* До кого трябва да се адресира кореспонденция. Имейл: [email protected] (BS); [email protected] (PJB)

метил

* До кого трябва да се адресира кореспонденция. Имейл: [email protected] (BS); [email protected] (PJB)

  • Банчоб Шрипа,
  • Sasithorn Kaewkes,
  • Paiboon Sithithaworn,
  • Eimorn Mairiang,
  • Thewarach Laha,
  • Майкъл Смут,
  • Chawalit Pairojkul,
  • Ваджарафонгса Бхудхисавасди,
  • Smarn Tesana,
  • Бандит Thinkamrop

Фигури

Цитат: Sripa B, Kaewkes S, Sithithaworn P, Mairiang E, Laha T, Smout M, et al. (2007) Чернодробният метил предизвиква холангиокарцином. PLoS Med 4 (7): e201. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0040201

Публикувано: 10 юли 2007 г.

Финансиране: Благодарим за подкрепата на Националния институт по алергии и инфекциозни болести на САЩ, номер на безвъзмездна помощ 1UO1 AI065871 и Фондация за подкрепа на семейството Сандлър. Нито Националният институт по алергии и инфекциозни болести, нито Фондация Сандлър са участвали в подготовката на тази статия или в решението за публикуване.

Конкуриращи се интереси: PJB е главен изследовател на Националния институт по алергия и инфекциозни болести номер 1UO1 AI065871, който се занимава с холангиокарцином, предизвикан от чернодробна метил.

Съкращения: CCA, холангиокарцином; ES, отделителна/секреторна; HCC, хепатоцелуларен карцином; НЕ, азотен оксид

Описторхоза и клонорхоза: основни регионални проблеми на общественото здраве

Инфекцията с чернодробна метила, причинена от Opisthorchis viverrini, O. felineus и Clonorchis sinensis, е основен обществен здравен проблем в Източна Азия и Източна Европа. В момента над 600 милиона души са изложени на риск от инфекция с тези трематоди [1]. O. viverrini е ендемичен в страните от Югоизточна Азия, включително Тайланд, Лаосската народно-демократична република, Виетнам и Камбоджа [2], а инфекцията с C. sinensis е често срещана в селските райони на Корея и Китай. Описторхозата е широко проучена в Тайланд, където приблизително 6 милиона души са заразени с чернодробната метила (изчислено от общо 9,4% разпространение сред населението през 2001 г.) [3].

Заразяването с тези хранителни паразити е преобладаващо в райони, където суровите циприноидни риби са основна част от диетата. Поради лоши санитарни практики и неадекватна канализационна инфраструктура, хората, заразени с O. viverrini и C. sinensis, предават яйцата на паразитите във фекалиите си в естествени водни резервоари, където яйцата на паразитите се изяждат от междинни охлюви-охлюви, например водни охлюви от рода. Витиния, първият междинен гостоприемник на O. viverrini. След излюпването от заразените охлюви се освобождават свободно плуващи паразити, наречени церкарии. След това Cercariae локализират следващия си междинен гостоприемник, циприноидни риби, енцистират в перките, кожата и мускулите на рибите и стават метацеркарии. Метацеркариите са заразни за хора и други бозайници, които ядат риба при поглъщане на сурова или недостатъчно сварена риба в ястия като кои-пла (Фигура 1) и от своя страна жизненият цикъл на паразита е завършен (Фигура 2).

(A) Заразените с метил риби са в изобилие в местните реки като река Чи в провинция Khon Kaen, Тайланд. (Б) Местните хора ловят рибата в мрежи и приготвят ястия на основата на риба с местни билки, подправки и подправки. (В) Готовото ястие от кои-пла, придружено от ориз и зеленчуци. Това ястие е хранителен продукт на много селяни от североизточната част на Тайланд и е често срещан източник на инфекция с O. viverrini .

Ембрионираните яйца се отделят в жлъчните пътища и в изпражненията (1). Яйцата се поглъщат от подходящ междинен гостоприемник охлюв (2); има повече от 100 вида охлюви, които могат да служат като междинни гостоприемници. Всяко яйце освобождава мирацидий (2a), който преминава през няколко етапа на развитие (спороциста [2b], редия [2c] и cercaria [2d]. Cercaria се освобождава от охлюва и след кратък период на свободно плуване в вода, тя прониква в плътта на сладководна риба, като Cyclocheilichthys armatus или Puntius leiacanthus, където енцистира като метацеркария (3). Хората се заразяват чрез поглъщане на подварени, осолени, мариновани или пушени сладководни риби (4). поглъщане, метациркарията изтича в дванадесетопръстника (5) и се издига по жлъчните пътища през ампулата на Ватер. Зреенето до зряла възраст (вдясно, O. viverrini; вляво, C. sinensis) отнема около един месец (6). с размери 10–25 mm на 3–5 mm) се намират в малките и средните жлъчни пътища.В допълнение към хората, месоядни животни могат да служат като резервоарни гостоприемници (адаптирано от http://www.dpd.cdc.gov/ DPDx/HTML/Opisthorchiasis.htm.)

