Кто открыл вирус впч

Вирусы папилломы (papilloma viruses) заражают клетки кожи и слизистых оболочек — кератиноциты, которые служат основным механическим барьером между внешней средой и внутренней средой организма. Эта группа вирусов очень разнообразна, и многие ее представители не вызывают никаких симптомов. Однако патогенные представители могут приводить не только к образованию папиллом и бородавок, но и к злокачественным опухолям.

История и распространенность ВПЧ

Бородавки и кожные заболевания упоминаются и описываются начиная с самых древних литературных источников. Первые подробные описания кожных новообразований составил древнеримский естествоиспытатель и врач Авл Корнелий Цельс, живший на рубеже старой и новой эры [7]. Предположения о том, что некоторые бородавки могут передаваться инфекционными агентами возникло еще раньше. Показать, что этими агентами являются вирусы удалось в начале ХХвека (обзорная информация по ссылке 4). Первый вирус папилломы был выделен в 1933 Ричардом Шоупом [8], американским вирусологом, который также впервые выделил и вирус гриппа [9].

Папилломавирусы втречаются у млекопитающих и существенно менее распространены среди птиц. Эволюционная история папилломавирусов началась тогда, когда появились первые высшие позвоночные (амниоты, к которым относятся пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие) [10]. Более подходящими хозяевами для этой группы вирусов, в виду строения кожного покрова, оказались млекопитающие, у которых они представлены множеством подсемейств и родов [11]. Родство вирусов папилломы с другими семействами ДНК-вирусов (например,полиомавирусами) пока не продемонстрировано достаточно убедительно [12].

Человека могут заражать более 100 штаммов папилломавирусов, которые делят на штаммы с высоким либо низким риском возникновения рака. При этом низкопатогенных разновидностей существенно больше.

К злокачественным новообразованиям (в это касается рака шейки матки и аногенитальной зоны) приводят всего 18 штаммов. Передаются вирусы папилломы человека(ВПЧ) в основном половым путем и при контакте слизистых.

Считается, что ВПЧ низкого риска продуцируют больше вирионов, лучше распространяются, хотя и элиминируются из организма за один-два года, или даже быстрее [13]. По сравнению с ними, штаммы высокого риска заражают меньшее количество людей, но и иммунной системе с ними справиться сложнее [14]. Самыми канцерогенными являются штаммы ВПЧ 16 и ВПЧ 18, а за возникновение бородавок в аногенитальной зоне в 90% случаев ответственны штаммы ВПЧ 6 и ВПЧ 11 [15]. Именно эти представители папилломавирусов привлекают наибольшее внимание исследователей [16] [17].

Строение и биология вируса

Папилломавирусы имеют сравнительно маленькие вирионы, лишенные мембранной оболочки. Их диаметр около 30 нм. Это примерно в четыре раза меньше диаметра ВИЧ или гриппа, имеющих мембранную оболочку, происходящую из мембраны зараженной клетки. Геном папилломавирусов представлен кольцевой двуцепочечной молекулой ДНК, которая упакована при помощи гистонов — клеточных белков, участвующих в компактизации ДНК в ядре. Геном папилломавирусов кодирует два типа белков. Ранние белки (early proteins, E-proteins) осуществляют регуляторные функции, обеспечивают размножение вируса и, в ряде случаев, ответственны за злокачественное перерождение клеток. Поздние белки (late proteins, L-proteins) выполняют структурную функцию, формируя капсид вирионов.

Папилломавирусы непросто культивировать в лабораторных условиях, так как нативные частицы образуются либо в живых организмах, либо в сложных органотипических клеточных культурах, в которых клетки проходят стадии дифференцировки, аналогичные существующим в живом организме [18, 19 и 20].

Жизненный цикл вирусов папилломы привязан к стадиям развития кератиноцитов. Кератиноциты — это клетки, из которых в основном состоят эпидермис, верхний слой кожи, и слоистый эпителий слизистых оболочек.

Активно делящиеся молодые кератиноциты выстилают базальную мембрану, находящуюся под верхними слоями эпидермиса, а по мере созревания и дифференцировки кератиноциты вытесняются к поверхности кожи. Вирусные частицы заражают еще не дифференциированные клетки, а новые частицы образуются в кератиноцитах, достигших терминальной стадии дифференцировки.

