Wirusy onkogenne odgrywają istotną rolę w rozwoju nowotworów głowy i szyi, stanowiąc ważny czynnik wpływający zarówno na inicjację, jak i progresję tych złośliwych nowotworów1. Wirus brodawczaka ludzkiego (HPV) był szeroko badany w związku z rakiem gardła środkowego, ale inne wirusy onkogenne również przyczyniają się do wystąpienia nowotworów głowy i szyi1. Obecnie znanych jest siedem ludzkich wirusów kancerogennych o potencjalnej dynamice onkogennej w regionie głowy i szyi1.
Wirus brodawczaka ludzkiego (HPV)
Zakażenie wirusem brodawczaka ludzkiego (HPV) stało się obecnie najczęstszą przyczyną nowych przypadków raka gardła2. Około 70% nowotworów złośliwych gardła środkowego w Stanach Zjednoczonych jest spowodowanych przez HPV, a częstość występowania nowotworów głowy i szyi związanych z HPV, szczególnie raka płaskonabłonkowego gardła środkowego (OPSCC), gwałtownie wzrasta3. HPV szacunkowo powoduje 70% nowotworów gardła w USA4.
Mechanizm karcinogenezy HPV
Integracja DNA HPV do genomu gospodarza zakłóca ekspresję czynnika E2, represora transkrypcyjnego białek wirusowych E6 i E75. Wczesne onkogeny E6 i E7 są nadekspresjonowane, gdy DNA HPV zostaje włączony do komórek gospodarza, inaktywując odpowiednio białka supresorowe nowotworów p53 i Rb3. E6 i E7 kodują onkoproteiny, które wiążą się i degradują odpowiednio supresory nowotworowe p53 i retinoblastoma (Rb)5.
Degradacja Rb indukuje ekspresję p16INK4A5. Rb jest negatywnym regulatorem białka p16; niskie poziomy Rb prowadzą do zwiększenia p165. Nowotwory HPV-pozytywne gardła środkowego są zazwyczaj p53 i Rb1 typu dzikiego i wykazują wysokie poziomy białka p165.
Nowotwory związane z HPV jamy ustnej i gardła powstają, gdy nieprawidłowe komórki w gardle rosną poza kontrolą i tworzą nowotwory. Dokładny mechanizm nowotworów związanych z HPV jest nadal badany, ale uważa się, że obejmuje zdolność wirusa do infekowania i utrzymywania się w komórkach nabłonkowych poprzez zmianę ich regulacji4. Poprzez ten proces zakażone komórki mogą gromadzić mutacje genetyczne prowadzące do niekontrolowanego wzrostu komórek i tworzenia nowotworów4.
Charakterystyka nowotworów HPV-pozytywnych
Nowotwory HPV-pozytywne nie mają mutacji i alteracji w TP53 i CDKN2A w przeciwieństwie do ich HPV-negatywnych odpowiedników6. Szlaki p53 i RB są często zaburzone w HPV-negatywnych nowotworach płaskonabłonkowych głowy i szyi, ale wydają się pozostawać aktywne w nowotworach cicho kopiowanych chromosomowo, z mutacjami w HRAS i CASP86.
HPV wysokiego ryzyka jest obecnie przyczynowo związany z większością raków płaskonabłonkowych gardła środkowego (OPSCC)7. W przeciwieństwie do raka płaskonabłonkowego gardła środkowego, rola HPV w kancerogenezie raka krtani płaskonabłonkowego nie została ustalona8. HPV występuje w mniejszości przypadków, z ostatnimi badaniami wykazującymi 11,6% i 13% przypadków pozytywnych8.
Wirus Epsteina-Barr (EBV)
EBV jest klasyfikowany jako kancerogen Grupy I przez IARC9. EBV przyjmuje taktykę „uderz i uciekaj”, manipulując procedurami epigenetycznymi gospodarza w celu rozpoczęcia szlaku onkogennego nawet po eliminacji wirusa9. Utajone białka wirusowe, w tym antygen jądrowy EBV (EBNA) i utajone białka błonowe (LMP), które zakłócają funkcje komórkowe, promują proliferację i zatrzymują apoptozę, są odpowiedzialne za kancerogenne konsekwencje EBV9.
EBV jest zaangażowany w niemal wszystkie nowotwory nosogardła i znaczny odsetek chłoniaków głowy i szyi, wykazując złożone interakcje wirusowe w mikrośrodowisku nowotworowym3. Zrozumienie interakcji między wirusami onkogennymi a czynnikami gospodarza jest niezbędne do tworzenia spersonalizowanych planów leczenia, które skutecznie zatrzymują progresję nowotworów głowy i szyi przy jednoczesnym zmniejszeniu zachorowalności związanej z leczeniem3.
