Около 30% злокачественных опухолей развиваются из-за биологических канцерогенов — вирусов или бактерий.
Некоторые патогены ломают или трансформируют механизм роста и размножения клеток. Другие создают бреши в работе иммунной системы, снижая ее защитную функцию. Иногда патогены провоцируют развитие хронических воспалительных процессов, в длительной перспективе приводящих к перерождению здоровых клеток в злокачественные.
В настоящее время выделяют два типа вирусных онкогенов. Оба этих типа онкогенов встраиваются в клеточную ДНК. Вирусы первого типа несут онкогены, которые вызывают быструю злокачественную «трансформацию» клеток в культурах in vitro, а в организме вызывают развитие опухолей. При втором типе вирус действует медленнее и для развития опухоли требуется значительное время. Вирусы второго типа не вызывают злокачественной трансформации клеток в культурах in vitro. РНК-содержащие вирусы вызывают развитие целого ряда различных опухолей у животных, при этом наиболее распространена индукция этими вирусами лимфом, лейкемий и сарком. Типичная структура таких вирусов - это две идентичные цепочки молекул РНК в сочетании с ферментом обратная транскриптаза, одетых в гликопротеиновую оболочку. При инфицировании вирусом его обратная транскриптаза заставляет клетки синтезировать ДНК, комплементарную вирусной РНК. Эта ДНК затем встраивается в клеточные хромосомы, и на ее основе клетка уже сама начинает синтез новых вирусных белков, вирусных обратных транскриптаз и элементов гликопротеиновой оболочки. Из-за механизма их действия этот тип вирусов получил название ретровирусы. Все они имеют весьма схожий внешний вид на электронных микрофотографиях и являются самыми маленькими из известных вирусов. Некоторые из ретровирусов (например, вирусы птичьего лейкоза, кошачьей и мышиной лейкемии) содержат в себе только три гена и обладают очень длительным инкубационным периодом с момента заражения до возникновения опухоли. Другие вирусы (например, вирус саркомы Рауса (ВСР)) вызывают очень быструю злокачественную трансформацию и могут быть выделены из культуры опухолевых клеток.
Вирус может активировать процессинг в клетках путем внедрения в их ДНК специальных регуляторных последовательностей — промоторов считывания белка, нарушая таким образом нормальные процессы транскрипции. Запускаемый таким образом механизм внедренного мутагенеза может вовлекать в себя целый комплекс различных процессов. Примером может служить внедрение в ДНК клетки вирусной после довательности «многочисленных терминальных повторений». При внедрении в клеточную ДНК данная последовательность инициирует транскрипцию в обоих направлениях цепочки ДНК, позволяя транскрибировать одновременно как клеточные, так и вирусные гены.
Спиралевидная бактерия Helicobacter pylori провоцирует воспаление, которое может перейти в хронический гастрит, язву желудка и двенадцатиперстной кишки.
Хронический хеликобактерный гастрит считается предраковым состоянием: при определенных условиях он приводит к образованию опухоли желудка. Так при хеликобактерном хроническом гастрите повреждается эпителий желудка, нарушаются процессы регенерации, происходит атрофия слизистой, то есть омертвение клеток, вырабатывающих желудочный сок и соляную кислоту. Своевременное диагностирование и лечение от хеликобактерной инфекции может предотвратить развитие опухоли.
Вирус папилломы человека (HIV) — группа из более чем 200 родственных вирусов. Они делятся на вирусы с высокой и низкой онкогенностью.
Большинство ВПЧ-инфекций не вызывают рак и проявляются только в виде бородавок на теле. Иммунная система сдерживает вирус, что не приводит к серьезным патологиям. Но типы ВПЧ с высоким онкогенным риском — всего их насчитывают 14 — могут привести к развитию онкологических заболеваний. Например, почти все случаи рака шейки матки вызывает вирус папилломы человека.
Последние 40 лет в развитых странах наблюдается снижение заболеваемости и смертности от рака шейки матки. Причины — скрининг и вакцинация.
Гепатит В принадлежит группе ДНК-содержащих вирусов, которые поражают печень и могут вызывать хроническое заболевание гепатитом. Вирус сосредотачивается в крови, слюне и других секреторных жидкостях организма.
Чаще всего заражение происходит во время родов: вирус передается ребенку во время прохождения по родовым путям матери. Другие пути передачи инфекции — это обмен биологическими жидкостями (слюна, кровь) во время секса, повреждения и использование игл, которые были в контакте с кровью переносчика инфекции.
Важно понимать, что заражение гепатитом в младенчестве приводит к хроническому гепатиту в более чем 90% случаев. В то время как во взрослом возрасте заболевание развивается в хроническую форму только в 5% случаев.
Гепатит С — это инфекционное заболевание печени, вызываемое одноименным РНК-содержащим вирусом. Болезнь может протекать в острой форме или иметь постоянный характер. Инфекция гепатита С — одна из основных причин возникновения рака печени. А передается вирус так же, как и гепатит В.
На сегодняшний день гепатит С поддается лечению противовирусными препаратами. Положительный прогноз, по данным ВОЗ, составляет более 95%. Эффективной вакцины против гепатита С пока не существует.
Вирус Эпштейн-Барр (ВЭБ, EBV) — ДНК-содержащий вирус, который преимущественно поражает B-лимфоциты, также является митогеном для них; вызывает лимфопролиферативные болезни (лимфома Беркитта, носоглоточная карцинома, NK-клеточная лейкемия, лимфома Ходжкина и т.д.), а также инфекционный мононуклеоз. Вирионы вируса были обнаружены при электронной микроскопии биоптата лимфомы Беркитта в начале 1964 года Энтони Эпштейном и Ивонной Барр.