Кіріспе
Жасушалардың қатерлі ісік қасиеттерін қабылдау процесі. Бұл процесс қалыпты тіндерде бастапқы ретінде немесе бұрыннан бар ең жақсы мінезді ісіктің қатерлі ісікке айналуы ретінде екінші реттік түрінде жүруі мүмкін.
Malignant transformation is the process by which cells acquire the properties of cancer. This may occur as a primary process in normal tissue, or secondarily as malignant degeneration of a previously existing benign tumor.
Себептер
Қатерлі ісіктің бастапқы дамуының көптеген себептері бар, яғни ісік пайда болуының. АҚШ-та адамдардағы қатерлі ісіктердің көп бөлігі сыртқы факторлардың нәтижесінде пайда болады, және осы факторларды болдырмауға болады. Бұл факторларды 1981 жылы Долл және Пето жинақтаған. Африкалықтарды екі апта бойы батыс диетасымен тамақтандыру олардың екіншілік өт қышқылдарын, соның ішінде канцерогенді дезоксихоль қышқылын 400%-ға арттырды, сонымен қатар ішек микробиотасын өзгертті. Бұл ішек микробиотасының адамдар арасындағы айырмашылықтары, ішек қатерлі ісігінің дамуында маңызды рөл атқаратынын көрсетеді.
Тамақ пен өкпе қатерлі ісігі
Екінші мысал, диетаның бір компоненті мен қатерлі ісік арасындағы байланысты көрсетеді, осы ретте өкпе қатерлі ісігін қарастырайық. Италияда және АҚШ-та екі ірі халық арасында жүргізілген зерттеулер салынды. Италияда зерттеуге екі когорта қатысты: біріншісі – өкпе қатерлі ісігі диагнозы қойылған, бірақ ауыр сырқатқа шалдықпаған 1721 адам, екіншісі – өкпе қатерлі ісігінің тарихы немесе басқа да ауыр сырқаттары жоқ 1918 бақылау тобы. Барлық қатысушылар жаңғақ, қарақұмық, бадам және жержаңғақ сияқты жаңғақтарды тұтыну жиілігі және темекі шегу статусы туралы ақпаратты көрсететін тамақтандыру жиілігі сауалнамасын толтырды. АҚШ-та AARP-ның 495 785 мүшесі жержаңғақ, жаңғақ, тұқымдар немесе басқа жаңғақтарды, сондай-ақ басқа тағамдар мен темекі шегу жағдайларын тұтыну туралы сұраққа жауап берді. АҚШ-тағы зерттеуде 16 жылға дейінгі бақылау кезеңінде 18 533 жаңадан пайда болған өкпе қатерлі ісігінің жағдайлары анықталды. Нәтижелерге сәйкес, жаңғақ тұтыну жиілігі ең жоғары топтағы адамдарда өкпе қатерлі ісігіне шалдығу қаупі Италияда 26%-ға, ал АҚШ-та 14%-ға төмендеді. Осыған ұқсас нәтижелер темекі шегушілер арасында да алынды.
Темекіден
Теміржіңдегі ең маңызды химиялық қосылыстар, қатерлі ісік тудыратын – ДНК-ны зақымдайтын заттар, себебі осындай зақымданулар қатерлі ісіктің негізгі себебі болып көрінеді. Каннингэм және авторлар тобы бір темекі түтініндегі заттың микрограммдық салмағын, оның микрограммға шаққандағы белгілі генотоксикалық әсерімен салыстырып, темекі түтініндегі ең қатерлі қосылыстарды анықтады. Осы қосылыстар мен олардың генотоксикалық әсерлері "Теміржің" мақаласында келтірілген. Ең көп кездесетін үш зат – акролеин, формальдегид және акрилонитрил, олардың барлығы да қатерлі ісік тудыратын заттар.
