ГЕНЕТИКА ИЛИ ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА?
Рак у близнецов
Один из классических методов определения роли наследственности в развитии болезни — исследование идентичных и неидентичных близнецов. Первые развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки, и им должна быть свойственна одинаковая тенденция к развитию какой-либо болезни, обусловленной общими наследственными факторами. Естественно, что если речь идет о генетическом нарушении, частота совпадений у идентичных близнецов будет больше, чем у неидентичных. Исследования рака молочной железы, желудка, толстой кишки и лейкозов показали, что степень совпадения по наличию этих опухолей у идентичных близнецов вдвое выше, чем у обычных двойняшек. Это явно свидетельствует о значении наследственных факторов, по крайней мере при упомянутых видах рака. Было также подмечено, особенно японскими исследователями, что лейкозы чаще встречаются у детей, родившихся от кровнородственных браков. Братья и сестры больного с опухолью мозга подвержены десятикратному по сравнению с прочими риску умереть от последствий этого злокачественного новообразования. Чрезвычайно важно, чтобы такие люди пожизненно находились под постоянным медицинским наблюдением.
В большинстве случаев рак, по-видимому, является следствием совместного действия генов и факторов среды. Примером такого взаимодействия может служить связь между раком легких и курением.
Иммигранты
То обстоятельство, что рак поражает несколько человек в одной семье, живущей, например, в одном штате или в одной стране, сразу же вызывает весьма сложный вопрос. Что здесь важнее — общая наследственность или одинаковая окружающая среда? Некоторые пути к разгадке дают наблюдения за группами людей, эмигрировавших из одной страны в другую. Рассмотрим, например, частоту заболевания раком желудка в Японии, где этот вид более распространен, чем в США. (Зато в отличие от США японцы гораздо реже болеют раком толстой кишки, молочной железы и простаты.) Замечено, что среди японцев-эмигрантов в США эти различия в частоте заболеваний раком исчезают в течение одного-двух поколений. Поскольку японские иммигранты и их дети заключают браки по большей части в своей этнической группе, повышение частоты заболеваний раком у них связано скорее с изменением окружающей среды, нежели с генетическими факторами.
Другим примером могут служить евреи, переехавшие в Израиль из Европы или США. У них частота заболеваний раком остается по большей части типичной для страны, из которой они происходят. Однако у их детей, рожденных в Израиле, частота заболеваний всеми видами рака оказывается более низкой и соответствует той, которая характерна для еврейского населения, проживающего в этой стране. Поскольку обычно семьи предпочитают оставаться в той же местности или по крайней мере в той же стране, различить воздействующие на них факторы очень трудно. Проблема обнаружения причины заболевания осложняется еще и тем, что некоторые факторы окружающей среды могут привести в действие механизм образования опухоли задолго до того, как больной обратится к врачу по поводу уже явной болезни. Частота заболеваний раком легких прямо пропорциональна не количеству сигарет, выкуренных в этом году, а скорее тому количеству, которое больной выкурил 20 лет назад! Точно так же раковые заболевания как результат воздействия некоторых химикатов на производстве могут проявиться только через 10–20 лет, а то и позднее, когда их жертва больше не работает. Любопытным примером столь длительного и столь способствующего заблуждению «инкубационного» периода может служить рак полового члена. Этот вид рака встречается в основном у стариков. Однако теперь твердо установлено, что его можно избежать, применяя обрезание в первые дни жизни младенца. Эта процедура, выполненная через несколько лет, такой цели не достигает.
Гены и рак
Наиболее приемлемая теория, объясняющая появление злокачественных новообразований у лиц пожилого возраста, предполагает, что в каждой клетке находится несколько генов, которые по отдельности или в совокупности удерживают клетку от ненормального развития, приводящего к раку. Поскольку гены спонтанно или под влиянием экзогенных факторов способны претерпевать мутационные изменения, эта возможность увеличивается по мере старения клетки. Вероятно, после нескольких, скажем пяти, мутаций контроль за поведением клетки происходит уже не столь успешно, и начинается ее безудержный рост и распространение. Согласно этой теории, многие раковые заболевания могут быть конечным результатом ряда мутаций (некоторые из них, очевидно, начинаются где-то в начале жизни ребенка). Такие мутации могут вызываться экзогенными факторами, воздействующими на эмбрион или плод еще в организме матери. Достаточно сослаться на пример употребления диэтилстильбэстрола (ДЭС).
Бедствие, называемое ДЭС
В 1971 г. профессор Артур Л. Хербст с сотрудниками из Главного госпиталя штата Массачусетс опубликовал сообщение, которое впервые привлекло внимание к раку женских половых путей, в основном влагалища у девушек, чьи матери во время беременности принимали половой гормон под названием диэтилстильбэстрол. Было выявлено 7 случаев рака влагалища у женщин моложе 20 лет. Этот вид рака в столь молодой возрастной группе обычно встречается крайне редко. В августе 1973 г. было обследовано 170 больных; у 100 из них обнаружили рак влагалища, у 70 — рак шейки матки. Общее количество ДЭС, принятого их матерями во время беременности, варьировало весьма заметным образом. В большинстве случаев начало приема препарата приходилось, по-видимому, на срок около 18-й недели беременности, т. е. именно тогда, когда у плода женского пола формируются половые пути.
