Заразный рак: эволюция, которая приводит к исчезновению
Онкология занимает лидирующее место среди причин смерти населения развитых стран. Огромные силы и средства тратятся на то, чтобы изучить биологические особенности раковых опухолей и найти оптимальные методы лечения. Однако есть еще один вопрос, который беспокоит ученых: может ли рак эволюционировать и стать заразным?
По мере того, как люди научились справляться с голодом, инфекционными заболеваниями и стали жить гораздо дольше, онкология и сердечно-сосудистые заболевания делят между собой первое место в числе причин смерти населения развитых стран. Но диагноз «рак» звучит неизмеримо более пугающе, чем «инфаркт» или «инсульт». Еще бы, ведь эту болезнь очень сложно диагностировать на ранних (абсолютно излечимых) стадиях, а табуированность онкологии в нашей культуре только способствует распространению самых удручающих мифов и легенд. Среди них, однако, есть один немаловажный вопрос, который задают себе и ученые: может ли рак эволюционировать и стать заразным?
Раком называют группу различных заболеваний, которые объединяет одна общая черта – неконтролируемое клеточное деление. Без сомнения, рак – это всегда индивидуальное заболевание, как индивидуален организм, в котором он возник. Причинами рака служат мутации, которые могут быть частично обусловлены наследственностью (как, например, в случае «семейного» рака молочной железы и яичников вследствие мутации в генах BRCA1 или BRCA2), частично воздействием канцерогенных химических веществ (никотиновые смолы – рак легких) или облучением (лейкемия), частично – хронической вирусной инфекцией (рак шейки матки из-за ВПЧ и гепатоцеллюлярная карцинома как итог гепатита С). Но считается, что практически никогда рак не передается напрямую от человека к человеку или от животного – к животному.
В литературе, тем не менее, описаны несколько случаев непосредственного заражения людей раком. Почти полвека назад группа ученых во главе с Эдвардом Сканлоном (Edward F. Scanlon) доложили о случае заражения человека метастатической меланомой. Тогда врачи решили изучить особенности противоопухолевого иммунного ответа и даже, по возможности, получить антитела к заболеванию. Они пересадили клетки опухоли 50-летней женщины здоровому добровольцу – ее матери. К несчастью, пациентка скончалась на следующий день после операции (это никак не было связано с проведенной процедурой), а три недели спустя у матери обнаружили опухоль, идентичную опухоли ее дочери. Этот рак быстро прогрессировал, метастазировал и 15 месяцев спустя женщина умерла.

Эксперты считают, что этот сомнительный во всех отношениях эксперимент погубило то, что донор и реципиент (тот, кому пересаживают донорские ткани) были родственниками. Все-таки половину своего хромосомного набора мы получаем от своих биологических родителей, больше между собой похожи только однояйцевые близнецы. Вполне возможно, что иммунная система реципиента просто не распознала опухолевый трансплантат, изначально возникший из клеток генетически сходного организма, как нечто чужеродное, а потому не отреагировала в полной мере.

Все другие эпизоды заражения человека опухолями произошли по воле случая. Так, в конце восьмидесятых, абсолютно здоровая девятнадцатилетняя лаборантка в Национальном институте рака, которая прививала клетки колоректальной аденокарциномы мышам, случайно поранила руку шприцем, содержащим опухолевые клетки. Две недели спустя она заметила небольшой узелок на месте укола, биопсия установила, что это аденокарцинома. Опухоль довольно быстро удалили, девушка осталась жива и здорова.
Еще один случай произошел во время операции. 32-летнего мужчину оперировали по поводу злокачественной фиброзной гистиоцитомы брюшной полости, но спасти его не удалось. В ходе операции 53-летний хирург поранил левую руку, однако порез тут же промыли и дезинфицировали. Спустя пять месяцев врач пожаловался на плотное образование до 3 см в диаметре, которое возникло на месте рубца. Гистологическое исследование выявило, что опухоль так же представляет из себя гистиоцитому, аналогичную той, что была в животе у оперированного пациента.
Примечательной особенностью последних двух случаев является то, что зараженные не были родственниками доноров опухолевых клеток и не страдали дефицитом иммунитета. В этом отношении они были абсолютно здоровы. Между тем, пересадить орган или ткань от донора к реципиенту не такая уж и легкая задача; чтобы иммунная система хозяина не отторгла трансплантат, ее подавляют специальными препаратами. Но даже при таком раскладе опухоль, если ее случайно пересадили человеку вместе с донорским органом, часто не приживается и погибает. Почему же этого не произошло в случае 19-летней и тем более у хирурга, случай которого генетики изучили досконально?

На самом деле, если у людей все эпизоды непосредственного заражения раком по-настоящему искусственные, то некоторым видам животных повезло гораздо меньше.

Популяция тасманийского дьявола – сумчатого млекопитающего, которое обитает в Австралии – находится на грани вымирания из-за уникального в своем роде заболевания, которое носит название лицевая опухоль тасманийского дьявола (англ. devil facial tumor disease, DFTD). Первый случай DFTD был зарегистрирован в 1996 году, а спустя десять лет 80% популяции этих животных страдали этим раком.