Inne wirusy onkogenne
Siedem ludzkich wirusów kancerogennych ma potencjalną dynamikę onkogenną w regionie głowy i szyi, w tym pięć wirusów DNA: wirus zapalenia wątroby typu B (HBV), wirus mięsaka Kaposiego lub ludzki wirus opryszczki 8 (KSHV lub HHV-8), poliomawirus komórek Merkela (MCPV), wirus Epsteina-Barr (EBV) i wirus brodawczaka ludzkiego (HPV)1.
HHV-8 wywiera swoje efekty onkogenne poprzez białka wirusowe, które ustanawiają utajone zakażenie w komórkach śródbłonka, zakłócają mechanizmy kontroli komórkowej i promują niekontrolowaną proliferację i przeżycie komórek9. Trwające badania nad tymi wirusami w nowotworach głowy i szyi (HNC) wykazują potencjał poprawy strategii diagnostycznych, prewencyjnych i terapeutycznych, co może ostatecznie prowadzić do poprawy wyników leczenia pacjentów i jakości życia9.
Mechanizmy onkogenezy wirusowej
Mechanizmy, przez które wirusy onkogenne indukują transformację onkogenną, różnią się, ale wszystkie mają ważne wspólne cechy10. Poprzez ingerencję w regulację cyklu komórkowego, unikanie monitorowania immunologicznego i zachęcanie do niestabilności genomowej, te wirusy udaremniają transformację komórkową3.
Badania aktywności onkogennej białek kodowanych przez wirusy onkogenne, szczególnie wirusy DNA, znacznie przyczyniły się do wyjaśnienia roli białek retinoblastoma (Rb) i genu represora p53 jako regulatorów wzrostu komórkowego10. Gen supresorowy nowotworów TP53 znajduje się na chromosomie 17p13 i koduje białko jądrowe p53 (czynnik transkrypcyjny), które jest zaangażowane w utrzymanie integralności genomu i odpowiada za sprawne funkcjonowanie mechanizmów naprawczych w przypadku uszkodzenia DNA11.
Epigenetyczne zmiany indukowane przez wirusy
Wirusy onkogenne przyczyniają się do kancerogenezy poprzez zmianę epigenomów gospodarza i wykorzystanie epigenetycznych mechanizmów gospodarza11. Wpływy zmian epigenetycznych mediowanych przez wirusy na patologię nowotworów to: (1) przejście nabłonkowo-mezenchymalne, (2) ucieczka przed apoptozą, (3) zmieniony metabolizm komórkowy, (4) angiogeneza, (5) zapalenie i (6) generowanie niestabilności genomowej11.
Zdolność do zrozumienia mutacji w odniesieniu do zakażenia wirusowego zapewnia dodatkowy wymiar fizjologiczny ewolucji replikacji wirusowej i strategię, przez którą można badać mutacje11. Identyfikacja i charakteryzacja zaangażowania wirusowego w nowotwory głowy i szyi została przekształcona przez postępy w technikach detekcji, w tym sekwencjonowanie nowej generacji (NGS), wysoce czułe testy reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) i zaawansowane obrazowanie10.
Znaczenie kliniczne i prognostyczne
Znajomość statusu HPV nowotworu gardła jest bardzo ważna. Wiele razy osoby z rakiem gardła HPV-pozytywnym mogą otrzymać mniej intensywne leczenie12. Rak gardła związany z HPV jest w wzroście, a typowym pacjentem jest mężczyzna w wieku 50-60 lat13.
Wirus HPV rozprzestrzenia się na gardło środkowe poprzez seks oralny lub intymne pocałunki. Wirus może pozostawać uśpiony w komórkach przez lata, jeśli organizm go nie usunie. W niektórych przypadkach powoduje nowotwór. Gdy to nastąpi, nowotwór może być stosunkowo wolno rosnący13. Obecnie nie ma testu przesiewowego do wykrywania HPV w gardle. Ale szczepienie przeciwko wirusowi i świadomość zmian w organizmie może chronić przed rakiem gardła związanym z HPV13.
Implikacje terapeutyczne
Zrozumienie interakcji między wirusami onkogennymi a czynnikami gospodarza jest niezbędne do tworzenia spersonalizowanych planów leczenia, które skutecznie zatrzymują progresję nowotworów głowy i szyi przy jednoczesnym zmniejszeniu zachorowalności związanej z leczeniem3. Cel to wyjaśnienie różnorodnych ról, które HPV, EBV i inne związane wirusy odgrywają w różnych podtypach nowotworów głowy i szyi poprzez łączenie najnowszych badań nad tymi wirusami10.
Ludzie z zaawansowanym rakiem gardła mogą skorzystać z najnowocześniejszych terapii, takich jak immunoterapia lub terapia ukierunkowana. Są one często oferowane w ramach badań klinicznych12. Postępy w zrozumieniu molekularnych podstaw patogenezy raka głowy i szyi, w połączeniu z coraz bardziej wyrafinowanymi modelami zwierzęcymi i nowszymi strategiami targetowania leków, powinny promować nowatorskie podejścia terapeutyczne i poprawić wyniki leczenia.

















