Ο ρόλος του ιού θηλώματος του ανθρώπου (HPV) σε ακανθοκυτταρικό καρκίνωμα του οισοφάγου (ESCC)

Abstract

The multi-event nature of carcinogenesis has led to extensive studies focusing on the involvement of several cellular oncogenes, oncosuppressor genes, viral genes and their combined participation in the development of human cancers. Carcinogenesis is a multi-stage process and the exposure to environmental chemicals plays an important role in it. The collaboration of a variety of genetic factors, gene mutations and specific gene polymorphism in esophageal cancer lesions and their interactions and correlation with their host and the environment have also been extensively studied. Esophageal cancer is the ninth most common malignancy, and represents the sixth most frequent cause of death from cancer worldwide. When the cancer ESCC is diagnosed, the majority of neoplasms are unresectable or with metastases. The high-risk countries include Eastern Turkey, Former Soviet Union, Iraq, Iran, Western and Northern China, Hong-Kong, Japan, termed as the Asian esophageal cancer belt. Also South Africa, Brazil, and France have been reported as high-risk areas. Risk factors for esophageal cancer include cigarette smoking, alcohol abuse, and diet deficient in vitamins and antioxidants. The detection rate of the human papilloma virus (HPV) have an overall incidence of 22%. The purpose of the present study was to evaluate the incidence of HPV and EBV DNA genomes within esophageal SCC specimens derived from Greek population, in order to further investigate their putative contribution and association with ESCC malignancy. Also to determine the incidence and consequently the possible implication of B-raf, K-ras, and N-ras gene mutations in ESCC development and the correlation with clinicopathological features of the patients including gender, HPV infection and habits such as tobacco or alcohol use. For this purpose was used the polymerase chain reaction method (PCR) for the amplification of the target genes, followed by the intermittent restriction digestion (RFLP) for mutation detection of the K-ras, and N-ras codon 12, and BRAF V600E genes. Our results in virus aetiology of ESCC, indicated that seventeen out of thirty ESCC specimens (56%) were found positive for HPV DNA, by which fifteen (88%) typed as HPV-18 infected, one (5.9%) as HPV-16 and one (5.9%) as type different from the studied 6, 11, 16, 18 and 33 HPV subtypes. Six out of twenty seven normal esophageal specimens (22.2%) were positive for HPV infection, five typed as HPV-18 (83.3%) and one as HPV-16 (16.7%). All samples were negative in EBV genome detection, as assessed by the PCR assay. In conclusion, our findings indicate a statistically significant (p<0.001) overall association between ESCC incidence and HPV infection, mostly related to HPV-18 subtype, in the Greek population. Our results in genome aetiology of ESCC, indicated that Among the genes tested, only the heterozygous K-ras mutation was detected in 5 out of the 30 ESCC specimens (16%), whereas no mutation was found in the normal esophageal tissue (p<0.022). The normal samples were screened negative for N-ras and V600E B-raf mutations. The increased risk of esophageal cancer was correlated with tobacco users (OR=3.5, p<0.023) and alcohol abusers (OR=7.22, p<0.001), accompanied with the high incidence of the k-ras codon 12 mutation (22%, OR=1.77 and 21%, OR=1.52), respectively. A similar positive association was seen in HPV-infected patients (OR=5.66. p<0.003). Our overall findings demonstrate that the mutational activation of the K-ras gene, HPV infection and tobacco or alcohol abuse, can be considered independently or in combination as high risk factors for ESCC development. Our overall findings demonstrate that the mutational activation of the K-ras gene, HPV infection and tobacco or alcohol abuse, can be considered independently or in combination as high risk factors for ESCC development.

