Загальна характеристика родини

Iнфекційна природа “звичайних” бородавок
відомі ще з часів античності
Історія
100 років тому була показана інфекційна природа шкірних бородавок при штучному зараженні волонтерів (Jadassohn, 1896)
вірусна природа була доведена Ciuffo, який використовував безклітинний екстракт звичайних бородавок для зараження (Ciuffo, 1907).
“вірус бородавок людини ” був пізніше асоційований з генітальними (Serra, 1924) та глотковими (Ullmann, 1923) бородавками.

Папіломавіруси мають онкогенний потенціал
Історія
Описання вірусу американського кроля (CRPV) (Shope, 1933)
Iндукція злоякісного переродження епітеліальних клітин у домашніх кролів після інокуляції CRPV (Rous, 1935)

Iнфекційна природа захворювань статевої системи
Історія
З’вязок між статевими стосунками та цервікальним раком був відомий здавна (Rigoni-Stern, 1842)
Показна необхідність виявлення злущених клітин (Papanicolaou, 1946)
Початок застосування технологій молекулярного клонування (1970 - 1980)

Родина Papillomaviridae
1 Alphapapillomavirus
2 Betapapillomavirus
3 Chipapillomavirus
4 Deltapapillomavirus
5 Dyodeltapapillomavirus
6 Dyoepsilonpapillomavirus
7 Dyoetapapillomavirus
8 Dyoiotapapillomavirus
9 Dyokappapillomavirus
10 Dyolambdapapillomavirus
11 Dyomupapillomavirus
12 Dyonupapillomavirus
13 Dyoomikronpapillomavirus
14 Dyopipapillomavirus
15 Dyorhopapillomavirus
16 Dyosigmapapillomavirus
17 Dyothetapapillomavirus
18 Dyoxipapapillomavirus
19 Dyozetapapillomavirus
20 Epsilonpapillomavirus
21 Etapapillomavirus
22 Gammapapillomavirus
23 Iotapapillomavirus
24 Kappapapillomavirus
25 Lambdapapillomavirus
26 Mupapillomavirus
27 Nupapillomavirus
28 Omegapapillomavirus
29 Omikronpapillomavirus
30 Phipapillomavirus
31 Pipapillomavirus
32 Psipapillomavirus
33 Rhopapillomavirus
34 Sigmapapillomavirus
35 Taupapillomavirus
37 Thetapapillomavirus
38 Upsilonpapillomavirus
39 Xipapillomavirus
40 Zetapapillomavirus

Рід Alphapapillomavirus – віруси, що уражують слизові оболонки ротової порожнини та аногенітального тракту людей та приматів. людські папіломавіруси 6, 7, 10, 11, 16, 18, 26, 32, 61, 66, 67, 69, 68, 70, 71
Рід Betapapillomavirus – представники роду уражують шкіру людини та слизові оболонки. Перебіг інфекцій, спричинених даними вірусами, латентний, проте за умов імуносупресії відбувається активація вірусів. Папіломавіруси людини 5, 9, 49.
Рід Chipapillomavirus – папіломавірус собак 3-го типу (чіпапіломавірус 1);
Рід Deltapapillomavirus включає в себе віруси – збудники фібропапілом. папіломавірус оленя (вірус фіброми оленів), папіломавірус корів 1 та 2,
папіломавірус європейського лося, папіломавірус північного оленя, папіломавірус овець 1 та 2 серотипів,
До роду Gammapapillomavirus належать людські папіломавіруси, що викликають ураження шкіри, серотипів 4, 48, 50, 60 та 88. Типовим представником є людський папіломавірус 4 серотипу.

Представник роду Epsilonpapillomasvirus – папіломавірус корів 5, призводить до формування папілом у ВРХ.
До роду Zetapapillomavirus належить папіломавірус коней 1 типу, а до роду Etapapillomavirus – папломавірус зябликів.
Рід Thetapapillomavirus вміщує папіломавірус папуг, а рід Iotapapillomavirus – папіломавірус багатососкового пацюка.
Рід Kappapapillomavirus містить 2 представника папіломавірус американського жорсткошорстного кроля та оральний папіломавірус кроля.
До роду Lambdapapillomavirus відносяться віруси, що уражують собак та кішок, оральний папіломавірус собак та папіломавірус котів.
Представники родів Mypapapillomavirus (людський папіломавірус 1 та 63 типів) та роду Nypapapillomavirus (людський папіломавірус 41) викликають ураження шкіри людини.
Рід Xipapillomavirus вміщує віруси, що уражують ВРХ – папіломавірус корів 3, 4 та 6типів.
До роду Omikronpapillomavirus належить папіломавірус морської свині Бурмейстера (Phocoena spinipinnis), який викликає формування генітальних бородовок у китових.
Рід Рipapapillomavirus містить оральний папіломавірус хом’яка.

