HIV―Ⅰ弱。HIV―Ⅰ共有A、B、C、D、E、F、G、J、H、O等9種亞型，以B型最常見。獲獎者對HIV是一種嗜T細胞病毒(STLV)的發(fā)現(xiàn)，造成了艾滋病來源的探明。1984年美國癌癥研究中心的羅伯特、蓋洛從艾滋病人體內(nèi)分離出一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，由于它的嗜T細胞特性，故命名為嗜T淋巴細胞病毒Ⅲ型(HTLV-Ⅲ)。與此同時，美國加州大學的萊維也從病人末梢血液中分離出一株病毒命名為艾滋病的有關(guān)病毒(ARV)。經(jīng)鑒定，以上三株病毒從形態(tài)學、蛋白質(zhì)構(gòu)造、基因體現(xiàn)，對CD4細胞的攻擊性及逆轉(zhuǎn)錄酶等方面都是相似的。就把HTLA-Ⅲ、LAV、ARV擬定為艾滋病的病源體，統(tǒng)一稱為逆轉(zhuǎn)錄病毒，屬于RNA病毒Lenti病毒亞科。1986年，國際微生物學會及病毒分類學分將HTLV-Ⅲ／LAv命為人類免疫缺點病毒-Ⅲ／LAv，從而統(tǒng)一解決了這種病原體的病名問題。獲獎者的發(fā)現(xiàn)，使某些病毒遺傳學家探明了艾滋病的來源。在尋找與HIV有關(guān)的猴病毒中，發(fā)現(xiàn)了與人類逆轉(zhuǎn)錄病毒相稱的靈長類逆類嗜T淋巴細胞病毒：HTLV-Ⅰ及HTLV-Ⅱ。構(gòu)成STLV的基因物質(zhì)與HTLV十分相似，其核苷酸序列有90％～95％與HTLV同源或相似。除此之外，猴及人類病毒還含有相似的生物特性。有關(guān)HTLV來源的一種學說認為非洲STLV及HTLV的基因序列中有5％的差別。正是這種差別排除了4000萬年前在始新世紀時，從舊大陸靈長類分化出來新大陸靈長類后的任何時期內(nèi)從猴的病毒轉(zhuǎn)移給人類。HTLV有可能是很久以前從感染靈長類祖先的某一病毒進化而來。如果屬實，由于至今這兩種病毒的差別不到5％，那么，STLV及HTLV在各自的宿主內(nèi)平行進化，應認為事實上是相似的。這提示可能是靈長類動物在過去的4000萬年內(nèi)已經(jīng)將STLV傳染給了人類。從檢測抗體能夠懂得猴免疫缺點病毒(SIV)與HIV有關(guān)。它能夠感染CD4淋巴細胞，SIV蛋白的生化與生理特性和HIV蛋白特性極相似。有關(guān)分子學研究證明，HIV事實上已存在了幾百年，這樣長的時間適應于人群，而到近年來才引發(fā)流行是不可思議的。因此，提出來源于動物的學說。那么病毒又是如何傳染給人的呢?幾百年前，非洲青猴體內(nèi)的HTLV-Ⅰ、Ⅱ轉(zhuǎn)變?yōu)镠TLH-Ⅲ后傳輸給人類。HIV長久存在于人類，但只限制在少數(shù)人群中。近年來由于遷居方式，如由非洲農(nóng)村遷往都市，靜脈注射毒品和同性戀等因素，促使HIV感染蔓延。HIV是一種感染人類的逆轉(zhuǎn)錄病毒新的變種。有許多疾病的病毒原學至今仍屬懷疑或尚未擬定。這些疾病的某些特性很像是由慢病毒引發(fā)。能夠想象，HIV是一種新的，既往未能明確的人類慢病毒的近親。獲獎者對艾滋病毒的發(fā)現(xiàn)，令人們悟出：艾滋病來源于中非國家的農(nóng)村，20世紀70年代初，大批農(nóng)村人口流入都市，由于性生活混亂及靜脈注射毒品等因素，在都市快速傳輸。