Вирус SV40¶

Вирус SV40 (Simian vacuolating virus 40, обезьяний вакуолизирующий вирус 40) — это ДНК-содержащий вирус из семейства Polyomaviridae, естественным хозяином которого являются макаки-резусы (Macaca mulatta). Впервые выделен в 1960 году из клеток почек обезьян, использовавшихся для производства инактивированной полиомиелитной вакцины. SV40 обладает онкогенным потенциалом в отношении некоторых видов лабораторных животных и способен трансформировать клетки человека in vitro, однако его роль в развитии рака у людей остаётся предметом научных дискуссий.

¶История открытия

¶Обнаружение в вакцинах

В 1960 году группа исследователей под руководством Бенджамина Свита и Мориса Хиллемана в лабораториях компании Merck Sharp & Dohme обнаружила неизвестный вирус в клетках почек макак-резусов, которые использовались для культивирования вируса полиомиелита при производстве инактивированной вакцины Солка. Вирус получил название SV40, где «40» указывало на порядковый номер образца в серии экспериментов. Выяснилось, что SV40 контаминировал значительную часть партий полиомиелитной вакцины, вводившейся населению США и других стран в период с 1955 по 1963 год. По оценкам, от 10 до 30 миллионов американцев получили дозы вакцины, содержащие жизнеспособный вирус.

¶Реакция научного сообщества

После обнаружения контаминации производство вакцин было пересмотрено. В 1961 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) ввело обязательное тестирование всех партий вакцин на наличие SV40. К 1963 году использование клеток макак-резусов было прекращено, и вирус был удалён из производственного процесса. Однако долгосрочные последствия массового заражения людей оставались неизученными до 1990-х годов.

¶Структура и геном

¶Морфология

SV40 относится к безоболочечным вирусам с икосаэдрическим капсидом диаметром около 45 нм. Капсид состоит из 72 капсомеров, образованных тремя основными белками: VP1, VP2 и VP3. Белок VP1 формирует внешнюю поверхность вириона и отвечает за связывание с рецепторами клетки-хозяина.

¶Геном

Геном SV40 представлен кольцевой двуцепочечной ДНК длиной 5243 пар оснований. Он кодирует несколько белков, разделённых на ранние и поздние гены:

• Ранние гены — кодируют большие и малые T-антигены (TAg и tAg), которые регулируют репликацию вирусной ДНК и трансформацию клеток.
• Поздние гены — кодируют структурные белки капсида (VP1, VP2, VP3) и вспомогательный белок agnoprotein.

Ключевую роль в онкогенезе играет большой T-антиген, который связывается с белками-супрессорами опухолей p53 и pRb, инактивируя их и стимулируя неконтролируемое деление клеток.

¶Патогенез и онкогенный потенциал

¶Действие на животных

SV40 вызывает образование сарком и лимфом у новорождённых хомяков, а также у мышей с ослабленным иммунитетом. У взрослых обезьян вирус обычно протекает бессимптомно, но может вызывать нефропатию у особей с иммунодефицитом. В экспериментальных условиях SV40 способен трансформировать клетки различных видов млекопитающих, включая человека.

¶Влияние на человека

Связь SV40 с онкологическими заболеваниями человека остаётся спорной. Ряд исследований, проведённых в 1990–2000-х годах, выявил фрагменты ДНК SV40 в образцах опухолей, таких как мезотелиома, остеосаркома, опухоли головного мозга и лимфомы. Однако эти данные не были подтверждены в крупных эпидемиологических работах. Например, метаанализ 2004 года, охвативший более 10 000 пациентов, не обнаружил статистически значимой связи между заражением SV40 и развитием рака. В 2002 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) классифицировала SV40 как «возможно канцерогенный для человека» (группа 2B), но с оговоркой о недостаточности доказательств.

¶Механизмы трансформации

Большой T-антиген SV40 ингибирует активность p53 и pRb, что приводит к нарушению апоптоза и клеточного цикла. Кроме того, он стимулирует теломеразу и активирует сигнальные пути, связанные с пролиферацией. Однако для полной трансформации клеток человека, как правило, требуются дополнительные мутации, что объясняет низкую частоту опухолей у инфицированных людей.

¶Эпидемиология

¶Распространение в природе

Естественным резервуаром SV40 являются макаки-резусы, у которых вирус передаётся фекально-оральным путём. Заражение обезьян происходит в раннем возрасте и часто протекает бессимптомно. Вирус также обнаруживается у других видов приматов, но не у человека в естественных условиях.

¶Передача человеку

Основной путь заражения людей — ятрогенный, через контаминированные вакцины. После прекращения использования клеток макак-резусов в 1963 году новые случаи массового заражения не регистрировались. Однако отдельные сообщения о выделении SV40 из образцов тканей человека (например, из почек) указывают на возможную циркуляцию вируса в человеческой популяции, хотя механизмы передачи остаются неясными.

¶Использование в биотехнологии

¶Вектор для генной терапии

SV40 используется как модель для изучения вирусных онкогенов и механизмов репликации ДНК. Его большой T-антиген применяется в системах экспрессии генов для увеличения продукции рекомбинантных белков в клетках млекопитающих. Кроме того, на основе SV40 разрабатываются вирусные векторы для генной терапии, обладающие высокой эффективностью трансдукции и низкой иммуногенностью.

¶Исследование клеточного цикла

Благодаря способности инактивировать p53 и pRb, SV40 широко используется в фундаментальных исследованиях для изучения механизмов клеточного цикла, апоптоза и старения. Например, введение большого T-антигена в клетки позволяет им преодолевать репликативное старение и иммортализоваться, что важно для создания клеточных линий.

¶Критика и споры

¶Достоверность данных о канцерогенности

В 2000-х годах ряд учёных высказывали сомнения в достоверности результатов, связывающих SV40 с раком человека. Критики указывали на возможную контаминацию лабораторных образцов плазмидами, содержащими SV40, которые широко использовались в молекулярной биологии. Кроме того, в некоторых исследованиях не удалось воспроизвести обнаружение вирусной ДНК в опухолях. В 2010 году Национальный институт рака США (NCI) опубликовал заявление, в котором отметил отсутствие убедительных доказательств причинно-следственной связи между SV40 и раком у людей.

¶Этические вопросы

Массовое заражение населения SV40 через вакцины вызвало дискуссии о безопасности биомедицинских продуктов и необходимости строгого контроля за производством вакцин. Этот случай стал одним из факторов, приведших к ужесточению требований к тестированию вакцин на наличие посторонних агентов, что впоследствии было закреплено в международных стандартах.

¶Интересные факты

• SV40 стал первым вирусом, для которого была полностью расшифрована нуклеотидная последовательность генома (1978 год, работа группы Уолтера Файерса).
• Большой T-антиген SV40 используется в качестве инструмента для создания трансгенных мышей, у которых он экспрессируется в определённых тканях, что позволяет моделировать рак.
• В 1990-х годах SV40 был обнаружен в образцах полиомиелитной вакцины, произведённой в СССР в 1960-х годах, что подтверждает глобальный характер контаминации.

¶Источники

• Sweet B.H., Hilleman M.R. The vacuolating virus, S.V. 40. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine. 1960.
• Butel J.S. Simian virus 40, poliovirus vaccine, and human cancer: research progress versus media and public interests. Journal of the National Cancer Institute. 2000.
• Vilchez R.A., Butel J.S. Emergent human pathogen simian virus 40 and its role in cancer. Clinical Microbiology Reviews. 2004.
• World Health Organization. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Volume 104: Some viruses and other agents. 2012.
• National Cancer Institute. Simian Virus 40 (SV40) and Cancer. 2010.