Повечето хора с описторхоза или клонорхоза нямат симптоми. Само 5% –10% от заразените хора, като цяло тези с тежки грипни инфекции, имат неспецифични симптоми като коремна болка в десния горен квадрант, метеоризъм и умора [4,5]. Разширяването на жлъчния мехур може да бъде установено чрез ултрасонография и се обръща след елиминиране на метили от празиквантел [6]. Независимо от това, тежката, продължителна инфекция е свързана с редица хепатобилиарни заболявания, включително холангит, обструктивна жълтеница, хепатомегалия, фиброза на перипорталната система, холецистит и холелитиаза [7–10]. Освен това, както експерименталните, така и епидемиологичните доказателства силно включват инфекцията на чернодробна метила в етиологията на един от подтиповете на чернодробния рак - холангиокарцином (CCA) или рак на жлъчните пътища [2,11].

Патологията на клонорхозата наскоро беше подробно разгледана от Rim [12]. За разлика от O. viverrini, C. sinensis не се счита за канцероген от група I (за който е известно, че е канцерогенен при хората) [2], въпреки широкото му разпространение [13]. Следователно в този преглед се фокусираме върху описторхозата, където връзката между инфекцията с метил и CCA е по-силна, отколкото при клонорхозата. Освен това статията разглежда молекулярната патогенеза на описторхозата и свързаната с нея холангиокарциногенеза, особено нитративно и оксидативно увреждане на ДНК и клинични прояви на CCA, които или не са разгледани, или са налични в предишния ни преглед [14].

Инфекция на чернодробна метил и холангиокарцином

На второ място след употребата на тютюн, инфекциите са най-важният предотвратим източник на човешки злокачествени заболявания [15-17] (Таблица 1). Връзката между появата на CCA и наличието на чернодробни метили е известна от около 50 години [18].

Злокачествени заболявания, приписвани на инфекциозни агенти

В Тайланд първите доказателства за такава асоциация идват от болнични серии. CCA се наблюдава при висок процент рак на черния дроб от североизточен Тайланд, където разпространението на инфекцията с O. viverrini е по-високо, отколкото другаде в тази страна [19]. По-официални корелационни проучвания показаха, че честотата на CCA в петте основни региона на Тайланд варира най-малко 12 пъти и има силна положителна корелация с разпространението на инфекцията с O. viverrini, измерена чрез титри на анти-O. viverrini антитела в общото население (Фигура 3) [20,21]. Подобни корелации са наблюдавани при популации в Лаос [22,23]. Хепатоцелуларният карцином (HCC) не показва такава връзка.

Нарастващата интензивност на червеното представлява нарастващо разпространение на O. viverrini, докато нарастващият брой точки представлява увеличаване на честотата на рака. Като цяло, по-високото разпространение на O. viverrini корелира с по-високата тежест на CCA, въпреки че спорадичната антихелминтна терапия е повлияла на тази връзка. Трябва да се отбележи, че дори едно място представлява значителни нива на рак навсякъде другаде по света. * Пресечена стандартизирана честота на възрастта от 35–64 години. ** Стандартизирана възрастова честота на CCA във всички регистрирани региони. Адаптирано от [20].

Няколко подобни проучвания на тайландски селяни показаха силна връзка между интензивността на инфекцията с O. viverrini, специфичния за паразитите отговор на антителата и аномалиите на жлъчните пътища, включително съмнения за CCA [8,24]. Наблюдава се линейна тенденция на честотата на предполагаемия брой фекални яйца от CCA и O. viverrini, където е открито съотношение на шансовете от 14,1 в група с повишен брой яйца [25]. Освен това, повишените титри на анти-O. viverrini антитела увеличават риска от поява на CCA до 27 пъти [26].