Вирустар
2002 жылы Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының Халықаралық қатерлі ісіктерді зерттеу агенттігі адамдардағы қатерлі ісіктердің 11,9%-ы жеті вирустың бірінен туындайды деп бағалады (Oncovirus шолу кестесін қараңыз). Бұл Эпштейн-Барр вирусы (EBV немесе HHV4); Капози саркомасымен байланысты герпес вирусы (KSHV немесе HHV8); В гепатиті және С гепатиті вирустары (HBV және HCV); Адамның Т-лимфотроптық вирусы 1 (HTLV 1); Меркель клеткалық полиома вирусы (MCPyV); және альфа адам папиллома вирустарының (HPV) тобы.
Helicobacter pylori және асқазан қатерлі ісігі
1995 жылы эпидемиологиялық мәліметтер Helicobacter pylori инфекциясы асқазан карциномасының қаупін арттыратынын көрсетті. Соңғы кездегі эксперименталдық зерттеулер Helicobacter pylori cagA-положительный бактериялық штаммдармен жұқтығу асқазанның ауыр дәрежедегі қабынуына және ДНК-ның окислик зақымдануына алып келетінін, осының салдарынан асқазан қатерлі ісігі дамитынын көрсетті.
Карциногенездегі басқа бактериялық рөлдер
Перра және тағы басқалар бактериялардың басқа да қатерлі ісіктердегі рөлін көрсететін бірнеше мақалаға сілтеме жасады. Олар Хламидия трахоматисінің жатыр мойны қатерлі ісігінде, Салмонелла тифидің өт қабы қатерлі ісігінде, сондай-ақ Бактероид фрагилис және Фусобактериум нуклеатумның ішек қатерлі ісігіндегі рөлін зерттеген жекелеген зерттеулерді атап көрсетті. Мюрман жақында ауыз микробиотасы мен канцерогенез арасындағы байланысты дәлелдейтін мәліметтерді жинақтады. Бұл зерттеулер қызығушылық тудырғанымен, оларды қосымша растау қажет.
Мутация
Қатерлі ісіктердің бір ортақ ерекшелігі – генетикалық мутациялар, олар мұрагерлік арқылы немесе, көбінесе, уақыт өте келе адамның соматикалық ДНК-сындағы мутациялар арқылы пайда болады. Қатерлі ісіктерде маңызды деп есептелетін мутациялар – ақуызды кодтайтын гендерді (экзоманы) өзгертетін мутациялар. Vogelstein және авторлар тобы атап көрсеткендей, әдеттегі ісікте екіден сегізге дейін экзоманың "қозғаушы ген" мутациялары және селективті өсуге артықшылық бермейтін, көбірек "жолаушы" экзома мутациялары болады. Қатерлі ісіктерде геномдық тұрақсыздық та байқалады, ол адам геномының 98% құрайтын кодталмаған ДНК-дағы мутациялардың жоғары жиілігін қамтиды. Емшек безі ісігінің толық геномындағы ДНК тізбегінің орташа мутация саны шамамен 20 000-ға жетеді. Орташа меланомада (меланомаларда экзома мутациясы жиілігі жоғары болады)
Транскрипцияны өшіру