1972～1973年有人在烏干達西尼爾地區(qū)收集75份血清，其中50份含有HIV抗體，能夠看出HIv不是偶然一時性現(xiàn)象，而是長久廣泛的流行和感染的成果。這樣高水平抗體的測出，表明人群中早有HIV存在。在70年代中期，病原體傳入都市，由于娼妓、同性戀、靜脈注射毒品等因素使得HIV快速傳輸，并且在傳輸過程中，病毒在遺傳學上發(fā)生突變，變得致病性極強。后來，這種病毒從中非傳入加勒比海地區(qū)的海地。70年代中、后期，由于海地男性到妓院冶游等因素，美國同性戀者將此病毒帶回美國。瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學院6日在新聞公報中說，發(fā)現(xiàn)艾滋病病毒是“從生物學上理解艾滋病和其反逆轉(zhuǎn)錄病毒療法的首要條件”，兩名法國人的工作“造成了艾滋病病診療和血液產(chǎn)品篩選辦法的出現(xiàn)，艾滋病防止與治療的結(jié)合有效減緩了艾滋病的流行，并大幅提高了艾滋病患者的平均壽命”。但是，現(xiàn)在仍沒有有效的艾滋病療法和疫苗。值得一提的是，巴爾一西諾西與蒙塔尼埃得到了美國科學家蓋洛的協(xié)助，才真對的認HIV就是他們要尋找的艾滋病病毒。后來，雙方一度為終究誰是艾滋病病毒的發(fā)現(xiàn)者爭論不休，這一爭論曾引發(fā)法國和美國兩個國家之間的法律甚至外交糾紛。但是，諾貝爾獎評審委員會說，在科學界，對蒙塔尼埃和巴爾一西諾西首先發(fā)現(xiàn)艾滋病病毒這一點沒有爭議。雙方的爭論事實上集中在這之后的諸如診療工具開發(fā)等事務上，但這都以發(fā)現(xiàn)病毒為基礎。致癌的DNA病毒：人乳頭瘤病毒(PHV)的發(fā)現(xiàn)豪森對人乳頭狀瘤病毒的發(fā)現(xiàn)，不僅確認了除逆轉(zhuǎn)錄RNA病毒是引發(fā)惡性腫瘤的罪魁，某些DNA病毒也是致癌的另一種元兇，并使宮頸癌成為迄今病因最明確的一種癌癥。從20世紀70年代開始，這位攻研究病毒致癌的課題獲獎者，開始人研究人類乳頭瘤病毒。他采用分子技術(shù)發(fā)現(xiàn)，HPV為雙股DNA病毒，有60個不同的型別，互相之間存在著DNA序列差別。HPV屬乳多空病毒科，在人類廣泛傳輸，可引發(fā)皮膚和黏膜腫瘤并且和生殖道惡性病變關(guān)系親密。1976年，豪森用HBV探針分子雜交實驗證明在HPV基因的全部開放讀碼框架，均存在于其中一條DNA鏈上在與轉(zhuǎn)化有關(guān)的基因里，E6和E7在體外可能使細胞發(fā)生惡變，并可在人宮頸癌細胞中檢測到。E2基因生物與的某個啟動結(jié)合，參加早期基因的體現(xiàn)。DNA腫瘤病毒涉及乳頭多瘤空泡病毒科、腺病毒科、泡疹病毒科、痘病毒科及肝炎DNA病毒科等五大類，其中乳頭多瘤空泡病毒科乳頭瘤病毒屬下的人乳頭狀瘤病毒(HPV)是一類特異性地感染人皮膚、黏膜的共價雙鏈環(huán)狀DNA病毒，在電鏡下呈球型、無包膜的20面體立體對稱構(gòu)造，直徑約為55nm，有72個殼粒。病毒基因組含有大概8，000個堿基對，分子量為5.2×106。HPV共有200多個類型，現(xiàn)在已鑒定分離了80多個，并發(fā)現(xiàn)了宮頸癌等許多人類惡性腫瘤的發(fā)生與HPV感染有關(guān)。