Вирус лейкоза крупного рогатого скота (ВЛКРС) - РНК-содержащий ретровирус, вместе с вирусом Т-клеточного лейкоза человека (HTLV-1 и HTLV-2) относится к семейству Retroviridae, подсемейству Oncornaviridae. ВЛКРС является возбудителем широко распространенной медленной инфекции лейкоза крупного рогатого скота. Это экзогенный вирус, в естественных условиях поражает только крупный рогатый скот. Вирус может размножаться в культурах клеток крупного рогатого скота, овцы, человека, обезьян, собаки, козы и лошади. При контакте с инфицированным крупным рогатым скотом вирус может передаваться буйволу, овце, зебу. В экспериментальных условиях чувствительными к инфекции оказались буйвол, овца, коза, свинья, лошадь, кролик, обезьяны. Вопрос о способности вируса передаваться человеку остается открытым [1]. О возможности заражения человека вирусом лейкоза крупного рогатого скота представлены сведения в обзорах М.J. Burridge (1981) [11], Е.А. Климова и Г.Ю. Косовского (2012) [2].
Изучена антигенная активность белков ВЛКРС и установлено, что антитела, образующиеся против белков ВЛКРС, перекрестно реагируют с антигенами вируса лейкоза человека и иммунодефицита (ВИЧ). Так, Т.Р. Якуповым и др. (2007) [5] установлено, что антитела против антигенов ВЛКРС перекрестно реагируют с антигенами как структурных (р24/25), так и неструктурных белков гена ВИЧ в иммунохимической реакции, и на разных стадиях развития иммунитета при лейкозе крупного рогатого скота спектр свободно циркулирующих в сыворотке крови антител меняется.
Под эгидой Национального ракового института (США) в штате Айова проведен эпидемиологический мониторинг по выявлению связи между лейкемией человека, популяцией крупного рогатого скота и лимфосаркомой коров. Оказалось, что большую часть случаев лейкемии у человека составляют лимфоидные формы. Острая лимфоидная лейкемия чаше всего встречается в возрасте до 20 и после 60 лет среди мужчин сельской местности, особенно в местах разведения молочного скота, причем существует положительная корреляция между количеством заболевания острой лимфоидной лейкемией людей и наличием стад животных с лимфосаркомами [12].
Известно также, что работники, контактирующие с инфицированным ВЛКРС мясом, в три раза больше рискуют заболеть миелоидной лейкемией, чем контрольные [15]. Кроме того, рабочие мясоперерабатывающих производств больше рискуют болеть раком легких, чем контрольные [14].
В исследованиях G.C. Buehring et al. (2001) [7] показано, что в сыворотке крови людей обнаруживаются антитела к вирусу лейкоза крупного рогатого скота, а с помощью полимеразной цепной реакции эти авторы выявили ВЛКРС в 27 случаях из 30 раковых опухолей груди женщин. С использованием высокочувствительного метода иммуноблотинга G.C. Buehring еt аl. (2003) [9] исследовали сыворотки крови 257 человек на содержание 4-х изотипов (IgG, IgM, IgA, IgG4) антител на капсидный (p24) антиген вируса лейкоза крупного рогатого скота. Было установлено, что 74 % исследованных сывороток содержат антитела на капсидный антиген ВЛКРС.
Работами G.C. Buehring et al. (2007) [8] установлено, что из 213 исследованных методом in situ PCR ДНК ВЛКРС обнаруживается чаще (59 %) у больных раком молочной железы женщин, чем из тканей молочной железы женщин, свободных от этой болезни (29 %).
G. Mesa et al. (2013) [17] исследовали методом ПЦР ткани молочной железы у женщин и установили, что в 106 пробах ткани молочной железы в 43 случаях выявляется сегмент гена ВЛКРС, в том числе в 19 пробах в тканях, пораженных раком, в 24 пробах без признаков рака молочной железы. Отрицательный результат на ВЛКРС был в 34 пробах с явлениями рака молочной железы и в 29 случаях без явлений рака молочной железы. Средний возраст женщин составлял 46,4 года пациентов с раком молочной железы и 52,2 года - без явлений рака молочной железы.
Обнаружение в перекрестной реакции антигена ВЛКРС с антителами HTLV-1, и наоборот, объясняется сходством первичной структуры белка. Так, первичная структура p30 (env) ВЛКРС имеет 36 % идентичности в аминокислотной последовательности соответствующего белка p24 (env) вируса Т-клеточного лейкоза человека [4].
Рассматривая функциональную роль отдельных генов ВЛКРС, следует отметить, что длинные концевые повторы (LTR), состоящие из 530 пар нуклеотидов, так же как у возбудителя лейкоза человека (HTLV1 и HTLV2), выполняют роль усилителя транскрипции - увеличивают экспрессию гена (tax-ген). ВЛКРС не содержит нуклеотидных последовательностей клеточных онкогенов и, как результат, не экспрессируется ни в свежих опухолевых клетках, ни в неопластических лимфоцитах, культивируемых in vitro как постоянная линия клеток. Другие вирусные гены, кодирующие структурные белки, gag и env, не экспрессируются в опухолевых клетках [10]. ВЛКРС не содержит ген onc, кодирующий специфический белок, трансформирующий клетки, однако он может трансформировать клетки путем активации клеточных генов, что сопровождается высоким уровнем трансформирующего белка, в результате чего следует пролиферация клеток, ведущая к развитию опухоли [4].