Η πολυσταδιακή και πολυπαραγοντική φύση της καρκινογένεσης έχει οδηγήσει σε σημαντικές εντατικές μελέτες που εστιάζονται στον ερευνητικό τομέα των ογκογονιδίων, των ογκοκατασταλτικών γονιδίων καθώς και την συμμετοχή ιών στην ανάπτυξη συγκεκριμένων μορφών καρκίνου. Επίσης η καρκινογένεση είναι μια πολυδιάστατη διαδικασία για την έναρξη της οποίας έχει ενοχοποιηθεί η έκθεση σε περιβαλλοντικούς τοξικούς παράγοντες. Η συμμετοχή συγκεκριμένων κυτταρικών και ιϊκών γονιδίων στον οισοφαγικό καρκίνο ιδιαίτερα, καθώς και η προσπάθεια αναζήτησης του επακριβούς ρόλου τους, αποκτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον λόγω της υψηλής συχνότητας εμφάνισης των μορφών αυτών νεοπλασίας. Ο καρκίνος του οισοφάγου είναι η ένατη πιο κοινή νεοπλασία και αντιπροσωπεύει την έκτη συχνότερη αιτία του θανάτου από τον καρκίνο παγκοσμίως. Όταν εντοπίζεται το ESCC, η πλειοψηφία των νεοπλασμάτων είναι ήδη σε προχωρημένο στάδιο με παρουσία μεταστάσεων. Οι υψηλού κινδύνου χώρες περιλαμβάνουν την ανατολική Τουρκία, την πρώην Σοβιετική Ένωση, το Ιράκ, το Ιράν, τη δυτική και βόρεια Κίνα, το Χονγκ Κονγκ, και την Ιαπωνία, που χαρακτηριστικά ονομάζονται ως ασιατική οισοφαγική ζώνη καρκίνου. Οι παράγοντες κινδύνου για το ακανθοκυτταρικό καρκίνωμα του οισοφάγου περιλαμβάνουν το κάπνισμα τσιγάρων, την κατάχρηση οινοπνεύματος, και διατροφή ανεπαρκή σε βιταμίνες και αντιοξειδωτικούς παράγοντες. Επίσης μελέτες ως προς την ιογενής αιτιολογία του ESCC, αναφέρουν μία συνολική παγκόσμια επίπτωση 22% του HPV σε ESCC. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της συμμετοχής του ιού του θηλώματος του ανθρώπου (ΗPV) και του ιού Ebstein-Barr (EBV) σε τριάντα δείγματα ακανθοκυτταρικού καρκίνου οισοφάγου, και αντιστοίχου αριθμού φυσιολογικών δειγμάτων οισοφαγικού ιστού, προερχόμενα από Ελληνικό πληθυσμό. Επίσης ανιχνεύθηκε η παρουσία ενεργοποίησης των γονιδίων B-raf V600E, K-ras, και N-ras codon 12 καθώς και η διερεύνηση συσχετίσεων μεταξύ των μεταλλάξεων αυτών και κλινικών ή ιστοπαθολογικών χαρακτηριστικών των όγκων. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της αλυσιδωτής αντίδρασης με πολυμεράση (PCR) για την ενίσχυση των προς έλεγχο περιοχών, ακολουθούμενη από την τεχνική της ανάλυσης πολυμορφισμού μεγέθους περιοριστικών θραυσμάτων (RFLP) για την ανίχνευση των μεταλλάξεων στο κωδικόνιο 12 για τα γονίδια K-ras, και N-ras, και αντίστοιχα στο νουκλεοτίδιο V600E του γονιδίου B-raf. Τα αποτελέσματα της μελέτης στην διερεύνηση της ιογενής αιτιολογίας του ESCC, ανέδειξε ότι δεκαεπτά από τα τριάντα ESCC δείγματα (56%) βρέθηκαν HPV θετικά, από τα οποία δεκαπέντε ανευρέθηκαν ως HPV-18 μολυθέντα. Έξι φυσιολογικά οισοφαγικά δείγματα (22,2%) ήταν HPV θετικά, πέντε από τα οποία ως HPV-18. Όλα τα δείγματα ήταν αρνητικά στην ανίχνευση γονιδιώματος EBV, όπως αξιολογούνται από τη PCR δοκιμή. Τελικά, τα συμπεράσματά μας δείχνουν μια στατιστικά σημαντική (p<0.001) παρατήρηση μεταξύ της επίπτωσης ESCC και της μόλυνσης HPV, συνήθως σχετικών με την υπότυπο HPV-18, στον ελληνικό πληθυσμό. Τα αποτελέσματα της μελέτης στην διερεύνηση της γονιδιακής αιτιολογίας του ESCC, ανέδειξε ότι μεταξύ των ελεγχέντων γονιδίων, μόνο η παρουσία ετερόγυζυγης Κ-ras μετάλλαξης ανιχνεύθηκε σε 5 από τα 30 δείγματα ESCC (16%), ενώ καμία αντίστοιχη μεταλλαγή δεν βρέθηκε στον φυσιολογικό οισοφαγικό ιστό (p<0,022). Επίσης δεν βρέθηκε καμία μεταλλαγή στα γονίδια N-ras και B-raf. Αυξημένος σχετικός κίνδυνος οισοφαγικού καρκίνου παρατηρήθηκε στους χρήστες καπνών (OR=3.5, p<0.023) και στους καταχραστές οινοπνεύματος (OR=7.22, p<0.001), που συνοδεύονταν με υψηλή συχνότητα Κ-ras μετάλλαξης (22%, OR=1.77 και 21%, OR=1.52) αντίστοιχα. Μια παρόμοια θετική παρατήρηση αυξημένου σχετικού κινδύνου ESCC φάνηκε στους HPV-μολυσμένους ασθενείς (OR=5.66. p<0.003). Εντούτοις, καμία σημαντική παρατήρηση δεν βρέθηκε μεταξύ του φύλου και του ESCC, δίνοντας έναν σχετικό κίνδυνο OR=1.82. Τα γενικά συμπεράσματά μας καταδεικνύουν μία θετική συσχέτιση για τις αλληλεπιδράσεις γονίδιου - περιβάλλοντος, μεταξύ της μετάλλαξης του Κ-ras γονιδίου, της μόλυνσης HPV, της χρήσης προϊόντων καπνού ή της κατάχρησης οινοπνεύματος στην αιτιοπαθογένεια του ESCC, και που μπορούν να θεωρηθούν ανεξάρτητα ή σε συνδυασμό ως παράγοντες υψηλού κινδύνου για την ανάπτυξη ESCC.