Загальна характеристика віріону
Каписд – ікосаедричний.
Діаметр - 55 нм, капсомери розташовані симетрично.
Геном – циркулярна 2лДНК ( розмір ~7,900 bp)

Організація геному папіломавірусів
Геном містить ранню ділянку (Е), пізню ділянку (L) та довгу некодуючу послідовність, що регулює транскрипцію (LCR).
Один з ланцюгів ДНК місить 9 відкритих рамок зчитування, які потенційно кодують до 10 протеїнів, та регуляторну ділянку геному (upstream regulatory region, URR). Дві з 10 відкритих рамок зчитування - L1 и L2 – кодують структурні білкивіріону, інші сім (E1-E7) відносять до “ранніх” вірусних генів і контролюють функції, що необхідні для репродукції та прояву патогенного потенціалу.
Регуляторна ділянка URR знаходиться безпосередньо перед генами E6 и E7. Інший ланцюг ДНК - некодуючий.
Організація геному висококонсервативна.
Послідовність нуклеотидів визначає тропізм та інфекційний потенціал.
>100 генотипів людських папіломавірусів було ідентифіковано та охарактеризовано.

Організація геному
Три функціональні регіони:
Ранні
Пізні
Регуляторні

Ранній регіон
Функціональне призначення ранніх білків вірусу

Ранній Регіон
Функціональне призначення ранніх білків вірусу

Модуляція регуляторних механізмів росту
E4
E5A
E5B
?
Ранній регіон
Функціональне призначення ранніх білків вірусу

Пізній регіон
Функціональне призначення пізніх вірусних білків

Регуляторний регіон
Регуляторний регіон вірусного геному (upstream regulatory region, URR) розташовується між кінцем ділянки пізніх генів та початком ділянки ранніх генів.

5’ Region Central Region 3’ Region
E6
Регуляторна ділянка (URR / LCR)
Late polyA
L1

Функції папілломавірусних білків
(From Fields Virology, 4th ed, Knipe & Howley, eds, Lippincott Williams & Wilkins, 2001, Table 66-1)

Проникнення
віріонів в клітину

Події в клітині

Синергічний ефект Е6 та Е7, двох онкогенів ВПЛ

Вихід віріонів з клітини

Спорідненість папіломавірусів
31
16
35
45
18
39
11
6
33
Chan et al., J Virology, 69:3074-83 (1995)

Види уражень, викликаних папіломавірусами людини

Ознаки койлоцитарної атипії

Деякі з найпоширеніших папіломавірусів та захворювання, що вони викликають

Генотип Захворювання
1, 2, 4 бородавки підошви
2, 26, 27, 29, 57 звичайні бородавки
3,10,28,49 плоскі бородавки
6, 11, 42-44, 54 генітальні бородавки;
6, 11, 30 папіломатоз гортані
16, 18, 31, 33, 35, анально-статева дисплазія , неоплазії
39, 45, 51, 52, 56
58, 59, 68
Клінічний прояв папіломавірусної інфекції
Photo credit: http://www.telemedicine.org/warts/Fig4b.htm

Клінічний прояв папіломавірусної інфекції
Генотип Захворювання
1 бородавки підошви
2, 4, 29 звичайні бородавки
3,10,28,49 плоскі бородавки
6, 11, 42 генітальні бородавки;
папіломатоз гортані
16, 18, 31, 33, 35, анально-статева дисплазія , неоплазії
39, 45, 51, 52, 56
58, 59, 68

Клінічний прояв папіломавірусної інфекції
Генотип Захворювання
1 бородавки підошви
2, 4, 29 звичайні бородавки
3,10,28,49 плоскі бородавки
6, 11, 42 генітальні бородавки;
папіломатоз гортані
16, 18, 31, 33, 35, анально-статева дисплазія , неоплазії
39, 45, 51, 52, 56
58, 59, 68

Клінічний прояв папіломавірусної інфекції
Генотип Захворювання
1 бородавки підошви
2, 4, 29 звичайні бородавки
3,10,28,49 плоскі бородавки
6, 11, 42 генітальні бородавки;
папіломатоз гортані
16, 18, 31, 33, 35, анально-статева дисплазія , неоплазії
39, 45, 51, 52, 56
58, 59, 68

Клінічний прояв папіломавірусної інфекції
Генотип Захворювання
1 бородавки підошви
2, 4, 29 звичайні бородавки
3,10,28,49 плоскі бородавки
6, 11, 42 генітальні бородавки;
папіломатоз гортані
16, 18, 31, 33, 35, анально-статева дисплазія , неоплазії
39, 45, 51, 52, 56
58, 59, 68