Группа ученых под руководством Хербста продолжала изучения, стремясь охватить как можно больше дочерей тех женщин, которые во время беременности принимали ДЭС. В ходе весьма обширных исследований они нашли 110 девушек, подвергшихся воздействию препарата, и сравнили их с 82 девушками, которые такому воздействию не подвергались. В первой группе были найдены резкие изменения как во влагалище, так и в шейке матки, но они оказались доброкачественными.
В США было предпринято несколько попыток установить число девушек, чьи матери во время беременности принимали ДЭС или аналогичные ему гормоны. Подсчеты производились на основании данных, подготовленных Бостонской совместной программой наблюдения за использованием лекарств. Как удалось установить, в 1960–1970 гг. в США родилось от 100 000 до 160 000 девочек, испытавших внутриутробное влияние этих гормонов. Отсутствовали данные за конец 40-х—50-е годы, когда этот препарат применялся, по-видимому, в еще более широких масштабах для предупреждения беременности. Не исключено, что воздействию ДЭС в США подверглись сотни тысяч, если не миллионы женщин. О появлении у них злокачественной опухоли трудно судить с определенностью; как полагают, этот риск составляет менее 4 случаев на 1000 для женщин моложе 25 лет. Средний возраст, в котором проявляется болезнь, 17 лет, а возраст, в котором находятся свыше 90 % пораженных ею женщин, превышает 20 лет.
Поскольку механизм, ведущий в итоге к образованию опухоли в женских половых путях, точно неизвестен, его можно представить в виде спектра изменений — от доброкачественной опухоли к злокачественной. Следовательно, женщины, которые еще до своего рождения подверглись воздействию ДЭС, обязаны проходить обследование у гинеколога не менее двух раз в год до конца жизни. Помните: рак излечим, если его диагносцировать своевременно.
Другие отдаленные последствия вредных воздействий на плод в утробе матери
Помимо диэтилстильбэстрола имеются другие известные, а возможно, малоизвестные опасности, связанные с вредным воздействием на эмбрион или плод. Например, просвечивание плода рентгеновскими лучами во время диагностического исследования матери связано, как сообщалось в ряде исследований, с повышенным риском возникновения рака у детей (особенно лейкозов) несколькими годами позже. В одном из исследований высказывалось следующее предположение: у детей, подвергшихся рентгеновскому облучению в утробе матери, риск появления раковой болезни, включая лейкозы, возрастает на 40 %. И уже совсем не было неожиданностью, когда в результате некоторых исследований удалось доказать, что риск рака в детском возрасте зависит от дозы рентгеновских лучей, а также от облучения на ранних сроках беременности. И хотя помимо рентгеновских лучей имеются другие факторы, способствующие развитию рака, например индивидуальная предрасположенность, данные, которыми мы располагаем, позволяют рекомендовать беременным женщинам без особой нужды не прибегать к рентгеновским обследованиям.
Почти два десятилетия назад было сделано наблюдение, заставляющее предположить тесную связь между вирусной инфекцией в организме матери во время беременности и развитием рака у родившегося позднее ребенка. В одном ретроспективном исследовании были проанализированы данные о женщинах, переболевших ветряной оспой или свинкой на каком-то сроке беременности и коревой краснухой в первые 18 недель. В то время как в результате заболеваний коревой краснухой и свинкой случаев смерти детей от лейкоза не отмечено, сообщалось о значительном числе смертей от лейкоза среди детей, чьи матери, будучи беременными ими, переболели ветряной оспой. Имеющиеся данные не следует рассматривать как окончательные, поскольку существуют серьезные подозрения на связь вирусной инфекции у беременной женщины с возникновением не только лейкозов, но и других видов рака у ребенка.
Курение
Связь курения и рака легких — другой пример разрушительного совместного действия генов и окружающей среды на организм человека. Вам, очевидно, приходилось встречать людей, которые всю жизнь много курили, но не заболели раком легких, хотя, по всей вероятности, страдали хроническим бронхитом и эмфиземой легких. Дело в том, что, как показал ряд исследований, отдельные лица предрасположены к раку легких в большей степени и курение способствует повышению у них активности фермента арилгидрокарбонгидроксилазы, который совокупно с курением в свою очередь приводит к раку. Этот фермент контролируется особым геном. Одна из целей развивающейся генетики в конечном счете состоит в том, чтобы определять, какие индивиды из числа курящих наиболее восприимчивы к раку.
Другие факторы
Широкая распространенность рака легких сделала курение одним из наиболее известных факторов.