Моноклональные антитела к gp51 ВЛКРС взаимодействуют с 8 независимыми эпитопами на молекуле белка, из которых 3 эпитопа (F, G, H) являются биологически активными, определяющими инфекционность вируса и способность вируспродуцирующих клеток формировать синцитий [6].
В антигенном отношении ВЛКРС отличается от известных ретровирусов типа С и присутствует у инфицированных животных в непродуктивном состоянии. Отсутствие экспрессии генома ВЛКРС при наличии транскрипционных провирусов в опухолевых клетках дало возможность предположить, что причиной опухолевой трансформации клеток вирусом лейкоза крупного рогатого скота является нарушение структуры клеточного генома [18]. Наличие антител не предотвращает развитие опухолей. ВЛКРС репродуцируется в перевиваемых хронически инфицированных культурах клеток тканей животных разных видов. Наибольшее распространение в мире имеет перевиваемая линия клеток FLK-BLV [19], полученная путем сокультивирования эмбриональных клеток почки овцы с лимфоцитами лейкозной коровы. Репликация ВЛКРС в культурах клеток не ведет к деструкции чувствительных клеток и разрушению монослоя, однако, в отличие от других известных ретровирусов, ВЛКРС индуцирует образование синцитиев в монослойных культурах нетрансформированных клеток крупного рогатого скота, овец, коз, человека, обезьян и летучих мышей. Наиболее чувствительными клетками-мишенями являются монослойные культуры клеток селезенки эмбриона крупного рогатого скота, на ранних пассажах. Инфицированные ВЛКРС клетки индуцируют формирование синцитиев в монослойных культурах клеток крыс, трансформированных вирусом саркомы Рауса. Бесклеточные препараты ВЛКРС также индуцируют образование синтициев в чувствительных клетках. Ультрафиолетовое облучение, обработка ультразвуком, прогревание при 56 0С в течение 30 минут, замораживание и оттаивание полностью инактивируют синцитиообразующую активность ВЛКРС [4]. Способность ВЛКРС индуцировать в монослойных культурах клеток образование синцитиев (многоядерных клеток) была использована для разработки специфичного и чувствительного диагностического теста для выявления ВЛКРС [3].
Каждый очаг синцития является результатом действия одной биологически активной инфекционной вирусной частицы и представлен поликариоцитом в результате слияния 5-25 клеток [13]. Таx ген ВЛКРС синтезирует большой онкобелок, который ведет к каскаду реакций, ведущих к развитию опухоли, хотя основы трансформации клеточного генома остаются неизученными [16]. Авторы использовали микрочипы для идентификации изменений транскрипции tax-гена в двух системах культуры В-клеток лимфоцитов - овец и человека, инфицированных ретровирусом. Применяли микрочипы к-ДНК с известной последовательностью (секвенированные), сравнивали 10336 экспрессированных генов человека, отмечали при этом экспрессию различных генов, включая гены, связанные с апоптозом, ДНК-транскрипцией и репарацией, протоонкогеном, регуляторами клеточных циклов и др. [16]. Гены, связанные с неоплазией, гены малигнизации В-клеток были экспрессированы интенсивно. Эти результаты доказывают, что taxBLV-ген нарушает регуляцию внутриклеточных связей раньше, чем простые регуляторные процессы В-лимфоцитов [16].
Следует отметить, что в настоящее время лейкоз является наиболее распространенной вирусной инфекцией крупного рогатого скота. Так, по данным ветеринарной службы Республики Татарстан РФ за 2010 год, инфицированность ВЛКРС в среднем составляла 15,3 % всего поголовья крупного рогатого скота, в том числе: в Пестречинском, Бугульминском, Лениногорском и Мамадышском районах свыше 30 %, в 15-ти районах - 21-30 % поголовья крупного рогатого скота. По данным Минздрава РТ, заболеваемость населения раком молочной железы на 100 тысяч населения составляет в среднем 320, с колебаниями от 130 до 380 в отдельных районах. По средним данным степень инфицированности вирусом лейкоза крупного рогатого скота не коррелирует со степенью заболеваемости и распространенностью рака молочной железы, однако, этот вопрос требует более детального анализа с учетом контакта человека с инфицированными животными и продуктами животноводства.
Обобщая вышеизложенное, можно заключить, что ВЛКРС является возбудителем лейкоза крупного рогатого скота, в процессе патогенеза вызывает дестабилизацию генома клетки, что ведет к образованию синцития, активации tax гена, что обусловливает опухолевое перерождение клеточного генома. Указанные явления характерны не только для клеток крупного рогатого скота, но и имеют место при взаимодействии ВЛКРС с клетками других видов животных, в том числе и человека, т.е. при контакте ВЛКРС с клетками человека (в культуре клеток) происходит дестабилизация генома с различными изменениями хромосом. Это в свою очередь является причиной развития опухоли, т.е. трансформация клеток под действием ВЛКРС представляет собой реальный риск развития онкологических болезней человека.
Рецензенты:
Госманов Р.Г., д.вет.н., профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии Казанской государственной академии ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана, г. Казань.
Ахметов Т.М., д.б.н., доцент кафедры технологии животноводства Казанской государственной академии ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана, г. Казань.