Кондиломи

Цервікальний рак
Норм.
Cervix
Ураження
HPV
Персист.
інфекція
HPV
Цервікальна
дисплазія
(передраковий
стан)

Структура епідермісу
Нормальний епітелій
Епітелій інфікований ВПЛ
Шар лускуватих
клітин
Гранулярний шар
Шар шипуватих кл
Базальний шар
Вихід віріонів
Синтез структурних білків, Збірка віріону
Ампліфікація вірусної
ДНК
Експресія ранніх генів
Реплікація плазмідної
ДНК
Інфекціійні стовбурові клітини
Стовбурові клітини:
синтез ДНК та
поділ кл
Синтез високомоле
кулярних
кератинів
Деградація ДНК
Клітини, що
злущуються

from Eckert & Welter, Mol Biol Rep, 1996
БM
Базальний шар
Гранулярний шар
Шар лускуватих клітин
Шар шипуватих кл

HPV та генітальні пухлини

Класифікація гістологічних проб:
цервікальна інтраепітеліальна неоплазія
Цервікальна інтраепітеліальна неоплазія
(Cervical intraepithelial neoplasia (CIN))1
CIN 1: Помірна дисплазія, включає кондилому (аногенітальні бородавки)
CIN 2: Дисплазія середнього ступеня
CIN 3: сувора лисплазія, включаючи CIS
1. Bonnez W. In: Richman DD, Whitley RJ, Hayden FJ, eds. Washington, DC: American Society for Microbiology Press; 2002:569–612. 2. Ostor AG. Int J Gynecol Pathol. 1993;12:186–192.
CIN, викликаний HPV, може зникати без терапії.2

Low-grade squamous intraepithelial lesions of the cervix. A: Histologic section showing koilocytes with vacuolated cytoplasm and parakeratosis (H&E, *234). B: The darkly stained nuclei contain papillomavirus capsid antigen. [Immunoperoxidase stained with genus-specific antiserum (H&E, *234)]. C: Cervical smear. The squamous epithelial cells are rounded. They occur in clumps and display koilocytic changes (Papanicolaou stain; H&E *375). D: Cervical smear. The darkly stained nuclei contain papilloamavirus capsid antigen. (Immunoperoxidase staind with genus-specific antiserum; H&E, *750). (From Fields Virology, 4th ed, Knipe & Howley, eds, Lippincott Williams & Wilkins, 2001, Fig. 66-5.)
Дисплазія шийки матки

Неушкоджений епітелій
шийки матки
Кінцева стадія лізису лускуватого
епітелію [HSIL]
Впорядкована
диференціація
[basket weave]
Впорядкований
базальний епітелій
Зруйнований
Базальний
епітелій
Порушена деференціація

Цервікальні ураження (рак шейки матки),
обумовлені ПВЛ
>95% цервікальних уражень містять ДНК декількох споріднених HPV типів
Відсоток ураження HPV анально-статевої системи варіює від 20 до 40% серед сексуально активного населення
Щорічно в усьому світі діагностується 500,000 випадків цервікального раку, щорічно ~200,000 загиблих з цієї причини

Фактори ризику розвитку цервікального раку
Фактори ризику персистенції інфекції ПВЛ
Кількість сексуальних партнерів впродовж життя
Вік при першому статевому контакті
Куріння
Вживання оральних контрацептивів
Сексуальна поведінка партнера – чоловіка
Додаткові фактори ризику
Вік
Спадковість
Низький соціально-економічний рівень
харчуванняn
Імуносупресивні стани

Рак, як наслідок інфекцій (щорічна смертність ~1.45млн.)
Source: WHO 1998

Шлях до цервікального раку - США
HPV ураження
Низький рівень дисплазії
Дисплазія
виского ступеня
Цервік
альний рак
10,000,000
1,000,000
300,000
12-14,000 - 4,000 смертей/рік
9-ий найбільш розповсюджений рак у жінок

Цервікальний рак – у світі
300,000,000
30,000,000
10,000,000
2,300,000 - 288,000 смертей/рік
2-а провідна причина загибелі від раку серед жінок
Цервік
альний рак
Дисплазія
високого ступеня
Низький рівень дисплазії
HPV ураження

Ураження після першого сексуального контакту
Місяці після першого контакту
Кумулятивні випадки ураження HPV
From Winer RL, Lee S-K, Hughes JP, Adam DE, Kiviat NB, Koutsky LA. Genital human papillomavirus infection: Incidence and risk factors in a cohort of female university students. Am J Epidemiol. 2003;157:218–226, by permission of Oxford University Press.
Дослідження студенток коледжу (N=603)

Інкубаційний період при аногенітальній ВПЛ-інфекції коливається від 1 до 12 місяців (в середньому 3 місяця).
Виділяють клінічну, субклінічну та латентну форми цієї інфекції.
Клінічні прояви ПВІ геніталій можуть бути різними: гострокінцеві кондиломи, папіломи з екзофітним ростом, плоскі папіломи.