Ранние белки папилломавирусов обеспечивают нужное содержание ДНК вируса в ядре клетки и координируют экспрессию его генов. Белки E1 и E2 образуют комплекс с ДНК вируса, привлекая клеточные системы репликации. За канцерогенный эффект у штаммов ВПЧ высокого риска ответственны ранние белки E6 и E7. E6 способен связываться с опухолевым супрессором р53, провоцируя его убиквитинизацию и уничтожение [21]. E7 у таких штаммов связывается и влияет на работу целого ряда белков, среди которых регуляторные белки и опухолевые супрессоры, такие как ретинобластомный фактор. Активность E6 и E7 приводит к неконтролируемому клеточному делению [22 и 18].

Поздние белки ВПЧ нужны для образования капсида и упаковки ДНК вируса. Основным структурным компонентом капсида папилломавирусов является белок L1, который образует пентамеры [23]. В состав одного капсида входит 72 пентамера. Капсид папилломавирусов имеет сферическую форму, однако в действительности он представляет собой икосаэдр с триангуляционным числом равным семи. Сферическая структура образуется не из комбинации гексамеров и пентамеров (как, например, в футбольном мяче), а из двух типов пентамеров. 60 пентамеров капсида ВПЧ образуют по 6 связей с соседними пентамерами, а 12 из них — по пять [2, глава 3]. Интересно, что строение L1 напоминает строение клеточных белков нуклеоплазминов, регулирующих упаковку нуклеосом [24]. На данный момент нет точного понимания, имеют ли L1 и нуклеоплазмины общего предка, или их схожесть результат конвергентной эволюции.

Минорный белок L2 также является структурным компонентом вирусной частицы. Один L2 приходится на один пентамер L1 [4]. По всей видимости, это белок важен для привлечения вирусных ДНК к собирающимся частицам. Существует гипотеза, что L1 и L2 могут взаимодействовать не непосредственно с нуклеиновой кислотой вируса, а с гистонами, которые ее компактизуют [4].

Каким конкретно образом ДНК уложена внутри вирсуной частицы, тоже не описано окончательно. Известно что в вирусоподобные частицы ВПЧ может быть упакована любая ДНК короче 8 тысяч пар нуклеотидов, что открывет перспективы для использовния ВПЧ в качестве трансформационных векторов. Интересно, что в распаковке капсида папилломавирусов участвует циклофилин — клеточный белок, также способствующий распаковке капсида, например ВИЧ [25].

Вакцины против ВПЧ

В настоящее время активно разрабатываются и внедряются вакцины против папилломавирусов. В основном они создаются против наиболее распространенных канцерогенных штаммов ВПЧ 16 и ВПЧ 18, а зтакже против ВПЧ 6 и ВПЧ 11, основной причины появления бородавок.

Имеющиеся вакцины от вирусов папилломы человека — это триумф прикладной структурной вирусологии. Однако, доступные вакцины, сделанные на основе рекомбинантных вирусоподобных частиц, собранных из белка основного капсидного L1, не защищают от всех типов патогенных ВПЧ. К счастью, новое поколение вакцин от ВПЧ, нацеленных на «Ахиллесову пяту» вируса — консервативные эпитопы, присутствующие на минорном белке L2, обещает предоставить широкую защиту от всех ВПЧ, включая все папилломавирусы, вызывающие рак, также как и вирусы, вызывающие доброкачественные кожные новообразования. Имеющиеся знания о структуре, динамике и функциях L2 все еще весьма ограничены. Эта информация крайне необходима для разработки универсальной вакцины от ВПЧ.

Доктор Кристофер Бак. Национальный института рака, США

Интерес к разработке вакцин был подогрет тем, что исследование связи папилломовирусов с раком шейки матки в 2008 году было удостоено Нобелевской премии в области физиологии и медицины. Немецкий ученый Харальд зур Хаузен (Harald zur Hausen) показал, что папилломавирусы являются причиной практически всех случаев рака шейки матки, второго по распространенности рака у женщин [1].

Интересно, что зур Хаузен исследовал среди прочего клетки культуры HeLa — первые человеческие клетки, которые удалось культивировать в 1951 году группе американских ученых [26]. Источником этой важнейшей клеточной линии стали клетки злокачественной опухоли американской гражданки Генриэтты Лакс, страдавшей раком шейки матки. Зур Хаузену удалось получить доступ к результатам биопсии Генриэтты и показать что женщина была заражена сразу несколькими разновидностями ВПЧ 18 одновременно, что и стало причиной возникновения у нее рака шейки матки. Эти важные исследования, а также история получения самой распространенной культуры человеческих клеток описаны в популярной форме в книге Ребекки Склут «Бессмертная жизнь Генриеэтты Лакс».