Географският модел на инфекция с чернодробна метила в Тайланд не е еднороден, като най-голямо разпространение се наблюдава в северната (19,3%) и североизточната (15,7%), в сравнение с централните (3,8%) и южните райони (0%) [3] . Провинция Хон Каен в североизточен Тайланд има най-високата честота на този вид рак в света [27,28].

В Тайланд, въпреки широкото прилагане на химиотерапия с празиквантел в миналото, разпространението на O. viverrini в някои ендемични области достига 70%. Освен това в Тайланд ракът на черния дроб е най-разпространен сред фаталните неоплазии, а нивата на CCA в региони, където паразитът е ендемичен, са безпрецедентни. За сравнение, CCA е отговорен за около 19% от рака на черния дроб в Съединените щати, в сравнение със 71% в Khon Kaen, Тайланд, което представлява най-високата честота на CCA в света в този регион [28].

Клинични проявления

Повечето първични злокачествени чернодробни ракови заболявания са от два основни хистологични типа, отличаващи се с клетъчния си произход. HCC произлиза от хепатоцити, основните клетки в черния дроб, и е най-честата форма на рак на черния дроб в целия свят. Има няколко важни рискови фактора, които са демонстрирани с различни механизми на действие; 75% –80% от случаите се дължат на инфекция с хепатит В и С [29,30]. CCA се получава от холангиоцити, които образуват епителната лигавица както на интрахепаталните, така и на екстрахепаталните жлъчни пътища, с изключение на тези на жлъчния мехур. Тази форма на рак на черния дроб има по-ниска оперативна честота от HCC и понастоящем повечето случаи са нелечими, с изключение на пълна чернодробна трансплантация [31]. В сравнение с HCC, CCA е значително по-рядко срещана форма на рак на черния дроб, с изключение на регионите в Източна Азия, където инфекцията с O. viverrini и в по-малка степен C. sinensis е широко разпространена [32].

CCA представлява огромно предизвикателство за диагностика и лечение [33]. Широките вариации в биологията на CCA и рядкостта на състоянието (което представлява само 3% честота на всички стомашно-чревни ракови заболявания) значително са увеличили трудността на всякакви проучвания, включващи този рак, поради широки вариации в представянето и нисък брой участници в изследването [34] . Рядкостта на болестта, съчетана с липсата на ранни симптоми и редица възможни алтернативни диагнози, допринася за предизвикателството да се идентифицира и разследва този смъртоносен рак [35]. Практически всички случаи са получени от жлезиста тъкан, което ги прави аденокарциноми. Подробности за общата морфология, хистология, начин на разпространение и клинични прояви са посочени на Фигура 4 [36,37]. [36,37]

Морфологично този рак се разделя на три подвида: образуване на маса, перидуктално инфилтриране и интрадуктално. Тази класификация е независима от местоположението на засегнатия жлъчен канал, който може да бъде интрахепатален (в черния дроб) или екстрахепатален (извън черния дроб, с изключение на жлъчния мехур). Линията между тези подтипове има тенденция да се размива, докато злокачествеността узрее. Отбелязват се размерите на тумора, начинът на разпространение и клиничните прояви. Адаптирано от [36,37] от Джовани Маки.

Патогенеза на CCA, предизвикана от чернодробен флюк

Механични наранявания и метаболитни продукти на метил. Механичното увреждане от дейностите по хранене и мигриране на метили допринася за увреждане на жлъчката в човешкия гостоприемник. Както устните, така и вентралните смукатели на метила се закачат върху жлъчния епител, което води до увреждане на тъканите дори в началото на инфекцията [38]. С узряването на паразита лезията става по-изразена и се улцерира. Яйцата на метил се захващат в перидукталната тъкан през язвата и предизвикват грануломатозно възпаление около яйцата. Грануломатите се визуализират лесно при експериментални инфекции на хамстер и понякога при хора с обструкция на жлъчните пътища.

Чернодробният метил секретира или екскретира метаболитни продукти, някои от които са силно имуногенни, от тегумента и отделителните отвори в жлъчката или хранителната среда in vitro [39,40]. Освен че предизвикват имунни отговори на гостоприемника, самите метаболитни продукти могат да бъдат токсични или да взаимодействат с жлъчния епител [41]. Всъщност, миши фибробласти, съвместно култивирани с възрастни червеи на O. viverrini (но физически разделени в плаки Transwell), са претърпели повече от 4 пъти по-голяма пролиферация от клетките само в среда [42].