Қатерлі ісіктердегі екінші ортақ белгі – транскрипцияның эпигенетикалық реттелуінің өзгеруі. Қатерлі ісіктерде ген экспрессиясының жоғалуы, CpG аралдарының промоторлық гиперметилденуі (мысалы) сияқты эпигенетикалық транскрипцияны басу арқылы, мутацияларға қарағанда шамамен 10 есе жиі кездеседі. Vogelstein және авторлар. Мұндай метилдену геннің экспрессиясын мутация сияқты толығымен тоқтатады. Адам гендерінің 60–70%-ы өз промоторлық аймағында CpG аралына ие. Колоректальды қатерлі ісіктерде гиперметилденген гендерден өзге, бірнеше жүз генде гипометилденген (азайтылған метилдену) промоторлар байқалады, бұл олардың әдетте өшірілген кезде белсенді болуына себеп болады. Қатерлі жасушаларда, олардың экспрессиясын бақылайтын промоторлық аймақтардың аберрантты ДНҚ метилденуінен туындаған, miRNA гендерінің эпигенетикалық басуы немесе эпигенетикалық жоғары экспрессиялануы жиі кездесетін құбылыс. Қалыпты сүт безі жасушаларындағы miRNA промоторларының шамамен үштен бірі сүт безі қатерлі жасушаларында гиперметилденген, бұл протеин кодтайтын гендердегі метилденудің өзгеруінен бірнеше есе көп үлесті құрайды. Кейбір miRNA промоторлары сүт безі қатерлі ісігінде гипометилденген, нәтижесінде бұл miRNA-лардың экспрессиясы артады. Осы miRNA-лардың бірнешеуі сүт безі қатерлі ісігінің прогрессиясына маңызды әсер етеді. BRCA1 жасушаларында кеуде және басқа тіндерде экспрессияланады, онда ол зақымдалған ДНК-ны жөндеуге көмектеседі немесе ДНК-ны жөндеу мүмкін болмаса, жасушаларды жояды. BRCA1 хромосомалық зақымдануды жөндеуге қатысады және ДНК-ның екі тізбегінің үзілуін қатесіз жөндеуде маңызды рөл атқарады. BRCA1 экспрессиясы жоғары дәрежелі, протоктік сүт безі қатерлі ісіктерінің көпшілігінде төмендеген немесе анықталмайды. Сүт безі қатерлі ісігі бар барлық әйелдердің шамамен 3–8%-ы ғана BRCA1 немесе BRCA2 гендерінде мутацияны алып жүреді. BRCA1 промоторларының гиперметилденуі іріктелмеген алғашқы сүт безі карциномаларының тек 13%-ында ғана анықталды. Алайда, сүт безі қатерлі ісігінде miR-182 деңгейі қалыпты сүт тінімен салыстырғанда шамамен 100 есе жоғары болды. Сүт безі қатерлі ісігінің жасушалық желілерінде BRCA1 ақуызының деңгейі мен miR-182 экспрессиясы арасында кері корреляция байқалды. Осылайша, жоғары дәрежелі протоктік сүт безі қатерлі ісігінде BRCA1 деңгейінің төмендеуіне немесе жоқтығына miR-182-нің жоғары экспрессиялануы себеп болуы мүмкін. miR-182-ге қоса, дерлік бірдей екі микроРНК, miR-146a және miR-146b 5p, BRCA1 экспрессиясын да басады. Бұл екі микроРНК үш теріс ісіктерде жоғары экспрессияланады және олардың экспрессиялануы BRCA1 белсенділігін жояды. Осылайша, miR-146a және/немесе miR-146b 5p бұл үш теріс сүт безі қатерлі ісігінде BRCA1 экспрессиясының төмендеуіне де үлес қосуы мүмкін. МикроРНК арқылы транскрипциядан кейінгі реттелу мақсатты мРНК-ның трансляциялық басуы немесе мақсатты мРНК-ның деградациясы арқылы жүзеге асырылады, көбінесе мақсатты геннің мРНК-ның 3' аудармалмаған аймағындағы комплементар тізбектерге байланысу арқылы. Мақсатты мРНК-ның трансляциялық басуы немесе деградациялау механизмі РНК-ны басу кешені (RISC) арқылы іске асырылады.