Папилломавирусы человека[1] (англ. Human papillomavirus, HPV) — группа вирусов из семейства папилломавирусов, включающая 27 видов из 5 родов (Alphapapillomavirus, Betapapillomavirus, Gammapapillomavirus, Mupapillomavirus и Nupapillomavirus)[2] и более 170 типов (штаммов)[3].

Структура и белки

Папилломавирусы имеют видоспецифические и некоторые типоспецифические антигены. Не культивируются в клеточных системах. Вирус папилломы человека выявляется в кератоцитах в виде эписомы, 50—200 копий на поражённую клетку. Процессы продуктивной инфекции и интеграции не наблюдаются.

Классификация

Группа была зарегистрирована Международным комитетом по таксономии вирусов (ICTV) как единый вид Human papilloma virus в 1971 году[4]. В 2003 его окончательно разделили на 27 видов в 5 родах[2], а в 2010 эти виды переименовали так, чтобы их научные названия отражали род, к которому они относятся[5]. Все виды папилломавирусов человека, зарегистрированные в 2003 году, сведены в таблицу ниже.

Разновидности

Папилломавирусы человека известны достаточно давно, именно они вызывают бородавки.

В настоящее время известно уже более 600 типов (штаммов) папилломавирусов, обнаруженных у человека. Из них более 40 могут вызвать поражение аногенитального тракта (половые органы и перианальная область) мужчин и женщин и появление остроконечных кондилом. Одни из них безвредны, другие вызывают бородавки, некоторые вызывают рак.

Некоторые представители группы обладают онкогенными свойствами и в редких случаях вызывают трансформации тканей, доброкачественные или злокачественные опухоли. В 1980-х годах стали появляться сообщения об этиологической роли папилломавирусов в развитии рака шейки матки, которые вскоре были доказаны убедительной статистикой.

В 2006 году в российских СМИ появилось сообщение, что австралийскими учёными установлена взаимосвязь рака молочной железы с вирусом папилломы человека[6][неавторитетный источник?].
Но исследователи не обнаружили ВПЧ в опухолях молочных желёз[7]

К 2017 году выявлена и доказана роль ВПЧ в онкологических заболеваниях: рак шейки матки, рак ануса у женщин и мужчин, рак влагалища и рак пениса (в порядке убывания частоты), в 2010 году доказана взаимосвязь между папилломавирусной инфекцией и развитием плоскоклеточного рака рта и глотки. Есть противоречивые данные о роли ВПЧ в развитии рака мочевого пузыря.[8]

Ряд исследователей заявляют о возможности мутации вируса из одного типа в другой внутри организма человека. Но пока ВОЗ не закрепила эти исследования в виде рекомендаций.

Пути инфицирования

• Основным путём заражения аногенитальными бородавками (остроконечными кондиломами) является половой путь заражения.
• Возможно заражение папилломавирусом новорождённых при родах, что является причиной возникновения ларингеального папилломатоза у детей и аногенитальных бородавок у младенцев.
• Возможно заражение бытовым путём, например, через прикосновение. Вирус папилломы человека способен существовать некоторое время в общественных местах (туалеты, бани, бассейны, спортзалы) и проникать в организм человека через ссадины и царапины на коже[9][10].
• Возможно самозаражение (аутоинокуляция) при бритье, эпиляции[10].

Формы существования папилломавирусов и течение болезни

Попав в организм, вирусы папиллом инфицируют базальный слой эпителия, причём наиболее поражённым участком является зона перехода многослойного плоского эпителия в цилиндрический эпителий.

В заражённой клетке вирус существует в двух формах: эписомальной (вне хромосом клетки), которая считается доброкачественной формой, и интросомальной — интегрированной (встраиваясь в геном клетки) — которую определяют как злокачественную форму паразитирования вируса.

Течение болезни

В большинстве случаев характерно снижение иммунитета.

Инкубационный период

Инкубационный период — длительный: от половины месяца до нескольких лет. Для папилломавирусной инфекции характерно скрытое (латентное) течение. Человек может одновременно заражаться несколькими типами папилломавирусов. Под влиянием различных факторов происходит активация вируса, его усиленное размножение, и болезнь переходит в стадию клинических проявлений.