ВПЛ низького ступеня окогенного ризику (ВПЧ 6, 11, 42, 43, 44 типів та ін.) асоціюються з розвитком генітальних кондилом (множинних виростів сполучної такнини, вкритих багатошаровим плоским епітелієм) та легкого ступеня лисплазії плоского епітелію матки.
ВПЛ виского ступеня окогенного ризику (переважно ВПЛ 16, 18, 45, 56 іноді ще й типи 31,33, 35, 51, 52, 58 (середнього ступеня) виявляються в 50-80% зразків помірної та тяжкої дисплазії плоского епітелію шийки матки та в 90% інвазивного раку.

Генотип Розповсюдженність
HPV-16 54%
HPV-18 15%
HPV-45 9%
HPV-31 6%
HPV-33 3%
Загальна: 87%
Джерело: ВООЗ 1999
Розповсюдженність цервікальних пухлин, обумлвлених певними генотипами HPV

звичайні бородавки

Рак шкіри
Зріз шкіри
1. Поява великої кількості волосистих фоликулоподібних структур у товщі дерми
2. Поява прозорих внутрішньоядерних базофільних включень всередині розвинутих центральних клітин фоликула

Діагноз
Безпосереднє візуальне обстеження (анально-статеві бородавки)
Мазок Папаніколау
Кольпоскопія
Біопсія
Dot-гібридізація
ПЛР

Обстеження
Мазок Папаніколау (PAP) – цитологічний мазок
Виявлення передракових клітин у піхві та шийці матки
Має проводитися, починаючи з віку 21 р. або через 3 роки після першого статевого контакту
Якщо не норма
Виявлення ДНК HPV
Кольпоскопія та біопсія

Кольпоскопія
Діагностичний огляд входу у піхву, стінок піхви та піхвової частини шийки матки за допомогою кольпоскопу (бінокуляр+ освітлюючий прилад).
1. Проста – без використаня медикаментозних засобів.
2. Розширена – із застосуванням спеціальних тестів для огляду для огляду шийки матки:
- 3% оцтова кислота – звужує незмінені судини, проба проводиться обов'язково, має найбільше клінічне значення;
- проба Шилера (з розчином люголя )
- проба Хробака (з зондом виявляються запущені випадки раку)
…..

Цитологічна діагностика

Порядок досліджень при виявленні атипових клітин

У залежності від розміру та розташування уражень застосовують декілька підходів лікування.
Лікування може призводити до зникнення бородавки, але не віруса (i.e., lesions recur)
Хірургічна цитодеструкція
Ø Хірургична ексцизія (скальпель)
Ø Лазер
Ø Електрохірургія
Ø Кріотерапія
Кератолітичні засоби
Ø Саліцилова кислота
Ø Трихлооцтова кислота
Ø Кантаридин
Ø Ферезол
Ø Солкодерм
Терапія

Антивирусні / Імуномодулятори
Ø Інтерферон (альфа, бета, гамма)
Ø Іміквимод (Альдара)
Ø Цидофовір
Ø Античутливі олигонуклеотиды
Ø Лікувальні вакцини
Хіміотерапевтичні препарати
Ø Блеоміцин
Ø 5-фторурацил
Ø Подофілін
Ø Подофілотоксин (подофилокс)
інші
Ø Ретиноїди
Ø Циметидин
Терапія

Антивірусна терапія
Aldara™ (imiquimod) Cream, 5%: A patient-applied immune response modifier for treatment of external genital warts
1-(2-methylpropyl)-1H-imidazo[4,5-c]quinolin-4-amine
(Molecular formula C14H16N4 )
Recently approved by FDA, imiquimod cream is the newest in a class of drugs called immune response modifiers, and represents a new therapeutic approach to genital warts
AldaraTM (imiquimod) 3M Pharmaceuticals
Терапія

HPV вакцина
Полівалентна вакцина Гардасіл (“Merck&Co”,США) субтипи 16, 18, 6, 11. вік дівчата (9-15р.) та жінки (16-26р.)
Бівалентна вакцина Церварикс («ГлаксоСмитКляйн», Велика Британія), субтипи 16,18.

Human Papillomavirus L1 Virus-Like Particle Vaccine

Папіломавірус американського жорсткошорстного кроля

Папіломавірус американського жорсткошорстного кроля

Папіломавірус корів
Папіломавірус собак