Наскоро бяха използвани генни микрочипове за изследване на транскрипционни промени, индуцирани в тези миши фибробласти, които бяха култивирани съвместно с O. viverrini, и молекулите на метил, индуцирани свръхекспресия на няколко иРНК, кодиращи протеини, стимулиращи растежа, като трансформиращ растежен фактор [43]. Освен това, ние забелязахме, че човешките CCA клетъчни линии претърпяват прекомерна пролиферация при стимулация с разтворими/секреторни (ES) продукти на O. viverrini (B. Sripa et al., Непубликувани данни). Тези проучвания ясно показват, че метаболитните продукти на Opisthorchis съдържат митоген-подобна активност и могат да предизвикат клетъчна пролиферация. Това е в съгласие с по-ранните открития за хиперплазия на жлъчни епителни клетки при описторхоза [38,44].

Интригуващо е, че O. viverrini би секретирал протеин, който насърчава клетъчната пролиферация и в крайна сметка рак, тъй като ползата за паразита е неясна. Една от възможностите е, че свръхпроизводството на жлъчни клетки може да осигури богат източник на храна за метили, които пасат върху епителните клетки и/или секретираните от тях муцини, въпреки че се предполага, че C. sinensis поглъща кръвта на гостоприемника през увредената лигавица [ 12].

Имунопатология. Отдавна се подозира, че имунните реакции на гостоприемника и имунопатологичните процеси медиират хепатобилиарни увреждания при описторхоза [38,45,46]. Sripa и Kaewkes [40] показват, че възпалението около заразените жлъчни пътища на хамстер е следствие от клетъчния отговор на гостоприемника към антигените на Opisthorchis. Маркираната инфилтрация на възпалителни клетки в перипорталните зони на заразения черен дроб на хамстера е свързана с наличието на паразитни антигени в епитела на жлъчните пътища, както е установено чрез имунохистохимия. Малките жлъчни пътища, каналите от първи ред (където метили не се намират, тъй като диаметърът на каналите е твърде малък), също бяха положителни за антигените на O. viverrini и бяха значително възпалени. Описторхисните антигени се наблюдават и в макрофаги, епителиоидни клетки и гигантски клетки на гранулома [40].

Увреждането на жлъчните клетки, индуцирано от O. viverrini, вероятно също произтича от действията на кислородни радикали като азотен оксид (NO), освободен от ефекторни клетки, активирани от възпалителни цитокини [47,48]. Тези радикали могат да предизвикат оксидативно увреждане на ДНК на заразения жлъчен епител. Нещо повече, излишъкът от NO и други реактивни кислородни междинни продукти, произведени от възпалителни клетки по време на инфекция, могат да упражняват директни цитотоксични и мутагенни ефекти и да причинят повишена клетъчна пролиферация [49-51]. Повишеното образуване на 8-нитрогуанин (8-NO2-G) и 8-оксо-7,8-дихидро-2′-дезоксигуанозин (8-oxodG) е свързано с различни патологични състояния [52,53], а 8-oxodG е считани за мутагенни.

Наскоро съобщихме за дифузно нитративно и оксидативно увреждане на ДНК (8-нитрогуанин и 8-oxodG) в жлъчния епител на хамстери, заразени с O. viverrini [48], и тези ДНК лезии все още остават в епитела най-малко 180 дни след инфекцията. Освен това повтарящите се инфекции с чернодробна метила водят до засилено увреждане на жлъчната ДНК [54]. Това може да се обясни с факта, че многократната инфекция увеличава индуцируемата експресия на азотен оксид синтаза в епитела на жлъчните пътища. Доказано е, че увреждането на ДНК в заразените жлъчни клетки е резултат от възпалителния отговор, причинен от O. viverrini, тъй като 8-нитрогуанин и 8-oxodG изчезват след лечение с празиквантел [55]. Обикновено генотоксичните събития с увреждане на ДНК водят или до механизми за възстановяване на несъответствието на ДНК, или, ако увреждането е непоправимо, до клетъчна смърт чрез апоптоза. NO не само предизвиква увреждане на ДНК, но се съобщава, че медиира инхибирането на възстановяването на ДНК [56,57]. Освен това е доказано, че NO също така инхибира апоптозата след цитохром c [58]. Всички тези прояви улесняват канцерогенезата.

Характеризирането на имунните отговори на гостоприемника - включително цитокиновите фенотипове - на O. viverrini и техните роли в имунно/възпалително клетъчно-индуцирано увреждане на тъканите, както и тяхната връзка с чувствителността на гостоприемника, вероятно ще даде по-пълно разбиране на имунопатологичния процес при CCA, предизвикана от чернодробна метила.