В большинстве случаев (до 90 %) в течение 6—12 месяцев происходит самоизлечение, в других случаях отмечается длительное хроническое рецидивирующее течение с возможной малигнизацией процесса (в зависимости от типа вируса).

Типы папилломавирусов по их клиническим проявлениям

На основании способности индуцировать неопластические процессы папилломавирусы классифицируют на три группы[11]:

• Онкогенные папилломавирусы низкого онкогенного риска (HPV 3, 6, 11, 13, 32, 34, 40, 41, 42, 43, 44, 51, 61, 72, 73)
• Онкогенные папилломавирусы среднего онкогенного риска (HPV 30, 35, 45, 52, 53, 56, 58)
• Онкогенные папилломавирусы высокого онкогенного риска (HPV 16, 18, 31, 33, 39, 50, 59, 64, 68, 70).

Из них при раке шейки матки в 95 % находят ВПЧ около 20 типов, наиболее часто 16 и 18 типов — 50 и 10 % соответственно[11].

Рак шейки матки

Рак шейки матки (плоскоклеточная карцинома, Cervical cancer). При отсутствии вируса заболевание раком шейки матки не встречается. Развитие заболевания медленное, поэтому оно выявляется через десятилетия (Greenblatt, 2005; Sinal and Woods, 2005).

Выявляется при кольпоскопическом и цитологическом, гистологическом исследовании.

Высокий риск HPV-16 и 18, встречается в 70 % случаев (Baseman and Koutsky, 2005; Cohen, 2005). Тип 16 даёт 41—54 % случаев рака (Noel et al., 2001; Baseman and Koutsky, 2005).

Диагностика

Клинический осмотр

По характерной клинической картине выявляются все виды бородавок, остроконечные кондиломы. При наличии аногенитальных бородавок обязателен осмотр шейки матки, по показаниям — для исключения эндоуретральных кондилом — уретроскопия.

Кольпоскопия

Кольпоскопия и биопсия показаны всем женщинам с цервикальной интраэпителиальной неоплазией класса II(CIN II) или класса III(CIN III), независимо от подтверждения у них наличия ВПЧ-инфекции.

Проводится тест с уксусной кислотой (Acetic Acid Test). В настоящее время специфическим кольпоскопическим признаком ПВИ шейки матки считается неравномерное поглощение йодного раствора Люголя беловатым после уксуса участком эпителия (в виде йодпозитивных пунктации и мозаики). Признаками ПВИ шейки матки могут также быть ацетобелый эпителий, лейкоплакия, пунктация, белые выросты и мозаика, атипичная зона трансформации, жемчужная поверхность после обработки уксусом.

Цитологическое исследование шеечных мазков

Цитологическое исследование шеечных мазков по Папаниколау (PAP — smear test) выделяет следующие результаты:

• 1-й класс — атипические клетки отсутствуют, нормальная цитологическая картина;
• 2-й класс — изменение клеточных элементов обусловлено воспалительным процессом во влагалище и (или) шейке матки;
• 3-й класс — имеются единичные клетки с изменениями соотношения ядра и цитоплазмы, диагноз недостаточно ясен, требуется повторение цитологического исследования или необходимо гистологическое исследование биоптированной ткани для изучения состояния шейки матки;
• 4-й класс — обнаруживаются отдельные клетки с признаками злокачественности, а именно с увеличенными ядрами и базофильной цитоплазмой, неравномерным распределением хроматина;
• 5-й класс — в мазке имеются многочисленные атипические клетки.

Гистологическое исследование

Обнаруживается умеренное утолщение рогового слоя с папилломатозом (не путать с микропапилломатозом), паракератозом и акантозом; могут присутствовать фигуры митоза. Диагностически важным считается наличие в глубоких участках мальпигиева слоя койлоцитов — больших эпителиальных клеток с круглыми гиперхромными ядрами и выраженной перинуклеарной вакуолизацией.