Однако существуют и другие экзогенные факторы, которые сами по себе или во взаимодействии с генетической предрасположенностью способны вызвать у человека рак. Так, лейкоз связывают с рентгеновским облучением; алкоголь влияет на возникновение рака печени; многие промышленные токсины поражают различные ткани организма человека. Аналогичным образом действуют и некоторые лекарственные препараты, включая гормоны, определенные вирусы, а также, возможно, некоторые добавки к пище и консерванты. Слишком жаркое солнце может привести к развитию рака кожи. Некоторые факторы не обязательно сами приводят к раку, но повышают возможность его возникновения, как в случае рака матки, связанного с применением эстрогенных гормонов.
Рак молочной железы и наследственность
Рак молочной железы — один из самых распространенных видов злокачественных новообразований, — как известно, в два-три раза чаще встречается у людей, чьи родственники уже им болели. Сейчас принято считать, что существуют по крайней мере две разновидности этой формы рака: одной заболевают до климактерического периода, другой — после него. При двусторонней локализации опухоли частота болезни среди родственниц больной возрастает до 13 %. Если у женщины болезнь наступила до менопаузы и опухоль затронула обе железы, частота заболеваний у ее родственниц доходит до 17 %, тогда как при односторонней локализации эта частота составляет 3,4 %. Частота двусторонней локализации опухоли молочных желез у всех женщин с наличием в истории семьи этой болезни достигает примерно 10 %, а у тех, кто заболел ею до менопаузы, — около 15 %. Не вызывает сомнения, что наследственные факторы играют более существенную роль у женщин в возрасте 20–45 лет (особенно при двусторонней локализации опухоли), чем у женщин более позднего возраста и при поражении опухолью только одной железы. Но следует помнить, что действие наследственного механизма как причины опухоли молочной железы было установлено только в 3 % случаев этого заболевания.
В семьях, где у женщин опухоль поражает обе молочные железы до наступления менопаузы, предполагается доминантная форма наследования. Прямая наследственная связь проявляется и в том, что если у матери была двусторонняя локализация опухоли, то ее дочь подвергается почти 50 %-ному риску заболеть той же формой рака. Такой женщине настоятельно рекомендуется не только постоянно следить за собой и ежегодно производить обследование, но и научиться самой прощупывать грудь.
Существует по крайней мере еще одна разновидность опухоли молочной железы, подобная только что описанному наследственному типу. Отличительная черта этой формы, которая проявляется до менопаузы, состоит в том, что среди близких родственников больной часто встречаются случаи не только раннего и двустороннего рака молочной железы, но и лейкозы, опухоли мозга, саркомы и карциномы различных органов, включая легкие, поджелудочную железу и кожу.
Точный механизм, лежащий в основе наследственной предрасположенности к раку молочной железы, неизвестен. Имеющиеся в нашем распоряжении данные позволяют предположить, что у некоторых восприимчивых к этой форме рака женщин, вероятно, имеется недостаточность фермента под названием эстрадиолгидроксилаза, который в норме контролирует баланс эстрогенов, образующихся в их яичниках. При недостаточном удалении эстрогенов из организма даже небольшой их излишек способен стимулировать развитие опухоли в ткани молочных желез.
Рак кожи
Ваши гены определяют цвет вашей кожи и тем самым вашу реакцию на обычное воздействие солнечных лучей. Предрасположенные люди белой расы, загорая на солнце, легко приобретают рак кожи почти исключительно на открытых участках тела (на лице, голове, на руках). Негры, равно как и представители желтой расы, проявляют большую сопротивляемость раку кожи. Нет ничего удивительного в том, что частота рака кожи значительно меняется с изменением географии местности. Так, лица с белой кожей, живущие в одном из южных штатов США, подвергаются большей опасности заболеть раком кожи. Эта форма ракового заболевания также значительно шире распространена среди людей, работающих на открытом воздухе, например среди фермеров и моряков.
Существует определенная связь между принадлежностью к той или иной этнической группе и развитием рака кожи. Так, у лиц кельтского происхождения рак кожи появляется в более раннем возрасте и встречается чаще, чем можно было бы ожидать. Следовательно, белокожие англичане, валлийцы или ирландцы, по-видимому, более подвержены этой болезни, чем другие. У альбиносов (людей с наследственным дефектом кожи и цвета глаз) кожа почти вовсе лишена пигмента. При продолжительном воздействии на них солнечных лучей все они без исключения заболевают раком кожи.
Рак и социальная среда
Рак шейки матки чаще встречается у женщин из бедных слоев населения, что связано с более ранним началом у них половой жизни, большим числом сексуальных партнеров, недостаточной личной гигиеной, слабой врачебной заботой после рождения. Заслуживает внимания то обстоятельство, что при сходном социально-экономическом положении как у белых женщин, так и у негритянок частота заболеваний раком шейки матки оказывается одинаковой,