ДНҚ-ны жөндеу генінің үндеуін басу
ДНҚ жөндеу генінің гиперметилденуі немесе басқа эпигенетикалық өзгерісі қатерлі ісікке қарай дамудың жиі кездесетін қадамы болып көрінеді. Бір шолуда қорытындыланғандай, ДНК жөндеу генінің (MGMT) промоторлық гиперметилденуі көк шөлке ісігінің 93%-ында, асқазан ісігінің 88%-ында, қалқанша безі ісігінің 74%-ында, қуыс-тіке ішек ісігінің 40-90%-ында және ми ісігінің 50%-ында кездеседі. Сонымен қатар, ДНК жөндеу гендерінің LIG4, NEIL1, ATM, MLH1 немесе FANCB промоторларының гиперметилденуі бас және мойын қатерлі ісіктерінің, ұсақ емес өкпе қатерлі ісіктерінің немесе ұсақ емес өкпе қатерлі ісігінің жазық клеткалық карциномаларының бірінде немесе бірнешесінде 33%-дан 82%-ға дейін жиілікпен кездеседі. Бұдан өзге, «Вернер синдромы АТФ тәуелді геликаза» мақаласында ДНК жөндеу генінің WRN-де әртүрлі қатерлі ісіктерде жиі гиперметилденетін промотор бар екендігі көрсетілген, WRN гиперметилденуі қуыс-тіке ішек, бас және мойын, асқазан, простата, сүт безі, қалқанша безі, Ходжкин емес лимфома, хондросаркома және остеосаркома қатерлі ісіктерінің 11%-дан 38%-ына дейін кездеседі. Мұндай үндеу ДНК жөндеу геніндегі тұқымдық мутацияға ұқсас әрекет етеді және жасуша мен оның ұрпақтарын қатерлі ісікке дамуға бейімдейді. Тағы бір шолуда ДНК жөндеуге қажетті ген эпигенетикалық түрде үндетілсе, ДНК жөндеу жеткіліксіз болып, ДНК зақымдануы жинақталуы мүмкін екендігі айтылған. ДНК зақымдануының артуы ДНК синтезі кезінде қателердің көбеюіне алып келуі мүмкін, бұл қатерлі ісікке әкелетін мутацияларға соқтырады.
Ауыр металдар әсерінен пайда болады
Ауыр металдар кадмий, мырыш және никель белгілі бір деңгейден жоғары концентрацияда кездескенде канцерогенді болып табылады. Кадмийдің канцерогендік қасиеттері бар екені белгілі, бұл ДНК жөндеу процесінің төмендеуіне байланысты болуы мүмкін. Лей және авторлар тобы егешқұйрықтарды кадмийдің төмен деңгейіне ұшыратудан кейін, олардың ДНК-сын жөндеуге қатысатын бес генді зерттеді. Зерттеу нәтижесінде кадмий үш ДНК жөндеу генінің экспрессиясын төмендеткені анықталды: XRCC1 – негіздік эксцизияны жөндеуге қажет, OGG1 – негіздік эксцизияны жөндеуге қажет, және ERCC1 – нуклеотидтік эксцизияны жөндеуге қажет. Бұл гендердің экспрессиясының төмендеуі олардың промоторлық аймақтарының метилирленуімен байланысты емес. Арсеннің канцерогендік қасиеттері Бхаттачарджи және авторлар тобымен қарастырылды. Никель қосылыстары нашар мутагендік белсенділікке ие, бірақ олар әсер еткен организмдердің ДНК-сының транскрипциялық бейнесін айтарлықтай өзгертеді.
Клиникалық белгілері
Жақсы ұрықтың жасушаларының қатерлі өзгерісі тіндерді патологиялық зерттеу арқылы анықталуы мүмкін. Көбінесе клиникалық белгілер мен симптомдар қатерлі ісікке ұқсас болады. Дәрігер медициналық тарихты тексеру кезінде пациенттің көлемінде немесе сезімінде өзгерістер болғанын, ал тікелей қарап тексеру кезінде зақымданудың өзінде өзгерістер болғанын анықтай алады. Қауіпті бағалау белгілі бір жақсы ұрықтардың түрлері үшін жасалады, олар қатерлі өзгеріске ұшырауы белгілі. Осы құбылыстың ең жақсы белгілі мысалы – невустің меланомаға айналуы.