Типирование с помощью ПЦР

Метод ПЦР имеет большую диагностическую значимость и позволяет идентифицировать отдельные типы ВПЧ. Однако использование этого метода как диагностического критерия для неопластических процессов шейки матки приводит к значительной гипердиагностике, так как примерно в 80 % случаев инфицирование имеет кратковременный характер и заканчивается спонтанным выздоровлением и элиминацией вируса. Так, по данным западных независимых лабораторий, результаты ПЦР к ВПЧ давали ложноположительные или ложноотрицательные результаты почти в 20 % случаев. Таким образом, положительный результат при лабораторном исследовании на ДНК ВПЧ не позволяет в большинстве случаев прогнозировать развитие цервикального рака. Однако он имеет большую прогностическую значимость, особенно если на фоне ВПЧ-инфекции уже имеется картина дисплазии эпителия шейки матки, и позволяет говорить о степени канцерогенного риска.

Digene-тест

Скрининговый тест, принятый во всех странах мира. Используется для быстрого выявления клинически значимых концентраций высоконкогенных типов папилломавируса. Имеет высокую специфичность и точность диагностики. Оценка теста производится в комплексе с цитологическим исследованием шейки матки.

Исследование на заболевания, передающиеся половым путём

Так как аногенитальные бородавки в 90 % случаев ассоциируются с другими урогенитальными инфекциями, целесообразно проводить исследования на их наличие методом ПЦР.

Лечение папилломавирусной инфекции

Радикальной терапии папилломавируса не существует[12][13][14], то есть нет препаратов и методов, которые бы позволяли устранить вирус из организма человека полностью. Врачи лечат только последствия действия вируса, то есть удаляют бородавки, первичные стадии раковых заболеваний (ткани с клеточными изменениями). Общая терапия назначается при поражении высокоонкогенными типами вируса с локализацией патологического процесса в области аногенитального тракта. В качестве препаратов выбора используются противовирусные препараты и иммуномодуляторы.

Согласно исследованиям Центров по контролю и профилактике заболеваний США, естественный иммунитет самостоятельно справляется с вирусом в организме в течение 2 лет в 90 % случаев[12].

Средствами удаления поражённых тканей могут быть:

• хирургическое удаление;
• электрокоагуляция;
• лазерокоагуляция углекислым или неодимовым лазером;
• криодеструкция жидким азотом (аппликационная и аэрозольная);
• химическое прижигание.

Побочным эффектом может быть распространение вируса на прилегающие ткани, повреждённые в процессе удаления поражённых участков.

Перспективным направлением в лечении вирусных заболеваний, включая ВПЧ, является генная терапия, варианты CRISPR/Cas9 и “цинковые пальцы”.

Профилактика генитальных инфекций

Несмотря на появляющиеся результаты исследований о неполной эффективности применения — барьерная контрацепция (презерватив) остаётся единственным легкодоступным средством возможного, но не полного предохранения от папилломавирусной инфекции человека (поскольку презерватив может изолировать не все соприкасающиеся участки повреждённой кожи).

В США разработана вакцина Gardasil, которая рекомендована 16 июня 2006 года «Консультативным комитетом по практике иммунизации»[15] к применению как защита от рака шейки матки[16]. Вакцина эффективна против четырёх видов вируса ВПЧ: 6, 11, 16 и 18[17].
Вакцинация проводится девочкам, начиная с 11—12 лет, троекратно. Цена 1 инъекции — 120 долларов США (360 для полной иммунизации). Подобная вакцина применяется и в некоторых странах Европы, (например Греции, но уже по цене 185 евро за инъекцию[18]). В России вакцина Гардасил зарегистрирована в 2006 году и также доступна для применения. В ряде регионов (Москва, Московская область) молодых девушек прививают бесплатно, в других (например, Рязанская область) за прививку надо платить (в 2013 году — около 16 тысяч рублей).[источник не указан 78 дней]

Другая вакцина — Церварикс, эффективна для ВПЧ 16 и 18[19] — появилась на рынке позже, доступна и разрешена для применения с 10 лет.

С 2016 года прививка от ВПЧ входит в календари (обязательных, оплаченных бюджетом) прививок многих регионов России: Москвы[20], Свердловской области[21], Челябинской области[22] и др. В большинстве регионов используется вакцина Гардасил.

ВОЗ рекомендует вакцинировать не только девочек, но и мальчиков с целью предотвратить циркулирование вируса[23]

См. также

• HeLa

Примечания

Литература

1. Baseman J.G. and Koutsky L.A. 2005. The epidemiology of human papillomavirus infections. Journal of Clinical Virology, 32(1): 16-24. Есть английское резюме.
2. de Villiers E.M., Fauquet C, Broker TR, Bernard HU., an