按與惡性腫瘤發(fā)生的親密程度可將HPV分為高危型、中危型和低危型，其中高危型(如16、18亞型)與宮頸癌及食管癌、肺癌、外生殖器部位的皮膚癌、惡性黑色素瘤癌結(jié)腸癌、腎癌、鼻癌、中耳癌、喉癌、前列腺癌、胃癌、口腔鱗癌等惡性腫瘤親密有關(guān)；低危型(如6、11、42、43、44亞型)與鋒利濕關(guān)疣等良性疾病有關(guān)；中危型(如31、33、35、45、51、52、56亞型)介于兩者之間。上世紀90年代，豪森大致上闡明了HPV的致癌機制。HPVDNA約含有約8000個堿基對，其基因組構(gòu)造可分為3個功效區(qū)域，分別是早期蛋白編碼區(qū)(ER)、晚期蛋白編碼區(qū)(LR)和長控制區(qū)(LCR)。ER區(qū)編碼E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7等6種早期蛋白，提供病毒DNA復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯調(diào)控和轉(zhuǎn)化所必需的信息，其中E1重要與病毒DNA復制有關(guān)，E2與病毒DNA轉(zhuǎn)錄的反式激活有關(guān)，E4與病毒和細胞結(jié)合有關(guān)，E5影響細胞生長因子受體，E6、E7重要與病毒的細胞轉(zhuǎn)化功效及致癌性有關(guān)，是病毒的重要癌蛋白，在腫瘤的發(fā)病機制上起著重要作用。LR區(qū)L1、L2分別編碼病毒重要和次要衣殼蛋白，構(gòu)成病毒外殼。LCR區(qū)是變異最多的區(qū)域，對病毒的復制及轉(zhuǎn)錄起調(diào)節(jié)作用。豪森研究證明了宮頸癌與HPV之間的親密聯(lián)系并使醫(yī)學界確認，幾乎全部的宮頸癌都是由HPV引發(fā)，其中，大部分病例可歸咎于兩種亞型的HPV即HPV16和HPV-18。除上過兩種亞型之外其它某些亞型的HPV病毒也能造成宮頸癌，其中涉及造成宮頸癌的第三大病毒亞型HPV45和第四大病毒亞型HPV-31另外HPV-6、11、33、35、42等亦可誘發(fā)宮頸癌。HPV的發(fā)現(xiàn)，使得宮頸癌成為迄今病因最明確的一種癌癥。在此基因上，葛蘭素史克等制藥公司開發(fā)出宮頸癌疫苗，使宮頸癌成為人類能夠防止和根除的第一種惡性腫瘤。豪森的成果使得醫(yī)學界對于宮頸癌的發(fā)病機理有了進一步理解，為此后制藥公司開發(fā)宮頸癌疫苗奠定了基礎。其中，葛蘭素史克公司開發(fā)的Cervarix疫苗能夠有效抵抗引發(fā)宮頸癌的前四大病毒亞型：HPV-16、HPVl8、HPV45、和HPV31，保護期超出6年。宮頸癌是女性最常見的癌癥之一，約80％有性行為的女性在一種中隨時可能感染HPV病毒。全世界每年有49.3萬名女性確診患有宮頸癌，其中27.3萬人死亡，多數(shù)是在發(fā)展中國家。疫苗的問世使得女性終于能夠遠離這種惡性腫瘤。醫(yī)學界發(fā)現(xiàn)，女性在有性行為前接種宮頸癌疫苗最為有效。由HPV引發(fā)，其中，大部分病例可歸咎于兩種亞型的HPV即HPV-6和HPV-18。除上過兩種亞型之外其它某些亞型的HPV病毒也能造成宮頸癌，其中涉及造成宮頸癌的第三大病毒亞型HPV-45和第四大病毒亞型HPV-31另外HPV-6、11、33、35、42等亦可誘發(fā)寓宮頸癌。HPV的發(fā)現(xiàn)，使得宮頸癌成為迄今病因最明確的一種癌癥。在此基因上，葛蘭素史克等制藥公司開發(fā)出宮頸癌疫苗，使宮頸癌