Болезнь представляет из себя опухолевые разрастания, которые начинаются на морде животного и постепенно распространяются на все тело. Считается, что этот рак передается через укусы, потому что тасманийские дьяволы известны своим довольно агрессивным поведением и между ними нередко происходят стычки. Ученые установили, что опухолевые клетки DFTD представляют собой мутировавшие шванновские клетки (вспомогательные клетки нервной системы, расположенные по ходу периферических аксонов нервных волокон). Более того, все они генетически идентичны, то есть происходят из одного источника. Иными словами, однажды жил на свете дьявол, рак которого мутировал до такой степени, что приобрел способность заражать других животных. Прогнозируют, что к 2030-2040 гг. вид сумчатых дьяволов полностью исчезнет с лица земли (хотя есть данные, что появляются устойчивые к DFTD животные).


Больше не повезло только сирийским хомячкам. В 60-е годы прошлого века ученые из Национального института рака провели эксперимент, в ходе которого делали инъекции канцерогенов здоровым лабораторным животным, добиваясь развития саркомы. После того, как они заболевали, клетки их опухоли подсаживали следующей группе здоровых животных, и так 288 раз. В течение 11 лет рак у сирийских хомячков приобрел новые устрашающие свойства, ключевыми из которых стали его устойчивость к химиопрепаратам и заразность. Новая опухоль приобрела способность передаваться от животного к животному без искусственного вмешательства человека, что было показано в эксперименте, когда в клетку к 10 больным животным посадили 10 здоровых особей. Тогда раком заразились 9 хомячков (десятого съели сородичи до того, как он заболел).

Не трудно догадаться, что в случае сумчатых дьяволов и сирийских хомячков эволюции опухоли способствует то же самое генетическое однообразие организмов, которое привело к печальным последствиям в эксперименте Эдварда Сканлона. Но есть еще одна трансмиссивная опухоль, загадку которой пока никто не разрешил.

Речь идет о трансмиссивной венерической опухоли собак (англ. canine transmissible venereal tumor, CTVT), впервые описанной нашим соотечественником М.А. Новинским в 1876 году. У самцов опухоль поражает пенис и крайнюю плоть, у самок – вульву, редко – пасть и нос. Как и в случае с тасманийскими дьяволами, при CTVT инфекционным агентом являются сами опухолевые клетки, которые впоследствии стали одноклеточными патогенами, размножающимися бесполым путём и передающимися при половом акте. Анализ генома опухоли дает основания предполагать, что впервые она возникла у кого-то из предков современных собак более 200-2500 лет назад. Иными словами, на сегодняшний день CTVT – самая древняя клеточная линия на земле, намного старше организмов, в которых она живет.

Нужно отметить, однако, что CTVT хорошо поддается стандартным методам лечения рака – хирургии, лучевой и химиотерапии. Часто иммунная система собаки-хозяина без посторонней помощи избавляется от опухоли.



Мстислав Александрович Новинский
Русский ветеринарный врач
На данный момент это, пожалуй, основные известные и задокументированные случаи заражения раком. Вряд ли современным людям вообще угрожает «заразный рак», потому что популяция нашего вида огромна и генетически разнообразна. Однако не стоит забывать, что случаи передачи опухолевых клеток – пусть и непосредственными инъекциями – хоть и экстремально редки, но все же возможны. Поэтому, пожалуй, медицинским работникам, лаборантам и лицам, осуществляющим уход за больными, пожалуй, стоит соблюдать определенную осторожность, чтобы не «заразиться» раком.


Список литературы:
David Quammen. Contagious Cancer: The Evolution of a Killer. Harpers Magazine. 04 2008. p. 33-43

James S. Welshcorresponding. Contagious Cancer. Oncologist. 2011 Jan; 16(1): 1–4. Published online 2011 Jan 6. doi: 10.1634/theoncologist.2010-0301

Scanlon EF, Hawkins RA, Fox WW, et al. Fatal homotransplanted melanoma: a case report. Cancer. 1965;18:782–789.

Gugel EA, Sanders ME. Needle-stick transmission of human colonic adenocarcinoma. N Engl J Med. 1986;315(23):1487.

Gärtner HV, Seidl C, Luckenbach C, et al. Genetic analysis of a sarcoma accidentally transplanted from a patient to a surgeon. N Engl J Med. 1996;335(20):1494–1496.

Rebbeck C. A., Thomas R., Breen M., Leroi A. M., Burt A. Origins and evolution of a transmissible cancer. Evolution; international journal of organic evolution. — 2009. — Vol. 63, no. 9. — P. 2340—2349. — DOI:10.1111/j.1558-5646.2009.00724.x. — PMID 19453727

Brendan Epstein, Menna Jones, Rodrigo Hamede, Sarah Hendricks, Hamish McCallum, Elizabeth P. Murchison, Barbara Schönfeld, Cody Wiench, Paul Hohenlohe & Andrew Storfer. Rapid evolutionary response to a transmissible cancer in Tasmanian devils. Nature Communications 7, Article number: 12684 (2016). doi:10.1038/ncomms12684

Fabrizio AM. An Induced Transmissible Sarcoma in Hamsters: Eleven-Year Observation through 288 Passages. Canc Research. February 1965. — Vol. 25 — P. 107-117


Автор: Меньшикова София